一種高速批量圖書電子化機構的制作方法
【專利摘要】一種高速批量圖書電子化機構，包括底板，在該底板上設有V型置書機構、壓書機構和翻頁機構；V型置書機構包括：固定置書板、底座、活動置書板、導向軸、調節旋鈕、置書滑軌和置書滑塊；壓書機構包括：一對壓書滑軌、一對壓書滑塊、一對彈簧、一對搭扣、一對相機位、V型壓板、壓書電機和曲柄連桿機構；翻頁機構包括：翻頁電機、主翻頁臂、粘書桿、輔助翻頁桿、第一舵機和第二舵機。本發明的結構合理、自動化程度高、使用范圍廣，對于不同厚度、不同尺寸的書籍都能夠進行相應的調節，壓書處理使頁面在被掃描前被整體壓平，從而可獲得較好的圖像質量。
【專利說明】一種高速批量圖書電子化機構
【技術領域】
[0001 ] 本發明是一種高速批量圖書電子化機構，屬于機器人輔助領域。
【背景技術】
[0002]隨著信息技術的發展，各種便攜式數碼設備已深入人們的日常生活，許多人開始拋棄傳統的紙質書籍閱讀方式，轉而在手機、平板和電子書閱讀器等設備上閱讀電子書籍，市場對電子書籍的需求正不斷增大。此外，電子書籍具有易存儲、易查詢的優點，相比傳統的紙質書籍更加容易管理，可以節省大量的人力和財力，這也吸引著圖書館和檔案館等機構開始構建電子書籍數據庫。將現有的成千上萬冊的紙質書籍電子化是一件異常艱巨的工作，而我們的研究目標便是設計一種高速的圖書電子化機構，實現對圖書的自動翻頁掃描，從而提升書籍掃描的效率，并降低其成本。
[0003]圖書電子化機構設計的關鍵是自動翻頁機構的設計。相關資料顯示，我國在自動翻頁機構設計方面已有一些研究并取得了一定的成果。中國國家知識產權局公布的部分專利的技術方案如下。
[0004]發明專利(申請號:200710047861.5)是一種多功能的翻書機器人，它含有踏板、擺桿、機架、連架、滑輪、限位機構、機架板、以及粘書手臂、夾書裝置和翻書裝置等；在機架的底部設有踏板，機架板上設有夾書裝置和翻書裝置，當使用者踩下踏板后，通過擺桿和滑輪傳遞動力，使搖桿和翻書手臂旋轉，同時帶動正弦架和粘書手臂一粘起書頁一同上移，翻書手臂轉過來將書頁翻過去；若松開踏板，翻書和粘書手臂則到初始位置，夾書裝置將書頁夾緊，翻書過程結束；只要重復踏板的上下運動，就可穩定地翻書。
[0005]實用新型專利(申請號:200720012886.7)是一種翻書機，包括底座和支柱，底座的直徑和厚度應保證翻書機滿負荷時不致傾倒，底座的底端設滑輪，在支柱上設凹槽，凹槽外套接套管，套管上焊接兩個相互平行對應的支撐桿，在支撐桿相互對應的一側內設插槽，使用的時候，人們可以把書籍放置在兩個支撐桿相互對應的插槽內，推動支撐桿，套管就會轉動，人們就可以看到不同的書籍了，底座底端的滑輪更便于翻書機的移動。
[0006]實用新型專利(申請號:200820000734.X)是一種自動翻書機，該實用新型的自動翻書機運用兩個橡膠輪對滾、用兩個刮片輪配合來模擬兩個手指捏住書頁的動作實現對書頁的精確控制，通過繞軸轉動的翻頁臂自動靈活地對左右兩邊書頁進行翻書操作，由觸動開關和自動控制電路控制捏紙機構及翻頁臂的動作。
[0007]發明專利(申請號:201010194120.1)是一種自動翻書機，包括內部設置控制系統的底座，其特征在于，底座上設置有與其垂直的操作面，操作面上安裝有編輯號碼和與編輯號碼連通的頁碼顯示屏，頁碼顯示屏與控制系統連接；底座和操作面之間安裝有翻頁輪，翻頁輪底端設置有卡頁夾，卡頁夾上安裝有與頁碼顯示屏連通的掃描器。
[0008]實用新型專利(申請號:201220606399.4)是一種自動翻書機，其中機座上設有導向桿，夾書盒置于機座上與導向桿相連，夾書盒上設有壓書板，機座內設有電機，電機轉軸軸向連接絲桿一端，絲桿另外一端設有定位座，絲桿上設有滑塊，兩根連桿一端與滑塊相連，另外一端分別與兩個夾書盒相連。第一個舵機置于機座上，第一個舵機、第二個舵機和第三個舵機通過舵葉相連，第三個舵機上設有舵機架，舵機架另外一端與第四個舵機連接，第四個舵機的表面設有吸塊，吸塊連接管與真空泵相連。
