顶出机构的图书归还装置及研究.pdf

顶出机构的图书归还装置及研究边军阳，赵鹏，王超（安图实验仪器（郑州)有限公司，河南郑州450 0 47）摘要：针对图书馆归还图书过程可能造成的图书褶皱和损坏问题，在成本严格受控的前提下提出一种顶出机构的图书归还装置，其结构简单，在人工归还图书的过程中能够有效减少图书褶皱或损坏，实现图书归还过程的机械化，能够减少还书时间,降低图书管理员工作量，提高图书管理效率。通过应用实例验证了本装置的可行性与有效性。关键词：图书管理；还书装置；机械化中图分类号：TH1320引言随着社会文明程度以及科学文化素养的提升，人们对图书馆阅读的需求随之不断提升，图书馆应更多地发挥其社会教育的职能，助力国家精神文明建设。近年来，国内外大力发展与多种先进技术紧密结合的智能化图书馆 2-5,通过引人多种智能设备与系统，大体上建立了新一代智能图书馆管理系统，使图书管理员得以从密集的体力劳动中解放。基于近场通信(NFC)技术设计并实现了一种图书馆移动服务系统，以实现读者基于移动终端进行的图书自助借还，并提供额外的泛在化服务，从而提高图书资源利用率并提升服务质量 6 。提出一种称为RF-Scanner的智能图书管理系统，该系统结合机器人车辆技术和射频识别(RFID)技术自动执行不间断的书架扫描，以实现低误差精度的图书定位和图书检测门。然而，智能化设备与系统引入了较高成本的基础设施以及较为复杂的系统部署，显著增加了图书馆建设、运营与维护成本。同时，受限于现有图书摆放模式以及借阅模式，智能图书馆管理系统难以实现完全的智能化 8 ,具有一定程度的局限性。这显然是部分小型或预算敏感型图书馆所难以接受的。对于传统图书馆管理系统，基于人工进行的书籍分类与归还过程是图书馆运营过程中的主要问题，对于现有的人工手动检查每个书架并进行书籍逐一归还的工作模式，图书管理员所承担的工作量非常繁重，且错误率较高、工作效率较低9。同时，图书管理员手工放置图书过程可能造成图书褶皱或损坏，进而减少图书的可阅读寿命。对于以上问题，考虑引人机械手 3、10 1等结构简单、成本低廉的轻型装置，以辅助人工进行图书的放置，进而实现对系统智能化、设备机械化与系统成本、复杂度之间的折衷。基于传统图书馆管理系统，即人工进行图书归还的前提下提出一种结构简单、成本受控，且能有效减少图书的褶皱或损坏、减少还书时间的顶出机构的图书归还装置，以实现还书装置的人工机械化，在不大幅增加成本的前提下提高图书管理效率，减轻图书管理员的工作量。20设备管理与维修2 0 2 3No10（上）文献标识码：BDOl:10.16621/ki.issn1001-0599.2023.10.091装置结构设计提出一种结构相对简单的顶出机构的图书归还装置(图1)。该装置主体结构由楔形书夹、联动夹杆、弹射杆、连接杆、以及伸缩杆5个部分组成，其中伸缩杆与弹射杆组合构成顶出机构。以下对该图书归还装置各部分结构及功能进行说明。弹射杆连接杆伸缩杆图1顶出机构的图书归还装置楔形书夹用于夹取图书，由一平直面与一倾斜面共同构成，其平直面一端与联动夹杆相连接。图书归还装置联动夹杆如图2 所示，联动夹杆通过螺旋弹簧、扭转弹簧和橡胶弹簧等弹性装置固定在弹射杆上，其一端与楔形书夹相连接，弹射杆弹射部分固定在连接杆上，在夹杆的一面上开有凹槽，其中伸缩杆的两端分别固定于凹槽内，弹射杆一端固定在伸缩杆上，伸缩杆与弹出杆共同构成顶出机构。图书归还装置连接杆如图3所示，连接杆下端有开口，上端有用于楔形书夹移动的槽口，其中开口位于靠近弹射杆的部分，槽口位于靠近联动夹杆与楔形书夹连接的部分。2装置工作原理简要介绍顶出机构的图书归还装置的工作原理。图书归还装置关键结构设置在于伸缩杆与弹出杆所构成的顶出机构，能楔形书夹联动夹杆设计研究一联动夹杆凹槽伸缩杆图2 图书归还装置联动夹杆槽口开口图3图书归还装置连接杆够在目标图书进入书架后将目标图书顶出，同时抽出、复原该装置。当进行归还图书操作时，图书管理员首先对目标图书进行分类并定位目标图书应当放置的位置，之后手持该图书归还装置，将目标图书夹持在联动夹杆处，用力按压联动夹杆，同时拉动伸缩杆使得目标图书被固定在凹槽处的最底端，从而带动弹射杆使其收缩。因此，可以将目标图书夹持在楔形书夹的下端直面处，同时楔形书夹的上端闭合，之后目标图书放人书柜过程则使用楔形书夹的上端面去拨开其他图书，由此目标图书随该归还装置一同进入书柜。之后松开联动夹杆，伸缩杆随之复原，同时带动弹射杆内的弹簧复原使弹射杆弹出，从而顶出目标图书，实现目标图书进人书柜，归还装置随之收回。