專利名稱：在圖書分檢線上分揀圖書的方法及裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及自動化分揀領域，更具體地說，涉及一種在圖書分檢線上分揀圖書的方法及裝置。
背景技術：
在圖書管理工作中，圖書館工作人員需要對零亂的圖書分類并上架，此時， 通常需要手工一本本的歸類分開，工作難度非常大，費時費力。為了降低圖書館工作人員分揀圖書的工作強度，提高工作效率，為此人們研發一種圖書自動分揀設備。現有的圖書分揀設備通常使用電子標簽識別技術(RFID)，其原理是當圖書運行到某個分揀口時通過安裝在這個分揀口上的讀寫器來讀取圖書里的信息判斷圖書是否分揀到這個分揀口，如果不是圖書流向下一個分揀口再用同樣的方法判斷。這種方法的缺點是，每個分揀口都要安裝讀寫器，一條分揀線有多少個分揀口時，就要安裝多少個讀寫器，其硬件成本較高、同時由于多個讀寫器與中心控制單元的通訊在數量較多時會使得擴展較難、維護困難等缺陷。
發明內容
本發明要解決的技術問題在于，針對現有技術的上述硬件成本較高、擴展較難、維護困難的缺陷，提供一種硬件成本低、較易擴展、較易維護的在圖書分檢線上分揀圖書的方法及裝置。本發明解決其技術問題所采用的技術方案是構造一種在圖書分檢線上分揀圖書的方法，包括如下步驟
A)通過安裝在圖書分檢線上分揀入口的電子標簽讀寫器取得進入所述圖書分檢線的圖書上設置的電子標簽的內容，取出其中表示圖書分類的數據；
B)查找所述取得的圖書分類數據表示的圖書分類，得到所述圖書分類對應的分揀口在所述圖書分檢線上的位置，并取得事先設置的該分揀位置所對應的移動參數值；存儲所述移動參數值；
C)所述圖書分檢線傳動軸轉動并移動所述圖書，同時設置在主軸的轉動傳感裝置輸出位移脈沖；
D)計算所述位移脈沖數并判斷其是否小于存儲的所述移動參數值，如是，重復本步驟； 否則，執行下一步驟；
E)停止所述圖書分檢線并依據所述分揀口位置轉載所述圖書，使所述圖書進入所述分揀口。在本發明所述的在圖書分揀線上分揀圖書的方法中，所述步驟B)中移動參數值為所述分揀口到所述分揀入口的距離除以單位距離并取整而得；所述單位距離為所述圖書分檢線傳動軸轉動時，所述轉動傳感器輸出一個脈沖圖書在所述圖書分揀線上移動的距離。在本發明所述的在圖書分揀線上分揀圖書的方法中，所述步驟D)進一步包括 Dl)接收到一個所述轉動傳感器發出的位移脈沖；D2)所述移動參數值減1，并判斷所述移動參數值是否為0，如是，執行下一步驟；否則，返回步驟Dl)。在本發明所述的在圖書分揀線上分揀圖書的方法中，所述位移脈沖通過安裝在所述圖書分揀線傳動軸上的齒盤式凹槽光電開關編碼器產生。本發明還涉及一種分揀圖書的裝置，包括分揀入口，所述分揀入口設置有電子標簽讀寫器和與所述電子標簽連接器連接的、用于處理所述電子標簽讀寫器輸送的信號并將圖書移動參數輸出的信號處理單元；還包括用于控制所述分揀圖書的裝置傳輸電機轉動的、與所述信號處理單元連接的控制單元；所述控制單元還與設置在該分揀圖書的裝置傳輸電機傳動軸上的轉動傳感裝置連接；所述分揀圖書的裝置還設置有至少一對分揀口、用于將其上圖書輸送到所述圖書對應的分揀口的轉載單元、用于移動其上圖書的傳輸單元; 所述控制單元與所述信號處理單元電連接。在本發明所述的分揀圖書的裝置中，所述轉動傳感裝置包括安裝在所述傳動軸上、隨所述傳動軸一起轉動的齒盤及紅外對管，所述齒盤包括有凹槽隔開的多個突出的齒， 所述紅外對管包括紅外發射管和紅外接收管，所述紅外發射管設置在所述齒盤一側并不斷發出紅外信號，所述紅外接收管安裝在所述齒盤另一側，隨所述齒盤轉動不斷間歇接收所述紅外發射管發出的紅外線信號并輸出位移脈沖到所述信號處理單元。