ES2398548A1

ES2398548A1 - Dispositivo pasa-páginas automático que emplea un brazo articulado mecatrónico.

Info

Publication number: ES2398548A1
Application number: ES201050005A
Authority: ES
Inventors: Roberto PONTICELLI LIMA
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2008-01-10
Filing date: 2009-01-07
Publication date: 2013-03-20
Anticipated expiration: 2029-01-07
Also published as: ES2398548B1; WO2009087261A1

Abstract

La presente invención se refiere a un dispositivo pasa-páginas que implementa como elemento móvil un brazo (6) articulado mecatrónico, capaz de pasar páginas (13) en ambos sentidos, de manera automática y permitiendo también el paso de páginas de manera manual. Comprende un sistema mecatrónico que incluye un conjunto de actuadores eléctricos, eslabones (3, 5, 8) y articulaciones (2, 4, 7), dispuestos a manera de brazo (6) mecánico articulado, capaz de pasar automáticamente hojas (13) de un libro (10) hacia delante y hacia atrás, donde el libro (10) puede ser uno adaptado o una carpeta especialmente construida para portar hojas sueltas. El dispositivo de la invención es apropiado para ser usado, por ejemplo, por músicos, personas con discapacidad física, o en cualquier otra situación donde se requiera pasar páginas de un material impreso de manera automática y manual.

Description

Dispositivo pasa-páginas automático que emplea un brazo articulado mecatrónico.

SECTOR DE LA TÉCNICA

El dispositivo de la presente invención se refiere a sistemas mecatrónicos de servicios no industriales ni de investigación científica, y más específicamente se refiere a un dispositivo pasa-páginas que implementa como elemento móvil para el paso de las páginas un brazo articulado mecatrónico, capaz de pasar páginas en ambos sentidos de manera automática y permitiendo también el paso de manera manual.

ESTADO DE LA TÉCNICA

La necesidad de pasar automáticamente las páginas de un material escrito, como las partituras musicales, existe desde hace más de un siglo. Patentes como US151159A1 ("Music leaf-turner", Rinderknecht, 1874) y US425810A1 ("Leaf Turner", Leevey, 1890) presentan fechas que así lo demuestran. Los sistemas descritos en estos documentos desvelan mecanismos para pasar de forma automática páginas, como por ejemplo, de partituras musicales, sin ocupar las manos en ello. Desde entonces y de forma continua en el tiempo hasta la actualidad, se han propuesto soluciones al mismo problema. Algunas invenciones se basan en sistemas mecánicos que emplean varillas intercaladas entre las hojas de un libro, conectadas cada una a un brazo giratorio, con ejes concéntricos, que al girar arrastran la hoja consigo hasta el otro lado del libro, como en las patentes GB190825951A ("An Improved Apparatus for Turning the Leaves of Music and the like", Raymond, 1908) y US6215058B1("Remote controlled page turner utilizing a plurality of movable fingers", Molchak, 2001), notablemente distanciadas en tiempos de publicación. También, desde hace más de un siglo, se propuso la versión donde en vez de varillas son empleadas planchas metálicas, como en la patente GB190626479A ("Music Page-turner", Bienbach, 1906). Las fechas de estas patentes indican que este tipo de solución tiene por lo menos 100 años de antigüedad, y que actualmente se siguen considerando como soluciones al problema. Otras versiones más recientes mueven las varillas de manera lineal, en vez de circularmente, como en la patente US723887281 ("Music page score Turner'', Edwards, 2007).

Otra solución distinta emplea una espiral donde la última espira es más bien alargada y las hojas del libro se insertan en las espiras, que al girar va liberando las hojas para finalmente ser pasadas al otro lado del libro por la espira alargada, como en US3277596A1 ("Mechanical page-turner'', Sachar, 1966).

Una solución frecuentemente encontrada consiste en un mecanismo de transporte con correa y polea, que arrastra elementos que manipulan las paginas del libro, como en US2005120601A1 ("Automatic page Turner with Belt drive element", Sadegh, 2005), o también el mecanismo de selección de anillos giratorios concéntricos con hoja acoplada, similar al de las varillas con eje concéntrico, como en US2006060064A1 ("Motorized page Turner", Berg, 2006).

Otro mecanismo común emplea rodillos que al apoyarse sobre una hoja, la arrastra y dobla por encima del rodillo, para que luego un mecanismo desplace el rodillo, que a su vez desplaza a la hoja, como en US4160334A 1 ("Reversible page Turner'', Willis, 1979) y en GB2436832A ("Page turner for encased book", Sinclair, 2007). Estos mecanismos suelen emplear implícitamente un brazo mecánico con capacidades simples que desplaza al rodillo de un lado al otro, aunque también existen sistemas que emplean explícitamente un brazo mecánico para la tarea de manipulación de las hojas, como en US1653634A1 ("Page turner for music notebooks", Koop, 1927), que implementa un brazo que se mueve de un lado a otro, con 1 sola articulación, y mediante un imán permanente en el extremo atrae una chapa metálica instalada en cada hoja para moverla con el brazo, o como en US2005230592A 1 ("Automated page Turner", Tilinghast, 2005) donde un brazo articulado levanta la pagina empleando fricción y otro mecanismo aparte se encarga de pasar la página.

