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一种图书收集整理小车
一种图书收集整理小车
【申请公布号：CN107811415A；申请权利人：上海交通大学;发明设计人：张朋; 赵常捷; 章平; 周造洋; 朱禹轲; 张执南; 盛鑫军;】
摘要：
本发明揭示了一种图书收集整理小车，其特征在于：所述收集整理小车包括一个外箱(1)、至少一层内箱(2)、推书机构(3)、压书机构(4)和驱动内箱(2)上下移动的驱动机构(13)；其中，在内箱(2)任一层的底部安装推书机构(3)，顶部安装压书机构(4)；内箱(2)设在外箱(1)的内侧，驱动机构(13)安装在外箱(1)的底部并驱动内箱(2)上下移动。本发明的有益效果是：1、能与自助还书分拣系统对接，配合实现对归还图书的快速收集、自动整理与自动循迹运输，效率高、自动化程度高；且在图书收集整理过程中，对图书摆放姿态没有严格要求，适应性好。2、小车内箱采用双层结构，同步带传动，空间利用率高。
主权项：
一种图书收集整理小车，其特征在于：所述收集整理小车包括一个外箱(1)、至少一层内箱(2)、推书机构(3)、压书机构(4)和驱动内箱(2)上下移动的驱动机构(13)；其中，在内箱(2)任一层的底部安装推书机构(3)，顶部安装压书机构(4)；内箱(2)设在外箱(1)的内侧，驱动机构(13)安装在外箱(1)的底部并驱动内箱(2)上下移动。
要求：
1.一种图书收集整理小车，其特征在于：所述收集整理小车包括一个外箱(1)、至少一层内箱(2)、推书机构(3)、压书机构(4)和驱动内箱(2)上下移动的驱动机构(13)；其中，
在内箱(2)任一层的底部安装推书机构(3)，顶部安装压书机构(4)；内箱(2)设在外箱(1)的内侧，驱动机构(13)安装在外箱(1)的底部并驱动内箱(2)上下移动。
2.如权利要求1所述的图书收集整理小车，其特征在于：在所述外箱(1)的底部安装竖直的导向杆(6、10)，导向杆滑块(9)通过支撑件(8)连接在所述内箱(2)的底部，导向杆滑块(9)和导向杆(6、10)滑动连接。
3.如权利要求1所述的图书收集整理小车，其特征在于：所述推书机构(3)包括第一驱动电机(32)、推书板(31)、第一主动滑块(37)、第一被动滑块(35)、第一连杆(36)、第一弹簧合页(30)、第一滑轨(34)、第一同步带(33)和第一带轮(38)；其中，
第一滑轨(34)沿水平方向安装在所述内箱(2)每一层的底部，第一同步带(33)以封闭形式安装在第一滑轨(34)的平行方向，第一同步带(33)的第一封闭端安装第一驱动电机(32)，其第二封闭端安装第一带轮(38)；
在推书板(31)的一侧中部区域通过第一弹簧合页(30)安装第一连杆(36)，第一连杆(36)与第一主动滑块(37)铰接，第一主动滑块(37)与第一同步带(33)连接，并与第一滑轨(34)滑动连接，在推书板(31)的底部区域铰接第一被动滑块(35)，第一被动滑块(35)与第一滑轨(34)滑动连接。
4.如权利要求3所述的图书收集整理小车，其特征在于：所述压书机构(4)包括压板(45)、第二连杆(49)、第二带轮(42)、第二驱动电机(41)、第二主动滑块(47)、第二被动滑块(43)、第二滑轨(48)和第二同步带(40)；其中，
第二滑轨(48)设在所述第一滑轨(34)的正上方并与所述第一滑轨(34)平行设置，第二滑轨(48)安装在所述内箱(2)每一层的顶部，第二同步带(40)以封闭形式安装在第二滑轨(48)的平行方向，在第二同步带(40)的第一封闭端安装第二驱动电机(41)，其第二封闭端安装第二带轮(42)；
在压板(45)的中部铰接第二连杆(49)，第二连杆(49)与第二主动滑块(47)铰接，第二主动滑块(47)与第二同步带(40)连接，并与第二滑轨(48)滑动连接，在压板(45)的底部区域铰接第二被动滑块(43)，第二被动滑块(43)与第二滑轨(48)滑动连接；
所述推书板(31)上还开设与所述压板(45)形状匹配的孔。
5.如权利要求1所述的图书收集整理小车，其特征在于：所述驱动机构(13)包括驱动装置和以封闭形式竖直安装的第三同步带(11)和第四同步带(110)，驱动装置(13)安装在外箱底部并驱动第三同步带(11)和第四同步带(110)同步运行。
6.如权利要求5所述的图书收集整理小车，其特征在于：所述驱动装置(13)包括断电抱闸直流减速电机(134)、减速齿轮组件(133)、转动轴(137)、联轴器(131)、第三同步带轮(135)、第四同步带轮(139)和支座(132、136、138)；其中，
支座(132、136、138)安装在外箱(1)底部，用于支撑及固定断电抱闸直流减速电机(134)、转轴(137)、第三同步带轮(135)和第四同步带轮(139)；断电抱闸直流减速电机(134)的输出端通过减速齿轮组件(133)带动转轴(137)转动，在转轴(137)的第一端安装第三同步带轮(135)，在转轴(137)的第二端通过联轴器与第四同步带轮(139)连接；第三同步带轮(135)啮合安装在所述第三同步带(11)的底部；第四同步带轮(139)啮合安装在所述第四同步带(110)的底部；在所述第三同步带(11)和所述第四同步带(110)的顶部分别啮合安装第三被动带轮(140)和第四被动带轮(141)。
