一种图书智能整理装置

1.本发明涉及图书整理技术领域，尤其涉及一种图书智能整理装置。


背景技术：

2.近些年来，随着大型图书馆的高速发展和计算机技术以及互联网技术的不断进步，图书馆信息管理已经逐渐实现了自动化，但是面对着不断增加的图书数量，仍然有着很大的进步空间。现有的人工操作的低效率和管理模式的落后与迅速增长的藏书量和渴求及时高效图书服务的读者需求产生了矛盾。在传统的工作模式下，图书馆工作人员每天必须耗费大量的时间和精力用于分类、整理、上下架和搬运等单调而重复性的工作。为减轻当前图书馆人员劳动强度大、效率低下的问题，图书馆中引入智能机器人，不仅有效降低了简单重复的劳动强度，而且提升了工作效率，进而加强了图书馆的读者服务水平，值得推广和应用。


技术实现要素：

3.针对上述问题，本发明的目的在于提供一种图书智能整理装置，能够实现自动辅助拿放图书，以减少图书的整理工作，从而提高效率并降低劳动强度。
4.本发明采用的技术方案如下：
5.本发明所提出的一种图书智能整理装置，包括移动转向机构、转台机构、工作机构、驱动机构、机架和升降机构；所述机架包括下底板、上底板和书柜；所述上底板固连在下底板的上表面；所述书柜固连在上底板上表面后侧；所述移动转向机构设置在下底板的底部；所述驱动机构设置在下底板内部且与移动转向机构连接；所述升降机构为液压杆；所述转台机构一侧底部通过液压杆与上底板上表面前侧连接，该液压杆的上端与转台机构转动副连接，下端通过液压杆底座与上底板固连；所述工作机构通过液压杆连接在转台机构的另一侧底部并与书柜对应。
6.进一步的，所述移动转向机构包括驱动轮胎、转向轮胎、转向结构、转向结构固定盘、转向结构传动杆、转向结构实施轴和后轴；所述转向结构通过转向结构固定盘安装在下底板下表面前侧中部；所述转向结构传动杆设置在下底板下表面前侧的左右两侧之间，且中部通过螺钉与转向结构连接；所述转向轮胎分别设置在下底板下表面前侧的左右两端，且分别通过转向结构实施轴与转向结构传动杆的端部连接；所述驱动轮胎分别设置在下底板下表面后侧的左右两端，且两端驱动轮胎之间通过后轴连接。
7.进一步的，所述驱动机构包括驱动齿轮、伺服电机、电池、电路板、电路和控制台；所述电池和电路板固定在下底板内部的中间区域；所述伺服电机固定在下底板内部的后侧，且其输出端驱动轴和后轴之间通过驱动齿轮连接；所述电池分别通过电路与电路板、转向结构和伺服电机连接；所述电路板分别通过电路与转向结构和伺服电机连接；所述控制台设置在转台机构的中部上方，并通过电路与电路板连接。
8.进一步的，所述转台机构包括转台、转轴和转台盖；所述转台一侧通过转轴与对应
的液压杆上端转动副连接；所述转台盖设置在转台的外部；所述控制台固定在转台上端面中部。
9.进一步的，所述驱动齿轮的外部设置有驱动盖；所述驱动盖与下底板固连。
10.进一步的，所述上底板和下底板中部的一侧对应设置有与电池连通的充电接口。
11.进一步的，所述工作机构包括操作箱、操作箱摄像头、电动缸、抓书机械手和分书机械手；所述操作箱设置在对应的液压杆底端；所述操作箱摄像头设置在操作箱的后侧上部并且与书柜对应；所述抓书机械手和分书机械手分别设置在操作箱后侧的中部和下部，且均与书柜对应；所述抓书机械手和分书机械手分别通过电动缸与操作箱连接。
12.进一步的，所述操作箱的外部设置有操作箱盖。
13.进一步的，所述上底板前侧中部设置有摄像头。
14.本发明与现有技术相比具有以下有益效果：
15.本发明可以自动进行图书的识别、抓取和放置，从而实现图书的自动化管理。其中升降柱、旋转台、回转马达三个部分的组合可以实现机器的多自由度运动，以适应不同的工作环境；利用转台机构可以带动分书机构、抓书机构摆动，避免机器频繁移动，提高工作效率。本发明能够有效解决图书馆在书籍被归还以后堆放杂乱无章、图书回架周期长、耗费大量人力物力等问题。
附图说明
16.图1是本发明的右视图；
17.图2是本发明的仰视图；
18.图3是本发明的主视图；
19.图4是本发明的俯视图；
20.图5是本发明的局部透视图；
21.图6是图5中a处的放大视图。
22.其中，附图标记：1-下底板；2-转向结构固定盘；3-转向结构；4-转向结构传动杆；5-右侧转向结构实施轴；6-左侧转向结构实施轴；7-后轮驱动盖；8-后轴；9-驱动齿轮；10-轮架；11-驱动轮胎；12-伺服电机；13-驱动轴；14-电池；15-电路板；16-电路；17-上底板；18-摄像头；19-液压杆底座ⅰ；20-液压杆ⅰ；21-液压杆ⅱ；22-液压杆ⅲ；23-转台；24-转轴；25-显示屏；26-液压杆底座ii；27-液压杆ⅳ；28-液压杆
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；29-转台盖；30-操作箱；31-操作箱盖；32-操作箱摄像头；33-电动缸ⅰ；34-抓书机械手；35-电动缸ii；36-分书机械手；37-书柜；38-充电接口；39-控制台；40-转向轮胎；41-控制按钮。
