CN112581680A - 一种自动还书装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种自动还书装置及方法，包括还书收集装置、还书小车；还书收集装置包括放书架、第一推书板、第二推书板、推书弹簧、推书电机、齿轮、扫码机、电机动作开关以及固定板；第一推书板与放书架的一内侧壁之间设有多根推书弹簧，第二推书板设置在放书架的另一侧壁上；推书电机的输出轴的齿轮与第二推书板啮合；扫码机设置在放书架的外侧壁上；放书架在第二推书板的相应位置处设有出书口，固定板设置在出书口外侧；电机动作开关设置在出书口该侧的放书架侧壁上；还书小车包括车体、PLC控制器、电源以及夹书装置，PLC控制器与夹书装置电连接，用于控制夹书装置夹取还书收集装置内的书本并放置到书柜内；电源分别与PLC控制器、夹书装置电连接。

Description

一种自动还书装置及方法

技术领域

本发明涉及智能设备技术领域，特别涉及一种自动还书装置及方法。

背景技术

目前，借阅者将图书馆借阅的书籍返还后，书籍大都是在图书馆工作人员的操作下有序摆放回书柜上。这种人工操作模式，效率较低。

而现有的智能还书装置通常需要通过图像识别模块控制识别定位过程，又控制检测模块在运送被还书籍的途中避免发生一些不可预知的意外，然后通过移动模块控制小车或者运输工具运送至指定位置后。再由整理图书模块控制机械手经过计算定位空间位置后，把书籍放还至书柜中。但是这种技术方案最大的不足是在整个还书的过程，都需要通过各个模块的互相配合来完成工作，也将会导致所需要的设备要求比较高，在学校的图书馆或者小型的书城这种场合，配备机械手之类的高成本设备，会让需求方难以承受不平衡的效益比。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺陷和不足，提供了一种自动还书装置，该装置结构简单，成本低。

本发明的另一个目的在于提供了一种自动还书方法。

本发明的目的可以通过如下技术方案实现：一种自动还书装置，包括还书收集装置以及还书小车；

所述还书收集装置包括放书架、推书板、推书弹簧、推书电机、齿轮、扫码机、电机动作开关以及固定板；所述推书板包括第一推书板和第二推书板，所述第一推书板设置在放书架内，第一推书板与放书架的一内侧壁之间设有多根推书弹簧，所述第二推书板设置在放书架的另一侧壁上；所述推书电机的输出轴上设有齿轮，所述齿轮与第二推书板啮合；所述扫码机设置在放书架的外侧壁上；所述放书架在第二推书板的相应位置处设有出书口，所述固定板设置在出书口外侧；电机动作开关设置在出书口该侧的放书架侧壁上；

所述还书小车包括车体、PLC控制器、电源以及夹书装置，所述PLC控制器、电源以及夹书装置安装在车体内，所述PLC控制器与夹书装置电连接，用于控制夹书装置夹取还书收集装置内的书本并放置到书柜内；所述电源分别与PLC控制器、夹书装置电连接。

进一步地，所述夹书装置包括横向滑动机构、纵向滑动机构以及夹子，所述纵向滑动机构安装在横向滑动机构上，所述夹子安装在纵向滑动机构上。

进一步地，所述横向滑动机构包括横向底座、横向滑轨、横向滑块、横向夹书电机以及横向丝杆，所述横向滑轨、横向夹书电机安装在横向底座上，所述横向夹书电机的输出轴与横向丝杆连接，所述横向滑块安装在横向丝杆上，所述横向滑块与横向滑轨滑动配合。

进一步地，所述纵向滑动机构包括纵向底座、纵向滑轨、纵向滑块、纵向夹书电机以及纵向丝杆，所述纵向夹书电机安装在横向滑块上，所述纵向底座安装在纵向夹书电机上；所述纵向滑轨安装在纵向底座上，所述纵向夹书电机的输出轴与纵向丝杆连接，所述纵向滑块安装在纵向丝杆上，所述纵向滑块与纵向滑轨滑动配合，所述夹子安装在纵向滑块上。

进一步地，所述夹子上设有压力传感器。

进一步地，所述车体上安装有光电传感器。

进一步地，还书收集装置还包括回收板及回收弹簧，所述回收板固定在放书架的外侧壁，所述回收弹簧设置在回收板与第二推书板之间。

进一步地，所述书柜包括多个书本槽，每个书本槽内设有书架挡板。

本发明的目的可以通过如下技术方案实现：一种自动还书方法，包括如下步骤：

将返还的书本放置在放书架内，第一推书板推动书本到达出书口，推书电机带动第二推书板将书本推出出书口，书本被固定板固定，扫码机扫描书本上的条形码；

扫码机将扫码到的信息发送给PLC控制器，所述PLC控制器将控制信号传输给夹书装置，使夹子夹紧图书，并控制小车运行到书柜的对应位置；

PLC控制器控制夹书装置将书本对应放置在书柜的书本槽内。

进一步地，所述第二推书板将书本的三分之二推出出书口。

本发明与现有技术相比，具有如下优点和有益效果：

1.本发明的自动还书装置结构简单，成本低，使用RFID电子标签扫码识别技术与还书小车运作配合，使用步进电机控制推书的位置，控制小车的位置和速度，使控制简单，可调性高。

