第四章图书自动存取机器人的3D建模 21

4.1PRO/E软件简介 21

4.2零部件3D建模 21

4.3虚拟装配 24

结论 28

参考文献 29

致谢 30

第一章绪论

1.1选题的背景与意义

由人来存取书籍的图书馆，无论是从经济还是效率等众多方面都没有机器人小车好。一所大型的图书馆如果由人来存取书籍就必须雇佣一定数量的员工，还有就是由人来存取书籍就必须要求工作人员非常熟悉各书籍的存放地点，人的办事效率远没有机器人小车的高。采用图书自动存取机器人只需把各种信息输入到计算机中，就能实现书籍的高效快捷存取。

图书自动存取机器人[1]能代替人类实现图书的归类、搬运和上下架等作业，是实现图书馆信息化与自动化的重要手段 。

将图书馆信息资理系统、图书自动存取系统和物流配送系统结合起来，研制图书自动存取装置，不仅能满足高龄读者的需要，而且有利于保护图书。因此，研究和开发图书自动存取机器人是一项有社会和经济价值的研究项目。

现在图书馆自动存取机器人还不满足普及的要求，由于科学技术等多方面的因素影响，这种机器人的生产成本依旧比较高。只有通过不断的研究，才能取得进步，直到研制出一种可以为广大消费者服务的机器人。

1.2国内外研究现状

1.3论文的主要研究内容

图书馆自动存取机器人主要可以分为三个部分：末端执行机构、移动平台、机械手机构。在选择末端执行机构时，必须先了解几种驱动方式，通过对它们优缺点的对比选择适合夹取书籍的机构。关于移动平台的研究，了解各种移动机构适用的工作环境，研究它们在现实生活中的具体应用，选择适当的移动机构。在做机械手[3]机构设计时，了解几种常用的机构、在选择线性执行器时。在使用PRO/E软件进行建模时，可以学习书或者教学视频学习软件的操作。

第二章 图书自动存取机器人总体方案设计

2.1移动机构方案的确定

在选择移动机构方案之前，我们首先应该了解图书馆内部的空间结构与书架的布局。图书馆由办公用房、基本书库、阅览室和现代化设施备用房等四大块组成，这里由于要选择机器人小车的移动机构，所以只需研究书库与阅览室就可以了。

书库是由书架构成的处所，因此，书架是布局所要考虑的因素之一，即研究书架的长、宽、高的尺寸，可以决定书库的层高；了解书架之间的距离，可以方便确定移动机构的宽度，研究书架的高度，可以确定图书存取机器人的有效工作高度。机器人小车常用的移动机构包括轮式移动机构、履带式移动机构、腿足式移动机构。比较这三种移动机构，轮式移动机构所具有的控制方法简单、反应快、灵活度高、能耗低等特点都非常适合应用在图书馆这种环境下面。虽然，轮式移动机构是所有方案中最合理的一个，但也存在问题。图书馆的地面相比较正常路面更加光滑，这很容易导致轮式移动机构车轮打滑，这会对精确定位带来影响。

在选择机器人小车使用几个轮子的时候，我们必须结合图书馆的实际情况进行考虑。图书馆中书架的摆放一般都比较小，这就要求机器人小车的回转半径不能太大。由于只是存取图书，所以机器人的负载不会太大。综合上述因素，最后决定采用三轮移动机构[4]如图2-2所示。