一種用于圖書館內(nèi)書籍存取的裝置制造方法
【專利摘要】一種用于圖書館內(nèi)書籍存取的裝置，為智能化存取設(shè)備提供了必要的機械結(jié)構(gòu)，搭配各種控制單元可以實現(xiàn)圖書的智能存取，裝置包括帶有存書抽屜的車體，車體內(nèi)有發(fā)動機和液壓油罐，所述車體頂部通過機械臂連接機械手，其中所述機械臂共有三級，一級伸縮臂連接車體頂部和二級伸縮臂的一端，二級伸縮臂的另一端連接末級伸縮臂的一端，末級伸縮臂的另一端連接機械手。
【專利說明】—種用于圖書館內(nèi)書籍存取的裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種用于圖書館內(nèi)書籍存取的裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]當前的圖書館都采用先進的信息科技，建立了圖書館書目數(shù)據(jù)庫，條碼掃描技術(shù)實現(xiàn)了圖書的信息化管理，方便圖書借閱和歸還工作。但是圖書的借閱量逐年增加，特別是高校的圖書館，圖書的歸類和上架需要花費大量的人力，這將導致勞動效率低下，勞動強度增大，還可能出現(xiàn)圖書擺放位置錯誤。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0003]為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點，本實用新型的目的在于提供一種用于圖書館內(nèi)書籍存取的裝置，作為一種機械結(jié)構(gòu)，配合控制器工作，可以進行不間斷工作，并且上架速度快，不會出現(xiàn)錯誤。
[0004]為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用的技術(shù)方案是:
[0005]一種用于圖書館內(nèi)書籍存取的裝置，包括帶有存書抽屜2的車體1，車體I內(nèi)有發(fā)動機7和液壓油罐8，所述車體I頂部通過機械臂連接機械手6，其中所述機械臂共有三級，一級伸縮臂3連接車體I頂部和二級伸縮臂4的一端，二級伸縮臂4的另一端連接末級伸縮臂5的一端，末級伸縮臂5的另一端連接機械手6，所述一級伸縮臂3包括步進電機一 3-1，步進電機一 3-1輸出軸連接內(nèi)齒輪3-4，內(nèi)齒輪3-4與外齒輪3-5咬合，外齒輪3_5與機械臂一 3-2焊接連接，機械臂二 3-3在機械臂一 3-2中由液壓油控制伸縮，液壓油由所述液壓油罐8提供，所述二級機械臂4包括連接在機械臂二 3-3上的步進電機二 4-1，步進電機二4-1通過內(nèi)外齒輪傳動結(jié)構(gòu)連接機械臂三4-2控制其運動方向，機械臂四4-3在機械臂三4-2中由液壓油控制伸縮，液壓油由所述液壓油罐8提供，所述末級伸縮臂5包括連接在機械臂四4-3上的步進電機三5-1，步進電機三5-1連接活塞5-2，活塞5_2通過鉸鏈結(jié)構(gòu)連接機械手6。
[0006]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型為智能化設(shè)備的存取提供了一種機械結(jié)構(gòu)，搭配控制器件，可以實現(xiàn)快速取閱書籍。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0007]圖1是本實用新型結(jié)構(gòu)示意圖。
[0008]圖2是圖1的左視圖。
[0009]圖3是一級伸縮臂結(jié)構(gòu)示意圖。
[0010]圖4是一級伸縮臂與二級伸縮臂連接示意圖。
[0011]圖5是末級伸縮臂與機械手連接后機械手放開狀態(tài)示意圖。
[0012]圖6是末級伸縮臂與機械手連接后機械手6抓取狀態(tài)示意圖。
【具體實施方式】
[0013]下面結(jié)合附圖和實施例詳細說明本實用新型的實施方式。
