本發(fā)明涉及機(jī)器人技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種圖書取放機(jī)器人。

背景技術(shù)：

眾所周知，圖書館內(nèi)圖書數(shù)量龐大，因此圖書館內(nèi)的圖書查找和歸位是一項(xiàng)繁雜的工作?，F(xiàn)在人們還需要通過查詢圖書的序列碼來(lái)進(jìn)行圖書的檢索和歸還圖書的歸位工作，十分耗費(fèi)人工，效率底下。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)上述問題，本發(fā)明提供一種圖書取放機(jī)器人，其通過程序控制，經(jīng)過對(duì)圖書信息的采集之后，能夠自主的進(jìn)行圖書檢索和圖書歸位的操作，節(jié)省人力，采用獨(dú)立轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)單元設(shè)計(jì)，方便其在軌跡規(guī)則但空間有限的書庫(kù)內(nèi)運(yùn)行。

本發(fā)明所使用的技術(shù)方案是：一種圖書取放機(jī)器人，包括四個(gè)驅(qū)動(dòng)單元、車體、頂板、控制面板、機(jī)械臂、執(zhí)行器、升降臂、基座、第一電缸、按鍵、顯示屏、掃描口、鋰電池組、第二電缸、兩根導(dǎo)向軸、旋轉(zhuǎn)電機(jī)，其特征在于：所述的車體為長(zhǎng)方體箱體，下側(cè)四角開有四個(gè)方槽和圓孔，內(nèi)部分為三個(gè)隔斷，分別為機(jī)械臂部件倉(cāng)，控制系統(tǒng)倉(cāng)和圖書儲(chǔ)存?zhèn)}；所述的四個(gè)驅(qū)動(dòng)單元的旋轉(zhuǎn)電機(jī)分別固定安裝在車體下側(cè)四角的方槽處；所述的兩根導(dǎo)向軸水平安裝在車體的圖書儲(chǔ)存?zhèn)}底部；所述的頂板下部均布有三個(gè)凸臺(tái)，其經(jīng)過外側(cè)兩個(gè)凸臺(tái)滑動(dòng)安裝在導(dǎo)向軸上，在頂板底側(cè)加裝有一個(gè)蓋板；所述的第二電缸平行于導(dǎo)向軸置，其缸體固定安裝在車體的控制系統(tǒng)倉(cāng)底部；所述的控制面板水平放置，面板上掃描口朝外固定安裝在車體的控制系統(tǒng)倉(cāng)頂部；所述的基座為正方形管狀結(jié)構(gòu)，其固定安裝在車體的機(jī)械臂部件倉(cāng)頂部的橫板中心，橫板在基座前后兩側(cè)開有圓孔；所述的升降臂為長(zhǎng)方體結(jié)構(gòu)，其左右兩側(cè)加工有兩個(gè)凸臺(tái)，凸臺(tái)中心開有與橫板上圓孔同軸心的孔，所述的升降臂滑動(dòng)安裝在基座的內(nèi)部；所述的第一電缸豎直向上放置，其缸體固定安裝在橫板下側(cè)，電缸的推桿穿過橫板兩側(cè)的圓孔并固定安裝在升降臂兩側(cè)凸臺(tái)的圓孔處；所述的旋轉(zhuǎn)電機(jī)豎直向上固定安裝在升降臂頂部的安裝位置內(nèi)；所述的機(jī)械臂的大臂左下側(cè)有一圓孔，通過圓孔將其固定安裝在旋轉(zhuǎn)電機(jī)的電機(jī)軸上；所述的執(zhí)行器的腕部電機(jī)的電機(jī)軸固定安裝在機(jī)械臂前小臂右側(cè)的安裝孔內(nèi)；所述的鋰電池組固定安裝在機(jī)械臂部件倉(cāng)的底部一側(cè)；

所述的驅(qū)動(dòng)單元包括轉(zhuǎn)向電機(jī)、輪架、輪子、驅(qū)動(dòng)電機(jī)，輪架為倒置U形結(jié)構(gòu)，左右兩側(cè)開有大小不同的兩個(gè)圓形孔；所述的驅(qū)動(dòng)電機(jī)水平向左固定安裝在大的圓形孔處；所述的輪子一側(cè)固定安裝在驅(qū)動(dòng)電機(jī)的電機(jī)軸上，另一側(cè)轉(zhuǎn)動(dòng)安裝在輪架小的圓形孔處；所述的轉(zhuǎn)向電機(jī)豎直向下安裝，其電機(jī)軸與輪架的頂端固定連接；

所述的控制面板包括六個(gè)按鍵、一個(gè)顯示屏、一個(gè)掃描口，所述的顯示屏固定安裝在控制面板右側(cè)；所述的六個(gè)按鍵安裝在控制面板左側(cè)；所述的掃描口安裝在在顯示屏的上側(cè)；