Se observa que en ocasiones se emplea algún tipo de dispositivo instalado en el libro o las páginas para facilitar la manipulación de éstas, o también se emplean hojas especialmente diseñadas para instalarle las hojas sueltas de papel que se desean leer, como en el caso de GR1005099B ("Page Turner for musical scripts set on a music-stand and related uses of the same", 2006).

Existen soluciones donde se implementa un sistema de agarre de la página que no requiere nada especial instalado en ella, como el caso de US2005145097A1

("Automatic page turner with turnstile element", Wolberg, 2005), donde se emplea un

elemento de succión para levantar la hoja, instalado en un brazo mecánico simple,

permitiendo introducir bajo ésta el mecanismo que permitirá pasarla, en éste caso

usando un disco seccionado, instalado en el centro del libro. Este mismo inventor,

5: posteriormente, modifica su invención para convertirla en un producto comercial con

patente US2007285742 ("Eiectronic Page Turner with lmproved Pickup Mechanism",

Wolberb, 2007). Este producto mecatrónico se comercializa, a fecha de enero de

2008, por la empresa "Pageflip lnc.", siendo un producto de bajo costo, dimensiones

reducidas y que funciona correctamente con libros normales.

1O: Existen otros sistemas pasa-páginas comerciales basados exclusivamente en

un soporte electrónico, como el producto comercial "MuseBook" de la empresa

"AMuseTec Co.", donde un monitor de ordenador muestra en su pantalla la

información digitalizada de las páginas que se desean ver y por medio de distintas

interfaces es posible pasar las páginas digitales en pantalla. A nivel comercial

15: existen otros sistemas pasa-páginas mecatrónicos como el "GEWA Page Turner

BLV-6" de la empresa "ZYGO Industries, lnc.", el "Touch Turner" de la empresa

"TouchTurner", o el "Fiip Automatic Page Turner" de la empresa "AbleNet".

La mayoría de Jos sistemas mecánicos y mecatrónicos conocidos presentan

el inconveniente de ser costosos, voluminosos, o de requerir un cierto nivel de

20: conocimiento técnico para su uso. En otros casos, como el PageFiip, el sistema

resulta de dimensiones reducidas, de manejo sencillo, y funcional, pero limitado su

empleo a material de lectura con hojas unidas a manera de libro. Visto desde el

punto de vista del fabricante, estos sistemas presentan un gran número de partes

móviles, ejes, pivotes y engranajes que deben fabricarse y ensamblarse con

25: precisión, con la asociada dificultad y coste de fabricación.

Por otra parte, los sistemas puramente electrónicos requieren de un

computador personal y de su monitor, y consecuentemente de las destrezas

mínimas del usuario para operar éstas tecnologías. Estos sistemas completamente

electrónicos, que los hay muy sofisticados y con altas prestaciones, presentan el

30: inconveniente de que al ofrecer el material de lectura por medio de un monitor

electrónico, generalmente es más incómodo de leer que el papel normal, con los

problemas asociados de legibilidad bajo ciertas condiciones comunes de iluminación

ambiente y fatiga de la vista.

Desde el punto de vista del músico usuario, es común que los músicos empleen con frecuencia copias de las partituras en vez del libro original, por razones tan diversas y válidas como: evitar transportar un libro entero cuando solo se necesitan pocas páginas de él, o porque se desea colocar en el atril solo las partituras que se van a ejecutar, en vez de colocar varios libros de partituras, o simplemente porque es más conveniente disponer de copias de partituras que puedan ser manipuladas, cortadas, empalmadas y dispuestas en el atril de la manera más cómoda posible para el ejecutante de la música, entre otras muchas razones.

Sigue existiendo, entonces, la necesidad de proveer un sistema pasa-paginas que ofrezca características especialmente adaptadas al usuario dentro de un sector de los músicos, así como la necesidad de reducir la complejidad de fabricación y ensamblaje del sistema, desde el punto de vista del fabricante, para reducir costos de fabricación. Este sistema pasa-páginas debe ofrecer la capacidad de pasar de forma automática las hojas, así como también debe permitir pasar las hojas a mano, en ambos sentidos, de manera natural y sin complicaciones. Debe ser capaz también de pasar hojas sueltas, y debe permitir que las hojas se instalen y remuevan con facilidad.

La idea básica de esta invención es la realización de un sistema pasa-páginas que implementa como elemento móvil un brazo articulado mecatrónico, de bajo coste de fabricación y fácil ensamblaje, de reducidas dimensiones y de uso sencillo, capaz de pasar páginas en ambos sentidos, de manera automática y permitiendo también el paso de manera manual, sin que el usuario requiera conocimientos técnicos específicos para operarlo, apto para ser usado, por ejemplo, por músicos, personas con discapacidad física, o cualquier otra persona que desee pasar páginas de un material impreso de manera automática y manual.

DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN

Descripción breve

La presente invención se refiere a un dispositivo pasa-páginas que implementa como elemento móvil un brazo articulado mecatrónico, de bajo coste de fabricación y fácil ensamblaje, de reducidas dimensiones y de uso sencillo, capaz de pasar páginas en ambos sentidos, de manera automática y permitiendo también el paso de manera manual, sin que el usuario requiera conocimientos técnicos específicos para operarlo, apto para ser usado, por ejemplo, por músicos, personas con discapacidad física, o cualquier otra persona que desee pasar páginas de un material impreso de manera automática y manual.