[0014]如圖1和圖2所示，本實用新型為用于圖書館的一種書籍存取裝置，包括車體1，存書抽屜2，機械臂，機械手6，發(fā)動機7以及液壓油罐8。本實用新型的機械裝置可以搭配多種智能單元，例如PLC控制器和圖書條形碼掃描器，實現(xiàn)圖書存取，過程中，存書抽屜2最好能具有唯一編號，每個存書抽屜2連接一個單獨的液壓伸縮機構(gòu)控制其開合，控制液壓伸縮機構(gòu)的步進電機連接PLC控制器。
[0015]其中機械臂共有三級，發(fā)動機7驅(qū)動液壓油罐8內(nèi)部液壓油完成伸縮動作，一級伸縮臂3連接車體I頂部和二級伸縮臂4的一端，二級伸縮臂4的另一端連接末級伸縮臂5的一端，末級伸縮臂5的另一端連接機械手6，發(fā)動機7和液壓油罐8連接PLC控制器，機械手6上安裝有與PLC控制器相連接的圖書條形碼掃描器，機械手6可以完成存書和借書的動作。機械手6由液壓帶動活塞運動，帶動鉸鏈和支桿運動，使其伸縮動作。條形碼掃描器安裝在機械手6中間，當掃描到目標時，傳送信息給PLC，然后PLC控制機械臂運動。
[0016]當需要存放圖書時，圖書管理員把所要存取的圖書放入存書抽屜2內(nèi)部，然后在工作臺發(fā)送存書指令，PLC控制小車到達書架，存書抽屜2在PLC的控制下按順序打開，機械手臂帶動機械手6抓取存書抽屜2內(nèi)部的圖書，放到跟條碼對應的位置。當小車接到取書的指令時，小車按照PLC控制到達目標書架，搜尋數(shù)目條碼，找到后機械手6抓取。
[0017]如圖3所示，一級伸縮臂3包括步進電機一 3-1，步進電機一 3-1輸出軸連接內(nèi)齒輪3-4，內(nèi)齒輪3-4與外齒輪3-5咬合，外齒輪3-5與機械臂一 3_2焊接連接，機械臂二 3_3在機械臂一 3-2中由液壓油控制伸縮，液壓油由液壓油罐8提供。步進電機一 3-1帶動內(nèi)齒輪3-4旋轉(zhuǎn)，內(nèi)齒輪3-4帶動外齒輪3-5轉(zhuǎn)動，當外齒輪3-5轉(zhuǎn)動時，機械臂一 3_2旋轉(zhuǎn)運動來調(diào)節(jié)機械手6的方向。步進電機驅(qū)動液壓油來控制機械臂二 3-3的伸縮，當圖書存放位置較高時，一級伸縮臂3進行伸長，長度是機械臂一 3-2的長度加上伸長的機械臂二 3-3。
[0018]如圖4所示，二級機械臂4包括連接在機械臂二 3-3上的步進電機二 4-1，步進電機二 4-1通過內(nèi)外齒輪傳動結(jié)構(gòu)連接機械臂三4-2控制其運動方向，機械臂四4-3在機械臂三4-2中由液壓油控制伸縮，液壓油由液壓油罐8提供。步進電機二 4-1同樣通過齒輪傳動控制機械臂三4-2的運動方向，機械臂三4-3的伸縮運動是液壓控制，機械臂三4-3和步進電機三5-1連接。
[0019]如圖5和圖6所示，末級伸縮臂5包括連接在機械臂四4-3上的步進電機三5_1，步進電機三5-1連接活塞5-2，活塞5-2通過鉸鏈結(jié)構(gòu)連接機械手6。機械手6的張開主要是由步進電機二 5_1控制。當機械手6抓取圖書時，步進電機二 5_1驅(qū)動活塞5_2往內(nèi)部運動，拉動鉸鏈5-6往后運動，鉸鏈5-6拉動桿件運動，鉸鏈5-5-1和鉸鏈5-5-2往中間合攏，同時鉸鏈5-4-1和鉸鏈5-4-2合攏，使機械手6的卡爪合并，抓取圖書。鉸鏈5-3-1和鉸鏈5-3-2可以使前面的支桿可以轉(zhuǎn)動，來配合機械手6的抓緊和張開。鉸鏈5-7使機械手6的卡爪固定在一起，同時保持旋轉(zhuǎn)的自由度。
[0020]三級機械臂機構(gòu)中，第一步進電通過齒輪傳動實現(xiàn)一級伸縮臂的旋轉(zhuǎn)，一級伸縮臂內(nèi)部為液壓機構(gòu)，第一步進電機帶動液壓缸的液壓油實現(xiàn)一級機械臂的伸縮功能；二級伸縮臂機構(gòu)包括第二步進電機，第二步進電機電機和一級伸縮臂連接，可以在電機的驅(qū)動下伸縮和自由度內(nèi)轉(zhuǎn)動；三級伸縮臂是第三步進電機的作用下完成運動，機械手和伸縮臂相連接。機械臂和機械手6在PLC的控制下，協(xié)調(diào)的完成存取書的任務。
