一種自動翻書的制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種全自動翻書機，包括上板、底板、壓書裝置、吸紙裝置、翻書裝置、傳動機構以及支架。上板與底板之間用螺栓連接，兩板之間安裝有傳動系統，傳動機構動力來自步進電機；壓書裝置置于上板上，利用凸輪機構依次打開左右兩個夾緊機構；本實用新型采用吸盤產生負壓原理吸紙；翻書裝置主要由翻書桿和一對圓錐齒輪構成。該自動翻書機利用單片機控制，按下啟動按鈕后可以按照預設程序運轉，翻書效率較高，翻書速度在程序中可調，下板支架可以調節翻書機傾斜放置角度，具有結構簡單，重量輕，攜帶方便等特點，適合大眾推廣。
【專利說明】一種自動翻書機
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種自動翻書機。
【背景技術】
[0002]電子讀物大行其道的今天，仍有許多人偏愛紙質書籍，習慣是很難改變的，尤其是在你不想改變的時候。隨著時代的進步和科技的發展，人們對弱勢群體的關注不僅僅在于豐富他們的物質生活，而且深入到怎么滿足他們的精神需求。對于雙手殘疾的朋友們來說，想要看書相對比較困難。這是因為他們無法像正常人一樣用手翻書。雖然報刊雜志報道曾有殘疾朋友歷盡千辛萬苦學會用腳翻書，但是書離眼睛的距離太遠，不利于閱讀。雖然他們也可以選擇用電腦和特質的鼠標閱讀電子書，但是長時間面對電腦會對眼睛造成一定的傷害，而且不太經濟，同樣，對于雙手被束縛的傷員來說翻書這樣簡單的動作也成為一個很不方便的事情。于是，自動翻書機應需而生。
[0003]據資料檢索，現在國外自動翻書機專利為數不多，最典型的要數BOOK TIME 5000自動翻書機。這種翻書機具有自動控制功能，大小與21寸電視機相仿，適用于各種規格的書籍的翻閱。但是由于其體積龐大，重量較重，攜帶不便，而且價格高達3000美金，可謂高級奢侈品，對于大多數殘疾人朋友來說是很難接受的。
[0004]實用新型發明專利(申請號:CN201310270816)是一種自動翻書機，自動翻書頁掃描儀包括:機架；設于所述機架的上表面的書板；自動翻書機構，壓書機構和掃描機構，所述自動翻書機構可實現對書本的自動翻頁，所述壓書機構用于將書本緊壓在所述書板上，避免書本的紙張折回等；所述掃描機構用于自動對書本進行掃描保存。本實用新型所述自動翻書頁掃描儀，通過壓書機構和自動翻書機構實現自動翻書頁，又通過掃描機構把書中的內容掃描保存，可實現實體書向電子書的轉變，便于網絡傳播，而且具有較大的可調性，可實現對不同形狀、不同厚度及不同大小的書本的自動翻書掃描，翻書及掃描過程自動快速，翻書速度可調。但其體積較大，重量較重，攜帶不便且使用多個電機成本較高。
[0005]實用新型發明專利(申請號:CN201220606399)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，所述電機、壓書板、翻書機構的舵機和真空泵與單片機相連，電機、壓書板、翻書機構的舵機、真空泵和單片機與電源相連。
[0006]相比于國外的自動翻書機，國內的自動翻書機具體可分為閱讀架式、腳踏式和自動翻頁器三類。自動翻頁器運用較廣。根據基本翻書原理，有吸盤式、搓輪式、膠帶粘貼式以及棘輪式四種。吸盤吸紙原理較為簡單，且吸紙效率高；搓輪式模仿人手翻書原理，結構簡單但搓紙的壓力需根據不同厚度的書而設置；膠帶粘貼式翻書容易，但經常翻書對書本損害較大；棘輪式采用棘輪間歇運動原理，利用棘輪尖翻開紙張。
[0007]現有的國內外自動翻書裝置，發現有的是通過機械操縱實現翻書功能，有的是通過機電控制實現，但是控制電路比較復雜。所以如果能設計一款結構簡單緊湊、自動控制電路簡單、價格低廉的翻書機，一定很有市場發展前景。
