WO2009087261A1 - Dispositivo pasa-páginas automático que emplea un brazo articulado mecatrónico - Google Patents

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WO2009087261A1
WO2009087261A1 PCT/ES2009/070002 ES2009070002W WO2009087261A1 WO 2009087261 A1 WO2009087261 A1 WO 2009087261A1 ES 2009070002 W ES2009070002 W ES 2009070002W WO 2009087261 A1 WO2009087261 A1 WO 2009087261A1
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WO
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sheet
arm
book
sheets
pages
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Application number
PCT/ES2009/070002
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English (en)
French (fr)
Inventor
Roberto Ponticelli Lima
Original Assignee
Roberto Ponticelli Lima
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Roberto Ponticelli Lima filed Critical Roberto Ponticelli Lima
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Publication of WO2009087261A1 publication Critical patent/WO2009087261A1/es

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J11/00—Manipulators not otherwise provided for
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B42—BOOKBINDING; ALBUMS; FILES; SPECIAL PRINTED MATTER
    • B42D—BOOKS; BOOK COVERS; LOOSE LEAVES; PRINTED MATTER CHARACTERISED BY IDENTIFICATION OR SECURITY FEATURES; PRINTED MATTER OF SPECIAL FORMAT OR STYLE NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; DEVICES FOR USE THEREWITH AND NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; MOVABLE-STRIP WRITING OR READING APPARATUS
    • B42D9/00—Bookmarkers; Spot indicators; Devices for holding books open; Leaf turners
    • B42D9/04—Leaf turners
    • B42D9/06—Leaf turners having an arm reset after each operation

Definitions

  • the device of the present invention refers to mechatronic systems of non-industrial services or scientific research, and more specifically refers to a page-passing device that implements as a mobile element for the passage of the pages an articulated arm rnecatronic. able to pass pages in both directions automatically and also allowing the passage manually.
  • Some inventions are based on mechanical systems that use rods interleaved between the sheets of a book, each connected to a rotating arm, with concentric axes, which when rotating drag the sheet with it to the other side of the book, as in patents GB190825951 A ("An Improved Apparatus for Tuming the Leaves of Music and the Like.” Raymond, 1908) and US6215058B1 ("Remote controlled page tumer utilizing a plurality of movable fingers", Molchak, 2001), notably distanced at publication times. Also, for more than a century, the version was proposed where metallic plates are used instead of rods, as in patent GB190626479A ("Music Page-tumer", Bienbach, 1906). The dates of these patents indicate that this type of solution is at least 100 years old, and that they are still considered as solutions to the
  • a frequently encountered solution consists of a transport mechanism with belt and pulley, which drags elements that manipulate the pages of the book, as in US2005120601 A1 ('Automatic page Turner with Beit drive element', Sadegh, 2005), or also the mechanism of selection of concentric rotary rings with coupled leaf, similar to that of concentric shaft rods, as in US2006060064A1 ("Motorized page Turner", Berg, 2006).
  • SUBSTITUTE SHEET (RULE 26) ("Automatic page turner with turnstile element", Wolberg, 2005), where a suction element is used to lift the leaf, installed in a simple mechanical arm, allowing to introduce under it the mechanism that will allow to pass it, in this case using a disk sectioned, installed in the center of the book.
  • This same inventor modifies his invention to turn it into a commercial product with patent US2007285742 ("Electronic Page Turner with Improved Pickup Mechanism", Wolberb, 2007).
  • This mechatronic product is commercialized, as of January 2008, by the company "Pageflip Inc.”, being a low cost product, small dimensions and that works correctly with normal books.
  • SUBSTITUTE SHEET (RULE 26) From the point of view of the user musician, it is common for musicians to frequently use copies of the scores instead of the original book, for reasons as diverse and valid as: avoid transporting an entire book when only a few pages of it are needed, or because you want to place only the scores that will be performed on the lectern, instead of placing several books of scores, or simply because it is more convenient to have copies of scores that can be manipulated, cut, spliced and arranged in the music stand. The most comfortable way possible for the performer of music, among many other reasons.
  • This page-pass system must offer the ability to automatically pass the sheets, as well as allow the sheets to be passed by hand, in both directions, in a natural and uncomplicated manner. It should also be able to pass loose sheets, and should allow the sheets to be installed and removed easily.
  • the basic idea of this invention is the realization of a pass-through system that implements as a mobile element a mechatronic articulated arm, of low manufacturing cost and easy assembly, of small dimensions and of simple use, capable of turning pages in both directions, automatically and also allowing the passage manually, without the user requires specific technical knowledge to operate it, suitable to be used, for example, by musicians, people with physical disabilities, or any other person who wishes to turn pages of a material printed automatically and manually.
  • the present invention relates to a page-passing device that implements as a mobile element a mechatronic articulated arm. low manufacturing cost and easy assembly, small size and easy to use, able to pass pages in both directions, automatically and also allowing the
  • SUBSTITUTE SHEET (RULE 26) step manually, without the user requiring specific technical knowledge to operate it, suitable to be used, for example, by musicians, people with physical disabilities, or any other person who wishes to pass pages of a printed material automatically and manually.
  • the present invention comprises a mechatronic system composed of a set of electric actuators, links and articulations, arranged as an articulated mechanical arm, an electronic system that controls the automatic operation of the entire device, capable of automatically passing sheets of a normal book or a specially constructed folder, forward or backward, without the need to use the hands of the user to pick up the sheets and pass them (in automatic mode), applicable, for example, to the passage of sheets of musical scores while the musician is performing the music.
  • the articulated mechatronic system hereinafter referred to as the arm, has a fastening mechanism for the blades, hereinafter referred to as grip, the whole being controlled by an electronic control system, hereinafter referred to as a controller, and which receives as an input the order of activation to pass one or more pages in either direction.
  • An embodiment of the invention constitutes an arm comprising a chain of 3 links and 3 joints, where each of the first 2 joints is actuated by an electric servomotor of the type used in the radio-control of vehicle models a scale.