在本發明所述的分揀圖書的裝置中，所述轉動傳感裝置中齒盤的齒均勻分布在所述齒盤圓周上。在本發明所述的分揀圖書的裝置中，所述控制單元包括用于存儲所述信號處理單元傳輸來的移動參數值的存儲單元和用于接收到一個位移脈沖使得所述存儲單元中的移動參數值減一并在所述移動參數值為零時輸出控制信號停止所述轉動軸轉動的計數單元。在本發明所述的分揀圖書的裝置中，所述轉載單元包括用于將其上的圖書升起并輸送到不同的分揀口的轉載滾筒、用于在所述控制單元控制下使所述轉載滾筒升起或降下的頂起電機和用于在所述控制單元控制下使所述轉載滾筒正轉或反轉的移載電機。在本發明所述的分揀圖書的裝置中，所述分揀圖書的裝置包括多個首尾相連的、 其控制單元與所述主段的信號處理單元通RS485總線依次串接的擴展段；所述首尾相連的多個擴展段的最后一個的尾端為容錯分揀口。實施本發明的在圖書分檢線上分揀圖書的方法及裝置，具有以下有益效果由于使用轉動傳感器輸出位移脈沖來表示圖書在分揀線上移動的距離，同時，圖書需要移動的距離存儲在控制單元中并隨位移脈沖的接收而遞減，所以可以只使用一個讀寫器就可以完成多個分揀口的圖書分揀。其硬件成本低、易于擴展和維護。
圖1是本發明在圖書分檢線上分揀圖書的方法及裝置實施例中分揀方法流程圖； 圖2是所述實施例中移動參數的檢測流程圖3是所述實施例中圖書的圖書的裝置的邏輯框圖； 圖4是所述實施例中圖書的圖書的裝置的結構示意圖。
具體實施方式
下面將結合附圖對本發明實施例作進一步說明。如圖1所示，在本發明的在圖書分檢線上分揀圖書的方法及裝置實施例中分揀方法流程中，包括如下步驟
步驟Sll讀取圖書上設置的信息，取得該圖書的分類數據在本步驟中，將圖書放到分揀入口，圖書上設置有電子標簽，電子標簽寫入的內容中包括了圖書的分類號等信息，這些都是事先設置在每本圖書上的，在本實施例中，通過安裝在分揀入口的電子標簽讀寫器取得進入的圖書上設置的電子標簽的內容，然后取出其中表示圖書分類的數據；由于電子標簽內的數據格式是可以事先設定的，所以上述步驟只是讀取圖書上的電子標簽的內容， 并在設定位置取出圖書的分類數據即可。步驟S12查找該圖書對應的分揀口的位置及其對應的位移參數值在本步驟中， 按照上述步驟中取得的圖書分類數據，查找取得的圖書分類數據表示的圖書分類，得到該圖書分類對應的分揀口的位置，并取得事先設置的該分揀位置所對應的移動參數值；就本實施例中而言，上述的數據取得、判斷及參數取出都是在信號處理單元中實現的，該信號處理單元接收電子標簽讀寫器輸出的讀取到的信號，并在其自身內部進行上述比較并取出移動參數值，該移動參數值是事先以和圖書分類號的形式存儲在信號處理單元中的，該移動參數值是一個數值，其表示了圖書應該移動的距離。同時，一般來講，上述信號處理單元是上位機，而控制單元是接收上位機的控制信號或數據的終端。信號處理單元可以帶有多個終端，也就是說，在本實施例中，圖書分檢裝置以段為單元，可以帶有多個擴展段。在本實施例中，移動參數值為所述分揀口到所述分揀入口的距離除以單位距離并取整而得；所述單位距離為所述圖書分檢線主軸轉動時，安裝在輸送電機傳動軸上的轉動傳感器輸出一個脈沖的時間內，圖書在圖書分揀線上移動的距離。也就是一個位移脈沖產生所需要的時間內， 傳輸帶將其上的圖書在水平位置上移動的距離。步驟S13輸出該位移參數值到控制單元并存儲在本步驟中，上述步驟中取得的移動參數值被存儲在指定的位置；該移動參數被取出后，存儲該參數的是與上述信號處理單元連接的控制單元中的指定位置。