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原文传递一种全自动智能书库系统及运行方法

专利名称：	一种全自动智能书库系统及运行方法
摘要：	本发明公开了一种全自动智能书库系统及运行方法，所述全自动智能书库系统包括用于存储信息、协调各设备工作顺序的书库服务器，用于验证身份和图书信息实现借还书初始操作的自助服务设备，用于在所述书库服务器和自助服务设备间传输图书的传送装置，以及存放图书、自动取书还书的智能书架，书库服务器根据自助服务设备返回的数据协调传送装置和智能书架的工作顺序和工作状态，本技术方案提供的全自动智能书库系统提高了图书馆的管理和服务水平，且能快速完成自助借还，快速盘点整理书籍。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	湖北;42
申请人：	万兆祥
发明人：	万兆祥;李健威;欧志铭;赵永豪
专利状态：	有效
申请日期：	2019-04-01T00:00:00+0800
发布日期：	2019-07-09T00:00:00+0800
申请号：	CN201910257750.X
公开号：	CN109987372A
代理机构：	北京细软智谷知识产权代理有限责任公司
代理人：	付登云
分类号：	B65G1/137(2006.01);B;B65;B65G;B65G1
申请人地址：	432000 湖北省孝感市孝南区书院街城站路25号
主权项：	1.一种全自动智能书库系统，其特征在于，包括：书库服务器(2)，用于存储用户身份信息、图书信息，且监控所述系统中各设备的运行状态、协调各设备的工作过程；自助服务设备(1)，包括壳体(11)、设置于壳体内的第一控制单元和设置于壳体上、供用户读取信息的第一视觉模块(12)；所述自助服务设备用于验证身份信息和读取图书信息，实现借书与还书的初始操作；传送装置(3)，包括从下至上依次轴接的底座(31)、支撑架(32)、第二书架(33)以及设置于底座内的第二控制单元；所述支撑架(32)用于抬升或降低所述第二书架的高度；所述传送装置(3)，用于在所述自助服务设备(1)和智能书架(4)间传送图书；智能书架(4)，包括取书单元(41)、理书单元(42)、第三书架(43)、用于驱动取书单元和理书单元运动的驱动装置以及第三控制单元；所述第三控制单元用于控制所述驱动装置运转；所述智能书架(4)用于放置图书，且能根据所述书库服务器(2)的指令自动取书、还书和整理图书。 2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：客户端设备(5)，用于按照图书名称或编码查询图书且可预定图书；其中，安装有与所述书库服务器程序对应的书库应用软件。 3.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述自助服务设备(1)包括：所述壳体(11)一端设置的封闭门模块(16)，另一端设置的与所述传送装置(3)对接的第一开口(13)；所述壳体内、对应所述封闭门模块(16)设置的第一书架(14)，所述第一书架(14)远离封闭门模块(16)的一侧设置的推书装置(15)；所述第一视觉模块(12)与所述封闭门模块(16)位于所述壳体(11)的同一侧，所述第一视觉模块(12)位于所述封闭门模块(16)的上方；所述第一视觉模块(12)包括显示单元和识别单元，所述识别单元用于用户贴身份证或读书卡验证身份，所述显示单元用于显示所述书库服务器提供的用户信息、图书信息以及借书还书操作流程信息；所述第一书架(14)设置在壳体内位于所述封闭门模块(16)和所述第一开口(13)之间，所述第一书架(14)在所述封闭门模块和所述第一开口间运动；其中，所述第一书架(14)包括第一水平移动组件(141)和书架体(142)；所述第一水平移动组件(141)包括左右两侧对称设置的第一导轨(1411)、设置在两根所述第一导轨间的第一驱动组件(1412)，以及设置在所述第一导轨上的第一滑块(1413)；所述书架体(142)连接在所述第一滑块(143)和所述第一驱动组件(1412)上；所述推书装置(15)设置在所述第一书架(14)靠近所述第一开口(13)一侧的上方；所述推书装置(15)包括第二水平移动组件(151)和推板组件(152)，所述第二水平移动组件(151)包括左右两侧对称设置的第二导轨(1511)，以及设置于所述第二导轨一侧的第二驱动组件(1512)，所述第二导轨上均设置有第二滑块(1513)；所述推书装置(15)的两端分别与两个所述第二滑块连接，所述第二滑块连接所述第二驱动组件；所述第二驱动组件(1512)驱动所述第二滑块带动所述推板组件(152)沿所述第二导轨往复运动；所述第一控制单元分别与所述封闭门模块(16)、第一书架(14)以及所述推书装置各自的电机通讯连接，所述第一控制单元与所述第一视觉模块连接。 