7.如权利要求1所述的图书收集整理小车，其特征在于：在外箱(1)的底部还垂直安装限制内箱最低位置的限位杆(7)。
8.如权利要求4所述的图书收集整理小车，其特征在于，在所述外箱内还安装控制组件和感应组件，控制组件包括开启内箱上下移动、停止开启的若干按钮开关，感应组件包括检测图书进入小车的第一传感器、设在所述外箱底部并检测内箱与外箱底部平面距离的第二传感器、在所述第一滑轨上安装检测所述第一主动滑块极限位置的第三传感器、在所述第二滑轨上安装检测所述第二主动滑块极限位置的第四传感器、设置在限位杆上判断内箱极限位置的第五传感器、设置在所述第一连杆上判断所述推书板倾斜极限角度的第六传感器(39)。
9.如权利要求4所述的图书收集整理小车，其特征在于：所述第一驱动电机(32)和第二驱动电机(41)为步进电机；在所述外箱(1)的底部还各安装两个万向轮(14)和两个主动轮(15)。
10.如权利要求6所述的图书收集整理小车，其特征在于：在所述第三同步带(11)和所述第四同步带(110)的外侧分别平行设置第三导杆(12)和第四导杆(121)，在第三导杆(12)上滑动连接第三滑块(9)，第三滑块(9)通过第三齿板(5)与所述第三同步带(11)固定连接；在第四导杆(121)上滑动连接第四滑块(91)，第四滑块(91)通过第四齿板(51)与所述第四同步带(110)固定连接。
一种图书收集整理小车
技术领域：
本发明涉及图书收集、整理领域，更具体地说，涉及可用于图书馆还书分拣系统末端的图书的收集、整理与输送设备。
背景技术：
一般来说，图书馆借阅归还的图书需要整理后重新上架，传统还书端通常采用服务台加还书推车或还书箱的组合进行书籍收集，存在容易折损书籍、不安全、耗费人力等问题，所收集的图书需要耗费大量时间精力分拣、整理后才能重新上架，效率很低；目前基于RFID识别技术的自助还书分拣系统开始在许多图书馆应用，该系统可将归还的图书按藏室进行分类、分拣，解决了分拣图书分拣以及安全问题；但是分拣终端采用的仍然是传统的收集箱，分拣好的图书堆叠混乱，需要人工整理后才能继续上架。因此，完善图书馆自助还书系统终端对图书收集与整理具有重要意义。
截至目前，关于图书收集与整理小车的公开专利均是针对摆放好的图书进行取放以及运输操作，未见有针对自助还书分拣系统分拣口输出的图书进行收集、整理、运输的专利。
发明内容：
本发明提出一种与自助还书分拣系统对接的装置，对各分拣口的图书进行快速收集、竖直码齐、循迹运输到指定馆室，提高图书馆还书业务的整体自动化程度；采用内外箱结构，通过内箱升降进行换层实现多层收集，增大了小车的空间利用率；通过将整理好的图书抬升到指定高度，消除了馆员弯腰取书时的劳累。
根据本发明的一实施例，提出一种图书收集整理小车，其特征在于：收集小车包括一个外箱、至少一层内箱、推书机构、压书机构和驱动内箱上下移动的驱动机构；其中，在内箱任一层的底部安装推书机构，顶部安装压书机构；内箱设在外箱的内侧，驱动机构安装在外箱的底部并驱动内箱上下移动。
在一个实施例中，在所述外箱的底部安装竖直的导向杆，导向杆滑块通过支撑件连接在内箱的底部，导向杆滑块和导向杆滑动连接。
在一个实施例中，所述推书机构包括第一驱动电机、推书板、第一主动滑块、第一被动滑块、第一连杆、第一弹簧合页、第一滑轨、第一同步带和第一带轮；其中，第一滑轨沿水平方向安装在内箱每一层的底部，第一同步带以封闭形式安装在第一滑轨的平行方向，第一同步带的第一封闭端安装第一驱动电机，其第二封闭端安装第一带轮；在推书板的一侧中部区域通过第一弹簧合页安装第一连杆，第一连杆与第一主动滑块铰接，第一主动滑块与第一同步带连接，并与第一滑轨滑动连接；在推书板的底部区域铰接第一被动滑块，第一被动滑块与第一滑轨滑动连接。
在一个实施例中，压书机构包括压板、第二连杆、第二带轮、第二驱动电机、第二主动滑块、第二被动滑块、第二滑轨和第二同步带；其中，第二滑轨设在第一滑轨的正上方并与第一滑轨平行设置，第二滑轨安装在内箱每一层的顶部，第二同步带以封闭形式安装在第二滑轨的平行方向，在第二同步带的第一封闭端安装第二驱动电机，其第二封闭端安装第二带轮；
在压板的中部区域安装第二连杆，第二连杆与第二主动滑块铰接，第二主动滑块与第二同步带连接，并与第二滑轨滑动连接，在压板的底部区域铰接第二被动滑块，第二被动滑块与第二滑轨滑动连接；推书板上还开设与压板形状匹配的孔。
在一个实施例中，驱动机构包括驱动装置和以封闭形式竖直安装的第三同步带和第四同步带，驱动装置安装在外箱底部并驱动第三同步带和第四同步带同步运行。
