CN103978802A - 一种高速批量图书电子化机构 - Google Patents

Abstract

一种高速批量图书电子化机构，包括底板，在该底板上设有V型置书机构、压书机构和翻页机构；V型置书机构包括：固定置书板、底座、活动置书板、导向轴、调节旋钮、置书滑轨和置书滑块；压书机构包括：一对压书滑轨、一对压书滑块、一对弹簧、一对搭扣、一对相机位、V型压板、压书电机和曲柄连杆机构；翻页机构包括：翻页电机、主翻页臂、粘书杆、辅助翻页杆、第一舵机和第二舵机。本发明的结构合理、自动化程度高、使用范围广，对于不同厚度、不同尺寸的书籍都能够进行相应的调节，压书处理使页面在被扫描前被整体压平，从而可获得较好的图像质量。

Description

一种高速批量图书电子化机构

技术领域

本发明是一种高速批量图书电子化机构，属于机器人辅助领域。

背景技术

随着信息技术的发展，各种便携式数码设备已深入人们的日常生活，许多人开始抛弃传统的纸质书籍阅读方式，转而在手机、平板和电子书阅读器等设备上阅读电子书籍，市场对电子书籍的需求正不断增大。此外，电子书籍具有易存储、易查询的优点，相比传统的纸质书籍更加容易管理，可以节省大量的人力和财力，这也吸引着图书馆和档案馆等机构开始构建电子书籍数据库。将现有的成千上万册的纸质书籍电子化是一件异常艰巨的工作，而我们的研究目标便是设计一种高速的图书电子化机构，实现对图书的自动翻页扫描，从而提升书籍扫描的效率，并降低其成本。

图书电子化机构设计的关键是自动翻页机构的设计。相关资料显示，我国在自动翻页机构设计方面已有一些研究并取得了一定的成果。中国国家知识产权局公布的部分专利的技术方案如下。

发明专利(申请号：200710047861.5)是一种多功能的翻书机器人，它含有踏板、摆杆、机架、连架、滑轮、限位机构、机架板、以及粘书手臂、夹书装置和翻书装置等；在机架的底部设有踏板，机架板上设有夹书装置和翻书装置，当使用者踩下踏板后，通过摆杆和滑轮传递动力，使摇杆和翻书手臂旋转，同时带动正弦架和粘书手臂——粘起书页一同上移，翻书手臂转过来将书页翻过去；若松开踏板，翻书和粘书手臂则到初始位置，夹书装置将书页夹紧，翻书过程结束；只要重复踏板的上下运动，就可稳定地翻书。

实用新型专利(申请号：200720012886.7)是一种翻书机，包括底座和支柱，底座的直径和厚度应保证翻书机满负荷时不致倾倒，底座的底端设滑轮，在支柱上设凹槽，凹槽外套接套管，套管上焊接两个相互平行对应的支撑杆，在支撑杆相互对应的一侧内设插槽，使用的时候，人们可以把书籍放置在两个支撑杆相互对应的插槽内，推动支撑杆，套管就会转动，人们就可以看到不同的书籍了，底座底端的滑轮更便于翻书机的移动。

实用新型专利(申请号：200820000734.X)是一种自动翻书机，该实用新型的自动翻书机运用两个橡胶轮对滚、用两个刮片轮配合来模拟两个手指捏住书页的动作实现对书页的精确控制，通过绕轴转动的翻页臂自动灵活地对左右两边书页进行翻书操作，由触动开关和自动控制电路控制捏纸机构及翻页臂的动作。

发明专利(申请号：201010194120.1)是一种自动翻书机，包括内部设置控制***的底座，其特征在于，底座上设置有与其垂直的操作面，操作面上安装有编辑号码和与编辑号码连通的页码显示屏，页码显示屏与控制***连接；底座和操作面之间安装有翻页轮，翻页轮底端设置有卡页夹，卡页夹上安装有与页码显示屏连通的扫描器。

实用新型专利(申请号：201220606399.4)是一种自动翻书机，其中机座上设有导向杆，夹书盒置于机座上与导向杆相连，夹书盒上设有压书板，机座内设有电机，电机转轴轴向连接丝杆一端，丝杆另外一端设有定位座，丝杆上设有滑块，两根连杆一端与滑块相连，另外一端分别与两个夹书盒相连。第一个舵机置于机座上，第一个舵机、第二个舵机和第三个舵机通过舵叶相连，第三个舵机上设有舵机架，舵机架另外一端与第四个舵机连接，第四个舵机的表面设有吸块，吸块连接管与真空泵相连。