[0009]雖然已有不少研究成果，然而現有的自動翻頁機構設計仍存在以下幾個方面的不足:其一，書籍放置時，書頁成180度展開，這使得對書頁進行拍攝掃描時頁面圖像會帶有較大的扭曲形變；其二，翻頁機構對書籍的尺寸、厚度敏感性差，不能適應各種書籍的翻閱要求；其三，現有的翻書動作容易對書籍的紙張產生破壞或污染，從而影響書籍的正常使用壽命。
[0010]針對上述不足，我們研究設計了 一種新型的圖書電子化機構。該機構自動化程度高，結構穩定，對不同尺寸書籍都具有較好的適用性，并可在書頁被掃描之前對其進行壓平處理，從而大幅提升紙質書籍電子化過程的效率和質量。
【發明內容】
[0011]本發明針對上述現有技術的不足，提出了一種高速批量圖書電子化機構，采用V型置書機構，減小書頁展開時的扭曲；利用帶V型透明有機玻璃壓板的壓書機構將書頁整體壓平，便于頁面拍攝掃描；依靠新型有機高分子膠，實現自動翻頁動作機構。這種圖書電子化機構可以在書籍掃描過程中替代人工的翻頁掃描操作，從而提升圖書電子化的效率，并降低成本。
[0012]本發明的技術解決方案如下:
[0013]一種高速批量圖書電子化機構，包括底板，其特點在于，在該底板上設有V型置書機構、壓書機構和翻頁機構；
[0014]所述的V型置書機構包括:固定置書板、底座、活動置書板、導向軸、調節旋鈕、置書滑軌和置書滑塊，所述的固定置書板安裝在所述的底座的一側邊上，該底座的下方固定在所述的置書滑塊上，該置書滑塊置于所述的置書滑軌上，可沿固定在底板上的置書滑軌水平移動，所述的導向軸穿過所述的活動置書板并固定在所述的底座內，所述的活動置書板可沿導向軸水平移動，所述的調節旋鈕穿過底座的另一側邊的螺孔與所述的活動置書板的相連；
[0015]所述的壓書機構包括:一對左、右壓書滑軌、一對左、右壓書滑塊、一對左、右彈簧、一對左、右搭扣、一對左、右相機位、V型壓板、壓書電機、齒輪副和曲柄連桿機構，左、右壓書滑軌豎直固定在底板上，并分別裝有左、右壓書滑塊；所述的左、右相機位分別固定在左、右壓書滑軌的頂部型壓板的兩側各固定有一個搭扣，并通過各自的搭扣扣在左、右壓書滑塊之上，搭扣與壓書滑塊之間有彈簧連接；壓書電機固定在底板上，該壓書電機通過齒輪副驅動曲柄連桿機構，該曲柄連桿機構與所述的左、右壓書滑塊相連接；
[0016]所述的翻頁機構包括:翻頁電機、主翻頁臂、粘書桿、輔助翻頁桿、第一舵機和第二舵機，所述的翻頁電機固定在底板上，翻頁電機與主翻頁臂相連接，主翻頁臂上安裝有第一舵機和第二舵機，分別與輔助翻頁桿和粘書桿相連接，粘書桿的末端裝有有機高分子膠。
[0017]所述的曲柄連桿機構包括:第一連桿、第二連桿、第三連桿、第四連桿和主軸;第二連桿、第三連桿的一端分別與左、右壓書滑塊相連接，另一端分別與第一連桿、第四連桿的一端相連，第一連桿、第四連桿的另一端分別與所述的主軸的兩端相連，該主軸與壓書電機相連接。
[0018]與現有技術相比，本發明的有益效果如下:
[0019](I)采用V型置書機構，大幅減小書頁展開時的扭曲形變，并進一步利用V型壓板將書頁整體壓平，使頁面拍攝時能獲得較好的圖像質量。對書籍進行翻頁掃描操作時，首先將書籍放在V型置機構上，調節活動置書板，以適應不同尺寸書籍，并通過調節旋鈕將書籍固定。而后執行翻頁操作，初始時，粘書桿與輔助翻頁桿位于主翻頁臂平行位置，翻頁電機驅動主翻頁臂旋轉，第二舵機驅動粘書桿轉動至與主翻頁臂平行垂直位置，當粘書桿末端的有機高分子膠粘住書頁后，翻頁電機反轉，同時輔助翻頁桿在第一舵機的驅動下轉動至與主翻頁臂垂直位置，并與粘書桿一同“夾住”書頁，翻頁電機轉動至一定位置后，粘書桿與輔助翻頁桿分別收回至初始位置，翻頁完成。此時，固定于底板上的壓書電機旋轉，驅動曲柄連桿機構動作，帶動左、右壓書滑塊向下滑動，V型壓板開始一同下降。當壓板受到書頁阻擋后，不再下降，而左、右滑塊在曲柄連桿機構的帶動下降至可達到的最低位置，左、右彈簧被拉伸，V型壓板在拉力作用下將書頁整體壓平，便于書頁拍攝。與此同時，由于V型置書機構的底座可沿置書導軌水平滑動，在壓書作用下，書籍的中心將始終處在同一豎直平面上，這使得被拍攝頁面始終能正對相機。頁面拍攝完成后，壓書電機繼續驅動曲柄連桿機構運動，并帶動V型壓板上升至可達到的最高位置。
