[发明专利]一种集成机械手臂的图书自动存取无人车

说明书

本发明公开了一种集成机械手臂的图书自动存取无人车，包括车体，所述车体内部设有图书抓取机械臂、图书存放装置、状态信息监测模块和运动控制模块，所述车体底部设有底盘驱动模块；所述图书抓取机械臂、状态信息监测模块、底盘驱动模块分别与运动控制模块电连接；本发明通过深度融合无人驾驶技术、机器视觉技术、高精度机械手抓取技术和自适应图书存放技术等，实现不同厚度、不同大小的图书的精确抓取和存放作业，并根据需要将图书运输至指定地点，从而提高图书借阅者借还书效率，同时将相关工作人员从繁重的书籍整理工作中解放出来，最终实现图书存取、运输和整理等全过程的无人化和智能化管理。

技术领域

本发明属于图书自动存取技术领域，具体是一种集成机械手臂的图书自动存取无人车，适用于图书馆、书店和档案室等场所。

背景技术

随着我国的世界地位和国家形象逐渐提升，国民的素质和文化程度逐渐提高，所承载的文化影响力也在世界范围内得以传播。近年来我国图书馆数量与日俱增，2019年图书馆总量达10588所，国内知识付费市场用户规模近4亿人。

然而现有的图书馆管理模式存在诸多弊端，主要包括：

(1)借阅者查找书籍花费时间长，据不完全统计，借阅者花费在图书查找上的时间平均可达30min，主要原因是图书信息更新缓慢和查阅者对图书馆馆藏分布不了解，无法快速找到图书存放位置；

(2)图书管理人员工作乏味且困难，管理人员的主要工作包括对图书进行整理分类、将图书运送到书架，不仅流程繁琐且耗时耗力。

为了解决上述弊端，智慧图书馆应运而生，智慧图书馆是把智能技术应用于图书馆，形成的一种自动化管理与传统图书馆工作有机结合的创新体。如公开号为CN110315550A的专利公开了一种用于图书馆的四爪式自动取书装置，包括AGV小车、车载微型书架、升降机构、存取书机构和CCD摄像机，AGV小车上方右端设有车载微型书架，AGV小车上方左端设有升降机构，升降机构上方设有存取书机构，存取书机构右端设有CCD摄像机。本发明能够应用于图书馆、档案馆，减轻管理人员的工作压力，同时提高了工作效率。四爪式存取机构能够自动完成存书及取书工作，不会破坏书籍，同时无需对现有图书馆进行大规模改建。该专利中的车载微型书架存储书籍量少，且不能自适应图书的厚度，图书太厚，可能放不进车载微型书架，图书太薄，车载微型书架又无法夹紧图书，运送过程中不稳定，书籍容易从车载微型书架上掉落；另外，该专利的升降机构、存取书机构仅有3个自由度，其灵活度较差，横向移动需要借助小车移动来实现；且这种结构限制了其车载微型书架必须为弧形结构，常规的车载书架无法与其升降机构、存取书机构匹配。

发明内容

本发明的目的是提供一种集成机械手臂的图书自动存取无人车，解决现有技术中车载书架无法自适应书籍厚度，书籍容易掉落，以及现有的图书抓取机械臂灵活度较差，无法匹配常规车载书架等问题。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种集成机械手臂的图书自动存取无人车，包括车体，所述车体内部设有图书抓取机械臂、图书存放装置、状态信息监测模块和运动控制模块，所述车体底部设有底盘驱动模块；所述图书抓取机械臂、状态信息监测模块、底盘驱动模块分别与运动控制模块电连接；

所述图书抓取机械臂包括水平运动模组、竖直运动模组、纵深运动模组、旋转运动模组和末端抓取执行机构；所述水平运动模组、纵深运动模组分别与竖直运动模组垂直；所述竖直运动模组通过旋转运动模组安装在水平运动模组上，所述纵深运动模组安装在竖直运动模组上；所述末端抓取执行机构安装在纵深运动模组的自由端；

所述图书存放装置包括多层书架，每层所述书架上均安装有多个夹紧装置和书立；每层书架用于存放不同厚度范围的图书；所述书立用于对图书起到扶正作用。