CN107187233B - 书籍自动线装系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了书籍自动线装系统，机针系统的机针和曲柄连杆机构连接，曲柄连杆机构通过同步带轮a、同步带轮b与传动系统的主动轴连接，线圈缝合系统通过齿轮d与传动系统的主动轴连接，书籍移动系统通过齿轮e与线圈缝合系统连接，书籍移动系统设置有缺齿齿轮和平槽圆柱凸轮，缺齿齿轮与移动平台的齿条啮合，平槽圆柱凸轮与移动平台的推杆连接，通过缺齿齿轮控制齿条间歇前后直线运动，实现书籍在移动平台上的纵向间歇直线运动；通过平槽圆柱凸轮控制推杆间歇左右横向运动，实现移动平台和书籍的间歇往复横向移动。避免书籍发生散页现象，装订牢固，误差小，打孔垂直，装订整齐，能自动完成线装书的装订，提高效率，书本成品率高。

Description

书籍自动线装系统

技术领域

本发明属于书籍装订设备技术领域，具体涉及书籍自动线装系统。

背景技术

线装书作为中国古老文明的象征之一，其古朴的外表、深厚的内涵、儒雅的意境，已经演变为一种文化价值与艺术价值的符号，展现着中国古典文明的雅致与风骨。同时，线装书籍既方便翻阅，又不容易破散，特别适于反复翻阅和长久保存。因此，线装书籍及其形式深为出版社、档案馆、票据保存、读者和书籍藏家等所喜爱。

打孔穿线装订是线装书的主要特征，作为中国传统书籍设计的典范，线装书深刻地影响着中国书籍装帧的发展历史，而目前线装书、线装本的制作大多数都是手工操作，用刻度尺定位，用锥子钻孔，穿针引线，完成线装。手工制作过程繁琐，效率低下，打孔穿线的过程尤为复杂，耗时耗力，且不够大方美观。订书机是一种将多页纸装订在一起的装置，装订机由于其操作简单、速度快，耗材成本低等优点被广泛应用于中小型办公场所的文印及装订。现有的装订机大多采用手按式装订，遇到较厚书本装订时会难以一次打孔，即难以装订厚的书籍册子，对于页码较多的书册，手工难以一次性完成装订、并且时间一久金属钉容易生锈、断裂而散页。所以订书机只能装订较薄、短时间使用的书籍，页数较多的书籍大部分仍使用胶装，但胶装的书籍由于时间长久所使用的胶容易老化或书籍受到不适当外力易发生开胶、散页等现象。而通常的先手工打孔再手工装订，由于打孔与装订独立会导致生产效率并且手工制作存在较大误差，最常见的是钻孔不齐、装订松散，常常会导致装订不整齐，比如打孔不垂直造成书册扭曲，难以保证线装书质量。针对现有技术中进行大批量书籍装订时，使用普通订书机手动装订或胶装，费时费力，效率低下的技术问题，如何研发一种新型书籍自动线装系统，具有重要的现实意义。

发明内容

针对现有技术中存在的手工制作线装书的种种问题，本发明的目的在于提供书籍自动线装系统，可以自动装订线装书，效率高、质量好。

本发明采取的技术方案为：

书籍自动线装系统，包括移动平台、机针系统、线圈缝合系统、书籍移动系统和传动系统，机针系统的机针和曲柄连杆机构连接，曲柄连杆机构通过同步带轮a、同步带轮b与传动系统的主动轴连接，线圈缝合系统通过齿轮d与传动系统的主动轴连接，书籍移动系统通过齿轮e与线圈缝合系统连接，书籍移动系统设置有缺齿齿轮和平槽圆柱凸轮，缺齿齿轮与移动平台的齿条啮合，平槽圆柱凸轮与移动平台的推杆连接，通过缺齿齿轮控制齿条间歇前后直线运动，实现书籍在移动平台上的纵向间歇直线运动；通过平槽圆柱凸轮控制推杆间歇左右横向运动，实现移动平台和书籍的间歇往复横向移动。

