CN204586174U - 自动翻书器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种自动翻书器，其中，横向运动装置位于底板后端；纵向运动装置与横向运动装置相互垂直，并由横向运动装置带动实现纵向运动装置的水平位移；翻页搓纸装置与纵向运动装置相连，并通过纵向运动装置与横向运动装置协同定位；书页夹紧装置位于底板的左右两端，并与横向运动装置驱动连接；翻页转杆装置位于底板的前端。本实用新型可以广泛适用于各种尺寸的书籍；较巧妙地解决了书页夹紧装置与翻页搓纸装置的同步过程及驱动动力来源的问题；在实现稳定翻页功能的前提下降低成本，能够得到广泛的市场。

Description

自动翻书器

技术领域

本实用新型涉及自动化装备领域的自动翻书装置，具体是一种可以适应多种尺寸书籍的自动翻书器。

背景技术

自动翻书装置常被作为懒人机械，作为一种辅助翻书的手段。而对于失去上肢的人来说，自动翻书装置则是丰富其生活的一种实用工具实用新型。目前，翻书装置的设计有很多，如美国专利申请US3087268公开的《利用转杆的直接拨动》，美国专利申请US20030063335公开的《利用机械结构和电机控制相结合》，这两种翻书装置存在如下缺陷：

1、操作困难，且翻页可靠性差；

2、驱动方式复杂；

3、对于书籍尺寸要求高；

另外，目前市场上比较成熟的翻书装置，由于工艺复杂，其售价高达上千美元，无法在普通大众中进行推广。

实用新型内容

针对现有技术中存在的以上问题，本实用新型的目的是提供一款自动翻书器，通过对电机的控制以及机械机构的设计实现对多种尺寸书籍的翻页功能。

本实用新型是通过以下技术方案实现的。

一种自动翻书器，包括底板以及安装于底板上的横向运动装置、纵向运动装置、翻页搓纸装置、翻页转杆装置以及书页夹紧装置；其中：

所述横向运动装置位于底板后端；

所述纵向运动装置与横向运动装置相互垂直，并由横向运动装置带动实现纵向运动装置的水平位移；

所述翻页搓纸装置与纵向运动装置相连，并通过纵向运动装置与横向运动装置协同 定位；

所述书页夹紧装置位于底板的左右两端，并与横向运动装置驱动连接；

所述翻页转杆装置位于底板的前端。

所述横向运动装置包括轴承I、圆轴I、丝杆I、联轴器I、直线导轨I以及步进电机I；其中，所述步进电机I通过联轴器I与丝杆I相连，所述丝杆I和圆轴I分别与轴承I相连，所述轴承I安装在底板之上；

所述轴承I有两个，两个轴承I分别放置于底板的两端，并与丝杆I及圆轴I配合连接；

所述直线道轨I与纵向移动装置相连接；所述直线道轨I与书页夹紧装置驱动连接。

所述纵向移动装置包括移动块、丝杆II、圆轴II、联轴器II、直线导轨II以及步进电机II；其中，所述移动块包括移动块I和移动块II，移动块I分别与圆轴I、丝杆I、圆轴II、丝杆II和直线导轨I相连接；移动块II分别与圆轴II、丝杆II、直线导轨II和翻页搓纸装置相连接；所述步进电机II通过联轴器II与丝杆II相连接。

所述圆轴II、丝杆II的长度均在90～120mm之间；所述丝杆I、圆轴I的长度均在440～500mm之间。

所述翻页搓纸装置包括上固定板、下固定板、连接圆柱、缓冲压簧、前后固定板、转轴、联轴器III、减速电机、轴承II以及翻页滚轮；其中，所述上固定板与移动块II相连；所述下固定板与上固定板通过连接圆柱限位，并通过缓冲压簧缓冲；所述前后固定板与下固定板相连；所述转轴与前后固定板由轴承II相连；所述翻页滚轮与转轴固结；所述减速电机通过联轴器III与翻页滚轮连接。