2.本发明可以实现精准还书，并可以将书本对应放置于书柜的书槽内，使整体摆放整齐。

附图说明

图1是本发明实施例中还书收集装置的结构示意图；

图2是图1的俯视图；

图3是图1的右侧视图；

图4是本发明实施例中还书小车的结构示意图；

图5是图4的俯视图；

图6是本发明实施例中夹书装置的结构示意图；

图7是本发明实施例中书柜的结构示意图。

其中：1：还书收集装置，11：放书架，12：第一推书板，13：推书弹簧，14：推书电机，15：齿轮，16：扫码机，17：电机动作开关，18：固定板，19：第二推书板，110：回收弹簧，111：回收板，2：还书小车，21：车体，22：PLC控制器，23：电源，24：夹书装置，241：横向底座，242：横向滑轨，243：横向滑块，244：横向夹书电机，245：横向丝杆，246：纵向底座，247：纵向滑轨，248：纵向滑块，249：纵向夹书电机，2410：纵向丝杆，2411：夹子，3：书柜，31：书本槽，32：书架挡板，4：书本。

具体实施方式

下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。

如图1至6所示，一种自动还书装置，包括还书收集装置1以及还书小车2。

如图1至3所示，还书收集装置1包括放书架11、推书板、推书弹簧13、推书电机14、齿轮15、扫码机16、电机动作开关17以及固定板18。推书板包括第一推书板12和第二推书板19。第一推书板设置在放书架内，第一推书板与放书架的一内侧壁之间设有两根推书弹簧，推书弹簧外接外部电机。第二推书板设置在放书架的另一侧壁上，放书架的该侧壁上设有与第二推书板相应的槽，第二推书板的一侧安装于槽内，另一侧安装于槽外。推书电机的输出轴上设有齿轮，齿轮与第二推书板安装于槽外的侧壁啮合。扫码机设置在放书架的外侧壁上，放书架的该侧壁上设有与扫码机对应的缺口，方便扫码机扫描书本4上的条形码。放书架在第二推书板的相应位置处设有出书口，固定板设置在出书口外侧。电机动作开关设置在出书口该侧的放书架侧壁上。

为了使第二推书板推完一本书后恢复原位，还书收集装置上还包括回收板111及回收弹簧110，回收板固定在放书架的外侧壁，回收弹簧设置在回收板与第二推书板之间。

如图4至6所示，还书小车2包括车体21、PLC控制器22、电源23以及夹书装置24。PLC控制器、电源以及夹书装置安装在车体内，PLC控制器与夹书装置电连接，用于控制夹书装置夹取还书收集装置内的书本并放置到书柜内；电源分别与PLC控制器、夹书装置电连接。

如图6所示，夹书装置24包括横向滑动机构、纵向滑动机构以及夹子2411，纵向滑动机构安装在横向滑动机构上，夹子安装在纵向滑动机构上。

横向滑动机构包括横向底座241、横向滑轨242、横向滑块243、横向夹书电机244以及横向丝杆245。横向滑轨、横向夹书电机安装在横向底座上，横向夹书电机的输出轴与横向丝杆连接，横向滑块安装在横向丝杆上，横向滑块与横向滑轨滑动配合。

纵向滑动机构包括纵向底座246、纵向滑轨247、纵向滑块248、纵向夹书电机249以及纵向丝杆2410。纵向夹书电机安装在横向滑块上，纵向底座安装在纵向夹书电机上；纵向滑轨安装在纵向底座上，纵向夹书电机的输出轴与纵向丝杆连接，纵向滑块安装在纵向丝杆上，纵向滑块与纵向滑轨滑动配合，夹子安装在纵向滑块上。

夹子通过电磁阀来控制其夹紧动作。且夹子上设有压力传感器(图中未示出)，通过压力传感器预先设置的模拟量来检测书本是否夹稳。小车的车体上还安装有光电传感器。通过光电传感器可以控制小车寻迹，使小车运行到书柜位置处。光电传感器的型号可以选择RPR220。推书电机、横向夹书电机、纵向夹书电机都采用步进电机。

如图7所示，本发明的自动还书装置还包括书柜3，书柜包括多个书本槽31，每个书本槽的底部设有书架挡板32。书架挡板可以防止因夹子未完全松开时，夹子复位后容易将书本带掉的问题。

