基本信息
- 項目名稱：
- 24小時自助還書系統(tǒng)
- 小類：
- 機械與控制
- 大類：
- 科技發(fā)明制作A類
- 簡介：
- 圖書館因受限于開放時間長短及人力多寡，影響讀者進行借還書的時間，而利用自助還書系統(tǒng)則能夠使讀者的還書過程變得更為自由和便利，提高服務效率。 24小時自助還書系統(tǒng)的主要功能是：自動掃描讀者還回的書籍，獲取、顯示相關信息，并分類傳送至對應于不同書架的還書車中，實現(xiàn)圖書分揀。另外，系統(tǒng)還擁有糾錯、溢滿報警等人性化的功能。系統(tǒng)由計算機與單片機協(xié)調控制，通過多個傳感器及機械結構共同作用，實現(xiàn)上述功能。
- 詳細介紹：
- 隨著科學技術的快速發(fā)展，人類對閱讀量的需求越來越大。圖書館因受限于開放時間長短及人力多寡，影響讀者進行借還書的時間，而利用自助還書系統(tǒng)則能夠使讀者的還書過程變得更為自由和便利，大大提高了圖書館的服務效率，同時將還書的錯誤率降到了最低。 24小時自助還書系統(tǒng)的主要功能是：自動掃描讀者還回的書籍，獲取、顯示相關信息，并分類傳送至對應于不同書架的還書車中，實現(xiàn)圖書分揀。另外，系統(tǒng)還擁有糾錯、溢滿報警等人性化的功能。系統(tǒng)由計算機與單片機協(xié)調控制，通過多個傳感器及機械結構共同作用，實現(xiàn)上述功能。 系統(tǒng)工作過程為： ① 識別分類。讀者按要求將待還的書放到指定的還書區(qū)域，每次一本，光電傳感器檢測到書籍的放置，控制傳送帶啟動，將書向前運送，當書運動到條碼掃描槍的掃描區(qū)域時，掃描槍會掃描書的條碼然后傳送給計算機，計算機根據(jù)條碼在數(shù)據(jù)庫中查找到書的相關信息并顯示在程序界面上，同時根據(jù)條碼對書進行分類，以便計算機向單片機發(fā)出指令，控制后續(xù)的動作，將書推送到與所分類別相對應的還書車中。若讀者沒有按要求放置書籍，書被運送到掃描槍的掃描區(qū)域時，掃描槍不能掃描到書的條碼，書會被自動退回，提示讀者重新放置書籍直到位置正確、系統(tǒng)能夠識別圖書為止，正確識別后，讀書和讀者的信息將自動記錄到電腦中。 ② 運輸。系統(tǒng)認定位置正確，開始傳送書籍至指定位置，通過光電傳感器確認書籍到位。 ③ 推送。輸送帶暫停工作,書籍所在位置處的推板將書籍推送至對應還書車中，推板收回。 ④ 存放。還書車托板自動下降書籍厚度，若還書車未滿，則繼續(xù)還下一本書，若還書車溢滿，則通過光電傳感器檢測、報警，人工將書籍取出；書籍取出后托板自動上升至初始位置。 整個系統(tǒng)由四個部分組成，各部分結構及工作原理如下： ① 識別分類部分 識別分類部分由條碼掃描槍、計算機、單片機和光電傳感器組成。 工作原理為：條碼掃描槍掃描圖書的條碼并傳送給計算機，計算機相應的程序會對條碼信息進行識別，通過內部的數(shù)據(jù)庫查找到圖書的相關信息并顯示在程序界面上，與此同時根據(jù)書的條碼進行分類，確定這本書屬于哪一個書架，進而計算機對單片機發(fā)出控制指令，完成后續(xù)分揀動作。 ② 運輸部分 運輸部分由電動機、傳送帶、支架組成，電機通過鏈傳動驅動傳送帶對書籍進行運輸。 ③ 推送部分 推送部分由電機、推板、推送支架及光電傳感器等組成。電機通過齒輪傳動帶動同步帶輪，進而帶動同步帶，推板和同步帶固定在一起，所以電機轉動便帶動推板完成推送動作。 工作原理為：根據(jù)識別過程中計算機所發(fā)出的指令，當圖書被傳送到與之相對應的還書車處時，相應的傳感器檢測到書到達指定位置，控制傳送帶停止傳送，啟動推送機構，將圖書推送到與圖書相對應的、分布于傳送帶兩側的還書車中。 ④ 存放部分 存放部分主要是由電機、蝸桿減速器、托板和光電傳感器等構成的還書車。