技术领域
[0001] 本
发明涉及机器人领域，特别涉及一种图书馆机器人。
背景技术
[0002] 目前有些图书馆管理系统使用了图书馆机器人，首先在机器人
云端库内写入详细的图书资料信息，然后把
电子标码(
条形码)粘贴在相应的图书资料上，当需要对图书资料进行借还、查找、盘点等操作时，通过图书馆机器人的显示屏的操作，将图书对应的标码信息传送到
服务器上，从而实现对图书资料的管理。传统图书馆机器人的供电部分使用的元器件较多，
电路结构复杂，
硬件成本较高，不方便维护。另外，由于传统图书馆机器人的供电部分缺少相应的电路保护功能，例如：限流保护功能，造成电路的安全性和可靠性较差。
发明内容
[0003] 本发明要解决的技术问题在于，针对
现有技术的上述
缺陷，提供一种电路结构较为简单、成本较低、方便维护、电路的安全性和可靠性较高的图书馆机器人。
[0004] 本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种图书馆机器人，包括头部、本体和腿部，所述本体设置在所述头部和腿部之间，所述头部上设有摄像头、红外
传感器和语音模
块，所述本体上设有显示屏、条形码扫描器、智能电脑、托盘和
电路板，所述电路板上设有
单片机、电源模块和
无线通信模块，所述摄像头、红外传感器、语音模块、显示屏、条形码扫描器和电源模块均与所述单片机连接，所述单片机通过所述无线通信模块与所述智能电脑连接，所述腿部的底部设有轮子；
[0005] 所述电源模块包括直流电源、第一
电阻、第一稳压
二极管、第一
三极管、第五二极管、第二电阻、第二稳压二极管、第一电容、第四二极管、第二电容和电源输入端，所述电源输入端通过所述第二电容分别与所述第四二极管的
阴极和第三二极管的
阳极连接，所述第四二极管的阳极接地，所述第三二极管的阴极分别与所述第一电容的一端、第二稳压二极管的阴极、第一三极管的发射极、第二电阻的一端和单片机连接，所述第二稳压二极管的阳极和第一电容的另一端均接地，所述第一三极管的集
电极与所述第五二极管的阳极连接，所述第一三极管的基极分别与所述第一稳压二极管的阴极和第一电阻的一端连接，所述第一稳压二极管的阳极接地，所述第一电阻的另一端、第五二极管的阳极和第二电阻的另一端均与所述直流电源连接，所述第五二极管的型号为S-152T。
[0006] 在本发明所述的图书馆机器人中，所述电源模块还包括第六二极管，所述第六二极管的阳极与所述直流电源连接，所述第六二极管的阴极与所述第一三极管的发射极连接，所述第六二极管的型号为S-822T。
[0007] 在本发明所述的图书馆机器人中，所述电源模块还包括第三电容，所述第三电容的一端分别与所述第一电阻的一端和第一稳压二极管的阴极连接，所述第三电容的电容值为320pF。
[0008] 在本发明所述的图书馆机器人中，所述电源模块还包括第三电阻，所述第三电阻的一端与所述第一三极管的发射极连接，所述第三电阻的另一端与所述第二稳压二极管的阴极连接，所述第三电阻的阻值为43kΩ。
[0009] 在本发明所述的图书馆机器人中，所述第一三极管为NPN型三极管。
[0010] 在本发明所述的图书馆机器人中，所述无线通信模块为蓝牙模块、WIFI模块、GSM模块、GPRS模块、CDMA模块、CDMA2000模块、WCDMA模块、TD-SCDMA模块、Zigbee模块或LoRa模块。
[0011] 实施本发明的图书馆机器人，具有以下有益效果：由于设有头部、本体和腿部，本体上设有显示屏、条形码扫描器、智能电脑、托盘和电路板，电路板上设有单片机、电源模块和无线通信模块；电源模块包括直流电源、第一电阻、第一稳压二极管、第一三极管、第五二极管、第二电阻、第二稳压二极管、第一电容、第四二极管、第二电容和电源输入端，该电源模块相对于传统图书馆机器人的供电部分，其使用的元器件较少，由于节省了一些元器件，这样可以降低硬件成本，另外，第五二极管用于对第一三极管的集电极
电流进行限流保护，因此电路结构较为简单、成本较低、方便维护、电路的安全性和可靠性较高。
附图说明
[0012] 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。
