一种高度自适应书架

技术领域

本发明涉及图书馆领域，具体涉及一种高度自适应书架。

背景技术

书架在图书馆的使用最为广泛，书架能够对分类编号的图书实施存储和收纳作业，传统的书架在使用时，存在一定的缺陷，这些缺陷集中体现在：书架的高度受到一定的限制，书架不能太高，也不能太低，太高的话使用人员存取图书时受到身高的限制会很不方便，太低的话容易造成立体空间的浪费，每个书架的存书量减小，同样的图数量受到不同高度的书架的限制，所需要存储的空间是不一样的，在高空间利用率的前提下，需要在同样的空间内尽可能多的存储图书，就需要响度高度较高的书架，这就形成一个悖论，高度高的书架确实能存储更多的图书，但是存取作业就会变得极为不方便。对此，传统的做法是将书架形成一个在垂直空间面旋转的旋转体结构，利用电机带动固定支撑好的链条结构旋转，链条的圆周圆周或者跑道结构外侧利用旋转支撑架设置装成图书的书框，将图书存放到书框内，当需要存取高度较高的图书时，通过电机的旋转带动链条转动，进一步带动书框在高度方向实施升降作业。但是这种升降书架在使用时存在很大的缺陷，首先是升降时时整体书框全部垂直运动，在同一水平面的所有书框在链条转动的同时会出现全部升降作业，当需要最上部的书框内的图书存取作业时，就需要将下部书框的持续下降，直至上部书框达到合适的位置和高度后停止链条的旋转带动作业，那么最底部的书框很可能就需要旋转至书架的后方空间位置，这样的设置结构不仅需要书架的底部和顶部预留出一定的空间用于书框的旋转作业空间，还需要在书架的后方预留相当于一个书框的厚度来实施后部预留空间的旋转作业，这样传统的升降书架在使用时不仅会占用过多的立体空间，同时还会占用较厚的水平空间，并且两两相互背靠背的两个传统的书架在使用时很可能会出现书框移动到后部互相碰撞现象的发生，因此传统的升降书架缺乏实用性。另外，传统的升降书架的书框在取出作业完成后，当需要将归还的图书按照编码归还至初始位置时，由于上一个使用者对水平书框的高度进行了调整作业，导致书框的整排顺序发生高度变化，必须回归初始位置后才能保证图书存放作业的编码化存储，造成了归还作业难度的加大。

因此，生产一种结构简单，操作方便，立体空间利用率高，整体运行稳定，避免卡死碰撞作业，书框运行灵活，高度自适应作业，每个书框独立运行，易于存取作业，智能化程度高，自动归位作业，使用方法简单易操作的高度自适应书架，具有广泛的市场前景。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种结构简单，操作方便，立体空间利用率高，整体运行稳定，避免卡死碰撞作业，书框运行灵活，高度自适应作业，每个书框独立运行，易于存取作业，智能化程度高，自动归位作业，使用方法简单易操作的高度自适应书架，用于克服现有技术中的缺陷。

本发明的技术方案是这样实现的：一种高度自适应书架，包括书架外框，固定安装在书架外框后部的背板，设置在书架外框内侧的图书盛放框，所述的背板前侧的书架外框内固定安装有调节支撑外框板，图书盛放框设置在调节支撑外框板的前部，调节支撑外框板内设置有与图书盛放框相对应的高度自适应调节装置，在书架外框的外侧安装有控制器，控制器与高度自适应调节装置相连接。

所述的高度自适应调节装置包括设置在调节支撑外框板内的至少一块调节支撑内框板，在调节支撑外框板的内壁固定安装有外侧限位支撑框，在调节支撑内框板的外壁固定安装有内侧限位支撑框，外侧限位支撑框的内壁固定安装有外侧滑道框，外侧滑道框的内壁固定安装有外侧齿条框，内侧限位支撑框的外壁固定安装有内侧滑道框，内侧滑道框的外壁固定安装有内侧齿条框，外侧齿条框的内壁与内侧齿条框的外壁之间设置有口字形结构的行程通道，在行程通道的其中三个边角位置分别对应设置有三个主动旋转齿轮，每个主动旋转齿轮的中心部位均固定安装有中心旋转轴，中心旋转轴的前端套装在滑块内，滑块活动安装在外侧限位支撑框和内侧限位支撑框之间，每个滑块的前端均固定安装有图书盛放框，中心旋转轴的后端与设置在调节支撑外框板后端的旋转电机的输出端固定连接，调节支撑内框板的后端通过调节支撑内框板固定杆与背板前侧固定连接。

