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3.3 本章小结 19
第四章 控制程序设计 20
4.1 机器人移动控制程序 20
4.2 机械臂运动控制程序 22
4.3 机械手取书控制程序 24
4.4 本章小结 27
结论 28
致谢 29
参考文献 30
附录 32
第一章 绪论
1.1研究背景
随着机器人技术的迅猛发展，越来越多的相关产品进入到了我们的日常生活当中，本课题所研究的图书馆自动存取机器人正是其中的一个代表。该装置可以替代图书管理员进行图书的上下架和整理工作，从而减轻图案书管理员的工作强度。
目前，在图书馆的日常管理中，图书的归类搬运整理上下架等工作往往都只能由图书管理员手动完成，这样不仅耗费大量的精力与时间，有时还会出现一些错误，在人们越来越重视效率的前提下，这种图书管理的方式应该寻求改善，而本课题所研究的图书馆移动式自动存取机器人便可以达到这个要求。采用自动化和智能化的机器人管理员不仅可以代替图书管理员完成日常的工作，还会避免一些错误的发生，还可以减少因图书管理员频繁进出馆藏室对重要文献馆藏室的保护环境产生的扰动，有利于文献的保护[1-3]。另外，随着中国渐渐进入老龄化社会，如果能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，可以方便读者居家借阅和还取图书的操作，从而满足高龄读者自行借阅图书的需要。
对本设计而言，控制系统是图书馆图书自动存取机器人的关键组成部分。其性能的好坏直接影响到图书自动存取装置是否能按要求完成规定的图书存取任务和完成任务的质量。图书自动存取装置的控制系统可分为移动平台控制、图书自动存取机械手控制和机械手末端执行器控制三部分。因此采取合适的控制方案以及硬件系统设计等步骤是十分重要的，这也是本课题的意义所在。
1.2图书馆自动存取机器人的研究现状
目前，大部分图书馆都是利用人工整理、清点、查找和上下架图书，耗费了大量的时间和劳动力。为了提高图书馆自动化水平，图书馆图书自动存取机器人应运而生。目前，图书馆机器人主要用于图书的搬运和自动存取，自动存取的主要形式有[4]：自助图书馆，它是基于书架的自动化，辅助自动传送系统来实现图书自动存取；自动仓储式图书馆，它基于移动搬运机器人与自动化立体仓库的配合，完成图书的自动存取；移动式图书馆机器人，它完全依赖于移动式服务机器人来完成图书的自动存取。本课题主要研究第3类机器人。
1.2.1 自助图书馆的研究现状
1.2.2 自动仓储式图书馆的研究现状
1.2.3 移动式图书馆机器人的研究现状
1.3 本课题的研究内容
本文采用理论研究和仿真实验相结合的方法进行研究，通过如下步骤和措施完成研究任务：
1通过对不同的控制方案进行比较，譬如PLC，单片机，运动控制器等等，从中选出适合本课题的控制方案。
2选取总体方案后，继续对控制系统的相关器件进行选择，例如传感器，电机，电机驱动器，摄像头等，并进行硬件电路的设计，确定端口数目，绘出硬件连接的示意图。
3根据不同的工作情况分别对移动平台，工作机械臂和机械臂末端执行器的运动控制进行编程。
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