La presente invención comprende un sistema mecatrónico compuesto por un conjunto de actuadores eléctricos, eslabones y articulaciones, dispuestos a manera de brazo mecánico articulado, un sistema electrónico que controla la operación automática del dispositivo entero, capaz de pasar automáticamente hojas de un libro normal o una carpeta especialmente construida, hacia delante o hacia atrás, sin la necesidad de emplear las manos del usuario para coger las hojas y pasarlas (en el modo automático), aplicable, por ejemplo, al paso de hojas de partituras musicales mientras el músico está ejecutando la música.

El sistema mecatrónico articulado, en adelante denominado brazo, dispone de un mecanismo de sujeción de las hojas, en adelante denominado agarre, siendo todo el conjunto controlado por un sistema electrónico de control, en adelante denominado controlador, y que recibe como entrada la orden de activación para pasar una o más páginas en cualquiera de los dos sentidos.

Un ejemplo de realización de la invención lo constituye un brazo que comprende una cadena de 3 eslabones y 3 articulaciones, donde cada una de las 2 primeras articulaciones se encuentra actuada por un servomotor eléctrico del tipo empleado en el radio-control de modelos de vehículos a escala. La base del brazo se sitúa en la parte superior central de un conjunto de hojas especialmente constituidas y agrupadas a modo de libro, en adelante denominado carpeta. Las hojas de la carpeta están constituidas de manera tal que existe una separación entre ellas, para que el brazo sea capaz de cogerlas activando el agarre. El agarre comprende una especie de pinza que se introduce entre la hoja superior de la pila y la siguiente, cuando así lo decida el controlador, y permitiendo también el libre movimiento de la hoja para ser pasada a mano en caso de que el agarre esté desactivado. Cada hoja de ésta carpeta permite colocar, de forma removible, hojas individuales de papel (el material que desea ser leído por el usuario) en ambas páginas o caras. El controlador recibe la orden de activación de parte del usuario mediante un sistema de activación que comprende unos pulsadores, que pueden ser activados con un pie, con las rodillas, con un dedo de una mano, con la boca, o de cualquier otra forma, iniciando así el conjunto de acciones automáticas para

coger la hoja que se encuentra en el tope de la pila de hojas de uno de los dos lados

de la carpeta. Estas acciones incluyen mover el extremo del brazo hasta encontrar

la hoja del tope, cogerla activando el agarre, mover el brazo y la hoja, pasándola al

otro lado de la carpeta, liberando finalmente la hoja y dejándola reposar sobre la pila

5: de hojas de ese lado de la carpeta. En este ejemplo de realización de la invención

se emplean 2 pulsadores para indicarle al controlador la acción que se desea que

realice, entre las que se encuentran: avanzar una o varias hojas, o retroceder una o

varias hojas, según el pulsador y el número de veces consecutivas que se accione.

En otro ejemplo de realización de la invención, se emplea un brazo

1 O: mecatrónico como el descrito anteriormente, donde el agarre se implementa con un

sistema de ventosa, siendo capaz de coger tanto las hojas de la carpeta descrita

anteriormente como las hojas de un libro normal. La ventosa está gobernada por el

controlador, y se activa cuando se encuentra en contacto con la hoja que va a ser

pasada al otro lado, y se desactiva en cualquier otro caso.

15: Descripción detallada

La presente invención se refiere a un dispositivo pasa-páginas que

implementa como elemento móvil un brazo articulado mecatrónico, de bajo coste de

fabricación y fácil ensamblaje, de reducidas dimensiones y de uso sencillo, capaz de

pasar páginas en ambos sentidos, de manera automática y permitiendo también el

20: paso de manera manual, sin que el usuario requiera conocimientos técnicos

específicos para operarlo, apto para ser usado, por ejemplo, por músicos, personas

con discapacidad física, o cualquier otra persona que desee pasar páginas de un

material impreso de manera automática y manual.

En la presente invención, el dispositivo móvil mecatrónico comprende una

25: cadena de eslabones y articulaciones, de actuadores eléctricos acoplados a algunas

o todas las articulaciones, dispuestos a manera de brazo mecánico articulado,

controlados por un sistema electrónico programable, capaz de pasar

automáticamente hojas de un libro o una carpeta, hacia delante o hacia atrás, sin la

necesidad de emplear las manos para coger las hojas y pasarlas, aplicable, por

30: ejemplo, al paso de hojas de unas partituras musicales que el músico está leyendo

mientras ejecuta la música, o también aplicable a documentos que una persona

normal o con discapacidad física quiera ver o leer. La presente invención se basa en

que el inventor ha observado la dificultad que representa para algunas personas

pasar las páginas de algún documento que intentan ver o leer, como sucede con los

músicos durante el estudio y ejecución de la música escrita en partituras que

abarcan varias hojas, y las deficiencias que presentan los dispositivos actualmente

conocidos con respecto a facilidad y comodidad de uso para el usuario, y la facilidad

5: de fabricación para el fabricante.

La presente invención comprende 5 bloques constructivos principales:

a) Sistema electromecánico articulado (6), en adelante

denominado brazo.

b) Mecanismo de sujeción de las hojas (9), en adelante

1 O: denominado agarre.

e) Sistema electrónico de control automático (12), en adelante

denominado controlador.

d) Sistema de activación (11), que le indica al controlador lo que

debe hacer.

