基于闭架书库的自动化图书管理系统

1.一种基于闭架书库的自动化图书管理系统，包含有书架和图书馆集成管理系统，其特征在于：还包含有带RFID芯片的图书、自助借还终端机、闭架书库管理系统、自助借书系统、自助还书系统和实现图书自动进出闭架书库的自动化传送系统；
自动化传送系统是由自动化装置和自动化控制系统构成，自动化装置包含有智能轨道车和自动化传输装置；自动化控制系统包含智能轨道车控制系统及自动化传输装置控制系统；
整个闭架书库由若干列书架组成，每列书架由若干闭架书架布置而成，书架为层插接结构，由若干托板插接而成，每列书架之间形成巷道；出书口处设置有临时放置预约图书的缓存书架，缓存书架同样为层插接结构；带RFID芯片的图书放置于闭架书架上，图书识别信息存储在图书馆集成管理系统的馆藏数据库中；
智能轨道车在预先设置于巷道内的轨道上通过驱动装置往复运动，智能轨道车主架体上设置有取还机构，该取还机构通过主架体上设置的提升装置上下运动，取还机构设置有能够伸缩的机械手，智能轨道车通过智能轨道车控制系统控制；
自动化传输装置主体为双层结构，上层是被归还图书的入库通道，下层是被借阅图书出库的通道，该自动化传输装置包含巷道车接口、主输送通道、缓存接口、出书接口和还书连接通道；巷道车接口由基础输送机构和皮带输送体组成；主输送通道由传送皮带组和通道顶升机构组成；缓存接口为仅供图书入库的单层结构，由基础输送机构和皮带输送体组成；出书接口包含有基础输送机构和过渡输送线；过渡输送线与自助借还终端机连接；还书连接通道一端与出书窗口的过渡输送线相连接，另一端与上层主输送通道相连接；
自助借书系统包含读者身份读取模块、读者借书信息传递模块、借书凭条打印模块，与自助借还终端机处设置的RFID读写装置和图书卡读取装置实现交互；该读者身份读取模块驱动自助借还终端机读取读者信息，读者借书信息传递模块将读者信息和读者所在的自助借还终端机机位号传递至闭架书库管理系统；当图书被运送到自助借还终端机处，借书凭条打印模块驱动RFID读写装置改写图书的信息，并打印凭条；
自助还书系统包含读者信息读取模块、图书信息读取模块、读者还书信息传递模块、还书位置设置模块以及还书凭条打印模块，与自助借还终端机处设置的RFID读写装置和图书卡读取装置实现交互；读者信息读取模块驱动自助借还终端机图书卡读取装置读取读者信息，图书信息读取模块读取RFID内的图书识别信息，读者还书信息传递模块将读者信息和图书识别信息传递至闭架书库管理系统，由闭架书库管理系统分配一闭架书库物理位置号，由还书位置设置模块驱动RFID读写装置改写归还图书的信息，完成图书归还动作，最终由还书凭条打印模块打印还书凭条；
图书馆集成管理系统包含有图书预约模块，该图书预约模块根据读者的预约请求，确认读者借阅图书的图书识别信息及读者取书时间，并将图书识别信息、读者信息和读者取书时间传送至闭架书库管理系统；
闭架书库管理系统包含有闭架书库系统数据库，闭架书库系统数据库中图书识别信息与馆藏数据库中的图书识别信息相对应，每本存储在闭架书架内的图书被分配了闭架书架物理位置号，该闭架书架物理位置号存储在闭架书库系统数据库内；闭架书库管理系统包含有图书借阅信息写入模块、缓存书架位置分配模块、取书模块、缓存进书模块、出书模块、闭架书库位置分配模块、还书模块；该图书借阅信息写入模块根据图书预约模块传递来的图书识别信息，将相应的读者信息和读者取书时间传递至闭架书库管理系统的闭架书库系统数据库中；缓存书架位置分配模块根据该图书的识别信息，为被预约的图书分配缓存书架物理位置号；取书模块将被预约图书的闭架书架物理位置号传递至智能轨道车控制系统，由智能轨道车完成自闭架书架上取书任务，并将图书运送至巷道车接口，经由巷道车接口处的基础输送机构和皮带输送体运送至主输送通道，当图书经主输送通道运送至缓存接口时，缓存进书模块将缓存书架物理位置号传递至位于缓存书架巷道内的智能轨道车控制系统，驱动该智能轨道车将图书运至缓存书架与缓存书架物理位置号对应的位置上；出书模块接收来自自助借还终端机的取书指令，出书模块将所取图书的缓存书架物理位置号传递至位于缓存书架和出书接口的智能轨道车控制系统，驱动智能轨道车将图书由缓存书架取书放到出书接口处，并通过出书接口处基础输送机构和过渡输送线将图书运送到自助借还终端机出口；当读者于自助借还终端机处归还图书，闭架书库位置分配模块将会为该归还图书分配闭架书库物理位置号，还书模块将该闭架书库物理位置号传递至自动传输装置控制系统及智能轨道车的控制系统完成图书的归还动作。
