CN103085529B - 自动翻书机 - Google Patents

Abstract

一种自动翻书机构，包括底板，在该底板上设有置书机构、压书机构和翻书机构；置书机构包括：高度调节电机、减速齿轮副、传动轴、两个凸轮、两个升降套筒、两个导向轴、置书架和自平衡机构；压书机构包括：压书电机、压书滑轨、压书滑块、压书紧定螺母和压书连杆机构；翻书机构包括：翻书电机、翻书杆、翻书滑轨、翻书滑块和翻书紧定螺母，翻书滑轨固定在底板上，翻书滑块可沿翻书滑轨滑动，并通过翻书紧定螺母固定在翻书滑轨上，翻书电机固定翻书滑块上，翻书电机带动翻书杆旋转，该翻书杆顶端设有有机高分子胶。本发明的结构简单合理、自动化程度高、使用范围广。对于不同厚度、不同尺寸的书籍都能够进行相应的调节。

Description

自动翻书机

技术领域

本发明是一种自动翻书机，属于机器人辅助领域。

背景技术

阅读是人们获得知识，提高个人修养的一条重要途径。但是对于一些双手有残疾的人来说，不可能像正常人那样自由翻阅普通的书籍。为了使残疾人能够通过普通的书籍、报刊等获得有用的信息，就需要我们设计一种自动翻书机构，为残疾人排忧解难。在一些特殊场合，比如在演奏乐曲时，乐谱的翻阅给演奏带来了不便，也需要一种自动翻书机构来帮助人们完成翻乐谱的动作。对于图书馆的文本电子化工作来说，同样需要一种结构简洁、功能可靠、又不会损伤文本的自动翻书机构。我们的研究目标就是一种适应性强，自动化程度高的自动翻书机构。

根据资料检索，我国在自动翻书机构方面进行了零散的研究并取得了一定的成果。中国国家专利局已经公布的相关专利的技术方案如下。

实用新型专利（申请号：CN200520107794.8）是一种自动书本翻页器，包括翻转纸页的长臂、压持纸页的短臂、安装长臂和短臂的旋转部件、固定旋转部件的基板，还包括与基板铰接的面板以及设在面板上的回复部件、调节部件、凸轮和驱动旋转部件的电动机，长臂上设有拐角，短臂上设有横杆，所说的基板上设有供凸轮进入的窗口，所说的揭页部件包括能粘住纸页的胶带。该翻页器可使乐器演奏者毋需暂停手中的演奏，便可将乐谱翻到下一页。

实用新型专利（申请号：CN200620074756.1）是一种自动翻书机。它包括机座、电机，该电机设置在机座上，摇臂的一端通过键垂直设置在电机轴上，该摇臂的另一端上设置一收带轮轴，该收带轮轴一端与粘纸装置中的收带轮连接，另一端与小带轮连接，该小带轮通过皮带与大带轮连接，该大带轮通过单向离合器与机座连接；所述的粘纸装置由滑板、收带轮、粘纸压头、胶带卷及补偿弹簧组成，在滑板上设置一导槽，该滑板通过此导槽与摇臂连接，并在导槽内设置补偿弹簧，该粘纸压头与滑板设置为一体，拉出的胶带跨过粘纸压头缠绕在收带轮上的胶带卷设置在滑板上的销轴上。

实用新型专利（申请号：CN200820000734.X）是一种自动翻书机，本实用新型的自动翻书机运用两个橡胶轮对滚、用两个刮片轮配合来模拟两个手指捏住书页的动作实现对书页的精确控制，通过绕轴转动的翻页臂自动灵活地对左右两边书页进行翻书操作，由触动开关和自动控制电路控制捏纸机构及翻页臂的动作。

实用新型专利（申请号：200820215327.0）是一种自动翻谱仪。包括书架面板，控制按钮，书页夹紧器和一个机械臂。机械臂由翻转电机、夹紧杆、夹紧电机、伸缩杆、辅助触头轴、卷筒电机、辅助触头和翻页卷筒构成。将乐谱放在书架面板上，当需要翻页是，按下控制按钮，机械臂运动完成翻页动作。但这种翻页机构同样存在稳定性不高的缺点，同时，复杂的机械臂结构也是得该机构成本过高。

日本公开专利（发明人：小林修，公开号：特开平8－252157）和公开专利（发明人：堀川昌明、大喜多义惠、田崎克司、岗田和秀，公开号：特开平6－305278）均是翻书机，能够完成翻书功能，但这两种翻书机不具有反向翻书功能，一旦翻多页或翻错页无法恢复。

