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原文传递一种基于剪式升降的智能图书架书籍抓取装置

专利名称：	一种基于剪式升降的智能图书架书籍抓取装置
摘要：	本发明公开了一种基于剪式升降的智能图书架书籍抓取装置，属于智能书架领域。本发明的智能图书架书籍抓取装置，将书籍抓取机械手通过升降滑座滑动安装于剪式伸缩机构的上部，利用牵引拉绳实现剪式伸缩机构带动书籍抓取机械手升降运动的同时，书籍抓取机械手能够相对于剪式伸缩机构上部进一步升降运动，在剪式伸缩机构的伸缩运动行程上进一步扩大了书籍抓取机械手的升降运动行程，既保证了书籍抓取机械手能够抓取智能图书架底层的书籍，又提高了书籍抓取机械手上升的最高位置；并且，用尽量短的剪式伸缩机构实现更大行程的升降运动，进一步提高了剪式伸缩机构的升降稳定性和可靠性，使书籍抓取装置的结构更加简单紧凑，便于智能化控制。
专利类型：	发明专利
申请人：	常州工学院
发明人：	杨辉;潘卫华;田文彤
专利状态：	有效
申请日期：	1900-01-20T00:00:00+0805
发布日期：	1900-01-20T17:00:00+0805
申请号：	CN201911376522.0
公开号：	CN111017796A
代理机构：	南京知识律师事务所
代理人：	王昊
分类号：	B66F7/06;B66F7/28;B66F19/00;B25J11/00;B;B66;B25;B66F;B25J;B66F7;B66F19;B25J11;B66F7/06;B66F7/28;B66F19/00;B25J11/00
申请人地址：	213032 江苏省常州市新北区辽河路666号
主权项：	1.一种基于剪式升降的智能图书架书籍抓取装置，包括升降横移装置(100)和安装于升降横移装置(100)上的书籍抓取机械手(200)，其特征在于：所述的升降横移装置(100)包括底框(11)、安装于底框(11)下部的横移机构(12)、安装于底框(11)上部的剪式伸缩机构(13)和安装于剪式伸缩机构(13)顶部的顶部安装架(14)，所述的顶部安装架(14)的一侧向下延伸设有侧面安装座(14-2)，所述的侧面安装座(14-2)上竖向安装有升降导轨(14-5)，所述的升降导轨(14-5)上设有升降滑座(17)，所述的书籍抓取机械手(200)固定安装于升降滑座(17)上，所述的顶部安装架(14)的上部设有换向槽轮(15)，所述的升降滑座(17)上连接有牵引拉绳(16)，所述的牵引拉绳(16)的另一端经过换向槽轮(15)换向后向下连接在剪式伸缩机构(13)的中部；在剪式伸缩机构(13)下降至最低位置时，牵引拉绳(16)与剪式伸缩机构(13)的连接点到顶部安装架(14)的距离最短，此时升降滑座(17)位于侧面安装座(14-2)的升降导轨(14-5)最低位置处；在剪式伸缩机构(13)上升时，牵引拉绳(16)与剪式伸缩机构(13)的连接点到顶部安装架(14)的距离逐渐增加，由牵引拉绳(16)拉动升降滑座(17)相对于侧面安装座(14-2)向上滑动，当剪式伸缩机构(13)上升至最高位置时，牵引拉绳(16)与剪式伸缩机构(13)的连接点到顶部安装架(14)的距离最长，此时升降滑座(17)位于侧面安装座(14-2)的升降导轨(14-5)最高位置处。 2.