所述的书架外框为方形框架结构，背板是形状与书架外框内径相配合的方形板状结构，背板的外沿与书架外框的內沿固定连接，调节支撑外框板为中间设置有方形通孔的方形板状结构，调节支撑外框板的外沿与书架外框的內沿固定连接，图书盛放框为前端带有开口的方形柜体结构图书盛放框的中心位置位于调节支撑外框板中间设置的方形通孔内，调节支撑外框板中间设置的方形通孔的顶部外沿至书架外框顶部之间的距离不小于图书盛放框高度的二分之一，调节支撑外框板中间设置的方形通孔的底部部外沿至书架外框底部之间的距离不小于图书盛放框高度的二分之一，调节支撑外框板中间设置的方形通孔的侧外沿至书架外框侧壁之间的距离不小于图书盛放框宽度的二分之一，调节支撑外框板中间设置的方形通孔的高度不小于图书盛放框的高度，调节支撑外框板中间设置的方形通孔的宽度不小于图书盛放框的宽度。

所述的控制器上设置有操作触控显示屏，控制器固定安装在书架外框的前端或者侧面，控制器的安装高度不高于书架外框高度的二分之一。

所述的图书盛放框的一侧固定安装有供电对接块，供电对接块的一侧与图书盛放框的外壁固定连接为一体结构，在供电对接块的后端固定安装有对接火线端子头，在对接火线端子头的下方对应设置有对接零线端子头，在对接火线端子头和对接零线端子头的一侧设置有光感行程感应器，在调节支撑外框板以及调节支撑内框板的对应位置上固定安装有与供电对接块相配合的供电承接对应块，在供电承接对应块上开设有两个承接端子安装孔，两个承接端子安装孔内均安装有弹簧，位于上部的承接端子安装孔的端部安装有与对接火线端子头相对应的承接火线端子头，位于下部的承接端子安装孔的端部安装有与对接零线端子头相对应的承接零线端子头，在承接火线端子头和承接零线端子头一侧的供电承接对应块上固定安装有与光感行程感应器相对应的光感行程发射器，在供电承接对应块对应位置调节支撑外框板以及调节支撑内框板的后端固定安装有与供电承接对应块相配合的供电电源接线器，供电电源接线器通过导线分别与承接火线端子头、承接零线端子头以及光感行程发射器相连接，承接火线端子头以及承接零线端子头与对接火线端子头和对接零线端子头对应活动卡接，光感行程发射器与光感行程感应器光感对应设置，对接火线端子头和对接零线端子头通过导线与安装在图书盛放框内的蓄电池组电性连接，蓄电池组通过导线与旋转电机相连接，在图书盛放框的后端外壁上固定安装有无线控制接收器，无线控制接收器的一端通过导线与蓄电池组电性连接，无线控制接收器的另一端通过无线连接的方式与安装在控制器内的无线控制发射器相连接。

所述的调节支撑内框板为方形板状结构，内侧限位支撑框为方形框架结构，内侧限位支撑框固定安装在调节支撑内框板的外沿壁上，内侧滑道框是固定安装在内侧限位支撑框外沿壁上的方形框架结构，内侧齿条框是固定安装在内侧滑道框外沿壁上的方形框架结构，内侧限位支撑框的厚度不小于调节支撑内框板的厚度，调节支撑内框板的厚度与调节支撑外框板的厚度相等，内侧限位支撑框的一端突出至调节支撑内框板的前端，内侧限位支撑框的厚度不小于内侧滑道框的厚度，内侧滑道框的厚度与内侧齿条框的厚度相等。