具体实施方式
23.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做以简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
24.需要说明的是，在本发明的描述中，术语“上”、“下”、“顶部”、“底部”、“一侧”、“另一侧”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了
便于描述本发明和简化描述，而不是指装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作。
25.参见附图1至6，给出了本发明所提出的一种图书智能整理装置一个实施例的具体结构。所述装置包括移动转向机构、转台机构、工作机构、驱动机构、机架和升降机构；所述机架包括下底板1、上底板17和书柜37；所述上底板17对应固连在下底板1的上表面；所述书柜37通过螺栓竖向固连在上底板17上表面后侧，可拆卸；所述移动转向机构设置在下底板1的底部；所述驱动机构设置在下底板1内中部且与移动转向机构连接。所述上底板17前侧中部设置有摄像头18。
26.本实施例中，所述升降机构为液压杆；所述转台机构一侧底部通过液压杆与上底板17上表面前侧连接，该处液压杆由液压杆ⅰ20、液压杆ⅱ21和液压杆ⅲ22由下至上依次连接而成，所述液压杆ⅲ22的上端与转台机构一侧转动副连接，所述液压杆ⅰ20下端通过液压杆底座ⅰ19与上底板17固连；所述工作机构上部通过液压杆与转台机构另一侧连接，该处液压杆由依次连接的液压杆
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28和液压杆ⅳ27构成，所述液压杆ⅳ27上端经液压杆底座ii26连接在转台机构的另一侧底部并与书柜37对应。
27.如图2所示，所述移动转向机构包括转向结构固定盘2、转向结构3、转向结构传动杆4、右侧转向结构实施轴5、左侧转向结构实施轴6、后轴8、驱动轮胎11和转向轮胎40；所述转向结构3通过转向结构固定盘2安装在下底板1下表面前侧中部；所述转向结构传动杆4布置在下底板1下表面前侧的左右两侧之间，且其中部通过螺钉与转向结构3连接；所述转向轮胎40分别设置在下底板1下表面前侧的左右两端，且左右两个转向轮胎40分别通过右侧转向结构实施轴5和左侧转向结构实施轴6与下底板1以及转向结构传动杆4的两个端部配合连接；所述驱动轮胎11分别设置在下底板1下表面后侧的左右两端，且两端驱动轮胎11之间通过后轴8与下底板1连接。
28.如图5和图6所示，所述驱动机构包括驱动齿轮9、伺服电机12、电池14、电路板15、电路16和控制台39；所述电池14和电路板15固定在下底板1内部的中间区域；所述伺服电机12固定在下底板1内部的后侧，且其输出端的驱动轴13和后轴8之间通过驱动齿轮9连接，实现动力传动；所述电池14分别通过电路16与电路板15、转向结构3和伺服电机12连接；所述电路板15分别通过电路16与转向结构3和伺服电机12连接；所述控制台39设置在转台机构的中部上方，并通过电路16与电路板15连接。本实施例中，所述驱动齿轮9的外部设置有驱动盖7，用于保护驱动齿轮9，所述驱动盖7与下底板1固连。
29.如图3和图4所示，所述转台机构包括转台23、转轴24和转台盖29；所述转台23前侧通过转轴24与对应的液压杆ⅲ22上端转动副连接；所述转台盖29设置在转台23的外部；所述控制台39固定在转台23上端面中部。
30.所述上底板17和下底板1中部的一侧对应设置有与电池14连通的充电接口38。
31.如图1所示，所述工作机构包括操作箱30、操作箱摄像头32、电动缸ⅰ33、抓书机械手34、电动缸ii35和分书机械手36；所述操作箱30固连在液压杆
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28的底端，且外部设置有操作箱盖31；所述操作箱摄像头32固定在操作箱30的后侧上部并且与书柜37对应，用于实现书籍的识别；所述抓书机械手34和分书机械手36分别设置在操作箱后侧的中部和下部，且均与书柜37对应；所述抓书机械手34通过电动缸ⅰ33与操作箱30连接；所述分书机械手36通过电动缸ii35与操作箱30连接，分别实现分书与取书动作。
32.本发明在实际使用时，通过装置底部安装四个车轮，前轮可通过转向结构传动杆4和转向结构3实现偏转，可灵活转向，后轮可通过伺服电机12提供动力，驱动齿轮9传导动力，当控制台39发出指令时，向伺服电机12与转向机构3发送信号，控制装置自动行驶到指定书架位置，控制液压杆伸缩，通过操作箱摄像头32识别对应书籍，控制电动缸伸缩，使得分书机械手36可以将书籍分开，抓书机械手34将书籍抓出或摆正。
33.本发明未详尽事宜皆为公知技术。
34.以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