所述翻页滚轮为3个，并分别与翻页转杆装置过盈配合。

所述书页夹紧装置包括夹紧装置I和夹紧装置II，夹紧装置I和夹紧装置II分别位于底板两端；

所述夹紧装置I和夹紧装置II均包括：翻转板、固定块、细圆杆、接触滚轮和扭簧，其中，所述细圆杆包括细圆杆I和细圆杆II，细圆杆I和细圆杆II分别与固定块相连；所述扭簧与细圆杆I相连；所述翻转板与扭簧相连；所述细圆杆II与翻转板相连；所述接触滚轮与细圆杆II相连。

所述固定块包括两块固定单块；所述细圆杆I与两块固定单块过盈配合；所述扭簧包括两个弹簧单体；所述细圆杆II与翻转板间隙配合；所述接触滚轮与细圆杆II过盈配合。

所述翻页转杆装置包括伺服舵机、连接板、螺栓I、螺栓II和翻页转杆；其中，所述伺服舵机和连接板通过螺栓I相连；所述连接板通过螺栓II与底板相连，所述翻页转杆安装于伺服舵机上。

所述螺栓I直径为2mm；所述螺栓II为两个，直径均为4.6mm；三个螺栓分别通过螺母与底板之间形成能够上下调节的调高装置。

本实用新型的工作原理为：

纵向运动装置与横向运动装置相互垂直，且纵向运动装置安装在横向运动装置的直线导轨I之上，翻页搓纸装置则固定在纵向运动装置的直线导轨II之上，横向运动装置与纵向运动装置协同工作，即可完成对翻页搓纸装置的翻页滚轮的定位，使其可以完成移入书页上方、下降滚动翻页、抬起、移出书页等一系列运动过程；翻页转杆装置的翻页转杆通过减速电机3驱动，固定在翻页转杆装置的下方中心处，当书页被翻页滚轮搓起时，翻页转杆开始定轴转动的运动，由此完成书页的翻转。书页夹紧装置安装在底板的两侧，并且可手动改变其横向所处位置，以实现对不同大小书的夹持。

与现有技术相比，本实用新型具有以下技术优点：

1、通过横向运动装置和纵向运动装置的协同工作对翻页搓纸装置进行定位，采用翻页滚轮的旋转进行翻页，翻页的可靠性增强；书页夹紧装置可调节紧固位置，翻页搓纸装置中加入了缓冲结构，可以广泛适用于各种尺寸的书籍。

2、通过在书页夹紧装置中引入接触滚轮、四连杆机构，较巧妙地解决了书页夹紧装置与翻页搓纸装置的同步过程及驱动动力来源的问题。

3、通过简化翻书器的机械结构，进而在实现稳定翻页功能的前提下降低成本，能够得到广泛的市场。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本实用新型的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本实用新型自动翻书器的总体布局正等侧视图；

图2为本实用新型自动翻书器的总体布局正视图；

图3为本实用新型自动翻书器搓纸翻页装置的正等侧视图；

图4为本实用新型自动翻书器搓纸翻页装置的左视图；

图5为本实用新型自动翻书器书页夹紧装置中四连杆机构的细节图，其中，(a)为 整体示意图，(b)为局部放大图；

图6为本实用新型自动翻书器书页夹紧装置主要构件的正等侧试图；

图7为本实用新型自动翻书器整体结构示意图。

图中：1为翻页滚轮，2为缓冲压簧，3为减速电机，4为固定凸轮，5为竖直运动平台紧固块，6为转动曲轴，7为曲轴-翻转板连杆，8为翻转板侧面，9为翻转板受压面，10为接触滚轮，11为扭簧，12为步进电机II，13为步进电机I，14为伺服舵机，15为翻页转杆，A为横向运动装置，B为纵向运动装置，C为翻页搓纸装置，D为翻页转杆装置，E为书页夹紧装置。

具体实施方式

下面对本实用新型的实施例作详细说明：本实施例在以本实用新型技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。