虽然已有不少研究成果，然而现有的自动翻页机构设计仍存在以下几个方面的不足：其一，书籍放置时，书页成180度展开，这使得对书页进行拍摄扫描时页面图像会带有较大的扭曲形变；其二，翻页机构对书籍的尺寸、厚度敏感性差，不能适应各种书籍的翻阅要求；其三，现有的翻书动作容易对书籍的纸张产生破坏或污染，从而影响书籍的正常使用寿命。

针对上述不足，我们研究设计了一种新型的图书电子化机构。该机构自动化程度高，结构稳定，对不同尺寸书籍都具有较好的适用性，并可在书页被扫描之前对其进行压平处理，从而大幅提升纸质书籍电子化过程的效率和质量。

发明内容

本发明针对上述现有技术的不足，提出了一种高速批量图书电子化机构，采用V型置书机构，减小书页展开时的扭曲；利用带V型透明有机玻璃压板的压书机构将书页整体压平，便于页面拍摄扫描；依靠新型有机高分子胶，实现自动翻页动作机构。这种图书电子化机构可以在书籍扫描过程中替代人工的翻页扫描操作，从而提升图书电子化的效率，并降低成本。

本发明的技术解决方案如下：

一种高速批量图书电子化机构，包括底板，其特点在于，在该底板上设有V型置书机构、压书机构和翻页机构；

所述的V型置书机构包括：固定置书板、底座、活动置书板、导向轴、调节旋钮、置书滑轨和置书滑块，所述的固定置书板安装在所述的底座的一侧边上，该底座的下方固定在所述的置书滑块上，该置书滑块置于所述的置书滑轨上，可沿固定在底板上的置书滑轨水平移动，所述的导向轴穿过所述的活动置书板并固定在所述的底座内，所述的活动置书板可沿导向轴水平移动，所述的调节旋钮穿过底座的另一侧边的螺孔与所述的活动置书板的相连；

所述的压书机构包括：一对左、右压书滑轨、一对左、右压书滑块、一对左、右弹簧、一对左、右搭扣、一对左、右相机位、V型压板、压书电机、齿轮副和曲柄连杆机构，左、右压书滑轨竖直固定在底板上，并分别装有左、右压书滑块；所述的左、右相机位分别固定在左、右压书滑轨的顶部；V型压板的两侧各固定有一个搭扣，并通过各自的搭扣扣在左、右压书滑块之上，搭扣与压书滑块之间有弹簧连接；压书电机固定在底板上，该压书电机通过齿轮副驱动曲柄连杆机构，该曲柄连杆机构与所述的左、右压书滑块相连接；

所述的翻页机构包括：翻页电机、主翻页臂、粘书杆、辅助翻页杆、第一舵机和第二舵机，所述的翻页电机固定在底板上，翻页电机与主翻页臂相连接，主翻页臂上安装有第一舵机和第二舵机，分别与辅助翻页杆和粘书杆相连接，粘书杆的末端装有有机高分子胶。

所述的曲柄连杆机构包括：第一连杆、第二连杆、第三连杆、第四连杆和主轴；第二连杆、第三连杆的一端分别与左、右压书滑块相连接，另一端分别与第一连杆、第四连杆的一端相连，第一连杆、第四连杆的另一端分别与所述的主轴的两端相连，该主轴与压书电机相连接。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

(1)采用V型置书机构，大幅减小书页展开时的扭曲形变，并进一步利用V型压板将书页整体压平，使页面拍摄时能获得较好的图像质量。对书籍进行翻页扫描操作时，首先将书籍放在V型置机构上，调节活动置书板，以适应不同尺寸书籍，并通过调节旋钮将书籍固定。而后执行翻页操作，初始时，粘书杆与辅助翻页杆位于主翻页臂平行位置，翻页电机驱动主翻页臂旋转，第二舵机驱动粘书杆转动至与主翻页臂平行垂直位置，当粘书杆末端的有机高分子胶粘住书页后，翻页电机反转，同时辅助翻页杆在第一舵机的驱动下转动至与主翻页臂垂直位置，并与粘书杆一同“夹住”书页，翻页电机转动至一定位置后，粘书杆与辅助翻页杆分别收回至初始位置，翻页完成。此时，固定于底板上的压书电机旋转，驱动曲柄连杆机构动作，带动左、右压书滑块向下滑动，V型压板开始一同下降。当压板受到书页阻挡后，不再下降，而左、右滑块在曲柄连杆机构的带动下降至可达到的最低位置，左、右弹簧被拉伸，V型压板在拉力作用下将书页整体压平，便于书页拍摄。与此同时，由于V型置书机构的底座可沿置书导轨水平滑动，在压书作用下，书籍的中心将始终处在同一竖直平面上，这使得被拍摄页面始终能正对相机。页面拍摄完成后，压书电机继续驱动曲柄连杆机构运动，并带动V型压板上升至可达到的最高位置。

