CN101428515A

CN101428515A - 翻书机器人

Info

Publication number: CN101428515A
Application number: CNA2007100478615A
Authority: CN
Inventors: 梅政; 胡申顺; 徐俊; 辛绍杰
Original assignee: Shanghai Dianji University
Current assignee: Shanghai Dianji University
Priority date: 2007-11-06
Filing date: 2007-11-06
Publication date: 2009-05-13
Anticipated expiration: 2027-11-06
Also published as: CN101428515B

Abstract

本发明涉及机械制造技术领域，是一种多功能的翻书机器人，它含有踏板、摆杆、机架、连架、滑轮、限位机构、机架板、以及粘书手臂、夹书装置和翻书装置等；在机架的底部设有踏板，机架板上设有夹书装置和翻书装置，当使用者踩下踏板后，通过摆杆和滑轮传递动力，使摇杆和翻书手臂旋转，同时带动正弦架和粘书手臂——粘起书页一同上移，翻书手臂转过来将书页翻过去；若松开踏板，翻书和粘书手臂则到初始位置，夹书装置将书页夹紧，翻书过程结束；只要重复踏板的上下运动，就可稳定地翻书。本发明的积极效果是：纯机械运行，无需电源；采用通材和标准件，加工简便，成本低；可翻阅不同大小、不同厚度的书；使用范围更广，稳定性较好。

Description

翻书机器人

【技术领域】

本发明涉及机械制造技术领域，具体的是指一种多功能的翻书机器人。

【背景技术】

书是人们获取知识的重要途径。但是，对那些双手残疾，或是手部活动有障碍的人来说，他们无法像正常人一样用手翻书，因为看书——拿书、翻书对他们来说并不是容易的事情，他们必须借助脚的帮助，或借助他人的帮助才能进行阅读，而要这样做，是会遇到许多制约因素的。随着社会的进步和科学技术的发展，人们对弱势群体给予的重视和关爱越来越多：不仅关注残疾人的物质生活，也关注他们精神文化上的需求。因此，为这些残疾对象设计一种可方便他们阅读的工具应该是非常有意义的一件事情。

目前，国内外在翻书设备方面已有的技术方案主要是：采用电为动力源的机电混合技术，通过伺服控制系统来辅助实施。它们有许多好的地方，并在一定程度上方便了残疾人的阅读；但是，其也有不足之处：一是，设备的零件复杂，生产成本比较高；二是，零件多为非标的特殊型号，使维修及保养不方便；三是，须依靠电力工作，在无电源的情况下不能工作，这会影响翻书设备的使用范围。

【发明内容】

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种纯机械动力、无任何电机辅助、具备夹书翻书功能、方便双手残疾人阅读的平台——多功能的翻书机器人。

为实现上述目的，本发明翻书机器人含有踏板、摆杆、机架、连架、滑轮、限位机构、机架板、外套管、上端盖、连接机构，所述的机架下连踏板、上连机架板形成桌式结构，其特征是，还包括粘书手臂、夹书装置和翻书装置；所述的夹书装置包括支座、连杆和压头；所述的翻书装置包括正弦架、翻书手臂、滑块和摇杆；所述的摆杆包括第一摆杆、第二摆杆；所述的滑轮包括第一滑轮和第二滑轮；所述的机架由两个侧架通过底部横杆及连架的底脚联成一体，并通过侧架与连架销接；所述的踏板后端销接在机架的底部横杆上，在踏板下底部横杆上设有复位弹簧，其使踏板的前端翘起；在连架底部第一横杆上设有第二摆杆，第二摆杆的前端压在踏板翘起的前端下；在连架底部第二横杆中间设有第一摆杆，第一摆杆的前端搁在踏板翘起的前端上；连接机构由钢丝组成，将摆杆、滑轮、摇杆、压书装置连接起来；所述的机架板为一块带有通孔、槽和螺纹孔的面板，夹书装置通过支座连接在机架板上，连杆上设有复位拉簧，其一端与连杆连接，另一端与底座连接；在机架板上共设有两个夹书装置，左右各设一个；所述的翻书装置通过摇杆与连架连接，并通过正弦架、外套管、上端盖与机架板在通孔处连接；翻书手臂通过滑块连接在正弦架上，滑块可在正弦架构成的导轨中来回滑动并带动翻书手臂一起滑动；粘书手臂直接连接在正弦架上，在粘书手臂的前端设置有粘性物质；摇杆的上端通过滑块与翻书手臂连接，摇杆的下端通过限位凸起槽III与连架连接，在摇杆与连架的连接处设有摇杆复位弹簧；在机架底部设有限位机构和第一滑轮，在连架上端设有第二滑轮；连接机构由钢丝组成，将摆杆、滑轮、摇杆、压书装置连接起来。