  • the base of the arm is located in the central upper part of a set of specially constituted leaves and grouped as a book, hereinafter referred to as a folder.
  • the leaves of the folder are constituted in such a way that there is a separation between them, so that the arm is able to catch them activating the grip.
  • the grip comprises a kind of clip that is inserted between the upper sheet of the stack and the next one, when the controller decides so. and also allowing the free movement of the sheet to be passed by hand in case the grip is deactivated.
  • Each page of this folder allows to place, in a removable way, individual sheets of paper (the material that wants to be read by the user) on both pages or faces.
  • the controller receives the activation order from the user by means of an activation system comprising push-buttons, which can be activated with one foot, with the knees, with a finger of one hand, with the mouth, or in any other way, initiating the set of automatic actions for
  • SUBSTITUTE SHEET (RULE 26) take the sheet that is on the top of the stack of sheets on one of the two sides of the folder. These actions include moving the end of the arm until finding the top sheet, picking it up activating the grip, moving the arm and the sheet, passing it to the other side of the folder, finally releasing the sheet and leaving it to rest on the pile of sheets on that side of the folder.
  • 2 buttons are used to indicate to the controller the action that it is desired to perform, among which are: advancing one or several sheets, or backing one or more sheets, according to the button and the number of consecutive times that is triggered.
  • a mechatronic arm as described above is used, where the grip is implemented with a suction system, being able to pick up both the sheets of the folder described above and the sheets of a normal book.
  • the suction cup is governed by the controller, and is activated when it is in contact with the sheet that is to be passed to the other side, and is deactivated in any other case.
  • the present invention refers to a pass-page device that implements as a mobile element a mechatronic articulated arm, of low cost of manufacture and easy assembly, of small dimensions and of simple use, capable of turning pages in both directions, automatically and also allowing the passage manually, without the user requires specific technical knowledge to operate it, suitable to be used, for example, by musicians, people with physical disabilities, or any other person who wishes to pass pages of a printed material automatically and manual.
  • the mechatronic mobile device comprises a chain of links and articulations, of electrical actuators coupled to some or all of the articulations, arranged as an articulated mechanical arm, controlled by a programmable electronic system, capable of automatically passing sheets of a book or a folder, forward or backward, without the need to use the hands to pick up the sheets and pass them, applicable, for example, to the passage of sheets of musical scores that the musician is reading while playing the music, or applicable to documents that a normal or physically disabled person wants to see or read.
  • the present invention is based on the fact that the inventor has observed the difficulty it represents for some people
  • SUBSTITUTE SHEET (RULE 26) pass the pages of some document that they try to see or read, as happens with the musicians during the study and execution of the music written in sheet music that covers several sheets, and the deficiencies that presently known devices present with respect to ease and comfort of use for the user, and the manufacturing facility for the manufacturer.
  • the present invention comprises 5 main building blocks: a) Articulated electromechanical system (6). henceforth called arm. b) Fastening mechanism of the leaves (9), hereinafter referred to as grip. c) Automatic electronic control system (12), hereinafter called controller. d) Activation system (11), which tells the controller what to do. e) Book or folder (10). containing the leaves that you wish to pass (13).
  • the arm (6) consists of a chain of links (3, 5, 8), of fixed or variable length, joined by joints (2. 4, 7), and in these joints there may be one or more actuator or motor elements that they generate movements in an active or passive way in the articulation.
  • the base (1) which is fixed to the structure (16) of the pass-pages system and also supports the arm, and at the other end of the arm (6) is the grip (9).
  • the arm (6) through the action of movement of the actuators of the joints
  • SUBSTITUTE SHEET (RULE 26) top of the stacks (14) of sheets, to either side of the book or folder (10).
  • the grip (9) consists of a device that is installed on the free end of the arm (6), can be active or passive, and capable of catching a sheet (13) of the book or folder (10) so that the arm ( 6) subsequently move it from the top of one stack (14) of sheets to the top of the other.
  • This grip (9) can be composed, and without limiting the scope of the invention: a) By a passive element such as a hook or a rod that is positioned under the leaf (13) of the top of the stack (14) of sheets , allowing the arm (6) to drag the leaf (13) with it when it moves in the direction of the opposite pile (14).
  • a passive and magnetic element such as a permanent magnet, which when positioned next to a magnetic element installed in each sheet (13) of the stack (14) of sheets. It attracts magnetically fixing it to the end of the arm (6), allowing the arm (6) to drag the leaf
  • an active and magnetic element such as an electromagnet
  • an electromagnet which when positioned next to a magnetic element installed in each sheet (13) of the stack (14) of sheets, magnetically attracts it by fixing it to the end of the arm (6), allowing the arm (6) to drag the blade (13) with it when it moves in the direction of the opposite stack (14), and releasing the blade (13) when deactivating the electromagnet.
  • SUBSTITUTE SHEET (RULE 26) f) By an active element with suction action, which when positioned in contact with the sheet (13) of the stack (14) of sheets, this adheres by fixing it to the end of the arm (6), allowing the arm (6) dragging the blade (13) with it when it moves in the direction of the opposite stack (14), and releasing the blade (13) when deactivating the suction cup.
  • the controller (12) comprises an electronic system that is responsible for activating the active elements of the entire complete system, such as the actuators or motors of the joints (2, 4, 7) of the arm (6) and the active elements of the grip ( 9). It is also responsible for receiving and interpreting the indications of part of the activation system (11). It is also responsible for analyzing and interpreting the internal signals of the system, such as the position signals of the joints (2, 4, 7), voltage and current of the active elements of the system. In summary, the controller (12) is mainly responsible for generating, receiving, analyzing, and sequencing the electrical and control signals of the system.
  • E / activation system (11) consists of a device, active or passive, which indicates to the controller (12) the action to be performed.
  • This activation system (11) can be composed, and without limiting the scope of the invention, by: a) One or several buttons, which when activated by the user indicates to the controller (12) his desire to pass the current sheet . b) One or several pedals, which when activated by the user indicates to the controller (12) his desire to pass the current sheet. c) An air pressure detector, installed in a nozzle through which the user blows or sucks air. d) One or several proximity detectors, which detects the nearby presence of an object, such as a hand, a finger, a foot, a leg, or any other part of the body that is easy for the user to move.
