CN201410804Y - 脚踏式负气压吸纸翻页装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种脚踏式负气压吸纸机械翻页装置，该装置由动力传动组件，吸纸组件，翻页组件及辅助组件构成；其特点是动力传动的齿轮系(3，4，18~23)与各组件密切配合，使风箱(60)产生负气压吸纸，由吸纸压杆47)的吸盘将纸吸起，纸被吸起时立即有翻页滚(68)插入其下，然后立即将翻页滚向左侧牵引，翻页滚在第二页纸上，做“匍匐前进”式的滚动而完成翻页。该装置按现有翻页习惯设计，为全机械构件组成，不用电力而环保节能，易于实施。

Description

脚踏式负气压吸纸翻页装置

一，技术领域

本实用新型涉及一种翻乐谱、书籍的机械装置；尤其是涉及一种通过脚踏动力及负气压吸纸，用于翻乐谱的谱架或翻动书页的机械装置。

二，背景技术

根据观察和检索，至今，个人或音乐团体的各种演奏，仍使用普通谱架，由演奏者伸手去翻过乐谱。已公布的多个机械的，电力的自动翻页谱架的专利，如较早的93223961.7以及后来的99244984.7和200620118952.4等，在确保每次动作只向左侧翻过一页这一关键动作上，均有困难。有些公开的专利试图改变现在演奏时的翻页习惯，如需演奏前装订谱纸，或安装一些附件等，因而较难实际应用。

三，发明内容

本实用新型的目的是提供一种以脚踏为动力，在吹纸、负气压吸纸与机械组件密切配合下，使用特殊的翻页方法，能确保每次由该装置翻过一页，不再伸手去翻页的机械装置；可用于自动翻页谱架，也可以用于特殊人群阅读书籍，翻过书页而成为“读书架”、“阅读架”。

本实用新型按现有谱架和演奏习惯设计，全部用机械零件，不用电力，因而节能环保易于实施。

本实用新型的目的是这样实现的：

本实用新型由动力传动组件，吸纸组件，翻页组件和辅助组件构成。动力传动组件由脚踏板，牵引绳，齿条，各齿轮，撞杆拨杆构成。吸纸组件由风箱及其相联通的吹气管、吸气管与吸纸压杆为主件，功能是吸起表层纸。翻页组件由翻页滚及牵引构件组成，功能是在表层纸被吸起后，插入被吸起的纸下面，然后向左滚动而完成翻页。辅助组件由牵引钢丝绳，导向轮，各种弹簧，滑轨，固定件，搓纸轮，纸压脚，机架等构成。

实现目的的动作，主要是靠机械性牵引，牵引的行程(距离)，是在动作欠齿齿轮的无齿部分的圆弧面上，固定有牵引绳，此齿轮转动时，牵引绳绕在圆弧面上而牵引动作构件，其牵引行程即是该动作齿轮被转动的圆弧长。

实现目的需紧密相连的三个过程：第一步是搓纸，吹纸，和牵引纸压脚，风箱被牵引，压迫风箱从吹气管经吹嘴向纸侧吹气，使纸疏松，搓纸是牵引力拉动搓纸组件左移，功能是将表层纸搓松并使翻页滚定位；同时因齿条撞动拨杆而牵引纸压脚使之抬起，以备接受翻过来的纸。第二步是吸纸过程：动力同时牵引风箱和吸纸压杆，这两者经吸气管相连通，吸纸压杆下端是一个吸盘，设计吸纸压杆压倒纸面时，风箱气体排尽立即复位而负压生成，此时失去动力，吸纸压杆抬起，便吸起表层纸。这是由气压差产生的吸力与设计好的机械运动相配合而达到的。第三步是紧随其后的翻页滚插入吸起的纸下面，到位之后便立即向左运动，运动的特殊之处是翻页滚在翻起的纸下面，在第二页纸的上面向左滚动，像“匍匐前进”那样快速左移，当越过中间装订线后，便将吸起的张纸翻过，压向左边而完成翻页。此后，因失去动力，各组件在原设各弹簧作用下复位，一次翻页即告完成。

本实用新型如用于演奏，即可称为自动翻页谱架，演奏者先将搓纸轮抬起，放纸到谱板上，压住谱纸右侧边约3mm，需设计谱板和搓纸轮符合这个条件，而且搓纸轮不可过重；再抬起设置在左侧边的纸压脚，将谱纸压住，即可以踏下脚踏板开始翻页。