在所述的连架底部第一横杆上设有限位凸起槽II，第二摆杆设置在限位凸起槽II内。

在所述的连架底部第二横杆上设有限位凸起槽I，第一摆杆设置在限位凸起槽I内。

所述的机架板为带有一个通孔、三个槽及螺纹孔的面板，其中，通孔中设置正弦架，第一槽中搁置翻书手臂，第二槽、第三槽用来穿过连接夹书装置的钢丝。

本发明翻书机器人的机械连动过程为：

第一摆杆在初始位置时是前端高(前端搁在踏板的上方)后端低，第一摆杆的后端连接有钢丝，钢丝直接与夹书装置相连接，通过钢丝连接使夹书装置处于受拉绷紧的状态，使连杆上的复位钮簧处在受压状态；当踏板向下踩动时，第一摆杆的后端上扬，处于摆杆尾端的钢丝不受拉，由于无钢丝连接的牵拉限制，夹书装置连杆上的复位钮簧慢慢张开，带动夹书装置一起张开；当踏板碰到踏板下方的限位机构时，便不再向下运动。

当使用者踩动踏板之后，连在踏板前端下方的第二摆杆受力后前端被下压，由于第二横杆的支撑作用，使第二摆杆的后端向上翘起，通过第一滑轮、以及第二滑轮传递动力，最终施加给摇杆一个横向的拉力，使摇杆受到拉力后带动滑块及翻书手臂旋转一定的角度；当摇杆逆时针旋转一定角度时，同时也带动了正弦架在垂直方向的向上移动，带动粘书手臂一起向上移动；当踏板慢慢下踩时，粘书手臂通过粘性物质粘起书页逐渐向上移动，当上升一段距离之后，翻书手臂正好转过一定的角度过来带动书页翻过去；此时松开踏板，夹书装置会将书页夹紧，翻书手臂和粘书手臂回到初始位置，翻书过程结束。

当使用者松开踏板后，踏板在复位钮簧的作用下回复到初始位置，由于第二摆杆的反向作用，使连接摇杆的钢丝松弛，摇杆在摇杆复位弹簧的作用下回复到初始位置；由于第一摆杆的反向作用，使夹书装置由于连接钢丝重新拉紧而再度将书夹紧。

只要重复踏板的上下运动，就可以稳定地将书一页一页地翻过去。

本发明翻书机器人的优点是：

(1)采用纯机械运动模式，无需使用电作为动力源，符合制造业的绿色化趋势。(2)所选材料为常用材料，且零件多为标准件或加工简单的零件，使生产成本大大降低。(3)可以翻阅不同大小、不同厚度的书。(4)结构简单，稳定性较好。(5)适用性更强，使用范围更广。

【附图说明】

附图1为本发明翻书机器人的结构示意图；

附图2为翻书装置的结构示意图；

附图3为踏板及传动部分的结构示意图；

附图4为夹书装置的结构示意图；

附图5为粘书手臂的结构示意图；

附图6为翻书手臂的结构示意图；

附图7为机架板的结构示意图；

附图8为连架的结构示意图；

附图9为正弦架的结构示意图；

附图10为本发明翻书机器人的结构示意后视图。

图中的标号分别为：

1、踏板，2、第一摆杆，3、第二摆杆，4、机架，5、连架，6、第一滑轮，7、第二滑轮，8、限位机构，9、支座，10、连杆，11、压头，12、正弦架，13、翻书手臂，14、滑块，15、粘书手臂，16、机架板，17、摇杆，18、外套管，19、上端盖；21、底部横杆，22、底脚，23、第一横杆，24、第二横杆，25、摇杆复位弹簧，26、通孔，27、第一槽，28、第二槽，29、第三槽，30、限位凸起槽I，31、限位凸起槽II，32、限位凸起槽III。

