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基本信息
- 項(xiàng)目名稱：
- 24小時(shí)自助還書(shū)系統(tǒng)
- 來(lái)源：
- 第十二屆“挑戰(zhàn)杯”省賽作品
- 小類：
- 機(jī)械與控制
- 大類：
- 科技發(fā)明制作A類
- 簡(jiǎn)介：
- 圖書(shū)館因受限于開(kāi)放時(shí)間長(zhǎng)短及人力多寡，影響讀者進(jìn)行借還書(shū)的時(shí)間，而利用自助還書(shū)系統(tǒng)則能夠使讀者的還書(shū)過(guò)程變得更為自由和便利，提高服務(wù)效率。 24小時(shí)自助還書(shū)系統(tǒng)的主要功能是：自動(dòng)掃描讀者還回的書(shū)籍，獲取、顯示相關(guān)信息，并分類傳送至對(duì)應(yīng)于不同書(shū)架的還書(shū)車中，實(shí)現(xiàn)圖書(shū)分揀。另外，系統(tǒng)還擁有糾錯(cuò)、溢滿報(bào)警等人性化的功能。系統(tǒng)由計(jì)算機(jī)與單片機(jī)協(xié)調(diào)控制，通過(guò)多個(gè)傳感器及機(jī)械結(jié)構(gòu)共同作用，實(shí)現(xiàn)上述功能。
- 詳細(xì)介紹：
- 隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，人類對(duì)閱讀量的需求越來(lái)越大。圖書(shū)館因受限于開(kāi)放時(shí)間長(zhǎng)短及人力多寡，影響讀者進(jìn)行借還書(shū)的時(shí)間，而利用自助還書(shū)系統(tǒng)則能夠使讀者的還書(shū)過(guò)程變得更為自由和便利，大大提高了圖書(shū)館的服務(wù)效率，同時(shí)將還書(shū)的錯(cuò)誤率降到了最低。 24小時(shí)自助還書(shū)系統(tǒng)的主要功能是：自動(dòng)掃描讀者還回的書(shū)籍，獲取、顯示相關(guān)信息，并分類傳送至對(duì)應(yīng)于不同書(shū)架的還書(shū)車中，實(shí)現(xiàn)圖書(shū)分揀。另外，系統(tǒng)還擁有糾錯(cuò)、溢滿報(bào)警等人性化的功能。系統(tǒng)由計(jì)算機(jī)與單片機(jī)協(xié)調(diào)控制，通過(guò)多個(gè)傳感器及機(jī)械結(jié)構(gòu)共同作用，實(shí)現(xiàn)上述功能。 系統(tǒng)工作過(guò)程為： ① 識(shí)別分類。讀者按要求將待還的書(shū)放到指定的還書(shū)區(qū)域，每次一本，光電傳感器檢測(cè)到書(shū)籍的放置，控制傳送帶啟動(dòng)，將書(shū)向前運(yùn)送，當(dāng)書(shū)運(yùn)動(dòng)到條碼掃描槍的掃描區(qū)域時(shí)，掃描槍會(huì)掃描書(shū)的條碼然后傳送給計(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)根據(jù)條碼在數(shù)據(jù)庫(kù)中查找到書(shū)的相關(guān)信息并顯示在程序界面上，同時(shí)根據(jù)條碼對(duì)書(shū)進(jìn)行分類，以便計(jì)算機(jī)向單片機(jī)發(fā)出指令，控制后續(xù)的動(dòng)作，將書(shū)推送到與所分類別相對(duì)應(yīng)的還書(shū)車中。若讀者沒(méi)有按要求放置書(shū)籍，書(shū)被運(yùn)送到掃描槍的掃描區(qū)域時(shí)，掃描槍不能掃描到書(shū)的條碼，書(shū)會(huì)被自動(dòng)退回，提示讀者重新放置書(shū)籍直到位置正確、系統(tǒng)能夠識(shí)別圖書(shū)為止，正確識(shí)別后，讀書(shū)和讀者的信息將自動(dòng)記錄到電腦中。 ② 運(yùn)輸。系統(tǒng)認(rèn)定位置正確，開(kāi)始傳送書(shū)籍至指定位置，通過(guò)光電傳感器確認(rèn)書(shū)籍到位。 ③ 推送。輸送帶暫停工作,書(shū)籍所在位置處的推板將書(shū)籍推送至對(duì)應(yīng)還書(shū)車中，推板收回。 ④ 存放。還書(shū)車托板自動(dòng)下降書(shū)籍厚度，若還書(shū)車未滿，則繼續(xù)還下一本書(shū)，若還書(shū)車溢滿，則通過(guò)光電傳感器檢測(cè)、報(bào)警，人工將書(shū)籍取出；書(shū)籍取出后托板自動(dòng)上升至初始位置。 整個(gè)系統(tǒng)由四個(gè)部分組成，各部分結(jié)構(gòu)及工作原理如下： ① 識(shí)別分類部分 識(shí)別分類部分由條碼掃描槍、計(jì)算機(jī)、單片機(jī)和光電傳感器組成。 工作原理為：條碼掃描槍掃描圖書(shū)的條碼并傳送給計(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)相應(yīng)的程序會(huì)對(duì)條碼信息進(jìn)行識(shí)別，通過(guò)內(nèi)部的數(shù)據(jù)庫(kù)查找到圖書(shū)的相關(guān)信息并顯示在程序界面上，與此同時(shí)根據(jù)書(shū)的條碼進(jìn)行分類，確定這本書(shū)屬于哪一個(gè)書(shū)架，進(jìn)而計(jì)算機(jī)對(duì)單片機(jī)發(fā)出控制指令，完成后續(xù)分揀動(dòng)作。 ② 運(yùn)輸部分 運(yùn)輸部分由電動(dòng)機(jī)、傳送帶、支架組成，電機(jī)通過(guò)鏈傳動(dòng)驅(qū)動(dòng)傳送帶對(duì)書(shū)籍進(jìn)行運(yùn)輸。 ③ 推送部分 推送部分由電機(jī)、推板、推送支架及光電傳感器等組成。電機(jī)通過(guò)齒輪傳動(dòng)帶動(dòng)同步帶輪，進(jìn)而帶動(dòng)同步帶，推板和同步帶固定在一起，所以電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)便帶動(dòng)推板完成推送動(dòng)作。 工作原理為：根據(jù)識(shí)別過(guò)程中計(jì)算機(jī)所發(fā)出的指令，當(dāng)圖書(shū)被傳送到與之相對(duì)應(yīng)的還書(shū)車處時(shí)，相應(yīng)的傳感器檢測(cè)到書(shū)到達(dá)指定位置，控制傳送帶停止傳送，啟動(dòng)推送機(jī)構(gòu)，將圖書(shū)推送到與圖書(shū)相對(duì)應(yīng)的、分布于傳送帶兩側(cè)的還書(shū)車中。 ④ 存放部分 存放部分主要是由電機(jī)、蝸桿減速器、托板和光電傳感器等構(gòu)成的還書(shū)車。電機(jī)通過(guò)蝸桿減速器，再通過(guò)鏈傳動(dòng)帶動(dòng)鏈條，鏈條和托板固定在一起，這樣電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)便帶動(dòng)托板實(shí)現(xiàn)升降動(dòng)作。 工作原理為：當(dāng)推送機(jī)構(gòu)將書(shū)推送到還書(shū)車的托板上的時(shí)候，在光電傳感器的控制下，托板會(huì)自動(dòng)下降直到書(shū)的上表面略低于傳送帶表面，以便下一本屬于這個(gè)還書(shū)車的書(shū)能夠被推送到這本書(shū)的上面，當(dāng)還書(shū)車中的書(shū)溢滿的時(shí)候，位于還書(shū)車下部的光電傳感器會(huì)檢測(cè)到這一狀況，系統(tǒng)會(huì)提示工作人員對(duì)這一還書(shū)車中已經(jīng)分類的書(shū)進(jìn)行后續(xù)處理。待工作人員取出書(shū)籍后托板自動(dòng)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(shè)計(jì)、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點(diǎn)、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo)