電機通過蝸桿減速器，再通過鏈傳動帶動鏈條，鏈條和托板固定在一起，這樣電機轉動便帶動托板實現(xiàn)升降動作。 工作原理為：當推送機構將書推送到還書車的托板上的時候，在光電傳感器的控制下，托板會自動下降直到書的上表面略低于傳送帶表面，以便下一本屬于這個還書車的書能夠被推送到這本書的上面，當還書車中的書溢滿的時候，位于還書車下部的光電傳感器會檢測到這一狀況，系統(tǒng)會提示工作人員對這一還書車中已經分類的書進行后續(xù)處理。待工作人員取出書籍后托板自動上升至初始位置（上表面略低于傳送帶表面）。
作品圖片
作品專業(yè)信息
設計、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點、技術關鍵和主要技術指標
- （1）設計目的及基本設計思路 隨著科學技術的快速發(fā)展，人類對閱讀量的要求越來越大。圖書館因受限于開放時間長短及人力多寡，影響讀者進行借還書的時間，而利用自助還書系統(tǒng)則能夠使讀者的還書過程變得更為自由和便利，大大提高了圖書館的服務效率，同時將還書的錯誤率降到了最低。 還書時，讀者按要求將待還的書放到指定的還書區(qū)域，每次一本，系統(tǒng)自動對書籍進行檢測、分類并推送到相應的還書車中。 （2）創(chuàng)新點 ① 對圖書的識別，采用條碼掃描的方式，簡單實用，成本低廉。 ② 對于圖書推送位置的定位，由傳感器來完成，不需要高精度的位置控制措施，技術難度小。 ③ 還書車的自動升降托板設計，保證各種厚度不同的書都能順利進入還書車，降低圖書損壞的可能性。 ④ 功能齊全，擁有糾錯及集滿報警功能，人性化程度高。 （3）技術關鍵 ① 條碼掃描槍的位置放置：保證當掃描槍距離傳送帶一定距離的時候能夠掃描到任何厚度的書籍的條碼。 ② 傳感器安放位置：保證傳感器安放之后處于最佳工作狀態(tài)，能夠真實、準確反映被測量的情況。 ③ 程序中對各個動作的時序控制：保證各個動作之間不發(fā)生干涉，同時盡量縮短一本書的還書時間。 ④ 特殊情況的處理：針對書籍位置放置錯誤和還書車溢滿兩種狀況編寫合適的處理程序，保證系統(tǒng)在正常工作同時能夠處理突發(fā)事件。 （4）主要技術指標 ① 一本書還書時間：8秒。 ② 最大書籍尺寸：長×寬×高 = 25cm × 18cm ×10cm。 ③ 輸入電源：220V，50Hz交流電。
科學性、先進性
- 24小時自助還書系統(tǒng)的主要功能是：自動掃描讀者還回的書籍，獲取、顯示相關信息，并分類傳送至對應于不同書架的還書車中，實現(xiàn)圖書分揀。另外，系統(tǒng)還擁有糾錯、集滿報警等人性化的功能。系統(tǒng)由計算機與單片機協(xié)調控制，通過多個傳感器及機械結構共同作用，實現(xiàn)上述功能。 作品的先進性如下： ① 圖書識別過程由條碼掃描槍來完成，相比于成本高昂的RFID（射頻識別）技術，在完成相同功能的前提下更加經濟實惠。 ② 對于圖書到位的控制采用光電傳感器來完成，相比于采用高精度伺服控制的閉環(huán)系統(tǒng)，成本大大降低。 ③ 還書車的自動升降托板設計，能夠保證不同厚度、不同新舊程度的書都能順利被推送進還書車，相比于滑道方式，將圖書損壞的可能性降到最低。 ④ 功能齊全，擁有糾錯及集滿報警功能，人性化程度高。 ⑤ 總體結構比較簡單，成本低廉。 作品獨特性之處在于：相比于市場上同類產品，應用更加經濟實惠的技術手段完成了相同的功能，更適合于在中小規(guī)模的圖書館得到普及。
獲獎情況及鑒定結果
- 無
作品所處階段
- 中試階段
技術轉讓方式
- 無
作品可展示的形式
- 模型、圖片、錄像、現(xiàn)場演示
使用說明,技術特點和優(yōu)勢,適應范圍,推廣前景的技術性說明,市場分析,經濟效益預測