存儲的移動參數在圖書移動的過程中會被不斷地處理而刷新。在本實施例中，上述信號處理單元和控制單元是通過RS232總線連接在一起的，上述移動參數值也是通過該總線被傳輸到上述控制裝置中的。步驟S14產生并接收位移脈沖在本實施例中，圖書分揀線的輸送電機轉動使得傳輸帶移動的結果是圖書被移動；而輸送電機的轉動使得位移脈沖得以產生。由于在輸送電機的傳動軸上安裝有轉動傳感器，傳動軸的轉動就使得上述轉動傳感器輸出移位脈沖。 具體來講，位移脈沖通過安裝在所述圖書分揀線轉動軸上的齒盤式凹槽光電開關編碼器產生；當傳動軸的轉動使得凹槽通過光電對管的發送、接收路線時，該光電對管中的接收管能接收到其發射管發送的紅外信號，而當突出的齒經過時，接收管不會收到上述紅外信號，由此，產生出位移脈沖。改位移脈沖傳輸到控制單元后，與存儲在其中的位移參數運算，并依據運算結果判斷該圖書是否傳輸了正確的傳輸距離，已經達到了正確的分揀口。步驟S15已到正確的分揀口？如是，執行步驟S16 ；否則，返回步驟S14 ；
步驟S16停止移動，頂起圖書，開始轉載在本步驟中，由于圖書已經傳輸到了正確的 (也就是其分裂編號對應的)分揀口，需要將本段的傳輸停止，使得圖書停止移動，并將該圖書頂起，開始轉載，使其準備進入分揀口。在本實施例中，由于分揀口分別設置在分揀線的兩側，且位置相同(即到分揀入口的水平距離相同)，因此，對應于分揀口，設置有可以將圖書由傳輸帶上升起的轉載滾筒，該轉載滾筒由頂升電機控制其升降，而由轉載電機控制其轉動方向，以便于將升起的圖書輸送到不同的分揀口。步驟S17圖書輸送到對應的分揀口 在本步驟中，依據前面所取得的圖書分類號所對應的分揀口編號，得到分揀口的位置；而依據該位置，控制單元輸出控制信號，使得上述轉載滾筒正轉或反轉，使得圖書進入到不同的分揀口。其中，如圖2所示，在本實施例中，上述步驟S15還進一步包括如下步驟
步驟S151接收一個位移脈沖在本步驟中，控制裝置判斷接收到轉動傳感器輸出的位移脈沖，只要在控制裝置的位移脈沖輸入端上出現一次高低電平轉換或低高電平轉換就認為是接收到一個位移脈沖，也就是說，位移脈沖是否接收到是通過指定端口是否出現上升沿或下降沿而決定的。步驟S152對當前移動參數值減1 當確認接收到一個位移脈沖后，對存儲的當前移動參數做出處理，就本實施例而言，就是對當前的位移參數減1，并將得到的參數作為當前位移參數存儲。步驟S153移動參數值為零？在本步驟中，判斷當前位移參數是否等于零，如果是，執行步驟S154;否則，返回步驟S151 ；
步驟SlM輸出控制信號當前移動參數為零，表示圖書已經移動到正確的分揀口位置，下一步就是將其轉載進入對應的分揀口。所以，在本步驟中，控制單元輸出控制信號，停止分檢線傳輸電機的轉動，同時，輸出控制信號，驅動轉載單元的頂升電機和轉載電機。此外，在本實施例中，分檢線的工作流程還包括起動分揀線、分揀線運行、在設定的時間范圍內如果分揀線入口光電傳感器沒有檢測到圖書，那么分揀線將停止運行，處于待機狀態，等待有圖書放到分檢線的入口處時才觸發運行。在設定的時間范圍內如果分揀線入口光電傳感器檢測到圖書，那么分揀將繼續運行，當圖書運行到RFID天線(電子標簽讀寫器的一部分)的位置時，安裝在這個位置的光電傳感器檢測到圖書，反饋給控制單元，信號處理單元通過與控制單元的數據交換得知有圖書到，于是，輸出指令到電子標簽讀寫器讀取圖書上電子標簽的數據，把讀回的數據跟數據庫里存儲的數據做比較(用戶在寫標簽信息到數據庫時已經指明分揀口)，把得到的分揀口號及位移參數發送給控制單元。