根据权利要求1所述的一种基于剪式升降的智能图书架书籍抓取装置，其特征在于：所述的剪式伸缩机构(13)包括底部支撑架(13-1)、底部导轨(13-2)、升降驱动丝杆(13-3)、底部滑块(13-4)、升降驱动电机(13-5)、剪式连杆组件(13-6)、底部升降导向座(13-7)和顶部滑块(13-8)，所述的底部支撑架(13-1)固定于底框(11)上，所述的底部导轨(13-2)水平安装于底部支撑架(13-1)上，所述的剪式连杆组件(13-6)底部的两根连杆端部分别铰接有底部滑块(13-4)，两侧的底部滑块(13-4)分别滑动安装于底部导轨(13-2)上，所述的升降驱动电机(13-5)安装于底部支撑架(13-1)上，所述的升降驱动丝杆(13-3)与底部导轨(13-2)相平行地安装于底部支撑架(13-1)上，且升降驱动电机(13-5)的驱动端与升降驱动丝杆(13-3)传动连接，两侧的两组底部滑块(13-4)分别与升降驱动丝杆(13-3)采用旋向相反的螺纹配合，所述的底部升降导向座(13-7)固定于底部支撑架(13-1)上，且剪式连杆组件(13-6)中至少下部的中间铰接轴与底部升降导向座(13-7)上下滑动配合，所述的剪式连杆组件(13-6)顶部的两根连杆端部分别铰接有顶部滑块(13-8)，两侧的顶部滑块(13-8)分别滑动安装于水平设置在顶部安装架(14)底部的顶部导轨(14-1)上，所述的顶部安装架(14)与剪式连杆组件(13-6)的中间铰接轴上下滑动导向配合。 3.根据权利要求2所述的一种基于剪式升降的智能图书架书籍抓取装置，其特征在于：所述的顶部安装架(14)与侧面安装座(14-2)相反的一侧向下延伸设有顶部升降导向座(14-4)，所述的侧面安装座(14-2)上设有一条竖向设置的导向滑槽(14-3)，所述的剪式连杆组件(13-6)中至少上部的中间铰接轴与顶部升降导向座(14-4)和侧面安装座(14-2)上的导向滑槽(14-3)上下滑动导向配合。 4.根据权利要求3所述的一种基于剪式升降的智能图书架书籍抓取装置，其特征在于：所述的横移机构(12)包括横移驱动电机(12-1)、电机传动轴(12-2)、中间传动机构(12-3)、轮轴(12-4)和滚轮(12-5)，所述的底框(11)的前后各安装有一根轮轴(12-4)，每根轮轴(12-4)的两端均安装一组与地面上的轨道相配合的滚轮(12-5)，所述的横移驱动电机(12-1)固定于底框(11)上，且横移驱动电机(12-1)的驱动端与电机传动轴(12-2)传动连接，所述的电机传动轴(12-2)分别通过中间传动机构(12-3)与前后两根轮轴(12-4)传动连接，用于驱动前后两根轮轴(12-4)同步同向旋转。 5.根据权利要求1至4任意一项所述的一种基于剪式升降的智能图书架书籍抓取装置，其特征在于：所述的书籍抓取机械手(200)包括书籍翻转机构(21)和书籍夹爪机构(22)，所述的书籍夹爪机构(22)通过书籍翻转机构(21)安装于升降滑座(17)上，其中，所述的书籍翻转机构(21)包括翻转架(21-3)、翻转电机(21-4)、翻转主动齿轮(21-5)和翻转固定大齿轮(21-6)，所述的翻转固定大齿轮(21-6)固定安装于升降滑座(17)上，所述的翻转架(21-3)的一端与翻转固定大齿轮(21-6)同轴转动连接，所述的翻转主动齿轮(21-5)安装于翻转架(21-3)上，且翻转主动齿轮(21-5)与翻转固定大齿轮(21-6)相啮合，所述的翻转电机(21-4)安装于翻转架(21-3)上，且翻转电机(21-4)的输出轴与翻转主动齿轮(21-5)传动连接，在翻转电机(21-4)带动翻转主动齿轮(21-5)旋转过程中，翻转主动齿轮(21-5)带动翻转架(21-3)沿翻转固定大齿轮(21-6)圆周方向转动翻转；所述的书籍夹爪机构(22)包括固定安装于翻转架(21-3)上的夹爪主体支架(22-1)、安装于夹爪主体支架(22-1)一侧的固定夹书侧板(22-2)、通过夹书侧板开闭机构(22-4)安装于夹爪主体支架(22-1)另一侧的活动夹书侧板(22-3)、通过底部推板驱动机构(22-6)安装于夹爪主体支架(22-1)底部的底部推板(22-5)和通过侧面推板驱动机构(22-8)安装于夹爪主体支架(22-1)后部的侧面推板(22-7)；在书籍夹爪机构(22)竖直状态下，所述的底部推板(22-5)作为书籍承托板，所述的固定夹书侧板(22-2)和活动夹书侧板(22-3)用于抓取或释放书籍，所述的侧面推板(22-7)用于还书时将书籍向外推出；在书籍夹爪机构(22)向固定夹书侧板(22-2)一侧翻转至水平状态下，所述的固定夹书侧板(22-2)作为书籍承托板，所述的底部推板(22-5)用于将书籍由固定夹书侧板(22-2)上向外推出。 