一种一体式图书借还分类机及其工作方法技术领域
本发明涉及一种用于图书馆实现自助借书，自助还书且能对不同种类的图书进行
分类整理的一体式图书借还分类机及工作方法，属于运输技术领域。
背景技术
目前图书馆图书借阅量很大，并且许多图书馆借还书还需要人工操作，工作量大，
效率较低。目前应用中的自助借还机还不具有对图书的分类整理功能。
中国专利文件(申请号201420644999.9)公开了一种图书馆智能还书分拣系统，包
括控制系统、用于接受归还图书的还书机构和用于将归还图书分拣传送的分拣系统；所述
控制系统包括用于扫描归还图书信息的激光扫描器、计算机以及单片机，所述激光扫描器
设置于还书机构的还书口处，并与计算机连接；所述计算机还通过单片机分别与还书机构
以及分拣系统连接。该专利文件所公开的技术方案易对图书造成破坏；其还书机构未设置
辅助夹书装置，图书进入还书机构的放置方式不确定，影响其后续分拣工作；进行分类工作
时，图书直接由传送带掉入书筐，受图书重量及图书摆放等条件影响往往不能精确控制，且
易造成图书损坏，无法实现整齐放置图书。此方案只适用于图书分拣工作，未能实现图书自
助借还功能，功能单一，效果差。
现有的用于图书馆图书自助借还分类的技术方案功能单一，效果较差，受图书厚
度、大小、重量等条件影响很大，甚至某些特殊情况下根本无法运行，因此，研发一种人性化
的自助图书借还分类机器具有十分重要的推广价值。
发明内容
针对现有技术的不足，为了实现借还书的智能化与自动化，缓解图书馆借还书时
出现的排队现象，减轻图书管理人员的劳动量，将图书馆员工从日常的繁重的工作中解放
出来，帮助图书馆提高服务层次，本发明提供了一种实现自助借书，自助还书，自动进行图
书分类整理的一体式图书借还分类机。
本发明还提供上述一体式图书借还分类机的使用方法。
本发明的技术方案如下：
一种一体式图书借还分类机，包括：前部操作台部分，图书输送部分，图书装车部
分；
前部操作台部分设有包括触控显示器、图书条码扫描仪、夹书滚筒及电控装置，夹
书滚筒用于卷入待还图书，电控装置用于控制机器运行；触控显示器用于人机交互，显示自
助借还书操作界面，读者通过液晶显示屏和相应的语音提示就可以进行借书和还书操作；
图书条码扫描仪用来扫描图书条码识别图书信息；夹书滚筒在还书时用来将图书卷进机
器，以便后续分类工作；电控装置用来对机器运行进行控制，使机器有序地工作，还可实现
与上位机通讯，实时监控机器运行情况，实时将图书信息写入数据库；
图书输送部分设有输送链、推书机构、夹书夹及驱动装置，推书机构设于输送链上
方，推书机构用于将图书推离夹书夹，夹书夹设于输送链上，驱动装置通过链轮使输送链移
动；
图书装车部分设有轨道、装车机械臂、装书小车，装车机械臂通过齿轮齿条设于轨
道上，装书小车设于轨道一侧。装车机械臂可沿轨道上下移动，装书小车用于接收来自装车
机械臂的图书。装车机械臂用于把推书机构顶出来的图书夹持住、且运送至装书小车的指
定位置(视装书小车内图书多少而定)，然后放置在装书小车上。
根据本发明优选的，前部操作台还包括充消磁器。充消磁器可对图书中的复合磁
条反复充消磁，对图书解除或附上防盗功能。
根据本发明优选的，触控显示器设于前部操作台上部。面向读者，以便读者进行借
还书操作。
根据本发明优选的，前部操作台中部设有V型槽，以便放置展开的图书，V型槽上方
设置图书条码扫描仪，V型槽底部左侧设有夹书滚筒入口，V型槽底部右侧设有充消磁器，电
控装置设于前部操作台底部。
根据本发明优选的，图书输送部分还包括紫外消毒灯，紫外消毒灯设于输送链上
方。紫外消毒灯用于在图书输送过程中对图书进行杀菌。此设计的好处在于实现了图书输
送和杀菌消毒的同步。
根据本发明优选的，图书输送部分还包括链拉紧装置，链拉紧装置设于图书输送
部分一侧，链拉紧装置包括拉紧杆，拉紧杆一端通过弹簧与挡板相连，弹簧一端设有调整螺