所述的機(jī)械臂包括大臂、第三電缸、后小臂、肘部電機(jī)、前小臂，所述的大臂是長(zhǎng)方體結(jié)構(gòu)，左下側(cè)開有圓孔，右側(cè)向內(nèi)開有方槽，頂部靠右位置加工有凸臺(tái)，凸臺(tái)中心開有圓孔；所述的后小臂為長(zhǎng)方體結(jié)構(gòu)，頂部有長(zhǎng)方體凸臺(tái)，凸臺(tái)上開有圓孔，其左側(cè)滑動(dòng)安裝在大臂的方槽內(nèi)；所述的第三電缸水平向右放置，其缸體固定安裝在大臂上部的凸臺(tái)上，伸縮桿固定安裝在后小臂上部的凸臺(tái)處；所述的前小臂與后小臂鉸接在一起；所述的肘部電機(jī)固定安裝在后小臂右端，同時(shí)其電機(jī)軸固定安裝在前小臂上；

所述的執(zhí)行器包括腕部電機(jī)、主支架、攝像頭、彈簧、動(dòng)夾板、凸輪、步進(jìn)電機(jī)，所述的主支架為L(zhǎng)形長(zhǎng)板，其靠左外側(cè)上部加工有凸臺(tái)，下部加工有一圓孔，中部?jī)蓚?cè)加工有兩個(gè)長(zhǎng)方形短槽；所述的腕部電機(jī)水平向左固定安裝在凸臺(tái)內(nèi)部；所述的動(dòng)夾板垂直主支架長(zhǎng)端放置，并滑動(dòng)安裝在主支架中部的短槽內(nèi)；所述的彈簧一端固定安裝在主支架上，另一端固定在動(dòng)夾板上，彈簧呈壓縮狀態(tài)；所述的攝像頭固定安裝在動(dòng)夾板和主支架之間；所述的步進(jìn)電機(jī)水平向右放置并固定安裝在主支架外側(cè)下部的圓孔處；所述的凸輪固定安裝在步進(jìn)電機(jī)的電機(jī)軸上，凸輪與動(dòng)夾板組成凸輪頂桿機(jī)構(gòu)。

進(jìn)一步的，所述的四個(gè)驅(qū)動(dòng)單元能夠獨(dú)立轉(zhuǎn)向。

進(jìn)一步的，所述的掃描口用于掃描書籍條碼。

由于本發(fā)明采用了上述技術(shù)方案，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)：本發(fā)明通過程序控制，經(jīng)過對(duì)圖書信息的采集之后，能夠自主的進(jìn)行圖書檢索和圖書歸位的操作，節(jié)省人力，采用獨(dú)立轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)單元設(shè)計(jì)，方便其在軌跡規(guī)則但空間有限的書庫(kù)內(nèi)運(yùn)行。

附圖說明

圖1、圖2為本發(fā)明的整體裝配結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3為本發(fā)明隱藏蓋板后的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4為本發(fā)明機(jī)械臂和基座連接處局部放大圖。

圖5為本發(fā)明驅(qū)動(dòng)單元裝配結(jié)構(gòu)示意圖。

圖6為本發(fā)明車體結(jié)構(gòu)示意圖。

圖7為本發(fā)明機(jī)械臂部件的裝配結(jié)構(gòu)示意圖。

圖8為本發(fā)明執(zhí)行器部件的裝配結(jié)構(gòu)示意圖。

圖9為本發(fā)明頂板零件的整體結(jié)構(gòu)示意圖。

附圖標(biāo)號(hào)：1-驅(qū)動(dòng)單元；2-車體；3-頂板；4-控制面板；5-機(jī)械臂；6-執(zhí)行器；7-升降臂；8-基座；9-第一電缸；10-鋰電池組；11-第二電缸；12-導(dǎo)向軸；13-蓋板；14-旋轉(zhuǎn)電機(jī)；101-轉(zhuǎn)向電機(jī)；102-輪架；103-輪子；104-驅(qū)動(dòng)電機(jī)；201-圖書儲(chǔ)存?zhèn)}；202-控制系統(tǒng)倉(cāng)；203-機(jī)械臂部件倉(cāng)；401-按鍵；402-顯示屏；403-掃描口；501-大臂；502-第三電缸；503-后小臂；504-肘部電機(jī)；505-前小臂；601-腕部電機(jī)；602-主支架；603-攝像頭；604-彈簧；605-動(dòng)夾板；606-凸輪；607-步進(jìn)電機(jī)。