2.如权利要求1所述的基于闭架书库的自动化图书管理系统，其特征在于：智能轨道车的机械手为闭架书库用取还书机械手，闭架书库用取还书机械手包含输送载体、输送载体固定板及驱动输送载体动作的驱动装置，输送载体包括夹爪、夹爪拖动体、输送带载体、输送传送带、输送载体本体、设置于输送载体本体上供夹爪运行的直线导轨及输送载体主体；输送载体本体通过载体驱动电机驱动齿条、齿轮实现前后的移动；夹爪拖动体由驱动电机驱动，夹爪由设置于输送载体主体上的夹紧电机驱动圆形齿条实现夹爪的夹紧动作；载体驱动电机通过轴承装置驱动滚筒装置实现输送传送带滚动；输送载体中设置有输送载体移动同步带。
3.如权利要求2所述的基于闭架书库的自动化图书管理系统，其特征在于：缓存书架为单列结构，每层托板设置有凹槽。
4.如权利要求3所述的基于闭架书库的自动化图书管理系统，其特征在于：智能轨道车的机械手还包含有缓存书架出书机械手和缓存书架进书机械手；
缓存书架出书机械手包含输送载体，输送载体上设置有一对伸出手指，主体两侧设置有输送带，横跨输送载体上端设置有压书板；伸出手指与缓存书架的凹槽结构相匹配，通过设置于输送载体下端的手指驱动电机驱动皮带轮组件实现手指的伸缩，输送带通过电滚筒实现滚动，升降电机驱动齿轮、齿条结构实现伸出手指上下的升降，压书板连接有升降汽缸；
缓存书架进书机械手为单向伸缩结构，缓存书架进书机械手包含输送载体、进书手指及压书板，进书手指具有与缓存书架凹槽结构相匹配的手指结构，通过伸缩汽缸控制取书手指的伸缩，压书汽缸控制压书板的升降。
5.如权利要求4所述的基于闭架书库的自动化图书管理系统，其特征在于：基础输送机构包含上层接收输送体和下层接收输送体，该上、下层接收输送体结构相同，通过上下层升降汽缸驱动整体上下滑动，上层接收输送体是由滚筒输送体以及顶升进出书机构组成。
6.如权利要求5所述的基于闭架书库的自动化图书管理系统，其特征在于：滚筒输送体是由若干滚筒单元组成的作业线，每个滚筒单元由电机驱动，滚筒单元是由固定于滚筒侧板之间若干滚筒组成，滚筒侧板其中一侧安装有纵向的动力侧板，动力侧板上安装有驱动轮、随动轮，通过传动皮带联动主动轮和随动轮，并通过张紧调节块调节传动皮带的松紧程度，滚筒驱动电机为驱动轮提供驱动力，进而带动各随动轮运转实现滚筒的转动。
7.如权利要求6所述的基于闭架书库的自动化图书管理系统，其特征在于：顶升进出书机构穿插安装于滚筒输送体之间，上层、下层接收输送体上设置有与智能轨道车机械手对应的顶升进出书机构；顶升进出书机构包含一组固定于连接板上的顶升皮带侧板，各顶升皮带侧板上设置有顶升皮带装置，顶升皮带装置由顶升皮带和皮带随动轮及皮带驱动轮组成，该组顶升皮带装置的皮带驱动轮通过连接轴联动；顶升进出书机构通过顶升皮带电机带动皮带驱动轮实现顶升皮带的转动；顶升汽缸通过驱动顶升皮带侧板中间设置的汽缸顶升板实现顶升进出书机构的升降；
8.如权利要求7所述的基于闭架书库的自动化图书管理系统，其特征在于：皮带输送体包含传送皮带及提供转动动力的动力滚筒组传送皮带通过张紧调节块调节松紧度，皮带输送体分为进书过渡皮带输送体以及出书过渡皮带输送体。