【具体实施方式】

以下结合附图给出本发明翻书机器人的具体实施方式。

参见附图1、附图10。本发明翻书机器人含有踏板1、摆杆、机架4、连架5、滑轮、限位机构8、机架板16、外套管18、上端盖19、连接机构，以及粘书手臂15、夹书装置和翻书装置，所述的夹书装置包括支座9、连杆10和压头11，在连杆10上设有复位钮簧；所述的翻书装置包括正弦架12、翻书手臂13、滑块14和摇杆17；摆杆包括第一摆杆2、第二摆杆3；滑轮包括第一滑轮6和第二滑轮7。

机架4由两个侧架通过底部横杆21与连架5(参见附图8)的底脚22联成一体，并通过侧架与连架5销接；在机架4的底部设置踏板1，踏板1的后端销接在机架4的底部横杆21上，在踏板1下底部横杆21上设有复位钮簧(图中未示)，其使踏板1的前端翘起；在连架5底部第一横杆23上设置两个凸起构成限位凸起槽II31，在限位凸起槽II31内设置第二摆杆3，这样，第二摆杆3就不会左右摆动，第二摆杆3的前端压在踏板1翘起的前端下；在连架5底部第二横杆24中间同样设置两个凸起构成限位凸起槽I30，在限位凸起槽I30内设置第一摆杆2，这样，第一摆杆2也不会左右摆动，第一摆杆2的前端搁在踏板1翘起的前端上；连接结构由钢丝、滑轮组成，其中钢丝与第一摆杆2、第二摆杆3、连杆10、摇杆17相连接(参见附图3)机架4的顶端与机架板16连接，形成桌形结构。

参见附图7。所述的机架板16为一块带有一个通孔26、三个槽(第一槽27、第二槽28、第三槽29)和若干螺纹孔的面板，其中，通孔26用来设置正弦架12，第一槽27中搁置翻书手臂13，第二槽28、第三槽29用来穿过连接夹书装置的钢丝(参见附图4)。

参见附图2、附图4、附图6。所述的夹书装置通过支座9连接在机架板16上，支座9由连杆10连接压头11，连杆10上设有穿接钢丝(复位钮簧)的孔(参见附图4)；在机架板16上共设有两个夹书装置，左右各设一个，采取机械力锁合方式夹持书本。

翻书装置通过摇杆17与连架5连接，并通过正弦架12(参见附图9)、外套管18、上端盖19与机架板16在通孔26处连接(参见附图2、10)；翻书手臂13通过滑块14连接在正弦架12上，滑块14可在正弦架12构成的导轨中来回滑动并带动翻书手臂13一起滑动；粘书手臂15直接连接在正弦架12上(参见附图2、5)，在粘书手臂15的前端置有粘性贴片(图中未示)。

正弦架12与外套管18相连接，可以在其中上下滑动(参见附图10)；

摇杆17的上端通过滑块14与翻书手臂13连接，并可通过滑块14沿正弦架12构成的导轨滑动；摇杆17的下端通过限位凸起槽III 32与连架5连接(参见附图10)，在摇杆17与连架5的连接处设有摇杆复位弹簧25，当无外力作用时，摇杆17在摇杆复位弹簧25的作用下能自动复位。

机架4的底部设有两处限位机构8(参见附图1)和第一滑轮6，连架5的上端设有第二滑轮7(参见附图10)；与滑轮共同作用的连接机构由钢丝、滑轮6组成，其中钢丝与第一摆杆2，第二摆杆3，连杆10，摇杆17相连接。

第一摆杆2在初始位置时是前端高(前端搁在踏板1的上方)后端低，摆杆的后端连接有钢丝，钢丝直接与夹书装置相连接，通过钢丝连接使夹书装置处于受拉绷紧的状态，使连杆10上的复位钮簧处在受压状态；当踏板1向下踩动时，第一摆杆的后端上扬，处于摆杆尾端的钢丝不受拉，由于无钢丝连接的牵拉限制，夹书装置连杆10上的复位钮簧慢慢张开，带动夹书装置一起张开；当踏板1碰到踏板1下方的限位机构8时，便不再向下运动。