[0013] 图1为本发明图书馆机器人一个实施例中的结构示意图；
[0014] 图2为所述实施例中图书馆机器人的结构
框图；
[0015] 图3为所述实施例中电源模块的电路原理图。
具体实施方式
[0016] 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，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，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。
[0017] 在本发明图书馆机器人实施例中，该图书馆机器人的结构示意图如图1所示。图2为本实施例中图书馆机器人的结构框图。本实施例中，该图书馆机器人包括头部1、本体2和腿部3，本体2设置在头部1和腿部3之间，头部1上设有摄像头11、红外传感器12和语音模块13，本体2上设有显示屏21、条形码扫描器22、智能电脑23、托盘14和电路板25，电路板25上设有单片机251、电源模块252和无线通信模块253，摄像头11、红外传感器12、语音模块13、显示屏21、条形码扫描器22和电源模块252均与单片机251连接，单片机251通过无线通信模块253与智能电脑23连接，腿部3的底部设有轮子31。
[0018] 当借书时，在显示屏21上输入书籍名称，通过在与查询系统联机的智能电脑23上进行搜索，搜索完成后，该图书馆机器人同时通过两个红外传感器12进行障碍物测距，然后利用轮子31进行行走，带领学生去书籍所在的地方，完成借书。
[0019] 在还书时，条形码扫描器22扫描要还书籍的条形码，进行还书，此时学生只需要把书本放在托盘14上，语音模块13会提示学生还书成功。
[0020] 该图书馆机器人的工作原理是：学生进入图书馆想要借书时，只需在在显示屏21上输入书籍名称，由和查询系统联机的智能电脑23进行搜索，搜索完后，会在显示屏21上显示书籍的信息：借阅情况、书籍的
位置等等。如果书籍课借阅，学生点击借阅，该图书馆机器人就会带领学生去书籍所在的地方。该图书馆机器人行走是靠轮子31，同时通过两个红外传感器12进行障碍物测距，确保该图书馆机器人安全走到书籍所在的地方，帮助学生借书。当学生要还书时，学生将要还的书籍的条形码用条形码扫描器22进行还书。还完书后，语音模块13会提示学生还书成功。还书成功后，把书籍放在托盘14上即可。摄像头11会对学生的整个借书还书过程进行拍摄。
[0021] 本实施例中，无线通信模块253为蓝牙模块、WIFI模块、GSM模块、GPRS模块、CDMA模块、CDMA2000模块、WCDMA模块、TD-SCDMA模块、Zigbee模块或LoRa模块。通过设置多种无线通信方式，不仅可以增加无线通信方式的灵活性，还能满足不同用户和不同场合的需求。尤其是采用LoRa模块时，其通信距离较远，且通信性能较为稳定，适用于对通信
质量要求较高的场合。
[0022] 本实施例中，电源模块252与单片机251连接、用于供电，该电源模块252的电路原理图如图3所示。图3中，该电源模块252包括直流电源VCC、第一电阻R1、第一稳压二极管ZD1、第一三极管Q1、第五二极管D5、第二电阻R2、第二稳压二极管ZD2、第一电容C1、第四二极管D4、第二电容C2和电源输入端Vin，其中，电源输入端Vin通过第二电容C2分别与第四二极管D4的阴极和第三二极管D3的阳极连接，第四二极管D4的阳极接地，第三二极管D3的阴极分别与第一电容C1的一端、第二稳压二极管D2的阴极、第一三极管Q1的发射极、第二电阻R2的一端和单片机251连接，第二稳压二极管D2的阳极和第一电容C1的另一端均接地，第一三极管Q1的集电极与第五二极管D5的阳极连接，第一三极管Q1的基极分别与第一稳压二极管D1的阴极和第一电阻R1的一端连接，第一稳压二极管D1的阳极接地，第一电阻R1的另一端、第五二极管D5的阳极和第二电阻R2的另一端均与直流电源VCC连接。
