一种自动化图书馆管理机器人制造技术

本发明专利技术涉及机械设备的技术领域，本发明专利技术提供了一种自动化图书馆管理机器人，包括移动底盘；固定在移动底盘上的移动组件和搬运书架；设置在移动组件上的机械臂和机械臂前端的夹爪；设置在图书馆书架上的图书压紧组件；以及设置在移动底盘上的控制系统，所述的控制系统包括行走辅助单元、环境识别单元、可供人操作的一体化显示器和控制柜，所述的行走辅助单元包括超声波传感器组件和激光位移传感器组件，所述的环境识别单元包括激光雷达和双目视觉摄像头，本发明专利技术，结构简单，使用方便。

【技术实现步骤摘要】
一种自动化图书馆管理机器人
本专利技术涉及智能机器人的
，具体涉及一种自动化图书馆管理机器人。
技术介绍
近年来我国机器人行业取得了长足发展，许多通用的机器人进入社会开始为人们提供服务，但目前在图书馆系统中应用机器人的种类仍比较稀少，主流依然是人工管理图书馆庞大的图书量，特别是在大型图书馆需要大量的人员进行图书的管理工作。无论是高校还是各地的图书馆，目前对图书馆都有一定的升级需求。人工巡检管理书籍牵扯大量图书管理员的精力，力图通过设计一款带识别系统的自动化管理机器人，将图书馆图书资源信息与机器人进行整合，自动分类整理信息，可帮助管理员处理大量繁琐的工作，精简图书馆的结构，构建出智能化的图书馆。
技术实现思路
本专利技术目的就是为了实现对现有机器人可运用环境的补充，弥补所需环境缺少相应机器人的空白。该机器人集成图书自动整理，图书信息管理系统为一体，将整个图书馆管理体系和机器人进行整合，方便对图书馆的管理，减小了对人力资源的浪费，极大的提高了图书馆的智能化和自动化建设。为实现上述目的，本专利技术采用了以下技术方案：一种自动化图书馆管理机器人，包括移动底盘；固定在移动底盘上的移动组件和搬运书架；设置在移动组件上的机械臂和机械臂前端的夹爪；设置在图书馆书架上的图书压紧组件；以及设置在移动底盘上的控制系统，所述的控制系统包括行走辅助单元、环境识别单元、可供人操作的一体化显示器和控制柜，所述的行走辅助单元包括超声波传感器组件和激光位移传感器组件，所述的环境识别单元包括激光雷达和双目视觉摄像头，所述的控制柜与一体化显示器的组合可与图书馆的管理系统通信。进一步的，移动底盘包括移动底盘支撑架以及位于下方的移动底盘第一层板和位于上方的移动底盘第二层板，在移动底盘的前后侧面分别设置有前封板和后封板，在移动底盘的左右侧面分别有侧封板，所述的控制柜设置在移动底盘内，移动底盘第一层板下方设置有用于移动的四组全向轮驱动装置以及用于判断前后方的物体距离的两对超声波传感器组件，两对超声波传感器组件设置在移动底盘第一层板下方前后边缘，在第一层板下方左右两侧分别设置有两组激光传感器组件，用于测定对两侧书架的距离。进一步的，所述的全向轮驱动装置包括驱动电机、电机压块、轴承座、挡边轴承、联轴器和麦克纳姆轮。进一步的，所述的激光传感器组件包括传感器底座、支撑板、安装板和激光传感器，所述的超声波传感器组件包括超声波传感器和固定支座。进一步的，所述移动组件包括电机传动组件，所述的电机传动组件包括驱动电机、电机固定块和移动电缸，移动组件最下方设置有底板，两侧设置有侧面电机传动组件背板，机械臂传动组件支撑板、滑轨、滑块和拖链，来实现上方的机械臂和夹爪能够上下移动，拓宽机械臂的移动范围。上方有机械臂固定底板，机械臂传动组件移动板、机械臂传动组件移动板支撑板。在机械臂移动组件两侧分别有一体化显示器、激光雷达和双目摄像头以及与之相对应的激光雷达保护板和摄像头固定板来完成对图书馆环境的整体识别构建。进一步的，机械臂上的夹爪由两部分组成，一部分为连接和辅助部分，包括与机械臂连接的夹爪固定板、夹爪底板和相机固定板，所述的双目视觉摄像头设置在相机固定板上，另一部分包括电动夹爪本身、配合电动夹爪的第一移动块夹紧块以及电动夹爪拨片组件，两组电动夹爪拨片组件包括配合电动夹爪的第二移动块、实现拨片前后移动功能的第一弹簧固定块、第二弹簧固定块、弹簧、弹簧固定支柱、滑道以及拨片。进一步的，在移动底盘上方配置四组搬运书架，所述的搬运书架与移动底盘通过定位圆销和定位棱销进行定位，搬运书架包括搬运书架底板、搬运书架隔板、搬运书架背板以及前方的用于防止图书掉落的搬运书架挡块，搬运书架两侧装有把手。进一步的，所述的图书压紧组件包括侧面支撑板、后支撑板、图书压紧板、弹簧、弹簧固定柱和底板，所述的图书压紧板下有滑块，所述的底板上有滑槽可供滑块移动，两块所述的侧面支撑板和一块所述的后支撑板分别固定设置在底板的顶面，面支撑板的外侧均装有把手，所述的弹簧利用弹簧固定柱设置在其中一个侧面支撑板上，并且弹簧与图书压紧板固连。有益效果：1本专利技术自动化程度高，采用模块化设计，机器人由移动底盘、机械臂移动组件，机械臂，夹爪以及相关附件组成，结构紧凑，可靠性强，集成度高，便于进行拆装与维护。2本专利技术底盘由麦克纳姆轮全向轮组成，可自由进行位移换向，便于在图书馆中狭小区域移动，减小整体尺寸。3本专利技术的关节模组使用力矩电机和行星减速器等具有传动平稳、传动效率高、结构简单等优点。当关节模组停机，机械臂可自动停止运动，并进行自锁，保证工作的安全性。4本专利技术将采用两种摄像头，一种专门对图书标签和图书位置进行识别，完成对书籍的整理具体工作；另一种则对环境进行识别，和各类传感器一同完成避障、人体姿势和动作和人脸等识别工作，辅助完成环境构建。5本专利技术采用模块化设计，将机器人相关功能进行解构，方便设计，也方便对机器人进行后续维护。附图说明图1是本专利技术的整体结构示意图；图2是图1的机器人主体结构示意图；图3是本专利技术移动底盘结构示意图；图4是本专利技术机械臂移动组件结构示意图；图5是本专利技术多自由度关节手结构示意图；图6是本专利技术机械臂夹爪结构示意图；图7是本专利技术搬运书架结构示意图；图8是本专利技术书架图书压紧组件结构示意图；图中：1移动底盘、11移动底盘支撑架、111移动底盘第一层板、112侧封板、113后封板、114移动底盘第二层板、116前封板、117控制柜、12全向轮驱动装置、121驱动电机、122电机压块、123轴承座、124挡边轴承、125联轴器和126麦克纳姆轮、13激光传感器组件、131传感器底座、132支撑板、133安装板和134激光传感器、14超声波传感器组件、141超声波传感器、142固定支座；2机械臂移动组件、21电机传动组件、121驱动电机、122电机固定块、123移动电缸、22底板、221侧面电机传动组件背板、222机械臂传动组件支撑板、223一体化显示器、224拖链、225滑轨、226滑块、23机械臂固定底板、231机械臂传动组件移动板、232机械臂传动组件移动板支撑板、241激光雷达、242激光雷达保护板、243摄像头固定板、244双目摄像头；3多自由度关节手、31第一关节模组、32第二关节模组、33第一连接臂、34第三关节模组、35第二连接臂、36第四关节模组、37第三连接臂、38第五关节模组；4夹爪、41电动夹爪拨片组件、411第二移动块、412第一弹簧固定块、415第二弹簧固定块、414弹簧、413弹簧固定支柱、416滑道、417拨片、42电动夹爪、421第一移动块、422夹紧块、423夹爪底板、424夹爪固定板、425相机固定板、426相机；5搬运书架、51搬运书架底板，52搬运书架隔板、53定位圆销、54定位棱销、53搬运书架背板、56搬运书架挡块、57本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种自动化图书馆管理机器人，其特征在于，包括/n移动底盘；/n固定在移动底盘上的移动组件和搬运书架；/n设置在移动组件上的机械臂和机械臂前端的夹爪；/n设置在图书馆书架上的图书压紧组件；/n以及设置在移动底盘上的控制系统，所述的控制系统包括行走辅助单元、环境识别单元、可供人操作的一体化显示器和控制柜，所述的行走辅助单元包括超声波传感器组件和激光位移传感器组件，所述的环境识别单元包括激光雷达和双目视觉摄像头，所述的控制柜与一体化显示器的组合可与图书馆的管理系统通信。/n

