一種圖書(shū)館機(jī)器人存取裝置的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公一種圖書(shū)館機(jī)器人存取裝置，包括機(jī)械手裝置和移動(dòng)平臺(tái)；移動(dòng)平臺(tái)上設(shè)置有車載書(shū)架、控制系統(tǒng)和電源裝置；車載書(shū)架用于放置待歸位圖書(shū)；控制系統(tǒng)用于控制移動(dòng)平臺(tái)移動(dòng)和機(jī)械手裝置運(yùn)動(dòng)；電源裝置用于給機(jī)械手裝置和控制系統(tǒng)提供電源；機(jī)械手裝置包括Z方向的機(jī)械臂、X方向的機(jī)械臂和旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)固定在移動(dòng)平臺(tái)上，Z方向的機(jī)械臂垂直安裝在旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)上，X方向的機(jī)械臂垂直安裝在Z方向的機(jī)械臂上；X方向的機(jī)械臂上安裝有機(jī)械抓手；機(jī)械抓手包括機(jī)械抓手腕部和安裝于械抓手腕部上的一對(duì)機(jī)械夾板。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，巧妙而經(jīng)濟(jì)，能夠方便地取書(shū)放書(shū)。
【專利說(shuō)明】
一種圖書(shū)館機(jī)器人存取裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本實(shí)用新型涉及機(jī)械工程領(lǐng)域，特別涉及一種圖書(shū)館機(jī)器人存取裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著圖書(shū)的普及，同一類圖書(shū)名目繁多，側(cè)重各有不同，圖書(shū)的歸類、搬運(yùn)、存放需要耗費(fèi)大量人力和時(shí)間，而且效率低下，有時(shí)候還會(huì)出現(xiàn)圖書(shū)上架錯(cuò)誤等現(xiàn)象，造成不必要的麻煩，圖書(shū)的分類放置問(wèn)題日益凸顯。為了解決上述問(wèn)題，現(xiàn)有技術(shù)中人們提出了這樣的方案，即在機(jī)器人和書(shū)架上都加裝隔板以方便機(jī)械手上架圖書(shū)，但仍然存在弊端:只能實(shí)現(xiàn)書(shū)本上架，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，造成成本增加。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003]本實(shí)用新型的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺點(diǎn)，提供一種圖書(shū)館機(jī)器人存取裝置;其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，巧妙而經(jīng)濟(jì)，能夠方便地取書(shū)放書(shū)。
[0004]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是:
[0005]—種圖書(shū)館機(jī)器人存取裝置，包括機(jī)械手裝置和移動(dòng)平臺(tái)；移動(dòng)平臺(tái)上設(shè)置有車載書(shū)架、控制系統(tǒng)和電源裝置;車載書(shū)架用于放置待歸位圖書(shū);控制系統(tǒng)用于控制移動(dòng)平臺(tái)移動(dòng)和機(jī)械手裝置運(yùn)動(dòng)；電源裝置用于給機(jī)械手裝置和控制系統(tǒng)提供電源;機(jī)械手裝置包括Z方向的機(jī)械臂、X方向的機(jī)械臂和旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)固定在移動(dòng)平臺(tái)上，Z方向的機(jī)械臂垂直安裝在旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)上，X方向的機(jī)械臂垂直安裝在Z方向的機(jī)械臂上;X方向的機(jī)械臂上安裝有機(jī)械抓手;機(jī)械抓手包括機(jī)械抓手腕部和安裝于機(jī)械抓手腕部上的一對(duì)機(jī)械夾板。
[0006]進(jìn)一步的:車載書(shū)架上安裝有推書(shū)機(jī)構(gòu)；推書(shū)機(jī)構(gòu)由第一步進(jìn)電機(jī)、第二步進(jìn)電機(jī)、螺紋桿和推書(shū)塊組成;第一步進(jìn)電機(jī)用于帶動(dòng)整個(gè)推書(shū)機(jī)構(gòu)在上端邊緣為齒條型的車載書(shū)架上移動(dòng)；第二步進(jìn)電機(jī)用于通過(guò)螺紋桿帶動(dòng)推動(dòng)推書(shū)塊前移/后退推動(dòng)待歸位圖書(shū)。
