一种适用于图书馆的服务机器人导航系统技术方案

本实用新型专利技术涉及一种适用于图书馆的服务机器人导航系统，包括设置于呈阵列布置的书架中的纵向导轨、连接各纵向导轨端部的横向导轨以及电动机器人，电动机器人上还设有用于控制器其行走及转向的控制器，电动机器人上设有第一读卡器；电动机器人上设有图书放置位，各纵向导轨上于各横向相邻两个书架之间设有第一类位置电子标签，横向导轨和纵向导轨的各连接处设置有第二类位置电子标签，电动机器人的下方设置有用于识别各位置电子标签的第二读卡器，第一读卡器和第二读卡器均与控制器通信信号连接。机器人依托该导航系统实现书籍位置的识别并导航至书籍所在书架的位置，代替人工完成图书搬运，不但节省人力资源，并且提高图书摆放正确率和工作效率。

A service robot navigation system for Library

The utility model relates to a service robot navigation system for a library, which comprises a longitudinal guide rail arranged in an array of bookshelves, a transverse guide rail connected with the ends of each longitudinal guide rail and an electric robot. The electric robot is also provided with a controller for controlling its walking and turning, the electric robot is provided with a first card reader, and the electric robot is provided with a diagram Book placement position: each longitudinal guide rail is provided with a first class position electronic label between each transverse adjacent two bookshelves, each connection of the transverse guide rail and the longitudinal guide rail is provided with a second class position electronic label, the lower part of the electric robot is provided with a second card reader for identifying each position electronic label, the first card reader and the second card reader are connected with the controller communication signal. Relying on the navigation system, the robot can identify the book position and navigate to the bookshelf where the book is located. Instead of manual book handling, it not only saves human resources, but also improves the accuracy and efficiency of book placement.

