三爪式图书馆自动取书装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种三爪式图书馆自动取书装置，包括AGV小车、载物台、检索机、可移动转动Z轴滑轨、可移动X轴滑轨、三爪取书机构和控制器，载物台和检索机均设置在AGV小车的小车底座顶部一侧，可移动转动Z轴滑轨设置在小车底座的顶部另一侧，可移动X轴滑轨水平设置在可移动转动Z轴滑轨下部一侧，三爪取书机构安装在可移动X轴滑轨外端；检索机的信号输出端与控制器输入端连接，控制器输出端通过第一驱动器与AGV小车的小车驱动电机连接，控制器设置在小车底座顶部且控制可移动转动Z轴滑轨、可移动X轴滑轨和三爪取书机构的动作。本实用新型专利技术实现了图书馆自动识别图书与取书功能，减轻了图书馆管理员的劳动强度，提高了工作效率。

【技术实现步骤摘要】
三爪式图书馆自动取书装置
本技术涉及一种取书装置，尤其是涉及一种三爪式图书馆自动取书装置。
技术介绍
现有的图书馆取书机器人，由于末端执行器仅有用于夹取图书的两爪执行器，在排列整齐的图书书架上取书时，容易对周围的图书封皮造成刮伤、刺破等。且其固定在存书架上的CCD摄像头需要满足快速识别和准确查找功能、低延时甚至无延时、精准获取图书坐标和取书正确率大小这三项基本要求；以及控制器、CCD摄像头、与升降机构连接的存书架等都需要重新设计，未能利用现有技术，造成现有资源的浪费，由此带来了一系列的问题及不便。
技术实现思路
本技术的目的在于克服上述现有技术中的不足，提供一种三爪式图书馆自动取书装置，其实现了图书馆自动识别图书与取书功能，减轻了图书馆管理员的劳动强度，提高了工作效率。为实现上述目的，本技术采用的技术方案是：一种三爪式图书馆自动取书装置，其特征在于：包括AGV小车、载物台、检索机、可移动转动Z轴滑轨、可移动X轴滑轨、三爪取书机构和控制器，所述载物台和检索机均设置在AGV小车的小车底座顶部一侧，所述可移动转动Z轴滑轨竖直设置在所述小车底座的顶部另一侧，所述可移动X轴滑轨水平设置在所述可移动转动Z轴滑轨的下部一侧，所述三爪取书机构安装在可移动X轴滑轨的外端；所述检索机的信号输出端与控制器的输入端连接且将所查找图书的坐标定位信息传输给控制器，所述控制器的输出端通过第一驱动器与AGV小车的小车驱动电机连接且控制小车驱动电机行走至所查找图书所在书架位置处，所述控制器设置在所述小车底座的顶部且控制可移动转动Z轴滑轨、可移动X轴滑轨和三爪取书机构的动作。上述的三爪式图书馆自动取书装置，其特征在于：所述可移动转动Z轴滑轨包括Z轴导向轨、运动套筒、用于带动运动套筒沿着所述Z轴导向轨上下移动的套筒移动驱动机构和用于带动所述Z轴导向轨转动的转动驱动机构，所述运动套筒套设在所述Z轴导向轨上，所述Z轴导向轨的下端伸入所述小车底座内且与小车底座转动连接；所述Z轴导向轨包括可转动Z轴轨道和第一螺纹杆，所述可转动Z轴轨道和第一螺纹杆平行设置且固定为一体，所述套筒移动驱动机构包括套筒移动驱动电机和第一齿轮，所述第一齿轮固定安装在套筒移动驱动电机的输出轴上，所述第一齿轮与第一螺纹杆相啮合，所述套筒移动驱动电机安装在运动套筒的外壁上，所述套筒移动驱动电机通过第二驱动器与控制器的输出端相接。上述的三爪式图书馆自动取书装置，其特征在于：所述转动驱动机构包括转动驱动电机、主动齿轮和从动齿轮，所述主动齿轮固定安装在转动驱动电机的输出轴上，所述从动齿轮固定安装在可转动Z轴轨道的下端，所述主动齿轮与从动齿轮相啮合，所述转动驱动电机、主动齿轮和从动齿轮均位于所述小车底座内，所述转动驱动电机通过第三驱动器与控制器的输出端相接。上述的三爪式图书馆自动取书装置，其特征在于：所述可转动Z轴轨道的两侧均竖直设置有第一导轨，所述第一导轨与设置在运动套筒内侧的第一导槽相配合。上述的三爪式图书馆自动取书装置，其特征在于：所述第二驱动器设置在运动套筒的侧壁上，所述第三驱动器设置在所述小车底座的顶部。