6.根据权利要求5所述的一种基于剪式升降的智能图书架书籍抓取装置，其特征在于：所述的固定夹书侧板(22-2)固定安装于夹爪主体支架(22-1)的底部一侧，所述的活动夹书侧板(22-3)相对地安装于夹爪主体支架(22-1)的另一侧，所述的夹书侧板开闭机构(22-4)包括夹书板驱动电机(22-4-1)、夹书板驱动丝杆(22-4-2)、夹书板驱动滑块(22-4-3)、夹书板剪式伸缩机构(22-4-4)和夹书板驱动导轨(22-4-5)，所述的夹书板驱动丝杆(22-4-2)和夹书板驱动导轨(22-4-5)平行地安装于固定夹书侧板(22-2)底部向内侧伸出的支座上，所述的夹书板驱动滑块(22-4-3)滑动安装于夹书板驱动导轨(22-4-5)上，且夹书板驱动滑块(22-4-3)与夹书板驱动丝杆(22-4-2)螺纹配合，所述的夹书板剪式伸缩机构(22-4-4)的一端安装于固定夹书侧板(22-2)的支座与夹书板驱动滑块(22-4-3)之间，所述的夹书板剪式伸缩机构(22-4-4)的另一端安装于活动夹书侧板(22-3)上，所述的夹书板驱动电机(22-4-1)的驱动端与夹书板驱动丝杆(22-4-2)传动连接，夹书板驱动电机(22-4-1)通过夹书板驱动丝杆(22-4-2)带动夹书板驱动滑块(22-4-3)移动进而通过夹书板剪式伸缩机构(22-4-4)带动活动夹书侧板(22-3)相对于固定夹书侧板(22-2)开闭运动。 7.根据权利要求6所述的一种基于剪式升降的智能图书架书籍抓取装置，其特征在于：所述的底部推板驱动机构(22-6)包括底部推板驱动支架(22-6-1)、底部推板驱动电机(22-6-2)、底部推板驱动丝杆(22-6-3)、底部推板驱动滑块(22-6-4)、底部推板驱动导轨(22-6-5)和底部推板剪式伸缩机构(22-6-6)，所述的底部推板驱动支架(22-6-1)安装于固定夹书侧板(22-2)底部向内侧伸出的支座上，所述的底部推板驱动丝杆(22-6-3)和底部推板驱动导轨(22-6-5)平行地安装于底部推板驱动支架(22-6-1)上，所述的底部推板驱动滑块(22-6-4)滑动安装于底部推板驱动导轨(22-6-5)上，且底部推板驱动滑块(22-6-4)与底部推板驱动丝杆(22-6-3)螺纹配合，所述的底部推板剪式伸缩机构(22-6-6)的一端安装于底部推板驱动支架(22-6-1)与底部推板驱动滑块(22-6-4)之间，所述的底部推板剪式伸缩机构(22-6-6)的另一端与底部推板(22-5)配合连接，所述的底部推板驱动电机(22-6-2)的驱动端与底部推板驱动丝杆(22-6-3)传动连接，底部推板驱动电机(22-6-2)通过底部推板驱动丝杆(22-6-3)带动底部推板驱动滑块(22-6-4)移动进而通过底部推板剪式伸缩机构(22-6-6)带动底部推板(22-5)上下运动。 8.根据权利要求1至4任意一项所述的一种基于剪式升降的智能图书架书籍抓取装置，其特征在于：所述的书籍抓取机械手(200)包括书籍翻转机构(21')和书籍夹爪机构(22')，所述的书籍夹爪机构(22')通过书籍翻转机构(21')安装于升降滑座(17)上，其中，所述的书籍夹爪机构(22')包括固定夹书板(22'-1)、活动夹书板(22'-2)、活动侧板开闭机构(22'-3)、横向推书推杆(22'-4)、推杆直线驱动器(22'-5)、前后推书推板(22'-6)和推板驱动机构(22'-7)，所述的固定夹书板(22'-1)的一端与书籍翻转机构(21')相连接，所述的活动夹书板(22'-2)通过活动