下面结合附图，通过一个实施例-脚踏式负气压吸纸机械翻页谱架(谱板为8.5×35.5cm)，详述其原理，结构，技术细节和工作过程：

图1为本实用新型动力传动组件结构示意图

图2为本实用新型动力传动组件工作原理图

图3为本实用新型搓纸、压纸结构及工作示意图

图4为本实用新型吸纸组件结构及工作示意图

图5为本实用新型吸纸动作原理图

图6为本实用新型翻页组件结构及工作示意图

图7为本实用新型翻页动作原理图

图8为本实用新型实施例的主要组件整体布局的示意图

(一)，结合图1，图2说明动力传动组件的结构和工作过程：

本实用新型的动力由脚踏产生，主要动作是牵引，主要由欠齿齿轮产生牵引行程；在其无齿部位的圆弧面上，固定有牵引绳，牵引绳的另一端连接目的构件，此轮转动时，牵引绳即绕在圆弧面上而产生牵引，因此牵引的行程即是此轮转动的圆弧长。动力传动其一是齿条齿轮啮合。其二是撞杆拨杆机构，此机构是本发明人自主设计的特殊机构，结合图1(图中需用外文字母标注，否则无法说明)予以说明：

撞杆(14)的e，f段称为工作端面E，与牵引的行程有关；其f，g段称为维持端面F，此F决定牵引到位状态的持续时间。拨杆由受力端(13)，轴(17)和拨动端(16)构成，其a，o段标示为r(ao＝r)，其o，b段标示为R(ob＝R)，拨杆轴上安置有螺旋复位弹簧(15)。设拨杆被牵引到c-o-d状态，b，d段即为牵引的距离S，经推导：S＝SQR(2*R²*E/r)。据此公式可以计算出需要的各参数值。此机构很适用于一次性动作的牵引，还可以由F来控制某种状态的持续时间，另一特点是拨动端经导向轮可任意改变牵引方向。

脚踏板(8)受力后，经安置在谱架支柱(12)之中的牵引绳(7)产生的动力，主要是牵引齿条(2)而产生一系列动作。牵引齿条产生的动力分2个：其一是驱动与齿条啮合的主动齿轮(3)转动，此主动齿轮转动一周内即完成翻页动作；直接与之啮合的搓纸欠齿齿轮(4)被驱动而旋转，牵引撞杆拨杆(5)而牵引搓纸轮(9)左移。

结合图2说明动力传动的工作过程：与主动齿轮[图1(3)]同轴的二个扇形齿轮(18，19)，按不同时相，不同平面排列，固定在主动齿轮[图1(3)]上成为一体，分别驱动与之啮合的3个欠齿齿轮(21，22，23)，其中吸纸扇形齿轮(18)一轮上有两排齿，分别驱动两个欠齿齿轮(21，22)完成吸纸动作。插入扇形齿轮(19)驱动插入欠齿齿轮(23)牵引翻页滚插入吸起的纸下面。链轮(20)与主动齿轮[图1(3)]同轴但不固定在一起，独立安置于动作初始位，靠插入扇形齿轮(19)上的销柱(24)嵌入链轮(20)的销柱槽(25)之中而驱动链轮(20)旋转。动作欠齿齿轮(21，22，23)同轴同半径，但不固定在一起，各轮均有螺旋弹簧可自复位，这些动作齿轮分别牵引各自的动作构件，执行翻页功能。其二是齿条被牵引时，无齿侧较为宽大作为撞杆使用，无齿侧即为撞杆[图1(10)]，其撞动拨杆[图1(11)]完成牵引压纸脚[图1(6)]的功能。各功能完成后，因失去脚踏动力，齿条在复位弹簧(1)作用下恢复原位；而其他组件在各自设置的各弹簧作用下恢复原位，翻页完成。

动力传动组件基本上装置在谱板的下面，谱板也即机架的一部分。

动力传动组件的具体设计，是根据脚踏板被踏下所能牵引的垂直距离，如不采用增距措施，自然状态踏下，即：人坐姿，脚板扬起合宜角度地踏下，并使相关的齿轮转动一周，此距离一般是10~12cm，因此设计：齿条有齿部分长12cm，与齿条啮合的主动齿轮的圆周长为12cm。翻页所需要的牵引各行程，通过在此主动齿轮的同轴上，安置半径较大的扇形齿轮，链轮，分别与设计好的相应的欠齿齿轮共同完成。