在一个实施例中，驱动装置包括断电抱闸直流减速电机、减速齿轮组件、转动轴、联轴器、第三同步带轮、第四同步带轮和支座；其中，支座安装在外箱底部，用于支撑及固定断电抱闸直流减速电机、转轴、第三同步带轮和第四同步带轮；断电抱闸直流减速电机的输出端通过减速齿轮组件带动转轴转动，在转轴的第一端安装第三同步带轮，在转轴的第二端通过联轴器与第四同步带轮连接；第三同步带轮啮合安装在第三同步带的底部；第四同步带轮啮合安装在第四同步带的底部；在第三同步带和第四同步带的顶部分别啮合安装第三被动带轮和第四被动带轮。
在一个实施例中，在外箱的底部还垂直安装限制内箱最低位置的限位杆。
在一个实施例中，在外箱内还安装控制组件和感应组件，控制组件包括开启内箱上下移动、停止开启的若干按钮开关，感应组件包括检测图书进入小车的第一传感器、设在外箱底部检测内箱与外箱底部平面距离的第二传感器、在第一滑轨上安装检测第一主动滑块极限位置的第三传感器，在第二滑轨上安装检测第二主动滑块极限位置的第四传感器。设置在限位杆上判断内箱极限位置的第五传感器，设置在第一连杆上判断推书板倾斜极限角度的第六传感器。
在一个实施例中，第一驱动电机和第二驱动电机为步进电机；在外箱的底部还各个安装两个万向轮和两个主动轮。
在一个实施例中，在第三同步带和第四同步带的外侧分别平行设置第三导杆和第四导杆，在第三导杆上滑动连接第三滑块，第三滑块通过第三齿板与所述第三同步带固定连接；在第四导杆上滑动连接第四滑块，第四滑块通过第四齿板与所述第四同步带固定连接。
与现有技术相比，本发明有以下主要有益效果：
1、能与自助还书分拣系统对接，配合实现对归还图书的快速收集、自动整理与自动循迹运输，效率高、自动化程度高；且在图书收集整理过程中，对图书摆放姿态没有严格要求，适应性好。
2、小车内箱采用双层结构，同步带传动，空间利用率高。
附图说明：
本发明上述的以及其他的特征、性质和优势将通过下面结合附图和实施例的描述而变的更加明显，在附图中相同的附图标记始终表示相同的特征，其中：
图1揭示了本发明一实施例中，图书收集小车的立体结构示意图。
图2揭示了本发明一实施例中，外箱的内部部件的布置图。
图3揭示了本发明一实施例中，内箱的内部部件的布置图。
图4揭示了本发明一实施例中，推书机构的立体结构图。
图5揭示了本发明一实施例中，压书机构的立体结构图。
图6揭示了本发明一实施例中，驱动机构中的驱动部件的立体结构图。
图7揭示了本发明一实施例中，驱动机构中的传动部件的立体结构图。
具体实施方式：
参考图1，图1揭示了本发明一实施例中，图书收集整理小车的立体结构示意图。在本实施例中的一种图书收集整理小车包括一个外箱1、双层内箱2、推书机构3、压书机构4和驱动内箱2上下移动的驱动机构13；其中，在内箱2的第一层和第二层底部安装推书机构3，在第二层和第三层的顶部安装压书机构4；内箱2设置在外箱1的内侧，驱动机构13安装在外箱1的底部并驱动内箱2上下移动。
继续参考图1，在外箱1的底部安装竖直的导向杆10，导向杆滑块9通过支撑件8连接在所述内箱2的底部，导向杆滑块9和导向杆10滑动连接。
作为本实施例的优选项，导向杆为四根，垂直分布在内箱底部的四周及两个侧面的中部，可以理解的是，与导向杆匹配的导向杆滑块也为四只，这样的数量和分布形式是为了内箱在上下移动的过程中更加平稳，减小倾覆弯矩。
参考图1并结合图2，图2揭示了本发明一实施例中，外箱的内部部件的布置图。在外箱1的内部还垂直安装了四根限制内箱最低位置的限位杆7。内箱2的原始位置就是设置在限位杆7的顶部接触的位置。
作为本实施的优选项，在限位杆7上可以安装接触传感器(图中未标注)，用来确定接触状态并设置内箱高度的零位。
参考图3并结合图4，图3揭示了本发明一实施例中，内箱的内部部件的布置图；图4揭示了本发明一实施例中，推书机构的立体结构图。在本实施中，推书机构3包括第一驱动电机32、推书板31、第一主动滑块37、第一被动滑块35、第一连杆36、第一弹簧合页30、第一滑轨34、第一同步带33和第一带轮38；其中，第一滑轨34沿水平方向安装在内箱2的底部，第一同步带33以封闭形式安装在第一滑轨34的平行方向，第一同步带33的第一封闭端安装第一驱动电机32，其第二封闭端安装第一带轮38；在推书板31的一侧的中部区域通过第一弹簧合页30铰接第一连杆36，第一连杆36与第一主动滑块37铰接，第一主动滑块37与第一同步带33连接，并与第一滑轨34滑动连接，在推书板31的底部区域铰接第一被动滑块35，第一被动滑块35与第一滑轨34滑动连接，第一滑轨34连接在内箱的底板21上。
参考图3并结合图5，图5揭示了本发明一实施例中，压书机构的立体结构图。在本实施中，压书机构4包括压板45、第二连杆49、第二带轮42、第二驱动电机41、第二主动滑块47、第二被动滑块43、第二滑轨48和第二同步带40；其中，第二滑轨48设在所述第一滑轨34的正上方并与第一滑轨34平行设置，第二滑轨48安装在所述内箱2顶部，第二同步带40以封闭形式安装在第二滑轨48的平行方向，在第二同步带40的第一封闭端安装第二驱动电机41，其第二封闭端安装第二带轮42；
在压板45的中部区域铰接第二连杆49，第二连杆49与第二主动滑块47铰接，第二主动滑块47与第二同步带40固定连接，并与第二滑轨滑动连接，在压板45的底部区域铰接第二被动滑块44，第二被动滑块44与第二滑轨48滑动连接；推书板31上还开设与所述压板45形状匹配的孔。