15: e) Libro o carpeta (1 0), que contiene las hojas que se desean

pasar (13).

El brazo (6) consiste en una cadena de eslabones (3, 5, 8), de longitud fija o

variable, unidos mediante articulaciones (2, 4, 7), y en éstas articulaciones pueden

existir uno o más elementos actuadores o motores que generan movimientos de

20: forma activa o pasiva en la articulación. En un extremo del brazo (6) se encuentra la

base (1), que se fija a la estructura (16) del sistema pasa-páginas y da soporte

también al brazo, y en el otro extremo del brazo (6) se encuentra el agarre (9). El

brazo (6), mediante la acción de movimiento de los actuadores de las articulaciones

(2, 4, 7), es capaz de posicionar el agarre (9) en las siguientes posturas relevantes:

25: a) Posición de no contacto y no interferencia con las hojas (13) del

libro (10): el agarre (9) se encuentra fuera del espacio que recorren las hojas

(13) cuando son pasadas de una pila (14) a la otra.

b) Posición de no contacto y con interferencia con las hojas (13)

del libro (1 O): el agarre (9) se encuentra dentro del espacio que recorren las

30: hojas (13) cuando son pasadas de una pila (14) a la otra, sin contacto con

ninguna hoja (13).

e) Posición de contacto y con interferencia con las hojas (13) del

libro (10): el agarre (9) se encuentra en contacto con alguna de las hojas (13)

superiores de las pilas (14) de hojas, a cualquiera de los dos lados del libro o carpeta (10). El agarre (9) consiste en un dispositivo que se instala en el extremo libre del

brazo (6), puede ser activo o pasivo, y capaz de coger una hoja (13) del libro o carpeta (10) de manera que el brazo (6) posteriormente la mueva del tope de una pila (14) de hojas al tope de la otra. Este agarre (9) puede estar compuesto, y sin limitar el alcance de la invención:

a) Por un elemento pasivo como un gancho o una varilla que se posiciona debajo de la hoja (13) del tope de la pila (14) de hojas, permitiendo al brazo (6) arrastrar la hoja (13) consigo cuando se mueva en dirección de la pila (14) contraria.

b) Por un elemento pasivo y magnético, como un imán permanente, que al ser posicionado próximo a un elemento magnético instalado en cada hoja (13) de la pila (14) de hojas, lo atrae magnéticamente fijándolo al extremo del brazo (6), permitiendo al brazo (6) arrastrar la hoja

(13) consigo cuando se mueva en dirección de la pila (14) contraria, y liberando la hoja (13) mediante un movimiento adecuado del brazo (6).

e) Por un elemento pasivo y adhesivo, que al ser posicionado en contacto con la hoja (13) del libro o carpeta (10), ésta se adhiere fijándolo al extremo del brazo (6), permitiendo al brazo (6) arrastrar la hoja (13) consigo cuando se mueva en dirección de la pila (14) contraria, y liberando la hoja

(13) mediante un movimiento adecuado del brazo (6).

d) Por un elemento activo y magnético, como un electroimán, que al ser posicionado próximo a un elemento magnético instalado en cada hoja

(13) de la pila (14) de hojas, lo atrae magnéticamente fijándolo al extremo del brazo (6), permitiendo al brazo (6) arrastrar la hoja (13) consigo cuando se mueva en dirección de la pila (14) contraria, y liberando la hoja (13) al desactivar el electroimán.

e) Por un elemento pasivo con acción de ventosa, que al ser posicionado en contacto y presionado contra con la hoja ( 13) superior de la pila de hojas (14), ésta se adhiere fijándolo al extremo del brazo (6), permitiendo al brazo (6) arrastrar la hoja (13) consigo cuando se mueva en dirección de la pila (14) contraria, y liberando la hoja (13) mediante un movimiento adecuado del brazo (6).

f) Por un elemento activo con acción de ventosa, que al ser posicionado en contacto con la hoja (13) de la pila (14) de hojas, ésta se adhiere fijándolo al extremo del brazo (6), permitiendo al brazo (6) arrastrar la hoja (13) consigo cuando se mueva en dirección de la pila (14) contraria, y liberando la hoja (13) al desactivar la ventosa. El controlador (12) comprende un sistema electrónico que se encarga de

activar los elementos activos de todo el sistema completo, como los actuadores o motores de las articulaciones (2, 4, 7) del brazo (6) y los elementos activos del agarre (9). También se encarga de recibir e interpretar las indicaciones de parte del sistema de activación (11 ). Se encarga también de analizar e interpretar las señales internas del sistema, como las señales de posición de las articulaciones (2, 4, 7), de voltaje y de corriente eléctrica de los elementos activos del sistema. En resumen, el controlador (12) se encarga principalmente de generar, recibir, analizar, y secuenciar las señales eléctricas y de control del sistema.