本实施例吸纸压杆离纸面5.6cm，需牵引5.6cm。风箱需牵引5cm；但吸纸压杆与风箱是同时受牵引的，因此只计算较长距离的5.6cm。设翻页滚插入7cm，需牵引7cm。翻页滚向左移动25cm，需牵引25cm，总牵引行程为37.6cm，因此最简方法是：与主动齿轮[图1(3)]同轴的3个轮的齿顶圆半径令其相同，即：37.6/2π＝6cm。2个扇形齿轮的齿轮部分的圆弧长分别是7cm，和并列的5.6cm，5cm。执行牵引的3个欠齿齿轮，为了同轴，也要半径相同。本实用新型设计它们的半径均为3.5cm，只要其有齿部分与相应的扇形齿轮同等圆弧长即可。主动齿轮，扇形齿轮及链轮的排列必须按工作顺序排列，即：这些轮(3，18，19，20)同轴，而主动齿轮(3)与2个扇形齿轮(18，19)固定在一起，吸纸扇形齿轮(18)排在第一位，它的位置是：它的开始啮合点与吸纸欠齿齿轮(21)的有齿部分的开始啮合点啮合；而插入扇形齿轮(19)的开始啮合半径和吸纸扇形齿轮(18)的后半径处于并排的同一条线上，链轮(20)因是全齿，只要同轴即可。

(二)，结合图3，说明搓纸轮系和纸压脚的结构和工作过程：搓纸轮(9)设在谱板右侧，此轮是软橡胶制作，表面有增加摩擦的花纹，与横梁(27)，前臂(29)，前后斜梁(26，34)经轴(28)连在一起，可向左上抬起，并保持固定位置。定位杆(30)是前斜梁(26)近轴处向下延伸出的特殊结构，此结构在搓纸轮与谱纸接触处转折向前，再转到谱架右前方，托住翻页滚底座，使翻页滚与搓纸轮触纸处同等高度，所以使翻页滚总能保持在谱纸之上。搓纸轮(9)的直径不要过大，以压纸3mm，又不超出谱板右侧边(40)为好。搓纸轮靠其下肢(36)嵌入支座(31)的滑轨(32)中，滑轨有5度倾斜，在牵引拉杆(37)时，克服弹簧(35)的弹力，使搓纸轮向左稍偏上移动，此倾斜是为了在吸纸时此轮不会压纸，搓纸完毕靠弹簧恢复原位。搓纸动力源于搓纸欠齿齿轮[图1(4)]，其牵引撞杆(43)左移，开始则撞动了初始拨杆(41)，搓动谱纸一下，之后行进中撞动二次拨杆(38)，左移一段距离后，因搓纸欠齿齿轮[图1(4)]转到无齿部分而失去动力，因而搓纸轮靠自身弹簧(35)返回原位。设计撞杆的工作端面E和维持端面F，即可令正值吸纸时，搓纸轮向左上运动并杨起。搓纸组件的功能就是搓松谱纸和使翻页滚定位于表层纸之上。

纸压脚[图1(6)]安置在谱板左边框上，静止状态压在谱纸上，牵引绳一端连接着拨杆[图1(11)]，另一端穿过固定板(45)上所开的小孔再穿过弹簧(46)的中心与压脚杆(44)连接。动作初始，齿条之撞杆部位(10)使拨杆(11)牵引压脚杆(44)压缩弹簧(46)使纸压脚[图1(6)]抬起。因齿条全程工作，所以齿条一直把拨杆动态地固定于某一工作位，也即：纸压脚在翻页过程中一直维持抬起状态；待翻页完成，方能复位压在纸上。

(三)，结合图4说明吸纸组件的结构和工作过程：吸纸压杆(47)与风箱(60)经吸气管(53)相联通；风箱设计为长14cm，宽8cm，厚5cm，箱内设有弹力不大的弹簧(61)，风箱(60)分别经吸气管(53)和吹气管(59)与吸纸压杆(47)和吹嘴(51)相联通。在吸气管出口处设有活瓣(62)使其只能吸气，不能吹气，而吹气管(59)内，也有活瓣(63)，使其只能吹气不能吸气。翻页动作初始，风箱即被压缩，即向谱纸侧边吹气，目的是将谱纸吹松，易于被吸起。风箱(60)安置在谱板下面的右上位置，吸纸压杆(47)安置在谱板右侧、前边，距右侧边8cm处的上方，其吸盘距纸面5.6cm；也即如其压在纸上，此点距右侧边8cm，距前边1.0cm。吸纸压杆(47)的前端称为纸端(48)，其下面紧连着软橡胶制做的吸盘(49)，吸盘向下的开口即风箱吸气的进气口，吸盘开口的直径应＞1.5cm；此吸盘可被压缩6mm；吸纸压杆的杆柱(56)安置于座套(57)之内，下连牵引绳经滑车(58)被牵引。座套(57)安置于谱板前边与吹嘴支杆(55)之间，有加强筋(50)使其稳固。