9.如权利要求8所述的基于闭架书库的自动化图书管理系统，其特征在于：主输送通道下层是被借阅图书出库的通道，上层是被归还图书的入库通道，上层或下层主输送通道由若干段传送皮带组构成，传送皮带组是由动力滚筒组驱动的若干皮带的组合，传送皮带组与巷道车接口相对应处设置有通道顶升机构，该通道顶升机构包含设置于侧板之间的若干滚筒、驱动滚筒电机、主动轮、传送带、随动轮及滚筒升降汽缸，驱动滚筒电机驱动主动轮，主动轮通过传送带驱动随动轮完成滚筒的转动；滚筒升降汽缸驱动滚筒向上运动；通道顶升机构的各滚筒依次插设于传送皮带组各个皮带之间，当有图书要进入相应的巷道车接口，该通道顶升机构升起，滚筒滚动将图书送入巷道车的进书过渡皮带输送体。
10.如权利要求9所述的基于闭架书库的自动化图书管理系统，其特征在于：缓存接口由基础输送机构及进书过渡皮带输送体组成。
11.如权利要求10所述的基于闭架书库的自动化图书管理系统，其特征在于：主输送通道上层被归还图书的入库通道处设置有书本走正机构，该走正机构前端由滚筒单元组成，滚筒单元的末端设置有阻挡板，阻挡板通过阻挡板升降汽缸的驱动伸出主输送通道之上。
12.如权利要求11所述的基于闭架书库的自动化图书管理系统，其特征在于：主输送通道上层被归还图书的入库通道走正机构连接有居中机构，该居中机构安装于主输送通道上方的支架上，包含有两对夹爪板，一对宽边夹爪板和一对窄边夹爪板，每对夹爪板通过导柱组件连接，每对夹爪板之间设置有圆齿条和齿轮结构，其中一个宽边夹爪板由第一驱动气缸驱动张开或收回，其中一个窄边夹爪板由第二驱动气缸驱动张开或收回；所述的第一驱动气缸、第二驱动气缸、导柱组件安装于安装底板上，居中机构通过居中机构升降气缸升降。
13.如权利要求12所述的基于闭架书库的自动化图书管理系统，其特征在于：主输送通道上层被归还图书的入库通道居中机构连接有认边机构，认边机构通过支架安装于主输送通道上方，认边机构通过秤量图书四角的重量来判断图书的方向，认边机构由四组呈十字布置的吸盘组成，每组吸盘通过吸盘安装套与轻重传感器连接，整个认边机构通过认边机构升降气缸升降。
14.如权利要求13所述的基于闭架书库的自动化图书管理系统，其特征在于：主输送通道上层被归还图书的入库通道认边机构连接有校正机构，校正机构包含有嵌入主输送通道旋转支架和位于主输送通道下端的旋转支架顶升气缸，另外设有旋转编码器及为旋转编码器提供电力的电机，当图书需要旋转时由旋转支架驱动电机驱动旋转。
15.如权利要求14所述的基于闭架书库的自动化图书管理系统，其特征在于：主输送通道上层被归还图书的入库通道校正机构连接有翻书机构，翻书机构包含有顶升爪板、顶升爪板驱动气缸，上、下层夹紧爪片和爪片夹紧气缸，顶升爪板的板片与夹紧爪片的爪片相互错开，互相嵌入对方爪缝，顶升爪板位于主输送通道下端，由顶升爪板驱动气缸驱动而伸出主输送通道上端；上夹紧爪片和下夹紧爪片通过爪片夹紧气缸实现夹紧，通过旋转气缸实现整体的夹紧爪片的旋转，伸缩气缸设置于主输送通道上方支架的气缸固定板上端，通过伸缩气缸的伸缩实现夹紧爪片沿主输送通道方向伸缩并与顶升爪板相接触。
16.如权利要求15所述的基于闭架书库的自动化图书管理系统，其特征在于：智能轨道车设置有多个取还机构，每个取还机构包含有能够伸缩的机械手，机械手上设置有RFID读写装置；闭架书库管理系统包含有针对每个智能轨道车控制系统的取书订单生成模块、缓存订单生成模块、出书订单生成模块、还书订单生成模块；
取书订单生成模块根据读者借阅或预约图书的请求，生成针对每一巷道智能轨道车到闭架书架取书的取书订单；该取书订单包含若干具有相同巷道的图书的闭架书架物理位置号；
缓存订单生成模块根据读者借阅或预约图书的请求，生成针对缓存书架巷道内的智能轨道车进书的缓存订单；该缓存订单包含若干具有相同巷道的图书的缓存书架物理位置号；
出书订单生成模块根据自助借书系统中的读者借书启动模块传递的读者信息和自助借还终端机机位号，生成针对位于缓存书架与出书接口处的智能轨道车用出书订单，该出书订单包含若干缓存书架物理位置号和自助借还终端机机位号；
还书订单生成模块根据读者的还书请求，生成针对每个每一巷道智能轨道车智向闭架书架送书的还书订单，该还书订单包含若干闭架书架物理位置号。