当使用者踩动踏板1之后，连在踏板1下方的第二摆杆3受力后前端被下压，由于第二横杆24的支撑作用，使其后端向上翘起，通过第一滑轮6传递动力，以及第二滑轮传递动力，最终施加给摇杆一个横向的拉力，使摇杆17受到拉力后带动滑块14及翻书手臂13旋转一定的角度；当摇杆17逆时针旋转一定角度时，同时也带动了正弦架12在垂直方向向上移动，并带动粘书手臂15一起向上移动；当踏板1慢慢下踩时，粘书手臂15粘起书页逐渐向上移动，当上升一段距离之后，翻书手臂13正好转过一定的角度过来带动书页翻过去；此时松开踏板1，夹书装置将书页夹紧，翻书手臂13和粘书手臂15回到初始位置，翻书过程结束。

当使用者松开踏板1后，踏板1在复位弹簧的作用下回复到初始位置，由于第二摆杆3的反向作用，使连接摇杆17的钢丝松弛，摇杆17在摇杆复位弹簧25(参见附图3)的作用下回复到初始位置；由于第一摆杆2的反向作用，使夹书装置由于连接钢丝重新拉紧而再度将书夹紧。

只要重复踏板1的上下运动，就可以稳定地将书一页一页地翻过去。

Claims

1、一种翻书机器人，含有踏板、摆杆、机架、连架、滑轮、限位机构、机架板、外套管、上端盖、连接机构，所述的机架下连踏板、上连机架板形成桌式结构，其特征在于，还包括粘书手臂、夹书装置和翻书装置；所述的夹书装置包括支座、连杆和压头；所述的翻书装置包括正弦架、翻书手臂、滑块和摇杆；所述的摆杆包括第一摆杆、第二摆杆；所述的滑轮包括第一滑轮和第二滑轮；所述的机架由两个侧架通过底部横杆及连架的底脚联成一体，并通过侧架与连架销接；所述的踏板后端销接在机架的底部横杆上，在踏板下底部横杆上设有复位弹簧，其使踏板的前端翘起；在连架底部第一横杆上设有第二摆杆，第二摆杆的前端压在踏板翘起的前端下；在连架底部第二横杆中间设有第一摆杆，第一摆杆的前端搁在踏板翘起的前端上；连接机构由钢丝组成，将摆杆、滑轮、摇杆、压书装置连接起来；所述的机架板为一块带有通孔、槽和螺纹孔的面板，夹书装置通过支座连接在机架板上，连杆上设有复位拉簧，其一端与连杆连接，另一端与底座连接；在机架板上共设有两个夹书装置，左右各设一个；所述的翻书装置通过摇杆与连架连接，并通过正弦架、外套管、上端盖与机架板在通孔处连接；翻书手臂通过滑块连接在正弦架上，滑块可在正弦架构成的导轨中来回滑动并带动翻书手臂一起滑动；粘书手臂直接连接在正弦架上，在粘书手臂的前端设置有粘性物质；摇杆的上端通过滑块与翻书手臂连接，摇杆的下端通过限位凸起槽III与连架连接，在摇杆与连架的连接处设有摇杆复位弹簧；在机架底部设有限位机构和第一滑轮，在连架上端设有第二滑轮；连接机构由钢丝组成，将摆杆、滑轮、摇杆、压书装置连接起来。

2、根据权利要求1所述的翻书机器人，其特征在于，在所述的连架底部第一横杆上设有限位凸起槽II，第二摆杆设置在限位凸起槽II内。

3、根据权利要求1所述的翻书机器人，其特征在于，在所述的连架底部第二横杆上设有限位凸起槽I，第一摆杆设置在限位凸起槽I内。

4、根据权利要求1所述的翻书机器人，其特征在于，所述的机架板为带有一个通孔、三个槽及螺纹孔的面板，其中，通孔中设置正弦架，第一槽中搁置翻书手臂，第二槽、第三槽用来穿过连接夹书装置的钢丝。