CN114392933A - 无接触自动还书设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种无接触自动还书设备，包括支撑架、盒上料机构、盒定位机构、盖上料机构、盖定位机构以及固定在所述支撑架上的信息读取机构、压盖机构、推盒机构和控制器；通过信息读取机构获取的书籍厚度的信息，控制器计算出压盖机构下行距离，将盖按照预定位置压在保护盒盒体内，在运输中保护书籍的同时，又便于将书籍和盒体分离，设备结构简单、造价低，可以实现无接触自动还书。

Description

无接触自动还书设备

技术领域

本发明涉及智能图书馆技术领域，具体涉及一种无接触自动还书设备。

背景技术

图书馆内各类书籍众多，借阅还书动作频繁且量大，书籍归还后人工分拣耗时耗力，目前也有一些书籍归还、分拣的设备，但按照目前的还书设备和还书、分拣的方法，书籍在分拣的过程中容易造成书页起卷、折损的情况，尤其对于一些非硬皮书籍，这种情况尤为明显。

发明内容

本发明提供一种无接触自动还书设备，其包括支撑架、盒上料机构、盒定位机构、盖上料机构、盖定位机构以及固定在所述支撑架上的信息读取机构、压盖机构、推盒机构和控制器，

所述信息读取机构固定在所述支撑架的前侧，用于读取所还书籍的信息并传递至所述控制器；

所述盒上料机构包括多带并行的传送带结构，用于将保护盒盒体传送至所述支撑架内的还书位；

所述盒定位机构包含一个与盒体底侧定位孔对应设置的定位销，用于将保护盒盒体定位以使定位后的盖能够被压入其内；

所述盖上料机构用于将盖上料至所述盖定位机构处；

所述盖定位机构包括底板以及固定在所述底板上的截面面积逐渐变大的两个定位销以实现对盖的定位；

所述压盖机构包括吸盘、电缸和旋转气缸，所述吸盘固定在所述电缸的伸出端上，所述电缸的缸体固定在所述旋转气缸的输出端上，所述旋转气缸的缸体通过支架固定在所述支撑架上，所述压盖机构能够根据所述控制器发送的的控制信息将盖压至盒内预定位置；

所述推盒机构用于将所述盒与位于所述盒内的书推至下游传送带。

所述控制器用于接收、运算和发出控制信息，控制还书设备中各个机构的运行。进一步的，所述信息读取机构为固定在所述支撑架上的射频阅读器。

进一步的，在所述支撑架内还书位上的盒体的开口侧背离下游。

进一步的，所述设备的运行程序如下：所述信息读取机构读取所还书籍的书籍厚度信息、书籍分类信息，并将前述信息传递到所述控制器；

控制器将所述分类信息传递至下游分拣设备，同时，控制器计算压盖机构移动端应下行的距离，并将下行距离信息传递至所述压盖机构，同时，所述控制器控制盒上料机构将保护盒盒体上料至还书位，盒定位机构对保护盒盒体进行定位，以及，控制盖上料机构将盖上料至盖定位机构，压盖机构吸取经定位后的盖，根据所述控制器给出的所述下行距离控制压盖机构上盖的下行距离，以便将盖压入盒内预定位置，压盖机构返回等待位，推盒机构动作，将盒体推到下游传输线上，推盒机构返回等待位。

进一步的，所述压盖机构下行距离的计算考虑两个因素：书籍的厚度和所述盖的下表面的材料。

本发明的有益效果是：本发明公开的这种还书设备结构简单、造价低；借阅者可以实现无接触还书，减少接触带来的病毒传播等隐患；还书设备将所还书籍压护在保护盒内，免除了书籍在后续运输分拣的过程中被折叠、损坏的情况发生。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明提供的还书设备的整体示意图；

图2是本发明提供的还书设备的内部结构示意图(未示出推盒机构8、前后定位挡板等)；

图3是图2的俯视示意图(示出推盒机构8、前后定位挡板，图3中虚线框示意的是还书设备的框架)。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

参阅附图1-3，本发明提供的无接触自动还书设备主要包含支撑架1、信息读取机构2、盒上料机构3、盒定位机构4、盖上料机构5、盖定位机构6、压盖机构7、推盒机构8以及控制器9。