[0008]開發一種自動翻書機不僅僅對雙手殘疾的人士來說意義重大，同時可以使正常人在做其他事情的時候也可以輕松享受閱讀的樂趣，對于學生來說這無疑增加了他們的閱讀興致，使他們養成良好的閱讀習慣，告別因電子閱讀而帶來的負面影響。
【發明內容】
[0009]針對現有的自動翻書機存在的結構繁瑣，成本較高等缺點，本實用新型的目的是提供一種結構較為簡單，重量更輕，且自動化程度較高的新型自動翻書機。
[0010]本實用新型的目的通過以下技術方案實現:
[0011]一種自動翻書機，其特征在于:該自動翻書機包括上板、底板、壓書裝置、吸紙裝置、翻書裝置、傳動機構和支架，所述壓書裝置包括凸輪機構、書夾和彈簧；其中凸輪機構由凸輪軸、凸輪、從動桿和鎖合彈簧組成；書夾置于上板左右兩側，并通過彈簧將書夾和上板連接在一起，凸輪從動桿與書夾直接接觸，凸輪轉動帶動書夾夾緊或松開；所述吸紙裝置包括翻書電機、搖桿、舵機、真空吸盤、直流氣泵；翻書電機轉動帶動搖桿旋轉；所述直流氣泵安裝于底板上，并通過氣管與真空吸盤連接在一起；所述翻書裝置包括豎直錐齒輪A、水平錐齒輪B、軸承座、轉動軸、翻書桿；所述錐齒輪A與錐齒輪B完全嚙合，錐齒輪A勻速轉動從而驅動錐齒輪B在水平面上勻速轉動；翻書桿與錐齒輪B同軸；錐齒輪B固定在轉動軸上；所述傳動機構置于底板上，傳動機構包括步進電機，步進電機通過減速齒輪副與齒輪軸連接；齒輪軸通過帶傳動與在底板左右兩側對稱設置的兩根從動軸相連；可使翻書機傾斜放置的支架設置在底板底部。
[0012]本實用新型中,在上板上設有書槽,在上板左上角安裝有照明小臺燈。上板與底板間通過螺栓固定連接。在上板上設有啟停按鈕、設置翻書頁數的鍵盤、顯示剩余頁數的顯示屏。
[0013]壓書裝置由安裝在底板的兩個對稱的凸輪轉動帶動凸輪從動桿間歇運動依次打開置于上板的兩個對稱的書夾；所述兩個凸輪中心線成135度角；所述書夾頂端固定在上板上，與上板間安裝有拉簧，凸輪從動桿帶動書夾打開與閉合；所述凸輪從動桿上設有鎖合彈簧，避免從動件因騰跳而破壞工作端預期運動。
[0014]凸輪軸與錐齒輪B轉動軸使用同一驅動電機，簡化了動力機構；所述翻書桿頂端裝有可轉動圓球，以免翻書桿擦壞紙張。
[0015]吸紙裝置中，直流氣泵通電后使真空吸盤產生負壓從而吸住紙張；所述翻書電機驅動搖桿轉動從而翻開紙張；所述搖桿頂端裝有舵機，能夠逆時針旋轉90度讓搖桿處于同一直線，使翻書桿順利翻書。
[0016]該自動翻書機為雙層結構，底板下方設有傾斜放置支架，翻書機主體部分應具有壓住紙張以防止紙張折回、吸紙翻頁、自動翻書、可以設置翻書時間和間隔時間以及翻書頁數并且具有顯示功能。
[0017]所述壓書裝置置于上板左右兩側，包括兩個凸輪機構、一對對稱書夾和拉伸彈簧；凸輪機構置于兩板之間，上板間插有凸輪從動桿，從動桿上下運動從而使書夾松開或夾緊；凸輪與凸輪傳動軸固定連接，凸輪軸轉動帶動凸輪運動；書夾與上板間應連接有拉伸彈簧以更好地夾緊書本。
[0018]所述吸紙裝置由6V直流氣泵、氣管、翻書電機、搖桿、舵機以及真空吸盤組成；氣管兩端分別于真空吸盤和氣泵進氣口相連；利用氣壓原理，當氣泵通電，進氣口進氣使吸盤產生一定負壓而吸住紙張；所述翻書電機能夠360°連續旋轉翻書。
[0019]所述翻書裝置通過一對錐齒輪傳動與傳動機構直接相連；其包括一組主從錐齒輪，傳動比1:1，錐角β=45° ;當齒輪軸勻速轉動帶動錐齒輪A旋轉，從而使錐齒輪B以同樣的轉速在水平面上旋轉，連接在轉動軸上的翻書桿隨之一起旋轉，翻書桿置于上板中間下側。
[0020]所述傳動機構安裝在兩板之間，包含步進電機、減速齒輪副、帶傳動、凸輪運動以及錐齒輪傳動；步進電機勻速轉動通過減速齒輪副將速度傳遞至齒輪軸上，齒輪軸通過帶傳動使左右兩側凸輪逆時針旋轉；所述齒輪軸上還應固定有錐齒輪Α，通過錐齒輪傳動驅動翻書桿旋轉。