(2)结构简单合理、自动化程度高、使用范围广。对于不同厚度、不同尺寸的书籍都能够进行相应的调节，V型置书机构以及相应的压书机构使书页在被扫描拍摄时保持平整，从而保证了书籍翻页扫描时的页面质量。

附图说明

图1是本发明高速批量图书电子化机构的结构示意图。

图2是本发明中V型置书机构的结构示意图。

图3是本发明中压书机构的结构示意图。

图4是本发明中翻页机构的结构示意图。

图中：1-底板、2-V型置书机构、3-压书机构、4-翻页机构、5-置书滑轨、6-底座、7-固定置书板、8-导向轴、9-活动置书板、10-调节旋钮、11-置书滑块、12-左压书滑轨、13-第一连杆、14-第二连杆、15-左压书滑块、16-左弹簧、17-左搭扣、18-左相机位、19-V型压板、20-右相机位、21-右搭扣、22-右弹簧、23-右压书滑块、24-第三连杆、25-第四连杆、26-右压书滑轨、27-主轴、28-压书电机、29-齿轮副、30-翻页电机、31-主翻页臂、32-粘书杆、33-辅助翻页杆、34-第一舵机、35-第二舵机。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明，但不应以此限制本发明的保护范围。

图1是本发明高速批量图书电子化机构的结构示意，如图所示，一种高速批量图书电子化机构，包括底板1，在该底板上设有V型置书机构2、压书机构3和翻页机构4；

所述的V型置书机构2包括：固定置书板7、底座6、活动置书板9、导向轴8、调节旋钮10、置书滑轨5和置书滑块11，所述的固定置书板7安装在所述的底座的一侧边上，该底座的下方固定在所述的置书滑块上，该置书滑块11置于所述的置书滑轨上，可沿固定在底板1上的置书滑轨5水平移动，所述的导向轴8穿过所述的活动置书板9并固定在所述的底座6内，所述的活动置书板9可沿导向轴8水平移动，所述的调节旋钮10穿过底座6的另一侧边的螺孔与所述的活动置书板9的相连；

所述的压书机构3包括：一对左、右压书滑轨12,26、一对左、右压书滑块15，23、一对左、右弹簧16,22、一对左、右搭扣17,21、一对左、右相机位18,20、V型压板19、压书电机28、齿轮副29和曲柄连杆机构，左、右压书滑轨竖直固定在底板上，并分别装有左、右压书滑块；所述的左、右相机位分别固定在左、右压书滑轨的顶部；V型压板的两侧各固定有一个搭扣，并通过各自的搭扣扣在左、右压书滑块之上，搭扣与压书滑块之间有弹簧连接；压书电机固定在底板上，该压书电机通过齿轮副驱动曲柄连杆机构，该曲柄连杆机构与所述的左、右压书滑块相连接；

所述的翻页机构4包括：翻页电机30、主翻页臂31、粘书杆32、辅助翻页杆33、第一舵机34和第二舵机35，所述的翻页电机固定在底板上，翻页电机与主翻页臂相连接，主翻页臂上安装有第一舵机和第二舵机，分别与辅助翻页杆和粘书杆相连接，粘书杆的末端装有有机高分子胶。

所述的曲柄连杆机构包括：第一连杆13、第二连杆14、第三连杆24、第四连杆25和主轴27；第二连杆、第三连杆的一端分别与左、右压书滑块相连接，另一端分别与第一连杆、第四连杆的一端相连，第一连杆、第四连杆的另一端分别与所述的主轴的两端相连，该主轴与压书电机相连接。