  • One or more motion detectors which detect the movement of the eyelids of the eyes, a hand, a finger, a foot, a leg, or any other part of the body that is easy to move by the user.
  • a system of timers which has programmed the time intervals in which the sheets must be passed.
  • a system of active recognition of music capable of identifying the appropriate moment to pass the page.
  • the book or folder (10) contains the set of sheets (13) that the user wishes to be automatically passed.
  • the book consists of a normal book or notebook, while the folder consists of a set of specially constructed sheets that serve as support for the sheets of paper that the user wants to see, and also allow them to be picked up by the grip (9 ) of the arm (6).
  • a specific type of folder sheet (13) is constructed, in such a way that the grip mechanism (9) acts on the sheet (13) and lame, as for example in the case of a grip (9) of magnetic type, where the sheet (13) of the folder contains in the grip area a magnetic material (such as a metal clasp, or a metal plate) in such a way that the magnet of the grip takes The blade (13) and the arm (6) drag it to the other stack (14) of leaves.
  • a magnetic material such as a metal clasp, or a metal plate
  • the arm (24) consists of the base (17), three links (19, 21, 23), two active joints (18, 20) (with electric actuator) and a passive joint ( 22) (free, without actuator of any kind).
  • the joints (28, 20, 22) are of the rotational type, and the actuators are electric motors (37, 38) of the servo-motor type, such as those used in the radio control of scale vehicles, which rotate the articulations (28, 20, 22).
  • the base (17) of the arm (24) is fixed on a rigid support (26), which is the support that integrates the entire system, and in the upper central part of said support (26). In the same support
  • the sheets (28) of the folder are constituted as follows: a) A flexible material (30) (such as the cardboard), between the spine (27) of the folder and approximately 30% of the width of the sheet (28) ). b) A rigid material (31) (like cardboard), filling the rest of the area of the sheet (28). c) In the upper part of each sheet (28), on the rigid zone (31), and with a certain separation of the upper edge, a separating element (29) is installed in such a way that the leaves (28) stacked on top of each other. others maintain a separation between them by the upper part.
  • each face of each sheet (28) of the folder can carry a sheet of paper (35) that can be put on and taken off at will.
  • the sheet of paper (35), which is attached to the sheet (28) of the folder can have different dimensions than those of the sheet (28) of the folder. In this way, sheets of paper (35) can be placed in the folder vertically or horizontally, as well as sheets of paper (35) of different or different sizes.
  • the axis of the first articulation (18) of the arm (24) is actuated by an electric motor (37), the axis coincides with the longitudinal axis of the spine of the folder (27), and allows to move the arm (24) of a side to the other of the folder in a similar way as do the leaves (28) of the folder.
  • This articulation (18) joins the base (17) of the arm (24) with the first link (19).
  • This first link (19) consists of a straight rod, which always moves parallel to the leaves (28) of the folder, and with a length that reaches approximately 50% of the width of the leaves (28) of the folder.
  • the second link (21) of the arm (24) is a continuation of the first link (19), joined to it by means of the articulation 2 (20), actuated by an electric motor (38) that allows it to move with a perpendicular axis to the axis of the articulation 1 (18) and in the same plane of the leaves (28) of the folder.
  • the length of this link (21) is approximately 10% of the length of link 1 (19).
  • the third link (23) is connected to the link 2 (21) by the articulation 3 (22) with free rotation and mechanically limited to about + -45 degrees of the central position.
  • This link (23) has a flattened shape.
  • the axis of this articulation (22) is perpendicular to the axis of the articulation 2 (20) and positions the link 3 (23) perpendicular to the link 2 (21).
  • the link 3 (23) can be positioned on a sheet (28) of the top of the stack (32), on either side of the folder, and in such a way as to interfere or not, at will, with the free movement of the leaves (28).
  • the flattened shape of the third link (23) and the freedom of the articulation 3 (22) allow this link (23) to rest in perfect contact with the surface of the blade (28) when the arm (24) is positioned to make contact with a leaf (28).
  • the grip (25) is installed, which comprises the following elements: a) It is a passive grip, consisting of two rods (33) of short and equal length. The length of these rods (33) is less than the length of the third link (23) of the arm (24), to which they are fixed, one on each side of the link (23) and parallel to it and to the axis of the articulation 3. (22) b) The thickness of the rods (33) is less than the separation (29) between sheets (28) of the folder, so that they can be introduced between two consecutive sheets (28). c) There is a separation between each rod (33) and the body of the link 3 (23) to which they are fixed. This separation is slightly greater than the thickness of a sheet (28) of the folder.
  • the way of operating this grip (25) comprises the following steps: a) Position the link 3 (23) of the arm (24) on the blade (28) of the top of one of the stacks (32) and in such a way that The blade (28) makes contact with the link 3 (23) but not with the rods (33) of the grip (25). b) Once the link 3 (23) is positioned, the articulation 2 (20) is operated so that the link 3 (23) slides on the leaf (28), maintaining contact with it and introducing one of the rods (33) in the space between this sheet (28) and the next one of the stack (32).
  • a pushbutton (40) indicates to the controller (36) that it initiates the pass-through sequence (28) in the forward direction, and the other push-button (39) indicates to the controller
  • buttons (41) can be placed, and without limiting the possibilities: a) On the ground, so that they are activated by a user's foot ( Figure 9.B). b) On a place accessible to the fingers of some user's hand ( Figure 9.A). c) Between the knees, activating one of them when joining the knees. d) In the elbows, activating when joining an elbow against the body.
  • the electronic automatic control system comprises the controller (36) and other modules.
  • the controller (36) in turn comprises a programmable electronic system and performs the following main tasks: a) Implements the state machine that executes the sequence of actions to pass the leaves (28). Among the main sequences are: a. Move the arm (24) to the position of the blade (28) of the stop of one of the stacks (32) of sheets. b. Take the blade (28) from the stop. c. Move the blade (28) and bring it from one stop to the other end of the stacks (32). d. Release the leaf (28). b) Condition and interpret the signals coming from the buttons (41) of the activation system. c) Conditions and interprets the position signals of the motors (37, 38) of the arm (24).
