普通自动翻书机毕业设计说明书(编辑修改稿)

普通自动翻书机毕业设计说明书(编辑修改稿)内容摘要：

夹的开合。 ，以往作品采用平行于底边开槽的设计思路。 而我们设计出槽，对于不同大小的书，夹的位置显得更加合理，既能夹不同大小的书且不影响吸纸装置吸页。 ，我们的设计使用了单片机控制，实现了自动化、机电一体化，残疾朋友只需用脚或者其他部位触动开关，即可达到自动翻书的目的。 通过分析和借鉴现有的自动 翻书机设计，本课题设计一种能够满足使用要求的结构简单、线路控制简单、体积较小易携带、可折叠、成本低廉的自动翻书机。 该翻书机应满足的技术要求为： （ 1）模拟人手翻书方式，提取一页； （ 2）书页进行 180176。 翻转； （ 3）复位，并夹紧书； （ 4）可携带，可折叠； （ 5）自动完成翻书工作； （ 6）使用电路控制； （ 7）可使用电池工作，也可用插电方式工作； （ 8）可遥控控制。 陕西理工学院毕业设计论文 第 7 页 共 38 页 本翻书机 构 基本方案设计是使用搓纸机构和压页机构两个部分来完成以上动作过程，并用控制电路实现。 考虑到翻 书机能够折叠，故每个机构都分为左右两个机构，以完成各侧的功能。 左侧向右侧翻转书页时，用左侧搓纸机构搓左侧书页，当书页一半脱离原位置时，左侧的压页机构压住这侧其他的书页，防止多页翻转。 当书页接触右侧书页一半时，右侧侧的压页机构动作，压住新的书页，从而使左侧搓纸机构顺利的空回到原位置，准备下一次的翻页动作。 右侧向左侧翻书页，当书页一半脱离原位置时，右侧的压页机构压住这侧其他的书页，防止多页翻转。 当书页接触左侧书页一半时，左侧的压页机构动作，压住新的书页，从而使右侧搓纸机构顺利的空回到原位置，准备下一次的翻页。 搓纸机构 搓纸机构主要是完成书页从一侧翻转到另一侧。 现有的许多翻书机在实现书页翻转功能时采用两种机构：捏纸机构和翻页机构。 我经过多次试验，发现只要搓纸块与书页之间的摩擦力达到一定范围，增加搓纸距离就可以将书页翻转过去。 这样就可以只用搓纸机构即可实现单张书页的移动、翻转。 （ 1） 机构选择 本翻书机翻书采用直线式推进方式。 能够实现往复直线运动的机构有很多，但是最常见的机构 [是凸轮机构、曲柄滑块机构、螺旋机构、齿轮 齿条机构、链传动 [，此外，现在市场上出现的工业直线执行器也能实现直线运 动。 六种机构的比较如下： 表 21 六种机构比较 机构名称 优点 缺点 凸轮机构 几乎可以实现从动件的无限多种运动规律。 可以将凸轮的转动，变换凸轮从动件是高副接触，压强较大，易磨损，凸轮轮廓陕西理工学院毕业设计论文 第 8 页 共 38 页 为从动件的连续或间隙的往复运动或摆动。 线的制造精度对动力影响很敏感。 凸轮副对材料的选用和加工以及热处理要求较高。 曲柄滑块机构 连杆机构构件之间是转动低副连接，传动可靠，承载能力大，耐磨性好。 能实现多种运动形式的变换和多种运动规律的输出。 连杆机构中运动副元素多为圆柱面或平面，无需特殊机床加工，且加工精度容易 得到保证。 机械效率低，有惯性力 螺旋机构 能将回转运动变换为直线运动。 运动准确性高，且有很大的减速比；工作平稳、无噪声，可以传递很大的轴向力。 结构简单，制造方便。 由于螺旋副为面接触，且接触面间的相对滑动速度较大，故运动副表面摩擦、磨损较大，传动效率较低。 齿轮 齿条机构 承载大；移动速度中等 制造、安装精度要求较高，因而成本也较高。 链传动 链传动平均传动比准确 ,传动效率高，轴间距离适应范围较大 传动平稳性较差，工作中有一定的冲击和噪声。 工业直线执行器 易于接线；设计紧凑，适合在较小空间内使用 ；免维护；双向，可推动和拉动；坚固可靠；容易安装，运行仅需 2 条导线。 成本高 综上：本设计主要是结构简单紧凑、易操作、经济性好。 且考虑电气控制设计之后，选择曲柄滑块机构作为搓纸机构的动作机构。 