17.如权利要求16所述的基于闭架书库的自动化图书管理系统，其特征在于：智能轨道车上设置有六个取还机构。
18.如权利要求15所述的基于闭架书库的自动化图书管理系统，其特征在于：巷道车接口与主输送通道连接处设置有RFID读写装置，巷道车接口上设置有多个图书位置，即巷道车接口位置号，每本经过巷道车接口的图书被赋予了一个巷道车接口位置号；
同理，每本经过缓存接口的图书被赋予了一个缓存接口位置号；
智能轨道车设置有多个取还机构，每个取还机构包含能够伸缩的机械手；闭架书库管理系统包含有取书订单生成模块、缓存订单生成模块、出书订单生成模块、还书订单生成模块；
取书订单生成模块根据读者借阅或预约图书的请求，生成针对每一巷道智能轨道车到闭架书架取书的取书订单；该取书订单包含若干具有相同巷道的图书的闭架书架物理位置号，取书订单内图书数量与取还结构的数量相同；
缓存订单生成模块根据读者借阅或预约图书的请求，生成针对缓存书架巷道内的智能轨道车进书的缓存订单；该缓存订单包含若干具有相同巷道的图书的缓存书架物理位置号和相应图书的缓存接口位置号，缓存订单内图书数量与取还结构的数量相同；
出书订单生成模块根据自助借书系统中的读者借书启动模块传递的读者信息和自助借还终端机机位号，生成针对位于缓存书架与出书接口处的智能轨道车用出书订单，该出书订单包含若干缓存书架物理位置号和自助借还终端机机位号，出书订单内图书数量与取还结构的数量相同；
还书订单生成模块根据读者的还书请求，生成针对每个每一巷道智能轨道车智向闭架书架送书的还书订单，该还书订单包含若干闭架书架物理位置号和相应图书位于巷道车接口位置号，还书订单内图书数量与取还结构的数量相同。
19.如权利要求18所述的基于闭架书库的自动化图书管理系统，其特征在于：智能轨道车上设置有六个取还机构。
20.如权利要求19所述的基于闭架书库的自动化图书管理系统，其特征在于：智能轨道车主架体上下端均设置由行走导向装置，智能轨道车的驱动装置由驱动轮组和驱动电机组成，驱动轮组设置于智能轨道车主架体上。
21.如权利要求20所述的基于闭架书库的自动化图书管理系统，其特征在于：智能轨道车的提升机构包括提升电机、提升驱动链轮组件、提升链轮组件以及配重装置；提升电机驱动提升驱动链轮组件，提升驱动链轮组件协动提升链轮组件，配重装置向取还机构施以助力完成取还机构的上下运动。
22.如权利要求21所述的基于闭架书库的自动化图书管理系统，其特征在于：闭架书架物理位置号是图书所在闭架书架所在的巷道的号码、图书所在书架的架位号码、图书所在的层号码和列号码对应的位置编号；
缓存书架物理位置号是图书所在的缓存书架所在的巷道的号码、图书所在书架的架位号码、图书所在的层号码和列号码相对应。
23.如权利要求22所述的基于闭架书库的自动化图书管理系统，其特征在于：缓存书架物理位置号列号为空。
24.如权利要求23所述的基于闭架书库的自动化图书管理系统，其特征在于：智能轨道车控制系统采用PLC作为控制器。
25.如权利要求24所述的基于闭架书库的自动化图书管理系统，其特征在于：缓存接口或者巷道车接口处定义9个位置，其中巷道车接口下层接收输送体从右到左为1、2、3，上层接收输送体从右到左为4、5、6，皮从右到左带输送体上7、8、9。
26.如权利要求25所述的基于闭架书库的自动化图书管理系统，其特征在于：包含有新书上架系统，该新书上架系统包含有新书信息读取模块、新书位置设置模块、新书入库启动模块，新书信息读取模块驱动自助借还终端机RFID读写装置读取新书的图书识别信息，新书位置设置模块接收闭架书库管理系统分配的闭架书架物理位置号并将该信息写入新书的RFID标签，新书入库启动模块启动系统的入库动作，图书入库的动作与还书的动作相同。

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