本发明自动还书装置的工作原理：借阅者返还的书本放置在放书架内，由第一推书弹簧推动第一推书板，将书本向出书口推动，当书本压到电机动作开关时，推书电机将启动，带动齿轮转动，从而带动与齿轮啮合的第二推书板将书本推出出书口。当书本刚好脱离电机动作开关时，推书动作停止，第二推书板在回收弹簧的作用下拉回原来位置进行复位。此时，书本被固定板固定住，书本的三分之二在放书架的外面，三分之一在放书架内部，在放书架内部的书本上设有条形码，由扫码机扫描书本上的条形码，将获得的信息发送到PC机，再由PC机通过无线网络将相关信息发送到PLC控制器。PLC控制器将控制信号传输给夹书装置，使夹子夹紧图书，并控制小车运行到书柜的对应位置；夹书装置在PLC控制器的控制下，通过横向滑动机构、纵向滑动机构将书本对应放置在书柜的书本槽内。书本放入对应书本槽内后，PLC控制器将控制夹子松开，并使横向滑动机构、纵向滑动机构复位，小车也归位，并执行下一个循环。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种自动还书装置，其特征在于，包括还书收集装置以及还书小车；

所述还书收集装置包括放书架、推书板、推书弹簧、推书电机、齿轮、扫码机、电机动作开关以及固定板；所述推书板包括第一推书板和第二推书板，所述第一推书板设置在放书架内，第一推书板与放书架的一内侧壁之间设有多根推书弹簧，所述第二推书板设置在放书架的另一侧壁上；所述推书电机的输出轴上设有齿轮，所述齿轮与第二推书板啮合；所述扫码机设置在放书架的外侧壁上；所述放书架在第二推书板的相应位置处设有出书口，所述固定板设置在出书口外侧；电机动作开关设置在出书口该侧的放书架侧壁上；

所述还书小车包括车体、PLC控制器、电源以及夹书装置，所述PLC控制器、电源以及夹书装置安装在车体内，所述PLC控制器与夹书装置电连接，用于控制夹书装置夹取还书收集装置内的书本并放置到书柜内；所述电源分别与PLC控制器、夹书装置电连接。

2.根据权利要求1所述的一种自动还书装置，其特征在于，所述夹书装置包括横向滑动机构、纵向滑动机构以及夹子，所述纵向滑动机构安装在横向滑动机构上，所述夹子安装在纵向滑动机构上。

3.根据权利要求2所述的一种自动还书装置，其特征在于，所述横向滑动机构包括横向底座、横向滑轨、横向滑块、横向夹书电机以及横向丝杆，所述横向滑轨、横向夹书电机安装在横向底座上，所述横向夹书电机的输出轴与横向丝杆连接，所述横向滑块安装在横向丝杆上，所述横向滑块与横向滑轨滑动配合。

4.根据权利要求3所述的一种自动还书装置，其特征在于，所述纵向滑动机构包括纵向底座、纵向滑轨、纵向滑块、纵向夹书电机以及纵向丝杆，所述纵向夹书电机安装在横向滑块上，所述纵向底座安装在纵向夹书电机上；所述纵向滑轨安装在纵向底座上，所述纵向夹书电机的输出轴与纵向丝杆连接，所述纵向滑块安装在纵向丝杆上，所述纵向滑块与纵向滑轨滑动配合，所述夹子安装在纵向滑块上。

5.根据权利要求2所述的一种自动还书装置，其特征在于，所述夹子上设有压力传感器。

6.根据权利要求1所述的一种自动还书装置，其特征在于，所述车体上安装有光电传感器。

7.根据权利要求1所述的一种自动还书装置，其特征在于，还书收集装置还包括回收板及回收弹簧，所述回收板固定在放书架的外侧壁，所述回收弹簧设置在回收板与第二推书板之间。

8.根据权利要求1所述的一种自动还书装置，其特征在于，所述书柜包括多个书本槽，每个书本槽内设有书架挡板。

9.采用权利要求1至8任一项所述的一种自动还书装置进行自动还书的方法，其特征在于，包括如下步骤：

将返还的书本放置在放书架内，第一推书板推动书本到达出书口，推书电机带动第二推书板将书本推出出书口，书本被固定板固定，扫码机扫描书本上的条形码；

扫码机将扫码到的信息发送给PLC控制器，所述PLC控制器将控制信号传输给夹书装置，使夹子夹紧图书，并控制小车运行到书柜的对应位置；

PLC控制器控制夹书装置将书本对应放置在书柜的书本槽内。

10.根据权利要求9所述的一种自动还书方法，其特征在于，所述第二推书板将书本的三分之二推出出书口。

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