  • Figure 1 Representation of the building blocks of the invention. Articulated mechanical arm (6), articulated arm base (1), grip (9). book or folder (10), activation system (1 1), electronic controller (12).
  • Figure 2. General view of the embodiment of the arm. Scheme of arm wires. Base of the arm (17), joint 1 (18), link 1 (19), joint 2 (20), link 2 (21), joint 3 (22), link 3 (23).
  • Figure 3. Front view of the embodiment of the arm. 3.A) Articulation
  • SUBSTITUTE SHEET (RULE 26) 14 link (23) and grip (25).
  • Link 2 (21), joint 3 (22).
  • link 3 (23), arm (24), grip (25), rod (33).
  • FIG. 1 Front view of the sheets (28) of the folder and clips (34) for papers (35).
  • 8.A Example of use of the folder and clips (34) with sheets of paper (35) of normal size.
  • 8.B Example of use of the folder and clips (34) with sheets of paper (35) of different sizes.
  • Figure 9. Representation of the embodiment of the activation system.
  • 9.A) Representation of the activation buttons (41), composed of the individual push buttons (40) and backward (39), being activated with a finger of the hand.
  • 9.B) Representation of the activation buttons (41), composed of the individual advance (40) and backward (39) pushbuttons. being activated with one foot.
  • Figure 10. General scheme of the electronic system of the invention.
  • the most important blocks that configure the controller (36) are detailed, such as the state machine, the set of motor control modules, signal interfaces and electrical power interfaces, the electric current monitors and the position of the motors , the monitor of the electrical power supply of the system and the power supply conditioning module.
  • the external modules that are interconnected with the controller (36) are also detailed. such as the electric motors (37, 38) and the activation buttons (39, 40), the interface with the user, the power batteries and the external power supply.

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  • Mechanical Engineering (AREA)
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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 Ia 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 ¡mplementa como elemento móvil para el paso de las páginas un brazo articulado rnecatrónico. 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 US151 159A1 ("Music leaf-tumer", Rinderknecht, 1874) y US425810A1 ("Leaf Tumer", Leevey, 1890) presentan fechas que así Io 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 Ia 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 Ia hoja consigo hasta el otro lado del libro, como en las patentes GB190825951 A ("An Improved Apparatus for Tuming the Leaves of Music and the like". Raymond, 1908) y US6215058B1 ("Remote controlled page tumer utilizing a plurality of movable fingers", Molchak, 2001 ), notablemente distanciadas en tiempos de publicación. También, desde hace más de un siglo, se propuso Ia versión donde en vez de varillas son empleadas planchas metálicas, como en Ia patente GB190626479A ("Music Page-tumer", Bienbach, 1906). Las fechas de estas patentes indican que este tipo de solución tiene por Io menos 100 años de antigüedad, y que actualmente se siguen considerando como soluciones al
HOJA DE SUSTITUCIÓN (REGLA 26) problema. Otras versiones más recientes mueven las varillas de manera lineal, en vez de circularmente, como en la patente US7238872B1 ("Music page score Turner", Edwards, 2007).
Otra solución distinta emplea una espiral donde Ia 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 Ia 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 US2005120601 A1 ('Automatic page Turner with BeIt 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, Ia arrastra y dobla por encima del rodillo, para que luego un mecanismo desplace el rodillo, que a su vez desplaza a Ia hoja, como en US4160334A1 ("Reversible page Turner", WNHs, 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 Ia 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 US2005230592A1 ("Automated page Turner". Tilinghast, 2005) donde un brazo articulado levanta Ia 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 Ia 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 Ia página que no requiere nada especial instalado en ella, como el caso de US2005145097A1
HOJA DE SUSTITUCIÓN (REGLA 26) ("Automatic page turner with turnstile element" , Wolberg, 2005), donde se emplea un elemento de succión para levantar Ia 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, posteriormente, modifica su invención para convertirla en un producto comercial con patente US2007285742 ("Electronic Page Turner with Improved Pickup Mechanism ", Wolberb, 2007). Este producto mecatrónico se comercializa, a fecha de enero de 2008, por Ia empresa "Pageflip Inc.", siendo un producto de bajo costo, dimensiones reducidas y que funciona correctamente con libros normales. Existen otros sistemas pasa-páginas comerciales basados exclusivamente en un soporte electrónico, como el producto comercial "MuseBook" de Ia empresa "AMuseTec Co.", donde un monitor de ordenador muestra en su pantalla Ia 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 existen otros sistemas pasa-páginas mecatrónicos como el "GEWA Page Turner BLV-6" de Ia empresa "ZYGO Industries. Inc. ', el "Touch Turner" de Ia empresa "TouchTurner", o el "Flip Automatic Page Turner" de Ia empresa "AbleNet".
La mayoría de los sistemas mecánicos y mecatrónicos conocidos presentan el inconveniente de ser costosos, voluminosos, o de requerir un cierto nivel de conocimiento técnico para su uso. En otros casos, como el PageFlip, 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 precisión, con Ia 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 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 Ia vista.
HOJA DE SUSTITUCIÓN (REGLA 26) 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 Ia manera más cómoda posible para el ejecutante de Ia música, entre otras muchas razones. Sigue existiendo, entonces, Ia necesidad de proveer un sistema pasa-paginas que ofrezca características especialmente adaptadas al usuario dentro de un sector de los músicos, así como Ia necesidad de reducir Ia 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 Ia 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 Ia 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
HOJA DE SUSTITUCIÓN (REGLA 26) 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 Ia 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 Ia 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 Ia 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 Ia orden de activación para pasar una o más páginas en cualquiera de los dos sentidos.
