杨旭红

　　(武汉科技大学城市学院 湖北省武汉市 430083)

　　关键词：纸质资源;高校图书馆;自动化;设计构思

　　引言

　　本文构思设计了一种自助化图书馆系统， 也称自动化图书馆系统， 主要由 4 大部分组成:1)自助借还书机;2)机器手或称机器人;3)轨道系统;4)多媒体模拟演示系统(软件系统)。下面就系统前 3 个部分设计要点分别阐述其设计思路和其中的一些具体做法。

　　一、轨道系统设计

　　轨道系统是引领小车到达指定位的指挥系统，也是文献传送的导航系统。为提高工作效率，轨道上同时可有多台这样的小车工作。为防止发生堵车现象，设计采用单行线方案、循环线方案设计。它的起点与终点与自助借还书机左右口相连。轨道系统分公轨和扫描轨两类。小车在公轨(折线)上行驶，方向由轨道上安装的扫描仪(搬道叉)发出信号。在扫描轨(直线)行驶时，停车由车上自带的扫描仪发信号。公轨的任务是引领小车到达指定书库的楼层、架位和指定层。扫描轨的任务是引领小车到达该层书架指定书位。公轨设计只允许有丁字路口分岔，不得出现十字路口，以实现小车行驶简单化和搬道叉的二选一方式搬道。公轨设计最好是沿着所有排书架的底角最左端安装，它负责引领小车到达指定的书架所在排和所在层(这里讲的书架是指一个联合体，同一排所有书架是左右相连的，它可以很长，从书库的最左端一直排到最右端)，当小车到达指定的书架的指定排指定的书架层最左端，这也是出现的最后一个丁字路口(所有丁字路口都安装有扫描仪)，经过这个路口后，小车改为水平方向行进，此时进入找书位状态，车上扫描开启，这时，以上提供的2种停车设计方案之一可以考虑用上。

　　当取还书动作完成后，小车顺轨道继续前进，由于是循环线，故自动进入返程状态。这个返回轨道设计与进入轨道大致相同，是对称的，一个在左，一个在右。这里特别强调的是:轨道设计成单循环线，小车取文献资料在到达最后一个丁字路口之前，都是向前行驶的动力，没有方向判断功能，遇到碰撞阻力，是靠车上安装的碰撞开关自动停车、延时，然后再启动这样一个程序过程。小车能行走到达指定的书架层位完全是依靠安装在每个丁字路口上的自动搬道叉机构负责指引方向完成的，这个搬道叉机构配合安装有电子扫描仪，这个自动搬道叉机构获得的搬道指令是来自装在小车上的图书信息卡上的所需图书条码，当小车到达丁字路口时，即时被轨道扫描到卡上信息，此后搬道叉机构将根据其存放书刊地址信息决定是否搬道来改变小车行驶方向(仅此2个方向选择，搬与不搬，实现起来简单化了)。完成搬道后延时3-4s后，道叉自动回位。这个搬道动作出现的同时，紧接其小车后方，轨道上最好设计有一个栏杆，可自动打下，这个动作是为防止搬道叉变轨后，其后方有其它小车紧跟误入情况发生。每台小车前方安装有碰撞开关，遇到阻力，自动停车，延时3-4s后可再次启动，这样的动作可以反复多次，目的是可防止堵车造成系统混乱的现象，这样的设计，功能实现也是非常简单的。小车若不是因阻力而停车的话，会自动启动小车上安装的夹具系统，完成固定的动作，最后将指定的书刊连书套、夹具一同放入小车。这个固定的机械动作完成后，自动放行小车继续前进，从而进入返回路线。为防止出现意外故障，减轻检修工作强度，可以考虑在每台小车上安装针孔摄像头，并可远程摇控指挥其上方安装的升降杆夹具产生相应动作，便于解除故障，这也便于读者看到找书进程和实现手动操作。当然，这样的设计方案会增加一些制造成本。与此配合，每本书须配有相同书套，确保不会因书的厚薄不一出现存放位置发生偏差而造成定位成本提高。