请同时参阅图1至图7。

本实施例提供了一种自动翻书器，包括底板以及安装于底板上的横向运动装置、纵向运动装置、翻页搓纸装置、翻页转杆装置以及书页夹紧装置；其中：

所述横向运动装置位于底板后端；

所述纵向运动装置与横向运动装置相互垂直，并由横向运动装置带动实现纵向运动装置的水平位移；

所述翻页搓纸装置与纵向运动装置相连，并通过纵向运动装置与横向运动装置协同定位，用于搓起书页；

所述书页夹紧装置位于底板的左右两端，并与横向运动装置驱动连接，用于书页的固定；

所述翻页转杆装置位于底板的前端，用于拨动搓起的书页。

所述横向运动装置包括：轴承I、圆轴I、丝杆I、联轴器I、直线导轨I以及步进电机I；其中，所述步进电机I通过联轴器I与丝杆I相连，所述丝杆I和圆轴I分别与轴承I相连，所述轴承I安装在底板之上；

所述轴承I有两个，两个轴承I分别放置于底板的两端，并与丝杆I及圆轴I配合连接；

所述直线道轨I与纵向移动装置相连接；所述直线道轨I与书页夹紧装置驱动连接。

进一步地，轴承座I，固定在底板两侧，每侧安装2个滚珠轴承I；丝杆I与限位光轴I安装在滚珠轴承I之上；步进电机I 13与轴承座I固定并通过联轴器I与丝杆I相连，带动丝杆I作旋转运动；丝杆螺母I与丝杆I配合，同时与限位光轴I相套，当丝杆I作旋转运动时带动丝杆螺母I作水平运动；直线导轨I与丝杆螺母I固结，在直线导轨I上可进行对其它部件，即纵向运动运动装置的固定，此外，直线导轨I上固定一曲轴，以此带动书页夹紧装置中的四连杆机构。

所述纵向运动装置包括：移动块、丝杆II、圆轴II、联轴器II、直线导轨II以及步进电机II；其中，所述移动块包括移动块I和移动块II，移动块I分别与圆轴I、丝杆I、圆轴II、丝杆II和直线导轨I相连接；移动块II分别与圆轴II、丝杆II、直线导轨II和翻页搓纸装置相连接；所述步进电机II通过联轴器II与丝杆II相连接。

进一步，轴承座II，一只与直线导轨I固连，一只与步进电机II12固连，分别安装2个滚珠轴承II；丝杆II与限位光轴II安装在滚珠轴承II之上；步进电机II12通过联轴器II与丝杆II相连，带动丝杆II作旋转运动；丝杆螺母II与丝杆II配合，同时与限位光轴II相套，当丝杆II作旋转运动时带动丝杆螺母II作竖直运动；直线导轨II与丝杆螺母II固结，在其上可进行对其它部件，即翻页搓纸装置的固定。

所述翻页搓纸装置包括上固定板、下固定板、连接圆柱、缓冲压簧、前后固定板、转轴、联轴器III、减速电机、轴承II以及翻页滚轮；其中，所述上固定板与移动块II相连；所述下固定板与上固定板通过连接圆柱限位，并通过缓冲压簧缓冲；所述前后固定板与下固定板相连；所述转轴与前后固定板由轴承II相连；所述翻页滚轮与转轴固结；所述减速电机通过联轴器III与翻页滚轮连接。

所述翻页滚轮为3个，并分别与翻页转杆装置过盈配合。

进一步，减速电机3与翻页滚轮固定在支撑架上，减速电机3与翻页滚轮之间由联轴器III相连；支撑架包含上固定板、下固定板与缓冲压簧，上固定板与直线导轨II相连，下固定板与翻页滚轮、减速电机3相连，上固定板与下固定板之间由连接圆柱(限位螺丝)与缓冲压簧2构成缓冲结构。

所述翻页转杆装置包括伺服舵机、连接板、螺栓I、螺栓II和翻页转杆；其中，所述伺服舵机和连接板通过螺栓I相连；所述连接板通过螺栓II与底板相连，所述翻页转杆安装于伺服舵机上。

