[发明专利]一种双机械手图书馆管理图书智能上架机器人系统

权利要求书

1.一种双机械手图书馆管理图书智能上架机器人系统，其特征在于：包括第一滑动装置(1)、第二滑动装置(2)、分书装置(3)、夹书装置(4)、移动本体驱动装置(5)和储书柜(6)；

所述的第一滑动装置(1)和第二滑动装置(2)安装在储书柜(6)两侧，每个滑动装置都是由一组步进电机(7、8)、弹性联轴器、轴承(10、11)、滚珠丝杆(12、13)、滑块(14、15)和导轨(26、27)组成，通过步进电机(7、8)的正反转控制滑块(14、15)的上下移动；

所述的分书装置(3)和夹书装置(4)分别安装在滑块(14)和滑块(15)上，包括机械臂(16、17)、机械爪(18、19)和深度摄像头(20、21)各一个；所述的机械臂(16、17)各关节之间各有两个伺服电机控制机械臂与机械臂之间转动，每个机械臂都有六个伺服电机，所述的机械爪(18、19)安装在三关节机械臂(16、17)前端，主要用于取书、夹书工作，并将图书放置到由机械爪(18)打开的空间内；所述的深度摄像头(20、21)能够对书架上的图书进行3D建模来获取图书的三维信息；

所述的移动本体驱动装置(5)由超声波避障模块(22)、两个驱动轮(23)和两个万向轮(24)组成；所述的两个驱动轮(23)和两个万向轮(24)分别控制整个机器人在图书馆中保持直线和转向运动；所述的超声波避障模块(22)和安装在移动本体驱动装置(5)底部的二维码识别模块(9)用于自主避障和读取地面二维码的信息，确定机器人实时位置，实现自主导航。

2.根据权利要求1所述的双机械手图书馆管理图书智能上架机器人系统，其特征在于：所述的机械爪(18、19)呈勾状，闭合时有25°尖角，便于插入图书之间的缝隙，可插入的缝隙≥0.8mm。

3.根据权利要求1所述的双机械手图书馆管理图书智能上架机器人系统，其特征在于：所述的机械爪(18、19)由两片钢片组成，钢片材料为热处理的45#钢。

4.根据权利要求1所述的双机械手图书馆管理图书智能上架机器人系统，其特征在于：所述的储书柜(6)分为四层,其中，第一层备用，后面三层用于放置归还的图书,对机器人自身储书柜(6)结构进行改进，每一层都设置足够的空间去放置每一本书，图书与图书之间有足够的空间让机械爪(19)在获取上架图书的信息后，能够直接对图书进行抓取，避免机械爪(18)对自身储存的图书再去分书这一步骤。

5.一种根据权利要求1所述的双机械手图书馆管理图书智能上架机器人系统的工作方法，其特征在于：读者通过借还系统将图书归还到储书柜(6)后，当所还书籍达到一定的数量后，图书上架机器人开启动自主上架工作；具体流程如下：

(1)首先夹书装置(4)被启动，滑块(15)带动机械臂(17)在导轨(27)上下移动确定上架图书所在储书柜(6)的层数，机械臂(17)带动各关节运动，通过安装在机械臂(17)前端的深度摄像头(21)左右转动获取图书信息后，机械爪(19)动作夹紧所要上架图书；

(2)接着移动本体驱动装置(5)驱动两个驱动轮(23)和两个万向轮(24)运动到达书架位置，分书装置(3)被启动，滑块(14)带动机械臂(16)在导轨(26)上下移动确定上架图书在书架上的位置，机械臂(16)带动各关节运动指向目标书架，通过安装在机械臂(16)前端的深度摄像头(20)左右转动获取图书信息；

(3)待确定所还书籍位置后，机械爪(18)插入缝隙并打开得到足够空间，机械爪(19)将所夹紧的图书放入到空间内，机械臂收回；

(4)重复以上步骤，进行下一本书籍的上架工作，直到储书柜里所有的图书上架结束，移动本体驱动装置(5)驱动两个驱动轮(23)和两个万向轮(24)回到初始点。