参考图1、图2并结合图6和图7，图6揭示了本发明一实施例中，驱动机构中驱动部件的立体结构图。图7揭示了本发明一实施例中，驱动机构中的传动部件的立体结构图。在实例中，驱动机构包括驱动装置13和以封闭形式竖直安装的第三同步带11和第四同步带110，驱动装置13安装在外箱底部并驱动第三同步带11和第四同步带110同步运行。
继续参考图6，驱动装置13包括断电抱闸直流减速电机134、减速齿轮组件133、转动轴137、联轴器131、第三同步带轮135、第四同步带轮139、支座132、支座136和支座138；其中，
支座132、支座136和支座138都安装在外箱1的底部，其中支座136和支座138支撑转轴137、第三同步带轮135和第四同步带轮139；支座132支撑固定断电抱闸直流减速电机134。断电抱闸直流减速电机134的输出端通过减速齿轮组件133带动转轴137转动，在转轴的第一端安装第三同步带轮135，在转轴的第二端通过联轴器131与第四同步带轮139连接；第三同步带轮135啮合安装在所述第三同步带11的底部；第四同步带轮139啮合安装在所述第四同步带110的底部；在第三同步带11和第四同步带110的顶部分别啮合安装第三被动带轮140和第四被动带轮141。作为本实施例的优选项，在所述外箱内还安装控制组件和感应组件，控制组件包括开启内箱上下移动、停止开启的若干按钮开关，感应组件包括检测图书进入小车的第一传感器、设在外箱底部上检测内箱与外箱底部平面距离的第二传感器、在所述第一滑轨上安装检测第一主动滑块极限位置的第三传感器，在所述第二滑轨上安装检测第二主动滑块极限位置的第四传感器。设置在限位杆上判断内箱极限位置的第五传感器，设置在第一连杆上判断推书板倾斜极限角度的第六传感器。
作为本实施例的优选项，第一驱动电机32和第二驱动电机41为步进电机；
作为本实施例的优选项，在外箱1的底部还个安装两个万向轮14和两个主动轮15。
参考图7，图7揭示了本发明一实施例中，驱动机构中传动部件的立体结构图。在本实施例中，在第三同步带11的外侧和第四同步带110的外侧分别平行设置第三导杆12和第四导杆121，在第三导杆12上滑动连接第三滑块9，第三滑块9通过第三齿板5与第三同步带11固定连接；在第四导杆121上滑动连接第四滑块91，第四滑块91通过第四齿板51与第四同步带110固定连接。
作为本实施例的优选项，支撑件8可以是倒置的L型角铁。
本发明的一实施例中的工作原理如下(具体参考图1、图2和图3)：
当小车连接电源启动时，小车进行初始化，两层的推书板31都移动到小车的内箱的最左端并处于最大倾斜状态，两层的压书板45都移动到小车内箱的最右端，并处于竖直状态；接着，两层的推书板31均向右移动一定距离；内箱3下降到最低位置，与限位杆7接触，并触发限位杆7上的触动开关，与距离传感器共同确定内箱高度零位。小车按轨迹移动到自助还书分拣系统的指定分拣口，小车的最左端与分拣口对齐，接着，两层的推书板31向左侧移动，主动滑块37触发滑轨34的最左侧接触开关后停止。此时内箱上层推书板31上端正好在分拣口下端。
归还的图书通过自助还书分拣系统后从特定分拣口输出、进入小车内箱，触发内箱上的光电传感器，落在倾斜的推书板上，推书板推动图书向小车右端移动；当推书板的被动滑块35与右端接触时，主动滑块37继续向右移动导致推书板31与连杆36上用于检测极限角度的传感器触发，主动滑块37停止移动；压书机构的主动滑块47带动压书板45向小车左端移动，受阻尼作用，被动滑块43迟滞移动，使得主动滑块47和被动滑块43之间的距离先加大后保持不变，使得压书板45倾斜45°角并越过推书板31一定距离后停止；推书板的主动滑块37继续向右移动，推书板31逐渐竖直，将图书竖起；压书板的主动滑块47向小车的右端移动，被动滑块43迟滞运动，压书板45变竖直，然后被动滑块43和主动滑块47同步运动，压书板45通过推书板31上的开孔继续向右运动与图书接触后，触发压书板45上的触动开关，压书板的主动滑块47停止移动；推书板31竖直撤出，在推书板31与连杆36连接的第一弹簧合页30的作用下推书板31变倾斜，移动到最左端触发位于滑轨34最左端的接触开关后停止移动。准备下次接书过程。
内箱2的上层摆好的图书数量达到指定数目时，上层的推书机构和压书机构停止工作，内箱2在距离传感器控制下自动上升一层距离，使得下层的推书板上端正好位于分拣口下端，内箱的下层推书机构和压书机构重复接书、摆书操作。
内箱2的下层摆好的图书数量达到指定数目后，小车停止接书，移动到指定卸书区域；工作人员在指定区域先卸载上层摆好的图书；上层摆好的图书卸载后，按动开关，内箱继续上升一层距离，工作人员卸载下层摆好的图书。图书卸载后再按动另外一个开关，小车开始初始化，进入下一个工作周期。
上述实施例是提供给熟悉本领域内的人员来实现或使用本发明的，熟悉本领域的人员可在不脱离本发明的发明思想的情况下，对上述实施例做出种种修改或变化，因而本发明的保护范围并不被上述实施例所限，而应该是符合权利要求书提到的创新性特征的最大范围。