所述的外侧限位支撑框为方形框架结构，外侧限位支撑框固定安装在调节支撑外框板的內沿壁上，外侧滑道框是固定安装在外侧限位支撑框内沿壁上的方形框架结构，外侧齿条框是固定安装在外侧滑道框内沿壁上的方形框架结构，外侧限位支撑框的厚度不小于调节支撑外框板的厚度，外侧限位支撑框的一端突出至调节支撑外框板的前端，外侧限位支撑框的厚度不小于外侧滑道框的厚度，外侧滑道框的厚度与外侧齿条框的厚度相等。

所述的外侧限位支撑框和内侧限位支撑框的截面均为阶梯状板状结构，外侧限位支撑框的前端底部至内侧限位支撑框的前端顶部之间的间距与滑块的高度相配合，滑块的前端与图书盛放框的后端中心位置固定连接，在滑块与图书盛放框的连接位置的中心设置有中心旋转轴安防槽，中心旋转轴的前端外露部分设置在该中心旋转轴安防槽内，滑块的后端活动安装在外侧限位支撑框的前端底部与内侧限位支撑框的前端顶部之间，滑块的前端通过加强支撑连接杆与图书盛放框的后端外壁固定连接。

所述的行程通道的宽度与主动旋转齿轮的直径相配合，外侧齿条框和内侧齿条框上均设置有与主动旋转齿轮的外齿块相配合的齿槽。

本发明具有如下的积极效果：首先，本产品结构简单，操作方便，克服了传统书架不能有效立体空间的缺陷，利用本产品的扩展方式，可以将书架设计的高度与房屋的高度尽可能的实现配合，有效的利用了房屋的立体空间，克服了传统的书架不能设置过高的缺陷，在使用时可以方便取阅者取出和浏览图书，同时也可以方便管理者归还和放置图书，使图书的取还作业变得轻松，克服了高度高的书架确实能存储更多的图书，但是存取作业就会变得极为不方便的悖论缺陷。

其次，本产品克服了传统升降书架的诸多缺陷，本产品利用限位在调节支撑外框板内的多个图书盛放框的水平加垂直运行的方式实施高位置图书盛放框的下移作业，与传统的书框垂直滚动移动的方式存在很大的不同，改变了传统书框升降移动时需要占用的过多的滚动空闲空间，将书框的运动限定在书架外框内侧的一个垂直于地面的平面上运行，虽然后部的电机占用了水平空间，但是电机运行的横向距离相对于传统滚动结构的书框运行所需的空间大大降低，节省了横向空间，并且本产品的顶部和底部不用预留书过多的空间用于运行书框跨越顶部的空间，无论从横向和纵向上都起到了节省空间的优势。

再次，本产品采用在垂直于地面的一个平面上运行书框升降的方式，当使用者或者管理者取还图书时，本产品设计的控制器会将每个书框的位置以初始位置实施限定，无论书框的位置变化如何，在误操作的情况下，书框适中处于初始位置，方便管理者根据外部电脑编码高效的还书作业。

另外本产品实用性很强，为了降低书框高度过高造成的图书取出作业的视线难度，本产品设计了操作触控显示屏配合控制器，在操作触控显示屏上可以预览到图书的位置信息，并根据位置信息实施操作，较低位置的图书可以直接取出，较高位置的图书利用产品的机械传动实现对应的图书盛放框的升降作业，有效的克服了视线缺陷造成的取书不方便的缺陷。并且，本产品设置了多个图书盛放框，并且多个图书盛放框为独立的编码装盛结构，实现了每隔书框的灵活移动，这与传统的侧边结构的升降框接到图书后再单独实施升降运载作业的方式存在很大的不同，能够更加灵活的精准定位需要移动的书框，并且可以小范围的实现精准的取书升降作业，避免了只采用侧边移动书框水平加垂直移动的笨重作业方式。

附图说明

图1为本发明的主视结构示意图。

图2为本发明的主视内部结构示意图之一。

图3为本发明的后视结构示意图。

图4为本发明的主视内部结构示意图之二。

图5为本发明的主视内部结构示意图之三。

图6为本发明的侧面内部体结构示意图。

图7为本发明的供电承接对应块内部结构示意图。

图8为本发明的供电对接块侧面结构示意图。

具体实施方式

如图1、2、3、4、5、6、7、8所示，图1、2、3、4、5、6为本产品设计了11个图书盛放框6的实施方式视图，设计的图书盛放框6的数量根据书架外框1的高度和具体的需求进行设计。