压页机构 陕西理工学院毕业设计论文 第 9 页 共 38 页 压页机构也采用曲柄滑块机构。 在本设计中，压页电机带动曲柄旋转，曲柄通过连杆推动推杆沿滑槽做往复直线运动，推杆顶端的书夹随着推杆的运动做压书动作，曲柄旋转一圈，压一次书页。 为适应厚薄不同的书本，在推杆和书夹之间安装有弹簧，弹簧力保证书夹能够夹持住书页。 压页机构包括曲柄、连杆、推杆、书 夹、弹簧。 本翻书机 构 基本方案设计是使用 吸附 机构 、翻页 机构 和压页机构三 个部分来完成以上动作过程，并用控制电路实现。 考虑到翻书机能够折叠，故每个机构都分为左右两个 对称 机构，以完成各侧的功能。 本翻书机设计的动作过程为：左侧向右侧翻转书页时，用左侧吸附机构吸起左侧书页，当书页一半脱离原位置时，左侧的压页机构压住这侧其他的书页，防止多页翻转。 当书页接触右侧书页一半时，右侧的压页机构动作，压住新的书页，从而使左侧吸附机构顺利的复位，准备下一次的翻页动作。 右侧向左侧翻书页，当书页一半脱离原位置时，右侧 的压页机构压住这侧其他的书页，防止多页翻转。 当书页接触左侧书页一半时，左侧的压页机构动作，压住新的书页，从而使右侧吸附机构顺利的复位，准备下一次的翻页动作。 吸附机构 吸附主要作用是将书页吸起，以便翻页机构将书页翻过。 吸附机构可有两种方案：一是采用真空吸盘进行吸附书页，这种机构是通过真空泵使吸盘产生负压，从而使吸盘可吸附书页；二是采用带静电或者永久 磁性 的吸附头，该吸附头在接触书页时可将书页吸起，同样达到翻页效果。 为了节约成本和方便，这里采用我采用带静电或永久磁性的吸附头，为了能吸附不同大 小的书，吸附头采用内套形式，可根据需要自动的拔出或伸长。 翻页机构 翻页机构也是翻书机的重要部件之一，其主要作用是将吸附机构吸起的书页翻过，完成书本翻页动作。 翻页机构主要由翻页片和滑杆组成，在吸附机构吸起书页的同时，翻页片运动，从右向左，依滑杆滑动，将书页翻到另一面，完成翻书动作。 翻页片由树脂材料制作，轻巧灵便，可有效保护书籍不被划破。 翻页片从右至左，再陕西理工学院毕业设计论文 第 10 页 共 38 页 从左至右，则完成一次翻页动作。 为了适合不同厚度的书本，特在翻页片基部设置导向槽机构，在需要调整高度的时候，可将翻页片拔出，插入相应高度的导 向槽，导向槽共设置五个，以供不同厚度的书籍。 翻页机构由翻页杆和翻页片组成，有电动机带动转动，翻页杆上有五个槽，可供不同的需要的翻页臂插入和拔出，为了满足对翻不同厚度的书本的需要。 压页机构 压页机构也是本设计方案很重要的一部分，当一侧吸附机构吸起纸张翻页机构翻过纸张后，一侧的压页机构压住被翻过的余下的书，另一侧压页机构压住翻过来的新的一页，使得整个过程顺利的进行。 方案一： 在本设计中，翻页电机带动曲柄旋转，曲柄通过连杆推动推杆沿滑槽做往复直线运动，推杆顶端的搓纸块 随着推杆的运动做搓纸和复位动作。 为适应厚薄不同的书本，在推杆和搓纸块之间安装有弹簧，弹簧力如果不能保证搓纸块与书页之间的摩擦力，那么就会出现不能实现书页翻转的误操作。 还有如果搓纸块与书页之间的摩擦力不能达到一定的范围，搓纸距离不合适，就不能将书页翻转过去，也同样产生不能使书页顺利翻转的误操作。 本方案要精确的计算曲柄滑块各机构的尺寸，计算过程也相当的复杂。 最重要的不足之处是不容易实现对不同大小、厚度书本的翻页。 方案二：本方案有以下特点：①结构简单，易操作；②系统设计计算比较简单；③由于采用对称设计， 系统运动平稳，容易实现所需要的运动；④采用的吸附机构是嵌套的形式，能够随便的拔出和伸进， 不仅能够翻不同材料、不同厚度和不同大小的书页，而且不会损坏纸张。 ；⑤翻页臂上有五个不同的导向槽，可供翻页片的插入，满足对不同厚度的书本的翻页。 综上：为了满足对本设计任务的要求，实现不同大小、厚度的书本的翻页，而且 对书本没有太大磨损，造成损坏书本的后果， 经过对以上两个方案的优缺点比较之后，最后决定选择第二种方案为本设计所采取的最终方案。 