一种图书自动借阅及验证系统

1.本发明涉及自助阅读技术领域，具体为一种图书自动借阅及验证系统。


背景技术：

2.图书馆的自助借阅系统是应用现代技术手段，建立可以允许用户自己进行图书借还操作的图书阅览室，形成可以独立开展图书借阅服务的空间，延长公共图书馆的服务时间，拓展了图书馆服务内容与方式；
3.目前已经有很多图书馆在使用图书自助借还设备，但是目前普通的自助借阅还设备存在以下缺点：
4.1、在用户借书时，用户找一本书需要耗费很长时间，找到书后还要通过自助借阅机办理借阅手续，费时费力；
5.2、在用户还书时，仅仅对于归还图书的信息进行扫描识别，信息无误后，视为还书成功，但是在还书时，自助借还设备不能对图书是否出现缺损进行判别，无法对造成图书缺损的用户进行追责；
6.3、图书归还后，一般的自助借还设备将归还的图书统一收纳进一个归还箱内，管理员定期将归还图书重新上架归位，归还图书较多会对后期分拣造成一定的困难，大大增加了图书管理员的工作量，并且大量的图书相互堆积还会降低图书的使用寿命；
7.因此我们提出了一种图书自动借阅及验证系统。


技术实现要素：

8.本发明的目的在于提供一种图书自动借阅及验证系统，以解决上述背景技术中提出的问题。
9.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种图书自动借阅及验证系统，包括设置在图书馆内的书柜，所述书柜中放置有大量的图书，每个书柜均包括多个用于存放图书并独立设置的储书仓以及一个放书仓，所述书柜上设有控制器以及与控制器电连接的人机交互界面，所述控制器上设有用于读取磁卡信息以识别用户身份的读卡区，所述放书仓与储书仓上均设有仓门，所述放书仓与储书仓上设有用于锁死仓门的电子锁，所述电子锁与控制器电连接，所述电子锁接收控制器输出的解锁指令进行解锁，所述放书仓的一侧设有用于读取图书上的标签的识别装置，所述识别装置与控制器电连接，所述控制器接收识别装置输出的图书标签信息并存储至图书信息库中，所述书柜中设有输送装置，所述输送装置与控制器电连接，所述输送装置接收控制器输出的还书指令进行将放书仓内的图书输送至闲置的储书仓的内部。
10.优选的，所述输送装置包括竖直转动连接在书柜内部的第一螺杆，所述第一螺杆通过第一电机驱动转动，所述第一螺杆上啮合套接上下移动的升降杆，所述升降杆上转动连接有第二螺杆，所述第二螺杆通过第二电机驱动旋转，所述第二螺杆上啮合连接有左右移动的移动板，所述移动板上转动连接有第三螺杆，所述第三螺杆通过第三电机驱动旋转，
所述移动板的下侧面滑动连接有移动箱，所述移动箱通过第三螺杆驱动滑动于放书仓或储书仓的内部用于实现将放书仓内部的图书运输至闲置储书仓的内部。
11.优选的，所述书柜的一侧设有放置箱，所述放置箱的内部存放有多个用于夹持图书的夹具，每个夹具包括两个夹板，任一夹板的内壁上设有套杆，所述套杆的内部通过第三弹簧滑动连接有内杆，所述内杆固定连接在另一夹板的侧壁上，两个夹板的外侧壁上均固定连接有磁性片，所述放书仓的内部两侧壁上固定连接有电磁铁，所述放书仓的内侧壁上固定连接有摄像头用于采集书页开口处的检测图案实现检测图书是否缺损。
12.一种图书自动借阅及验证系统的使用方法，包括以下步骤的借还程序，人机交互界面的主界面设有“借书”、“还书”指令，用户在主界面上选择“借书”或“还书”指令：
13.若选择“借书”指令：
14.用户将磁卡放在读卡区进行身份识别，所述控制器对用户的个人信息进行验证，若用户个人信息验证通过，在“借书”界面内输入需要借阅的图书信息，所述控制器获取借阅的图书信息后确定书柜是否存放有要借阅的图书，书柜内存放有用户要借阅的图书，控制器发送开锁指令至相应电子锁，使存放用户要借阅图书的储书仓打开；当个人信息验证未通过验证或书柜内没有存放有用户要借阅的图书，则发出无法借阅信息至人机交互界面；
15.若选择“还书”指令：