El sistema de activación (11) consiste en un dispositivo, activo o pasivo, que le indica al controlador (12) la acción que debe realizar. Este sistema de activación (11) puede estar compuesto, y sin limitar el alcance de la invención, por:

a) Uno o varios pulsadores, que al ser activados por el usuario le indica al controlador (12) su deseo de pasar la hoja actual. b) Uno o varios pedales, que al ser activados por el usuario le indica al controlador (12) su deseo de pasar la hoja actual. e) Un detector de presión de aire, instalado en una boquilla por la que el usuario sopla o succiona aire.

d) Uno o varios detectores de proximidad, que detecta la presencia cercana de algún objeto, como una mano, un dedo, un pie, una pierna, o cualquier otra parte del cuerpo que sea fácil de mover por el usuario.

e) Uno o varios detectores de movimiento, que detectan el movimiento de los párpados de los ojos, una mano, un dedo, un pie, una pierna, o cualquier otra parte del cuerpo que sea fácil de mover por el usuario.

f) Un sistema de temporizadores, que tiene programado los intervalos de tiempo en los que deben pasarse las hojas. g) Un sistema de reconocimiento activo de la música, capaz de identificar el momento adecuado para pasar la hoja.

El libro o carpeta (10) contiene el conjunto de hojas (13) que el usuario

desea que sean pasadas automáticamente. El libro consiste en un libro o cuaderno

normal, mientras que la carpeta consiste en un conjunto de hojas especialmente

construidas de manera tal que sirven de soporte para las hojas de papel que el

5: usuario desea ver, y permiten además ser cogidas por el agarre (9) del brazo (6).

Según el tipo de agarre (9) empleado, se construye un tipo específico de hoja (13)

de carpeta, de manera tal que el mecanismo de agarre (9) actúe sobre la hoja (13) y

la coja, como por ejemplo, en el caso de un agarre (9) de tipo magnético, donde la

hoja (13) de la carpeta contiene en la zona de agarre un material magnético (como

1 O: un broche metálico, o una platina metálica) de tal manera que el magneto del agarre

coge la hoja (13) y el brazo (6) la arrastre hasta la otra pila (14) de hojas.

Ejemplo de realización

En un ejemplo de realización de la invención, el brazo (24) consta de la base

15: (17), tres eslabones (19, 21, 23), dos articulaciones activas (18, 20) (con actuador

eléctrico) y una articulación pasiva (22) (libre, sin actuador de ningún tipo). Las

articulaciones (28, 20, 22) son de tipo rotacional, y los actuadores son motores

eléctricos (37, 38) de tipo servo-motor, como los empleados en el radiocontrol de

vehículos a escala, que hacen girar las articulaciones (28, 20, 22). La base (17) del

20: brazo (24) se fija sobre un soporte rígido (26), que es el soporte que integra a todo

el sistema, y en la parte central superior de dicho soporte (26). En el mismo soporte

(26) y debajo de la base (17) del brazo (24) se fija el lomo (27) de la carpeta, de

manera tal que al abrir la carpeta las hojas (28) quedan a uno y otro lado del centro

del soporte (26).

25: Las hojas (28) de la carpeta están constituidas de la siguiente manera:

a) Un material flexible (30) (como la cartulina), entre el lomo (27)

de la carpeta y aproximadamente el30% del ancho de la hoja (28).

b) Un material rígido (31) (como el cartón), rellenando el resto del

área de la hoja (28).

30: e) En la parte superior de cada hoja (28), sobre la zona rígida (31),

y con una cierta separación del borde superior, se instala un elemento

separador (29) de tal manera que las hojas (28) apiladas unas sobre otras

mantengan una separación entre ellas por la parte superior.

d) En cada hoja (28), y por debajo del elemento separador (29), se

instalan los elementos de sujeción de las hojas de papel, en adelante

denominados pinzas para papel (34). De ésta manera, cada cara de cada

hoja (28) de la carpeta podrá portar una hoja de papel (35) que puede

5: ponerse y quitarse a voluntad.

e) La hoja de papel (35), que está sujeta a la hoja (28) de la

carpeta, puede presentar dimensiones distintas que las de la hoja (28) de la

carpeta. De ésta manera se pueden colocar en la carpeta hojas de papel (35)

en posición vertical u horizontal, así como también hojas de papel (35) de

1o: tamaños diversos o dispares.

El eje de la primera articulación (18) del brazo (24) es actuado por un motor

eléctrico (37), el eje coincide con el eje longitudinal del lomo de la carpeta (~7), y

permite mover el brazo (24) de un lado al otro de la carpeta de manera similar a

como lo hacen las hojas (28) de la carpeta. Esta articulación (18) une la base (17)

15: del brazo (24) con el primer eslabón (19). Este primer eslabón (19) consiste en una

vara recta, que se mueve siempre paralelo a las hojas (28) de la carpeta, y con una

longitud que alcanza aproximadamente el 50% del ancho de las hojas (28) de la

carpeta.

El segundo eslabón (21) del brazo (24) es una continuación del primer

20: eslabón (19), unido a éste por medio de la articulación 2 (20), actuado por un motor

eléctrico (38) que le permite moverse con un eje perpendicular al eje de la

articulación 1 (18) y en el mismo plano de las hojas (28) de la carpeta. La longitud

de éste eslabón (21) es de aproximadamente 10% de la longitud del eslabón 1 (19).

El tercer eslabón (23) se conecta al eslabón 2 (21) mediante la articulación 3

25: (22) con rotación libre y limitada mecánicamente a unos +-45 grados de la posición

central. Este eslabón (23) presenta una forma aplanada. El eje de ésta articulación

(22) es perpendicular al eje de la articulación 2 (20) y posiciona al eslabón 3 (23)

perpendicularmente al eslabón 2 (21). Con esta configuración se puede posicionar

el eslabón 3 (23) sobre una hoja (28) del tope de la pila (32), a uno u otro lado de la

30: carpeta, y de tal manera que interfiera o no, a voluntad, con el movimiento libre de

las hojas (28). La forma aplanada del tercer eslabón (23) y la libertad de la

articulación 3 (22) permiten que éste eslabón (23) repose en perfecto contacto con

la superficie de la hoja (28) cuando el brazo (24) se posiciona para hacer contacto

con una hoja (28).