上述的三爪式图书馆自动取书装置，其特征在于：所述可移动X轴滑轨包括X轴导向轨、U形导槽体、固定板和用于带动X轴导向轨沿着U形导槽体水平移动的X轴导向轨移动驱动机构，所述U形导槽体套设在所述X轴导向轨上，所述U形导槽体的闭口端外侧与运动套筒的侧壁固定连接，所述固定板的一端与运动套筒的侧壁固定连接，所述固定板位于U形导槽体的下方；所述X轴导向轨包括X轴导向轨道和第二螺纹杆，所述X轴导向轨道和第二螺纹杆平行设置且固定为一体，所述X轴导向轨移动驱动机构包括X轴驱动电机和第二齿轮，所述第二齿轮固定安装在X轴驱动电机的输出轴上，所述第二齿轮与第二螺纹杆相啮合，所述X轴驱动电机安装在固定板的顶部，所述X轴驱动电机通过第四驱动器与控制器的输出端相接。上述的三爪式图书馆自动取书装置，其特征在于：所述三爪取书机构包括V形固定架、连接箱、连接条、取书拨片、取书夹和用于带动所述取书夹开合的取书夹开合驱动机构，所述连接箱固定在V形固定架的顶部，所述连接条的下端与连接箱的顶部固定连接，所述取书拨片固定在连接条的上端，所述取书夹包括两个相对设置的取书夹板，所述取书夹板包括取书夹片和连杆，所述连杆的一端与取书夹片的中部铰接，两个所述取书夹片的连接端分别与V形固定架的开口端两侧铰接，其中一个所述取书夹片的端部内侧设置有压力传感器，所述压力传感器与控制器相接；所述取书夹开合驱动机构包括取书夹驱动电机、螺杆和滑板，所述螺杆的一端与取书夹驱动电机的输出轴固定连接，所述螺杆的另一端与滑板的一端螺纹连接，所述滑板的另一端穿过连接箱上设置的滑槽且能够沿着所述滑槽移动，所述连杆的另一端均与滑板的顶部铰接，所述取书夹驱动电机安装在连接箱内，所述取书夹驱动电机通过第五驱动器与控制器的输出端相接，所述V形固定架的闭口端与X轴导向轨道的连接端固定连接。上述的三爪式图书馆自动取书装置，其特征在于：所述X轴导向轨道的两侧均水平设置有第二导轨，所述第二导轨与设置在U形导槽体内侧的第二导槽相配合。上述的三爪式图书馆自动取书装置，其特征在于：所述第四驱动器设置在固定板的顶部，所述第五驱动器设置在连接箱的顶部。上述的三爪式图书馆自动取书装置，其特征在于：所述控制器为西门子1300可编程控制器。本技术与现有技术相比具有以下优点：1、本技术实现了图书馆自动识别图书与取书功能，减轻了图书馆管理员的劳动强度，提高了工作效率，实现了在无需人工干预的情况下，在图书馆实现自动借书功能。2、本技术能保证取书时对图书无损伤，定位准确、图书不会滑落，避免了存书架导致侧翻的可能性。3、本技术不需过多设计控制器、CCD摄像头、与升降机构连接的存书架等装置，与已有成熟产品进行组合，避免了像现有技术的各装置专业参数的设计、制造、实验等以及产品问世后人们对该产品的适应周期。4、本技术用户在检索机输入目标图书后，检索机会迅速定位该图书坐标位置，由控制器驱动AGV小车前往该图书所在书架位置，避免了现有技术是用户在输入所需图书指令后，图书馆取书机器人利用CCD摄像系统查阅图书位置进行扫描搜索定位，存在延时性、准确性、稳定性及正确率不足的问题。5、本技术三爪取书机构利用仿生学原理，模仿人手取书时拨书动作，新加一个类似人手的取书拨片，取书拨片先作出拨书动作，使图书倾斜至一定角度；然后取书夹做夹取动作，提高了取书的准确性和取书效率，避免了两爪执行器夹书片对周围的图书封皮造成刮伤、刺破；同时在其中一个取书夹片的端部内侧设置有压力传感器，保证夹紧力的大小与人手取书时的力大致相同。6、本技术具有结构简单，使用方便，成本低，可靠性高，操作简单等特点。下面通过附图和实施例，对本技术做进一步的详细描述。附图说明图1为本技术的立体图。图2为本技术的俯视图。图3为本技术的主视图。图4为本技术AGV小车、转动驱动电机、主动齿轮、从动齿轮和X轴导向轨道的位置关系示意图。图5为本技术三爪取书机构的结构示意图。图6为本技术的电路原理框图。