[发明专利]一种用于图书取放的机械夹具、取放装置及方法

说明书

本发明提供了一种图书自动放还装置，适用于图书馆图书的放还和整理，属于机械自动化领域。本发明由移动小车、升降机构、放还装置和寄存书架组成，在扫描装置、驱动装置和控制系统的作用下实现自动化。放还装置负责将待还图书从寄存书架上取出并放还至图书馆书架上，放还装置包括三坐标移动台、取放装置和撑开装置，取放装置与撑开装置通过旋转关节连接，取放装置可做90°旋转运动，取放装置完成待还图书的取放任务，撑开装置负责留出待还图书在书架上的位置；寄存书架用于存放待还图书，寄存书架一侧为活动挡板。本发明在无需改变现有的图书馆书架结构的基础，实现图书的自动放还，极大的提高了图书管理的效率，减轻管理员的劳动强度。

技术领域

本发明涉及一种用于图书取放的机械夹具、取放装置及方法，属于机械自动化领域。

背景技术

图书是生活中不可缺少的重要部分，是人类用来记录的重要工具，也是传递感情，获取知识，传递经验的重要媒介。

随着人类文明的不断发展，图书的数量在不断增加，图书的种类繁多，图书管理将是一项越来越艰辛的工作。图书的放还是图书管理中重要的一环，基本上图书馆在还书的过程还是依靠传统的人工操作方式，这不仅浪费了大量的人力、财力和时间，还会不可避免的出现错误，出现图书位置错误的现象。图书的自动化管理已成为图书馆未来发展的必然趋势。

发明内容

针对现有图书馆图书管理所存在的问题，本发明要解决的技术问题是：在不改变现有的图书馆书架结构的基础上，设计一种基于图像识别的、可实现图书自动放还的装置。

根据本发明提供的一种图书自动放还装置，包括移动小车、升降机构、放还装置、寄存书架、扫描装置、驱动装置和控制系统。

所述移动小车放置在地面上，可根据地面标志或标识线进行移动，主要是将自动放还装置移动至指定位置。

升降机构直接固定在移动小车上，并与放还装置的工作台连接，主要完成放还装置高度的调节，实现图书馆书架的多层要求。

放还装置固定在与升降机构连接的工作台上，放还装置包括可实现三坐标移动的移动台、可完成取放书动作的取放装置和撑开装置，移动平台负责将取放、撑开装置移动至合适位置，取放装置负责图书的夹取和放还，撑开装置完成在取放装置放还图书时撑开书架上两侧图书的工作，便于取放装置快速、高效的放还图书。

三坐标移动台通过丝杠、导轨的组合来实现取放、撑开装置的前后、上下、左右移动，将取放、撑开装置移动至合适的位置。

取放装置与撑开装置通过旋转关节连接，撑开装置朝向固定，取放装置可通过旋转关节旋转90°，朝向寄存书架或书架。

取放装置和撑开装置均由气缸、电动夹爪、夹板组成。夹板固定在电动夹爪上，在电动夹爪的作用下夹板完成夹紧、松开或撑开等动作，电动夹爪固定在气缸上，随气缸的伸出或缩回而来回移动。

取放装置与撑开装置上的夹板中间均为镂空部分，取放装置夹板的大小略小于撑开装置夹板的镂空部分，在放书过程中取放装置的夹板可以插入撑开装置夹板的镂空部分，撑开装置夹板尾部为向外张开的外圆弧形状。

寄存书架固定在工作台上，与移动小车移动方向一致，用于放置待还图书，待还图书上贴有检测标签，寄存书架一侧为活动挡板，用于取书完成后整理图书，避免剩余图书发生倾斜，造成后续取书困难。

扫描装置的扫描器放置在夹紧装置和撑开装置的前端，夹紧装置上的扫描器用于扫描待还图书，获取待还图书的信息，撑开装置上的扫描器用于扫描书架上的图书，确定待还图书在书架上的位置。

驱动装置实现移动小车的移动、升降架的升降、三坐标移动平台的移动、夹紧、撑开装置气缸的伸缩，电动夹爪和夹板的夹紧与松开。

控制系统固定在移动小车上，通过导线与扫描器和驱动装置连接。