En el tercer eslabón (23) del brazo (24) se instala el agarre (25), que

comprende los siguientes elementos:

a) Es un agarre pasivo, que consiste en dos varillas (33) de corta e

igual longitud. La longitud de estas varillas (33) es menor que la longitud del

5: tercer eslabón (23) del brazo (24), al cual están fijadas, una a cada lado del

eslabón (23) y paralelas a éste y al eje de la articulación 3 (22).

b) El grosor de las varillas (33) es menor que la separación (29)

entre hojas (28) de la carpeta, de manera que puedan ser introducidas entre

dos hojas (28) consecutivas.

1 O: e) Existe una separación entre cada varilla (33) y el cuerpo del

eslabón 3 (23) al que están fijadas. Esta separación es ligeramente mayor

que el grosor de una hoja (28) de la carpeta.

La forma de operar de éste agarre (25) comprende los siguientes pasos:

15: a) Posicionar el eslabón 3 (23) del brazo (24) sobre la hoja (28) del

tope de una de las pilas (32) y de tal manera que la hoja (28) haga contacto

con el eslabón 3 (23) pero no con las varillas (33) del agarre (25).

b) Una vez posicionado el eslabón 3 (23), se procede a accionar la

articulación 2 (20) de manera que el eslabón 3 (23) se deslice sobre la hoja

20: (28), manteniendo contacto con ella e introduciendo una de las varillas (33)

en el espacio de separación entre ésta hoja (28) y la siguiente de la pila (32).

e) Una vez concluida la inserción de la varilla (33) bajo la hoja (28)

del tope de la pila (32), se inicia el movimiento de la articulación 1 (18) en

dirección de la otra pila de hojas (32), de manera que el brazo (24) arrastre la

25: hoja (28) consigo.

d) Para liberar la hoja (28), se mueve la articulación 2 (20) del

brazo (24) de manera tal que el eslabón 3 (23) se aparte del área de la hoja

(28) y por lo tanto éste eslabón (23) y la varilla (33) dejan de hacer contacto

con la hoja (28).

30: El sistema de activación está compuesto por los pulsadores de activación

(41), que son un par de pulsadores independientes (39, 40) conectados al

controlador (36). Un pulsador (40) indica al controlador (36) que inicie la secuencia

de pasar hoja (28) en sentido de avance, y el otro pulsador (39) indica al controlador

(36) hacerlo en sentido de retroceso. Estos pulsadores (41) pueden colocarse, y sin

limitar las posibilidades:

a) Sobre el suelo, de manera que sean activados por un pie del

usuario (fig. 9.8).

5: b) Sobre un lugar accesible a los dedos de alguna mano del

usuario (fig. 9.A).

e) Entre las rodillas, activándose uno de ellos al juntar las rodillas.

d) En los codos, activándose al juntar un codo contra el cuerpo.

El sistema electrónico de control automático comprende al controlador (36) y

1O: otros módulos. El controlador (36) comprende a su vez un sistema electrónico

programable y realiza las siguientes tareas principales:

a) Implementa la máquina de estados que ejecuta la secuencia de

acciones para pasar las hojas (28). Entre las principales secuencias se

encuentran:

15: a. Mover el brazo (24) hasta la posición de la hoja (28) del

tope de una de las pilas (32) de hojas.

b. Coger la hoja (28) del tope.

c. Mover la hoja (28) y llevarla de un tope al otro tope de las

pilas (32).

20: d. Soltar la hoja (28).

b) Acondiciona e interpreta las señales provenientes de los

pulsadores (41) del sistema de activación.

e) Acondiciona e interpreta las señales de posición de los motores

(37, 38) del brazo (24).

25: d) Acondiciona e interpreta las señales de intensidad de corriente

eléctrica de los motores (37, 38) del brazo (24).

e) Interpreta el estado de la alimentación eléctrica del sistema.

f) Interpreta y actúa sobre las señales secundarias del panel de

interfaz con el usuario. Esta interfaz con el usuario consta de los interruptores

30: de encendido/apagado del sistema y las luces indicadoras de operación.

g) Genera las señales de control de los motores (37, 38) del brazo

(24).

h) Acondiciona la alimentación eléctrica del sistema. La

alimentación eléctrica proviene de dos vías alternativas: de un paquete de

baterías o de una fuente de alimentación externa conectada por medio de un

cable.

Descripción detallada de las figuras

Figura 1. Representación de los bloques constructivos de la invención. Brazo

5: mecánico articulado (6), base del brazo articulado (1 ), agarre (9), libro o carpeta

(10), sistema de activación (11), controlador electrónico (12).

Figura 2. Vista general del ejemplo de realización del brazo. Esquema de

alambres del brazo. Base del brazo (17), articulación 1 (18), eslabón 1 (19),

articulación 2 (20), eslabón 2 (21), articulación 3 (22), eslabón 3 (23).