通过上述类似专利的研究发现，现有的自动翻书机构存在以下几个方面的缺陷：其一是对书籍的尺寸、厚度敏感性差，不能适应各种书籍的翻阅要求；其二是不具有自动平衡功能，容易导致翻开的书籍左右两侧高度不同，影响阅读的效果；其三是现有的翻书动作容易对书籍的纸张产生破坏或污染，从而影响了书籍的使用寿命。针对上述的问题，我们研究了一种新型的自动翻书机构。该机构具有自动化程度高、结构稳定、适用范围广的优点。可以应用到残疾人辅助阅读、图书馆文本电子化等场合。

发明内容

本发明针对上述现有技术的缺陷，提出一种自动翻书机，依靠新型有机高分子胶，实现自动翻书动作的机构。这种自动翻书机可以用于机器人文字阅读、图书馆文本数字化、乐谱翻阅、残疾人书籍的辅助阅读等方面。

本发明的技术解决方案如下：

一种自动翻书机构，包括底板，其特点在于，在该底板上设有置书机构、压书机构和翻书机构；

所述的置书机构包括：高度调节电机、减速齿轮副、传动轴、两个凸轮、两个升降套筒、两个导向轴、置书架和自平衡机构，所述的高度调节电机通过减速齿轮副带动传动轴转动，传动轴的两端分别安装有凸轮，传动轴两端通过凸轮分别与升降套筒连接，升降套筒套接于导向轴上，并与自平衡机构连接；

所述的压书机构包括：压书电机、压书滑轨、压书滑块、压书紧定螺母和压书连杆机构，压书滑轨固定在底板上，压书滑块可沿压书滑轨滑动，并通过压书紧定螺母固定在压书滑轨上，压书电机固定在压书滑块上，压书电机带动压书连杆机构运动；

所述的翻书机构包括：翻书电机、翻书杆、翻书滑轨、翻书滑块和翻书紧定螺母，翻书滑轨固定在底板上，翻书滑块可沿翻书滑轨滑动，并通过翻书紧定螺母固定在翻书滑轨上，翻书电机固定翻书滑块上，翻书电机带动翻书杆旋转，该翻书杆顶端设有有机高分子胶。

所述的置书架包括两个宽的置书平板和一个窄的中间板。

所述的自平衡机构包括两个互相平行、由四根横连杆围成的平行四边形构成，第一平行四边形的两个长边中心分别通过两根竖杆与第二平行四边形的长边中心连接，竖杆的左右两侧分别设置置书平板，两个置书平板的中间设置中间板。

所述的压书连杆机构包括与压书电机相连的第一细杆，该第一细杆的另一端经第二细杆、第三细杆与压板相连，第四细杆的两端分别与第三细杆和压书滑块连接。

与现有技术相比，本发明只需要由三个电机驱动翻书，性能稳定。开始新的翻书任务时,把书籍放在置书平板上，通过调整压书滑块和翻书滑块的位置，使压书连杆机构和翻书杆到达有效工作位置，并通过压书紧定螺母、翻书紧定螺母固定。压书电机启动，带动压书连杆机构工作，压紧书籍，高度调节电机启动，通过减速齿轮副和传动轴，带动凸轮转动，当电机的力矩达到一定值时，电机停止工作，从而调整升降套筒及其上的自平衡机构和置书架的高度到一个合适的位置。自平衡机构通过书籍两侧感受到的压紧力的不同，自动进行平衡调节，从而保证书籍两侧一直在同一个水平面上。以便于人类或电子摄像机的阅读。翻书电机启动，带动翻书杆转动，利用翻书杆顶端的新型有机高分子胶的粘性带动书页翻转。

本发明的结构简单合理、自动化程度高、使用范围广。对于不同厚度、不同尺寸的书籍都能够进行相应的调节，并通过自平衡机构时刻保持书籍翻开的两侧在同一个水平面。从而保证了大厚度书籍的文字识别率。

附图说明

图1是本发明自动翻书机的结构示意图。

图2是本发明中自平衡机构的结构示意图。

图3是本发明中压书连杆机构的结构示意图。

图中：1-高度调节电机、2-减速齿轮副、3-传动轴、4-凸轮、5-升降套筒、6-导向轴、7-置书平板、8-中间板、9-自平衡机构、10-压书滑轨、11-压书滑块、12-压书紧定螺母、13-压书电机、14-压书连杆机构、15-翻书滑轨、16-翻书滑块、17-翻书紧定螺母、18-翻书电机、19-翻书杆、20-底板、31-第一细杆、32-第二细杆、33-第三细杆、34-第四细杆、35-压板。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明，但不应以此限制本发明的保护范围。

图1是本发明自动翻书机的结构示意，如图所示，一种自动翻书机构，包括底板20，在该底板上设有置书机构、压书机构和翻书机构；

所述的置书机构包括：高度调节电机1、减速齿轮副2、传动轴3、两个凸轮4、两个升降套筒5、两个导向轴6、置书架和自平衡机构，所述的高度调节电机通过减速齿轮副带动传动轴转动，传动轴的两端分别安装有凸轮，传动轴两端通过凸轮分别与升降套筒连接，升降套筒套接于导向轴6上，并与自平衡机构连接；传动轴两端安装凸轮，通过凸轮的转动调整升降套筒的高度。升降套筒沿导向轴运动。

