(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210202612.3 (22)申请日 2022.03.03 (71)申请人 郑州轻工业大 学 地址 450002 河南省郑州市金 水区东风路5 号 (72)发明人 曹阳　张秀　吴家萍　余晓华　 赵建华　薛扬　马军　明五一　 叶红伟　李晓科　 (74)专利代理 机构 郑州豫开专利代理事务所 (普通合伙) 41131 专利代理师 朱俊峰　田文举 (51)Int.Cl. B65G 1/04(2006.01) G06V 10/762(2022.01) G06V 10/74(2022.01)G06V 10/774(2022.01) G06V 10/56(2022.01) G06K 9/62(2022.01) (54)发明名称 一种面向智慧图书馆的图书智能上架系统 及其工作方法 (57)摘要 一种面向智慧图书馆的图书智能上架系统， 包括若干排书柜、 主干道 磁轨、 若干条支路磁轨、 AGV智能搬运小车和云端控制系统， 各排书柜左 右间隔设置， 每排书柜包括若干个前后间隔排列 布置的书柜， 主干道磁轨铺设在相邻两排书柜之 间地面上， 各条支路磁轨分别沿左右方向一一对 应铺设在各个书柜前侧地面上并与主干道磁轨 连接， AGV智能搬运小车行走在主干道磁轨和支 路磁轨上， 书柜上设置有图书分离装置和图书整 理装置， 云端控制系统分别 与AGV智能搬运小车、 图书分离装置和图书整理装置通过无线信号连 接。 本发明实现了图书的分拣 ‑搬运‑上架的一体 化和智能化， 极大提高了图书管理效率。 权利要求书7页 说明书15页 附图7页 CN 114524212 A 2022.05.24 CN 114524212 A 1.一种面向智慧图书馆的图书智能上架系统， 其特征在于： 包括若干排书柜、 主干道磁 轨、 若干条支路磁轨、 AGV智能搬运小车和云端控制系统， 各排书柜左右间隔设置， 每排书柜 包括若干个前后间隔排列布置的书柜， 主干道磁轨铺设在相邻两排书柜之间地面上， 各条 支路磁轨分别沿左右方向一一对应铺设在各个书柜前侧 地面上并与主干道磁轨连接， AGV 智能搬运小车行走在主干道磁轨和支路磁轨上， 书柜上设置有图书分离装置和图书整理装 置， 云端控制系统分别与 AGV智能搬运小 车、 图书分离装置和图书整理装置通过无线信号连 接； 主干道磁轨和支路磁轨用于AGV智能搬运小车的路线规划 和运行导向； 书柜用于对图书 进行分类和存 储； AGV智能搬运小车用于运载待上架的图书并沿着主干道磁轨和 支路磁轨运行至目标书 柜的正前 方； 图书分离装置用于将书柜上已存放的图书进行分离， 为待上架 的图书留出间隙， 以便 将待上架的图书放入书柜； 图书整理装置用于使 书柜上存放的图书保持紧凑排列； 云端控制系统用于对图书进行识别分类， 并将识别出的图书信息发送给AGV智能搬运 小车以及目标书柜中相应的图书分离装置和图书 整理装置 。 2.根据权利要求1所述的面向智慧图书馆的图书智能上架系统， 其特征在于： 主干道磁 轨上每个分 岔口的前侧均设置有一个主干道编 码器， 每条支路磁轨上均设置有一个位于相 应书柜正前 方的支路编码器； 主干道编码器采用四位二进制编码， AGV智能搬运小车运行至主干道编码器上方并读 取主干道编码器的位置信息， 判断直行或转弯； 支路编码器采用三位二进制编码， AGV智能搬运小车运行至支路编码器上方并读取支 路编码器的位置信息， 从而准确停在目标书柜的正前 方。 3.根据权利要求2所述的面向智慧图书馆的图书智能上架系统， 其特征在于： 书柜上设 置有若干层存书层， 每层存书层的前侧均设置一套图书分离装置， 每层存书层均通过两块 隔板分隔为 三个左右间隔设置的存 储柜， 每个存储柜内部均设置一套图书 整理装置 。 4.根据权利要求3所述的面向智慧图书馆的图书智能上架系统， 其特征在于： 图书分离 装置包括第一滑动导轨和两个直线电机， 第一滑动导轨沿左右方向水平固定安装在书柜上 相应一层存书层的底板前侧面上， 两个直线电机左右间隔设置且滑动运行在第一滑动导轨 上， 每个直线电机上均固定设置有一块位于相 应一层存书层前侧的滑块， 滑块的中部开设 有上侧、 前侧和 后侧均敞口的旋转槽， 旋转槽内设置有 可转动的拨片， 拨片沿前后方向竖向 设置， 滑块内嵌设有步进电机， 步进电机的动力轴沿左右方向水平设置并穿过拨片的下侧 中部， 拨片与步进电机的动力轴固定连接， 云端控制系统分别与直线电机和 步进电机通过 无线信号连接 。 