无人图书馆图书自动存取装置的设计与开发

作     者：张晔 

作者单位：北方工业大学 

学位级别：硕士

导师姓名：方建军

授予年度：2012年

学科分类：080202[工学-机械电子工程] 08[工学] 0804[工学-仪器科学与技术] 0802[工学-机械工程] 

主      题：图书馆 图书自动存取 机器人 

摘      要：图书自动存取机器人是图书馆机器人的一种,是实现图书馆信息化与自动化融合的重要工具。本课题在北京市市属市管高校学术创新团队“模式识别与智能机器人系统项目的支持下,研发一种适用于闭架借阅图书的图书馆图书自动存取装置,即移动式图书馆图书自动存取机器人。该机器人可以代替人工完成图书的自动上下架和整理工作,既减轻图书馆员的劳动强度,又提高工作效率。 本课题在分析图书自动上下架任务规划的基础上,设计基于直角坐标系的3自由度机械手,简单、实用的末端执行器和机械手运动控制系统。对基于图像识别技术的机械手末端执行机构定位的控制策略进行了初步研究和开发。论文的主要内容包括： (1)设计用于图书自动存取的直角坐标机械手及其末端执行机构,对机械手的结构设计进行校核和运动学仿真;以AGV电磁导引小车作为图书自动存取机器人的移动平台,在Pro/E软件环境下对机器人进行三维建模及运动仿真;(2)设计机器人的运动控制系统,其硬件包括工控机(IPC)、运动控制卡ADT-8940A1、CCD视觉传感器以及触摸屏。利用Microsoft Visual C++编程工具开发基于Windows XP的运用控制程序。 (3)制作移动式图书自动存取机器人的样机,通过图书上下架实验,初步验证了机器人机械结构设计的合理性和控制方案的可行性,提出使用数据库技术和图像识别技术对机械手进行快速定位的控制方案。