丝，拉紧杆另一端连接输送链的链轮。通过调节调整螺丝带动拉紧杆移动，使输送链两链轮
的间距增大从而将输送链拉紧，链拉紧装置可避免输送链出现松弛现象，避免输送链无法
正常运行。
根据本发明优选的，输送链的每个链节的两端均设有夹书夹，相邻链节之间的两
个夹书夹构成一对夹书装置，推书机构设于输送链的上方，驱动装置设于图书输送部分下
部。
输送链与夹书夹配合实现图书的夹持和输送，在输送链移动至链轮处，夹书夹的
两侧书夹就会张开，此时夹书滚筒将图书运送至夹书夹上，然后输送链继续前进，相邻链节
之间的夹书夹会慢慢呈闭合状从而将图书夹住，由输送链将图书运送至指定位置，此设计
的好处在于，通过链传动机构实现了夹书夹的张开和闭合，从而夹持图书，避免了采用机械
手等电控装置夹持图书，导致适用性差，可靠性低，此设计使图书输送更加安全、可靠。推书
机构用于将到达指定位置的图书由夹书夹中顶出。
进一步优选的，每个链节两端设置的夹书夹中，其中一个夹书夹为固定夹书夹，与
链节固定连接，另一个夹书夹为滑动夹书夹，滑动夹书夹底部沿链节传动方向设有滑槽，滑
动夹书夹通过夹书夹弹簧与固定夹书连接。当遇到较厚图书时，两夹书夹慢慢闭合时，滑动
夹书夹可沿滑槽移动，从而适应图书的不同厚度。
进一步优选的，相邻链节之间的两个夹书夹的间距范围为10mm～40mm，如需特殊
要求可定制相应间距的夹书夹，将厚度要求较特殊的夹书夹放置在输送链上，当遇到厚度
特殊的图书时，由电控装置控制机器自动使用特殊夹书夹，从而使适用范围更广。
根据本发明优选的，驱动装置用来驱动输送链的运行，驱动装置中设有槽轮机构，
以便使输送链实现间歇运动从而使夹书夹与夹书滚筒和装车机械臂对齐，还可为图书由夹
书滚筒装入夹书夹和推书机构将图书从夹书夹中推出提供时间。此设计的好处在于驱动装
置提供间歇运动实现了各部分的配合，使机器有条不紊地运行，提高了工作效率，降低了故
障发生频率，使可靠性大大提高。
根据本发明优选的，推书机构包括滑块、导轨和推书杆，滑块位于导轨上，滑块与
推书杆相连。滑块在导轨上来回移动，带动推书杆在夹书夹内来回移动，推书杆将夹书夹内
的图书推至装车机械臂内。
根据本发明优选的，装车机械臂底部设有底板，底板水平延伸至夹书夹底部。底板
起通道和承接的作用，使推书机构准确将图书推至装车机械臂内，以免图书滑落。
一种利用上述一体式图书借还分类机的工作方法，包括步骤如下：
(1)操作者在前部操作台部分选择操作目的，如果是借书，进入步骤(2)，如果是还
书，进入步骤(3)；
(2)借书时，将书放至图书条码扫描仪下方，待图书条码扫描仪扫描完毕后，系统
提示借书完成；
(3)还书时，将书放至图书条码扫描仪下方，待图书条码扫描仪扫描完毕后，启动
夹书滚筒将图书卷入装置内，系统提示还书完成；
图书经过条码扫描后，电控装置查询图书数据库确定图书所属类别，夹书滚筒将
图书运送至夹书夹，输送链带动夹书夹继续向前运动，图书被运送至所属类的图书装车部
分处；
然后由推书机构将图书推至装车机械臂内，再由装车机械臂将书送到装书小车
内。
本发明的有益效果在于：
1、本发明采用了独特的图书输送链设计，设计了可自动根据图书厚度调整的夹书
夹、推书机构、装车机械臂，综合考虑了各种有损图书的问题，避免了一些不可控因素的影
响，可整齐放置图书，对不用厚度、大小的图书普遍适用，使适用性大大提高。同时集自助图
书借还分类一体的设计，使此方案功能更加完善，效率大大提高。
2、利用本发明的技术方案，可实现借书、还书的智能化和自动化，即减轻了书籍管
理人员的工作量，同时可使还书操作不必受制于图书馆的工作时间，方便读者归还。
3、利用本发明的技术方案在对图书的收纳和分类、输送过程中对图书损伤小，避
免暴力抓取和滚摔，十分有利于维护书籍封面完整无缺。
4、本发明的技术方案可实现还书分类一体化和还书杀菌一体化，在还书过程中即
对书籍进行紫外杀菌，有利于维护读者和工作人员身体健康。
