[發(fā)明專(zhuān)利]一種城市街區(qū)自助圖書(shū)館取還書(shū)機(jī)械手

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201510517813.2
• 申請(qǐng)日: 2015-08-23
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN106695751A
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-05-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張桂春
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 張桂春
• 主分類(lèi)號(hào): B25J9/00
• 分類(lèi)號(hào): B25J9/00;B25J13/06
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種機(jī)械手臂，尤其是涉及一種城市街區(qū)自助圖書(shū)館取還書(shū)機(jī)械手。

背景技術(shù)

城市街區(qū)自助圖書(shū)館系統(tǒng)是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在圖書(shū)館領(lǐng)域的拓展，是集數(shù)字化、人性化和智能化為一體的新型圖書(shū)館發(fā)展模式，是現(xiàn)有公眾圖書(shū)館服務(wù)的延伸，實(shí)現(xiàn)了傳統(tǒng)圖書(shū)館與數(shù)字圖書(shū)館的完美結(jié)合和質(zhì)的飛躍。自助圖書(shū)館系統(tǒng)由自助圖書(shū)館服務(wù)機(jī)、物流管理系統(tǒng)、中心服務(wù)系統(tǒng)、圖書(shū)館監(jiān)控系統(tǒng)、資源管理系統(tǒng)等部分構(gòu)成，其中自助圖書(shū)館服務(wù)機(jī)是自助圖書(shū)館系統(tǒng)的硬件基礎(chǔ)，也是其核心組成部分。

射頻識(shí)別技術(shù)（RFID）作為自動(dòng)識(shí)別技術(shù)的一大分支，是自助圖書(shū)館系統(tǒng)的核心技術(shù)，它通過(guò)無(wú)線射頻方式獲得圖書(shū)的相關(guān)數(shù)據(jù)，并對(duì)圖書(shū)加以識(shí)別，且無(wú)需與圖書(shū)直接接觸即可完成信息的輸入與處理，能夠?qū)崟r(shí)準(zhǔn)確地采集和處理信息。正是由于RFID的應(yīng)用使得自助圖書(shū)館系統(tǒng)成為一種典型的人機(jī)交互系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了自助辦證、自助借書(shū)、自助還書(shū)、自助預(yù)約、自助查詢等服務(wù)功能的融合。

取書(shū)機(jī)械手系統(tǒng)作為自助服務(wù)的執(zhí)行子系統(tǒng)，具有借書(shū)傳輸、還書(shū)傳輸、自動(dòng)分揀的功能，是服務(wù)效率和圖書(shū)安全傳輸?shù)年P(guān)鍵因素。機(jī)械手的結(jié)構(gòu)及其系統(tǒng)控制策略對(duì)提高服務(wù)效率和傳輸安全系數(shù)起著至關(guān)重要的作用。機(jī)械手定位速度、精度以及傳輸安全性是機(jī)械手控制的三大性能指標(biāo)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供一種城市街區(qū)自助圖書(shū)館取還書(shū)機(jī)械手，采用恒壓力夾緊控制方式以自適應(yīng)書(shū)本厚度。在手爪夾緊圖書(shū)的過(guò)程中實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)手爪的夾緊力，當(dāng)夾緊力達(dá)到預(yù)設(shè)定值，手爪即停止運(yùn)動(dòng)。最大夾緊力的設(shè)定以能夠牢固夾持自助圖書(shū)館中最重的圖書(shū)為依據(jù)。采用閉環(huán)控制，具有較快相應(yīng)速度。該結(jié)構(gòu)能牢固夾持圖書(shū)，不僅能有效防止由于夾緊壓力值過(guò)小造成的的書(shū)本脫落，也能防止由于夾緊壓力值過(guò)大造成的書(shū)本損壞。

本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是。

本發(fā)明主要有機(jī)械手底座和機(jī)械手夾板兩部分構(gòu)成。驅(qū)動(dòng)電機(jī)為步進(jìn)電機(jī)，電機(jī)經(jīng)減速器后帶動(dòng)凸輪轉(zhuǎn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)機(jī)械手的張開(kāi)和閉合。所用的導(dǎo)軌是塑料導(dǎo)軌，以提高耐磨性。