5.根据权利要求4所述的面向智慧图书馆的图书智能上架系统， 其特征在于： 图书整理 装置包括两组挤压组件， 两组挤压组件左右对称设置在相应的一个存储柜 内， 左侧的一组 挤压组件包括挤压气缸、 压缩弹簧和挡板， 挤压气缸和压缩弹簧均沿左右方向水平设置， 挡 板与隔板平行， 挡板滑设在存储柜 内且位于挤压气缸 的右侧， 挡板的上侧 边与存储柜的内 顶面滑动接触， 挡板的下侧 边与存储柜的内底面滑动接触， 挤压气缸 的缸体底部固定连接权　利　要　求　书 1/7 页 2 CN 114524212 A 2在存储柜的内左侧 壁上， 挤压气缸 的活塞杆向右伸出， 压缩弹簧的两端分别固定连接在挤 压气缸的活塞杆右端和挡板的左侧面中部， 云端控制系统与挤压气缸通过 无线信号连接 。 6.根据权利要求5所述的面向智慧图书馆的图书智能上架系统， 其特征在于： AGV智能 搬运小车包括车体、 第二滑动导轨、 机械手、 机械臂摄像机、 入口气缸、 入口推送板、 第一平 推气缸、 传送带、 出口气缸、 出口推送板、 第二平推气缸、 距离传感器、 CCD摄像机、 厚度测量 传感器、 动力系统和承重板， 车体的前侧板左上部 设有图书放入口， 车体的顶板右侧中部设 有图书推出 口， 动力系统和承重板上下叠压设置在车体内下部， 车体的下侧部固定设有位 于动力系统上部的支撑板， 车体的底部设有行走轮， 动力系统驱动行走轮沿主干道磁轨和 支路磁轨滚动行走， 第二滑动导轨竖向固定设在车体的左侧板外表面， 机械手的下端滑动 设置在第二滑动导轨上， 第二滑动导轨上设有驱动机械手上下移动的升降丝杠机构， 机械 臂摄像机固定设在机械手的手臂上， 机械手的上端设有抓取机构， 入口气缸竖向设置并固 定在支撑板的上表面左侧中部， 入口推送板水平固定连接在入口气缸 的活塞杆上端， 支撑 板的上表面左侧部固定 设置有位于入口推送板四周的四根入口竖直导轨， 入口推送板的四 角分别滑动设置在 对应四根入口竖直导轨上， 第一平推气缸沿左右方向水平设置在 入口推 送板的上方， 第一平推气缸 的缸体底部固定连接在车体的左侧板内表面中部上侧， 第一平 推气缸的高度略高于入口竖直导轨的上端高度， 第一平推气缸的活塞杆右端固定连接有第 一平推块， 出 口气缸竖向设置并固定在支撑板的上表面右侧中部， 出 口推送板水平固定连 接在出口气缸的活塞杆上端且位于图书推出口正下方， 支撑板的上表面右侧部固定 设置有 位于出口推送板四周的四根出口竖直导轨， 出口推送板的四角分别滑动设设置在对应四根 出口竖直导轨上， 出 口竖直导轨的上端延伸至图书推出 口， 第二平推气缸沿前后方向水平 设置在出口推送板的上方， 第二平推气缸的缸体底部固定连接在车体的前侧板内表面右侧 部中上侧， 第二平推气缸 的活塞杆后端固定连接有第二平推块， 第二平推气缸与第一平推 气缸同高， 车体内位于出 口推送板的后侧 为回收仓， 传送带水平安装在入口推送板和出 口 推送板之 间且传送带的上半幅与入口竖直导轨的上端高度齐平， 传送带的上半幅自左向右 运动， 距离传感器设在车体的顶板内表面左侧中部且位于入口推送板的正上方， CCD 摄像机 设在车体的顶板内表 面中部且朝下正对着传送带设置， 厚度测量传感器设在车体的顶板内 表面中部且朝右正对着图书推出口位置探测， 出口推送板的上表面设置有重量传感应变 片， 云端控制系统分别与机械手、 机械臂摄像机、 入口气缸、 第一平推气缸、 传送带、 出口气 缸、 第二平推气缸、 距离传感器、 CCD摄像机、 厚度测量传感器、 重量传感应变片和动力系统 通过无线信号连接 。 7.如权利要求6所述的面向智慧图书馆的图书智能上架系统 的工作方法， 其特征在于： 具体包括以下步骤： （一） 、 将待上架图书通过图书放入口堆叠放入AGV智能搬运小车车体内的入口推送板 上， 距离传感器检测 最上层待上架图书与其之间的距离， 并判定最上层待上架图书是否到 达指定位置， 如果到达指 定位置， 云端控制系统控制第一平推气缸的活塞杆向右伸出， 第一 平推块将最上层待 上架图书向右推动至传送带上， 否则， 云端控制系统控制入口气缸动作， 入口气缸的活塞杆推动入口推送板匀速沿四根入口竖直导轨向上移动， 使最上层待上架图 书到达指定位置； （二） 、 CCD摄像机采集传送带上待上架图书的图像并传给云端控制系统， 云端控制系统权　利　要　求　书 2/7 页 3 CN 114524212 A 3