其中，在实施例中支撑架1构造为两块长方体拼接的形式，其主要起到其他机构、线路、气路的支撑、规范作用，进一步的，在支撑架1的前侧设置有一个信息交互屏12，所述信息交互屏12可以做出信息提示：如提示还书人将书籍如何靠近信息读取机构2，以使所还书籍的信息被读取；如何将书籍放入保护盒盒体内(这里的保护盒，如图2和3中所示，包括保护盒盒体10和与之相匹配的能够被压至所述保护盒盒体内的盖101，保护盒盒体10具有一个底边和固定在其上的三个相互连接的侧边，当盖101被压至保护盒盒体10内时，两者能够相对固定，此时，盒整体构造为一侧边开口的，且对应开口设有容腔的长方体结构，书籍被保护在所述容腔中)；所还书籍的信息，如书籍名称、图书分类号、当前借阅人、图书厚度等信息。此外，前述信息交互屏12还可以作为一个人机交互的窗口，通过触摸屏幕可输入必要信息。前述通过信息交互屏给出的信息提示也可以通过语音给出。

进一步的，在支撑架1的前侧对应支撑架1内部还书位的位置开设有还书口11以供还书人将书籍穿过还书口放至位于还书位的保护盒盒体内。在图示实施例中，还书口设置在了信息交互屏12的下方。

可以理解，在保护盒盒体10和盖101的上料处，支撑架1上也必然开设有避让口，以便保护盒盒体10和盖101的进入；在对应下游输送装置的地方也必然开设有避让口。

信息读取机构2设置在支撑架1的前侧(支撑架1的前侧在图1中为坐标系的x轴正向，相应的后侧即为x轴负向)，用于读取所还书籍的信息，尤其是书籍的厚度信息、分类信息，实施例中信息读取机构2设置为一扫码平台的样式，而本发明并不限制于此样式。扫码平台上设有扫码区域，在一个实施例中，该扫码台上包括水平设置的隔板(隔板材料可以选用玻璃或塑料等透光材料)，以及设置在隔板下面的扫码机构；在另一实施例中并不设置隔板，直接固定设置扫码机构。这是要根据实际情况中扫码机构类型的选择进行适当的设置的，前述的扫码机构可以是射频阅读器(即采用RFID射频识别技术)，也可以是激光条形码扫描器，相应的，图书上设有与射频阅读器配合使用的射频标签(电子标签)或与激光条形码扫描器配合使用的条形码。

借阅人还书时，将图书按照提示(可在支撑架1的屏幕上显示该提示，也可以设置语音提示)靠近扫码机构，扫码机构获取所还书籍的信息。

所述盒上料机构3是用于将保护盒盒体10传送至位于所述支撑架1内部的还书位的，具体的，在实施例中该盒上料机构3是由带轮31和传送带32组成，显然，为了驱动带轮31，设备中也必然需要配备相应的电机(图中并未示出，此乃本领域的常识，不再赘述)，如图3所示，实施例中传送带32是多带并行的设置方式，这种设置方式便于将盒定位机构4中的传感器42设置在传送带32带间的下侧，但这只是一种实施方式，传送带32可以选用其他形式的。只需要相应的将传感器42放置在能够感应到保护盒盒体10的位置即可。此外，在本申请中带轮/传送带理解为包含链轮/传送链这种设置形式。

附图中显示的传送带32上的盒体的侧边开口侧是朝向X负轴的，即，在到达还书位时盒体的开口侧是朝向下游的，而实际操作中，优选的是，在还书位时，盒体的开口侧背离下游。

参见图3，盒定位机构4包括前后定位挡板41，前述的前后定位挡板41是两条板状物，该两条板状物分别设置在传送带32的前侧和后侧，保护盒盒体10被传送带32传输的过程中，逐渐靠近前后定位板41，并被前后定位板41限制在一定的前后空间内，更具体的，如附图3中所示，在从上游至下游的方向上，前后定位板41的两挡板间距逐渐缩小，最后缩小到稍大于保护盒盒体10前后方向宽度的距离。具体的，前后定位挡板41通过支架固定在带轮/传送带的支撑架上。

