一种基于物联网的具有自动还书功能的智能机器人 |
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| 申请号 | CN201710584785.5 | 申请日 | 2017-07-18 | 公开(公告)号 | CN107443371A | 公开(公告)日 | 2017-12-08 |
| 申请人 | 深圳市晓控通信科技有限公司; | 发明人 | 齐进才; | ||||
| 摘要 | 本 发明 涉及一种基于 物联网 的具有自动还书功能的智能 机器人 ，包括主体、移动机构、中控机构、升降机构、摄像头和还书机构，升降机构包括第一 电机 、 丝杆 和升降板，还书机构包括 支撑 杆、翻折组件、旋转组件和夹书组件，翻折组件包括两个翻折单元，旋转组件包括固定 块 、第三电机、第二 驱动轴 和卡块，夹书组件包括旋转块、驱动单元和夹紧单元。该基于物联网的具有自动还书功能的智能机器人中，通过还书机构，可以对书架，书桌上的书本进行抓取，并且进行 位置 角 度调节，通过升降机构，配合夹紧爪可以对不同高度的书架、书桌上的书本进行抓取，通过这些机构，减少了人 力 管理成本，更加便捷牢靠，提高了机器人的实用性。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种基于物联网的具有自动还书功能的智能机器人，其特征在于，包括主体(1)、移动机构(2)、中控机构(3)、升降机构(5)、摄像头(4)和还书机构(6)，所述移动机构(2)设置在主体(1)的下方，所述中控机构(3)设置在主体(1)上，所述升降机构(5)设置在主体(1)的上方，所述摄像头(4)设置在升降机构(5)的上方，所述还书机构(6)设置在升降机构(5)上，所述移动机构(2)、升降机构(5)和还书机构(6)均与中控机构(3)电连接； |
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| 说明书全文 | 一种基于物联网的具有自动还书功能的智能机器人技术领域[0001] 本发明涉及机器人领域，特别涉及一种基于物联网的具有自动还书功能的智能机器人。 背景技术[0002] 在很多图书馆中，通常都需要管理人员对书本进行整理归类，而且很多时候，由于书架很高，管理人员进行书本整理及归放的时候会变得非常麻烦，虽然现在也有一些用于图书管管理的机器人，但是还是存在一些问题，比如对于书架较高处，机器人难以触及工作，还有在归还书本时，还是需要管理人员现将书本整理好后放到指定的地方，机器人才能接下来进行工作，这样还是不能够较好的减轻图书馆管理员的劳动强度，大大降低了机器人的实用性。 发明内容[0003] 本发明要解决的技术问题是：为了克服现有技术的不足，提供一种基于物联网的具有自动还书功能的智能机器人。 [0004] 本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种基于物联网的具有自动还书功能的智能机器人，包括主体、移动机构、中控机构、升降机构、摄像头和还书机构，所述移动机构设置在主体的下方，所述中控机构设置在主体上，所述升降机构设置在主体的上方，所述摄像头设置在升降机构的上方，所述还书机构设置在升降机构上，所述移动机构、升降机构和还书机构均与中控机构电连接； [0005] 所述升降机构包括第一电机、丝杆和升降板，所述第一电机设置在主体的内部，所述丝杆竖向设置，所述升降板的中心处设有开孔，所述开孔的内部设有内螺纹，所述内螺纹与丝杆匹配，所述第一电机通过丝杆与升降板传动连接； [0006] 当需要还书需要机器人进行升降时，此时第一电机正转启动，丝杆随之转动，因为丝杆竖向设置，升降板的中心处设有开孔，开孔的内部设有内螺纹，内螺纹与丝杆匹配，第一电机通过丝杆与升降板传动连接，故升降板沿着导向杆向上移动，带动还书机构上移，当第一电机反转，升降板带动还书机构下移，这样的升降移动平稳，而且通过升降机构，使得机器人能够将书本放到不同高度的书架上。 [0008] 所述翻折组件设置在支撑杆上，所述翻折组件包括两个翻折单元，两个翻折单元分别设置在支撑杆的上下两侧且关于支撑杆对称，所述翻折单元包括第二电机、第一驱动轴、驱动轮和连接线，所述第二电机固定在支撑杆上，所述第二电机通过第一驱动轴与驱动轮传动连接，所述驱动轮通过连接线与旋转组件相连； [0009] 所述旋转组件包括固定块、第三电机、第二驱动轴和卡块，所述驱动轮通过连接线与固定块一侧相连，所述支撑杆的另一端与固定块铰接，所述第三电机设置在固定块的内部，所述第二驱动轴的一端设置在固定块的内部，所述第二驱动轴的另一端设置在夹书组件的内部，所述卡块固定在夹书组件的内部，所述第三电机通过第二驱动轴与卡块传动连接； [0010] 所述夹书组件包括旋转块、驱动单元和夹紧单元，所述卡块设置在旋转块的内部，所述驱动单元设置在旋转块的内部，所述夹紧单元与旋转块连接，所述驱动单元与夹紧单元传动连接，所述驱动单元包括第四电机、第三驱动轴和圆柱齿轮，所述第四电机设置在旋转块的内部，所述第四电机通过第三驱动轴与圆柱齿轮传动连接； [0011] 所述夹紧单元包括移动杆、两根连杆、两个支撑座和两个夹紧爪，所述移动杆水平设置在圆柱齿轮的下方，所述移动杆的上方设有与圆柱齿轮啮合的从动齿，两根连杆、两个支撑座和两个夹紧爪均一一对应且关于移动杆的水平中心轴线对称，所述支撑座的一端设置在旋转块上，所述夹紧爪与支撑座的另一端铰接，所述连杆的一端与移动杆上远离圆柱齿轮的一端铰接，所述连杆的另一端与对应的夹紧爪的中部铰接。 [0012] 当需要对书架上的书进行取书或者多书桌上的书进行归还时，机器人移动靠近，张开的两个夹紧爪插入书本中，此时第四电机正转启动，圆柱齿轮随之转动，因为移动杆水平设置在圆柱齿轮的下方，移动杆的上方设有与圆柱齿轮啮合的从动齿，故移动杆水平往左移动，又因为两根连杆、两个支撑座和两个夹紧爪均一一对应且关于移动杆的水平中心轴线对称，支撑座的一端设置在旋转块上，夹紧爪与支撑座的另一端铰接，连杆的一端与移动杆上远离圆柱齿轮的一端铰接，连杆的另一端与对应的夹紧爪的中部铰接，故移动杆水平往左移动时，连杆也随之往左移动，夹紧爪闭合，将书桌上的书本夹紧，夹紧后，第三电机启动，卡块随之转动，因为卡块设置在旋转块的内部，故设置在固定块内部的第三电机带动旋转块旋转，旋转块带动夹紧爪转动，当位于夹紧爪的正上方的条形码检测器检测到书本背部的条形码时，第三电机停止转动，此时书本背部正对着条形码检测器，如果书本位置方向正好符合书架放书的位置，则机器人直接将书本放回书架，如果此时夹紧爪抓取的书本位置及角度还不符合要求，此时第二电机启动，驱动轮随之转动，因为驱动轮通过连接线与固定块连接，支撑杆的另一端与固定块一侧的中部铰接，故通过调节支撑杆上下两个驱动轮的转向及连接线的长度，来改变书本的角度位置变化，使之符合书架放书的位置，从而进行归还。当需要对书架取书时，机器人通过条形码识别书本，通过还书机构配合升降机构取书，然后送给读者，这样通过机器人操作，节省了人力，更加便捷可靠。 [0013] 作为优选，为了使升降板升降时更加平稳，所述丝杆的两侧设有两根导向杆，两根导向杆关于丝杆对称，所述导向杆竖向设置，所述导向杆的一端固定在主体的内部，所述升降板上设有两个导向孔，所述导向孔与导向杆一一对应，所述丝杆的另一端穿过导向孔，所述升降板与丝杆滑动连接。 [0014] 作为优选，为了使移动杆水平移动的更加稳定，所述移动杆的下方设有滑动块和燕尾槽，所述滑动块固定在移动杆的下方，所述燕尾槽水平设置在旋转块的内部，所述移动杆通过滑动块与燕尾槽滑动连接。 [0015] 作为优选，为了检测书背部的条形码反馈信息后从而完成还书工作，所述固定块的上方设有条形码检测单元，所述条形码检测单元包括第一固定杆、第二固定杆和条形码检测器、所述第一固定杆竖向设置在固定块的上方，所述第二固定杆水平设置，所述第二固定杆的一端与第一固定杆的上方相连，所述条形码检测器设置在第二固定杆的另一端的下方，所述条形码检测器位于夹紧爪的正上方。 [0016] 作为优选，为了防止升降板移动过头，所述丝杆上方设有限位块。 [0017] 作为优选，所述中控机构包括显示界面、控制按键、状态指示灯和PLC，所述显示界面、控制按键和状态指示灯均与PLC电连接。 [0018] 作为优选，为了观察操作界面更加清楚，所述显示界面为液晶显示屏。 [0019] 作为优选，为了能够遥控机器人工作，所述主体的内部设有天线，所述天线与PLC电连接。 [0020] 作为优选，为了检测前进的路况，所述主体上设有红外线探测器。 [0021] 作为优选，为了防止在夹书的过程中弄坏纸张，所述夹紧爪上设有海绵层，所述海绵层的内部设有海绵。 [0022] 本发明的有益效果是，该基于物联网的具有自动还书功能的智能机器人中，通过还书机构，可以对书架，书桌上的书本进行抓取，并且进行位置角度调节，通过升降机构，配合夹紧爪可以对不同高度的书架、书桌上的书本进行抓取，通过这些机构，减少了人力管理成本，更加便捷牢靠，提高了机器人的实用性。附图说明 [0023] 下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。 [0024] 图1是本发明的基于物联网的具有自动还书功能的智能机器人的结构示意图； [0025] 图2是本发明的基于物联网的具有自动还书功能的智能机器人的升降机构的结构示意图； [0026] 图3是本发明的基于物联网的具有自动还书功能的智能机器人的还书机构的结构示意图； [0027] 图4是本发明的基于物联网的具有自动还书功能的智能机器人的中控机构的结构示意图； [0028] 图中：1.主体，2.移动机构，3.中控机构，4.摄像头，5.升降机构，6.还书机构，7.第一电机，8.丝杆，9.升降板，10.支撑杆，11.限位块，12.导向杆，13.第二电机，14.驱动轮，15.连接线，16.固定块，17.第三电机，18.卡块，19.旋转块，20.第四电机，21.圆柱齿轮，22.移动杆，23.燕尾槽，24.滑动块，25.支撑座，26.夹紧爪，27.连杆，28.第一固定杆，29.第二固定杆，30.条形码检测器，31.显示界面，32.控制按键，33.状态指示灯。 具体实施方式[0029] 现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。 [0030] 如图1-图4所示，一种基于物联网的具有自动还书功能的智能机器人，包括主体1、移动机构2、中控机构3、升降机构5、摄像头4和还书机构6，所述移动机构2设置在主体1的下方，所述中控机构3设置在主体1上，所述升降机构5设置在主体1的上方，所述摄像头4设置在升降机构5的上方，所述还书机构6设置在升降机构5上，所述移动机构2、升降机构5和还书机构6均与中控机构3电连接； [0031] 所述升降机构5包括第一电机7、丝杆8和升降板9，所述第一电机7设置在主体1的内部，所述丝杆8竖向设置，所述升降板9的中心处设有开孔，所述开孔的内部设有内螺纹，所述内螺纹与丝杆8匹配，所述第一电机7通过丝杆8与升降板9传动连接； [0032] 当需要还书需要机器人进行升降时，此时第一电机7正转启动，丝杆8随之转动，因为丝杆8竖向设置，升降板9的中心处设有开孔，开孔的内部设有内螺纹，内螺纹与丝杆8匹配，第一电机7通过丝杆8与升降板9传动连接，故升降板9沿着导向杆12向上移动，带动还书机构6上移，当第一电机7反转，升降板9带动还书机构6下移，这样的升降移动平稳，而且通过升降机构，使得机器人能够将书本放到不同高度的书架上。 [0033] 所述还书机构6包括支撑杆10、翻折组件、旋转组件和夹书组件，所述支撑杆10的一端水平设置在升降板9上，所述支撑杆10、翻折组件、旋转组件和夹书组件从左往右依次连接； [0034] 所述翻折组件设置在支撑杆10上，所述翻折组件包括两个翻折单元，两个翻折单元分别设置在支撑杆10的上下两侧且关于支撑杆10对称，所述翻折单元包括第二电机13、第一驱动轴、驱动轮14和连接线15，所述第二电机13固定在支撑杆10上，所述第二电机13通过第一驱动轴与驱动轮14传动连接，所述驱动轮14通过连接线15与旋转组件相连； [0035] 所述旋转组件包括固定块16、第三电机17、第二驱动轴和卡块18，所述驱动轮14通过连接线15与固定块16一侧相连，所述支撑杆10的另一端与固定块16铰接，所述第三电机17设置在固定块16的内部，所述第二驱动轴的一端设置在固定块16的内部，所述第二驱动轴的另一端设置在夹书组件的内部，所述卡块18固定在夹书组件的内部，所述第三电机17通过第二驱动轴与卡块18传动连接； [0036] 所述夹书组件包括旋转块19、驱动单元和夹紧单元，所述卡块18设置在旋转块19的内部，所述驱动单元设置在旋转块19的内部，所述夹紧单元与旋转块19连接，所述驱动单元与夹紧单元传动连接，所述驱动单元包括第四电机20、第三驱动轴和圆柱齿轮21，所述第四电机20设置在旋转块19的内部，所述第四电机20通过第三驱动轴与圆柱齿轮21传动连接； [0037] 所述夹紧单元包括移动杆22、两根连杆27、两个支撑座25和两个夹紧爪26，所述移动杆22水平设置在圆柱齿轮21的下方，所述移动杆22的上方设有与圆柱齿轮21啮合的从动齿，两根连杆27、两个支撑座25和两个夹紧爪26均一一对应且关于移动杆22的水平中心轴线对称，所述支撑座25的一端设置在旋转块19上，所述夹紧爪26与支撑座25的另一端铰接，所述连杆27的一端与移动杆22上远离圆柱齿轮21的一端铰接，所述连杆27的另一端与对应的夹紧爪26的中部铰接。 [0038] 当需要对书架上的书进行取书或者多书桌上的书进行归还时，机器人移动靠近，张开的两个夹紧爪26插入书本中，此时第四电机20正转启动，圆柱齿轮21随之转动，因为移动杆22水平设置在圆柱齿轮21的下方，移动杆22的上方设有与圆柱齿轮21啮合的从动齿，故移动杆22水平往左移动，又因为两根连杆27、两个支撑座25和两个夹紧爪26均一一对应且关于移动杆22的水平中心轴线对称，支撑座25的一端设置在旋转块19上，夹紧爪26与支撑座25的另一端铰接，连杆27的一端与移动杆22上远离圆柱齿轮21的一端铰接，连杆27的另一端与对应的夹紧爪26的中部铰接，故移动杆22水平往左移动时，连杆27也随之往左移动，夹紧爪26闭合，将书桌上的书本夹紧，夹紧后，第三电机启动17，卡块随之转动18，因为卡块18设置在旋转块19的内部，故设置在固定块内部的第三电机17带动旋转块19旋转，旋转块19带动夹紧爪26转动，当位于夹紧爪26的正上方的条形码检测器30检测到书本背部的条形码时，第三电机17停止转动，此时书本背部正对着条形码检测器30，如果书本位置方向正好符合书架放书的位置，则机器人直接将书本放回书架，如果此时夹紧爪26抓取的书本位置及角度还不符合要求，此时第二电机13启动，驱动轮14随之转动，因为驱动轮14通过连接线15与固定块16连接，支撑杆10的另一端与固定块16一侧的中部铰接，故通过调节支撑杆10上下两个驱动轮14的转向及连接线15的长度，来改变书本的角度位置变化，使之符合书架放书的位置，从而进行归还。当需要对书架取书时，机器人通过条形码识别书本，通过还书机构6配合升降机构5取书，然后送给读者，这样通过机器人操作，节省了人力，更加便捷可靠。 [0039] 作为优选，为了使升降板9升降时更加平稳，所述丝杆8的两侧设有两根导向杆12，两根导向杆12关于丝杆8对称，所述导向杆12竖向设置，所述导向杆12的一端固定在主体1的内部，所述升降板9上设有两个导向孔，所述导向孔与导向杆12一一对应，所述丝杆8的另一端穿过导向孔，所述升降板9与丝杆8滑动连接。 [0040] 作为优选，为了使移动杆22水平移动的更加稳定，所述移动杆22的下方设有滑动块24和燕尾槽23，所述滑动块24固定在移动杆22的下方，所述燕尾槽23水平设置在旋转块19的内部，所述移动杆22通过滑动块24与燕尾槽23滑动连接。 [0041] 作为优选，为了检测书背部的条形码反馈信息后从而完成还书工作，所述固定块16的上方设有条形码检测单元，所述条形码检测单元包括第一固定杆28、第二固定杆29和条形码检测器30、所述第一固定杆28竖向设置在固定块16的上方，所述第二固定杆29水平设置，所述第二固定杆29的一端与第一固定杆28的上方相连，所述条形码检测器30设置在第二固定杆29的另一端的下方，所述条形码检测器30位于夹紧爪26的正上方。 [0042] 作为优选，为了防止升降板9移动过头，所述丝杆8上方设有限位块11。 [0043] 作为优选，所述中控机构3包括显示界面31、控制按键32、状态指示灯33和PLC，所述显示界面31、控制按键32和状态指示灯33均与PLC电连接。 [0044] 作为优选，为了观察操作界面更加清楚，所述显示界面31为液晶显示屏。 [0045] 作为优选，为了能够遥控机器人工作，所述主体1的内部设有天线，所述天线与PLC电连接。 [0046] 作为优选，为了检测前进的路况，所述主体1上设有红外线探测器。 [0047] 作为优选，为了防止在夹书的过程中弄坏纸张，所述夹紧爪26上设有海绵层，所述海绵层的内部设有海绵。 [0048] 与现有技术相比，该基于物联网的具有自动还书功能的智能机器人中，通过还书机构6，可以对书架，书桌上的书本进行抓取，并且进行位置角度调节，通过升降机构5，配合夹紧爪27可以随不同高度的书架、书桌上的书本进行抓取，通过这些机构，减少了人力管理成本，更加便捷牢靠，提高了机器人的实用性。 |
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