【申请公布号：CN107811415A；申请权利人：上海交通大学;发明设计人：张朋; 赵常捷; 章平; 周造洋; 朱禹轲; 张执南; 盛鑫军;】
摘要：
本发明揭示了一种图书收集整理小车，其特征在于：所述收集整理小车包括一个外箱(1)、至少一层内箱(2)、推书机构(3)、压书机构(4)和驱动内箱(2)上下移动的驱动机构(13)；其中，在内箱(2)任一层的底部安装推书机构(3)，顶部安装压书机构(4)；内箱(2)设在外箱(1)的内侧，驱动机构(13)安装在外箱(1)的底部并驱动内箱(2)上下移动。本发明的有益效果是：1、能与自助还书分拣系统对接，配合实现对归还图书的快速收集、自动整理与自动循迹运输，效率高、自动化程度高；且在图书收集整理过程中，对图书摆放姿态没有严格要求，适应性好。2、小车内箱采用双层结构，同步带传动，空间利用率高。
主权项：
一种图书收集整理小车，其特征在于：所述收集整理小车包括一个外箱(1)、至少一层内箱(2)、推书机构(3)、压书机构(4)和驱动内箱(2)上下移动的驱动机构(13)；其中，在内箱(2)任一层的底部安装推书机构(3)，顶部安装压书机构(4)；内箱(2)设在外箱(1)的内侧，驱动机构(13)安装在外箱(1)的底部并驱动内箱(2)上下移动。
要求：
1.一种图书收集整理小车，其特征在于：所述收集整理小车包括一个外箱(1)、至少一层内箱(2)、推书机构(3)、压书机构(4)和驱动内箱(2)上下移动的驱动机构(13)；其中，
在内箱(2)任一层的底部安装推书机构(3)，顶部安装压书机构(4)；内箱(2)设在外箱(1)的内侧，驱动机构(13)安装在外箱(1)的底部并驱动内箱(2)上下移动。
2.如权利要求1所述的图书收集整理小车，其特征在于：在所述外箱(1)的底部安装竖直的导向杆(6、10)，导向杆滑块(9)通过支撑件(8)连接在所述内箱(2)的底部，导向杆滑块(9)和导向杆(6、10)滑动连接。
3.如权利要求1所述的图书收集整理小车，其特征在于：所述推书机构(3)包括第一驱动电机(32)、推书板(31)、第一主动滑块(37)、第一被动滑块(35)、第一连杆(36)、第一弹簧合页(30)、第一滑轨(34)、第一同步带(33)和第一带轮(38)；其中，
第一滑轨(34)沿水平方向安装在所述内箱(2)每一层的底部，第一同步带(33)以封闭形式安装在第一滑轨(34)的平行方向，第一同步带(33)的第一封闭端安装第一驱动电机(32)，其第二封闭端安装第一带轮(38)；
在推书板(31)的一侧中部区域通过第一弹簧合页(30)安装第一连杆(36)，第一连杆(36)与第一主动滑块(37)铰接，第一主动滑块(37)与第一同步带(33)连接，并与第一滑轨(34)滑动连接，在推书板(31)的底部区域铰接第一被动滑块(35)，第一被动滑块(35)与第一滑轨(34)滑动连接。
4.如权利要求3所述的图书收集整理小车，其特征在于：所述压书机构(4)包括压板(45)、第二连杆(49)、第二带轮(42)、第二驱动电机(41)、第二主动滑块(47)、第二被动滑块(43)、第二滑轨(48)和第二同步带(40)；其中，
第二滑轨(48)设在所述第一滑轨(34)的正上方并与所述第一滑轨(34)平行设置，第二滑轨(48)安装在所述内箱(2)每一层的顶部，第二同步带(40)以封闭形式安装在第二滑轨(48)的平行方向，在第二同步带(40)的第一封闭端安装第二驱动电机(41)，其第二封闭端安装第二带轮(42)；
在压板(45)的中部铰接第二连杆(49)，第二连杆(49)与第二主动滑块(47)铰接，第二主动滑块(47)与第二同步带(40)连接，并与第二滑轨(48)滑动连接，在压板(45)的底部区域铰接第二被动滑块(43)，第二被动滑块(43)与第二滑轨(48)滑动连接；
所述推书板(31)上还开设与所述压板(45)形状匹配的孔。
5.如权利要求1所述的图书收集整理小车，其特征在于：所述驱动机构(13)包括驱动装置和以封闭形式竖直安装的第三同步带(11)和第四同步带(110)，驱动装置(13)安装在外箱底部并驱动第三同步带(11)和第四同步带(110)同步运行。
6.如权利要求5所述的图书收集整理小车，其特征在于：所述驱动装置(13)包括断电抱闸直流减速电机(134)、减速齿轮组件(133)、转动轴(137)、联轴器(131)、第三同步带轮(135)、第四同步带轮(139)和支座(132、136、138)；其中，
支座(132、136、138)安装在外箱(1)底部，用于支撑及固定断电抱闸直流减速电机(134)、转轴(137)、第三同步带轮(135)和第四同步带轮(139)；断电抱闸直流减速电机(134)的输出端通过减速齿轮组件(133)带动转轴(137)转动，在转轴(137)的第一端安装第三同步带轮(135)，在转轴(137)的第二端通过联轴器与第四同步带轮(139)连接；第三同步带轮(135)啮合安装在所述第三同步带(11)的底部；第四同步带轮(139)啮合安装在所述第四同步带(110)的底部；在所述第三同步带(11)和所述第四同步带(110)的顶部分别啮合安装第三被动带轮(140)和第四被动带轮(141)。