参见图2，盒定位机构4还包括设置在传送带32下侧的传感器42、定位销43以及定位气缸44，前述传感器42用于检测保护盒盒体10是否到达，定位销43通过支撑板固定在定位气缸44的输出端上，当传感器42检测到保护盒盒体10时，会把信息传递给控制器9，控制器9控制定位气缸44动作，带动定位销43向上伸出，插入保护盒盒体10的定位孔中，实现保护盒盒体在左右方向(y轴方向)的定位。具体的，传感器42固定在带轮/传送带的支撑架上。所述传感器类型可选择光电传感器。

在一个实施例中，盖上料机构5设置为机械臂，其用于将与保护盒盒体10配合使用的盖101上料至盖定位机构6(参见附图3)处。机械臂为本领域比较成熟的技术，这里就不再赘述，机械臂的臂端可采用吸盘，吸取盖101。

参见图3，盖定位机构6包括底板和固定在底板上的两个定位销61，定位销61从顶端向底端截面面积逐渐增大，所述两个定位销与盖101上设置的两个定位孔(未示出)相互配合，机械臂将盖101上料至盖定位机构6的位置，盖101下落过程中定位销61和定位孔配合将盖101定位。

实施例中给出的是设置两个定位销的方案，其也可以通过设置一个定位销来实现定位，当通过设置一个定位销来定位的时候，定位销的截面形状需要能够实现对盖在两个方向(x、y)的定位,如截面可以是矩形、半圆形等。

参见图2，压盖机构7包括吸盘71、电缸72以及旋转气缸73，所述吸盘71固定在所述电缸72的伸出端上，所述电缸72的缸体固定在所述旋转气缸73的输出端上，所述旋转气缸73的缸体通过支架固定在支撑架1上。非工作时，压盖机构处于等待位，在工作时，电缸72的移动端向下伸出，带动吸盘71向下，吸盘71吸起在盖定位机构上完成定位的盖101，电缸72的移动端向上移动，带动吸盘71向上，旋转气缸73动作，带动电缸72、吸盘71以及吸附在吸盘71上的盖101逆时针水平旋转90度(从设备上部向下看)，到达定位后的保护盒盒体10的上方，电缸72根据控制器9传递的下降高度向下移动，将盖压至保护盒盒体内预定位置。

所述下降高度将根据两个因素给出，一个因素是书的厚度，该厚度信息存在于书籍上的标签(射频标签或者条形码或者类似物)内，信息读取机构2将会把这一信息读取出来并发送给控制器9，如附图2中所示，盒内高度是一定的，当书籍厚度h2被获取后，书籍顶面与盒的上表面之间的高度h1将被计算出来，而压盖机构7上的盖101(电缸72还未带着盖下行时盖101的下表面)相对于盒体上表面的高度是已知的，那么盖需要下行的第一个数据也就计算出来了，盖的下降高度计算时需要考虑的另一个因素就是：盖101的下表面的材料，进而得出盖需要下行的第二个数据，这一数据可看作对第一个数据的修正数据，具体的，如，当盖的下表面材料是塑料一类的表面摩擦力较小的材料时，盖与书籍的上表面可以更靠近一些，处于刚好接触的位置；当盖的下表面是布类，比如绒布这种布料时，布与书籍之间的摩擦力虽大，但布有一定的松软度，即使按照数据来看处于紧密接触的状态，在卸书时，书籍受到损伤的几率仍然不大，且两者接触紧密可以更有效的避免书籍在运送过程中被甩出；而当下表面是橡胶类材质(尤其弹性较大的橡胶)时，为避免卸书时，橡胶类材质对书籍造成太大沾粘力，盖与书籍之间可留有细小缝隙。

所述吸盘71包括板及在板内设置的空腔，在板的侧边有一个汇集空腔内气流的出入口，在板的下表面有阵列的多个小孔，前述位于板的侧边的出入口与真空泵相连。

所述推盒机构8(在图3中有示出)用于将完成压盖之后的保护盒及放置在盒内的图书a推至下游传送带b，其包括推板81以及直线移动机构83。所述直线移动机构83可以选用直线电机也可以选用电机-丝杠机构。所述推板81固定至直线移动机构83的输出端，当压盖机构7完成压盖动作之后，直线移动机构83带动推板81水平向后运动，推板81将盒推到下游传送带b上。