[0020](2)結構簡單合理、自動化程度高、使用范圍廣。對于不同厚度、不同尺寸的書籍都能夠進行相應的調節，V型置書機構以及相應的壓書機構使書頁在被掃描拍攝時保持平整，從而保證了書籍翻頁掃描時的頁面質量。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0021]圖1是本發明高速批量圖書電子化機構的結構示意圖。
[0022]圖2是本發明中V型置書機構的結構示意圖。
[0023]圖3是本發明中壓書機構的結構示意圖。
[0024]圖4是本發明中翻頁機構的結構示意圖。
[0025]圖中:1-底板、2-V型置書機構、3-壓書機構、4-翻頁機構、5-置書滑軌、6-底座、7-固定置書板、8-導向軸、9-活動置書板、10-調節旋鈕、11-置書滑塊、12-左壓書滑軌、13-第一連桿、14-第二連桿、15-左壓書滑塊、16-左彈簧、17-左搭扣、18-左相機位、19-V型壓板、20-右相機位、21-右搭扣、22-右彈簧、23-右壓書滑塊、24-第三連桿、25-第四連桿、26-右壓書滑軌、27-主軸、28-壓書電機、29-齒輪副、30-翻頁電機、31-主翻頁臂、32-粘書桿、33-輔助翻頁桿、34-第一舵機、35-第二舵機。
【具體實施方式】
[0026]下面結合附圖和實施例對本發明進一步說明，但不應以此限制本發明的保護范圍。
[0027]圖1是本發明高速批量圖書電子化機構的結構示意，如圖所示，一種高速批量圖書電子化機構，包括底板I，在該底板上設有V型置書機構2、壓書機構3和翻頁機構4 ；
[0028]所述的V型置書機構2包括:固定置書板7、底座6、活動置書板9、導向軸8、調節旋鈕10、置書滑軌5和置書滑塊11，所述的固定置書板7安裝在所述的底座的一側邊上，該底座的下方固定在所述的置書滑塊上，該置書滑塊11置于所述的置書滑軌上，可沿固定在底板I上的置書滑軌5水平移動，所述的導向軸8穿過所述的活動置書板9并固定在所述的底座6內，所述的活動置書板9可沿導向軸8水平移動，所述的調節旋鈕10穿過底座6的另一側邊的螺孔與所述的活動置書板9的相連；
[0029]所述的壓書機構3包括:一對左、右壓書滑軌12，26、一對左、右壓書滑塊15，23、一對左、右彈簧16，22、一對左、右搭扣17，21、一對左、右相機位18，20,V型壓板19、壓書電機28、齒輪副29和曲柄連桿機構，左、右壓書滑軌豎直固定在底板上，并分別裝有左、右壓書滑塊；所述的左、右相機位分別固定在左、右壓書滑軌的頂部；V型壓板的兩側各固定有一個搭扣，并通過各自的搭扣扣在左、右壓書滑塊之上，搭扣與壓書滑塊之間有彈簧連接；壓書電機固定在底板上，該壓書電機通過齒輪副驅動曲柄連桿機構，該曲柄連桿機構與所述的左、右壓書滑塊相連接；
[0030]所述的翻頁機構4包括:翻頁電機30、主翻頁臂31、粘書桿32、輔助翻頁桿33、第一舵機34和第二舵機35，所述的翻頁電機固定在底板上，翻頁電機與主翻頁臂相連接，主翻頁臂上安裝有第一舵機和第二舵機，分別與輔助翻頁桿和粘書桿相連接，粘書桿的末端裝有有機高分子膠。
[0031]所述的曲柄連桿機構包括:第一連桿13、第二連桿14、第三連桿24、第四連桿25和主軸27 ;第二連桿、第三連桿的一端分別與左、右壓書滑塊相連接，另一端分別與第一連桿、第四連桿的一端相連，第一連桿、第四連桿的另一端分別與所述的主軸的兩端相連，該主軸與壓書電機相連接。
[0032]本發明的工作過程:
[0033]首先將書籍放入V型置書機構2，調節活動置書板9的水平位置，使V型置書機構適應該厚度書籍，并通過調節旋鈕10將書籍固定在V型置書機構內。而后開始對書籍進行翻頁操作，初始時粘書桿32與輔助翻頁桿33處于主翻頁臂的平行位置。固定于底板上的翻頁電機驅動主翻頁臂旋轉，與此同時，第二舵機驅動粘書桿朝書籍方向轉動至與主翻頁臂垂直位置。隨著主翻頁臂的運動，粘書桿與書頁接觸，位于其末端的有機高分子膠粘住書頁。翻頁電機反轉，帶動主翻頁臂反向運動，書頁被粘起，同時第一舵機驅動輔助翻頁桿旋轉至與主翻頁臂垂直位置，與粘書桿一同“夾住”書頁。翻頁電機旋轉至一定位置后，粘書桿與輔助翻頁桿分別收回至初始位置，書頁落于另一側，翻頁完成。此時，壓書電機開始旋轉，其通過齒輪副驅動曲柄連桿機構動作，從而帶動左、右壓書滑塊沿各自滑軌向下運動，V型壓板隨壓書滑塊一同下降。隨后V型壓板與書頁相接觸，并由于受到阻擋不再下降，而左、右壓書滑塊在曲柄連桿的帶動下將繼續下降至可達到的最低位置，固定于V型壓板上的搭扣將與各自壓書滑塊暫時分離，左、右彈簧被拉伸，V型壓板由于受到彈簧拉力作用而將書頁整體壓平，可對書頁進行拍攝。由于V型置書機構的底座可沿置書導軌水平滑動，在壓書過程中，置書機構的水平位置會自動調節從而使書頁與V型壓板完全重合，書籍的中心將始終保持在同一豎直平面上，這使得被拍攝頁面始終能正對相機。頁面拍攝完成后，壓書電機繼續驅動曲柄連桿機構運動，并最終使V型壓板上升至可達到的最高位置，便于下一個翻頁動作。
【權利要求】
1.一種高速批量圖書電子化機構，包括底板(I)，其特征在于，在該底板上設有V型置書機構(2)、壓書機構(3)和翻頁機構(4)； 所述的V型置書機構(2)包括:固定置書板(7)、底座(6)、活動置書板(9)、導向軸(8)、調節旋鈕(10)、置書滑軌(5)和置書滑塊(11)，所述的固定置書板(7)安裝在所述的底座的一側邊上，該底座的下方固定在所述的置書滑塊上，該置書滑塊(11)置于所述的置書滑軌上，可沿固定在底板(I)上的置書滑軌(5)水平移動，所述的導向軸(8)穿過所述的活動置書板(9)并固定在所述的底座(6)內，所述的活動置書板(9)可沿導向軸(8)水平移動，所述的調節旋鈕(10)穿過底座(6)的另一側邊的螺孔與所述的活動置書板(9)的相連；所述的壓書機構(3)包括:一對左、右壓書滑軌(12，26)、一對左、右壓書滑塊(15，23)、一對左、右彈簧(16，22)、一對左、右搭扣(17，21)、一對左、右相機位(18，20)、V型壓板(19)、壓書電機(28)、齒輪副(29)和曲柄連桿機構，左、右壓書滑軌豎直固定在底板上，并分別裝有左、右壓書滑塊；所述的左、右相機位分別固定在左、右壓書滑軌的頂部；V型壓板的兩側各固定有一個搭扣，并通過各自的搭扣扣在左、右壓書滑塊之上，搭扣與壓書滑塊之間有彈簧連接；壓書電機固定在底板上，該壓書電機通過齒輪副驅動曲柄連桿機構，該曲柄連桿機構與所述的左、右壓書滑塊相連接； 所述的翻頁機構(4)包括:翻頁電機(30)、主翻頁臂(31)、粘書桿(32)、輔助翻頁桿(33)、第一舵機(34)和第二舵機(35)，所述的翻頁電機固定在底板上，翻頁電機與主翻頁臂相連接，主翻頁臂 上安裝有第一舵機和第二舵機，分別與輔助翻頁桿和粘書桿相連接，粘書桿的末端裝有有機高分子膠。
2.根據權利要求1所述的高速批量圖書電子化機構，其特征在于:所述的曲柄連桿機構包括:第一連桿(13)、第二連桿(14)、第三連桿(24)、第四連桿(25)和主軸(27);第二連桿、第三連桿的一端分別與左、右壓書滑塊相連接，另一端分別與第一連桿、第四連桿的一端相連，第一連桿、第四連桿的另一端分別與所述的主軸的兩端相連，該主軸與壓書電機相連接。
【文檔編號】B42D9/04GK103978802SQ201410184419
【公開日】2014年8月13日 申請日期:2014年5月4日 優先權日:2014年5月4日
【發明者】趙群飛, 張 浩, 陸文杰 申請人:上海交通大學