附图说明
图1为本发明一体式图书借还分类机的主体结构示意图；
图2为本发明一体式图书借还分类机的前部操作台部分结构示意图；
图3为本发明一体式图书借还分类机的图书输送部分结构示意图；
图4为本发明一体式图书借还分类机的图书装车部分结构示意图；
图5为本发明一体式图书借还分类机的借书示意图；
图6为本发明一体式图书借还分类机的还书示意图，图6中的箭头a、b、c、d标示图
书由夹书滚筒入口进入后的移动轨迹；
图7为本发明一体式图书借还分类机的图书装车示意图；
图8为本发明一体式图书借还分类机的输送链和夹书夹示意图；图8中的箭头指示
链条在传动过程中相邻链节间的夹书夹由打开到闭合的过程；
图9为本发明一体式图书借还分类机的推书机构示意图；图9中的箭头指示推书机
构推移图书的移动方向；
图10为本发明一体式图书借还分类机的整体结构示意图；
图11为本发明链拉紧装置结构示意图；
图12为本发明滑动夹书夹的放大结构示意图；
图13为本发明相邻链节之间的两个夹书夹的间距做不同距离设置示意图；
其中：101前部操作台部分，102图书输送部分，103图书装车部分；
1触控显示器，2图书条码扫描仪；3夹书滚筒，4充消磁器，5电控装置，6图书；
11输送链，12推书机构，13紫外消毒灯，14夹书夹，15链拉紧装置，16驱动装置；
21装车机械臂，22装书小车，23轨道；
31滑块，32导轨，33推书杆；
41拉紧杆，42弹簧，43调整螺丝，44挡板；
51夹书夹弹簧，52滑槽。
具体实施方式
下面通过实施例并结合附图对本发明做进一步说明，但不限于此。
如图1-13所示。
实施例1：
一种一体式图书借还分类机，包括：前部操作台部分，图书输送部分，图书装车部
分；
前部操作台部分设有包括触控显示器，触控显示器采用15"TFT LCD高亮液晶显示
器，图书条码扫描仪，图书条码扫描仪采用FS36固定式条码阅读器，夹书滚筒及电控装置，
电控装置采用普通微型计算机，夹书滚筒用于卷入待还图书，电控装置用于控制机器运行；
触控显示器用于人机交互，显示自助借还书操作界面，读者通过液晶显示屏和相应的语音
提示就可以进行借书和还书操作；图书条码扫描仪用来扫描图书条码识别图书信息；夹书
滚筒在还书时用来将图书卷进机器，以便后续分类工作；电控装置用来对机器运行进行控
制，使机器有序地工作，还可实现与上位机通讯，实时监控机器运行情况，实时将图书信息
写入数据库；
图书输送部分设有输送链、推书机构、夹书夹及驱动装置，推书机构设于输送链上
方，推书机构用于将图书推离夹书夹，夹书夹设于输送链上，驱动装置通过链轮使输送链移
动；
图书装车部分设有轨道、装车机械臂、装书小车，装车机械臂通过齿轮齿条设于轨
道上，装书小车设于轨道一侧。装车机械臂可沿轨道上下移动，装书小车用于接收来自装车
机械臂的图书。装车机械臂用于把推书机构顶出来的图书夹持住、且运送至装书小车的指
定位置(视装书小车内图书多少而定)，然后放置在装书小车上。
实施例2：
一种一体式图书借还分类机，其结构如实施例1所述，所不同的是，前部操作台还
包括充消磁器，充消磁器采用充消回检一体机LD800。充消磁器可对图书中的复合磁条反复
充消磁，对图书解除或附上防盗功能。
实施例3：
一种一体式图书借还分类机，其结构如实施例1所述，所不同的是，触控显示器设
于前部操作台上部。面向读者，以便读者进行借还书操作。
实施例4：
一种一体式图书借还分类机，其结构如实施例2所述，所不同的是，前部操作台中
部设有V型槽，以便放置展开的图书，V型槽上方设置图书条码扫描仪，V型槽底部左侧设有
夹书滚筒入口，V型槽底部右侧设有充消磁器，电控装置设于前部操作台底部。
实施例5：
一种一体式图书借还分类机，其结构如实施例1所述，所不同的是，图书输送部分
还包括紫外消毒灯，紫外消毒灯设于输送链上方。紫外消毒灯用于在图书输送过程中对图