[0007]進(jìn)一步的:機(jī)械抓手腕部能夠相對(duì)于X方向的機(jī)械臂轉(zhuǎn)動(dòng);一對(duì)機(jī)械夾板用于夾取待歸位圖書(shū)。
[0008]進(jìn)一步的:還包括與機(jī)械抓手配合使用的圖書(shū)館書(shū)架，圖書(shū)館書(shū)架包括書(shū)屜和設(shè)置于書(shū)屜上的斜板，斜板右高左低，相對(duì)于水平面的傾斜角度為3°。
[0009]進(jìn)一步的:移動(dòng)平臺(tái)底部設(shè)置有車輪。
[0010]進(jìn)一步的:移動(dòng)平臺(tái)上還設(shè)有用于超聲避障的超聲波傳感器。
[0011]進(jìn)一步的:圖書(shū)館地面埋有用于定位圖書(shū)館書(shū)架的磁卡;所述移動(dòng)平臺(tái)上還設(shè)有用于感應(yīng)磁卡的電磁信號(hào)用于定位圖書(shū)館書(shū)架的電磁感應(yīng)傳感器。
[0012]進(jìn)一步的:移動(dòng)平臺(tái)上還設(shè)置有運(yùn)行指示燈。
[0013]本實(shí)用新型具有以下有益效果:
[0014]本實(shí)用新型一種圖書(shū)館機(jī)器人存取裝置，僅改變機(jī)械抓手、移動(dòng)平臺(tái)和推書(shū)機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了圖書(shū)館機(jī)器人自動(dòng)存取書(shū)的效果。且本裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，巧妙而經(jīng)濟(jì)，能夠方便地取書(shū)放書(shū)。
【附圖說(shuō)明】
[0015]圖1是一種圖書(shū)館機(jī)器人存取裝置的整體結(jié)構(gòu)和書(shū)柜的結(jié)構(gòu)圖；
[0016]圖2是一種圖書(shū)館機(jī)器人存取裝置的取放書(shū)的抓手結(jié)構(gòu)圖；
[0017]圖3是推書(shū)機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)圖。
[0018]其中:1、圖書(shū)館書(shū)柜;2、圖書(shū);3_1、書(shū)屜;3_2、斜板;4、機(jī)械抓手;4_1、機(jī)械夾板;4-
2、機(jī)械抓手腕部;5、機(jī)械手裝置;5-1、Z方向機(jī)械臂;5-2、X方向機(jī)械臂;5-3、旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu);6、運(yùn)行指示燈;7、電源裝置;8、電磁感應(yīng)傳感器;9、車輪；10、控制系統(tǒng)；11移動(dòng)平臺(tái)；12、車載書(shū)架；13超聲波傳感器；14顯示器；15推書(shū)機(jī)構(gòu)；15-1步進(jìn)電機(jī)；15-2步進(jìn)電機(jī)；15-3、螺紋桿；15-4推書(shū)塊。
【具體實(shí)施方式】
[0019]請(qǐng)參閱圖1、圖2及圖3所示，本實(shí)用新型一種圖書(shū)館機(jī)器人存取裝置，包括移動(dòng)平臺(tái)11和機(jī)械手裝置兩大部分。移動(dòng)平臺(tái)11上裝備有運(yùn)行指示燈6，電源裝置7，超聲波傳感器13，車輪9，控制系統(tǒng)1，車載書(shū)架12，電磁感應(yīng)傳感器8，顯示器14，推書(shū)機(jī)構(gòu)15 ；機(jī)械手裝置上安裝有放取書(shū)刊的機(jī)械抓手4。另外，圖書(shū)館書(shū)架I書(shū)屜3中放置傾斜板3-2。
[0020]移動(dòng)平臺(tái)11底部安裝有車輪9，內(nèi)部安裝有電源裝置7和控制系統(tǒng)10;移動(dòng)平臺(tái)11的上部設(shè)有車載書(shū)架12，用于放置待歸位圖書(shū)。車載書(shū)架12上安裝有推書(shū)機(jī)構(gòu)15，用于逐本推出待歸位圖書(shū)，供機(jī)械手裝置夾取。
[0021]機(jī)械手裝置5設(shè)置于移動(dòng)平臺(tái)11的上部，并位于車載書(shū)架12的旁側(cè)。機(jī)械手裝置5包括位于移動(dòng)平臺(tái)11上的旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)5-3，旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)5-3上設(shè)置有Z方向機(jī)械臂5-1，Z方向機(jī)械臂5-1上安裝有X方向機(jī)械臂5-2，X方向機(jī)械臂5-2上安裝有機(jī)械抓手4。機(jī)械手裝置5有三個(gè)獨(dú)立的坐標(biāo)，兩個(gè)直線運(yùn)動(dòng)(X、Z)和一個(gè)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)(Θ)，旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)用來(lái)定位一個(gè)過(guò)道里相向的兩個(gè)書(shū)柜I，直線運(yùn)動(dòng)用來(lái)定位書(shū)屜3的具體位置，旋轉(zhuǎn)和直線都是通過(guò)步進(jìn)電機(jī)和絲杠結(jié)構(gòu)配合完成的。