Un ejemplo de realización de Ia invención Io 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 Ia parte superior central de un conjunto de hojas especialmente constituidas y agrupadas a modo de libro, en adelante denominado carpeta. Las hojas de Ia 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 Ia hoja superior de Ia pila y Ia siguiente, cuando así Io decida el controlador. y permitiendo también el libre movimiento de Ia 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 Ia 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 Ia boca, o de cualquier otra forma, iniciando así el conjunto de acciones automáticas para
HOJA DE SUSTITUCIÓN (REGLA 26) coger la hoja que se encuentra en el tope de Ia pila de hojas de uno de los dos lados de Ia carpeta. Estas acciones incluyen mover el extremo del brazo hasta encontrar Ia hoja del tope, cogerla activando el agarre, mover el brazo y Ia hoja, pasándola al otro lado de Ia carpeta, liberando finalmente Ia hoja y dejándola reposar sobre Ia pila de hojas de ese lado de Ia carpeta. En este ejemplo de realización de Ia invención se emplean 2 pulsadores para indicarle al controlador Ia 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 Ia invención, se emplea un brazo mecatrónico como el descrito anteriormente, donde el agarre se implementa con un sistema de ventosa, siendo capaz de coger tanto las hojas de Ia 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 Ia hoja que va a ser pasada al otro lado, y se desactiva en cualquier otro caso.
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 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 Ia presente invención, el dispositivo móvil mecatrónico comprende una 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 Ia necesidad de emplear las manos para coger las hojas y pasarlas, aplicable, por ejemplo, al paso de hojas de unas partituras musicales que el músico está leyendo mientras ejecuta Ia 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 Ia dificultad que representa para algunas personas
HOJA DE SUSTITUCIÓN (REGLA 26) pasar las páginas de algún documento que intentan ver o leer, como sucede con los músicos durante el estudio y ejecución de Ia 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 Ia facilidad 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 denominado agarre. c) Sistema electrónico de control automático (12), en adelante denominado controlador. d) Sistema de activación (11 ), que Ie indica al controlador Io que debe hacer. e) Libro o carpeta (10). 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 forma activa o pasiva en Ia articulación. En un extremo del brazo (6) se encuentra Ia base (1). que se fija a Ia 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 Ia acción de movimiento de los actuadores de las articulaciones
(2, 4, 7), es capaz de posicionar el agarre (9) en las siguientes posturas relevantes: 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 Ia otra. b) Posición de no contacto y con interferencia con las hojas (13) del libro (10): el agarre (9) se encuentra dentro del espacio que recorren las hojas (13) cuando son pasadas de una pila (14) a Ia otra, sin contacto con ninguna hoja (13). c) 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)
HOJA DE SUSTITUCIÓN (REGLA 26) 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 Ia mueva del tope de una pila (14) de hojas al tope de Ia otra. Este agarre (9) puede estar compuesto, y sin limitar el alcance de Ia invención: a) Por un elemento pasivo como un gancho o una varilla que se posiciona debajo de Ia hoja (13) del tope de Ia pila (14) de hojas, permitiendo al brazo (6) arrastrar Ia hoja (13) consigo cuando se mueva en dirección de Ia 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 Ia pila (14) de hojas. Io atrae magnéticamente fijándolo al extremo del brazo (6), permitiendo al brazo (6) arrastrar Ia hoja
(13) consigo cuando se mueva en dirección de Ia pila (14) contraria, y liberando Ia hoja (13) mediante un movimiento adecuado del brazo (6). c) Por un elemento pasivo y adhesivo, que al ser posicionado en contacto con Ia hoja (13) del libro o carpeta (10), ésta se adhiere fijándolo al extremo del brazo (6), permitiendo al brazo (6) arrastrar Ia hoja (13) consigo cuando se mueva en dirección de Ia pila (14) contraria, y liberando Ia 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 Ia pila (14) de hojas, Io atrae magnéticamente fijándolo al extremo del brazo (6), permitiendo al brazo (6) arrastrar Ia hoja (13) consigo cuando se mueva en dirección de Ia pila (14) contraria, y liberando Ia 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 Ia hoja (13) superior de Ia pila de hojas (14), ésta se adhiere fijándolo al extremo del brazo (6), permitiendo al brazo (6) arrastrar Ia hoja (13) consigo cuando se mueva en dirección de Ia pila (14) contraria, y liberando Ia hoja (13) mediante un movimiento adecuado del brazo (6).
HOJA DE SUSTITUCIÓN (REGLA 26) f) Por un elemento activo con acción de ventosa, que al ser posicionado en contacto con Ia hoja (13) de Ia pila (14) de hojas, ésta se adhiere fijándolo al extremo del brazo (6), permitiendo al brazo (6) arrastrar Ia hoja (13) consigo cuando se mueva en dirección de Ia pila (14) contraria, y liberando Ia hoja (13) al desactivar Ia 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. E/ sistema de activación (11) consiste en un dispositivo, activo o pasivo, que Ie indica al controlador (12) Ia acción que debe realizar. Este sistema de activación (11 ) puede estar compuesto, y sin limitar el alcance de Ia invención, por: a) Uno o varios pulsadores, que al ser activados por el usuario le indica al controlador (12) su deseo de pasar Ia hoja actual. b) Uno o varios pedales, que al ser activados por el usuario Ie indica al controlador (12) su deseo de pasar Ia hoja actual. c) Un detector de presión de aire, instalado en una boquilla por Ia que el usuario sopla o succiona aire. d) Uno o varios detectores de proximidad, que detecta Ia 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 Ia música, capaz de identificar el momento adecuado para pasar Ia hoja.
HOJA DE SUSTITUCIÓN (REGLA 26) 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 Ia carpeta consiste en un conjunto de hojas especialmente construidas de manera tal que sirven de soporte para las hojas de papel que el 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 Ia hoja (13) y Ia coja, como por ejemplo, en el caso de un agarre (9) de tipo magnético, donde Ia hoja (13) de Ia carpeta contiene en Ia zona de agarre un material magnético (como un broche metálico, o una platina metálica) de tal manera que el magneto del agarre coge Ia hoja (13) y el brazo (6) Ia arrastre hasta Ia otra pila (14) de hojas.