1o: Figura 3. Vista frontal del ejemplo de realización del brazo. 3.A) Articulación

2 (20) en posición de interferencia con las hojas (28). 3.B) Articulación 2 (20) en

posición de no interferencia con las hojas (28). Base del brazo (17), articulación 1

(18), eslabón 1 (19), articulación 2 (20), eslabón 2 (21), articulación 3 (22), eslabón 3

(23).

15: Figura 4. Vista inferior del ejemplo de realización del brazo. 4.A) La

articulación 1 (18) posiciona el brazo (24) a un lado. 4.B) La articulación 1 (18)

posiciona el brazo (24) al otro lado. Base del brazo (17), articulación 1 (18), eslabón

1 (19), articulación 2 (20), eslabón 2 (21), articulación 3 (22), eslabón 3 (23).

Figura 5. Vista inferior del ejemplo de realización de la invención.

20: 5.A) La articulación 1 (18) posiciona el brazo (24) a un lado, con el eslabón 3

(23) sobre una de las pilas (32) de hojas. 5.B) El brazo (24) arrastra una hoja (28)

empleando el agarre (25). Brazo (24), agarre (25), soporte (26), lomo (27), hoja de la

carpeta (28), separador (29), área flexible de la hoja de la carpeta (30) , área rígida

de la hoja de la carpeta (31}, pila de hojas (32).

25: Figura 6. Vista inferior del ejemplo de realización de la invención.

6.A) Articulación 2 (20) en posición de no interferencia con las hojas (28).

6.B) Articulación 2 (20) en posición de interferencia con las hojas (28). Brazo (24),

lomo (27), separador (29}, área flexible de la hoja de la carpeta (30) , área rígida de

la hoja de la carpeta (31 ), pila de hojas (32).

30: Figura 7. Vistas del tercer eslabón (23) y del agarre (25) del ejemplo de

realización de la invención. 7.A) Vista inferior del brazo (24) con el agarre (25). 7.B)

Vista detallada del tercer eslabón (23) y del agarre (25). 7.C) Vista frontal detallada

del tercer eslabón (23) y del agarre (25). 7.0) Vista inferior detallada del tercer

eslabón (23) y del agarre (25). Eslabón 2 (21), articulación 3 (22), eslabón 3 (23),

Brazo (24}, agarre (25), varilla (33}.

Figura 8. Vista frontal de las hojas (28) de la carpeta y las pinzas (34) para

papeles (35). 8.A} Ejemplo de uso de la carpeta y las pinzas (34} con hojas de papel

5: (35) de tamaño normal. 8.B) Ejemplo de uso de la carpeta y las pinzas (34} con

hojas de papel (35) de tamaños diferentes. Lomo (27), separador (29), área flexible

de la hoja de la carpeta (30), área rígida de la hoja de la carpeta (31), pila de hojas

(32), pinza para papel (34), hoja de papel (35).

Figura 9. Representación del ejemplo de realización del sistema de

lO: activación. 9.A) Representación de los pulsadores de activación (41), compuesto por

los pulsadores individuales de avance (40) y retroceso (39), siendo activados con un

dedo de la mano. 9.B) Representación de los pulsadores de activación (41),

compuesto por los pulsadores individuales de avance (40) y retroceso (39), siendo

activados con un pie.

15: Figura 10. Esquema general del sistema electrónico de la invención. Se

detallan los bloques más importantes que configuran el controlador (36), como la

máquina de estados, el conjunto de módulos de control de motores, de interfaces de

señales e interfaces de potencia eléctrica, los monitores de corriente eléctrica y de

posición de los motores, el monitor de la alimentación eléctrica del sistema y el

20: módulo de acondicionamiento de la alimentación eléctrica. También se detallan los

módulos externos que se interconectan con el controlador (36), como los motores

eléctricos (37, 38) y los pulsadores de activación (39, 40), la interfaz con el usuario,

las baterías de alimentación y la fuente de alimentación externa.

Listado de números:

25: 1-Base del brazo articulado genérico

2-Articulación 1 del brazo articulado genérico

3Eslabón 1 del brazo articulado genérico

4-Articulación 2 del brazo articulado genérico

5Eslabón 2 del brazo articulado genérico

30: 6-Brazo mecánico articulado genérico

7-Articulación n del brazo articulado genérico

8-Eslabón del brazo articulado genérico

9-Agarre genérico

1O-Libro o carpeta genérica

11-Sistema de activación genérico

12-Controlador electrónico genérico

13-Hoja del libro o carpeta genérica

5: 14-Pila de hojas del libro o carpeta genérica

15-Lomo del libro o carpeta genérica

16-Soporte del sistema pasa-páginas genérico

17-Base del brazo del ejemplo de realización

18-Articulación 1 del ejemplo de realización

1O: 19-Eslabón 1 del ejemplo de realización

20-Articulación 2 del ejemplo de realización

21-Eslabón 2 del ejemplo de realización

22-Articulación 3 del ejemplo de realización

23-Eslabón 3 del ejemplo de realización

15: 24-Brazo del ejemplo de realización

25-Agarre del ejemplo de realización

26-Soporte del ejemplo de realización

27-Lomo del ejemplo de realización

28-Hoja de la carpeta del ejemplo de realización

20: 29-Separador del ejemplo de realización

30-Area flexible de la hoja del ejemplo de realización

31-Area rígida de la hoja del ejemplo de realización

32-Pila de hojas del ejemplo de realización

33-Varilla del ejemplo de realización

25: 34-Pinza para papel del ejemplo de realización

35-Hoja de papel

36-Controlador del ejemplo de realización

37-Motor 1 del ejemplo de realización

38-Motor 2 del ejemplo de realización

30: 39-Pulsador 1 del ejemplo de realización

40-Pulsador 2 del ejemplo de realización

41-Pulsadores de activación del ejemplo de realización

Claims

REIVINDICACIONES

1-Dispositivo pasa-páginas que implementa como elemento móvil un brazo articulado (6, 24) mecatrónico capaz de pasar páginas (13, 28) en ambos sentidos, que comprende:

a.