进一步，伺服舵机与翻页转杆之间采用过盈配合或胶合的方式固定，实现伺服舵机 带动翻页转杆作定轴转动。

所述书页夹紧装置包括夹紧装置I和夹紧装置II，夹紧装置I和夹紧装置II分别位于底板两端；

所述夹紧装置I和夹紧装置II均包括：翻转板、固定块、细圆杆、接触滚轮和扭簧，其中，所述细圆杆包括细圆杆I和细圆杆II，细圆杆I和细圆杆II分别与固定块相连；所述扭簧与细圆杆I相连；所述翻转板与扭簧相连；所述细圆杆II与翻转板相连；所述接触滚轮与细圆杆II相连。

所述固定块包括两块固定单块；所述细圆杆I与两块固定单块过盈配合；所述扭簧包括两个弹簧单体；所述细圆杆II与翻转板间隙配合；所述接触滚轮与细圆杆II过盈配合。

进一步，夹紧装置I和夹紧装置II分别通过转动曲轴安装于底板两端，转动曲轴通过曲轴-翻转板连杆与翻转板连接；扭簧与翻转板和底板固结，提供夹持压力；接触滚轮10与翻转板固结，为与书页接触部分，使书页在夹紧状态下仍能被翻页滚轮搓起；固定块及紧固螺母实现书夹位置的改变；底板、翻转板、转动曲轴、曲轴-翻转板连杆形成四连杆机构，四连杆结构的作用是当搓纸、翻页过程结束后，直线导轨I复位的过程中实现对书夹的短暂抬起，对新翻转的书页完成夹紧。

下面结合附图对本实施例进一步描述。

如图1、3、5(a)、5(b)、6所示，本实施例提供的自动翻书装置，其中包括：翻页滚轮1、缓冲压簧2、减速电机3、固定凸轮4、竖直运动平台紧固块5、转动凸轮6、凸轮-夹板连接件7、夹板侧面8、夹板受压面9、接触滚轮10、扭簧11、为步进电机II 12、为步进电机I 13、舵机14、翻页转杆15。

如图1所示，所述横向运动装置中，步进电机I13与轴承座I固定并通过联轴器I与丝杆I相连，带动丝杆I作旋转运动，与丝杆螺母I固结的直线导轨I也随之水平运动，达到使翻页搓纸装置置于所需工作地点的目的。

如图3所示，所述翻页搓纸滚轮装置中，减速电机3与翻页滚轮固定在支撑架上，减速电机3与翻页滚轮之间由联轴器III相连，当横向运动装置与纵向运动装置完成翻页搓纸装置到达正确工作地点时，减速电机3带动搓纸滚轮1转动，从而将书页搓起。

如图1所示，伺服舵机与翻页转杆之间采用过盈配合或胶合的方式固定，当翻页搓纸装置完成搓纸动作后，翻页转杆在伺服舵机的带动下作定轴运动，从而将搓起的书页打向另一侧。

本实施例提供的自动翻书器，水平安装的横向运动装置带动纵向运动装置及翻页搓纸装置的翻页滚轮作水平运动，纵向运动装置控制翻页搓纸装置的翻页滚轮作垂直方向移动。通过横向运动装置与纵向运动装置的协同工作，可以调节翻页搓纸装置中的翻页滚轮的位置，完成向前翻页、向后翻页、抬起移动等运动控制。当翻页滚轮工作时，翻页转杆同时开始转动，对翻页滚轮搓起的书页完成翻转。书页夹紧装置起到对书页的紧固作用，与书页接触部分为圆柱滚筒，可保证在压紧状态下滚轮仍可将书页搓起。书页夹紧装置可在导轨上移动以调节位置，固定时用紧固螺母夹紧即可。当横向运动装置运动到一定位置时可以带动书页夹紧装置的四连杆机构运动，将书夹抬起，进而使翻过的书页被书页夹紧装置夹紧。

以上对本实用新型的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本实用新型并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本实用新型的实质内容。

Claims (10)