具體實(shí)施方式

下面通過實(shí)施例，并結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步具體的說明。

實(shí)施例

如圖1至圖9所示，一種圖書取放機(jī)器人，包括四個(gè)驅(qū)動(dòng)單元1、車體2、頂板3、控制面板4、機(jī)械臂5、執(zhí)行器6、升降臂7、基座8、第一電缸9、按鍵401、顯示屏402、掃描口403、鋰電池組10、第二電缸11、兩根導(dǎo)向軸12、旋轉(zhuǎn)電機(jī)14，其特征在于：所述的車體2為長(zhǎng)方體箱體，下側(cè)四角開有四個(gè)方槽和圓孔，內(nèi)部分為三個(gè)隔斷，分別為機(jī)械臂部件倉(cāng)203，控制系統(tǒng)倉(cāng)202和圖書儲(chǔ)存?zhèn)}201；所述的四個(gè)驅(qū)動(dòng)單元1的旋轉(zhuǎn)電機(jī)14分別固定安裝在車體2下側(cè)四角的方槽處；所述的兩根導(dǎo)向軸12水平安裝在車體2的圖書儲(chǔ)存?zhèn)}201底部；所述的頂板3下部均布有三個(gè)凸臺(tái)，其經(jīng)過外側(cè)兩個(gè)凸臺(tái)滑動(dòng)安裝在導(dǎo)向軸12上，在頂板3底側(cè)加裝有一個(gè)蓋板13；所述的第二電缸11平行于導(dǎo)向軸置，其缸體固定安裝在車體2的控制系統(tǒng)倉(cāng)202底部；所述的控制面板4水平放置，面板上掃描口403朝外固定安裝在車體2的控制系統(tǒng)倉(cāng)202頂部；所述的基座8為正方形管狀結(jié)構(gòu)，其固定安裝在車體2的機(jī)械臂部件倉(cāng)203頂部的橫板中心，橫板在基座8前后兩側(cè)開有圓孔；所述的升降臂7為長(zhǎng)方體結(jié)構(gòu)，其左右兩側(cè)加工有兩個(gè)凸臺(tái)，凸臺(tái)中心開有與橫板上圓孔同軸心的孔，所述的升降臂7滑動(dòng)安裝在基座8的內(nèi)部；所述的第一電缸9豎直向上放置，其缸體固定安裝在橫板下側(cè)，電缸的推桿穿過橫板兩側(cè)的圓孔并固定安裝在升降臂7兩側(cè)凸臺(tái)的圓孔處；所述的旋轉(zhuǎn)電機(jī)14豎直向上固定安裝在升降臂7頂部的安裝位置內(nèi)；所述的機(jī)械臂5的大臂501左下側(cè)有一圓孔，通過圓孔將其固定安裝在旋轉(zhuǎn)電機(jī)14的電機(jī)軸上；所述的執(zhí)行器6的腕部電機(jī)601的電機(jī)軸固定安裝在機(jī)械臂5前小臂505右側(cè)的安裝孔內(nèi)；所述的鋰電池組10固定安裝在機(jī)械臂部件倉(cāng)203的底部一側(cè)；

所述的驅(qū)動(dòng)單元1包括轉(zhuǎn)向電機(jī)101、輪架102、輪子103、驅(qū)動(dòng)電機(jī)104，輪架102為倒置U形結(jié)構(gòu)，左右兩側(cè)開有大小不同的兩個(gè)圓形孔；所述的驅(qū)動(dòng)電機(jī)104水平向左固定安裝在大的圓形孔處；所述的輪子103一側(cè)固定安裝在驅(qū)動(dòng)電機(jī)104的電機(jī)軸上，另一側(cè)轉(zhuǎn)動(dòng)安裝在輪架102小的圓形孔處；所述的轉(zhuǎn)向電機(jī)101豎直向下安裝，其電機(jī)軸與輪架102的頂端固定連接；

所述的控制面板4包括六個(gè)按鍵401、一個(gè)顯示屏402、一個(gè)掃描口403，所述的顯示屏402固定安裝在控制面板4右側(cè)；所述的六個(gè)按鍵401安裝在控制面板4左側(cè)；所述的掃描口403安裝在在顯示屏402的上側(cè)；

所述的機(jī)械臂5包括大臂501、第三電缸502、后小臂503、肘部電機(jī)504、前小臂505，所述的大臂501是長(zhǎng)方體結(jié)構(gòu)，左下側(cè)開有圓孔，右側(cè)向內(nèi)開有方槽，頂部靠右位置加工有凸臺(tái)，凸臺(tái)中心開有圓孔；所述的后小臂503為長(zhǎng)方體結(jié)構(gòu)，頂部有長(zhǎng)方體凸臺(tái)，凸臺(tái)上開有圓孔，其左側(cè)滑動(dòng)安裝在大臂501的方槽內(nèi)；所述的第三電缸502水平向右放置，其缸體固定安裝在大臂501上部的凸臺(tái)上，伸縮桿固定安裝在后小臂503上部的凸臺(tái)處；所述的前小臂505與后小臂503鉸接在一起；所述的肘部電機(jī)504固定安裝在后小臂503右端，同時(shí)其電機(jī)軸固定安裝在前小臂505上；

