[发明专利]图书上下架机器人

说明书

技术领域

本发明涉及图书上下架机器人。

背景技术

图书上下架是图书馆工作中主要的、重复量大的、关键的工作之一，大量的人工操作，与现代高速发展的科技不相匹配，特别是需要保密的资料室。随着机器人技术的发展，图书机器人将有可能取代这一工作。图书馆机器人上下架的控制的好坏直接影响到借阅图书工作质量，目前这一方面的研究很少。

发明内容

本发明的目的是提出一种图书上下架机器人，它采用PLC对扫描器信号进行编码，再结合伺服电机运动实现对图书位置的查找：厚度传感器和伺服电机的组合实现了图书上下架。图书馆机器人提高了上下架图书质量和生产效率。

本发明采用的技术方案如下：

一种图书上下架机器人，包括机器手和控制器，其特征在于机器手包括：

大臂，为一个由电机驱动沿书架水平直线移动的双作用无杆气缸，双作用无杆气缸的滑块上安装小臂，大臂的两端装有左右位置传感器：

小臂，由调节小臂水平左右摆动角度的小臂电机和驱动小臂前后伸缩的小臂气缸组成，小臂气缸由小臂电机驱动而作水平左右摆动：

腕部电机，安装在小臂气缸的伸缩臂上，用于调节掌部垂直左右摆动角度：

掌部气缸，用于驱动掌部上下伸缩，掌部气缸由腕部电机驱动而作垂直左右摆动：

手指，安装在掌部气缸的伸缩臂上，手指包括叉状分书器、连接于分书器两叉间的叉状夹书器、驱动分书器动作的分书器电机、驱动夹书器动作的夹书器电机。

进一步地：

所述分书器的两叉分别与夹书器的两叉之间铰接连杆：所述分书器电机通过丝杠螺母机构驱动分书器的两叉作伸出张开和收回合拢动作，所述夹书器电机通过丝杠螺母机构驱动夹书器的两叉作伸出张开和收回合拢动作。

所述手指上装有检测书本厚度的厚度传感器。

所述厚度传感器由装在分书器的两叉尖处的猫胡须传感器和装在分书器斜拉杆上或装在夹书器斜拉杆上的容栅传感器组成，猫胡须传感器输出的信号控制容栅传感器的启停。

所述控制器采用PLC电路，PLC根据所接受的各传感器的信号控制相应的电机和气缸。

所述机器手上装有条码扫描器，条码扫描器的RS232接口经电缆与PLC的RS232接口相连。

所述控制器采用PLC电路，所述厚度传感器输出的BCD信号接入PLC电路的内部继电器。本发明具有以下优点：

采用PLC的内部继电器与容栅传感器结合，完成对书本厚度的测量，最大限度利用PLC的内部资源，提高系统的可靠性、降低系统成本。用图书机器人管理图书，将劳动力从简单繁琐重复性工作中解脱出来，提高了图书馆的管理水平。

附图说明

图1为是机器手的运动轨迹示意图：

图2为图书机器人的机器手系统图：

图3为图书机器人的手指结构图：

图4为图书上下架控制系统图：

图5为猫胡须检测程序图：

图6为厚度传感器检测图：

图7为主程序流程图。

图中：1书架侧框 2手指 3腕部电机 4掌部气缸 5书 6右传感器 7左传感器 8大臂(双作用无杆气缸) 9小臂电机 10小臂气缸 11小臂气缸伸缩臂 12掌部气缸伸缩臂 20分书器斜拉杆 21猫胡须传感器 22分书器 23连杆 24夹书器 25夹书器电机 26分书器电机 27支架 28夹书器丝杠 29分书器丝杠

具体实施方式

本发明涉及一种图书上下架机器人，包括机器手和控制器。下面详细说明。

1图书馆机器人的工作原理

1.1图书馆机器人基本结构：

图书机器人由图书上下架的工作部分和行走部分组成。图书馆机器人机器手的工作区域是一个长方体，如图1所示机器手的主要动作是转动和直线移动，弧线箭头指示转动部分，直线箭头指示为直线运动。因此选用执行机构为转动副和移动副构成的复合运动副。转动副由步进电机实现，移动副由单、双作用气缸实现。

如图2所示，机器手包括：

大臂8，为一个由电机驱动而沿书架水平直线移动的双作用无杆气缸(底部装有行走轮)，该双作用无杆气缸的滑块上安装小臂，大臂的两端装有左右位置传感器7、6：

小臂，由调节小臂水平左右摆动角度的小臂电机9(采用伺服电机)和驱动小臂前后伸缩的小臂气缸10组成，小臂电机9采用伺服电机，小臂气缸10与小臂电机9的输出轴连接，可由小臂电机驱动而作水平左右摆动：

腕部电机3，采用伺服电机，腕部电机3安装在小臂气缸10的伸缩臂11的末端，用于调节掌部垂直方向的左右摆动角度：