陕西理工学院毕业设计论文 第 11 页 共 38 页 翻书动作方案确定 自动翻书机的功能就是代替人手完 成书页的翻转动作。 在翻书的过程中，人们主要完成的动作是把书页从一侧翻动到另一侧，即相当于在书页的移动过程中伴随着书页绕其装订边翻转 180 度。 本翻书机设计的动作过程为：左侧向右侧翻转书页时，用左侧吸附机构吸起左侧书页，当书页一半脱离原位置时，左侧的压页机构压住这侧其他的书页，防止多页翻转。 当书页接触右侧书页一半时，右侧的压页机构动作，压住新的书页，从而使左侧吸附机构顺利的复位，准备下一次的翻页动作。 右侧向左侧翻书页，当书页一半脱离原位置时，右侧的压页机构压住这侧其他的书页，防止多页翻转。 当书页接触左侧书页一 半时，左侧的压页机构动作，压住新的书页，从而使右侧吸附机构顺利的复位，准备下一次的翻页动作。 本翻书机基本方案设计是使用固定执行机构和翻书执行机构两个部分来完成以上动作过程，并用控制电路实现。 考虑到翻书机能够折叠，故每个机构都分为左右两个机构，以完成各侧的功能。 自动翻书机设计要求 ：将任何一本书放置好以后，能够保证固定在仪器上不会掉下来或者自动合上。 同时要能保证随意将书本放置和取出； ：最终目的就是能够实现自动翻页，这里所谓的自动翻页，是指可通过控制按照需求进行自动翻页 ，翻页包括前翻和后翻； ：采用电机； ：不能对书本有太大磨损，否则会损坏书本，减少使用率； ：不同的书本，应该都能实现自动翻页，因此要求使用的翻页机要有自适应能力，可以考虑静电力（或磁力）可调的机构。 陕西理工学院毕业设计论文 第 12 页 共 38 页 自动翻书机原始参数 项目 参数 驱动方式 步进电机驱动 翻页速度 12页 /分钟 可扫描书本 16K和 32K页面 长宽高 600 400 800mm 自重 自动翻书机系统方案 根据对翻书动作的确定和设计任务 的要求，初步设计了如下图图 1 所示的自动翻书机系统示意图，它主要由固定执行机构、翻书执行机构、升降执行机构、电机驱动执行机构和自动控制执行机构五部分构成。 图 书本固定夹 固定执行机构用于保证书本翻页扫描过程中不发生滑动现象。 根据翻页的流程可知，只要对书本左右两端固定，可有效防止整体书本滑动，对书页上端进行钢性固定，可在翻页的同时固定未执行翻页操作的书页，防止干扰正在执行的翻书操作。 陕西理工学院毕业设计论文 第 13 页 共 38 页 如图 2 所示为书本固定夹，其主要作用是固定书本，防止在工作中其他原因使得书本滑动。 在翻书工作前，先将书本封面翻开，并将前后封面固定在书本固定夹。 在翻书机支撑板中央部位，即在书本固定夹工作方向有凹槽，可用于书本固定夹的前后移动，便于夹持不同大小的书本，方便可靠。 它的脚下那有一个Φ 5 的螺纹孔，一共螺栓插入，达到固定它的作用。 图 书本固定夹 支撑板 支撑板是设计中重要的一部分，它是书本放置和固定的地方，也是整个运动过程顺利进行的保证，参考实际常见书本的大小，设计该支撑板为长为 600mm、宽为 400mm、高为 800mm 的长方体，顺着长度的方向对称有宽 30mm、高 20mm 的矩形，这是因为要在长度方向和高度方向打孔，用以连接翻页臂上的孔与电动机轴的主轴，凸轮孔和电动机主轴的连接。 还有压页支撑座的固定。 板中心也有螺纹孔，用来和脚架子的相互固定。 陕西理工学院毕业设计论文 第 14 页 共 38 页 图 支撑板 2.. 吸附机构 吸附机构是翻书机重要部件之一，主要作用是将书页吸起，以便翻页机构将书页翻过。 吸附机构可有两种方案：一是采用真空吸盘进行吸附书页，这种机构是通过真空泵使吸盘产生负压，从而使吸盘可吸附书页；二是采用带静电或者永久 磁性 的吸附头，该吸附头在接触书页时可将书页吸起，同样达到翻 页效果。 陕西理工学院毕业设计论文 第 15 页。