自動旋轉書架

文山東省濟寧市第一中學 宋振寧

針對現今圖書館管理中遇到的不便，我對圖書館書架的結構進行了創新設計，使書架具有定位圖書的功能，還構建了查詢終端對書架進行綜合管理，建立數據庫系統，根據讀者的查詢指令查找書籍信息，并向書架傳遞信息，幫助讀者迅速定位書架，找到目標圖書。

一、項目原理

書架采用柱形結構，每隔一段距離設有一個圓形托盤，可將書放在托盤上。每個書架放同一種類的書，共有5層，所放的書由上到下依次增厚。書架上有擋板，每本書均由擋板分開固定。托盤上有較小突起以輔助分隔及固定書本。

書架整體是一個可旋轉的分層支架，中間的軸通過同步電機經減速齒輪驅動后可以旋轉。

在兩層之間，轉軸將不同高度的擋板固定，以分隔每本書，實現對每本書的精確定位，方便機器人完成圖書的歸還，或幫助讀者找到想要的書。擋板高度按螺旋形增加，便于固定不同高度的圖書。

書架內部有電機控制模塊、同步電機、減速齒輪以及電子標簽角度控制裝置。

自動旋轉書架總體效果如圖1所示，圖2為其局部圖，圖3為其結構圖。

圖1 自動旋轉書架總體效果圖

圖2 自動旋轉書架局部圖

圖3 自動旋轉書架結構圖

二、工作流程

1.查詢終端/機器人通過發射器向書架發出請求，書架內部的接收裝置接收請求，并將信號發送給電機驅動裝置（單片機）。

2.電機驅動裝置控制同步電機，在減速齒輪的配合下轉動，轉軸內壁設計為齒輪狀，可在電機齒輪的帶動下實現減速，并帶動書架轉動。根據接收的請求，電機轉動合適的角度，讓讀者需要的書面對讀者，方便取閱。

3.通過在轉盤上刻線加紅外線記數的方式，精確控制轉動角度。

4.書架底部的紅外線發射口可輔助機器人準確定位。

5.機器人定位到書架后，根據書籍的放置信息，通過機械臂把書籍送到指定高度，書架可配合機器人接納書籍。

當發生停電或機械故障等意外時，讀者可轉動書架尋找圖書。

三、創新點

1.采用柱形書架結構

書架采用柱形結構而非傳統的立方體結構，通過自動轉動方式提高查找書籍的效率。

將書籍按照厚度、高度排列，放上書籍后的書架呈螺旋形，新穎美觀。將查詢終端作為書架的附件，使二者一體化。

查詢系統內置控制系統，能控制書架轉動，可幫助讀者快速找到圖書，并輔助機器人定位。

2.引入電子標簽

引入RFID（電子標簽）進行圖書識別及信息存儲。電子標簽體積小、容積大，可存儲書籍的種類、厚度、所在位置等信息。