- （1）使用說明：讀者按要求將待還的書放到指定的還書區(qū)域，每次一本，系統(tǒng)自動對書籍進行檢測、分類并推送到相應的還書車中。 （2）技術特點和優(yōu)勢： ① 對圖書的識別，采用條碼掃描的方式，簡單實用，成本低廉。 ② 對于圖書推送位置的定位，由傳感器來完成，不需要高精度的位置控制措施，技術難度小。 ③ 還書車的自動升降托板設計，保證各種厚度不同的書都能順利進入還書車，并且將圖書損壞的可能性降到最低。 ④ 功能齊全，擁有糾錯及集滿報警功能，人性化程度高。 （3）適用范圍：中小規(guī)模圖書館（如高校圖書館）。 （4）推廣前景： 隨著人們對精神文明的要求不斷提高，圖書館的建設在文化建設中位置重要，24小時自助還書系統(tǒng)不僅可以在圖書館使用，還可以在大人流的公共場所使用，供人們進行自助借閱、自助還書。而且，由于系統(tǒng)采用技術難度相對較小的技術手段來實現(xiàn)各項功能，總體成本低廉，中小規(guī)模圖書館也能夠接受，易于普及。在市場前景如此廣闊的情況下，24小時自主還書系統(tǒng)必將以其超高的性價比迅速占領市場。
同類課題研究水平概述
- 目前，自助服務作為一項新興的、具有強大生命力的服務模式，正逐漸受廣大圖書館的青睞，并推廣使用。圖書館自助服務主要分為館內自助服務和網絡自助服務兩種形式，服務的內容包括自助借還書、自助復印、網上借閱等，筆者認為，實現(xiàn)自助借還書是其中最基本的也是最主要的一個內容。因而，一些圖書館相繼使用了自助借還書系統(tǒng)。 1974年，第一臺自助借還書機出現(xiàn)在美國德州大學達拉斯分校，但由于本身設計存在缺陷，并不是很成功。隨后，美國3M公司推出改進的自助借還書機，并于1992年得到美國愛荷華洲圖書館及密蘇里大學圖書館的支持進行測試，對缺陷進行修改后開發(fā)出更適合的作業(yè)系統(tǒng)，使得自助借還書系統(tǒng)在90年代成為圖書館的新寵。目前，在美國、澳大利亞、英國等國家有許多圖書館都陸續(xù)使用了自助借還書系統(tǒng)。 雖然我國已經有圖書館自助還書系統(tǒng)成功投入使用，但是真正的自助借還書系統(tǒng)國內還沒有廠家生產,使用單位也比較少。僅有臺北市圖書館和溫州市圖書館及南方個別圖書館使用，臺北市圖書館使用的是美國Sirsi公司Unicorn自動化系統(tǒng)和新加坡科技公司的自助還書設備，這些自助借還書設備目前用的都是RFID技術，該系統(tǒng)不論軟件還是硬件都比較昂貴，最低也要200多萬，對一般中小規(guī)模圖書館而言，根本沒有能力引進該系統(tǒng)?？傊?我國圖書館自動化建設落后發(fā)達國家約20年，有較大的差距。 考察國內外各種自助還書系統(tǒng)，按其功能大致可分為三類。 全自動型，這種自助還書系統(tǒng)是將整個借還書的過程全部自動化，完全不需要人的參與，雖然智能程度較高，但是其結構往往是一個箱體，將圖書完全封閉在系統(tǒng)內部，圖書在系統(tǒng)內部按特定格式擺放，以利于實現(xiàn)自動借還書，這樣就受到成本和容量的限制，難以普及。 半自動型，這種自主還書系統(tǒng)實現(xiàn)圖書驗收的功能，讀者將圖書放入還書系統(tǒng)，由還書系統(tǒng)對圖書進行掃描，信息處理，進而收集到還書車中，由工作人員將其放回書架。 功能單一型，這種自助還書系統(tǒng)實際上只是完成圖書識別確認工作，需要讀者將圖書放在識別區(qū)域，進行掃描確認，然后需要讀者將圖書拿走放到還書車，最后由圖書館工作人員將圖書放回書架。 針對以上的研究現(xiàn)狀，我們設計了新型的自助還書系統(tǒng)，旨在應用技術難度較小的技術手段為中小規(guī)模圖書館提供最低成本的、最人性化的自助還書服務。