所述的機(jī)械手在定位到要抓取的圖書(shū)位置之后，在抓取圖書(shū)過(guò)程中要保證能牢固抓取指定圖書(shū)，同時(shí)不影響左右兩側(cè)的圖書(shū)，為此設(shè)計(jì)E字形隔書(shū)板與不對(duì)稱(chēng)U字形機(jī)械手爪結(jié)構(gòu)。一個(gè)機(jī)械手有左右兩個(gè)手爪，夾持部分是對(duì)稱(chēng)的。隔書(shū)板與機(jī)械手爪形狀上互補(bǔ)，機(jī)械手爪在抓取圖書(shū)過(guò)程中，先插入隔書(shū)板中，然后兩手爪相向運(yùn)動(dòng)，抓緊圖書(shū)。隔書(shū)板的厚度為6mm，大于手爪的5mm，因此在機(jī)械手定位準(zhǔn)確的前提下，手爪能插入相鄰兩圖書(shū)的空隙，并且不損壞左右兩邊的書(shū)。機(jī)械手爪前端窄后端寬，類(lèi)似刀刃，在機(jī)械手爪插入隔書(shū)板的過(guò)程中允許的定位誤差更大，這種設(shè)計(jì)提高了機(jī)械手定位的容錯(cuò)度。

所述的機(jī)械手爪上面長(zhǎng)，下面短，上面有兩個(gè)橡皮觸點(diǎn)，下面有一個(gè)，這是基于三點(diǎn)確定一個(gè)平面的原理而設(shè)計(jì)的。左右機(jī)械手爪各三個(gè)橡皮觸點(diǎn)，橡皮與絕大部分圖書(shū)的封面之間的摩擦系數(shù)較大，能在較小夾緊力下牢固夾緊圖書(shū)。相比之下，機(jī)械手爪上下對(duì)稱(chēng)但無(wú)橡皮觸點(diǎn)的結(jié)構(gòu)由于金屬與封面的摩擦系數(shù)較小，導(dǎo)致手爪平面與書(shū)籍封面不能很好貼合，運(yùn)行效果很不理想。

所述的機(jī)械手采用單個(gè)應(yīng)變式壓力傳感器檢測(cè)壓力。該壓力傳感器需要一端固定另一端受力的形式才能準(zhǔn)確檢測(cè)壓力，為了檢測(cè)手爪的夾緊力，需要一種結(jié)構(gòu)將傳感器與手爪聯(lián)系起來(lái)，使書(shū)對(duì)手爪的反作用力間接作用在傳感器上。

本發(fā)明的有益效果是：采用閉環(huán)控制，具有較快相應(yīng)速度。該結(jié)構(gòu)能牢固夾持圖書(shū)，不僅能有效防止由于夾緊壓力值過(guò)小造成的的書(shū)本脫落，也能防止由于夾緊壓力值過(guò)大造成的書(shū)本損壞。

附圖說(shuō)明

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說(shuō)明。

圖1是本發(fā)明的取書(shū)機(jī)械手機(jī)械結(jié)構(gòu)圖的主視圖。

圖2是本發(fā)明的取書(shū)機(jī)械手機(jī)械結(jié)構(gòu)圖的左視圖。

圖3是本發(fā)明的隔書(shū)板結(jié)構(gòu)圖。

圖4是本發(fā)明的機(jī)械手爪結(jié)構(gòu)圖。

其中：1-機(jī)械手夾板1，2-內(nèi)六角圓柱頭螺釘M6X16，3-平墊片，4-機(jī)械手合頁(yè)軸，5-螺母M5，6-彈簧，7-機(jī)械手夾板2，8-平板，9-左滑塊，10-壓力傳感器，11-上蓋板，12-凸輪，13-隔板，14-下蓋板，15-圓柱銷(xiāo)，16-主動(dòng)軸，17-電機(jī)安裝板，18-帶減速器的電機(jī)，19-深溝球軸承，20-普通平鍵5X10，21-右滑塊，22-導(dǎo)軌。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。