[发明专利]一种智能书架及其控制方法

权利要求书

1.一种智能书架，其特征在于：书架为竖直固定的中空圆柱形结构，所述书架中轴线处固定有竖直方向伸展的液压缸，所述液压缸顶部固定有基座，所述基座顶部固定竖直设置的转轴，所述转轴上固定有转盘，所述转盘为圆形且外周边固定有齿轮圈，所述齿轮圈与驱动齿轮啮合，所述驱动齿轮固定在电机的输出轴上，所述电机通过支架固定在基座上，所述转盘上有水平设置向一侧延伸的横梁，所述横梁的外端固定有气缸，所述气缸的伸展方向与横梁延伸方向相同，所述气缸的气缸杆端部固定有电磁铁，所述书架由内开口的藏书格排列构成，每个所述藏书格内通过铁盒存放图书，其中一个藏书格内外均开口作为取放口。

2.根据权利要求1所述的智能书架，其特征在于：所述转盘下表面设有信号齿，所述信号齿下方设有固定在支架上读取信号齿的读取器，每层所述藏书格一对激光发射器和激光接收器，所述激光发射器和激光接收器以书架的中轴线对称设置，所述转盘的顶部固定有挡光柱。

3.根据权利要求2所述的智能书架，其特征在于：所述书架外设有操作面板，所述操作面板包括触控屏和摄像头，所述操作面板输出信号至PLC控制器，所述PLC控制器输出驱动信号至液压缸驱动单元、电机、激光发射器、气缸驱动单元和电磁铁驱动单元，所述激光接收器、读取器输出感应信号至PLC控制器。

4.基于权利要求1-3中任一所述智能书架的控制方法，其特征在于：每层藏书格通过所在高度和角度位置具有独立的编号，取放口也具有所在高度和角度位置的编号，存放有图书的藏书格记录有所藏图书的信息，通过读取器和激光接收器的感应信号获取当前电磁铁的所在高度和角度位置，通过伸展气缸将电磁铁伸入计划进入编号的藏书格/取放口，通过电磁铁的通断电实现铁盒取放。

5.根据权利要求4所述的控制方法，其特征在于，包括取书方法：

使用者通过操作面板输入取书的信息后，PLC控制器获取待取图书所在藏书格的编号，获取当前电磁铁所对藏书格的编号；

若当前电磁铁所对藏书格编号与待取图书所在藏书格的编号相同，则直接驱动气缸伸长，之后电磁铁通电吸住铁盒，再驱动气缸回缩；

否则，根据待取图书所在藏书格编号中的高度信息，开启该高度的激光发射器，根据当前电磁铁所对藏书格的编号的高度信息判断上升或下降液压缸并执行；

若液压缸上升则当激光被挡光柱遮挡激光接收器无信号时停止液压缸，若液压缸下降则当激光接收器接收到信号时停止液压缸；

根据待取图书所在藏书格编号中的角度位置信息，比较当前电磁铁所对藏书格的编号的角度位置信息判断转盘转动角度并执行；

驱动气缸伸长，之后电磁铁通电吸住铁盒，再驱动气缸回缩；

根据取放口编号中的高度信息，开启该高度的激光发射器，根据待取图书所在藏书格编号中的高度信息判断上升或下降液压缸并执行；

若液压缸上升则当激光被挡光柱遮挡激光接收器无信号时停止液压缸，若液压缸下降则当激光接收器接收到信号时停止液压缸；

根据取放口编号中的角度位置信息，比较待取图书所在藏书格编号的角度位置信息判断转盘转动角度并执行；

驱动气缸伸长，之后电磁铁断电放下铁盒，再驱动气缸回缩；

记录待取图书所在藏书格编号无图书，以及待取图书已被借阅，并记录当前电磁铁所对藏书格的编号为取放口编号。

6.根据权利要求4或5所述的控制方法，其特征在于，包括存书方法：

使用者通过操作面板待存入图书的信息后，将该图书放入铁盒，再将铁盒放入取放口；

PLC控制器从当前空置的藏书格中选择一个待放入图书的藏书格，获取当前电磁铁所对藏书格的编号；

若当前电磁铁所对藏书格为取放口，则直接驱动气缸伸长，之后电磁铁通电吸住铁盒，再驱动气缸回缩；

否则根据取放口的高度信息，开启该高度的激光发射器，根据当前电磁铁所对藏书格的编号的高度信息判断上升或下降液压缸并执行；

若液压缸上升则当激光被挡光柱遮挡激光接收器无信号时停止液压缸，若液压缸下降则当激光接收器接收到信号时停止液压缸；

根据取放口编号中的角度位置信息，比较当前电磁铁所对藏书格的编号的角度位置信息判断转盘转动角度并执行；

驱动气缸伸长，之后电磁铁通电吸住铁盒，再驱动气缸回缩；

根据待放入图书的藏书格编号中的高度信息，开启该高度的激光发射器，根据取放口的编号的高度信息判断上升或下降液压缸并执行；

若液压缸上升则当激光被挡光柱遮挡激光接收器无信号时停止液压缸，若液压缸下降则当激光接收器接收到信号时停止液压缸；

根据待放入图书的藏书格编号中的角度位置信息，比较取放口编号的角度位置信息判断转盘转动角度并执行；

驱动气缸伸长，之后电磁铁断电放下铁盒，再驱动气缸回缩；

记录当前待放入图书的藏书格编号为电磁铁所对藏书格，并将存储当前待放入图书的藏书格编号内所放入图书的信息。