Un soporte (16, 26) en el que se instala un libro o carpeta (10) Y la base (1, 17) del brazo articulado (6, 24),

b.

Un sistema mecatrónico articulado con forma de brazo articulado (6,24),

c.

Un mecanismo ajustable de fijación de la base (1, 17) del brazo articulado (6,24) al soporte (16,26),

d.

Un sistema de activación (11,39,40,41) del dispositivo pasa-páginas,

e.

Un sistema electrónico de control (12, 36),

y está caracterizado porque:

a.

El usuario tiene la opción de:

1.

Realizar el pase de página (13, 28) de manera automática

empleando el sistema de activación (11,39,40,41),
11.

Realizar el pase de página (13, 28) de manera manual (como si se

tratase de un libro normal) sin necesidad de reajustar o modificar el

sistema,

b.

El brazo articulado (6, 24):

1. Puede operar con su base (1, 17) instalada sobre la estructura (16)

del

sistema pasa-páginas, como por ejemplo y sin limitar las

posibilidades, en la zona central superior con relación a la carpeta

(10),
11. Porta un elemento de agarre (9, 25) de página (13, 28),

c.

El sistema electrónico de control (12, 36):

1.

Controla el movimiento del brazo articulado (6, 24) Y del elemento

de agarre (9, 25).
11.

Analiza e interpreta las señales internas del sistema (como por

ejemplo, y sin limitar las posibilidades, voltajes, corrientes eléctricas

de los motores (37,38) Y posiciones de las articulaciones (2, 4, 7,

18, 20».
111. Analiza e interpreta las señales del sistema de activación (11, 39,

40,41),

2

Dispositivo según la reivindicación 1, caracterizado porque el elemento de agarre

(9, 25) al moverse pasa por los siguientes puntos, determinados

automáticamente por el sistema electrónico de control (12, 36) interpretando las

señales internas medidas durante el movimiento del brazo articulado (6, 24)

cuando éste y/o el elemento de agarre (9, 25) hace(n) contacto con el libro o

carpeta (10):

a. Un punto inicial que se encuentra sobre la pila de hojas (14, 32) a un lado

del libro o carpeta (10), donde el elemento de agarre (9, 25) puede coger

una página (13, 28),

b. Un punto final que se encuentra sobre la pila de hojas (14, 32) del otro

lado del libro o carpeta (10), aproximadamente simétrico al punto anterior

con respecto al eje central del libro o carpeta (10), donde el elemento de

agarre (9, 25) puede soltar la página (13, 28) después de pasarla de un

lado al otro del libro o carpeta (10).

3

Dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado

porque el movimiento del elemento de agarre (9, 25) se puede realizar en

ambos sentidos.

4

Dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado

porque el brazo articulado (6, 24) y/o el elemento de agarre (9, 25) se

posiciona(n) para no interferir el movimiento manual de pase de páginas (13,28)

del libro o carpeta (10) después de un movimiento automático de pase de página

(13, 28).

5

Dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado

porque el sistema para coger las páginas (28) comprende:

a. Un(os) elemento(s) separador(es) (29) de página (28) instalado(s) en el

borde de cada página (28) del libro o carpeta (10), cerca de la zona donde

el elemento de agarre (25) la coge,

b. Un eslabón (23) en el extremo del brazo articulado (24), que presenta una

forma aplanada, que se conecta al eslabón precedente (21) mediante una

articulación (22) con rotación libre (pasiva) limitada mecánicamente a

unos +45 grados de la posición central permitiéndole orientarse

automáticamente de forma paralela a la superficie de la página (28) al hacer contacto con ella, en el que se instala el elemento de agarre (25),

c. Un elemento de agarre (25) pasivo que:

1. Presenta dos varillas (33) fijadas una a cada lado del eslabón (23)

5 en el que están instaladas, de longitud menor que la de dicho eslabón (23) y paralelas a éste y al eje de la articulación (22).
11. Presenta una articulación (22) cuyo eje de giro es paralelo al eje de inserción de las varillas (33) bajo las páginas (28),
111. Para coger una página (28) se acciona el brazo articulado (24)

10 hasta insertar una de las varillas (33) en el borde inferior de la página (28) del tope de la pila (32) de páginas en la zona donde se encuentra el separador (29), quedando el lado aplanado del eslabón (23) en contacto con el borde superior de dicha página (28).

15 IV. Para liberar la página (28) cogida se acciona el brazo articulado

(24) hasta dejar de hacer contacto con ésta.

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Figura 2

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Figura 3

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Figura 4

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Figura 5

Figura 6

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Figura 7

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Figura 8

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MáquinaI de estados

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Módulos de control, de interfaces de señal

Monitor de posición de Mnfnr 1

Monitor de

Motor 1

Monitor de