如果圖書上電子標簽是壞的，或者別的原因，讀不到標簽數據，這本圖書會分揀到分揀線最后的容錯分揀口(容錯分揀口用來存儲無法分揀的圖書)。在本步驟中，通過自制的齒盤式凹槽光電開關簡易編碼器測距定位，開始時讀到標簽數據圖書的位置。當圖書到達指定的分揀口時頂升移載上升(頂升移載上裝有可以運轉的滾筒，移載上升后圖書離開原來的皮帶線，與滾筒接觸，滾筒正轉或者反轉可以讓圖書往左邊或者右邊的分揀口出去)，然后滾筒向指定的分揀口方向運轉，把圖書分揀出去。分揀口上也裝有光電傳感器，此光電傳感器有兩個作用，首先是把分揀出去的圖書計數，計圖書的數量跟上位機(PC)設定的數量相等，或者大于時，觸發聲光報警起動；其次，當圖書堆積到分揀口時，光電傳感器會檢測到，觸發聲光報警起動。分揀完后移載下降，等待下一本圖書的到來。如果在設定的時間范圍內檢測到分揀線入口沒有圖書放入，分揀線上是沒有圖書的，那么分揀線將停止運行，處于待機狀態，等待有圖書放到分檢線的入口處時才觸發運行。此外，在本實施例中，還涉及一種分揀圖書的裝置，其邏輯結構如圖3所示。在圖3中，該分揀圖書的裝置包括電子標簽讀寫器1、信號處理單元2、控制單元3、傳輸單元4、 轉動傳感器5以及轉載單元6 ；此外，該圖書分揀裝置還包括分揀入口，在分揀入口設置有用于閱讀電子標簽內容的電子標簽讀寫器1，信號處理單元2與電子標簽讀寫器1連接，用于處理電子標簽讀寫器1輸送的信號并輸出圖書移動參數到控制單元3 ；控制單元3用于控制分揀圖書的裝置傳輸單元4和轉載單元6 ；控制單元3還與設置在傳輸單元4中的傳輸電機傳動軸上的轉動傳感裝置5連接；轉動傳感裝置5用于在上述傳動軸轉動時輸出位移脈沖到上述控制單元3 ；分揀圖書的裝置還設置有至少一對分揀口，轉載單元6用于將已經傳輸到設定位置(即傳輸了與其圖書分類號對應的傳輸距離)的圖書輸送到該圖書對應的分揀口 ；傳輸單元4用于移動圖書，包括傳輸帶、傳輸電機及其傳動軸；控制單元3與信號處理單元2通過RS232總線電連接。轉載單元6包括用于將其上的圖書升起并輸送到不同的分揀口的轉載滾筒、用于在控制單元3控制下使轉載滾筒升起或降下的頂起電機和用于在控制單元3控制下使所述轉載滾筒正轉或反轉的移載電機。關于各電機及其他組成部件的位置，請參見圖4。在圖4中，示出了一個段的結構(包括了輸入部分，通常稱為主段)， 分揀圖書的裝置有多個與圖4所示相同或類似的段組合而成，其余的段為擴展段，分別依次連接在主段之后。這些段的與圖4所示的主段的差別就在于沒有圖4中所具有的輸入部分。在圖4中，401是RFID天線，402是主段輸送線，403是圖書檢測光電傳感器，其作用是在一定時間(通常是書本由分揀入口傳輸到設置在圖書分揀的裝置的尾部的容錯分揀口所需要的時間)內沒有檢測到進入分揀入口的圖書時，使得整個圖書分揀的裝置停止運行，以節省能源；404是位置檢測傳感器；405是輸入傳輸電機，使得進入圖書分揀的裝置的書本在其作用下移動到主段輸送線，進而進行分揀；406是移載電機，407是頂起電機，用于驅動頂起裝置，使其上升或下降；408是主段輸送電機，其帶動輸送線運轉，使得書本在分揀裝置的主段上移動；409是轉載滾筒，用于使得其上的書本離開分檢裝置；410是頂起裝置，其在頂起電機的帶動下，將選定的書本由主段傳輸線上移動到轉載滾筒上。