[0023] 该电源模块252相对于传统图书馆机器人的供电部分，其使用的元器件较少，由于节省了一些元器件，电路结构较为简单，方便维护，这样可以降低硬件成本。另外，第五二极管D5为限流二极管，用于对第一三极管Q1的集电极电流进行限流保护，因此电路的安全性和可靠性较高。值得一提的是，本实施例中，第五二极管D5的型号为S-152T，当然，在实际应用中，第五二极管D5也可以采用其他型号具有类似功能的二极管。
[0024] 该电源模块252的工作原理如下：开始上电时，直流电源VCC为输入
电压整流后的电压，当输入电压很低时(例如AC90V)，输入到单片机251的电流则会较低，单片机251则无法启动；初始电压通过第一电阻R1输入到第一三极管Q1的基极，令第一三极管Q1导通，则直流电源VCC、第五二极管D5和第一三极管Q1形成一电流通路，然后输入到单片机251的电压输入端，从而提供足够的电流给单片机251，使得单片机251能够快速启动。另外，通过第一稳压二极管ZD1，可以使得第一三极管Q1的基极电压稳定在一个固定数值之下：比如，当第一稳压二极管ZD1为15V稳压二极管时，则保证第一三极管Q1的基极电压最大不超过15V。
[0025] 在本实施例中，第一三极管Q1为一NPN型三极管(可以采用高压三极管，如13003)。当然，在实际应用中，第一三极管Q1也可以为PNP型三极管，但这时电路的结构也要相应发生变化。
[0026] 为了保证单片机251在供电稳定后的电压输入，可以通过电源输入端Vin来进行供电。当集成电路的供电稳定后，通过电源输入端Vin输入的电压依次通过第二电容C2、第三二极管D3和第四二极管D4构成的半波整流回路给单片机251的电压输入端供电，此时，单片机251的电压输入端的电压由第二稳压二极管ZD2决定(在本实施例中，所述第二稳压二极管ZD2为18V稳压二极管)，此时，第一三极管Q1不导通，第五二极管D5上没有电流通过。
[0027] 通过设置在直流电源VCC和单片机251的电压输入端之间的第一三极管Q1和第一二极管D1，使得直流电源VCC开始上电时，能够可快速提供足够的电流给单片机251的电压输入端，使得单片机251能够快速启动；该电源模块252性能较为稳定。
[0028] 本实施例中，该电源模块252还包括第六二极管D6，第六二极管D6的阳极与直流电源VCC连接，第六二极管D6的阴极与第一三极管Q1的发射极连接。第六二极管D6为限流二极管，用于进行限流保护，以进一步增强电路的安全性和可靠性。值得一提的是，本实施例中，第六二极管D6的型号为S-822T，当然，在实际应用中，第六二极管D6也可以采用其他型号具有类似功能的二极管。
[0029] 本实施例中，该电源模块252还包括第三电容C3，第三电容C3的一端分别与第一电阻R1的一端和第一稳压二极管D1的阴极连接。第三电容C3为隔直电容，用于通交流隔直流，以更进一步增强电路的安全性和可靠性。值得一提的是，本实施例中，第三电容C3的电容值为320pF，当然，在实际应用中，第三电容C3的电容值可以根据具体情况进行相应调整，也就是第三电容C3的电容值可以根据具体情况进行相应增大或减小。
[0030] 本实施例中，该电源模块252还包括第三电阻R3，第三电阻R3的一端与第一三极管Q1的发射极连接，第三电阻R3的另一端与第二稳压二极管D2的阴极连接。第三电阻R3为限流电阻，用于对第一三极管Q1的发射极电流进行限流保护，以进一步增强限流效果。值得一提的是，本实施例中，第三电阻R3的阻值为43kΩ，当然，在实际应用中，第三电阻R3的阻值可以根据具体情况进行相应调整，也就是第三电阻R3的阻值可以根据具体情况进行相应增大或减小。
[0031] 总之，本实施例中，该电源模块252相对于传统图书馆机器人的供电部分，其使用的元器件较少，电路结构较为简单，方便维护，由于节省了一些元器件，这样可以降低硬件成本。另外，该电源模块252中设有限流二极管，因此电路的安全性和可靠性较高。
[0032] 以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何
修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