16.用户将磁卡放在读卡区进行身份识别，所述控制器对用户的个人信息进行验证，若用户个人信息验证通过，所述控制器控制放书仓上的电子锁开启，用户将图书放入放书仓内，所述识别装置对图书上的标签进行识别，并将识别信息输出至控制器，所述控制器控制输送装置将归还图书自动输送至一个空置的储书仓内，以确定还书成功。
17.优选的，图书的开合处印有检测图案并将检测图案录入在控制器得到参考信息d1，夹具将图书夹紧至放书仓的内部，通过摄像头获取归还的图书开合处的检测图案得到实际信息d2，将实际信息d2与参考信息d1进行对比，若：实际信息d2与参考信息d1不同，为状态异常图书，启动报警单元，提醒用户该图书状态异常，不支持归还，需要联系管理员，且控制器将状态异常图书进行记录本案；反之，则正常归还。
18.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
19.1、本发明采用书柜形式摆放，可以根据场地大小灵活配置柜体数量，通过书柜一侧的控制器以及人机交互界面搜寻需要互借阅的图书，确定借阅的图书后，控制器控制放置该图书的储书仓仓门打开，继而可使用户快速获知图书位置，提高了借阅的便利性；
20.2、本发明通过摄像头获取归还的图书开合处的检测图案，检测图案状态是否异常，实现对图书是否出现缺损进行判别，对造成图书缺损的用户进行追责，有效的维护了图书馆的权益；
21.3、本发明通过输送装置对归还的图书进行自动码放，减少了现有自助借阅还书时对图书的损坏，并有效的减低了人工成本，保证了图书归还的顺利进行。
附图说明
22.图1为本发明的整体结构示意图；
23.图2为本发明的书柜、储书仓、第一螺杆与第二螺杆处的结构示意图；
24.图3为本发明的图2的a处放大图；
25.图4为本发明的书柜、第一螺杆、升降杆、第二螺杆与移动箱处的结构示意图；
26.图5为本发明的书柜、储书仓、仓门与放书仓处的结构示意图；
27.图6为本发明的第一螺杆、升降杆、第二螺杆、移动板与移动箱处的结构示意图；
28.图7为本发明的移动板、第三螺杆与移动箱处的爆炸图；
29.图8为本发明的书柜、升降杆、第二螺杆、移动板与移动箱处的结构示意图；
30.图9为本发明的放书仓、识别装置、夹板、电磁铁与移动箱处的剖视图；
31.图10为本发明的导槽、翻板、第一弹簧与导向杆处的爆炸图；
32.图11为本发明的储书仓、导槽、翻板与导向杆处的结构示意图；
33.图12为本发明的储书仓、仓门、电子锁与档杆处的结构示意图；
34.图13为本发明的储书仓、齿杆与档杆处的结构示意图；
35.图14为本发明的第二弹簧、齿杆、档杆与扭簧处的爆炸图；
36.图15为本发明的夹板、套杆、第三弹簧与内杆处的爆炸图；
37.图16为本发明的书柜摆放位置结构示意图。
38.图中：1、书柜，2、储书仓，3、控制器，4、仓门，5、电子锁，6、人机交互界面，7、放书仓，8、输送装置，801、第一螺杆，802、第一电机，803、升降杆，804、第二螺杆，805、第二电机，806、移动板，807、第三螺杆，808、第三电机，809、移动箱，9、导槽，901、进位槽，902、倾斜槽，903、退位槽，10、读卡区，11、识别装置，12、翻板，13、第一弹簧，14、导向杆，15、让位槽，16、滚轮，17、第二弹簧，18、齿杆，19、档杆，20、扭簧，21、齿轮，22、放置箱，23、夹具，2301、夹板，2302、套杆，2303、第三弹簧，2304、内杆，24、磁性片，25、电磁铁，26、摄像头。
具体实施方式
39.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
40.请参阅图1-16，本发明提供一种技术方案：一种图书自动借阅及验证系统，包括设置在图书馆内的书柜1，所述书柜1中放置有大量的图书，每个书柜1均包括多个用于存放图书并独立设置的储书仓2以及一个放书仓7，所述书柜1上设有控制器3以及与控制器3电连接的人机交互界面6，所述控制器3上设有用于读取磁卡信息以识别用户身份的读卡区10，所述放书仓7与储书仓2上均设有仓门4，所述放书仓7与储书仓2上设有用于锁死仓门4的电子锁5，所述电子锁5与控制器3电连接，所述电子锁5接收控制器3输出的解锁指令进行解锁，所述放书仓7的一侧设有用于读取图书上的标签的识别装置11，所述识别装置11与控制器3电连接，所述控制器3接收识别装置11输出的图书标签信息并存储至图书信息库中，所述书柜1中设有输送装置8，所述输送装置8与控制器3电连接，所述输送装置8接收控制器3输出的还书指令进行将放书仓7内的图书输送至闲置的储书仓2的内部。
