一种图书馆管理机器人制造技术

本实用新型专利技术公开了一种图书馆管理机器人，包括箱式主体，主体的顶部固连升降支架，升降支架的顶部固连固定块，固定块上连接升降导轨，升降导轨在固定块上通过机械控制实现升降，条形码扫描器连接在升降导轨的顶端；主体的顶部还设置有RFID射频感应装置和超声波测距单元，主体的前侧设置有触摸式显示屏、无线通信装置和控制平台，主体的后侧设置有放书篮，主体的底部设置有行走装置和吸尘器。

【技术实现步骤摘要】
一种图书馆管理机器人
本技术一种机器人
，具体涉及一种采用自动控制技术设计的图书馆管理机器人。
技术介绍
现有的图书馆机器人，大部分实现的都是导引和图书上架下架的功能。而在现实中，图书错误摆放也是一个很严重的问题，这在很大程度上影响了人们进行图书查取的效率。随着图书馆藏书量的不断增加，仅靠人工操作的话很难检查数量繁多的书籍是否正确摆放，而新兴技术的出现，让图书管理越来越智能化。
技术实现思路
本技术的目的是克服现有技术中的不足，提供一种结合自动化技术设计的图书馆管理机器人，该图书馆管理机器人不仅可以判断书籍的摆放是否正确，统计整理图书馆的书籍，为读者提供图书索引和书籍借出归还的登记，还可以定期清理图书馆地面的灰尘，功能强大，自动化程度高。为了解决上述技术问题，本技术是通过以下技术方案实现：一种图书馆管理机器人，包括箱式主体，主体的顶部固连升降支架，升降支架的顶部固连固定块，固定块上连接升降导轨，升降导轨在固定块上通过机械控制实现升降，条形码扫描器连接在升降导轨的顶端；主体的顶部还设置有RFID射频感应装置和超声波测距单元，主体的前侧设置有触摸式显示屏、无线通信装置和控制平台，主体的后侧设置有放书篮，主体的底部设置有行走装置和吸尘器。条形码扫描器安装在升降导轨的顶端，主要用于书架上书籍条形码的扫描，也可用于扫描登记借出或归还的书籍。超声波测距单元安装在机器人主体顶部的四角，不断发送超声波信号，采用回声探测法来判断前方是否有障碍物从而完成避障功能。触摸式显示屏安装在机器人主体的前侧面，通过无线通信模块8与图书管理系统连接。读者可以通过触摸显示屏来选择是查询书籍位置或者是登记借出归还的书籍。同时条形码扫描器1扫描到的结果通过无线通信装置与图书馆管理系统对比，如果有错误摆放，会将结果显示在显示屏内供图书管理员查询。无线通信模块安装在机器人触摸式显示屏下方，与后台的物联网图书管理系统连接。控制平台采用现有的控制技术，接受感知信息，控制行走单元和升降装置的运动，控制平台采用现有的控制技术实现。行走装置采用的是4个全向轮，内置步进电机，从而实现行走，转弯功能。吸尘器安装在图书管理机器人主体的底部，用于清洁打扫通过的路径。放书篮安装在图书管理机器人主体的背部，用于供读者放置登记归还的书籍。优选地，RFID射频感应装置安装在图书管理机器人主体的顶部，可以不断接收贴在书架侧面的RFID标签所发出的信号，从而通过相关计算知晓机器人在图书馆内的位置。在图书馆的各个书架的侧面贴上RFID标签，每个RFID标签具有唯一标识，存储着相关书架和书架上书籍的信息，通过RFID标签构建出图书馆的室内地图，并由后台生成一条遍历所有书架的最优路径。优选地，RFID射频感应器通过射频技术，在机器人行走的途中不断接收RFID标签发出的信息，通过极大似然算法，计算出图书管理机器人在室内的位置。RFID标签到机器人的距离由信号强度RSSI计算得到：d＝10^((ABS(RSSI)-A)/(10*n))其中，d为RFID标签到机器人的距离，d的单位是m；RSSI为信号强度，为负数；ABS为距离探测设备1m时的RSSI值的绝对值，取值范围在45-49之间，n为环境衰减因子。优选地，n值经矫正后的取值范围在3.25-4.5。本技术的有益效果是：本技术所述的图书馆管理机器人不仅可以判断书籍的摆放是否正确，统计整理图书馆的书籍，为读者提供图书索引和书籍借出归还的登记，还可以定期清理图书馆地面的灰尘，功能强大，自动化程度高。附图说明图1是本技术一种图书馆管理机器人的结构示意图。具体实施方式下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。