4.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述传送装置(3)包括：所述底座(31)包括移动单元和在底座内两侧对称设置的传动单元；所述移动单元包括第一履带(317)、带动第一履带(317)转动的4个履带轮(318)以及设置在履带轮两侧的张紧轮(319)；所述传动单元包括第六电机(311)和传动组；所述第六电机(311)一端设置有第一主动轮(312)，所述传动组包括第一从动轮(313)、主轴承(316)、第二从动轮(314)以及设置在第二从动轮上的第二履带(315)；所述第六电机(311)通过第一主动轮带动第一从动轮转动；所述第一从动轮连接有主轴承(316)，并通过设置在主轴承(316)上的第二从动轮带动第二履带移动；所述传动单元通过设置在主轴承(316)两侧的第二从动轮上的轴承与所述移动单元中的4个履带轮连接；所述支撑架(32)包括设置在底座(1)内的驱动单元、以及并列铆接的第一支撑杆(321)和第二支撑杆(322)；所述驱动单元包括第五电机(323)、丝杠(326)和传动轴(325)，所述第五电机(323)上设置有第三主动轮(327)，所述丝杠(326)上设置有第二从动轮(328)，所述第五电机通过第二主动轮与第三从动轮的配合作用带动所述丝杠转动；所述丝杠(326)通过传动螺母(324)与所述传动轴(325)连接；所述传动轴(325)用于驱动所述第一支撑杆和第二支撑杆的起落；所述第二书架(33)用于承接图书；所述第二书架设置有用于确认图书信息和图书放置位置的第二视觉模块(331)，所述第二视觉模块位于所述书架横向挡板上方；所述第二控制单元分别与所述第五电机、第六电机和所述第二书架上的所述第二视觉模块通信连接。 5.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述智能书架(4)包括：所述取书单元(41)包括第五导轨(411)，所述第五导轨包括位于第三书架两侧对称设置的主导轨架，所述主导轨架包括：垂直于地面设置的第一轨道(4111)，沿第三书架左右方向且平行地面设置的第二轨道(4112)，以及垂直于第三书架左右方向且平行地面设置的第三轨道(4113)；所述第二轨道与所述第三轨道垂直设置、且高于第三书架，所述第一轨道一端连接在所述第二轨道上，另一端延伸至地面；所述第五导轨(411)一侧的第一轨道上设置有用于将书籍推出书架的第一气动推杆(412)，另一侧第一轨道上设置有用于夹出书籍的机械夹具(413)；所述机械夹具上设置有第三视觉模块(4131)，用于确定所述机械夹具取出的书籍是否正确；所述第三视觉模块位于所述机械夹具的两机械爪连接处的支撑臂上；所述理书单元(42)包括设置于第三书架一端的书架内侧壁、纵向设置的第六导轨(421)，和设置于所述第六导轨上的第二气动推杆(422)；所述第二气动推杆沿所述第六导轨上下移动，所述第二气动推杆可伸展或缩回；所述智能书架(4)还包括挡书单元(44)，所述挡书单元包括挡板(441)和滑动部件(442)，所述挡书单元通过所述滑动部件连接在所述第三书架的分隔板靠近所述第一气动推杆的一侧设置的凸起挡板上；所述滑动部件可沿所述凸起挡板沿所述第三书架左右滑动；所述挡板的一端通过旋转轴与所述滑动部件连接，另一端向所述第三书架的前侧延伸；所述旋转轴与地面垂直；在归还图书时，所述第二气动推杆推动归还图书靠近所述挡板时，所述旋转轴带动所述挡板由第一状态旋转90度，还回的图书与分隔板上的书籍接触后，所述挡板回到第一状态；所述第一轨道(4111)、第二轨道(4112)、第三轨道(4113)和第六导轨(421)上均包括导向杆(M1)和滑动件(M2)，所述驱动装置包括设置在导向杆上用于带动所述滑动件移动的第一驱动装置，还包括设置在滑动部件和凸起挡板连接处的第二驱动装置，所述第一驱动装置和所述第二驱动装置均与所述第三控制单元通信连接；所述第三书架(43)的一端设置有理书单元且所述第三书架的一端为上下贯通的框架结构，另一端的每层书架上铺设有分隔板。 