- （1）設(shè)計(jì)目的及基本設(shè)計(jì)思路 隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，人類對(duì)閱讀量的要求越來(lái)越大。圖書(shū)館因受限于開(kāi)放時(shí)間長(zhǎng)短及人力多寡，影響讀者進(jìn)行借還書(shū)的時(shí)間，而利用自助還書(shū)系統(tǒng)則能夠使讀者的還書(shū)過(guò)程變得更為自由和便利，大大提高了圖書(shū)館的服務(wù)效率，同時(shí)將還書(shū)的錯(cuò)誤率降到了最低。 還書(shū)時(shí)，讀者按要求將待還的書(shū)放到指定的還書(shū)區(qū)域，每次一本，系統(tǒng)自動(dòng)對(duì)書(shū)籍進(jìn)行檢測(cè)、分類并推送到相應(yīng)的還書(shū)車中。 （2）創(chuàng)新點(diǎn) ① 對(duì)圖書(shū)的識(shí)別，采用條碼掃描的方式，簡(jiǎn)單實(shí)用，成本低廉。 ② 對(duì)于圖書(shū)推送位置的定位，由傳感器來(lái)完成，不需要高精度的位置控制措施，技術(shù)難度小。 ③ 還書(shū)車的自動(dòng)升降托板設(shè)計(jì)，保證各種厚度不同的書(shū)都能順利進(jìn)入還書(shū)車，降低圖書(shū)損壞的可能性。 ④ 功能齊全，擁有糾錯(cuò)及集滿報(bào)警功能，人性化程度高。 （3）技術(shù)關(guān)鍵 ① 條碼掃描槍的位置放置：保證當(dāng)掃描槍距離傳送帶一定距離的時(shí)候能夠掃描到任何厚度的書(shū)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(shí)、準(zhǔn)確反映被測(cè)量的情況。 ③ 程序中對(duì)各個(gè)動(dòng)作的時(shí)序控制：保證各個(gè)動(dòng)作之間不發(fā)生干涉，同時(shí)盡量縮短一本書(shū)的還書(shū)時(shí)間。 ④ 特殊情況的處理：針對(duì)書(shū)籍位置放置錯(cuò)誤和還書(shū)車溢滿兩種狀況編寫(xiě)合適的處理程序，保證系統(tǒng)在正常工作同時(shí)能夠處理突發(fā)事件。 （4）主要技術(shù)指標(biāo) ① 一本書(shū)還書(shū)時(shí)間：8秒。 ② 最大書(shū)籍尺寸：長(zhǎng)×寬×高 = 25cm × 18cm ×10cm。 ③ 輸入電源：220V，50Hz交流電。
科學(xué)性、先進(jìn)性
- 24小時(shí)自助還書(shū)系統(tǒng)的主要功能是：自動(dòng)掃描讀者還回的書(shū)籍，獲取、顯示相關(guān)信息，并分類傳送至對(duì)應(yīng)于不同書(shū)架的還書(shū)車中，實(shí)現(xiàn)圖書(shū)分揀。另外，系統(tǒng)還擁有糾錯(cuò)、集滿報(bào)警等人性化的功能。系統(tǒng)由計(jì)算機(jī)與單片機(jī)協(xié)調(diào)控制，通過(guò)多個(gè)傳感器及機(jī)械結(jié)構(gòu)共同作用，實(shí)現(xiàn)上述功能。 作品的先進(jìn)性如下： ① 圖書(shū)識(shí)別過(guò)程由條碼掃描槍來(lái)完成，相比于成本高昂的RFID（射頻識(shí)別）技術(shù)，在完成相同功能的前提下更加經(jīng)濟(jì)實(shí)惠。 ② 對(duì)于圖書(shū)到位的控制采用光電傳感器來(lái)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(shū)車的自動(dòng)升降托板設(shè)計(jì)，能夠保證不同厚度、不同新舊程度的書(shū)都能順利被推送進(jìn)還書(shū)車，相比于滑道方式，將圖書(shū)損壞的可能性降到最低。 ④ 功能齊全，擁有糾錯(cuò)及集滿報(bào)警功能，人性化程度高。 ⑤ 總體結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，成本低廉。 作品獨(dú)特性之處在于：相比于市場(chǎng)上同類產(chǎn)品，應(yīng)用更加經(jīng)濟(jì)實(shí)惠的技術(shù)手段完成了相同的功能，更適合于在中小規(guī)模的圖書(shū)館得到普及。
獲獎(jiǎng)情況及鑒定結(jié)果
- 無(wú)
作品所處階段
- 中試階段
技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式
- 無(wú)
作品可展示的形式
- 模型、圖片、錄像、現(xiàn)場(chǎng)演示
使用說(shuō)明,技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì),適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說(shuō)明,市場(chǎng)分析,經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測(cè)
- （1）使用說(shuō)明：讀者按要求將待還的書(shū)放到指定的還書(shū)區(qū)域，每次一本，系統(tǒng)自動(dòng)對(duì)書(shū)籍進(jìn)行檢測(cè)、分類并推送到相應(yīng)的還書(shū)車中。 （2）技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)： ① 對(duì)圖書(shū)的識(shí)別，采用條碼掃描的方式，簡(jiǎn)單實(shí)用，成本低廉。 ② 對(duì)于圖書(shū)推送位置的定位，由傳感器來(lái)完成，不需要高精度的位置控制措施，技術(shù)難度小。 ③ 還書(shū)車的自動(dòng)升降托板設(shè)計(jì)，保證各種厚度不同的書(shū)都能順利進(jìn)入還書(shū)車，并且將圖書(shū)損壞的可能性降到最低。 ④ 功能齊全，擁有糾錯(cuò)及集滿報(bào)警功能，人性化程度高。 （3）適用范圍：中小規(guī)模圖書(shū)館（如高校圖書(shū)館）。 （4）推廣前景： 隨著人們對(duì)精神文明的要求不斷提高，圖書(shū)館的建設(shè)在文化建設(shè)中位置重要，24小時(shí)自助還書(shū)系統(tǒng)不僅可以在圖書(shū)館使用，還可以在大人流的公共場(chǎng)所使用，供人們進(jìn)行自助借閱、自助還書(shū)。而且，由于系統(tǒng)采用技術(shù)難度相對(duì)較小的技術(shù)手段來(lái)實(shí)現(xiàn)各項(xiàng)功能，總體成本低廉，中小規(guī)模圖書(shū)館也能夠接受，易于普及。在市場(chǎng)前景如此廣闊的情況下，24小時(shí)自主還書(shū)系統(tǒng)必將以其超高的性價(jià)比迅速占領(lǐng)市場(chǎng)。
同類課題研究水平概述