在本實施例中，轉動傳感裝置包括安裝在上述傳動軸上、隨上述傳動軸一起轉動的齒盤及紅外對管，齒盤包括有凹槽隔開的多個突出的齒，紅外對管包括紅外發射管和紅外接收管，紅外發射管設置在所述齒盤一側并不斷發出紅外信號，所述紅外接收管安裝在所述齒盤另一側，隨所述齒盤轉動不斷間歇接收所述紅外發射管發出的紅外線信號并輸出位移脈沖到所述信號處理單元。所述轉動傳感裝置中齒盤的齒均勻分布在所述齒盤圓周上。也就是說，上述紅外對管呈U形安裝在上述齒盤兩側。在本實施例中，控制單元包括用于存儲所述信號處理單元傳輸來的移動參數值的存儲單元和用于接收到一個位移脈沖使得所述存儲單元中的移動參數值減一的、并在所述移動參數值為零時輸出控制信號停止所述轉動軸轉動的計數單元。上述存儲單元存儲的是當前移動參數值，除了開始時由信號處理單元傳輸來之外，在整個圖書移動或分揀過程中， 該存儲單元內的移動參數值是在不斷變化的。在本實施例中，描述的只是圖書分揀裝置中的一個段，在實際使用時，可將多個段 (包括一個主段和多個擴展段)組合成一條圖書分揀裝置；此時，分揀圖書的裝置包括多個首尾相連的、其控制單元與所述主段的信號處理單元通過RS485總線依次串接的擴展段； 首尾相連的多個擴展段的最后一個的尾端為容錯分揀口。不同的是，只有主段才具有上述電子標簽讀寫器和信號處理單元，擴展段并沒有這些部件，只有接收主段信號處理單元輸出信號的控制單元。這使得只要一個電子標簽讀寫器就能構建一個圖書分揀裝置。此外，在本實施例中圖書分揀裝置有以下特點；可以分別選擇兩種不同的工作方式，方式一，此裝置可以在單機模式下使用，圖書館工作人員把需要分揀的書放到分揀線入口處即可，后面的工作由分揀線自動完成把圖書分揀到指定的分揀口書車里。方式二，此裝置可以跟自助借還書機聯機使用，自助借還書機只需要把分揀指令發送給分揀線，后面的工作由分揀線自動完成把圖書分揀到指定的分揀口書車里。此外，此裝置使用模塊化結構， 以段為基本結構，每段有兩個分揀口，在控制上，每段分別有獨立的電氣控制，每段模塊之間只需要一條電源線和一條數據線，便能下達各種控制命令，方便設備的擴展連接。同時， 此設備以流水線式流程分揀圖書，分揀線的長短，分揀口數量的多少在2XN (0< N<33)的范圍內根據需要可任意增減。以上所述實施例僅表達了本發明的幾種實施方式，其描述較為具體和詳細，但并不能因此而理解為對本發明專利范圍的限制。應當指出的是，對于本領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明構思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬于本發明的保護范圍。因此，本發明專利的保護范圍應以所附權利要求為準。
權利要求
1.一種在圖書分檢線上分揀圖書的方法，其特征在于，包括如下步驟A)通過安裝在圖書分檢線上分揀入口的電子標簽讀寫器取得進入所述圖書分檢線的圖書上設置的電子標簽的內容，取出其中表示圖書分類的數據；B)查找所述取得的圖書分類數據表示的圖書分類，得到所述圖書分類對應的分揀口的位置，并取得事先設置的該分揀口位置所對應的移動參數值；存儲所述移動參數值在指定位置；C)所述圖書分檢線傳動軸轉動并移動所述圖書，同時設置在主軸的轉動傳感裝置輸出位移脈沖；D)計算所述位移脈沖數并判斷其是否小于存儲的所述移動參數值，如是，重復本步驟； 否則，執行下一步驟；E)停止所述圖書分檢線并依據所述分揀口位置轉載所述圖書，使所述圖書進入所述分揀口。
2.根據權利要求1所述的在圖書分檢線上分揀圖書的方法，其特征在于，所述步驟B) 中移動參數值為所述分揀口到所述分揀入口的距離除以單位距離并取整而得；所述單位距離為所述圖書分檢線傳動軸轉動時，在所述轉動傳感器輸出一個位移脈沖時間內圖書在所述圖書分揀線上移動的距離。