下述实施例以三个图书盛放框为例并参照上述附图结构实施。

一种高度自适应书架，包括书架外框1，固定安装在书架外框1后部的背板3，背板3起到最后端部的支撑作用，其作用不仅是为了使不同的书架外框1起到隔绝的作用，最终要的作用是为了将调节支撑内框板12的后端通过调节支撑内框板固定杆24与背板3前侧固定连接，使调节支撑内框板12有独立的支撑体，并且可以通过调节支撑内框板固定杆24对调节支撑内框板12背面的供电电源接线器22实施布线作业，这样可以避免独立的调节支撑内框板12后部的旋转电机23在实现水平和垂直移动时的线路缠绕布控问题。

设置在书架外框1内侧的图书盛放框6是可以在行程通道32的导引作用下随着行程通道32的行程实现移动的，所述的背板3前侧的书架外框1内固定安装有调节支撑外框板2，调节支撑外框板2起到与调节支撑内框板12形成一个对应的框架结构，也为了在产品运行时，因一侧的供电承接对应块16与安装在调节支撑内框板12内侧移动的供电对接块21需要实现对应关系，调节支撑外框板2用于安装该对应关系的供电对接块21，并为图书盛放框6的内侧的主动旋转齿轮25在行程通道32内移动时提供稳定的支撑结构。

图书盛放框6设置在调节支撑外框板2的前部，调节支撑外框板2内设置有与图书盛放框6相对应的高度自适应调节装置，在书架外框1的外侧安装有控制器4，控制器4与高度自适应调节装置相连接。在具体使用时，为了保证控制器不会影响侧面空间的占用，可将控制器设置在书架外框1的前侧，并采用与书架外框1侧边配合的厚度或者宽度实施固定作业，保证多个书架外框1并排设置时不会因控制器的位置占用过多的横向空间。

所述的高度自适应调节装置包括设置在调节支撑外框板2内的至少一块调节支撑内框板12，在具体时候用时调节支撑内框板12的数量是根据横向空间和纵向空间的具体宽度和高度实施安装设置的，同时增加了调节支撑内框板12的数量，书架外框1的宽度和高度也相应增加，具体设置并需要参考图书盛放框6的高度，经过计算得到最合适的调节支撑内框板12的数量，因调节支撑内框板12的高度和宽度的设计需要配合图书盛放框6的高度和宽度，后续内容中有涉及，此处不做详细陈述。但是调节支撑内框板12的数量需为偶数，保证产品运行时有足够至少一个空闲工位来实现多个图书盛放框6位置的变换。

在调节支撑外框板2的内壁固定安装有外侧限位支撑框9，外侧限位支撑框9和内侧限位支撑框13为滑块7以及主动旋转齿轮25以及图书盛放框6运行移载作业时提供稳定的上部和下部的支撑体。并且为外侧滑道框10、外侧齿条框11、内侧滑道框14以及内侧齿条框15，提供稳定支撑结构，保证外侧齿条框11和内侧齿条框15能够实现对主动旋转齿轮25的有效夹持作用。主动旋转齿轮25的初始位置是置于行程通道32的水平段的位置上的，这样可以保证主动旋转齿轮25内部的中心旋转轴20的支撑作用，利用中心旋转轴20实现对外侧图书盛放框6以及内侧的旋转电机23的整体支撑，使行程通道32的水平行程段的内壁行程一个稳定的中部支撑点，该支撑点配合外侧的外侧限位支撑框9和内侧限位支撑框13对滑块7的夹持作用，实现两点之间确定一条直线的原理，将整个围绕行程通道32移动的部件实现稳定的支撑。