其工作过程需结合图5做进一步说明：吸纸扇形齿轮(18)制成其齿轮部分较宽，即在这一个扇形齿轮上有两排齿，但两排中间要有一定的间隙；一排相当于齿轮圆弧长5.6cm的扇形齿轮(64)，与吸纸欠齿齿轮(21)啮合，经牵引绳(66)牵引吸纸压杆(47)，另一排齿的圆弧长为5cm，相当于一个圆弧长为5cm的扇形齿轮(65)，与风箱欠齿齿轮(22)啮合，经牵引绳(67)牵引风箱(60)。动作开始，牵引力同时牵引吸纸压杆和风箱，牵引风箱的行程是5cm，牵引吸纸压杆的行程是5.6cm，当同时被牵引到5cm时，风箱到位，即将因风箱欠齿齿轮(22)转到无齿部位而失去动力，会由自身弹簧复位，但此时吸纸压杆的吸盘，因软橡胶制成而有6mm的压缩(此期间使吸盘压紧，密不漏气)，使其复位滞后于风箱；此时风箱因自身弹力要舒张、复位，但进气开口却因吸盘压在纸上而密闭，故而产生负压，待6cm行程之后吸纸压杆被牵引到位，因吸纸欠齿齿轮(21)转到无齿部位而失去动力，因而吸纸压杆(47)在自身弹簧作用下弹起，因有负压在先，故而能吸起表层纸。

(四)，结合图6说明翻页组件的结构和工作过程：翻页滚(68)在本实施例是一个长7cm的细小金属滚，由下列各部分组成：中心有轴杆(75)，立柱(76)上有螺孔(72)，因此轴杆可旋入立柱(76)上。围绕轴杆的外圈是一可以绕轴杆旋转的圆柱环(73)，靠固定螺钉(74)连接到轴杆(75)上，使圆柱环定位。翻页滚经其立柱(76)安置在支柱套(70)内，内有弹簧(77)，由压簧盖(78)协助，拉着翻页滚，使其在滚动时能保持贴紧纸面(弹簧力要适当)，支柱套(70)和底座板(69)固定在一起，此板前端有一结构称为板搭勾(71)。翻页滚靠底座板(69)嵌入翻页滑床(86)上固定的翻页滑轨(85)内。机架(83)上固定一滑轨称为牵引滑轨(82)，内嵌一牵引板(81)，此板下端有一对应结构称牵搭勾(84)，与板搭钩(71)静止时互相搭在一起，有牵引力时，牵引绳拉动牵引板(81)经两个搭钩带动翻页滚(68)上移，去完成翻页滚插入纸下的动作。从两个搭勾的结构可见：向上运动时牵引板和翻页滚被两个搭勾连在一起，但横向、左右运动却互不干涉，使翻页滚既可向上也可向左运动。翻页滑床(86)与滑环(79)连接，此滑环在滑床轨道(87)上滑行，因而翻页滑床(86)可沿滑床轨道(87)向左移动，此轨道设计为自右向左升高2°，因翻页多张之后，左侧纸面将会升高，轨道也需配合，也是翻页滚与之相配合。此滑床既可带动翻页滚向左运动，也可使之从左返回到右侧。在谱板前边翻页滚左侧，安置一挡板(80)，其功能是：在翻页滚开始被拉向左侧时，因上一个动作-翻页滚插入-结束，翻页滚失去向上的动力，将要坠下，在下一个动作-牵引翻页滚左移时，翻页滚即被拉入挡板内而不致下坠。