本发明的工作过程：

首先将书籍放入V型置书机构2，调节活动置书板9的水平位置，使V型置书机构适应该厚度书籍，并通过调节旋钮10将书籍固定在V型置书机构内。而后开始对书籍进行翻页操作，初始时粘书杆32与辅助翻页杆33处于主翻页臂的平行位置。固定于底板上的翻页电机驱动主翻页臂旋转，与此同时，第二舵机驱动粘书杆朝书籍方向转动至与主翻页臂垂直位置。随着主翻页臂的运动，粘书杆与书页接触，位于其末端的有机高分子胶粘住书页。翻页电机反转，带动主翻页臂反向运动，书页被粘起，同时第一舵机驱动辅助翻页杆旋转至与主翻页臂垂直位置，与粘书杆一同“夹住”书页。翻页电机旋转至一定位置后，粘书杆与辅助翻页杆分别收回至初始位置，书页落于另一侧，翻页完成。此时，压书电机开始旋转，其通过齿轮副驱动曲柄连杆机构动作，从而带动左、右压书滑块沿各自滑轨向下运动，V型压板随压书滑块一同下降。随后V型压板与书页相接触，并由于受到阻挡不再下降，而左、右压书滑块在曲柄连杆的带动下将继续下降至可达到的最低位置，固定于V型压板上的搭扣将与各自压书滑块暂时分离，左、右弹簧被拉伸，V型压板由于受到弹簧拉力作用而将书页整体压平，可对书页进行拍摄。由于V型置书机构的底座可沿置书导轨水平滑动，在压书过程中，置书机构的水平位置会自动调节从而使书页与V型压板完全重合，书籍的中心将始终保持在同一竖直平面上，这使得被拍摄页面始终能正对相机。页面拍摄完成后，压书电机继续驱动曲柄连杆机构运动，并最终使V型压板上升至可达到的最高位置，便于下一个翻页动作。

Claims (2)

1.一种高速批量图书电子化机构，包括底板(1)，其特征在于，在该底板上设有V型置书机构(2)、压书机构(3)和翻页机构(4)；

所述的V型置书机构(2)包括：固定置书板(7)、底座(6)、活动置书板(9)、导向轴(8)、调节旋钮(10)、置书滑轨(5)和置书滑块(11)，所述的固定置书板(7)安装在所述的底座的一侧边上，该底座的下方固定在所述的置书滑块上，该置书滑块(11)置于所述的置书滑轨上，可沿固定在底板(1)上的置书滑轨(5)水平移动，所述的导向轴(8)穿过所述的活动置书板(9)并固定在所述的底座(6)内，所述的活动置书板(9)可沿导向轴(8)水平移动，所述的调节旋钮(10)穿过底座(6)的另一侧边的螺孔与所述的活动置书板(9)的相连；

所述的压书机构(3)包括：一对左、右压书滑轨(12,26)、一对左、右压书滑块(15，23)、一对左、右弹簧(16,22)、一对左、右搭扣(17,21)、一对左、右相机位(18,20)、V型压板(19)、压书电机(28)、齿轮副(29)和曲柄连杆机构，左、右压书滑轨竖直固定在底板上，并分别装有左、右压书滑块；所述的左、右相机位分别固定在左、右压书滑轨的顶部；V型压板的两侧各固定有一个搭扣，并通过各自的搭扣扣在左、右压书滑块之上，搭扣与压书滑块之间有弹簧连接；压书电机固定在底板上，该压书电机通过齿轮副驱动曲柄连杆机构，该曲柄连杆机构与所述的左、右压书滑块相连接；

所述的翻页机构(4)包括：翻页电机(30)、主翻页臂(31)、粘书杆(32)、辅助翻页杆(33)、第一舵机(34)和第二舵机(35)，所述的翻页电机固定在底板上，翻页电机与主翻页臂相连接，主翻页臂上安装有第一舵机和第二舵机，分别与辅助翻页杆和粘书杆相连接，粘书杆的末端装有有机高分子胶。

2.根据权利要求1所述的高速批量图书电子化机构，其特征在于：所述的曲柄连杆机构包括：第一连杆(13)、第二连杆(14)、第三连杆(24)、第四连杆(25)和主轴(27)；第二连杆、第三连杆的一端分别与左、右压书滑块相连接，另一端分别与第一连杆、第四连杆的一端相连，第一连杆、第四连杆的另一端分别与所述的主轴的两端相连，该主轴与压书电机相连接。