在调节支撑内框板12的外壁固定安装有内侧限位支撑框13，外侧限位支撑框9的内壁固定安装有外侧滑道框10，外侧滑道框10的内壁固定安装有外侧齿条框11，内侧限位支撑框13的外壁固定安装有内侧滑道框14，内侧滑道框14的外壁固定安装有内侧齿条框15，外侧齿条框11的内壁与内侧齿条框15的外壁之间设置有口字形结构的行程通道32，在行程通道32的其中三个边角位置分别对应设置有三个主动旋转齿轮25，每个主动旋转齿轮25的中心部位均固定安装有中心旋转轴20，中心旋转轴20的前端套装在滑块7内，滑块7活动安装在外侧限位支撑框9和内侧限位支撑框13之间，每个滑块7的前端均固定安装有图书盛放框6，中心旋转轴20的后端与设置在调节支撑外框板2后端的旋转电机23的输出端固定连接，调节支撑内框板12的后端通过调节支撑内框板固定杆24与背板3前侧固定连接。

所述的书架外框1为方形框架结构，背板3是形状与书架外框1内径相配合的方形板状结构，背板3的外沿与书架外框1的內沿固定连接，调节支撑外框板2为中间设置有方形通孔的方形板状结构，调节支撑外框板2的外沿与书架外框1的內沿固定连接，图书盛放框6为前端带有开口的方形柜体结构图书盛放框6的中心位置位于调节支撑外框板2中间设置的方形通孔内，调节支撑外框板2中间设置的方形通孔的顶部外沿至书架外框1顶部之间的距离不小于图书盛放框6高度的二分之一，调节支撑外框板2中间设置的方形通孔的底部部外沿至书架外框1底部之间的距离不小于图书盛放框6高度的二分之一，调节支撑外框板2中间设置的方形通孔的侧外沿至书架外框1侧壁之间的距离不小于图书盛放框6宽度的二分之一，调节支撑外框板2中间设置的方形通孔的高度不小于图书盛放框6的高度，调节支撑外框板2中间设置的方形通孔的宽度不小于图书盛放框6的宽度。保证每个图书盛放框6在实现平移和垂直移动时，不会对相邻的图书盛放框6发生碰撞，进一步提高产品运行的稳定性。

所述的控制器4上设置有操作触控显示屏5，控制器4固定安装在书架外框1的前端或者侧面，控制器4的安装高度不高于书架外框1高度的二分之一，保证使用者在使用时可以有效的观察和对操作触控显示屏5的操作。

所述的图书盛放框6的一侧固定安装有供电对接块21，供电对接块21的一侧与图书盛放框6的外壁固定连接为一体结构，在供电对接块21的后端固定安装有对接火线端子头30，在对接火线端子头30的下方对应设置有对接零线端子头31，在对接火线端子头30和对接零线端子头31的一侧设置有光感行程感应器27，在调节支撑外框板2以及调节支撑内框板12的对应位置上固定安装有与供电对接块21相配合的供电承接对应块16，在供电承接对应块16上开设有两个承接端子安装孔28，两个承接端子安装孔28内均安装有弹簧29，位于上部的承接端子安装孔28的端部安装有与对接火线端子头30相对应的承接火线端子头18，位于下部的承接端子安装孔28的端部安装有与对接零线端子头31相对应的承接零线端子头19，在承接火线端子头18和承接零线端子头19一侧的供电承接对应块16上固定安装有与光感行程感应器27相对应的光感行程发射器17，在供电承接对应块16对应位置调节支撑外框板2以及调节支撑内框板12的后端固定安装有与供电承接对应块16相配合的供电电源接线器22，供电电源接线器22通过导线分别与承接火线端子头18、承接零线端子头19以及光感行程发射器17相连接，承接火线端子头18以及承接零线端子头19与对接火线端子头30和对接零线端子头31对应活动卡接，光感行程发射器17与光感行程感应器27光感对应设置，对接火线端子头30和对接零线端子头31通过导线与安装在图书盛放框6内的蓄电池组26电性连接，蓄电池组26通过导线与旋转电机23相连接，在图书盛放框6的后端外壁上固定安装有无线控制接收器33，无线控制接收器33的一端通过导线与蓄电池组26电性连接，无线控制接收器33的另一端通过无线连接的方式与安装在控制器4内的无线控制发射器相连接。

上述结构的设置，为旋转电机23的运行提供的独立的供电设备，保证旋转电机23在运行时不会因为外置导线的设置问题出现的移动时的线路缠绕问题，产品在初始状态下，只要供电承接对应块16与供电对接块21的位置实现对应，就可以实现对蓄电池组26的充电作业，蓄电池组26的匹配与旋转电机23的功率配套使用。