【技术实现步骤摘要】
一种适用于图书馆的服务机器人导航系统
本技术涉及图书馆中书籍整理设备，具体涉及一种适用于图书馆的服务机器人导航系统。
技术介绍
图书馆每天都有上万本书籍借出和归还，这对管理人员来说是一种很大的负担，管理人员每天都要先对图书进行整理分类，然后再把图书搬运到相应的书架上，搬运过程中经常会使用到搬运小车，首先对图书上的贴签进行分类整理，将同一类的书籍放在一起，便于放置，工作量大，而且效率较低，劳心劳力。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种适用于图书馆的服务机器人导航系统，以解决现有技术中依靠人工整理及搬运图书导致工作量大、效率低的问题。为实现上述目的，本技术的一种适用于图书馆的服务机器人导航系统采用如下技术方案：一种适用于图书馆的服务机器人导航系统，包括设置于呈阵列布置的书架中相邻两列书架之间的纵向导轨、连接各纵向导轨端部的横向导轨以及行走于上述导轨上的电动机器人，电动机器人上还设置有用于控制其行走及转向的控制器，电动机器人上设置有用于读取各图书上的图书电子标签的第一读卡器以获取图书信息及需要放置的位置信息；电动机器人上设有供图书放置的图书放置位，各纵向导轨上于各横向相邻两个书架之间设置有存储有坐标信息的第一类位置电子标签，横向导轨和纵向导轨的各连接处设置有坐标信息的第二类位置电子标签，电动机器人的下方设置有用于识别各第一类、第二类位置电子标签的第二读卡器，第一读卡器和第二读卡器均与控制器通信信号连接。所述电动机器人包括支架，支架上设置有多个间隔设置的供单本图书放置的书槽，各书槽形成所述图书放置位，各书槽的底板上设置有与控制器信号连接的压力传感器。各书槽的底板通过转轴铰接设置于支架上，支架上设置有驱动各转轴转动的并与控制器控制信号连接的驱动电机，支架上于书槽的下方设置有受控制器控制的皮带输送装置。各所述书架朝向相应纵向轨道的侧面上设置有用于接收由皮带输送装置输送过来书籍的书篮。所述支架具有容纳皮带输送装置的容纳槽，容纳槽的下侧壁的宽度大于皮带输送装置的皮带的宽度。本技术的有益效果：电动机器人在控制器的控制信号下可以实现行走及转向的作用，用第一读卡器读取待放置的图书的信息及其要放置的位置信息并上传至控制器中，控制器中预存有每本图书的图书信息和位置信息，扫描后的图书放置于电动机器人上的图书放置位上。将阵列设置的书架进行建立坐标系并将每个书架进行坐标编号存入控制器中，电动机器人由近至远进行移动，当移动至第一列处的第二类位置电子标签时，由第二读卡器读取第二类位置电子标签中的坐标信息判断这一列上是否有需要放置的书，没有的话就移动至下一列，以此类推，如果在图书要放置在此列上，控制器控制电动机器人转向沿第一纵向导轨移动，电动机器人经过第一总线导轨的各第一类位置电子标签时，由第二读卡器读取相应第一类位置电子标签的信息并进行对比判断是否是此处，不是，则继续向远处移动，是的话则停留在此处。机器人可依托于这种导航系统实现书籍位置的识别并导航至书籍所在书架的位置，可以代替人工完成图书搬运，不但节省人力资源，并且提高图书摆放正确率和工作效率，使资源利用最大化；并且该项目可使图书馆管理模式更加的自动化与智能化，为未来创建智能图书馆提供了一定的技术支持。附图说明图1是本技术的一种适用于图书馆的服务机器人导航系统的实施例一中的结构示意图；图2是图1中电动机器人的结构示意图；图3是本技术的一种适用于图书馆的服务机器人导航系统的实施例二中的结构示意图；图4是图3中电动机器人的结构示意图。具体实施方式本技术的一种适用于图书馆的服务机器人导航系统的实施例一，如图1-图2所示，包括设置于呈阵列布置的书架中相邻两列书架之间的纵向导轨1、连接各纵向导轨1端部的横向导轨2以及行走于上述导轨上的电动机器人6，电动机器人6上还设置有用于控制器驱动行走及转向的控制器，本实施例中横向导轨的数量为一行。图书馆内部书架呈阵列布置，根据此特点，将图书馆内建议一个二维坐标系，并将各书架编上对应的坐标，将图书馆内简化为如图1所示的二维阵列模型，并将这些信息存入电动机器人的控制器中，本实施例中控制器可以采用STM32单片机。本实施例中电动机器人可以使用现有的电动轨道小车实现，具体结构此处不再赘述。电动机器人上设置有用于读取各图书上的图书电子标签的第一读卡器12以获取图书信息及需要放置的位置信息，电动机器人上设有供图书放置的图书放置位。各纵向导轨上于各横向相邻两个书架之间设置有存储有坐标信息的第一类位置电子标签4，此类标签用于判断是否到达目标书架位置。横向导轨和纵向导轨的各连接处设置有坐标信息的第二类位置电子标签5，此类标签用于在交叉路口实现位置识别。电动机器人的下方设置有用于识别各第一、第二类位置电子标签的第二读卡器14，第一读卡器和第二读卡器均与控制器通信信号连接。电动机器人包括支架7，支架7上设置有多个间隔设置的供单本图书放置的书槽8，各书槽8形成上述图书放置位，各书槽的底板9上设置有与控制器信号连接的压力传感器10。压力传感器的设置可以实现将相应书槽内的书传输完毕后，给控制器一个信号，控制器控制电动机器人向下一个坐标位置移动，实现自动化、智能化。本实施例中第一读卡器和第二读卡器可以采用不用频段的RFID读卡器。各书槽的底板9通过转轴铰接设置于支架上，支架上设置有驱动各转轴转动的并与控制器控制信号连接的驱动电机11，支架上于书槽的下方设置有收控制器控制的皮带输送装置16。各书架朝向相应纵向轨道的侧面上设置有用于接收由皮带输送装置输送过来书籍的书篮。皮带输送装置的设置可以实现对应书架上的图书自动下落至皮带输送装置上，由皮带输送装置运输至对应书架处的书篮中，实现自动化连选图书并运输图书。皮带输送装置可以正转和反转以实现朝向两个方向进行运输图书。支架具有容纳皮带输送装置的容纳槽15，容纳槽15的下侧壁的宽度大于皮带输送装置的皮带的宽度，实现了如果图书掉落至皮带输送装置上万一掉落的话，会落在下方的侧壁上而不会掉在地上，使用方便放心。此时容纳槽的槽口沿纵向方向开设。电动机器人的轮子采用麦克纳姆轮。本技术的一种适用于图书馆的服务机器人导航系统的实施例二，如图3-图4所示，与实施例一的区别在于，皮带输送机的方向为一个方向，此时容纳槽的槽口的方向可以横向开设。以上两种实施例中，当每一个纵向导轨上的图书运输完毕后均移动会该列的起始点处的第二类位置电子标签处，再向下一列进行移动，依次类推直到所有图书运输完毕再回到原点。在其他实施例中，横向轨道的数量也可以为多个，设置于横向相邻两排书架之间，可以由控制器实现就近路线移动。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种适用于图书馆的服务机器人导航系统，其特征在于：包括设置于呈阵列布置的书架中相邻两列书架之间的纵向导轨、连接各纵向导轨端部的横向导轨以及行走于上述导轨上的电动机器人，电动机器人上还设置有用于控制其行走及转向的控制器，电动机器人上设置有用于读取各图书上的图书电子标签的第一读卡器以获取图书信息及需要放置的位置信息；电动机器人上设有供图书放置的图书放置位，各纵向导轨上于各横向相邻两个书架之间设置有存储有坐标信息的第一类位置电子标签，横向导轨和纵向导轨的各连接处设置有坐标信息的第二类位置电子标签，电动机器人的下方设置有用于识别各第一类、第二类位置电子标签的第二读卡器，第一读卡器和第二读卡器均与控制器通信信号连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种适用于图书馆的服务机器人导航系统，其特征在于：包括设置于呈阵列布置的书架中相邻两列书架之间的纵向导轨、连接各纵向导轨端部的横向导轨以及行走于上述导轨上的电动机器人，电动机器人上还设置有用于控制其行走及转向的控制器，电动机器人上设置有用于读取各图书上的图书电子标签的第一读卡器以获取图书信息及需要放置的位置信息；电动机器人上设有供图书放置的图书放置位，各纵向导轨上于各横向相邻两个书架之间设置有存储有坐标信息的第一类位置电子标签，横向导轨和纵向导轨的各连接处设置有坐标信息的第二类位置电子标签，电动机器人的下方设置有用于识别各第一类、第二类位置电子标签的第二读卡器，第一读卡器和第二读卡器均与控制器通信信号连接。


2.根据权利要求1所述的适用于图书馆的服务机器人导航系统，其特征在于：所述电动机器人包括支架...

【专利技术属性】
技术研发人员：张宸赫，邓计才，曹舒展，卢正，杨晓军，王翔宇，
申请(专利权)人：郑州大学，
类型：新型
国别省市：河南;41