如图1，一种图书馆管理机器人，包括箱式主体，主体的顶部固连升降支架4，升降支架的顶部固连固定块3，固定块上连接升降导轨2，升降导轨2在固定块3上通过机械控制实现升降，条形码扫描器1连接在升降导轨的顶端；主体的顶部还设置有RFID射频感应装置5和超声波测距单元6，主体的前侧设置有触摸式显示屏7、无线通信装置8和控制平台9，主体的后侧设置有放书篮12，主体的底部设置有行走装置10和吸尘器11。首先，我们需要在图书馆的各个书架的侧面贴上RFID标签。每个RFID标签具有唯一标识，存储着相关书架和书架上书籍的信息。同时我们可以通过这具有唯一标识的RFID标签构建出图书馆的室内地图，并由后台生成一条遍历所有书架的最优路径。通过无线通信装置8将相关信息传递给图书管理机器人。进入图书馆的的读者可以通过触摸式显示屏7输入要查询的书籍，通过无线通信装置8连接后台的图书管理系统，将查询到的图书位置信息显示到触摸式显示屏7上，方便读者找到书籍。而当读者想要借出或归还书籍时，可以通过条形码扫描器1扫描书籍书脊上的条形码和在触摸式显示屏7上登记自身的信息和借出时间等来完成借出或归还的书籍的操作。读者将归还的书籍放置在放书篮12中。RFID射频感应器通过射频技术，在机器人行走的途中不断接收RFID标签发出的信息，通过极大似然算法，计算出图书管理机器人在室内的位置。极大似然算法如下：取距离最近的4个RFID标签,假设它们的坐标为分别是(X1,Y1),(X2,Y2),(X3,Y3),(X4,Y4),四个标签到机器人的距离分别是d1,d2,d3,d4,假设机器人当前的坐标为(X,Y)。有如下距离公式：然后经过分解，消元可以得到其矩阵形式AX＝B，其中采用高斯—约旦消元法求出其逆矩阵，就可以得到具体的位置坐标(X,Y)。d为RFID标签到机器人的距离，该距离由信号强度RSSI计算得到d＝10^((ABS(RSSI)-A)/(10*n))。其中距离d的单位是m。RSSI为信号强度，为负数。ABS为距离探测设备1m时的RSSI值的绝对值，最佳范围在45-49之间，n为环境衰减因子，需要测试矫正，最佳范围在3.25-4.5之间。假设遍历所有书架的最优路径上的书架编号分别A1,A2,A3...An当图书管理机器人走到书架旁时，通过RFID射频感应装置读取书架的RFID标签得知书架的编号Ai,并由室内地图内构建好的书架Ai与书架Ai+1的方位关系来控制机器人的行进方向。若Ai+1在Ai的前方，则控制平台9控制图书管理机器人继续前进。若Ai+1在Ai的右方，则控制平台9改变行走单元10的4个全向轮的方向，实现图书管理机器人向右转。而在图书管理机器人的四角各设置着超声波测距单元。采用回声探测法，超声波发射器向某一方向发射超声波，超声波在空气中传播，碰到障碍物就反向传播，距离公式为s＝340t/2。图书管理机器人在行进途中不断通过超声波测距单元进行避障处理。如果检测到的障碍物距离小于阈值1.5米时，机器人停下，继本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种图书馆管理机器人，其特征是：包括箱式主体，主体的顶部固连升降支架，升降支架的顶部固连固定块，固定块上连接升降导轨，升降导轨在固定块上通过机械控制实现升降，条形码扫描器连接在升降导轨的顶端；主体的顶部还设置有RFID射频感应装置和超声波测距单元，主体的前侧设置有触摸式显示屏、无线通信装置和控制平台，主体的后侧设置有放书篮，主体的底部设置有行走装置和吸尘器。/n

【技术特征摘要】
1.一种图书馆管理机器人，其特征是：包括箱式主体，主体的顶部固连升降支架，升降支架的顶部固连固定块，固定块上连接升降导轨，升降导轨在固定块上通过机械控制实现升降，条形码扫描器连接在升降导轨的顶端；主体的顶部还设置有RFID射频感应装置和超声波测距单元，主体的前侧设置有触摸式显示屏、无线通信装置和控制平台，主体的后侧设置有放书篮，主体的底部设置有行走装置和吸尘器。


2.根据权利要求1所述的一种图书馆管理机器人，其特征是：在图书馆的各个书架的侧面贴上RFID标签，每个RFID标签具有唯一标识，存储着相关书架和书架上书籍的信息，通过RFID标签构建出图书馆的室内地图，并由后台生成一条遍历所有书架的最优路径。


3.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：张建宇，
申请(专利权)人：河海大学，
类型：新型
国别省市：江苏;32