7.如权利要求1所述的图书收集整理小车，其特征在于：在外箱(1)的底部还垂直安装限制内箱最低位置的限位杆(7)。
8.如权利要求4所述的图书收集整理小车，其特征在于，在所述外箱内还安装控制组件和感应组件，控制组件包括开启内箱上下移动、停止开启的若干按钮开关，感应组件包括检测图书进入小车的第一传感器、设在所述外箱底部并检测内箱与外箱底部平面距离的第二传感器、在所述第一滑轨上安装检测所述第一主动滑块极限位置的第三传感器、在所述第二滑轨上安装检测所述第二主动滑块极限位置的第四传感器、设置在限位杆上判断内箱极限位置的第五传感器、设置在所述第一连杆上判断所述推书板倾斜极限角度的第六传感器(39)。
9.如权利要求4所述的图书收集整理小车，其特征在于：所述第一驱动电机(32)和第二驱动电机(41)为步进电机；在所述外箱(1)的底部还各安装两个万向轮(14)和两个主动轮(15)。
10.如权利要求6所述的图书收集整理小车，其特征在于：在所述第三同步带(11)和所述第四同步带(110)的外侧分别平行设置第三导杆(12)和第四导杆(121)，在第三导杆(12)上滑动连接第三滑块(9)，第三滑块(9)通过第三齿板(5)与所述第三同步带(11)固定连接；在第四导杆(121)上滑动连接第四滑块(91)，第四滑块(91)通过第四齿板(51)与所述第四同步带(110)固定连接。
一种图书收集整理小车
技术领域：
本发明涉及图书收集、整理领域，更具体地说，涉及可用于图书馆还书分拣系统末端的图书的收集、整理与输送设备。
背景技术：
一般来说，图书馆借阅归还的图书需要整理后重新上架，传统还书端通常采用服务台加还书推车或还书箱的组合进行书籍收集，存在容易折损书籍、不安全、耗费人力等问题，所收集的图书需要耗费大量时间精力分拣、整理后才能重新上架，效率很低；目前基于RFID识别技术的自助还书分拣系统开始在许多图书馆应用，该系统可将归还的图书按藏室进行分类、分拣，解决了分拣图书分拣以及安全问题；但是分拣终端采用的仍然是传统的收集箱，分拣好的图书堆叠混乱，需要人工整理后才能继续上架。因此，完善图书馆自助还书系统终端对图书收集与整理具有重要意义。
截至目前，关于图书收集与整理小车的公开专利均是针对摆放好的图书进行取放以及运输操作，未见有针对自助还书分拣系统分拣口输出的图书进行收集、整理、运输的专利。
发明内容：
本发明提出一种与自助还书分拣系统对接的装置，对各分拣口的图书进行快速收集、竖直码齐、循迹运输到指定馆室，提高图书馆还书业务的整体自动化程度；采用内外箱结构，通过内箱升降进行换层实现多层收集，增大了小车的空间利用率；通过将整理好的图书抬升到指定高度，消除了馆员弯腰取书时的劳累。
根据本发明的一实施例，提出一种图书收集整理小车，其特征在于：收集小车包括一个外箱、至少一层内箱、推书机构、压书机构和驱动内箱上下移动的驱动机构；其中，在内箱任一层的底部安装推书机构，顶部安装压书机构；内箱设在外箱的内侧，驱动机构安装在外箱的底部并驱动内箱上下移动。
在一个实施例中，在所述外箱的底部安装竖直的导向杆，导向杆滑块通过支撑件连接在内箱的底部，导向杆滑块和导向杆滑动连接。
在一个实施例中，所述推书机构包括第一驱动电机、推书板、第一主动滑块、第一被动滑块、第一连杆、第一弹簧合页、第一滑轨、第一同步带和第一带轮；其中，第一滑轨沿水平方向安装在内箱每一层的底部，第一同步带以封闭形式安装在第一滑轨的平行方向，第一同步带的第一封闭端安装第一驱动电机，其第二封闭端安装第一带轮；在推书板的一侧中部区域通过第一弹簧合页安装第一连杆，第一连杆与第一主动滑块铰接，第一主动滑块与第一同步带连接，并与第一滑轨滑动连接；在推书板的底部区域铰接第一被动滑块，第一被动滑块与第一滑轨滑动连接。
在一个实施例中，压书机构包括压板、第二连杆、第二带轮、第二驱动电机、第二主动滑块、第二被动滑块、第二滑轨和第二同步带；其中，第二滑轨设在第一滑轨的正上方并与第一滑轨平行设置，第二滑轨安装在内箱每一层的顶部，第二同步带以封闭形式安装在第二滑轨的平行方向，在第二同步带的第一封闭端安装第二驱动电机，其第二封闭端安装第二带轮；
在压板的中部区域安装第二连杆，第二连杆与第二主动滑块铰接，第二主动滑块与第二同步带连接，并与第二滑轨滑动连接，在压板的底部区域铰接第二被动滑块，第二被动滑块与第二滑轨滑动连接；推书板上还开设与压板形状匹配的孔。
在一个实施例中，驱动机构包括驱动装置和以封闭形式竖直安装的第三同步带和第四同步带，驱动装置安装在外箱底部并驱动第三同步带和第四同步带同步运行。
在一个实施例中，驱动装置包括断电抱闸直流减速电机、减速齿轮组件、转动轴、联轴器、第三同步带轮、第四同步带轮和支座；其中，支座安装在外箱底部，用于支撑及固定断电抱闸直流减速电机、转轴、第三同步带轮和第四同步带轮；断电抱闸直流减速电机的输出端通过减速齿轮组件带动转轴转动，在转轴的第一端安装第三同步带轮，在转轴的第二端通过联轴器与第四同步带轮连接；第三同步带轮啮合安装在第三同步带的底部；第四同步带轮啮合安装在第四同步带的底部；在第三同步带和第四同步带的顶部分别啮合安装第三被动带轮和第四被动带轮。
