[發明專利]一種智能整理圖書機器人及其整理方法

有效

• 申請號: 201510159969.8
• 申請日: 2015-04-07
• 公開（公告）號: CN104827459B
• 公開（公告）日: 2017-03-01
• 發明（設計）人: 董永波;張慧芬;王雅玲
• 申請（專利權）人: 濟南大學
• 主分類號: B25J5/00
• 分類號: B25J5/00;B25J13/00;B25J13/08;B25J19/04;G06K17/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于圖書智能管理領域，涉及一種整理圖書機器人及其整理方法，特別是一種智能整理圖書機器人及其整理方法。

背景技術

隨著社會文明的進步，人們對于知識的渴望越來越強烈。然而，當前社會知識書籍種類繁多，圖書館藏書量巨大，圖書整理工作成為一個難題。

目前，現有的圖書整理工作大多數由人工整理完成，既耗費了大量的人力和時間，增加管理圖書成本，又降低了圖書整理工作效率。人工整理圖書準確性差，錯放圖書現象經常發生，給讀者借閱圖書造成不便。因此，需要一種智能整理圖書機器人及其整理方法解決上述難題。

發明內容

本發明針對現有技術無法解決上述圖書管理方面存在的問題，提供了一種智能整理圖書機器人及其整理方法，智能整理圖書機器人通過RFID識別定位技術對圖書進行識別和圖書所處書庫位置定位，自主智能識別行駛路徑到達圖書應處位置，通過圖像識別確定圖書外形和尺寸，實現對圖書的智能、準確歸架整理。

為了完成上述目的，本發明采用以下技術方案。

一種智能整理圖書機器人，其特征在于，所述智能整理圖書機器人包括：中央控制器、RFID讀寫器、RFID電子標簽、圖像識別模塊、整理圖書模塊、無線通信模塊、移動模塊、檢測模塊、人機交互模塊、供電模塊。所述中央控制器分別與RFID讀寫器、圖像識別模塊、整理圖書模塊、無線通信模塊、移動模塊、檢測模塊、人機交互模塊、供電模塊連接。所述供電模塊分別與中央控制器、RFID讀寫器、圖像識別模塊、整理圖書模塊、無線通信模塊、移動模塊、檢測模塊、人機交互模塊連接。

所述的中央控制器分別與RFID讀寫器、圖像識別模塊、整理圖書模塊、無線通信模塊、移動模塊、檢測模塊、人機交互模塊、供電模塊連接，接收處理RFID讀寫器、圖像識別模塊、整理圖書模塊、無線通信模塊、移動模塊、檢測模塊、人機交互模塊、供電模塊傳輸來的信息和數據，并向RFID讀寫器、圖像識別模塊、整理圖書模塊、無線通信模塊、移動模塊、檢測模塊、人機交互模塊、供電模塊傳輸命令信息和數據。

所述的RFID讀寫器與中央控制器連接，用于讀取RFID電子標簽的圖書信息、圖書位置信息、充電識別RFID電子標簽和機器人信息及其位置信息，將讀取的RFID電子標簽的信息反饋到中央控制器；RFID讀寫器分為書庫RFID讀寫器和機器人RFID讀寫器；書庫RFID讀寫器與圖書管理系統連接，用于讀取圖書信息RFID電子標簽、位置標記RFID電子標簽；機器人RFID讀寫器用于讀取圖書信息RFID電子標簽、位置標記RFID電子標簽、機器人信息RFID電子標簽。

所述的RFID電子標簽向RFID讀寫器反饋圖書信息、圖書位置信息、充電識別信息和機器人信息及其位置信息，分為圖書信息RFID電子標簽、位置標記RFID電子標簽、機器人信息RFID電子標簽、充電識別RFID電子標簽，每一本書有唯一的圖書信息RFID電子標簽，每一個機器人有唯一的機器人信息RFID電子標簽身份。

所述的圖像識別模塊實現對圖書外形和尺寸大小的確定，包括攝像頭、圖像采集卡、圖像處理識別軟件，攝像頭安裝在機械手前端。

所述的整理圖書模塊采用旋轉平臺、升降裝置、傳送裝置、推送裝置、機械臂和機械手組合構成，通過圖像識別模塊對圖書外形和尺寸大小進行識別，由機械臂和機械手對圖書進行夾取，通過旋轉平臺、升降裝置、傳送裝置、推送裝置工作將圖書放回原處。旋轉平臺采用齒輪和電機組合裝置；升降裝置采用升降臂實現升降；傳送裝置采用傳送帶移動圖書；推送裝置采用推進機裝置推送圖書；機械臂采用三自由度運動結構分別與三個步進電機連接，并由三個步進電機進行控制；機械手采用小型電動機械夾鉗用來夾取圖書，機械手兩端安裝容柵傳感器測量機械手開口位移；機械手下端安裝尖狀結構，適合從書架上兩書之間縫隙叉開兩書。

所述的無線通信模塊包括網絡通信服務器、無線信號接收和發送模塊。通過該模塊實現機器人與圖書館圖書管理系統無線通信，保持機器人與圖書館圖書管理系統的聯系。

所述的移動模塊實現機器人在圖書館內的移動，該模塊包括2個旋轉編碼器、2個電機驅動電路、2個獨立主動輪、2個緩沖萬向從動輪、2個減速器、2個直流伺服電機。電機驅動電路由中央控制器連接控制；2個獨立主動輪作為機器人的后輪，通過兩個主動輪的速度不同來實現機器人的轉向功能，速度相同時實現機器人的前進和后退；2個緩沖萬向從動輪作為機器人的前輪，配合2個主動輪完成前進、后退、轉向；每一減速器和每一驅動輪連接；每一個直流伺服電機和一個減速器、一個旋轉編碼器、一個電機驅動電路連接，構成兩套移動動力裝置。