[发明专利]图书馆自助还书装置及方法

权利要求书

1.图书馆自助还书装置，其特征在于：包括箱体（1），箱体（1）外设有还书口（6），箱体（1）内安装有书架（7）、水平导送装置（8）、平台推送装置（9）及平台升降装置（10）；

所述书架（7）安装在底座（4）上，书架（7）分多列设置且下方通过凸台限位；

所述水平导送装置（8）包括设置在书架（7）一侧上下的水平导轨（13），上下的水平导轨（13）之间分别设置有上水平同步带（12）、下水平同步带（22），上水平同步带（12）、下水平同步带（22）通过同步驱动机构带动；

所述平台升降装置（10）包括升降支撑架（23），升降支撑架（23）上下端分别与上水平同步带（12）、下水平同步带（22）连接；所述升降驱动步进电机（24）安装在升降支撑架（23）上端，升降驱动步进电机（24）输出端与升降丝杠（29）连接，升降丝杠（29）上安装有升降丝杠滑块（27），升降丝杠滑块（27）安装在平台连接板（30）上；

所述平台推送装置（9）包括安装在平台连接板（30）上的推送驱动步进电机（34），推送驱动步进电机（34）通过齿轮丝杠机构带动图书推送板（39）沿图书放置平台（42）前后移动；图书放置平台（42）与还书口（6）正对且下端设有红外距离传感器（41）。

2.根据权利要求1所述的图书馆自助还书装置，其特征在于：所述同步驱动机构包括水平驱动步进电机（20），水平驱动步进电机（20）通过联轴器（19）与下水平同步带（22）的转轴（11）连接，上下的转轴（11）上均设有同步带轮（18），竖直同步带（15）绕过上下的同步带轮（18）并驱动上水平同步带（12）、下水平同步带（22）同步输送。

3.根据权利要求1所述的图书馆自助还书装置，其特征在于：所述齿轮丝杠机构包括与推送驱动步进电机（34）输出端连接的主动齿轮（36），主动齿轮（36）通过齿轮啮合带动从动齿轮（35），所述从动齿轮（35）安装在推送丝杠（32）上，所述推送丝杠（32）安装在平台连接板（30）上，所述推送丝杠（32）上安装有推送丝杠滑块（38），所述推送丝杠滑块（38）上安装有图书推送板（39）。

4.根据权利要求1所述的图书馆自助还书装置，其特征在于：所述升降支撑架（23）上安装有升降滑杆（28），平台连接板（30）通过升降滑杆滑块（26）沿升降滑杆（28）上下滑动。

5.根据权利要求1所述的图书馆自助还书装置，其特征在于：所述平台连接板（30）上安装有成对的推送滑杆（31），图书推送板（39）通过推送滑杆滑块（33）沿推送滑杆（31）前后滑动。

6.图书馆自助还书方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤1：将图书沿还书口（6）推送至图书放置平台（42），图书放置平台（42）上的压力传感器接收信息；控制器通过升降驱动步进电机（24）带动升降丝杠（29）旋转，从而使与升降丝杠滑块（27）连接的平台推送装置（9）下降，当平台推送装置（9）下降10cm后；

步骤2：红外距离传感器（41）开始检测正前方10cm-30cm处有无物体；

步骤3：红外距离传感器（41）连续检测到正前方10cm-30cm处无物体后，平台推送装置（9）继续下降至红外距离传感器（41）检测到书架（7）的凸台停止下降；推送驱动步进电机（34）开始工作，通过主动齿轮（36）和从动齿轮（35）的齿轮传动带动推送丝杠（32）旋转，从而使推送丝杠滑块（38）上的图书推送板（39）向前推动图书至书架（7）；

步骤4: 图书推送板（39）向后移动至原位，平台推送装置（9）也上升回到初始位置；

重复步骤1-4，当步骤3中红外距离传感器（41）检测到正前方10cm-30cm处有物体说明书架（7）上第一列已经装满图书；此时，水平驱动步进电机（20）带动转轴（11）上同步带轮（18）旋转，从而带动与下水平同步带（22）上层固定连接的下滑块连接板（21）和与上水平同步带（12）下层固定连接的上滑块连接板（14）同步水平滑动；从而使整个平台推送装置（9）、平台升降装置（10）向左平移；平移一个单位距离后停止，一个单位距离为书架（7）中每列的距离，接下来进行步骤3；当书架第二列也装满时，继续平移一个单位距离，当平移4个单位距离时，红外距离传感器（41）检测到正前方10cm-30cm处仍有物体；说明此时整个书架上装满图书，此时，指示灯（5）点亮，提示工作人员清空图书馆自助还书装置内部的图书。