进一步的，所述传动系统设置有呈平行排布的主动轴、轴a、轴b、轴c、曲柄轴和旋梭轴，电机和主动轴连接，主动轴上设置有同步带轮a和齿轮c，轴a上设置有同步带轮b和齿轮a，同步带轮a和同步带轮b通过同步带连接，轴b上设置有齿轮f和缺齿齿轮，轴c上设置有齿轮g和平槽圆柱凸轮，曲柄轴上设置有齿轮b和曲柄，旋梭轴上设置有齿轮d、齿轮e和旋梭，所述齿轮a和齿轮b啮合，齿轮d和齿轮c啮合，齿轮e同时和齿轮f、齿轮g啮合。

进一步的，所述机针系统包括机针和曲柄连杆机构，曲柄连杆机构包括曲柄和连杆，齿轮b通过曲柄轴和曲柄连接，曲柄通过连杆和滑块连接，机针固定安装在滑块上，滑块活动嵌设在滑槽中，通过齿轮a和齿轮b啮合控制曲柄轴带动曲柄转动，通过连杆和滑块带动机针沿着滑槽实现往复上下直线运动。

进一步的，所述线圈缝合系统包括齿轮d、旋梭轴和旋梭，主动轴驱动齿轮c旋转，通过齿轮c和齿轮d啮合控制旋梭轴带动旋梭转动。

更进一步的，所述同步带轮a和同步带轮b的直径一致，齿轮c和齿轮a的直径一致，齿轮b和齿轮d的直径一致，线圈缝合时，通过主动轴控制线圈缝合系统的旋梭和机针系统的机针同步旋转。

进一步的，所述移动平台包括左右移动滑轨、前后移动滑轨以及设置为上平台和下平台组成的双层平台结构，上平台沿着X轴方向卡合在下平台的左右移动滑轨内，上平台与线圈缝合系统正对的位置设置有推杆，下平台沿着Y轴方向卡合在前后移动滑轨内，下平台与线圈缝合系统正对的位置设置有齿条。

进一步的，所述书籍移动系统包括左右移动机构和前后移动机构，所述前后移动机构的齿轮f通过轴b和缺齿齿轮连接，缺齿齿轮和移动平台的齿条啮合；所述左右移动机构的齿轮g通过轴c和平槽圆柱凸轮连接，平槽圆柱凸轮和推杆连接；齿轮f和齿轮g同时和齿轮e啮合，分别带动缺齿齿轮和平槽圆柱凸轮旋转，在缺齿齿轮没有轮齿的位置齿轮不运动，在缺齿齿轮有轮齿的位置齿条前后直线运动；在平槽圆柱凸轮的平槽位置推杆不动，在平槽圆柱凸轮的斜槽位置推杆左右横向移动。

更进一步的，所述齿轮f和齿轮g的直径一致，缺齿齿轮上有轮齿位置准确对应着平槽圆柱凸轮上的平槽，平槽圆柱凸轮上斜槽准确对应着缺齿齿轮上无轮齿位置，因为机针与书籍接触时书籍不移动，所以此时缺齿齿轮的无轮齿位置和平槽圆柱凸轮的平槽相对应。

进一步的，外部还设置有保护外壳。起到保护、防尘、装饰等作用。

本发明的有益效果为：

本发明研发了一种自动完成线装书装订的装订机械，本发明通过平槽圆柱凸轮驱动书籍和移动平台左右移动，在平槽圆柱凸轮的平槽位置推杆不动，在平槽圆柱凸轮的斜槽位置推杆左右横向移动，实现书籍包背处的装订；通过缺齿齿轮驱动移动平台前后移动，在缺齿齿轮没有轮齿的位置齿轮不运动，在缺齿齿轮有轮齿的位置齿条前后直线运动；间隙运行稳定可靠，保证了书籍装订的精度，书籍传动平稳精确，安装简便，不仅能自动完成线装书的装订，而且可以大幅度提高效率，保证线装书制作质量，书本成品率高。能自动线装诸如古籍线装书、银行卡、社保医疗卡、记事本、说明书等线装书、线装册，适用性广泛。