书进行杀菌。此设计的好处在于实现了图书输送和杀菌消毒的同步。
实施例6：
一种一体式图书借还分类机，其结构如实施例1所述，所不同的是，图书输送部分
还包括链拉紧装置，链拉紧装置设于图书输送部分一侧，链拉紧装置包括拉紧杆，拉紧杆一
端通过弹簧与挡板相连，弹簧一端设有调整螺丝，拉紧杆另一端连接输送链的链轮，如图11
所示。通过调节调整螺丝带动拉紧杆移动，使输送链两链轮的间距增大从而将输送链拉紧，
链拉紧装置可避免输送链出现松弛现象，避免输送链无法正常运行。
实施例7：
一种一体式图书借还分类机，其结构如实施例1所述，所不同的是，输送链的每个
链节的两端均设有夹书夹，相邻链节之间的两个夹书夹构成一对夹书装置，推书机构设于
输送链的上方，驱动装置设于图书输送部分下部。输送链与夹书夹配合实现图书的夹持和
输送，在输送链移动至链轮处，夹书夹的两侧书夹就会张开，此时夹书滚筒将图书运送至夹
书夹上，然后输送链继续前进，相邻链节之间的夹书夹会慢慢呈闭合状从而将图书夹住，由
输送链将图书运送至指定位置，如图6、图8所示，此设计的好处在于，通过链传动机构实现
了夹书夹的张开和闭合，从而夹持图书，避免了采用机械手等电控装置夹持图书，导致适用
性差，可靠性低，此设计使图书输送更加安全、可靠。推书机构用于将到达指定位置的图书
由夹书夹中顶出。
实施例8：
一种一体式图书借还分类机，其结构如实施例7所述，所不同的是，每个链节两端
设置的夹书夹中，其中一个夹书夹为固定夹书夹，与链节固定连接，另一个夹书夹为滑动夹
书夹，滑动夹书夹底部沿链节传动方向设有滑槽，滑动夹书夹通过夹书夹弹簧与固定夹书
连接，如图12所示。当遇到较厚图书时，两夹书夹慢慢闭合时，滑动夹书夹可沿滑槽移动，从
而适应图书的不同厚度。
相邻链节之间的两个夹书夹的间距范围为10mm～40mm，如需特殊要求可定制相应
间距的夹书夹，将厚度要求较特殊的夹书夹放置在输送链上，如图13所示，在普遍间距为
10mm的输送链上设置一个间距为40mm的夹书夹，当遇到厚度特殊的图书时，由电控装置控
制机器自动使用特殊夹书夹，从而使适用范围更广。
实施例9：
一种一体式图书借还分类机，其结构如实施例1所述，所不同的是，驱动装置用来
驱动输送链的运行，驱动装置中设有槽轮机构，以便使输送链实现间歇运动从而使夹书夹
与夹书滚筒和装车机械臂对齐，还可为图书由夹书滚筒装入夹书夹和推书机构将图书从夹
书夹中推出提供时间。此设计的好处在于驱动装置提供间歇运动实现了各部分的配合，使
机器有条不紊地运行，提高了工作效率，降低了故障发生频率，使可靠性大大提高。
实施例10：
一种一体式图书借还分类机，其结构如实施例1所述，所不同的是，推书机构包括
滑块、导轨和推书杆，滑块位于导轨上，滑块与推书杆相连，如图9所示。滑块在导轨上来回
移动，带动推书杆在夹书夹内来回移动，推书杆将夹书夹内的图书推至装车机械臂内。
实施例11：
一种一体式图书借还分类机，其结构如实施例1所述，所不同的是，装车机械臂底
部设有底板，底板水平延伸至夹书夹底部。底板起通道和承接的作用，使推书机构准确将图
书推至装车机械臂内，以免图书滑落。
实施例12：
一种一体式图书借还分类机的工作方法，其中一体式图书借还分类机的结构如实
施例1所述，方法包括步骤如下：
(1)操作者在前部操作台部分选择操作目的，如果是借书，进入步骤(2)，如果是还
书，进入步骤(3)；
(2)借书时，将书放至图书条码扫描仪下方，待图书条码扫描仪扫描完毕后，系统
提示借书完成；
(3)还书时，将书放至图书条码扫描仪下方，待图书条码扫描仪扫描完毕后，启动
夹书滚筒将图书卷入装置内，系统提示还书完成；
图书经过条码扫描后，电控装置查询图书数据库确定图书所属类别，夹书滚筒将
图书运送至夹书夹，输送链带动夹书夹继续向前运动，图书被运送至所属类的图书装车部
分处；然后由推书机构将图书推至装车机械臂内，再由装车机械臂将书送到装书小车内。