[摘  要]一种图书馆基于智能车技术的图书收集整理机器人。图书馆书籍整理工作，需要耗费大量的人力和时间。此机器人能够代替工作人员来完成这些繁杂的任务。机器人的移动主要依靠的是基于智能车系统的磁导寻轨系统，沿铺设在地面下的电线产生的交变信号来进行检测和跟踪，使得车体沿着预先设定好的轨迹进行行驶。此机器人有两种任务模式，一种是还书，另外一种是取书。当机器人检测到车载书架上有书时，会自动扫描识别出该书属于哪个书架，通过磁导技术移动到书柜旁，利用机械臂将车载书架的书换回书柜;当给予机器人一定指令，让其去取特定的书时，他会首先从自己的信息库中搜索该书所在的书柜的位置，然后通过磁导技术指引车体移动到书柜，机械臂从书柜上取书，然后让如车载书架上，返回原处，人们便可方便的直接从机器人的书架上取书了。
　　[关键词]磁导寻轨系统、 超声波传感器、 机械臂、 还书取书
　　中图分类号：Y63 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）27-0122-01
　　1 技术背景
　　（1）飞思卡尔智能车磁导技术：智能车能够检测到道路中心线下电线中20KHz 交表电流产生的磁场来导引小车沿着道路行驶。通过在图书馆书柜和过道预先埋在地板下面的电线，以及安装在机器人底部的传感器进行电磁监测，使得书籍整理机器人能够沿预设线路以一定的速度行驶。
　　（2）超声波传感器测距技术：超声波传感器是利用超声波的特性研制而成的传感器。超声波是一种振动频率高于声波的机械波，由换能晶片在电压的激励下发生振动产生的，它具有频率高、波长短、绕射现象小，特别是方向性好、能够成为射线而定向传播等特点。超声波对液体、固体的穿透本领很大，尤其是在阳光不透明的固体中，它可穿透几十米的深度。超声波碰到杂质或分界面会产生显著反射形成反射成回波，碰到活动物体能产生多普勒效应。
　　（3）机械手臂：机械手臂是目前在机械人技术领域中得到最广泛实际应用的自动化机械装置，在工业制造、医学治疗、娱乐服务、军事以及太空探索等领域都能见到它的身影。尽管它们的形态各有不同，但它们都有一个共同的特点，就是能够接受指令，精确地定位到三维（或二维）空间上的某一点进行作业。
　　（4）ZigBee：Zigbee是IEEE 802.15.4协议的代名词。根据这个协议规定的技术是一种短距离、低功耗的无线通信技术。这一名称来源于蜜蜂的八字舞，由于蜜蜂（bee）是靠飞翔和“嗡嗡”（zig）地抖动翅膀的“舞蹈”来与同伴传递花粉所在方位信息，也就是说蜜蜂依靠这样的方式构成了群体中的通信网络。其特点是近距离、低复杂度、自组织、低功耗、低数据速率、低成本。主要适合用于自动控制和远程控制领域，可以嵌入各种设备。简而言之，ZigBee就是一种便宜的，低功耗的近距离无线组网通讯技术。
　　2 具体实施方案和细节
　　机械手：采用多连杆设计结构，可以伸展到一定的长度，能够轻松的从书柜或者车载书架上取书还书。底部有转盘，可以360°旋转。机械手抓部分可以自由控制厚度，方便夹取不同厚度的图书。同时夹持部分带有压力传感器，能够检测到夹持压力，在保证图书不掉落的前提下尽量减小压力，避免伤害图书（图1）。
　　图书存储：两层的书架，可以放一定数量的书，上层为小书，下层为大书。
　　导航装置：采用基于飞思卡尔智能车竞赛的磁导巡线系统，在图书馆地板下面埋设通电导线，通过车底的电磁传感器，来检测底下的信号，来进行磁导的导航模式（图2）。
　　超声波测距传感器：在车体前端两侧，能够检测到前方靠近的物体，通过一定的编程规则设置进行避让（图3）。
　　无线通信模块：通过ZIGBEE模块，机器人可以轻松的与图书馆内多个控制终端相连接，比如在某个图书馆计算机上，同学A会搜索到一本书，他把这本书的编号通过无线传输方式输送到机器人上，机器人便根据预先好的规则设置移动到具体的书架旁，然后利用机械臂取书，再回到该同学的机位上，该同学就能取书了。如果条件允许，还可以搭建多个机器人互联的网络，自动规划合理的取书线路。
　　车体底盘：如图采用整体式结构，坚固耐用（图4）。
　　车壳（图5）：
　　组装后的车底盘（图6）：