所述的调节支撑内框板12为方形板状结构，内侧限位支撑框13为方形框架结构，内侧限位支撑框13固定安装在调节支撑内框板12的外沿壁上，内侧滑道框14是固定安装在内侧限位支撑框13外沿壁上的方形框架结构，内侧齿条框15是固定安装在内侧滑道框14外沿壁上的方形框架结构，内侧限位支撑框13的厚度不小于调节支撑内框板12的厚度，调节支撑内框板12的厚度与调节支撑外框板2的厚度相等，内侧限位支撑框13的一端突出至调节支撑内框板12的前端，内侧限位支撑框13的厚度不小于内侧滑道框14的厚度，内侧滑道框14的厚度与内侧齿条框15的厚度相等。所述的外侧限位支撑框9为方形框架结构，外侧限位支撑框9固定安装在调节支撑外框板2的內沿壁上，外侧滑道框10是固定安装在外侧限位支撑框9内沿壁上的方形框架结构，外侧齿条框11是固定安装在外侧滑道框10内沿壁上的方形框架结构，外侧限位支撑框9的厚度不小于调节支撑外框板2的厚度，外侧限位支撑框9的一端突出至调节支撑外框板2的前端，外侧限位支撑框9的厚度不小于外侧滑道框10的厚度，外侧滑道框10的厚度与外侧齿条框11的厚度相等。

所述的外侧限位支撑框9和内侧限位支撑框13的截面均为阶梯状板状结构，外侧限位支撑框9的前端底部至内侧限位支撑框13的前端顶部之间的间距与滑块7的高度相配合，滑块7的前端与图书盛放框6的后端中心位置固定连接，在滑块7与图书盛放框6的连接位置的中心设置有中心旋转轴安防槽，中心旋转轴20的前端外露部分设置在该中心旋转轴安防槽内，滑块7的后端活动安装在外侧限位支撑框9的前端底部与内侧限位支撑框13的前端顶部之间，滑块7的前端通过加强支撑连接杆8与图书盛放框6的后端外壁固定连接。所述的行程通道32的宽度与主动旋转齿轮25的直径相配合，外侧齿条框11和内侧齿条框15上均设置有与主动旋转齿轮25的外齿块相配合的齿槽。

本产品在具体操作时：首先使用者通过控制器4上安装的操作触控显示屏5实施图书的索引寻找作业，在触控显示屏5上显示图书的索引位置，这些位置信息包括层高和具体的位置，使用者根据需求取书，当书位于较低位置时，可以直接取出，当书位于较高位置时，需要通过操作触控显示屏5控制控制器4，再由控制器4控制控制器4内的无线控制发射器启动，将启动信号通过无线的方式发射给无线控制接收器33，无线控制接收器33启动旋转电机23，旋转电机23的安装需要处于固定状态，其固定方式为采用外侧限位支撑框9和内侧限位支撑框13后端的凸块行程轨道卡接旋转电机23配套对应的凹槽实现旋转电机23外壳的固定，也可以采取在背板3上对应安装对应的卡接块与旋转电机23后端的对应的卡接槽对应卡接的方式实现旋转电机23的外壳固定，这样保证中心旋转轴20的稳定旋转，并保证旋转电机23与中心旋转轴20的轴心相对旋转运动，当旋转电机23的输出端旋转时，带动旋转齿轮25旋转，旋转齿轮25在行程通道32内实现移动，移动时控制器4给每个光感行程发射器17发出控制信号，当对应的图书盛放框6移动到能够取出图书的高度时，光感行程感应器27接收到停止运动的信息，这样图书盛放框6就按照控制器设定的路线通过平移和垂直移动的方式运行至较低位置，使用者实现较低位置的取书作业，完成操作后，每个图书盛放框6回到初始位置。外侧齿条框11和内侧齿条框15上均设置有与主动旋转齿轮25的外齿块相配合的齿槽，运行时主动旋转齿轮25初始位置位于行程通道32水平行程段，保证图书盛放框6在初始位置有一个稳定的制成结构。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。