本发明中的移动平台用于承载待装订的书籍，支撑稳定性强，同时移动平台与书籍的接触面积大，避免书籍在移动过程中发生移位的现象，机针系统、线圈缝合系统与传动系统协同配合，实现了间歇装订和间歇移动的配合，使书籍沿书籍移动系统的导轨方向运动，最终完成打孔。本机操作人员只需将书籍放置在移动平台上，启动按键，相关部件进行传动运行，由自动线装系统执行完成全部作业，可完成页数较多的书籍的装订，避免书籍发生散页现象，装订牢固，误差小，打孔垂直，装订整齐，将零散书页或纸张加工成书本，并达到装订的质量要求。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图a。

图2为本发明的整体结构示意图b。

图3为本发明的整体结构示意图c。

其中，其中，1、主动轴；2、同步带轮a；3、同步带轮b；4、轴a；5、齿轮a；6、齿轮b；7、曲柄轴；8、曲柄；9、连杆；10、滑块与滑槽；11、齿轮c；12、旋梭轴；13、齿轮d；14、齿轮e；15、轴b；16、齿轮f；17、轴c；18、齿轮g；19、缺齿齿轮；20、平槽圆柱凸轮；21、齿条；22、移动平台；23、推杆；24、旋梭；25、机针；26、电机。

具体实施方式

下面结合附图进一步说明本发明。

如图1所示，书籍自动线装系统，包括移动平台、机针系统、线圈缝合系统、书籍移动系统和传动系统，传动系统设置有呈平行排布的主动轴、轴a、轴b、轴c、曲柄轴和旋梭轴，电机通过联轴器和主动轴连接，主动轴上设置有同步带轮a和齿轮c，轴a上设置有同步带轮b和齿轮a，所述同步带轮a和同步带轮b通过同步带连接，轴b上设置有齿轮f和缺齿齿轮，缺齿齿轮与移动平台的齿条啮合，轴c上设置有齿轮g和平槽圆柱凸轮，平槽圆柱凸轮和移动平台的推杆连接，曲柄轴上设置有齿轮b和机针系统，旋梭轴上设置有齿轮d、齿轮e和旋梭，齿轮d和齿轮c啮合，齿轮e同时和齿轮f、齿轮g啮合，齿轮a和齿轮b啮合，机针系统的机针和曲柄连杆机构连接，曲柄连杆机构通过同步带轮a、同步带轮b与传动系统的主动轴连接，线圈缝合系统通过齿轮d与主动轴连接，书籍移动系统通过齿轮e与线圈缝合系统连接，书籍移动系统设置有缺齿齿轮和平槽圆柱凸轮，缺齿齿轮与移动平台的齿条啮合，平槽圆柱凸轮与移动平台的推杆连接，通过缺齿齿轮控制齿条间歇前后直线运动，实现书籍在移动平台上的纵向间歇直线运动；通过平槽圆柱凸轮控制推杆间歇左右横向运动，实现移动平台和书籍的间歇往复横向移动。

机针系统包括机针和曲柄连杆机构，曲柄连杆机构包括曲柄和连杆，齿轮b通过曲柄轴和曲柄连接，曲柄通过连杆和滑块连接，机针固定安装在滑块上，滑块活动嵌设在滑槽中，通过齿轮a和齿轮b啮合控制曲柄轴带动曲柄转动，通过连杆和滑块带动机针沿着滑槽实现往复上下直线运动。