技术特征：
1.一种图书智能整理装置，其特征在于：所述装置包括移动转向机构、转台机构、工作机构、驱动机构、机架和升降机构；所述机架包括下底板、上底板和书柜；所述上底板固连在下底板的上表面；所述书柜固连在上底板上表面后侧；所述移动转向机构设置在下底板的底部；所述驱动机构设置在下底板内部且与移动转向机构连接；所述升降机构为液压杆；所述转台机构一侧底部通过液压杆与上底板上表面前侧连接，该液压杆的上端与转台机构转动副连接，下端通过液压杆底座与上底板固连；所述工作机构通过液压杆连接在转台机构的另一侧底部并与书柜对应。2.根据权利要求1所述的一种图书智能整理装置，其特征在于：所述移动转向机构包括驱动轮胎、转向轮胎、转向结构、转向结构固定盘、转向结构传动杆、转向结构实施轴和后轴；所述转向结构通过转向结构固定盘安装在下底板下表面前侧中部；所述转向结构传动杆设置在下底板下表面前侧的左右两侧之间，且中部通过螺钉与转向结构连接；所述转向轮胎分别设置在下底板下表面前侧的左右两端，且分别通过转向结构实施轴与转向结构传动杆的端部连接；所述驱动轮胎分别设置在下底板下表面后侧的左右两端，且两端驱动轮胎之间通过后轴连接。3.根据权利要求2所述的一种图书智能整理装置，其特征在于：所述驱动机构包括驱动齿轮、伺服电机、电池、电路板、电路和控制台；所述电池和电路板固定在下底板内部的中间区域；所述伺服电机固定在下底板内部的后侧，且其输出端驱动轴和后轴之间通过驱动齿轮连接；所述电池分别通过电路与电路板、转向结构和伺服电机连接；所述电路板分别通过电路与转向结构和伺服电机连接；所述控制台设置在转台机构的中部上方，并通过电路与电路板连接。4.根据权利要求3所述的一种图书智能整理装置，其特征在于：所述转台机构包括转台、转轴和转台盖；所述转台一侧通过转轴与对应的液压杆上端转动副连接；所述转台盖设置在转台的外部；所述控制台固定在转台上端面中部。5.根据权利要求3所述的一种图书智能整理装置，其特征在于：所述驱动齿轮的外部设置有驱动盖；所述驱动盖与下底板固连。6.根据权利要求3所述的一种图书智能整理装置，其特征在于：所述上底板和下底板中部的一侧对应设置有与电池连通的充电接口。7.根据权利要求4所述的一种图书智能整理装置，其特征在于：所述工作机构包括操作箱、操作箱摄像头、电动缸、抓书机械手和分书机械手；所述操作箱设置在对应的液压杆底端；所述操作箱摄像头设置在操作箱的后侧上部并且与书柜对应；所述抓书机械手和分书机械手分别设置在操作箱后侧的中部和下部，且均与书柜对应；所述抓书机械手和分书机械手分别通过电动缸与操作箱连接。8.根据权利要求7所述的一种图书智能整理装置，其特征在于：所述操作箱的外部设置有操作箱盖。9.根据权利要求1所述的一种图书智能整理装置，其特征在于：所述上底板前侧中部设置有摄像头。

技术总结
本发明涉及一种图书智能整理装置，包括移动转向机构、转台机构、工作机构、驱动机构、机架和升降机构；所述机架包括下底板、上底板和书柜；所述上底板固连在下底板的上表面；所述书柜固连在上底板上表面后侧；所述移动转向机构设置在下底板底部；所述驱动机构设置在下底板内部且与移动转向机构连接；所述升降机构为液压杆；所述转台机构一侧通过液压杆与上底板前侧连接，该液压杆上端与转台机构转动副连接，下端与上底板固连；所述工作机构通过液压杆连接在转台机构的另一侧底部并与书柜对应。本发明能够改善书籍整理的问题，通过自动识别路径到达指定位置，通过摄像头识别图书，并利用机械手完成对书籍的摆放工作，降低了图书整理的劳动强度。理的劳动强度。理的劳动强度。


技术研发人员：董志奎 乔楠冰 刘春江 侯斌峰 孙永宽 戚向东
受保护的技术使用者：燕山大学
技术研发日：2023.04.11
技术公布日：2023/8/14