[0021]所述自動翻書機由通用的80C51單片機控制，所述壓書裝置、吸紙裝置、翻書裝置以及照明燈等均由單片機控制。所述單片機控制器置于底板上，通過編寫程序可以設置翻書時間和翻書頁數并通過1602顯示屏顯示剩余頁數；當光線較暗時可自動開啟臺燈照明。上板應設有啟動及停止按鈕，當按下啟動按鈕，系統自動翻書；按下停止按鈕，系統則自動斷電停止；該自動翻書機機電結合，自動化程度較高，機構也較為簡單。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0022]圖1是該自動翻書機上板平面結構圖；
[0023]圖2是自動翻書機總體結構圖；
[0024]圖3是自動翻書機內部結構示意圖；
[0025]圖4是自動翻書機傳動系統示意圖；
[0026]圖5是翻書機吸紙裝置結構簡圖；
[0027]圖6是翻書機縱向剖面視圖；
[0028]圖中:1_上板、2-底板、3-壓書裝置、4-吸紙裝置、5-翻書裝置、6-傳動機構以及7-支架組成。根據圖1和圖3，該自動翻書機還應包括11-書槽、12-臺燈；21_螺栓、22-圓形沉頭螺釘；31_凸輪機構、32-書夾、33-拉簧；31_凸輪機構還應包括311-凸輪、312-凸輪從動桿、313-鎖合彈簧；41_翻書電機、42-搖桿、43-旋轉舵機、44-吸盤、45-電機固定座、46-直流氣泵、47-氣管；51_主動錐齒輪A、52-從動錐齒輪B、53_軸承座、54-轉動軸、55-翻書桿、56-球鉸；61_步進電機、62-電機安裝座、63-減速齒輪副、64-軸承、65-軸承座、66-同步輪、67-同步帶、68-凸輪軸；63_減速齒輪副包括631-小齒輪、632-從動齒輪軸。
【具體實施方式】
[0029]下面結合附圖詳細說明該自動翻書機的工作原理。
[0030]一種自動翻書機自動翻書機，包括上板1、底板2、壓書裝置3、吸紙裝置4、翻書裝置5、傳動機構6和支架7。上板I中間設有書槽11 ;底板2與上板I之間用螺栓21連接，與傳動機構6之間用螺釘22連接；壓書裝置包括凸輪機構31 (包括凸輪311、凸輪從動桿312和鎖合彈簧313 )、書夾、32拉伸彈簧33 ;其中凸輪機構由凸輪軸、凸輪、從動桿和鎖合彈簧組成；書夾置于上板左右兩側，并通過彈簧將書夾和上板連接在一起，凸輪從動桿與書夾直接接觸，凸輪轉動帶動書夾夾緊或松開。吸紙裝置包括翻書電機41、搖桿42、舵機43、真空吸盤44、電機固定座45、6V直流氣泵46以及氣管47等；直流氣泵安裝于底板上，并通過氣管與真空吸盤連接在一起。翻書裝置包括錐齒輪A51、錐齒輪B52 (傳動比1:1，錐角45度)、軸承座53、轉動軸54、翻書桿55和球鉸56 ;錐齒輪A與錐齒輪B完全嚙合，錐齒輪A勻速轉動從而驅動錐齒輪B在水平面上勻速轉動；翻書桿與錐齒輪B同軸；錐齒輪B固定在轉動軸上。傳動機構應包括步進電機61、電機安裝座62、減速齒輪副63(包括631小齒輪、632齒輪軸，減速比為1: 2，采用直齒輪傳動)、軸承64和軸承座65、同步輪66、同步帶67和凸輪軸68 ;步進電機通過減速齒輪副與齒輪軸連接；齒輪軸通過帶傳動與在底板左右兩側對稱設置的兩根從動軸相連；可使翻書機傾斜放置的支架設置在底板底部。
[0031]自動翻書機為雙層結構，底板2下方設有支架7，可自由調整閱讀視角，壓書裝置3、翻書裝置5與傳動機構6直接相連，形成一體；吸紙裝置4中的直流氣泵46安裝于底板2上，其余安裝于上板面。