线圈缝合系统包括齿轮d、旋梭轴和旋梭，主动轴驱动齿轮c旋转，通过齿轮c和齿轮d啮合控制旋梭轴带动旋梭转动。

同步带轮a和同步带轮b的直径一致，齿轮c和齿轮a的直径一致，齿轮b和齿轮d的直径一致，线圈缝合时，通过主动轴控制线圈缝合系统的旋梭和机针系统的机针同步旋转。

移动平台包括左右移动滑轨、前后移动滑轨以及设置为上平台和下平台组成的双层平台结构，上平台沿着X轴方向卡合在下平台的左右移动滑轨内，上平台与线圈缝合系统正对的位置设置有推杆，下平台沿着Y轴方向卡合在前后移动滑轨内，下平台与线圈缝合系统正对的位置设置有齿条。

书籍移动系统包括左右移动机构和前后移动机构，所述前后移动机构的齿轮f通过轴b和缺齿齿轮连接，缺齿齿轮和移动平台的齿条啮合；所述左右移动机构的齿轮g通过轴c和平槽圆柱凸轮连接，平槽圆柱凸轮和推杆连接；齿轮f和齿轮g同时和齿轮e啮合，分别带动缺齿齿轮和平槽圆柱凸轮旋转，在缺齿齿轮没有轮齿的位置齿轮不运动，在缺齿齿轮有轮齿的位置齿条前后直线运动；在平槽圆柱凸轮的平槽位置推杆不动，在平槽圆柱凸轮的斜槽位置推杆左右横向移动。

齿轮f和齿轮g的直径一致，缺齿齿轮上有轮齿位置准确对应着平槽圆柱凸轮上的平槽，平槽圆柱凸轮上斜槽准确对应着缺齿齿轮上无轮齿位置，因为机针与书籍接触时书籍不移动，所以此时缺齿齿轮的无轮齿位置和平槽圆柱凸轮的平槽相对应。

具体运行过程为：将整理好的书页或册子夹在移动平台上，开启电机，电机通过联轴器带动主动轴转动，主动轴上的同步带轮a通过同步带同步带轮b旋转，同步带轮b驱动相互啮合的齿轮a和齿轮b旋转，齿轮a和齿轮b啮合减速实现曲柄轴带动曲柄转动，通过连杆和滑块实现针杆和机针的往复上下直线运动；主动轴上的齿轮c和旋梭轴上的齿轮d啮合减速带动旋梭轴转动，也使旋梭和机针同步旋转，实现线圈缝合。主动轴上的齿轮c旋转，驱动齿轮d和齿轮e旋转，齿轮d带动线圈缝合系统的旋梭旋转，齿轮e同时驱动齿轮f和齿轮g旋转，分别带动缺齿齿轮和平槽圆柱凸轮旋转，缺齿齿轮和齿条啮合传动，在缺齿齿轮没有轮齿的位置齿条不运动，在缺齿齿轮有轮齿的位置齿条直线运动，实现书籍在平台上的纵向间歇直线运动。平槽圆柱凸轮转动，在平槽位置推杆不动，在斜槽位置推杆横向移动，实现移动平台和书籍的间歇往复横向移动。从而达到自动装订线装书的目的。当机针穿过书页到达旋梭处，旋梭旋转完成线圈缝合，机针抽回时机针上的线已和底线缝合，移动平台开始纵向移动拉成书脊线。移动平台停止运动后机针再次穿书缝合，然后移动平台横向移动将线横向拉动完成书脑线的缝合，移动平台停止横向运动后机针穿书缝合，移动平台反向横向运动到达穿孔处，同时也将线拉动到穿孔处，机针穿书缝合，缝制成第二条书脑线，完成一个周期，接下来移动平台再次带动书籍纵向运动重复上述过程，直至完成书籍线装。