Ejemplo de realización
En un ejemplo de realización de Ia invención, el brazo (24) consta de Ia base (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 brazo (24) se fija sobre un soporte rígido (26), que es el soporte que integra a todo el sistema, y en Ia parte central superior de dicho soporte (26). En el mismo soporte
(26) y debajo de Ia base (17) del brazo (24) se fija el lomo (27) de Ia carpeta, de manera tal que al abrir Ia carpeta las hojas (28) quedan a uno y otro lado del centro del soporte (26). Las hojas (28) de Ia carpeta están constituidas de Ia siguiente manera: a) Un material flexible (30) (como Ia cartulina), entre el lomo (27) de Ia carpeta y aproximadamente el 30% del ancho de Ia hoja (28). b) Un material rígido (31) (como el cartón), rellenando el resto del área de Ia hoja (28). c) En Ia parte superior de cada hoja (28), sobre Ia 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 Ia parte superior.
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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 Ia carpeta podrá portar una hoja de papel (35) que puede ponerse y quitarse a voluntad. e) La hoja de papel (35), que está sujeta a Ia hoja (28) de Ia carpeta, puede presentar dimensiones distintas que las de Ia hoja (28) de Ia carpeta. De ésta manera se pueden colocar en Ia carpeta hojas de papel (35) en posición vertical u horizontal, así como también hojas de papel (35) de tamaños diversos o dispares.
El eje de Ia primera articulación (18) del brazo (24) es actuado por un motor eléctrico (37), el eje coincide con el eje longitudinal del lomo de Ia carpeta (27), y permite mover el brazo (24) de un lado al otro de Ia carpeta de manera similar a como Io hacen las hojas (28) de Ia carpeta. Esta articulación (18) une Ia base (17) 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 Ia carpeta, y con una longitud que alcanza aproximadamente el 50% del ancho de las hojas (28) de Ia carpeta.
El segundo eslabón (21) del brazo (24) es una continuación del primer eslabón (19), unido a éste por medio de Ia articulación 2 (20), actuado por un motor eléctrico (38) que Ie permite moverse con un eje perpendicular al eje de Ia articulación 1 (18) y en el mismo plano de las hojas (28) de Ia carpeta. La longitud de éste eslabón (21 ) es de aproximadamente 10% de Ia longitud del eslabón 1 (19).
El tercer eslabón (23) se conecta al eslabón 2 (21 ) mediante Ia articulación 3 (22) con rotación libre y limitada mecánicamente a unos +- 45 grados de Ia posición central. Este eslabón (23) presenta una forma aplanada. El eje de ésta articulación (22) es perpendicular al eje de Ia 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 Ia pila (32), a uno u otro lado de Ia 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 Ia libertad de Ia articulación 3 (22) permiten que éste eslabón (23) repose en perfecto contacto con Ia superficie de Ia hoja (28) cuando el brazo (24) se posiciona para hacer contacto con una hoja (28).
HOJA DE SUSTITUCIÓN (REGLA 26) 11
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 Ia longitud del 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 Ia articulación 3 (22). b) El grosor de las varillas (33) es menor que Ia separación (29) entre hojas (28) de Ia carpeta, de manera que puedan ser introducidas entre dos hojas (28) consecutivas. c) 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 Ia carpeta.
La forma de operar de éste agarre (25) comprende los siguientes pasos: a) Posicionar el eslabón 3 (23) del brazo (24) sobre Ia hoja (28) del tope de una de las pilas (32) y de tal manera que Ia 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 Ia articulación 2 (20) de manera que el eslabón 3 (23) se deslice sobre Ia hoja (28), manteniendo contacto con ella e introduciendo una de las varillas (33) en el espacio de separación entre ésta hoja (28) y Ia siguiente de Ia pila (32). c) Una vez concluida Ia inserción de Ia varilla (33) bajo Ia hoja (28) del tope de Ia pila (32), se inicia el movimiento de Ia articulación 1 (18) en dirección de Ia otra pila de hojas (32), de manera que el brazo (24) arrastre Ia hoja (28) consigo. d) Para liberar Ia hoja (28), se mueve Ia articulación 2 (20) del brazo (24) de manera tal que el eslabón 3 (23) se aparte del área de Ia hoja (28) y por Io tanto éste eslabón (23) y Ia varilla (33) dejan de hacer contacto con Ia hoja (28). 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 Ia secuencia de pasar hoja (28) en sentido de avance, y el otro pulsador (39) indica al controlador
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(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.B). b) Sobre un lugar accesible a los dedos de alguna mano del usuario (fig. 9.A). c) 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 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 Ia secuencia de acciones para pasar las hojas (28). Entre las principales secuencias se encuentran: a. Mover el brazo (24) hasta Ia posición de Ia hoja (28) del tope de una de las pilas (32) de hojas. b. Coger Ia hoja (28) del tope. c. Mover Ia hoja (28) y llevarla de un tope al otro tope de las pilas (32). d. Soltar Ia hoja (28). b) Acondiciona e interpreta las señales provenientes de los pulsadores (41 ) del sistema de activación. c) Acondiciona e interpreta las señales de posición de los motores (37, 38) del brazo (24). d) Acondiciona e interpreta las señales de intensidad de corriente eléctrica de los motores (37, 38) del brazo (24). e) Interpreta el estado de Ia alimentación eléctrica del sistema. f) Interpreta y actúa sobre las señales secundarias del panel de interfaz con el usuario. Esta ¡nterfaz con el usuario consta de los interruptores 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 Ia alimentación eléctrica del sistema. La alimentación eléctrica proviene de dos vías alternativas: de un paquete de
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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 Ia invención. Brazo mecánico articulado (6), base del brazo articulado (1 ), agarre (9). libro o carpeta (10), sistema de activación (1 1), 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). 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). 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 Ia invención. 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 Ia carpeta (28), separador (29), área flexible de Ia hoja de Ia carpeta (30) , área rígida de Ia hoja de Ia carpeta (31 ), pila de hojas (32). Figura 6. Vista inferior del ejemplo de realización de Ia 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 Ia hoja de Ia carpeta (30) , área rígida de Ia hoja de Ia carpeta (31 ), pila de hojas (32). Figura 7. Vistas del tercer eslabón (23) y del agarre (25) del ejemplo de realización de Ia 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.D) Vista inferior detallada del tercer
HOJA DE SUSTITUCIÓN (REGLA 26) 14 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 Ia carpeta y las pinzas (34) para papeles (35). 8.A) Ejemplo de uso de Ia carpeta y las pinzas (34) con hojas de papel (35) de tamaño normal. 8.B) Ejemplo de uso de Ia carpeta y las pinzas (34) con hojas de papel (35) de tamaños diferentes. Lomo (27), separador (29), área flexible de Ia hoja de Ia carpeta (30), área rígida de Ia hoja de Ia carpeta (31). pila de hojas (32), pinza para papel (34). hoja de papel (35).