　　二、机器手设计

　　这里所讲的机器手是指前面讲的“运输小车”，它是由夹具，包括机械升降臂，挂钩和扫描仪等配件所组成的装置。运输小车可以有多个行驶轮，前面的起支撑运输作用，可卡在其专用行驶的工字型轨道上，目的是保证按轨道行驶不脱轨。后面轮子为动力轮，它可根据指令有一定压力的接触或离开轨道，实现不断电情况下完成行驶和停车动作。小车配置有可以插入的图书信息卡的卡口。轨道拐点处装有扫描仪，便于读取卡上信息，指挥其轨道系统上安装的搬道叉二选一的变轨操作，由此引领小车到达指定的书架位。(任何一本书都只有唯一一条运送通道，图书存放地址决定搬道方向也是明确的)小车上方安装的夹具(挂钩机构)可以二维方向运动，该机构无需智能化识别技术，因为每本书的存放位置是固定的。故它的上下升降，和前后，即靠近和远离书刊的水平方向移动，对夹具来讲动作也是固定的。机械升降臂可采用液压传动装置，也可采用电动机旋转，通过曲柄滑块机构来实现。夹具的左右方向，即书刊摆放方向的移动则可由小车移动来实现。为保证夹具升降动作即抓取和上架动作固定，对书刊摆放要求是:标准化、规范化，即位置必须及左右固定。

　　注意，运输小车到达指定书架层位后开始走直线，控制何时停车取书是整个系统设计的关键。在此笔者构思2种自控停车设计方案。方案1:进入指定书架指定层最左端后，开启扫描仪，对从左到右小车所经过的每一本书上粘的条形码进行扫描，一旦发现与图书信息卡中的一致时，指挥小车停车，夹具自动开始工作。方案2:小车到达书架层最左端后，车上图书信息卡被安装在此书架上左端的扫描仪捕获到卡上条码数据后，小车启动由轮子转数来控制它的行驶距离，转数到，则位置到，停车(因为书刊存放地址与转数，即距离坐标有一一对应关系)。

　　三、纸质自助借还机设计

　　这里所讲的自助借还书机，是指纸质文献自动借还系统的服务终端操作机，是读者检索阅览所需纸质文献资料和借还书环节的操作平台，是人机对话的窗口。它可由一台普通电脑的终端，用来检索查寻输入和反馈显示信息，一个射频卡感应器或扫描仪，用于读取读者借阅卡信息，一台小型打印机，给读者提供清单，和一个看上去很像ATM自动存取款机，有“投取书刊口“的装置，用于取书和归还的装置所组成。这个装置，后方连接有一条专用导轨，它是循环线，2个口，一出一进，供运输小车(机器手)传递文献服务使用，这也是本系统的特色。借书时，读者只需将借阅卡放入射频卡感应器上感应，让系统读取借阅卡中信息，验证读者身份;其后，读者就可在电脑显示屏上看到馆藏相关信息及提示，并可根据需要，在终端触摸屏上选择任何一种排架法，检索自己所需文献。检索完成，读者只要在其显示的文献画面上点击确认即可，此后系统会根据读者提供的信息，建立一张所需图书的信息卡，它可以是粘贴有读者所需资料编号的条形码卡片，并自动插入到运输小车(机器手)上，同时启动多媒体应用程序，使显示屏进入多媒体动画模拟演示状态，画面将以三维动画形式展示出整个物理检索的全过程。这时显示的动画与机器手实际行走经过大致相一致。当机器手运送小车到达规定图书架区间后，则开始仿真模拟显示的当前经过的图书资料及架位情况，读者可即时看到附近同类书籍实际摆放的虚拟情况。此后系统开启扫描仪，逐一开始对经过图书上的条码进行扫描，当扫描到与信息卡上给出的条码一致时，小车停车，并开始抓取所需图书。如有条件，小车上可安装摄像头，提供手动操作，读者可根据看到的情况，在终端发出指令停车，抓取所需资料(设计仅限于小车经过本层书架前进途中见到的所需文献资料，不允许倒车挡后车道现象，这样的设计系统会简便许多)。归还时，原理基本相同，读者只要将归还的书刊按指定的方向投入到“投取书刊口”，这时扫描仪扫描书上提供的计算机条形码，获取条码数据后，修改相应数据库中数据，并打印出归还信息清单到读者，同时由运输小车将其还原上架。为防盗，弥补这样构思的不足，可结合采用在图书上加贴了磁条的办法。这样做，降低成本是显而易见的。

　　结束语

　　截至目前，国际上还没有很成熟的技术和装备在实体真实图书馆自动化中得到广泛运用。究其原因，主要是因为真实的图书馆收藏量较大，自动存取操作涉及到的技术问题多，按现有的通常设计思路，要想降低成本也实属不易，由此也造成难以大范围推广，故实用价值不是很大。

　　参考文献:

　　[1]詹艳平.纸质文献水溶液脱酸保护中真空冷冻干燥试验研究[D].南京师范大学,2014.

　　[2]刘金美.基于物联网的高校图书馆个性化服务研究[D].南京航空航天大学,2014.

　　[3]汪晓阳.HG大学图书馆服务存在问题与对策研究[D].华南理工大学,2014.

　　[4]王硕.应用型教育联盟下泛在图书馆知识服务研究[D].吉林大学,2014.