书籍自动线装系统的外部还设置有保护外壳。起到保护、防尘、装饰等作用。

以上所述并非是对本发明的限制，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明实质范围的前提下，还可以做出若干变化、改型、添加或替换，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.书籍自动线装系统，其特征在于，包括移动平台、机针系统、线圈缝合系统、书籍移动系统和传动系统，机针系统的机针和曲柄连杆机构连接，曲柄连杆机构通过同步带轮a、同步带轮b与传动系统的主动轴连接，线圈缝合系统通过齿轮d与传动系统的主动轴连接，所述线圈缝合系统包括齿轮d、旋梭轴和旋梭，主动轴驱动齿轮c旋转，通过齿轮c和齿轮d啮合控制旋梭轴带动旋梭转动；书籍移动系统通过齿轮e与线圈缝合系统连接，书籍移动系统设置有缺齿齿轮和平槽圆柱凸轮，缺齿齿轮与移动平台的齿条啮合，平槽圆柱凸轮与移动平台的推杆连接，通过缺齿齿轮控制齿条间歇前后直线运动，实现书籍在移动平台上的纵向间歇直线运动；通过平槽圆柱凸轮控制推杆间歇左右横向运动，实现移动平台和书籍的间歇往复横向移动；

所述机针系统包括机针和曲柄连杆机构，曲柄连杆机构包括曲柄和连杆，齿轮b通过曲柄轴和曲柄连接，曲柄通过连杆和滑块连接，机针固定安装在滑块上，滑块活动嵌设在滑槽中，通过齿轮a和齿轮b啮合控制曲柄轴带动曲柄转动，通过连杆和滑块带动机针沿着滑槽实现往复上下直线运动。

2.根据权利要求1所述书籍自动线装系统，其特征在于，所述传动系统设置有呈平行排布的主动轴、轴a、轴b、轴c、曲柄轴和旋梭轴，电机和主动轴连接，主动轴上设置有同步带轮a和齿轮c，轴a上设置有同步带轮b和齿轮a，同步带轮a和同步带轮b通过同步带连接，轴b上设置有齿轮f和缺齿齿轮，轴c上设置有齿轮g和平槽圆柱凸轮，曲柄轴上设置有齿轮b和曲柄，旋梭轴上设置有齿轮d、齿轮e和旋梭，所述齿轮a和齿轮b啮合，齿轮d和齿轮c啮合，齿轮e同时和齿轮f、齿轮g啮合。

3.根据权利要求2所述书籍自动线装系统，其特征在于，所述同步带轮a和同步带轮b的直径一致，齿轮c和齿轮a的直径一致，齿轮b和齿轮d的直径一致，线圈缝合时，通过主动轴控制线圈缝合系统的旋梭和机针系统的机针同步旋转。

4.根据权利要求1所述书籍自动线装系统，其特征在于，所述移动平台包括左右移动滑轨、前后移动滑轨以及设置为上平台和下平台组成的双层平台结构，上平台沿着X轴方向卡合在下平台的左右移动滑轨内，上平台与线圈缝合系统正对的位置设置有推杆，下平台沿着Y轴方向卡合在前后移动滑轨内，下平台与线圈缝合系统正对的位置设置有齿条。

5.根据权利要求1所述书籍自动线装系统，其特征在于，所述书籍移动系统包括左右移动机构和前后移动机构，所述前后移动机构的齿轮f通过轴b和缺齿齿轮连接，缺齿齿轮和移动平台的齿条啮合；所述左右移动机构的齿轮g通过轴c和平槽圆柱凸轮连接，平槽圆柱凸轮和推杆连接；齿轮f和齿轮g同时和齿轮e啮合，分别带动缺齿齿轮和平槽圆柱凸轮旋转，在缺齿齿轮没有轮齿的位置齿轮不运动，在缺齿齿轮有轮齿的位置齿条前后直线运动；在平槽圆柱凸轮的平槽位置推杆不动，在平槽圆柱凸轮的斜槽位置推杆左右横向移动。

6.根据权利要求5所述书籍自动线装系统，其特征在于，所述齿轮f和齿轮g的直径一致，缺齿齿轮上有轮齿位置准确对应着平槽圆柱凸轮上的平槽，平槽圆柱凸轮上斜槽准确对应着缺齿齿轮上无轮齿位置。

7.根据权利要求1所述书籍自动线装系统，其特征在于，外部还设置有保护外壳。