最后的翻页过程还需结合图7进一步说明：本实施例设计的插入扇形齿轮(19)和与之啮合的插入欠齿齿轮(23)，两者的圆弧长均为7cm(如谱板更大也可设计稍长些)，即：翻页滚纵向插入吸起的谱纸下面7cm。在插入扇形齿轮(19)上，后啮合缘齿跟处有一特殊结构-销柱(24)，其功能是在其转动7cm弧长后，紧接着嵌入翻页链轮(20)的销柱槽(25)内，驱动翻页链轮(20)转动，完成翻页的最后动作。此翻页链轮经链条(90)传动，整个链条连接翻页链轮(20)和两个导向链轮(88，91)而封闭，使两导向链轮之间为25cm，紧靠右侧导向轮(91)处，设置一固定件(92)，使之与翻页滑床[图6(86)]连接，因此可以将翻页滑床拉向左侧，也即把翻页滚拉入挡板内向左运动，完成翻页；然后因脚踏力结束，无动力，翻页链轮(20)在自身螺旋弹簧作用下复位，也即此链轮将反向(逆钟向)运动，翻页滑车被链条的反向牵引而送回右侧原位，翻页滚底座板上的板搭勾又与牵引板上的牵搭勾重新搭在一起，至此所有组件都已复位，翻页过程完毕。翻页成功的关键之一是动力齿轮和执行动作齿轮的时相位置，第一步的吸纸动作中，吸纸扇形齿轮(18)与2个欠齿齿轮(21，22)啮合位是初始位，而第二步的插入扇形齿轮(19)必须放在吸纸扇形齿轮(18)之后，其前啮合缘与吸纸扇形齿轮(18)的后啮合缘对齐，相当于在一条线上。翻页链轮(20)的销柱槽(25)的位置必须是：插入扇形齿轮(19)上的销柱(24)，在完成插入动作后能立即嵌入销柱槽(25)内而驱动链轮，如图2所示。

(五)，本实施例主要组件的整体布局可见图8。图中：上图，示意主要组件安置于谱板后面，谱板即作为机架的一部分。下图，示意动力传动的齿轮系列的安装位置，其中牵引搓纸轮的搓纸欠齿齿轮(4)自己独立一个轴，与主动齿轮(3)啮合。辅助件如导向轮，牵引绳，固定牵引绳的构件等，因有平面和空间相互交错可以互不影响。牵引绳应置于蛇形管的管腔内，并可注入润滑油，以减少摩擦，减少噪声，而此蛇形管根据实际情况设立固定处，牵引绳置于管内，又有固定处则不致因其挠性而纠缠。对于较大的谱板，谱纸，以上各组件的尺寸，布局，可据本实施例基本原理和尺寸按比例放大，或灵活处理。

Claims (4)

1，一种脚踏式负气压吸纸机械翻页装置，该装置由动力传动组件，吸纸组件，翻页组件及辅助组件构成；其特征在于：还进一步设有：

一种专门适用于一次性动作的撞杆拨杆新机构(5，14)，执行部分牵引动作，且牵引行程产生于绕在欠齿齿轮(4，21，22，23)的无齿部分的圆弧面上；

一吸纸组件，有风箱(60)，即可吹纸又能在一定条件下产生负气压吸纸，此风箱经吸气管(53)连接吸纸压杆(47)，吸纸压杆的近纸端有软橡胶制成的吸盘(49)，吸纸压杆的杆柱(56)安置于座套(57)中，上有弹簧(54)使之固定于初始位，吸盘的开口即风箱吸气进气口；

一翻页滚(68)经其底座板(69)嵌入翻页滑车(86)之滑轨(85)内，该滑车与牵引板(81)经搭勾(71，84)搭接，牵引板(81)嵌入在牵引滑轨(82)中；经牵引翻页滑车(86)而使翻页滚以特殊的方式翻页：翻页滚在吸起的纸之下，在第二页纸之上一路滚动，“匍匐前进”式翻页；

一系列齿轮组合中，主动齿轮(3)与扇形齿轮(18，19)同轴并按不同时相，不同平面，不同功能，有序排列且固定成一体，三个轮分别与相应的执行动作的欠齿齿轮啮合。扇形齿轮(19)有销柱，由其嵌入链轮(20)的销柱槽内而实施传动。

2，根据权利要求1所述的脚踏式负气压吸纸机械翻页装置，其特征在于：所述动力传动组件的齿条(2)，与主动齿轮(3)啮合，而其无齿部分较宽，作为撞杆应用，安置在拨杆(11)近旁。

3，根据权利要求1所述的脚踏式负气压吸纸机械翻页装置，其特征在于：所述翻页滚(68)，是由圆柱环(73)安置在轴杆(75)的外围构成，轴杆(75)旋进立柱(76)的螺孔(72)中，靠立柱安置于支柱套(70)之中，立柱(76)的外围有弹簧(77)；

4，根据权利要求1所述的脚踏式负气压吸纸机械翻页装置，其特征在于：所述辅助组件设有搓纸轮(9)，其上的前斜梁(6)有一延伸结构绕至谱板右前方成为定位杆(30)，由它承担翻页滚(68)，使之与搓纸轮(9)触纸部分的高度相同；下肢(36)嵌入滑轨(32)中，此滑轨有小的倾斜度(5度)，下肢(30)与支座(31)之间有弹簧(35)。

Images