Figura 9. Representación del ejemplo de realización del sistema de 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 Ia 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. Figura 10. Esquema general del sistema electrónico de Ia invención. Se detallan los bloques más importantes que configuran el controlador (36), como Ia 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 Ia alimentación eléctrica del sistema y el módulo de acondicionamiento de Ia 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), Ia interfaz con el usuario, las baterías de alimentación y Ia fuente de alimentación externa.
Listado de números: 1- Base del brazo articulado genérico
2- Articulación 1 del brazo articulado genérico
3- Eslabón 1 del brazo articulado genérico
4- Articulación 2 del brazo articulado genérico
5- Eslabón 2 del brazo articulado genérico 6- Brazo mecánico articulado genérico
7- Articulación n del brazo articulado genérico
8- Eslabón del brazo articulado genérico
9- Agarre genérico
HOJA DE SUSTITUCIÓN (REGLA 26) 15
10-L¡bro o carpeta genérica
1 1 -Sistema de activación genérico
12-Controlador electrónico genérico
13-Hoja del libro o carpeta genérica 14-PiIa 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 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 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 Ia carpeta del ejemplo de realización 29-Separador del ejemplo de realización
30-Área flexible de Ia hoja del ejemplo de realización
31 -Área rígida de Ia hoja del ejemplo de realización
32-PiIa de hojas del ejemplo de realización
33-Varilla del ejemplo de realización 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 39-Pulsador 1 del ejemplo de realización
40-Pulsador 2 del ejemplo de realización
41 -Pulsadores de activación del ejemplo de realización
HOJA DE SUSTITUCIÓN (REGLA 26)

Claims

16
REIVINDICACIONES
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.
1 - Dispositivo pasa-páginas capaz de pasar automáticamente hojas de un libro, cuaderno, carpeta, o cualquier conjunto de hojas dispuestas a manera de libro, hacia delante o hacia atrás, sin Ia necesidad de emplear las manos del usuario para coger las hojas, que comprende un brazo articulado mecatrónico, con eslabones, articulaciones y actuadores eléctricos, Ia base del brazo fija a Ia estructura del sistema, un dispositivo de agarre activo o pasivo instalado en el extremo del brazo, capaz de coger una hoja y arrastrarla de un lado del libro al otro, un sistema electrónico de control, un sistema de activación que Ie indica al módulo de control Ia acción que debe realizar, con el libro fijado de forma permanente o removible a Ia estructura del sistema, y permitiendo que las páginas del libro puedan ser pasadas libremente a mano si no se desea activar el sistema automático.
2- Dispositivo según Ia reivindicación 1 caracterizado porque el elemento de agarre consiste en una varilla, gancho, laminilla o cualquier otro objeto delgado y rígido o semi-rígido similar, capaz de introducirse entre Ia hoja del tope de Ia pila de hojas del libro y Ia siguiente hoja, permitiendo al brazo arrastrar Ia hoja hasta el otro lado del libro.
3- Dispositivo según Ia reivindicación 2 caracterizado porque en el agarre existe además un elemento capaz de levantar ligeramente una zona del borde de Ia hoja del tope de Ia pila de hojas del libro, facilitando Ia introducción de algún elemento del agarre bajo ésta hoja.
4- Dispositivo según Ia reivindicación 1 caracterizado porque el elemento de agarre consiste en un elemento magnético, que al ser posicionado próximo a otro
HOJA DE SUSTITUCIÓN (REGLA 26) 17 elemento magnético instalado en cada hoja del libro, Io atrae magnéticamente fijándolo al extremo del brazo, permitiendo al brazo arrastrar Ia hoja de un lado al otro del libro. - Dispositivo según Ia reivindicación 1 caracterizado porque el elemento de agarre consiste en un elemento adhesivo, que al ser posicionado en contacto con Ia hoja del libro, ésta se adhiere fijándolo al extremo del brazo, permitiendo al brazo arrastrar Ia hoja de un lado al otro del libro. - Dispositivo según Ia reivindicación 1 caracterizado porque el elemento de agarre consiste en un elemento pasivo con acción de ventosa, que al ser posicionado en contacto y presionado contra con Ia hoja superior de Ia pila de hojas, ésta se adhiere al extremo del brazo, permitiendo al brazo arrastrar Ia hoja de un lado al otro del libro. - Dispositivo según Ia reivindicación 1 caracterizado porque el elemento de agarre consiste en un elemento activo con acción de ventosa, que al ser posicionado en contacto con Ia hoja de Ia pila de hojas y activada Ia acción de ventosa, ésta se adhiere al extremo del brazo, permitiendo al brazo arrastrar Ia hoja de un lado al otro del libro. - Dispositivo según Ia reivindicación 1 caracterizado porque el libro está compuesto por un conjunto hojas dispuestas a manera de libro, y cada hoja presenta un área rígida que no permite Ia flexión de Ia hoja en esa zona por acción del peso o Ia gravedad. - Dispositivo según Ia reivindicación 8 caracterizado porque cada hoja presenta uno o más elementos separadores instalados de manera que las hojas apiladas mantienen una separación entre ellas. 10-D¡spos¡tivo según Ia reivindicación 8 caracterizado porque cada hoja presenta uno o más elementos de sujeción de hojas sueltas de papel. 11 -Dispositivo según Ia reivindicación 8 caracterizado porque Ia hoja está insertada dentro de un sobre plástico transparente, el borde del sobre se encuentra fijado al lomo, y entre cada cara de Ia hoja y el sobre se puede insertar una hoja suelta de papel.