在一个实施例中，在外箱的底部还垂直安装限制内箱最低位置的限位杆。
在一个实施例中，在外箱内还安装控制组件和感应组件，控制组件包括开启内箱上下移动、停止开启的若干按钮开关，感应组件包括检测图书进入小车的第一传感器、设在外箱底部检测内箱与外箱底部平面距离的第二传感器、在第一滑轨上安装检测第一主动滑块极限位置的第三传感器，在第二滑轨上安装检测第二主动滑块极限位置的第四传感器。设置在限位杆上判断内箱极限位置的第五传感器，设置在第一连杆上判断推书板倾斜极限角度的第六传感器。
在一个实施例中，第一驱动电机和第二驱动电机为步进电机；在外箱的底部还各个安装两个万向轮和两个主动轮。
在一个实施例中，在第三同步带和第四同步带的外侧分别平行设置第三导杆和第四导杆，在第三导杆上滑动连接第三滑块，第三滑块通过第三齿板与所述第三同步带固定连接；在第四导杆上滑动连接第四滑块，第四滑块通过第四齿板与所述第四同步带固定连接。
与现有技术相比，本发明有以下主要有益效果：
1、能与自助还书分拣系统对接，配合实现对归还图书的快速收集、自动整理与自动循迹运输，效率高、自动化程度高；且在图书收集整理过程中，对图书摆放姿态没有严格要求，适应性好。
2、小车内箱采用双层结构，同步带传动，空间利用率高。
附图说明：
本发明上述的以及其他的特征、性质和优势将通过下面结合附图和实施例的描述而变的更加明显，在附图中相同的附图标记始终表示相同的特征，其中：
图1揭示了本发明一实施例中，图书收集小车的立体结构示意图。
图2揭示了本发明一实施例中，外箱的内部部件的布置图。
图3揭示了本发明一实施例中，内箱的内部部件的布置图。
图4揭示了本发明一实施例中，推书机构的立体结构图。
图5揭示了本发明一实施例中，压书机构的立体结构图。
图6揭示了本发明一实施例中，驱动机构中的驱动部件的立体结构图。
图7揭示了本发明一实施例中，驱动机构中的传动部件的立体结构图。
具体实施方式：
参考图1，图1揭示了本发明一实施例中，图书收集整理小车的立体结构示意图。在本实施例中的一种图书收集整理小车包括一个外箱1、双层内箱2、推书机构3、压书机构4和驱动内箱2上下移动的驱动机构13；其中，在内箱2的第一层和第二层底部安装推书机构3，在第二层和第三层的顶部安装压书机构4；内箱2设置在外箱1的内侧，驱动机构13安装在外箱1的底部并驱动内箱2上下移动。
继续参考图1，在外箱1的底部安装竖直的导向杆10，导向杆滑块9通过支撑件8连接在所述内箱2的底部，导向杆滑块9和导向杆10滑动连接。
作为本实施例的优选项，导向杆为四根，垂直分布在内箱底部的四周及两个侧面的中部，可以理解的是，与导向杆匹配的导向杆滑块也为四只，这样的数量和分布形式是为了内箱在上下移动的过程中更加平稳，减小倾覆弯矩。
参考图1并结合图2，图2揭示了本发明一实施例中，外箱的内部部件的布置图。在外箱1的内部还垂直安装了四根限制内箱最低位置的限位杆7。内箱2的原始位置就是设置在限位杆7的顶部接触的位置。
作为本实施的优选项，在限位杆7上可以安装接触传感器(图中未标注)，用来确定接触状态并设置内箱高度的零位。
参考图3并结合图4，图3揭示了本发明一实施例中，内箱的内部部件的布置图；图4揭示了本发明一实施例中，推书机构的立体结构图。在本实施中，推书机构3包括第一驱动电机32、推书板31、第一主动滑块37、第一被动滑块35、第一连杆36、第一弹簧合页30、第一滑轨34、第一同步带33和第一带轮38；其中，第一滑轨34沿水平方向安装在内箱2的底部，第一同步带33以封闭形式安装在第一滑轨34的平行方向，第一同步带33的第一封闭端安装第一驱动电机32，其第二封闭端安装第一带轮38；在推书板31的一侧的中部区域通过第一弹簧合页30铰接第一连杆36，第一连杆36与第一主动滑块37铰接，第一主动滑块37与第一同步带33连接，并与第一滑轨34滑动连接，在推书板31的底部区域铰接第一被动滑块35，第一被动滑块35与第一滑轨34滑动连接，第一滑轨34连接在内箱的底板21上。
参考图3并结合图5，图5揭示了本发明一实施例中，压书机构的立体结构图。在本实施中，压书机构4包括压板45、第二连杆49、第二带轮42、第二驱动电机41、第二主动滑块47、第二被动滑块43、第二滑轨48和第二同步带40；其中，第二滑轨48设在所述第一滑轨34的正上方并与第一滑轨34平行设置，第二滑轨48安装在所述内箱2顶部，第二同步带40以封闭形式安装在第二滑轨48的平行方向，在第二同步带40的第一封闭端安装第二驱动电机41，其第二封闭端安装第二带轮42；
在压板45的中部区域铰接第二连杆49，第二连杆49与第二主动滑块47铰接，第二主动滑块47与第二同步带40固定连接，并与第二滑轨滑动连接，在压板45的底部区域铰接第二被动滑块44，第二被动滑块44与第二滑轨48滑动连接；推书板31上还开设与所述压板45形状匹配的孔。