[0022]機(jī)械手裝置5的末端裝有執(zhí)行機(jī)構(gòu)機(jī)械抓手4，機(jī)械手抓4的兩個(gè)夾板4-1收緊放松來(lái)夾取放置書(shū)刊，抓手處的電機(jī)帶動(dòng)兩個(gè)不同旋向的螺紋桿轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)兩個(gè)夾塊4-1同步相向移動(dòng)。機(jī)械抓手4的機(jī)械抓手腕部4-2可旋轉(zhuǎn)，即機(jī)械手抓腕部4-2由步進(jìn)電機(jī)帶動(dòng)與X方向機(jī)械臂5-2之間可以相互轉(zhuǎn)動(dòng)，從而更加精確地定位。
[0023]推書(shū)機(jī)構(gòu)15由兩個(gè)步進(jìn)電機(jī)(15-1、15-2)、螺紋桿15-3和推書(shū)塊15-4組成。步進(jìn)電機(jī)15-1帶動(dòng)內(nèi)部齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)從而帶動(dòng)整個(gè)推書(shū)機(jī)構(gòu)15在上端邊緣為齒條型的車載書(shū)架12上移動(dòng)。步進(jìn)電機(jī)15-2帶動(dòng)螺紋桿15-3轉(zhuǎn)動(dòng)，從而推動(dòng)推書(shū)塊15-4前移，推動(dòng)書(shū)刊。
[0024]與機(jī)械抓手4配合使用的圖書(shū)館書(shū)架I包括書(shū)屜3-1和設(shè)置于書(shū)屜3-1上的斜板3-2，斜板3-2右高左低，相對(duì)于水平面的傾斜角度為3°。
[0025]移動(dòng)平臺(tái)11上還設(shè)有用于超聲避障的超聲波傳感器13。圖書(shū)館地面埋有用于定位圖書(shū)館書(shū)架I的磁卡;移動(dòng)平臺(tái)11上還設(shè)有用于感應(yīng)磁卡的電磁信號(hào)用于定位圖書(shū)館書(shū)架I的電磁感應(yīng)傳感器8。
[0026]本實(shí)用新型一種圖書(shū)館機(jī)器人存取裝置運(yùn)行前，在起始位置，圖書(shū)管理員將需歸還放置的圖書(shū)裝至車載書(shū)架12上，啟動(dòng)機(jī)器。
[0027]機(jī)械抓手4通過(guò)定位系統(tǒng)到達(dá)指定位置夾取書(shū)刊時(shí)，無(wú)法直接夾取，需將書(shū)本往前推移一段距離，此時(shí)推書(shū)機(jī)構(gòu)15扮演者重要的角色。首先，推書(shū)機(jī)構(gòu)15的初始位置處于車載書(shū)架的端點(diǎn)，步進(jìn)電機(jī)15-2運(yùn)行帶動(dòng)螺紋桿15-3轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)推書(shū)塊15-4往前移動(dòng)，將書(shū)刊推出。書(shū)刊推出后，機(jī)械抓手4夾取書(shū)刊準(zhǔn)備放置，此時(shí)電機(jī)15-2反向轉(zhuǎn)動(dòng)，收回推書(shū)塊15-4。再而步進(jìn)電機(jī)15-1運(yùn)行帶動(dòng)推書(shū)機(jī)構(gòu)15沿著車載書(shū)架邊沿移動(dòng)，直至推書(shū)結(jié)構(gòu)15遇到下一本書(shū)，推書(shū)結(jié)構(gòu)15上的壓力傳感器感受到壓力，步進(jìn)電機(jī)15-1停止運(yùn)行，步進(jìn)電機(jī)15-2開(kāi)始正轉(zhuǎn)繼續(xù)推書(shū)。
[0028]機(jī)械抓手4夾取的書(shū)刊被車載控制系統(tǒng)10掃描出編碼，移動(dòng)平臺(tái)11根據(jù)編碼通過(guò)電磁感應(yīng)傳感器8定位運(yùn)行到指定位置，同時(shí)控制系統(tǒng)指揮機(jī)械手5的步進(jìn)電機(jī)，讓機(jī)械手通過(guò)旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)5-3，X方向移動(dòng)機(jī)構(gòu)5-2，Z方向移動(dòng)機(jī)構(gòu)5-1的移動(dòng)找出該書(shū)刊需擺放的書(shū)屜3，再通過(guò)機(jī)械手抓4與X向機(jī)械臂5-2之間的旋轉(zhuǎn)，將書(shū)本垂直放入書(shū)屜3-1的最右端，然后機(jī)械手抓4繼續(xù)往左移動(dòng)，直至機(jī)械手抓夾塊4-1上的壓力傳感器感受到壓力，即松開(kāi)書(shū)本，退出書(shū)屜。
[0029]如此循環(huán)往復(fù)，直至車載圖書(shū)放置完畢，小車會(huì)到起始點(diǎn)，繼續(xù)裝書(shū)。