41.为了实现将放书仓7内部的图书自动输送至储书仓2的内部，具体而言，所述输送装置8包括竖直转动连接在书柜1内部的第一螺杆801，所述第一螺杆801通过第一电机802驱动转动，如图2所示，第一电机802固定在书柜1上，且第一电机802的输出轴与第一螺杆
801的端部固定连接，当第一电机802启动时，第一螺杆801随着第一电机802的输出轴转动，所述第一螺杆801上啮合套接上下移动的升降杆803，如图2所示，升降杆803随着第一螺杆801的转动而上下移动，并且为了使升降杆803平稳的上下移动，第一螺杆802的数量设为两个，两个第一螺杆801同步转动，升降杆803的两端分别啮合套接在两个第一螺杆801上，从而增加了升降杆803的移动平稳，所述升降杆803上转动连接有第二螺杆804，所述第二螺杆804通过第二电机805驱动旋转，如图3所示，第二电机805固定在升降杆803上，且第二电机805的输出轴与第二螺杆804的端部固定连接，当第二电机805启动时，第二螺杆804随着第二电机805的输出轴转动，所述第二螺杆804上啮合连接有左右移动的移动板806，当第二螺杆804转动时，移动板806受第二螺杆804的驱动在升降杆803上左右滑动，所述移动板806上转动连接有第三螺杆807，所述第三螺杆807通过第三电机808驱动旋转，如图7所示，第三电机808固定在移动板806上，且第三电机808的输出轴与第三螺杆807的端部固定连接，当第三电机808启动时，第三螺杆807随着第三电机808的输出轴转动，所述移动板806的下侧面滑动连接有移动箱809，所述移动箱809通过第三螺杆807驱动滑动于放书仓7或储书仓2的内部用于实现将放书仓7内部的图书运输至闲置储书仓2的内部，如图7所示，第三螺杆807上啮合连接有拨块，当第三螺杆807转动时，拨块会在第三螺杆807上移动，且移动箱809的侧壁上固定连接有挡块，且拨块插接在挡块上，致使挡块与拨块的相互配合，实现移动箱809在移动板806上滑动；
42.在进行还书时，通过第一电机802与第二电机805的驱动下，使第一螺杆801与第二螺杆804转动，从而使第一螺杆801与第二螺杆804驱动移动箱809移动至放书仓7的正后方，然后通过第三电机808的驱动下，使第三螺杆807转动后，驱动移动箱809在移动板806上向前滑动至放书仓7的内部，当用户在人机交互界面6上进行还书操作后，控制器3控制放书仓7的仓门4打开，此时用户可将图书放入放书仓7(图书放置在移动箱809的内部)的内部，然后用户关闭放书仓7的仓门4，通过识别装置11对图书标签信息进行扫描，当标签信息通过后，控制器3控制第三螺杆807反向转动后，使移动箱809从放书仓7的内部向后滑出，然后控制器3自由选择一个空置的储书仓2后，控制器3再通过第一电机802与第二电机805的驱动下，使第一螺杆801与第二螺杆804转动，从而使第一螺杆801与第二螺杆804驱动移动箱809移动至该闲置的储书仓2的正后方，通过第三螺杆807驱动移动箱809滑进该储书仓2的内部后，致使归还图书储存至该储书仓2的内部，且控制器3将图书信息(图书归还信息、图书标签、图书位置信息)存入信息库中。
