自动旋转书架

宋振宁

针对现今图书馆管理中遇到的不便，我对图书馆书架的结构进行了创新设计，使书架具有定位图书的功能，还构建了查询终端对书架进行综合管理，建立数据库系统，根据读者的查询指令查找书籍信息，并向书架传递信息，帮助读者迅速定位书架，找到目标图书。

一、项目原理

书架采用柱形结构，每隔一段距离设有一个圆形托盘，可将书放在托盘上。每个书架放同一种类的书，共有5层，所放的书由上到下依次增厚。书架上有挡板，每本书均由挡板分开固定。托盘上有较小突起以辅助分隔及固定书本。

书架整体是一个可旋转的分层支架，中间的轴通过同步电机经减速齿轮驱动后可以旋转。

在两层之间，转轴将不同高度的挡板固定，以分隔每本书，实现对每本书的精确定位，方便机器人完成图书的归还，或帮助读者找到想要的书。挡板高度按螺旋形增加，便于固定不同高度的图书。

书架内部有电机控制模块、同步电机、减速齿轮以及电子标签角度控制装置。

自动旋转书架总体效果如图1所示，图2为其局部图，图3为其结构图。

二、工作流程

1.查詢终端/机器人通过发射器向书架发出请求，书架内部的接收装置接收请求，并将信号发送给电机驱动装置（单片机）。

2.电机驱动装置控制同步电机，在减速齿轮的配合下转动，转轴内壁设计为齿轮状，可在电机齿轮的带动下实现减速，并带动书架转动。根据接收的请求，电机转动合适的角度，让读者需要的书面对读者，方便取阅。

3.通过在转盘上刻线加红外线记数的方式，精确控制转动角度。

4.书架底部的红外线发射口可辅助机器人准确定位。

5.机器人定位到书架后，根据书籍的放置信息，通过机械臂把书籍送到指定高度，书架可配合机器人接纳书籍。

当发生停电或机械故障等意外时，读者可转动书架寻找图书。

三、创新点

1.采用柱形书架结构

书架采用柱形结构而非传统的立方体结构，通过自动转动方式提高查找书籍的效率。

将书籍按照厚度、高度排列，放上书籍后的书架呈螺旋形，新颖美观。将查询终端作为书架的附件，使二者一体化。

查询系统内置控制系统，能控制书架转动，可帮助读者快速找到图书，并辅助机器人定位。

2.引入电子标签

引入RFID（电子标签）进行图书识别及信息存储。电子标签体积小、容积大，可存储书籍的种类、厚度、所在位置等信息。（指导老师：杨 艳）