[0030]其中控制系統(tǒng)1通過(guò)編程，對(duì)電機(jī)等執(zhí)行裝置進(jìn)行開(kāi)關(guān)、定時(shí)、順序、運(yùn)動(dòng)控制，還可以通信聯(lián)網(wǎng)，從而控制整個(gè)機(jī)器有序地運(yùn)行。
[0031]運(yùn)行指示燈6指示著機(jī)器的運(yùn)行狀態(tài)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種圖書(shū)館機(jī)器人存取裝置，其特征在于，包括機(jī)械手裝置(5)和移動(dòng)平臺(tái)(11); 移動(dòng)平臺(tái)(11)上設(shè)置有車載書(shū)架(12)、控制系統(tǒng)(10)和電源裝置(7);車載書(shū)架(12)用于放置待歸位圖書(shū);控制系統(tǒng)(10)用于控制移動(dòng)平臺(tái)(11)移動(dòng)和機(jī)械手裝置(5)運(yùn)動(dòng)；電源裝置(7)用于給機(jī)械手裝置(5)和控制系統(tǒng)(10)提供電源； 機(jī)械手裝置(5)包括Z方向的機(jī)械臂(5-1)、X方向的機(jī)械臂(5-2)和旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)(5-3)，旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)(5-3)固定在移動(dòng)平臺(tái)(11)上，Z方向的機(jī)械臂(5-1)垂直安裝在旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)(5-3)上，X方向的機(jī)械臂(5-2)垂直安裝在Z方向的機(jī)械臂(5-1)上； X方向的機(jī)械臂(5-2)上安裝有機(jī)械抓手(4);機(jī)械抓手(4)包括機(jī)械抓手腕部(4-2)和安裝于機(jī)械抓手腕部(4-2)上的一對(duì)機(jī)械夾板(4-1)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種圖書(shū)館機(jī)器人存取裝置，其特征在于:車載書(shū)架(12)上安裝有推書(shū)機(jī)構(gòu)(15);推書(shū)機(jī)構(gòu)(15)由第一步進(jìn)電機(jī)、第二步進(jìn)電機(jī)、螺紋桿(15-3)和推書(shū)塊(15-4)組成；第一步進(jìn)電機(jī)用于帶動(dòng)整個(gè)推書(shū)機(jī)構(gòu)(15)在上端邊緣為齒條型的車載書(shū)架(12)上移動(dòng);第二步進(jìn)電機(jī)(15-2)用于通過(guò)螺紋桿(15-3)帶動(dòng)推動(dòng)推書(shū)塊(15-4)前移/后退推動(dòng)待歸位圖書(shū)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種圖書(shū)館機(jī)器人存取裝置，其特征在于:機(jī)械抓手腕部(4-2)能夠相對(duì)于X方向的機(jī)械臂(5-1)轉(zhuǎn)動(dòng);一對(duì)機(jī)械夾板(4-1)用于夾取待歸位圖書(shū)。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種圖書(shū)館機(jī)器人存取裝置，其特征在于:還包括與機(jī)械抓手(4)配合使用的圖書(shū)館書(shū)架(I)，圖書(shū)館書(shū)架(I)包括書(shū)屜(3-1)和設(shè)置于書(shū)屜(3-1)上的斜板(3-2)，斜板(3-2)右高左低，相對(duì)于水平面的傾斜角度為3°。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種圖書(shū)館機(jī)器人存取裝置，其特征在于:移動(dòng)平臺(tái)(11)底部設(shè)置有車輪(9)。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種圖書(shū)館機(jī)器人存取裝置，其特征在于:移動(dòng)平臺(tái)(11)上還設(shè)有用于超聲避障的超聲波傳感器(13)。7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種圖書(shū)館機(jī)器人存取裝置，其特征在于:圖書(shū)館地面埋有用于定位圖書(shū)館書(shū)架(I)的磁卡;所述移動(dòng)平臺(tái)(11)上還設(shè)有用于感應(yīng)磁卡的電磁信號(hào)用于定位圖書(shū)館書(shū)架(I)的電磁感應(yīng)傳感器(8)。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種圖書(shū)館機(jī)器人存取裝置，其特征在于:移動(dòng)平臺(tái)(11)上還設(shè)置有運(yùn)行指示燈(6)。
【文檔編號(hào)】B25J9/04GK205572407SQ201620301917
【公開(kāi)日】2016年9月14日
【申請(qǐng)日】2016年4月12日
【發(fā)明人】趙素素, 孟凡虎, 宋麗娟
【申請(qǐng)人】長(zhǎng)安大學(xué)