[0021]PLC控制小車的行走路線，車體內(nèi)部電動機驅(qū)動車輪運動，車體左右兩側(cè)是存書抽屜2，存書抽屜2是三層結(jié)構(gòu)，圖書管理員可以批量的把借還回的書，放入存書抽屜2內(nèi)部，智能小車可以一次性的把書帶到書架，然后從存書抽屜2中取書，放回書架，增加了工作效率。
[0022]本實用新型的工作過程:
[0023]取書時，控制臺發(fā)送所取書的磁條編碼給智能存取小車，如圖1，小車接收信號后傳遞給PLC控制器，PLC控制器發(fā)出命令，內(nèi)部電機驅(qū)動小車到達圖書所在位置，磁條掃描器掃描到圖書位置，電動機控制機械臂的角度和液壓控制機械臂的伸縮使機械手6移動到圖書所在位置，如圖5，末級伸縮臂內(nèi)活塞往前移動，推動鉸鏈機構(gòu)使手抓張開，機械臂往前移動使書在兩個卡爪之間，如圖6，末級伸縮臂內(nèi)活塞往后移動，推動鉸鏈機構(gòu)使手抓抓緊，取出書后放到存書抽屜2內(nèi)，然后進行下一本書的抓取。圖書上架時，管理員把所要上架圖書全部放入存書抽屜2內(nèi)部，磁條掃描器獲取圖書信息傳送給PLC，PLC控制小車到達正確位置，存書抽屜2上的液壓機構(gòu)打開存書抽屜2，機械手6抓取存書抽屜2內(nèi)部的圖書，放到條碼正確的位置。然后進行下一本書的上架。本實用新型主要運用電機驅(qū)動，液壓控制，智能控制，鉸鏈機構(gòu)原理實現(xiàn)。
[0024]本實用新型PLC控制器接收來自工作臺的命令，把所要存取的書目存入CPU內(nèi)部，然后根據(jù)書目所在的書架位置，由PLC的編程程序驅(qū)動小車到達指定的目標，機械手臂上的編碼掃描器，搜尋在書架上的編碼，然后機械手把書放到指定的位置或在指定位置取書。
[0025]本實用新型有多個步進電機分別驅(qū)動各自的伸縮臂或機械手，機械臂的伸送是由步進電機帶動液壓缸內(nèi)部液壓油來實現(xiàn)。本實用新型不僅可以應用于圖書館領(lǐng)域，也可以應用在倉庫或者無人超市。
【權(quán)利要求】
1.一種用于圖書館內(nèi)書籍存取的裝置，包括帶有存書抽屜(2)的車體(1)，車體(I)內(nèi)有發(fā)動機(7)和液壓油罐(8)，其特征在于，所述車體(I)頂部通過機械臂連接機械手(6)，其中所述機械臂共有三級，一級伸縮臂(3)連接車體(I)頂部和二級伸縮臂(4)的一端，二級伸縮臂(4)的另一端連接末級伸縮臂(5)的一端，末級伸縮臂(5)的另一端連接機械手(6)，所述一級伸縮臂(3)包括步進電機一(3-1)，步進電機一(3-1)輸出軸連接內(nèi)齒輪(3-4)，內(nèi)齒輪(3-4)與外齒輪(3-5)咬合，外齒輪(3-5)與機械臂一(3_2)焊接連接，機械臂二(3-3)在機械臂一(3-2)中由液壓油控制伸縮，液壓油由所述液壓油罐(8)提供，所述二級機械臂(4)包括連接在機械臂二(3-3)上的步進電機二(4-1)，步進電機二(4-1)通過內(nèi)外齒輪傳動結(jié)構(gòu)連接機械臂三(4-2)控制其運動方向，機械臂四(4-3)在機械臂三(4-2)中由液壓油控制伸縮，液壓油由所述液壓油罐(8)提供，所述末級伸縮臂(5)包括連接在機械臂四(4-3)上的步進電機三(5-1)，步進電機三(5-1)連接活塞(5-2)，活塞(5_2)通過鉸鏈結(jié)構(gòu)連接機械手(6)。
【文檔編號】A47B31/00GK204169321SQ201420588181
【公開日】2015年2月25日 申請日期:2014年10月11日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月11日
【發(fā)明者】李明輝, 胡亞南 申請人:陜西科技大學