43.图书在竖直放置时，页面容易展开，且较长时间放置后，页面容易出现褶皱，从而造成图书的损坏，为了对归还图书更好的保护以及对归还图书是否缺损进行判定，具体而言，所述书柜1的一侧设有放置箱22，所述放置箱22的内部存放有多个用于夹持图书的夹具23，每个夹具23包括两个夹板2301，任一夹板2301的内壁上设有套杆2302，所述套杆2302的内部通过第三弹簧2303滑动连接有内杆2304，所述内杆2304固定连接在另一夹板2301的侧壁上，当将两个夹板2301撑开后，内杆2304会从套杆2302的内部向外滑出，此时第三弹簧2303会伸长，将图书放在两个夹板2301的内部后，松开两个夹板2301，此时第三弹簧2303将内杆2304向套杆2302的内部回弹，致使两个夹板2301夹住图书，从而避免图书在竖直状态摆放时出现图书页面张开的现象，防止图书页面褶皱，有效的对图书进行保护作用，两个夹板2301的外侧壁上均固定连接有磁性片24，所述放书仓7的内部两侧壁上固定连接有电磁
铁25，电磁铁25通电后对磁性片24产生吸力，断电后吸力消失；
44.如图9所示，归还图书的过程中，首先从放置箱22的内部取出一个夹具23放入放书仓7的内部，此时通过电磁铁25通电后对磁性片24产生吸力，致使两个夹板2301撑开，然后将图书放入后，图书位于两个夹板2301之间，然后关闭放书仓7的仓门4，此时电磁铁25断电，致使两个夹板2301受第三弹簧2303的弹力夹住图书；
45.在还书过程中，当放书仓7的仓门4打开后，人机交互界面6的界面上会提示放入夹具23的提示，当夹具23放入后，用户在人机交互界面6上确定夹具23已经放入后，电磁铁25在通电工作，当放书仓7的仓门4闭合后，控制器3接收仓门4的闭合信息后控制电磁阀25断电；
46.所述放书仓7的内侧壁上固定连接有摄像头26用于采集书页开口处的检测图案实现检测图书是否缺损，图书的开口处印有检测图案，当图书的页面缺失时，检测图案形状会发生变化，当夹具23将图书夹住后，摄像头26对图书印有的检测图案进行画面采集，继而起到检测图书是否缺损的作用。
47.另外，如图9所示，为了使移动箱809与夹板2301的侧壁不会对识别装置11识别图书标签产生干涉，移动箱809与夹板2301均采用透明材质制成，例如透明塑料材质。
48.所述移动箱809的底部由翻板12拼接而成，所述翻板12的上侧面上转动连接有多个滚轮16，所述翻板12的前端转动连接在移动箱809的侧壁上，所述翻板12的后端侧壁上通过第一弹簧13滑动连接有导向杆14，如图10所示，第一弹簧13起到对导向杆14向外的弹力，所述移动箱809的侧壁上开有让位槽15，所述导向杆14贯穿让位槽15并滑动连接在导槽9的内部，所述导槽9开在储书仓2的侧壁上，所述导槽9包括进位槽901、倾斜槽902与退位槽903，所述倾斜槽902的两端分别与进位槽901、退位槽903的端部连接，所述进位槽901的深度浅于倾斜槽902、退位槽903的深度；
49.进位槽901远离倾斜槽902的一端设有向外的倒角，当移动箱809处于储书仓2的正后方滑进时，导向杆14的端部从进位槽901的倒角处滑入进位槽901的内部，此时导向杆14滑动使第一弹簧13处于压缩状态，随着移动箱809的移动，导向杆14朝着进位槽901与倾斜槽902的连接处滑动，当导向杆14滑动至进位槽901与倾斜槽902的连接处时，导向杆14受第一弹簧13的弹力向外滑动，致使导向杆14的外端滑入倾斜槽902的内部，当向后滑动移动箱809致使移动箱809从储书仓2的内部滑出时，导向杆14会沿着倾斜槽902向着退位槽903滑动，致使翻板12的后端向上转动，此时处于移动箱809内部的图书会通过滚轮16滑出并滞留在储书仓2的内部，当移动箱809完全滑出后，实现将图书放置在储书仓2的内部，并且当导向杆14从退位槽903的内部滑出时，翻板12复位至水平状态。
50.所述储书仓2的侧壁上通过第二弹簧17滑动连接有齿杆18，所述齿板18的前端与仓门4活动连接，所述储书仓2的侧壁上转动连接有档杆19，所述档杆19的上端通过扭簧20转动连接有齿轮21，所述齿轮21与齿杆18啮合连接；
51.如图12-14所示，当储书仓2的仓门4闭合时，仓门4的内壁会顶着齿杆18，致使齿杆18压缩第二弹簧17并向后滑动，此时齿杆18会带着齿轮21与档杆19转动，促使档杆19会顶在图书的侧壁上，避免图书歪斜，当打开仓门4时，第二弹簧17的弹力将齿杆18向前推动，致使齿杆18会带着齿轮21与档杆19转动后，档杆19取消对图书的顶压并贴附在储书仓2的侧壁上(如图12所示)，便于用户从储书仓2将图书取出，另外在储书仓2仓门4闭合的状态下，