参考图1、图2并结合图6和图7，图6揭示了本发明一实施例中，驱动机构中驱动部件的立体结构图。图7揭示了本发明一实施例中，驱动机构中的传动部件的立体结构图。在实例中，驱动机构包括驱动装置13和以封闭形式竖直安装的第三同步带11和第四同步带110，驱动装置13安装在外箱底部并驱动第三同步带11和第四同步带110同步运行。
继续参考图6，驱动装置13包括断电抱闸直流减速电机134、减速齿轮组件133、转动轴137、联轴器131、第三同步带轮135、第四同步带轮139、支座132、支座136和支座138；其中，
支座132、支座136和支座138都安装在外箱1的底部，其中支座136和支座138支撑转轴137、第三同步带轮135和第四同步带轮139；支座132支撑固定断电抱闸直流减速电机134。断电抱闸直流减速电机134的输出端通过减速齿轮组件133带动转轴137转动，在转轴的第一端安装第三同步带轮135，在转轴的第二端通过联轴器131与第四同步带轮139连接；第三同步带轮135啮合安装在所述第三同步带11的底部；第四同步带轮139啮合安装在所述第四同步带110的底部；在第三同步带11和第四同步带110的顶部分别啮合安装第三被动带轮140和第四被动带轮141。作为本实施例的优选项，在所述外箱内还安装控制组件和感应组件，控制组件包括开启内箱上下移动、停止开启的若干按钮开关，感应组件包括检测图书进入小车的第一传感器、设在外箱底部上检测内箱与外箱底部平面距离的第二传感器、在所述第一滑轨上安装检测第一主动滑块极限位置的第三传感器，在所述第二滑轨上安装检测第二主动滑块极限位置的第四传感器。设置在限位杆上判断内箱极限位置的第五传感器，设置在第一连杆上判断推书板倾斜极限角度的第六传感器。
作为本实施例的优选项，第一驱动电机32和第二驱动电机41为步进电机；
作为本实施例的优选项，在外箱1的底部还个安装两个万向轮14和两个主动轮15。
参考图7，图7揭示了本发明一实施例中，驱动机构中传动部件的立体结构图。在本实施例中，在第三同步带11的外侧和第四同步带110的外侧分别平行设置第三导杆12和第四导杆121，在第三导杆12上滑动连接第三滑块9，第三滑块9通过第三齿板5与第三同步带11固定连接；在第四导杆121上滑动连接第四滑块91，第四滑块91通过第四齿板51与第四同步带110固定连接。
作为本实施例的优选项，支撑件8可以是倒置的L型角铁。
本发明的一实施例中的工作原理如下(具体参考图1、图2和图3)：
当小车连接电源启动时，小车进行初始化，两层的推书板31都移动到小车的内箱的最左端并处于最大倾斜状态，两层的压书板45都移动到小车内箱的最右端，并处于竖直状态；接着，两层的推书板31均向右移动一定距离；内箱3下降到最低位置，与限位杆7接触，并触发限位杆7上的触动开关，与距离传感器共同确定内箱高度零位。小车按轨迹移动到自助还书分拣系统的指定分拣口，小车的最左端与分拣口对齐，接着，两层的推书板31向左侧移动，主动滑块37触发滑轨34的最左侧接触开关后停止。此时内箱上层推书板31上端正好在分拣口下端。
归还的图书通过自助还书分拣系统后从特定分拣口输出、进入小车内箱，触发内箱上的光电传感器，落在倾斜的推书板上，推书板推动图书向小车右端移动；当推书板的被动滑块35与右端接触时，主动滑块37继续向右移动导致推书板31与连杆36上用于检测极限角度的传感器触发，主动滑块37停止移动；压书机构的主动滑块47带动压书板45向小车左端移动，受阻尼作用，被动滑块43迟滞移动，使得主动滑块47和被动滑块43之间的距离先加大后保持不变，使得压书板45倾斜45°角并越过推书板31一定距离后停止；推书板的主动滑块37继续向右移动，推书板31逐渐竖直，将图书竖起；压书板的主动滑块47向小车的右端移动，被动滑块43迟滞运动，压书板45变竖直，然后被动滑块43和主动滑块47同步运动，压书板45通过推书板31上的开孔继续向右运动与图书接触后，触发压书板45上的触动开关，压书板的主动滑块47停止移动；推书板31竖直撤出，在推书板31与连杆36连接的第一弹簧合页30的作用下推书板31变倾斜，移动到最左端触发位于滑轨34最左端的接触开关后停止移动。准备下次接书过程。
内箱2的上层摆好的图书数量达到指定数目时，上层的推书机构和压书机构停止工作，内箱2在距离传感器控制下自动上升一层距离，使得下层的推书板上端正好位于分拣口下端，内箱的下层推书机构和压书机构重复接书、摆书操作。
内箱2的下层摆好的图书数量达到指定数目后，小车停止接书，移动到指定卸书区域；工作人员在指定区域先卸载上层摆好的图书；上层摆好的图书卸载后，按动开关，内箱继续上升一层距离，工作人员卸载下层摆好的图书。图书卸载后再按动另外一个开关，小车开始初始化，进入下一个工作周期。
上述实施例是提供给熟悉本领域内的人员来实现或使用本发明的，熟悉本领域的人员可在不脱离本发明的发明思想的情况下，对上述实施例做出种种修改或变化，因而本发明的保护范围并不被上述实施例所限，而应该是符合权利要求书提到的创新性特征的最大范围。