[0032]當使用自動翻書機時應事先將書本置于書槽11內，撐開支架7，調整視角至最佳閱讀位置；此時按下啟動按鈕，系統上電啟動，此時用戶可根據需求用鍵盤設置翻書頁數，以更好地指定閱讀計劃，設置完畢后按下確認鍵系統正式啟動；整個系統采用單片機控制，翻書速度可調；系統上電后置于底板上的步進電機61隨即勻速轉動，通過減速直齒輪副63將轉速減為原來一半，齒輪軸632帶動錐齒輪I轉動，與此同時又通過帶傳動帶動齒輪軸68以同樣速度旋轉；由于兩個凸輪中心線錯開135°，右側凸輪首先打開右側書夾；此時直流氣泵46上電，真空吸盤44吸住紙張，翻書電機41隨即旋轉90°至中部，當翻書桿55逆時針旋轉至書槽11處時，氣泵46斷電，吸盤44松開紙張；舵機43逆時針旋轉90°使搖桿42處于同一直線，翻書桿55順利翻書；此時左側凸輪已經帶動書夾打開接受紙張，右側書夾閉合；翻書桿55將紙張翻至左側后回到原位而左側書夾閉合，至此一個完整的翻書過程完畢；由于翻書頁數可調，當經過預定時間后翻書機再次啟動循環。
[0033]當按下停止按鈕，系統在完成本次翻書過程后停止；整個系統由80C51單片機控制，電源采用6V直流電源供電。
[0034]所述自動翻書機具有以下特點:
[0035]采用雙層結構設計，兩板間距不大于75cm，4腳處用4根螺栓連接，底板設有可調節閱讀視角的支架，滿足不同用戶的需求；
[0036]系統置于板內，只用一個電機實現翻書和壓書動作，另外一個電機實現吸紙動作，結構緊湊，機構簡單，攜帶方便；可以自由設置翻書時間和翻書次數且以顯示屏形式顯示剩余頁數，輕松制定閱讀計劃，方便實用，翻書效率較高，上板左上角設有可根據光線強弱自動開啟的臺燈。
【權利要求】
1.一種自動翻書機，其特征在于:該自動翻書機包括上板、底板、壓書裝置、吸紙裝置、翻書裝置、傳動機構和支架，所述壓書裝置包括凸輪機構、書夾和彈簧；其中凸輪機構由凸輪軸、凸輪、從動桿和鎖合彈簧組成；書夾置于上板左右兩側，并通過彈簧將書夾和上板連接在一起，凸輪從動桿與書夾直接接觸，凸輪轉動帶動書夾夾緊或松開；所述吸紙裝置包括翻書電機、搖桿、舵機、真空吸盤、直流氣泵；翻書電機轉動帶動搖桿旋轉；所述直流氣泵安裝于底板上，并通過氣管與真空吸盤連接在一起；所述翻書裝置包括豎直錐齒輪A、水平錐齒輪B、軸承座、轉動軸、翻書桿；所述錐齒輪A與錐齒輪B完全嚙合，錐齒輪A勻速轉動從而驅動錐齒輪B在水平面上勻速轉動；翻書桿與錐齒輪B同軸；錐齒輪B固定在轉動軸上；所述傳動機構置于底板上，傳動機構包括步進電機，步進電機通過減速齒輪副與齒輪軸連接；齒輪軸通過帶傳動與在底板左右兩側對稱設置的兩根從動軸相連；可使翻書機傾斜放置的支架設置在底板底部。
2.根據權利要求1所述的自動翻書機，其特征在于:在上板上設有書槽，在上板左上角安裝有照明小臺燈。
3.根據權利要求1所述的自動翻書機，其特征在于:上板與底板間通過螺栓固定連接。
4.根據權利要求1所述的自動翻書機，其特征在于:壓書裝置由安裝在底板的兩個對稱的凸輪轉動帶動凸輪從動桿間歇運動依次打開置于上板的兩個對稱的書夾；所述兩個凸輪中心線成135度角；所述書夾頂端固定在上板上，與上板間安裝有拉簧，凸輪從動桿帶動書夾打開與閉合；所述凸輪從動桿上設有鎖合彈簧。
5.根據權利要求1所述的自動翻書機，其特征在于:凸輪軸與錐齒輪B轉動軸均與步進電機連接；所述翻書桿頂端裝有可轉動圓球。
6.根據權利要求1所述的自動翻書機，其特征在于:吸紙裝置中，直流氣泵通電后使真空吸盤產生負壓從而吸住紙張；所述翻書電機驅動搖桿轉動從而翻開紙張；所述搖桿頂端裝有舵機，能夠逆時針旋轉90度讓搖桿處于同一直線。
7.根據權利要求1所述的自動翻書機，其特征在于:在上板上設有啟停按鈕、設置翻書頁數的鍵盤、顯示剩余頁數的顯示屏。
【文檔編號】B42D9/04GK204077121SQ201420544272
【公開日】2015年1月7日 申請日期:2014年9月22日 優先權日:2014年9月22日
【發明者】袁文, 張云玲, 張秋軍 申請人:南京工業職業技術學院