当移动箱809滑进储书仓2的内部后，移动箱809的侧壁会顶着档杆19转动后，致使档杆19克服扭簧20的扭力转动至贴附在储书仓2的侧壁上，当移动箱809从储书仓2的内部滑出后，扭簧20将档杆19复位，致使档杆19将储书仓2内部的图书顶住。
52.一种图书自动借阅及验证系统的使用方法，包括以下步骤的借还程序，人机交互界面6的主界面设有“借书”、“还书”指令，用户在主界面上选择“借书”或“还书”指令：
53.若选择“借书”指令：
54.用户将磁卡放在读卡区10进行身份识别，所述控制器3对用户的个人信息进行验证，若用户个人信息验证通过，在“借书”界面内输入需要借阅的图书信息，所述控制器3获取借阅的图书信息后确定书柜1是否存放有要借阅的图书，书柜1内存放有用户要借阅的图书，控制器3发送开锁指令至相应电子锁5，使存放用户要借阅图书的储书仓2打开；当个人信息验证未通过验证或书柜1内没有存放有用户要借阅的图书，则发出无法借阅信息至人机交互界面6；
55.另外，如图16所示，书柜1的数量可为多个，多个书柜1上的控制器3电连接，可以根据场地大小灵活配置书柜1的数量，每个书柜1均设有独立的编号，例如书柜1的编号为a、b、c、d等；在借书时，选择任意书柜1进行搜索图书的操作，当需要借阅的图书确定后，在人机交互界面6选择确定借阅指令，此时控制器3在信息库内搜寻图书位置信息后，将图书位置信息显示在人机交互界面6上，用户根据图书位置信息找寻相对应的书柜1进行取出，例如人机交互界面6显示的图书位置信息为b时，用户找寻编号为b的书柜1后，将磁卡放置在编号为b的书柜1的读卡区10上，此时控制器3控制储书仓2的仓门4打开，此时用户取出图书并关闭仓门4后，借书动作完成，用户在人机交互界面6选择确定借阅指令一段时间内(例如30分钟内)，此时该图书视为以借出状态，别的用户无法对该图书进行借阅，当用户在限定时间内取出图书后，图书借出程序生效，反之，当用户在限定时间内没有取出图书时，图书借出程序失效，此时控制器3重新判断该图书处于未借出状态，别的用户可对该图书进行借阅。
56.若选择“还书”指令：
57.用户将磁卡放在读卡区10进行身份识别，所述控制器3对用户的个人信息进行验证，若用户个人信息验证通过，所述控制器3控制放书仓7上的电子锁5开启，用户将图书放入放书仓7内，所述识别装置11对图书上的标签进行识别，并将识别信息输出至控制器3，所述控制器3控制输送装置8将归还图书自动输送至一个空置的储书仓2内，以确定还书成功。
58.具体而言，图书的开合处印有检测图案并将检测图案录入在控制器3得到参考信息d1，夹具23将图书夹紧至放书仓7的内部，通过摄像头26获取归还的图书开合处的检测图案得到实际信息d2，将实际信息d2与参考信息d1进行对比，若：实际信息d2与参考信息d1不同，为状态异常图书，启动报警单元，提醒用户该图书状态异常，不支持归还，需要联系管理员，且控制器3将状态异常图书进行记录本案；反之，则正常归还；对于开合处的图案可以在图书收录到图书馆时通过印章等工具进行加盖的，然后拍摄照片存储起来，当图书发生缺页，或者损坏松散、歪斜会在开合处的图案上进行表现，图案的参考信息d1和实际信息d2可精确到像素级别，如当95％以上的像素能够重合即代表完好；另外为了避免检测图案破坏图书的外观样子，检测图案也可以是荧光油墨的，并且摄像头26的一侧可设有紫外灯，在其照明下进行显色，然后再通过摄像头26进行获取、比对。
59.上段叙述中的报警单元设置在书柜1的内部，报警单元可采用语音报警模块，且报警单元与控制器3电连接，即图书状态异常时，控制器3控制报警单元启动，此时报警单元发出语音警报，例如发出“该书状态异常”的语音提示。
60.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。