附图标记说明:1—AGV小车；2—载物台；3—检索机；4—V形固定架；5—可转动Z轴轨道；本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种三爪式图书馆自动取书装置，其特征在于：包括AGV小车(1)、载物台(2)、检索机(3)、可移动转动Z轴滑轨、可移动X轴滑轨、三爪取书机构和控制器(17)，所述载物台(2)和检索机(3)均设置在AGV小车(1)的小车底座顶部一侧，所述可移动转动Z轴滑轨竖直设置在所述小车底座的顶部另一侧，所述可移动X轴滑轨水平设置在所述可移动转动Z轴滑轨的下部一侧，所述三爪取书机构安装在可移动X轴滑轨的外端；所述检索机(3)的信号输出端与控制器(17)的输入端连接且将所查找图书的坐标定位信息传输给控制器(17)，所述控制器(17)的输出端通过第一驱动器(22)与AGV小车(1)的小车驱动电机(23)连接且控制小车驱动电机(23)行走至所查找图书所在书架位置处，所述控制器(17)设置在所述小车底座的顶部且控制可移动转动Z轴滑轨、可移动X轴滑轨和三爪取书机构的动作。

【技术特征摘要】
1.一种三爪式图书馆自动取书装置，其特征在于：包括AGV小车(1)、载物台(2)、检索机(3)、可移动转动Z轴滑轨、可移动X轴滑轨、三爪取书机构和控制器(17)，所述载物台(2)和检索机(3)均设置在AGV小车(1)的小车底座顶部一侧，所述可移动转动Z轴滑轨竖直设置在所述小车底座的顶部另一侧，所述可移动X轴滑轨水平设置在所述可移动转动Z轴滑轨的下部一侧，所述三爪取书机构安装在可移动X轴滑轨的外端；所述检索机(3)的信号输出端与控制器(17)的输入端连接且将所查找图书的坐标定位信息传输给控制器(17)，所述控制器(17)的输出端通过第一驱动器(22)与AGV小车(1)的小车驱动电机(23)连接且控制小车驱动电机(23)行走至所查找图书所在书架位置处，所述控制器(17)设置在所述小车底座的顶部且控制可移动转动Z轴滑轨、可移动X轴滑轨和三爪取书机构的动作。2.按照权利要求1所述的三爪式图书馆自动取书装置，其特征在于：所述可移动转动Z轴滑轨包括Z轴导向轨、运动套筒(6)、用于带动运动套筒(6)沿着所述Z轴导向轨上下移动的套筒移动驱动机构和用于带动所述Z轴导向轨转动的转动驱动机构，所述运动套筒(6)套设在所述Z轴导向轨上，所述Z轴导向轨的下端伸入所述小车底座内且与小车底座转动连接；所述Z轴导向轨包括可转动Z轴轨道(5)和第一螺纹杆(5-1)，所述可转动Z轴轨道(5)和第一螺纹杆(5-1)平行设置且固定为一体，所述套筒移动驱动机构包括套筒移动驱动电机(12)和第一齿轮(12-1)，所述第一齿轮(12-1)固定安装在套筒移动驱动电机(12)的输出轴上，所述第一齿轮(12-1)与第一螺纹杆(5-1)相啮合，所述套筒移动驱动电机(12)安装在运动套筒(6)的外壁上，所述套筒移动驱动电机(12)通过第二驱动器(13)与控制器(17)的输出端相接。3.按照权利要求2所述的三爪式图书馆自动取书装置，其特征在于：所述转动驱动机构包括转动驱动电机(20)、主动齿轮(26)和从动齿轮(27)，所述主动齿轮(26)固定安装在转动驱动电机(20)的输出轴上，所述从动齿轮(27)固定安装在可转动Z轴轨道(5)的下端，所述主动齿轮(26)与从动齿轮(27)相啮合，所述转动驱动电机(20)、主动齿轮(26)和从动齿轮(27)均位于所述小车底座内，所述转动驱动电机(20)通过第三驱动器(21)与控制器(17)的输出端相接。4.按照权利要求2所述的三爪式图书馆自动取书装置，其特征在于：所述可转动Z轴轨道(5)的两侧均竖直设置有第一导轨(5-2)，所述第一导轨(5-2)与设置在运动套筒(6)内侧的第一导槽相配合。5.按照权利要求3所述的三爪式图书馆自动取书装置，其特征在于：所述第二驱动器(13)设置在运动套筒(6)的侧壁上，所述第三驱动器(21)设置在所述小车底座的顶部。6.按照权利要求2所述的三爪式图书馆自动取书装置，其特征在于：所述可移动X轴滑轨包...

【专利技术属性】
技术研发人员：何洁，李郎，
申请(专利权)人：西安航空学院，
类型：新型
国别省市：陕西,61