- 目前，自助服務(wù)作為一項(xiàng)新興的、具有強(qiáng)大生命力的服務(wù)模式，正逐漸受廣大圖書(shū)館的青睞，并推廣使用。圖書(shū)館自助服務(wù)主要分為館內(nèi)自助服務(wù)和網(wǎng)絡(luò)自助服務(wù)兩種形式，服務(wù)的內(nèi)容包括自助借還書(shū)、自助復(fù)印、網(wǎng)上借閱等，筆者認(rèn)為，實(shí)現(xiàn)自助借還書(shū)是其中最基本的也是最主要的一個(gè)內(nèi)容。因而，一些圖書(shū)館相繼使用了自助借還書(shū)系統(tǒng)。 1974年，第一臺(tái)自助借還書(shū)機(jī)出現(xiàn)在美國(guó)德州大學(xué)達(dá)拉斯分校，但由于本身設(shè)計(jì)存在缺陷，并不是很成功。隨后，美國(guó)3M公司推出改進(jìn)的自助借還書(shū)機(jī)，并于1992年得到美國(guó)愛(ài)荷華洲圖書(shū)館及密蘇里大學(xué)圖書(shū)館的支持進(jìn)行測(cè)試，對(duì)缺陷進(jìn)行修改后開(kāi)發(fā)出更適合的作業(yè)系統(tǒng)，使得自助借還書(shū)系統(tǒng)在90年代成為圖書(shū)館的新寵。目前，在美國(guó)、澳大利亞、英國(guó)等國(guó)家有許多圖書(shū)館都陸續(xù)使用了自助借還書(shū)系統(tǒng)。 雖然我國(guó)已經(jīng)有圖書(shū)館自助還書(shū)系統(tǒng)成功投入使用，但是真正的自助借還書(shū)系統(tǒng)國(guó)內(nèi)還沒(méi)有廠家生產(chǎn),使用單位也比較少。僅有臺(tái)北市圖書(shū)館和溫州市圖書(shū)館及南方個(gè)別圖書(shū)館使用，臺(tái)北市圖書(shū)館使用的是美國(guó)Sirsi公司Unicorn自動(dòng)化系統(tǒng)和新加坡科技公司的自助還書(shū)設(shè)備，這些自助借還書(shū)設(shè)備目前用的都是RFID技術(shù)，該系統(tǒng)不論軟件還是硬件都比較昂貴，最低也要200多萬(wàn)，對(duì)一般中小規(guī)模圖書(shū)館而言，根本沒(méi)有能力引進(jìn)該系統(tǒng)?？傊?我國(guó)圖書(shū)館自動(dòng)化建設(shè)落后發(fā)達(dá)國(guó)家約20年，有較大的差距。 考察國(guó)內(nèi)外各種自助還書(shū)系統(tǒng)，按其功能大致可分為三類。 全自動(dòng)型，這種自助還書(shū)系統(tǒng)是將整個(gè)借還書(shū)的過(guò)程全部自動(dòng)化，完全不需要人的參與，雖然智能程度較高，但是其結(jié)構(gòu)往往是一個(gè)箱體，將圖書(shū)完全封閉在系統(tǒng)內(nèi)部，圖書(shū)在系統(tǒng)內(nèi)部按特定格式擺放，以利于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)借還書(shū)，這樣就受到成本和容量的限制，難以普及。 半自動(dòng)型，這種自主還書(shū)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)圖書(shū)驗(yàn)收的功能，讀者將圖書(shū)放入還書(shū)系統(tǒng)，由還書(shū)系統(tǒng)對(duì)圖書(shū)進(jìn)行掃描，信息處理，進(jìn)而收集到還書(shū)車中，由工作人員將其放回書(shū)架。 功能單一型，這種自助還書(shū)系統(tǒng)實(shí)際上只是完成圖書(shū)識(shí)別確認(rèn)工作，需要讀者將圖書(shū)放在識(shí)別區(qū)域，進(jìn)行掃描確認(rèn)，然后需要讀者將圖書(shū)拿走放到還書(shū)車，最后由圖書(shū)館工作人員將圖書(shū)放回書(shū)架。 針對(duì)以上的研究現(xiàn)狀，我們?cè)O(shè)計(jì)了新型的自助還書(shū)系統(tǒng)，旨在應(yīng)用技術(shù)難度較小的技術(shù)手段為中小規(guī)模圖書(shū)館提供最低成本的、最人性化的自助還書(shū)服務(wù)。