6.一种全自动智能书库系统的运行方法，其特征在于，包括：将扫描图书的射频标签得到的图书信息上传至书库服务器(2)，并将图书按照所述图书信息放置于智能书架的第三书架上(43)；自助服务设备(1)认证用户身份信息，并允许用户借助所述自助服务设备(1)的第一视觉模块(12)读取图书信息；借书过程中，所述书库服务器(2)根据所述第一视觉模块(12)上传的借用图书信息定位到路径最短的智能书架(4)位置，并指示所述智能书架取出书籍，且指示传送装置移动至所述智能书架处，所述传送装置(3)的支撑架(32)抬升第二书架(33)的高度承接所述智能书架(4)的取书单元(41)取出的图书，所述传送装置(3)取回图书放置于自助服务设备借出图书；还书过程中，所述第一视觉模块(12)将还书信息上传至所述书库服务器(2)，所述书库服务器指示所述传送装置将图书放入图书数量少于限定阈值且路径最短的智能书架的图书数量最少的第三书架(43)的分隔板上；当图书从智能书架上取出或放回后，所述智能书架的理书单元(42)自动整理第三书架上的书籍。 7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：所述书库服务器(2)接收客户端设备(5)发出的预定图书信息，并根据接收到的预定图书信息指示所述智能书架(4)和所述传送装置(3)运动，且指示所述传送装置(3)将被预定书籍放到特定的智能书架上。 8.如权利要求6所述的方法，其特征在于，借书过程还包括：所述传送装置(3)到达所述智能书架位置后，所述传送装置(3)调节第二书架(33)高度迎合所述智能书架(4)中所述取书单元(41)的机械夹具(413)；取出的书籍放置到所述第二书架(33)时，所述传送装置(3)中的第二视觉模块(331)定位书籍放置在所述第二书架的位置并上传至所述自助服务设备(1)；待所述传送装置(3)移动至所述自助服务设备(1)时，所述自助服务设备的推书装置(15)根据所述第二视觉模块(331)发送的位置信息将书籍推送到第一书架(14)上供用户借阅；所述智能书架(4)的所述机械夹具(413)夹取图书时，位于所述机械夹具(413)上的第三视觉模块(4131)确认取出的图书信息，并将图书信息返回给所述书库服务器(2)；若取出图书错误，则继续取出放置到所述第二书架上，所述书库服务器指示所述智能书架重新夹取图书，直至所述机械夹具取出正确的图书为止；所述传送装置(3)将取得的全部图书送至所述自助服务设备(1)，所述自助服务设备(1)的推书装置(15)将正确的图书推送到第一书架供用户借阅后，所述书库服务器指示所述传送装置进行还书。 9.如权利要求6或8所述的方法，其特征在于，在取出图书时，所述智能书架(4)一侧的第一气动推杆(412)将图书从分隔板上推出，所述智能书架另一侧的机械夹具(413)放置在分隔板的边沿，待推杆将图书推出后，所述机械夹具夹住图书并取出；在用户同时借阅多本图书时，所述书库服务器根据所述自助服务设备传输的多本图书的图书信息，按照所述智能书架的序号排序并指示所述传送装置和所述智能书架依次取出图书，待所述传送装置取完多本图书后返回至所述自助服务设备处供用户借阅；从所述智能书架取出图书后，所述智能书架(4)一端设置的第二气动推杆(422)通过挡书单元(44)将书籍进行补位整理。 10.如权利要求6所述的方法，其特征在于，还书过程包括：所述书库服务器接收到还书信息后，所述书库服务器确定书籍数量少于限定阈值的智能书架，并计算自助服务设备到智能书架的最短路径，以确定放置归还图书的智能书架位置；在还回图书时，所述智能书架的机械夹具将还回的图书抵住分隔板一侧的凸起挡板，使还回图书的书脊与分隔板上的图书书脊平行放置；所述机械夹具将归还图书放到一排图书的最外侧，智能书架一端的第二气动推杆将归还图书通过挡板装置推至分隔板上的原有图书处，且所述书库服务器更新归还书籍的位置信息。
所属类别：	发明专利