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1、自动翻书机的设计（一） 创意描述随着时代的进步和科技的发展，人们对弱势群体的关注不仅仅在于丰富他们的物质生活，而且深入到怎样满足他们的精神需要上。对于双手残疾的朋友们来说，想要看书相对比较困难。虽然他们也可以选择用电脑和特制的鼠标阅读电子书，但是长时问用电脑会对眼睛造成一定的伤害，而且不太经济。同样，对于双手被束缚的伤员、奏乐指挥人员与演凑者来说翻书这样简单的动作也成为一个很不方便的事情。于是，自动翻书机应需而生。此设计着重突出便携、廉价的特点通过分析此翻书机的设计要求等各方面的限制因素，采用玩具设计方式，以简单安全作为此设计的设计原则，设计了翻书机的基本结构。设计过程中参考了此类特殊人群的众
2、多建议，力求操作简单便捷，降低成本费用。尽力满足特殊人群的需要。（二） 设计任务该翻书机完成后应具备以下基本特征：(1)使用自动控制电路控制，用户在使用过程中只需用三个按钮完成对翻书机的操作，分别是前翻页、后翻页和复位。(2)主要工作机构尺寸在遮挡书页的面积控制在2cm2以内。整体设计成为可折叠的样式使翻书机往收起时幅面小大为A4纸幅面厚度控制存5cm以内。同时乐书扳折叠后成为一个盒子形状，便于携带。(3)能够精确的向前或者向后翻动一贞书,且动作迅速。(4)对书页幅面的大小具有良好的适应性，可以翻动横边宽度在820cm的书页，并且调节方便。(5)对于书厚度的适应性强，可以翻动厚度往5cm以下的
3、书籍。(6)可以使用普通干电池供电在家里或者办公室使用。（三） 设计需求明细表 自动翻书装置设计需求明细 第一页设计需求1大小 210x297x50 2重量10010克3能量 2节5号电池电池或电源适配器4信号 无线信号5安全性 操作安全6成本 500人民币7进度 2010/12/19完成总体设计8操作 在清洁、干燥的环境中操作，避免高温，将装置放于书本旁 9质量控制 保证电路连接的准确性10 材料 各种电路板和二极管、电容,摩擦轮，齿轮，轴等，温度控制在室温左右（四） 技术路线和方案1. 翻书动作分析自动翻书机所要实现的功能就是替代人的双手完成翻书的动作。人们在翻书的过程中，所完成的动作主要
4、是将要翻的书页从一侧移动到另一侧，同时完成书页的翻转动作，相当于书页围绕其装订边翻转约半周。2. 定本设计的动作方案本翻书机设计基本方案是使用捏纸机构和翻页机构两个部分来完成捏纸一翻页一放纸的动作过程，用控制电路完成。动作过程如下所述。如图1所示，捏纸部分装在翻页机构的摆臂上，捏纸机构将书页与翻页机构连接起来，然后由摆臂结构的摆动带动书页的翻动，待翻页动作全部完成后再将捏着的书页放开，其中各个步骤完成时用触动开关采集过程信号。图1 翻书动作分析3. 机构设计(1) 捏纸机构设计翻书机的主要工作环节就是实现准确地捏起一张纸。使书页与翻页臂连接在一起，从而在翻页臂的摆动中实现翻书的动作。图2中，有
5、两个摩擦轮进行对滚，其中一个摩擦轮压在纸面上。当摩擦轮转动时会使书页随摩擦轮的转动而移动。当书页的边到达摩擦轮的正下方时，由于此处摩擦轮对书页边的接触不再可靠，所以书页将不再继续移动。图2 摩擦轮移动书页示意图使用一个与摩擦轮同轴安装的刮片轮贴着下一层纸张的上表面刮动，便可以轻松而精确的刮起返一页纸张。如图3所示，继而纸张的边被两个摩擦轮卷入两者之间的缝隙中。图3 刮片辅助摩擦轮捏纸示意图(2) 翻页机构设计翻页机构是实现翻书功能的主要结构，此机构作用是实现翻页臂及其上的捏纸机构围绕翻页臂支掉轴作摆动运动，此设计中采用涡轮蜗杆及齿轮传动实现。如图4所示。图4 翻页机构设计示意图4. 制电路设计
6、翻书机的两个工作机构之间的动作协调使用自动控制电路控制。其间需要采集机构各个动作完成的信号，这些信号包括翻页臂摆动到位信号及捏纸信号。采集方式分别如下所述：翻页机构在带动翻页臂摆动时，需要在捏纸机构接触书本时继续运动，直到两机构联接处产生一定的相位差。连接弹簧拉紧时摆臂电机才停止运转，保证捏纸机构与书本的紧密接触。此过程中，两机构中连接处产生的相位差可以安装一个行程开关以采集信号。捏纸触动开关的设计方式，是使用纸张从捏纸的摩擦轮的中间轴伸出时，依靠纸张来顶动捏纸机构触动开关。控制电路结柬的方式是在捏纸机构放纸时计时3秒自动停止。自动控制电路可以采用单片机控制。也可以采用触发器与门电路组成的控制电路。