[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

说明书

本发明公开了一种双机械手图书馆管理图书智能上架机器人，包括第一滑动装置、第二滑动装置、分书装置、夹书装置、移动本体驱动装置和储书柜。本发明中的由机械手构成的分书装置，当图书之间紧密排列空间较小时，该分书装置可插入缝隙，使得书与书之间产生一定的空间，协同另一只机械手构成的夹书装置将所要上架的图书归还到书架目标位置，形成了双机械手图书馆管理图书智能上架机器人系统系统，根据图书架放置图书方式，该系统普遍适用于国内的各高校图书馆。

技术领域

本发明属于新型的图书馆服务型机器人，具体涉及一种双机械手图书馆管理图书智能上架机器人系统。

背景技术

随着社会的迅速发展和人们对美好生活的需要，图书馆成为人们弥补自身不足和获取各方面知识的重要场所。虽然国内应用于各个领域的服务机器人日渐成熟，但针对图书的错放、上下架、搬运、分类和查重等工作的服务机器人由于结构设计复杂，自主上架困难还并未在市场上出现。

为避免图书滞留，影响读者的借阅，因此我们设计双机械手图书馆管理图书智能上架机器人系统实现读者对借还的图书进行一个自主上架工作，及时将图书归还至其所在目标书架。

发明内容

发明目的：为了解决现有技术的不足，本发明提供了一种双机械手图书馆管理图书智能上架机器人系统，该双机械手图书馆管理图书智能上架机器人系统主要对图书馆归还的图书进行一个自主上架工作。

技术方案：一种双机械手图书馆管理图书智能上架机器人系统，包括第一滑动装置、第二滑动装置、分书装置、夹书装置、移动本体驱动装置和储书柜；

所述的第一滑动装置和第二滑动装置安装在储书柜两侧，每个滑动装置都是由一组步进电机、弹性联轴器、轴承、滚珠丝杆、滑块和导轨组成，通过步进电机的正反转控制滑块的上下移动；

所述的分书装置和夹书装置分别安装在滑块和滑块上，包括机械臂、机械爪和深度摄像头各一个；所述的机械臂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，所述的机械爪安装在三关节机械臂前端，主要用于取书、夹书工作，并将图书放置到由机械爪打开的空间内；所述的深度摄像头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由超声波避障模块、两个驱动轮和两个万向轮组成；所述的两个驱动轮和两个万向轮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和安装在移动本体驱动装置底部的二维码识别模块用于机器人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。

作为优化：所述的机械爪呈勾状，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。

作为优化：所述的机械爪由两片钢片组成，钢片材料为热处理的45#钢。

作为优化：所述的储书柜分为四层,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，避免机械爪再去分书这一步骤。

一种根据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，读者通过借还系统将图书归还到储书柜后，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：

(3)首先夹书装置被启动，滑块带动机械臂在导轨上下移动确定上架图书所在储书柜的层数，机械臂带动各关节运动，通过安装在机械臂前端的深度摄像头左右转动获取图书信息后，机械爪动作夹紧所要上架图书；

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