由此，可在不显著增大成本的同时实现图书归还过程的机械化，减少图书管理员的工作量，提高图书管理效率。3应用实例通过实施案例对顶出机构的图书归还装置的工作过程进行演示说明，并对该图书归还装置的可行性与有效性进行验证。考虑该图书归还装置中联动夹杆和弹射杆之间使用螺旋弹簧和橡胶弹簧两种弹性装置进行固定，分别对两种设计在河南机电职业学院图书馆进行多次独立的重复实验。以联动夹杆和弹射杆之间使用螺旋弹簧进行固定的装置为例，实际使用过程中，在完成目标图书的分类与定位工作后，进行目标图书的归还。图书归还过程中，首先需要夹紧该图书归还装置的联动夹杆使得夹书面夹紧，此时目标图书被楔形书夹所固定，之后拉伸该装置伸缩杆，将其拉至联动夹杆的最底端后，使得该装置弹射杆缩回。完成夹持图书过程后，使用楔形书夹上端的倾斜面将目标图书周边图书分开，为目标图书的归还入书架腾出足够空间，之后通过该归还装置将设计研究目标图书插入其中，松开联动夹杆使伸缩杆复位，从而使弹射杆弹出将目标图书顶出，同时可将该归还装置抽出，至此完成图书归还过程。图书归还装置中联动夹杆和弹射杆之间使用橡胶弹簧进行固定的情况同理，与前一种情况使用过程中的不同之处在于，此时装置通过橡胶弹簧复位使伸缩杆恢复原状，从而使弹射杆弹出把书顶出，并抽出该归还装置，完成图书归还过程。对于以上两种情况进行多次独立的重复实验，均能够快速、便捷地完成图书归还过程，充分说明顶出机构的图书归还装置在使用过程中操作简单、效果良好，同时有效地减少了工作人员的任务量，提高了工作效率，有效解决了现有操作方法可能会使图书破损的问题。4结束语提出一种顶出机构的图书归还装置，包括楔形书夹和连接楔形书夹的联动夹杆，其中联动夹杆通过其他弹性装置固定在弹射杆上，一端与楔形书夹相连，且弹射杆弹射部分固定在连接杆上。连接杆上有两个缺口用于移动夹杆去夹书，在夹杆的一面上有凹槽,其中伸缩杆的两端分别固定在凹槽内，与弹出杆构成顶出机构。相对于现有技术而言，该装置结构简单、操作简便,能有效避免在人工归还图书过程中可能的引起的图书褶皱或损坏问题，在不显著增加系统成本的前提下减少了归还图书操作的时间，降低图书管理员的工作量，提高了图书管理效率。1李伟民.高校自助图书馆管理系统的设计与实现 D.长春：吉林大学,2 0 14.2冯崇，鲁欣，齐波，等.基于激光SLAM还书机器人的设计 J.洛阳理工学院学报（自然科学版）,2 0 2 2,32（3）：44-52.3周占明.图书馆ATM机机械手控制系统及隔书板变形误差的研究 D.武汉：华中科技大学，2 0 14.4】冯银花.高校智能书柜应用场景探讨 J.图书馆学研究，2 0 2 1(16)：44-50.5 Zhang J,Liu X,Gu T,et al.An RFID and computer vision fusionsystem for book inventory using mobile robotCJ.IEEE INFOCOM2022-IEEE Conference on Computer Communications.IEEE,2022:1239-1248.6】钱海钢.基于NFC的图书馆移动服务探索：以广东省立中山图书馆为例 J.图书馆论坛,2 0 15,35（8）：132-136.7 Liu J,Zhu F,Wang Y,et al.RF-scanner:Shelf scanning with robot-assisted RFID systemsCJ.IEEE INFOCOM 2017-IEEE Conferenceon Computer Communications,IEEE,2017:1-9.8杨丽君.图书馆借还书系统设计研究 J.江西化工,2 0 18（6)：2 15-2 17.9李华艳.公共图书馆社会教育职能的理论思考与实践探索 J.图书馆,2 0 2 1(8):9 6-10 1.10 Yang M,Yang E,Zante R C,et al.Collaborative mobile industrialmanipulator:a review of system architecture and applications c.2019 25th International Conference on Automation and Comput-ing(ICAC).IEEE,2019:1-6.参考文献设备管理与维修2 0 2 3No10（上）【编辑毕来金】21