12-Dispositivo según Ia reivindicación 1 caracterizado porque el brazo está constituido por tres eslabones y tres articulaciones, donde al menos Ia articulación entre Ia base y el eslabón 1 , y Ia articulación entre el eslabón 1 y el eslabón 2, se encuentran actuados por servo-motores eléctricos.
HOJA DE SUSTITUCIÓN (REGLA 26) 18 3-D¡spositivo según Ia reivindicación 1 caracterizado porque el sistema de activación está compuesto por uno o varios pulsadores, que al ser activados por el usuario Ie indica al controlador su deseo de pasar Ia hoja actual. 14- Dispositivo según Ia reivindicación 1 caracterizado porque el sistema de activación está compuesto por uno o varios uno o varios pedales, que al ser activados por el usuario Ie indica al controlador su deseo de pasar Ia hoja actual. 15-Dispositivo según Ia reivindicación 1 caracterizado porque el sistema de activación está compuesto por un detector de presión de aire, instalado en una boquilla por Ia que el usuario sopla o succiona aire. 16-Dispositivo según Ia reivindicación 1 caracterizado porque el sistema de activación está compuesto por uno o varios detectores de proximidad, detectando Ia 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. 17-Dispositivo según Ia reivindicación 1 caracterizado porque el sistema de activación está compuesto por 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. 18-Dispositivo según Ia reivindicación 1 caracterizado porque el sistema de activación está compuesto por un sistema de temporizadores. que tiene programado los intervalos de tiempo en los que deben pasarse las hojas.
19-Dispositivo según Ia reivindicación 1 caracterizado porque el sistema de activación está compuesto por un sistema de reconocimiento activo de Ia música, capaz de identificar el momento adecuado para pasar Ia hoja de Ia partitura.
20-Dispositivo según Ia reivindicación 1 caracterizado porque el sistema de control está compuesto por un circuito electrónico programable que implementa una máquina de estados, y varios módulos periféricos de software y de hardware, como algoritmos de control, módulos de adquisición y procesamiento de datos, módulos de interfaz con el usuario y módulos de manejo de potencia eléctrica para los actuadores de las articulaciones del brazo.
HOJA DE SUSTITUCIÓN (REGLA 26)
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Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104325805A (zh) * 2014-11-25 2015-02-04 孝感市奇思妙想文化传媒有限公司 一种嘴用翻书器
CN104757783A (zh) * 2015-04-09 2015-07-08 李远志 一种授课教案架
CN104757780A (zh) * 2015-04-09 2015-07-08 曹龙 一种操作电脑台架
CN107277987A (zh) * 2013-02-08 2017-10-20 瑞泰控股公司 运动感测用站台照明系统
USD933283S1 (en) 2019-08-28 2021-10-12 Rite-Hite Holding Corporation Fan and light mounting system
US11215346B2 (en) 2019-03-08 2022-01-04 Rite-Hite Holding Corporation Fan and light units and associated mounting arrangements for use at a loading dock
US20220254322A1 (en) * 2021-02-10 2022-08-11 Crist Lu Hands-Free Page Turning for Sheet Music

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR437647A (fr) * 1911-12-14 1912-04-25 Jean Baudin Tourne-feuille pour partitions musicales
US3475844A (en) * 1966-09-22 1969-11-04 Shukichi Uda Automatic book page turning apparatus
GB2010229A (en) * 1977-11-25 1979-06-27 Quest Educational Designs Ltd Leaf turners
US5575097A (en) * 1995-03-16 1996-11-19 Jeffrey P. Chou Page turning device
US20050230592A1 (en) * 2004-04-19 2005-10-20 Tillinghast Adam C Automated page turner
US20060048631A1 (en) * 2004-09-09 2006-03-09 Quidenus Keg Page-lifter and page-turning apparatus

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR437647A (fr) * 1911-12-14 1912-04-25 Jean Baudin Tourne-feuille pour partitions musicales
US3475844A (en) * 1966-09-22 1969-11-04 Shukichi Uda Automatic book page turning apparatus
GB2010229A (en) * 1977-11-25 1979-06-27 Quest Educational Designs Ltd Leaf turners
US5575097A (en) * 1995-03-16 1996-11-19 Jeffrey P. Chou Page turning device
US20050230592A1 (en) * 2004-04-19 2005-10-20 Tillinghast Adam C Automated page turner
US20060048631A1 (en) * 2004-09-09 2006-03-09 Quidenus Keg Page-lifter and page-turning apparatus

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107277987A (zh) * 2013-02-08 2017-10-20 瑞泰控股公司 运动感测用站台照明系统
CN104325805A (zh) * 2014-11-25 2015-02-04 孝感市奇思妙想文化传媒有限公司 一种嘴用翻书器
CN104757783A (zh) * 2015-04-09 2015-07-08 李远志 一种授课教案架
CN104757780A (zh) * 2015-04-09 2015-07-08 曹龙 一种操作电脑台架
US11215346B2 (en) 2019-03-08 2022-01-04 Rite-Hite Holding Corporation Fan and light units and associated mounting arrangements for use at a loading dock
US11739924B2 (en) 2019-03-08 2023-08-29 Rite-Hite Holding Corporation Fan and light units and associated mounting arrangements for use at a loading dock
USD1018958S1 (en) 2019-03-08 2024-03-19 Rite-Hite Holding Corporation Fan and light mount assembly
USD933283S1 (en) 2019-08-28 2021-10-12 Rite-Hite Holding Corporation Fan and light mounting system
US20220254322A1 (en) * 2021-02-10 2022-08-11 Crist Lu Hands-Free Page Turning for Sheet Music
US11636834B2 (en) * 2021-02-10 2023-04-25 Crist Lu Hands-free page turning for sheet music

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