1.一种自动翻书器，其特征在于，包括底板以及安装于底板上的横向运动装置、纵向运动装置、翻页搓纸装置、翻页转杆装置以及书页夹紧装置；其中：

所述横向运动装置位于底板后端；

所述纵向运动装置与横向运动装置相互垂直，并由横向运动装置带动实现纵向运动装置的水平位移；

所述翻页搓纸装置与纵向运动装置相连，并通过纵向运动装置与横向运动装置协同定位；

所述书页夹紧装置位于底板的左右两端，并与横向运动装置驱动连接；

所述翻页转杆装置位于底板的前端。

2.根据权利要求1所述的自动翻书器，其特征在于，所述横向运动装置包括轴承I、圆轴I、丝杆I、联轴器I、直线导轨I以及步进电机I；其中，所述步进电机I通过联轴器I与丝杆I相连，所述丝杆I和圆轴I分别与轴承I相连，所述轴承I安装在底板之上；

所述轴承I有两个，两个轴承I分别放置于底板的两端，并与丝杆I及圆轴I配合连接；

所述直线道轨I与纵向移动装置相连接；所述直线道轨I与书页夹紧装置驱动连接。

3.根据权利要求2所述的自动翻书器，其特征在于，所述纵向移动装置包括移动块、丝杆II、圆轴II、联轴器II、直线导轨II以及步进电机II；其中，所述移动块包括移动块I和移动块II，移动块I分别与圆轴I、丝杆I、圆轴II、丝杆II和直线导轨I相连接；移动块II分别与圆轴II、丝杆II、直线导轨II和翻页搓纸装置相连接；所述步进电机II通过联轴器II与丝杆II相连接。

4.根据权利要求3所述的自动翻书器，其特征在于，所述圆轴II、丝杆II的长度均在90～120mm之间；所述丝杆I、圆轴I的长度均在440～500mm之间。

5.根据权利要求3所述的自动翻书器，其特征在于，所述翻页搓纸装置包括上固定板、下固定板、连接圆柱、缓冲压簧、前后固定板、转轴、联轴器III、减速电机、轴承II以及翻页滚轮；其中，所述上固定板与移动块II相连；所述下固定板与上固定板通过连接圆柱限位，并通过缓冲压簧缓冲；所述前后固定板与下固定板相连；所述转轴与前后固定板由轴承II相连；所述翻页滚轮与转轴固结；所述减速电机通过联轴器 III与翻页滚轮连接。

6.根据权利要求5所述的自动翻书器，其特征在于，所述翻页滚轮为3个，并分别与翻页转杆装置过盈配合。

7.根据权利要求1所述的自动翻书器，其特征在于，所述书页夹紧装置包括夹紧装置I和夹紧装置II，夹紧装置I和夹紧装置II分别位于底板两端；

所述夹紧装置I和夹紧装置II均包括：翻转板、固定块、细圆杆、接触滚轮和扭簧，其中，所述细圆杆包括细圆杆I和细圆杆II，细圆杆I和细圆杆II分别与固定块相连；所述扭簧与细圆杆I相连；所述翻转板与扭簧相连；所述细圆杆II与翻转板相连；所述接触滚轮与细圆杆II相连。

8.根据权利要求7所述的自动翻书器，其特征在于，所述固定块包括两块固定单块；所述细圆杆I与两块固定单块过盈配合；所述扭簧包括两个弹簧单体；所述细圆杆II与翻转板间隙配合；所述接触滚轮与细圆杆II过盈配合。

9.根据权利要求1所述的自动翻书器，其特征在于，所述翻页转杆装置包括伺服舵机、连接板、螺栓I、螺栓II和翻页转杆；其中，所述伺服舵机和连接板通过螺栓I相连；所述连接板通过螺栓II与底板相连，所述翻页转杆安装于伺服舵机上。

10.根据权利要求9所述的自动翻书器，其特征在于，所述螺栓I直径为2mm；所述螺栓II为两个，直径均为4.6mm；三个螺栓分别通过螺母与底板之间形成能够上下调节的调高装置。