[實用新型]一種智能圖書整理機器人

有效

• 申請號: 201720292339.2
• 申請日: 2017-03-24
• 公開（公告）號: CN207240214U
• 公開（公告）日: 2018-04-17
• 發明（設計）人: 理俊;劉泓濱;景楠;童繼勛;火壽平
• 申請（專利權）人: 昆明理工大學
• 主分類號: B25J11/00
• 分類號: B25J11/00;B25J5/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本實用新型涉及一種智能圖書整理機器人，屬于機器人技術領域。

背景技術

目前學校、社會上的圖書館圖書每月都有上萬次的借出和歸還，這對圖書館的管理人員來說無疑是一個很大的負擔，全手工操作，不僅工作量大，而且效率較低。人力對圖書整理具有滯后性，大大的降低了圖書館運行的效率，圖書館的書籍不能夠時時保持整齊，不利于讀者對圖書館藏書的檢索、閱讀以及保證書籍與其登記位置的對應統一。針對這種現狀，智能圖書管理機器人可以代替人力，讓機器人來對圖書進行識別分類，再把分類好的圖書送到相應的書架上，以達到減少人力、降低工作強度、提高工作效率的目的。

發明內容

本實用新型要解決的技術問題是提供一種智能圖書整理機器人，以解決歸還圖書的原始位置的定位和完成整個圖書的抓取和擺放的一些問題。隨著大數據時代的發展和工業的改革，信息化已融入現代社會的方方面面，高效的工作可以由智能機器人代替。本圖書管理機器人具有靈活的行走轉向功能、抬升功能、抓取功能以及眾多的傳感器輔助，可以完成對目標位置、目標圖書的處理。

本實用新型的技術方案是：一種智能圖書整理機器人包括鏤空底盤、底盤外殼、存書箱、獨立驅動輪、四輪轉動驅動系統、升降系統、機械臂、夾持系統等。四輪轉動驅動系統安裝在鏤空底盤上，四個獨立驅動輪分別和四輪轉動驅動系統連接，底盤外殼安裝在鏤空底盤上，存書箱安置在底盤外殼上，升降系統安裝在鏤空底盤上，機械臂安裝在升降系統的轉動盤上，夾持系統安裝在機械臂上。

所述的鏤空底盤由支撐架、底盤上支架、蓄電池、底盤下支架、支撐柱、支撐板Ⅱ、支撐板Ⅲ、尋跡傳感器、攝像頭及超聲波傳感器、輪子支撐架組成。支撐架固定在底盤上支架上；底盤上支架和底盤下支架之間通過個支撐柱連接；蓄電池安裝在支撐板Ⅲ上，支撐板Ⅲ固定在底盤下支架上；尋跡傳感器和攝像頭及超聲波傳感器安裝在支撐板Ⅱ上；輪子支撐架安裝在底盤下支架上。

考慮到抬升機構對整機穩定性造成的影響以及整機重量的控制，所述的鏤空底盤采用上下板鏤空加支撐柱連接的方式，既使底盤較大又能讓重量減輕。在豎直支撐桿跟隨機器人運動的時候會產生重心傾斜以及輕微振動，行走機構底盤較低，可以起到穩定的作用。底盤上面有抓取機構的豎直運動導桿，導桿是機械臂和抓取機構的Z軸運動導向、支撐機構，長度可根據實際書架高度調整，調整值大約140~200cm。蓄電池的安裝對稱分布在兩側，起到了重心下移的效果。支撐架上放置有4個存書箱，存書箱為扇形，中間有分隔擋板，防止書籍倒塌。底盤外殼材質為亞克力，其特點是透光性能好、堅固、顏色純正、色彩豐富、美觀平整、使用壽命長、不影響使用等。

所述獨立驅動輪包括輪子、固定塊Ⅰ、轉動桿、固定塊Ⅱ、步進電機Ⅱ、電機桿、齒輪組Ⅰ、輪桿、固定塊Ⅲ、獨立驅動輪支架、固定塊Ⅳ；兩個輪子之間通過輪桿連接，輪桿固定在獨立驅動輪支架上，步進電機Ⅱ和齒輪組Ⅰ通過電機桿連接，齒輪組Ⅰ中的兩個齒輪分別固定在電機桿和輪桿上并且嚙合，固定塊Ⅰ和推桿Ⅱ通過螺栓固定，固定塊Ⅰ和轉動桿螺釘連接，固定塊Ⅱ用于將獨立驅動輪固定在底盤上，固定塊Ⅱ和輪子支撐架連接，固定塊Ⅲ用于連接轉動桿和獨立驅動輪支架，固定塊Ⅳ固定在輪子支撐架上。

所述的四輪轉動驅動系統包括滑桿Ⅰ、絲桿、支撐板Ⅰ、滑塊、推桿Ⅰ、連接螺釘、推桿Ⅱ；四個滑桿Ⅰ固定在支撐板Ⅰ上，絲桿固定在支撐板Ⅰ上，滑塊和絲桿嚙合，并且固定在4個滑桿Ⅰ上，單向滑動，滑塊系統分為上下兩層，分別控制前后輪組的轉動；推桿Ⅰ固定在滑塊上，中間通過螺栓連接，可相對圓周轉動，推桿Ⅱ和推桿Ⅰ之間通過連接螺釘連接，運動關系同上。

圖書館地面較為平坦，采用普通滾輪作為行走機構即可滿足需求。由于圖書館具有書架較多、間隔距離較小，不利于機器人整體轉向的工作環境特點，在每個行走側采用了帶有獨立驅動電機和差速機構的雙輪胎設計，通過車體內部絲桿帶動桿件機構調整車輪協同步進電機的驅動可實現車體的全方位轉向。四個雙輪均布機器人四周，除了能很好地支撐機器人的重量外，能及時根據尋跡路線調整實際的路線，減少定位誤差。每個輪子都有驅動電機驅動其中一個輪子運動。輪子的轉向由平面桿件機構驅動，機構簡單，功能實現起來較為容易。在豎直支撐桿跟隨機器人運動的時候會產生重心傾斜以及輕微振動，行走機構底盤較低，可以起到穩定的作用。電機控制絲桿轉動，然后帶動滑塊平移，滑塊平移的同時，也帶動了推桿的運動，推桿可以帶動輪組的轉動，輪組分別以順、逆時針的旋轉，可以旋轉呈“菱形位”，這樣能夠原地旋轉。如果要實現運動轉彎，可以用差速原理，即左右輪轉速不同來實現，因為每個輪都是獨立驅動的。