【技术特征摘要】
1.一种自动化图书馆管理机器人，其特征在于，包括
移动底盘；
固定在移动底盘上的移动组件和搬运书架；
设置在移动组件上的机械臂和机械臂前端的夹爪；
设置在图书馆书架上的图书压紧组件；
以及设置在移动底盘上的控制系统，所述的控制系统包括行走辅助单元、环境识别单元、可供人操作的一体化显示器和控制柜，所述的行走辅助单元包括超声波传感器组件和激光位移传感器组件，所述的环境识别单元包括激光雷达和双目视觉摄像头，所述的控制柜与一体化显示器的组合可与图书馆的管理系统通信。


2.根据权利要求书1所述的一种自动化图书馆管理机器人，其特征在于：移动底盘包括移动底盘支撑架以及位于下方的移动底盘第一层板和位于上方的移动底盘第二层板，在移动底盘的前后侧面分别设置有前封板和后封板，在移动底盘的左右侧面分别有侧封板，所述的控制柜设置在移动底盘内，移动底盘第一层板下方设置有用于移动的四组全向轮驱动装置以及用于判断前后方的物体距离的两对超声波传感器组件，两对超声波传感器组件设置在移动底盘第一层板下方前后边缘，在第一层板下方左右两侧分别设置有两组激光传感器组件，用于测定对两侧书架的距离。


3.根据权利要求书2所述的一种自动化图书馆管理机器人，其特征在于：所述的全向轮驱动装置包括驱动电机、电机压块、轴承座、挡边轴承、联轴器和麦克纳姆轮。


4.根据权利要求书3所述的一种自动化图书馆管理机器人，其特征在于：所述的激光传感器组件包括传感器底座、支撑板、安装板和激光传感器，所述的超声波传感器组件包括超声波传感器和固定支座。


5.根据权利要求书4所述的一种自动化图书馆管理机器人，其特征在于：所述移动组件包括电机传动组件，所述的电机传动组件包括驱动电机、电机固定块和移动电缸，移动组件最下方设置...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵韩，周兴凯，黄康，孙浩，
申请(专利权)人：合肥工业大学，
类型：发明
国别省市：安徽;34