3.根據權利要求2所述的在圖書分檢線上分揀圖書的方法，其特征在于，所述步驟D) 進一步包括Dl)接收到一個所述轉動傳感器發出的位移脈沖；D2)所述移動參數值減1，并判斷所述移動參數值是否為0，如是，執行下一步驟；否則，返回步驟Dl)。
4.根據權利要求3所述的在圖書分檢線上分揀圖書的方法，其特征在于，所述位移脈沖通過安裝在所述圖書分揀線傳動軸上的齒盤式凹槽光電開關編碼器產生。
5.一種分揀圖書的裝置，其特征在于，包括分揀入口，所述分揀入口設置有電子標簽讀寫器和與所述電子標簽連接器連接的、用于處理所述電子標簽讀寫器輸送的信號并將圖書移動參數輸出的信號處理單元；還包括用于控制所述分揀圖書的裝置傳輸電機轉動的、與所述信號處理單元連接的控制單元；所述控制單元還與設置在該分揀圖書的裝置傳輸電機傳動軸上的轉動傳感裝置連接；所述分揀圖書的裝置還設置有至少一對分揀口、用于將其上圖書輸送到所述圖書對應的分揀口的轉載單元、用于移動其上圖書的傳輸單元；所述控制單元與所述信號處理單元電連接。
6.根據權利要求5所述的分揀圖書的裝置，其特征在于，所述轉動傳感裝置包括安裝在所述傳動軸上、隨所述傳動軸一起轉動的齒盤及紅外對管，所述齒盤包括有凹槽隔開的多個突出的齒，所述紅外對管包括紅外發射管和紅外接收管，所述紅外發射管設置在所述齒盤一側并不斷發出紅外信號，所述紅外接收管安裝在所述齒盤另一側，隨所述齒盤轉動不斷間歇接收所述紅外發射管發出的紅外線信號并輸出位移脈沖到所述信號處理單元。
7.根據權利要求6所述的分揀圖書的裝置，其特征在于，所述轉動傳感裝置中齒盤的齒均勻分布在所述齒盤圓周上。
8.根據權利要求7所述的分揀圖書的裝置，其特征在于，所述控制單元包括用于存儲所述信號處理單元傳輸來的移動參數值的存儲單元和用于接收到一個位移脈沖使得所述存儲單元中的移動參數值減一并在所述移動參數值為零時輸出控制信號停止所述轉動軸轉動的計數單元。
9.根據權利要求8所述的分揀圖書的裝置，其特征在于，所述轉載單元包括用于將其上的圖書升起并輸送到不同的分揀口的轉載滾筒、用于在所述控制單元控制下使所述轉載滾筒升起或降下的頂起電機和用于在所述控制單元控制下使所述轉載滾筒正轉或反轉的移載電機。
10.根據權利要求6-9任意一項所述的分揀圖書的裝置，其特征在于，所述分揀圖書的裝置包括多個首尾相連的、其控制單元與所述主段的信號處理單元通RS485總線依次串接的擴展段；所述首尾相連的多個擴展段的最后一個的尾端為容錯分揀口。
全文摘要
本發明涉及一種在圖書分檢線上分揀圖書的方法，包括如下步驟取得進入所述圖書分檢線的圖書上設置的電子標簽的內容，取出其中表示圖書分類的數據；得到所述圖書分類對應的分揀口的位置，并取得事先設置的該分揀位置所對應的移動參數值；存儲所述移動參數值；所述圖書分檢線傳動軸轉動并移動所述圖書，同時設置在主軸的轉動傳感裝置輸出位移脈沖；計算所述位移脈沖數并判斷其是否小于存儲的所述移動參數值，如是，重復本步驟；否則，執行下一步驟；停止所述圖書分檢線并依據所述分揀口位置轉載所述圖書，使所述圖書進入所述分揀口。實施本發明的在圖書分檢線上分揀圖書的方法及裝置，具有以下有益效果其硬件成本低、易于擴展和維護。
文檔編號B07C5/00GK102357467SQ20111027760
公開日2012年2月22日 申請日期2011年9月16日 優先權日2011年9月16日
發明者劉峰, 謝春元, 黃萍光 申請人:深圳市遠望谷信息技術股份有限公司