侧板开闭机构(22'-3)平行地安装于固定夹书板(22'-1)上，所述的固定夹书板(22'-1)上开设有若干垂直于书籍翻转机构(21')转动轴向的固定侧板推杆槽(22'-1a)，所述的活动夹书板(22'-2)上开设有若干与固定侧板推杆槽(22'-1a)相对应的活动侧板推杆槽(22'-2a)，所述的横向推书推杆(22'-4)滑动安装于固定夹书板(22'-1)的外侧壁上，且横向推书推杆(22'-4)位于对应的固定侧板推杆槽(22'-1a)和活动侧板推杆槽(22'-2a)内，所述的推杆直线驱动器(22'-5)的驱动端与横向推书推杆(22'-4)的推杆滑动座(22'-4a)相连接，用于驱动横向推书推杆(22'-4)沿固定侧板推杆槽(22'-1a)和活动侧板推杆槽(22'-2a)的槽向做推书运动；所述的前后推书推板(22'-6)通过推板驱动机构(22'-7)安装于固定夹书板(22'-1)的内侧后部；在书籍夹爪机构(22')竖直状态下，若干所述的横向推书推杆(22'-4)形成书籍承托板，所述的固定夹书板(22'-1)和活动夹书板(22'-2)用于抓取或释放书籍，所述的前后推书推板(22'-6)用于还书时将书籍向外推出；在书籍夹爪机构(22')向固定夹书板(22'-1)一侧翻转至水平状态下，所述的固定夹书板(22'-1)作为书籍承托板，所述的横向推书推杆(22'-4)用于将书籍由固定夹书板(22'-1)上向外推出。 9.根据权利要求8所述的一种基于剪式升降的智能图书架书籍抓取装置，其特征在于：所述的书籍翻转机构(21')包括翻转固定座(21'-1)、水平转动关节(21'-2)和翻转直线驱动器(21'-4)，所述的翻转固定座(21'-1)安装于升降滑座(17)上，所述的书籍夹爪机构(22')的固定夹书板(22'-1)一侧通过水平转动关节(21'-2)安装于翻转固定座(21'-1)上，所述的翻转固定座(21'-1)上向下延伸有下支臂(21'-3)，所述的翻转直线驱动器(21'-4)的一端铰接在下支臂(21'-3)上，另一端铰接在固定夹书板(22'-1)的外壁上，通过翻转直线驱动器(21'-4)的伸缩运动带动书籍夹爪机构(22')绕水平转动关节(21'-2)转动翻转。 10.根据权利要求9所述的一种基于剪式升降的智能图书架书籍抓取装置，其特征在于：所述的活动侧板开闭机构(22'-3)包括活动侧板直线驱动器(22'-3a)和活动侧板导杆(22'-3b)，所述的活动夹书板(22'-2)一侧端部的活动侧板安装座(22'-2b)通过活动侧板导杆(22'-3b)与固定夹书板(22'-1)相对滑动配合，所述的活动侧板直线驱动器(22'-3a)安装于固定夹书板(22'-1)上，且活动侧板直线驱动器(22'-3a)的驱动端与活动夹书板(22'-2)的活动侧板安装座(22'-2b)相连接；所述的推板驱动机构(22'-7)包括推板直线驱动器(22'-7-1)、推板驱动滑块(22'-7-2)、推板驱动导轨(22'-7-3)和推板剪式伸缩机构(22'-7-4)，所述的固定夹书板(22'-1)的后侧向活动夹书板(22'-2)的一侧延伸有安装座，所述的推板驱动导轨(22'-7-3)固定于安装座上，所述的推板驱动滑块(22'-7-2)滑动安装于推板驱动导轨(22'-7-3)上，所述的推板剪式伸缩机构(22'-7-4)的一端铰接安装在安装座和推板驱动滑块(22'-7-2)之间，所述的推板剪式伸缩机构(22'-7-4)的另一端与前后推书推板(22'-6)相连接，所述的推板直线驱动器(22'-7-1)固定于安装座的一侧，且推板直线驱动器(22'-7-1)的驱动端与推板驱动滑块(22'-7-2)相连接，推板直线驱动器(22'-7-1)带动推板驱动滑块(22'-7-2)移动进而通过推板剪式伸缩机构(22'-7-4)带动前后推书推板(22'-6)前后运动。
所属类别：	发明专利