所述的压书机构包括：压书电机13、压书滑轨10、压书滑块11、压书紧定螺母12和压书连杆机构14，压书滑轨固定在底板上，压书滑块可沿压书滑轨滑动，并通过压书紧定螺母固定在压书滑轨上，压书电机固定在压书滑块上，压书电机带动压书连杆机构运动，从而实现压书的功能。

所述的翻书机构包括：翻书电机18、翻书杆19、翻书滑轨15、翻书滑块16和翻书紧定螺母17，翻书滑轨固定在底板上，翻书滑块可沿翻书滑轨滑动，并通过翻书紧定螺母固定在翻书滑轨上，翻书电机固定翻书滑块上，翻书电机带动翻书杆旋转，该翻书杆顶端设有有机高分子胶，利用其粘性带动书页翻转。

图2是本发明中自平衡机构的结构示意图，如图所示，自平衡机构包括两个互相平行、由四根横连杆围成的平行四边形构成，第一平行四边形的两个长边中心分别通过两根竖杆与第二平行四边形的长边中心连接，竖杆的左右两侧分别设置置书平板7，两个置书平板的中间设置中间板8。自平衡机构安装在升降套筒上，在不同的受力情况下，保持置书架左右两侧的高度自动平衡。置书平板用于放置翻开书籍的页面部分，中间板用于承载书籍的中脊。

图3是本发明中压书连杆机构的结构示意图，所述的压书连杆机构包括与压书电机相连的第一细杆31，该第一细杆31的另一端经第二细杆32、第三细杆33与压板35相连，第四细杆34的两端分别与第三细杆33和压书滑块11连接。

本发明的工作过程：

本发明通过固定在底板上的高度调节电机转动，经过减速齿轮副减速后，带动传动轴两端的凸轮转动，使凸轮支撑的升降套筒沿导向轴产生升降运动，从而调整安装在升降套筒上的自平衡机构的高度，以适应不同的书籍厚度。自平衡机构安装在升降套筒上，其上再安装两个置书平板和一个中间板，用于书籍的承重和定位。压书机构通过压书滑块沿固定在底板上的压书滑轨滑动以适应不同的书籍尺寸，调整到适合的位置时，通过压书紧定螺母将压书滑块位置固定。通过压书电机的转动，带动压书连杆机构运动，从而实现压书动作。翻书电机通过翻书滑块沿固定在底板上的翻书滑轨运动从而适应不同的书籍尺寸。调整到适合的位置时，通过翻书紧定螺母将翻书滑块位置固定。通过翻书电机带动翻书杆转动，利用翻书杆前端的新型有机高分子胶的粘性，带动书页实现翻转。

Claims (2)

1.一种自动翻书机构，包括底板(20)，其特征在于，在该底板上设有置书机构、压书机构和翻书机构；

所述的置书机构包括：高度调节电机(1)、减速齿轮副(2)、传动轴(3)、两个凸轮(4)、两个升降套筒(5)、两个导向轴(6)、置书架和自平衡机构，所述的高度调节电机通过减速齿轮副带动传动轴转动，传动轴的两端分别安装有凸轮，传动轴两端通过凸轮分别与升降套筒连接，升降套筒套接于导向轴(6)上，并与自平衡机构连接；

所述的压书机构包括：压书电机(13)、压书滑轨(10)、压书滑块(11)、压书紧定螺母(12)和压书连杆机构(14)，压书滑轨固定在底板上，压书滑块可沿压书滑轨滑动，并通过压书紧定螺母固定在压书滑轨上，压书电机固定在压书滑块上，压书电机带动压书连杆机构运动；

所述的翻书机构包括：翻书电机(18)、翻书杆(19)、翻书滑轨(15)、翻书滑块(16)和翻书紧定螺母(17)，翻书滑轨固定在底板上，翻书滑块可沿翻书滑轨滑动，并通过翻书紧定螺母固定在翻书滑轨上，翻书电机固定翻书滑块上，翻书电机带动翻书杆旋转，该翻书杆顶端设有有机高分子胶；

所述的自平衡机构包括两个互相平行、由四根横连杆围成的平行四边形构成，第一平行四边形的两个长边中心分别通过两根竖杆与第二平行四边形的长边中心连接，竖杆的左右两侧分别设置置书平板(7)，两个置书平板的中间设置中间板(8)。

2.根据权利要求1所述的自动翻书机构，其特征在于：所述的压书连杆机构包括与压书电机相连的第一细杆(31)，该第一细杆(31)的另一端经第二细杆(32)、第三细杆(33)与压板(35)相连，第四细杆(34)的两端分别与第三细杆(33)和压书滑块(11)连接。