进一步的，为了实现一定的避位，也可以在推板81和直线移动机构83之间加设一个旋转气缸82。推板81固定在旋转气缸82的输出端，所述旋转气缸82的缸体固定在所述直线移动机构83的输出端，当压盖机构7完成压盖动作之后，旋转气缸82带动推板81由竖直状态旋转90度呈水平状态，随后，直线移动机构83带动推板81水平向后运动，推板81将盒推到下游传送带b上。

此外设备中还包括控制器9，控制器9用于接收信息、处理信息、发出控制信息和向下游分拣设备传递信息。所述的信息有如信息读取机构2传来的书籍的信息，传感器传来的信息，信息交互屏传来的信息等。在实施例中，控制器9固定在支撑架1上。

当该设备运行时，情形如下：信息读取机构2读取所还书籍的信息，获取书籍厚度信息、分类信息，并将这些信息传递到控制器9，控制器9将所述分类信息传递至下游分拣设备，同时，控制器9计算压盖机构中电缸伸出端的伸出距离，也就是压盖机构上盖的下降高度，并将这一信息传递至压盖机构，同时，控制器9控制盒上料机构3将保护盒盒体10上料至还书设备的还书位，盒定位机构4将保护盒盒体定位；同时，盖上料机构5将盖上料至盖定位机构6，压盖机构7吸取经定位后的盖101，并根据控制器9的控制信息按预定下降高度将盖101压入盒内，压盖机构7返回等待位，推盒机构8动作，将盒体推到下游传输线上，推盒机构8返回等待位。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (5)

1.一种无接触自动还书设备，其特征在于：包括支撑架、盒上料机构、盒定位机构、盖上料机构、盖定位机构以及固定在所述支撑架上的信息读取机构、压盖机构、推盒机构和控制器，

所述信息读取机构固定在所述支撑架的前侧，用于读取所还书籍的信息并传递至所述控制器；

所述盒上料机构包括多带并行的传送带结构，用于将保护盒盒体传送至所述支撑架内的还书位；

所述盒定位机构包含一个与盒体底侧定位孔对应设置的定位销，用于将保护盒盒体定位以使定位后的盖能够被压入其内；

所述盖上料机构用于将盖上料至所述盖定位机构处；

所述盖定位机构包括底板以及固定在所述底板上的越靠近所述底板截面面积越大的两个定位销；

所述压盖机构包括吸盘、电缸和旋转气缸，所述吸盘固定在所述电缸的伸出端上，所述电缸的缸体固定在所述旋转气缸的输出端上，所述旋转气缸的缸体通过支架固定在所述支撑架上，所述压盖机构能够根据所述控制器发送的的控制信息将盖压至盒内预定位置；

所述推盒机构用于将所述盒与位于所述盒内的书推至下游传送带。

所述控制器用于接收、运算、发出控制信息及向下游分拣设备传递信息，控制还书设备中各个机构的运行。

2.根据权利要求1所述的自动还书设备，其特征在于：所述信息读取机构为固定在所述支撑架前侧的射频阅读器。

3.根据权利要求1所述的自动还书设备，其特征在于：在所述支撑架内还书位上的盒体的开口侧背离下游。

4.根据权利要求1所述的自动还书设备，其特征在于：所述设备的运行程序如下：

所述信息读取机构读取所还书籍的书籍厚度信息、书籍分类信息，并将前述信息传递到所述控制器；

控制器将所述分类信息传递至下游分拣设备，同时，控制器计算压盖机构移动端应下行的距离，并将下行距离信息传递至所述压盖机构，同时，所述控制器控制盒上料机构将保护盒盒体上料至还书位，盒定位机构对保护盒盒体进行定位，以及，控制盖上料机构将盖上料至盖定位机构，压盖机构吸取经定位后的盖，根据所述控制器给出的所述下行距离信息控制压盖机构上盖的下行距离，以便将盖压入盒内预定位置，压盖机构返回等待位，推盒机构动作，将盒体推到下游传输线上，推盒机构返回等待位。

5.根据权利要求4所述的自动还书设备，其特征在于：所述压盖机构下行距离的计算考虑两个因素：书籍的厚度和所述盖的下表面的材料。

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