所述的執(zhí)行器6包括腕部電機(jī)601、主支架602、攝像頭603、彈簧604、動(dòng)夾板605、凸輪606、步進(jìn)電機(jī)607，所述的主支架602為L(zhǎng)形長(zhǎng)板，其靠左外側(cè)上部加工有凸臺(tái)，下部加工有一圓孔，中部?jī)蓚?cè)加工有兩個(gè)長(zhǎng)方形短槽；所述的腕部電機(jī)601水平向左固定安裝在凸臺(tái)內(nèi)部；所述的動(dòng)夾板605垂直主支架602長(zhǎng)端放置，并滑動(dòng)安裝在主支架602中部的短槽內(nèi)；所述的彈簧604一端固定安裝在主支架602上，另一端固定在動(dòng)夾板605上，彈簧604呈壓縮狀態(tài)；所述的攝像頭603固定安裝在動(dòng)夾板605和主支架602之間；所述的步進(jìn)電機(jī)607水平向右放置并固定安裝在主支架602外側(cè)下部的圓孔處；所述的凸輪606固定安裝在步進(jìn)電機(jī)607的電機(jī)軸上，凸輪606與動(dòng)夾板605組成凸輪頂桿機(jī)構(gòu)。

進(jìn)一步的，所述的四個(gè)驅(qū)動(dòng)單元1能夠獨(dú)立轉(zhuǎn)向。

進(jìn)一步的，所述的掃描口403用于掃描書籍條碼。

本發(fā)明工作原理：本機(jī)器人有兩類功能，一類功能是根據(jù)讀者需求取來(lái)書籍，另一類功能是將歸還書籍歸位。當(dāng)需要其按照需求取來(lái)書籍時(shí)，使用者需要在控制面板4處輸入需要取來(lái)的書籍名稱，根據(jù)顯示屏402顯示的檢索內(nèi)容確定所要的書籍；當(dāng)輸入好全部需要取出的書籍后，機(jī)器人開始進(jìn)行軌跡規(guī)劃，同時(shí)驅(qū)動(dòng)單元1帶動(dòng)整個(gè)機(jī)器人到相應(yīng)取書位置；到達(dá)相應(yīng)的位置后，調(diào)整車身至機(jī)械臂5朝向書架；此時(shí)肘部電機(jī)504帶動(dòng)前小臂505抬起至水平，同時(shí)腕部電機(jī)601帶動(dòng)執(zhí)行器6保持豎直狀態(tài)，步進(jìn)電機(jī)607旋轉(zhuǎn)使動(dòng)夾板605打開到最大；此時(shí)攝像頭603捕捉相應(yīng)圖書序列碼；捕捉到所需書籍后，第一電缸9伸出，帶動(dòng)升降臂7到達(dá)圖書相同高度；第三電缸502伸出，帶動(dòng)前、后小臂503向前伸出；執(zhí)行器6的夾板伸入書籍間的縫隙；步進(jìn)電機(jī)607轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)凸輪606運(yùn)動(dòng)，從而使動(dòng)夾板605夾緊書籍；第三電缸502收縮，帶動(dòng)前小臂505、后小臂503收回，取出書籍；旋轉(zhuǎn)電機(jī)14旋轉(zhuǎn)，帶動(dòng)機(jī)械臂5運(yùn)動(dòng)到圖書儲(chǔ)存?zhèn)}上方；肘部電機(jī)504轉(zhuǎn)動(dòng)，使前小臂505落下至與地面垂直，同時(shí)腕部電機(jī)601旋轉(zhuǎn)調(diào)整執(zhí)行器6保持書籍與頂板3平行；第一電缸9收縮，帶動(dòng)升降臂7下降，將書放置到圖書存儲(chǔ)倉(cāng)底部；第二電缸11伸出，帶動(dòng)頂板3頂緊書籍；步進(jìn)電機(jī)607反向旋轉(zhuǎn)，動(dòng)夾板605松開書籍；機(jī)械臂5回到初始位置。如果需要?dú)w位書籍，只需要將書的序列碼放到掃描口403處，待顯示屏402顯示圖書信息后，將書放到圖書儲(chǔ)存?zhèn)}，第二電缸11帶動(dòng)頂板3夾緊圖書；當(dāng)書籍放滿之后，機(jī)器人會(huì)根據(jù)掃描的圖書信息進(jìn)行軌跡規(guī)劃，將書籍放回原位置，其放回動(dòng)作即為取出動(dòng)作的相反順序。