申请/专利权人：西南石油大学

申请日：2019-06-04

公开（公告）日：2024-04-05

公开（公告）号：CN110053063B

主分类号：B25J11/00

分类号：B25J11/00;B25J15/06

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.04.05#授权;2024.03.26#著录事项变更;2019.08.20#实质审查的生效;2019.07.26#公开

摘要：本发明提供一种高精度自动翻书机器人，机器人主要由以下部分组成：支撑框架26、底板32、曲柄推杆机构34、压书机械臂30、放书台33、吸附翻页装置28、拨页装置31。本发明的高精度自动翻书机器人可适应不同尺寸、不同厚度的书本，所述吸附翻页装置28可将翻开的书本展平，然后通过压书机械臂30将书本固定，所述吸附翻页装置28可实现搓书、吸书，所述拨页装置31将吸起的书页拨到另一端实现翻页，所述吸附翻页装置28与拨页装置31的配合翻书过程避免了多翻页、漏翻页的情况。

主权项：1.一种高精度自动翻书机器人，包括：支撑框架（26）、底板（32）、曲柄推杆机构（34）、压书机械臂（30）、放书台（33）、吸附翻页装置（28）、拨页装置（31），其特征在于：所述支撑框架（26）最下方装有底板（32）；所述底板（32）中部装有曲柄推杆机构（34）；所述拨页装置（31）固定在放书台（33）一侧；所述压书机械臂（30）通过连接板（4）与曲柄推杆机构（34）连接在一起；所述放书台（33）通过铜柱支撑在曲柄推杆机构（34）正上方；所述放书台（33）正上方安装有吸附翻页装置（28）；所述吸附翻页装置（28）与支撑框架上方第一固定板（27）和第二固定板（29）相连，固定于支撑框架（26）上方；所述曲柄推杆机构（34）由第一舵机（5）、舵机臂（6）、两根直线滑杆（2）、四个支座（1）、四个滑块（35）、两根舵机拉杆（3）组成，所述第一舵机（5）安装于底板（32）正中间，所述舵机臂（6）固定在第一舵机（5）上，所述两根直线滑杆（2）平行放置并固定在四个支座（1）上，所述四个滑块（35）分别安装在两根直线滑杆（2）上，所述两根直线滑杆（2）同一侧的两个滑块（35）通过连接板（4）连接在一起，所述舵机拉杆（3）两端分别固定在连接板（4）和第一舵机（5）上；所述压书机械臂（30）由压书臂（8）、第二舵机（9）和舵机支架（10）组成，所述压书臂（8）固定在第二舵机（9）上，所述第二舵机（9）安装在舵机支架（10）上，所述舵机支架（10）固定在连接板（4）上，通过控制第一舵机（5），使压书机械臂（30）在放书台（33）两侧移动；所述吸附翻页装置（28）由第一步进电机（17）、第二步进电机（14）、第一滑轨（16）、第二滑轨（12）、第一滑块（15）、第二滑块（13）、第三滑块（11）、滑槽（20）、电动伸缩杆（18）、真空气泵（19）和气泵吸盘（21）组成，所述滑槽（20）安装在支撑框架（26）上方第一固定板（27）上，所述第一滑轨（16）固定在第二固定板（29）上，所述第一滑块（15）安装在第一滑轨（16）上，第二滑块（13）安装在第二滑轨（12）上，第三滑块（11）安装在滑槽（20）上，所述第二滑轨（12）与第一滑轨（16）相互垂直，第二滑轨（12）一端固定在第一滑块（15）上，另一端固定在第三滑块（11）上，所述电动伸缩杆（18）竖直固定于第二滑块（13）上，真空气泵（19）固定于电动伸缩杆（18）底部，气泵吸盘（21）固定于电动伸缩杆（18）的顶端，通过控制第一步进电机（17）、第二步进电机（14）和电动伸缩杆（18）使得气泵吸盘（21）在空间中实现三维运动，通过控制真空气泵（19）的通断实现气泵吸盘（21）对书页的吸起与放下；所述拨页装置由第三舵机（25）、第四舵机（23）、拨页杆（22）和旋转云台（24）组成，拨页杆（22）通过联轴器固定在第四舵机（23）上，第四舵机（23）固定在旋转云台（24）上，旋转云台（24）可360°旋转，控制第三舵机（25）驱动拨页杆（22）在水平方向旋转，控制第四舵机（23）驱动拨页杆（22）在竖直方向旋转。

全文数据：一种高精度自动翻书机器人技术领域本发明涉及机械技术领域，具体涉及一种高精度自动翻书机器人。背景技术随着互联网技术的迅速发展，人们的学习和阅读方式渐渐的从纸质书籍转变为电子书籍，但有着大量的书籍没有电子版，于是如何将纸质书籍的内容转换成电子书就成了一个比较困难的问题。目前比较普遍的是将一页一页的书进行扫描将纸质书转化为电子书，但是如何实现翻页变成了一个难题，很多古老的书籍在翻书过程中容易损坏，且现有的翻书装置精度不高，容易出现多翻页、漏翻页的情况。如已公开的专利：CN107053194A，该专利的翻书结构仅为真空吸盘，容易出现多翻页、漏翻页的情况，本发明的高精度自动翻书机器人通过实现压书、搓书、吸书、擀书相结合，提高了翻书的精度，避免对书的破环。2019年最新中国老年人口统计数据和残障人士统计数据显示，我国目前60岁以上人口21242万人，占总人口的15.5％，全球约有4500万盲人，1.25亿人视力受到损伤，中国在册有残疾证书的盲人超过500万，占全世界盲人总数的18％，以及数以万计的肢体残疾人士，他们的学习生活、休闲娱乐受到严重制约。发明内容本发明的目的在于提供一种完善、安全、高精度的自动翻书机器人，实现大量图书自动电子化存储，解决残障人士阅读学习困难的问题。本发明为实现以上目的，通过以下方案实现：一种高精度自动翻书机器人，包括：支撑框架、底板、曲柄推杆机构、压书机械臂、放书台、吸附翻页装置、拨页装置，其特征在于：所述支撑框架最下方装有底板，底板作为支撑曲柄推杆机构和放书台的平台，所述底板中部装有曲柄推杆机构，所述拨页装置固定在放书台一侧，所述压书机械臂通过连接板与曲柄推杆机构连接在一起，所述放书台通过铜柱支撑在曲柄推杆机构正上方，所述放书台正上方安装有吸附翻页装置，所述吸附翻页装置与支撑框架上方两块固定板相连固定于支撑框架上方。所述支撑架采用铝型材材质，支撑架为立方体框架。所述曲柄推杆机构由第一舵机、两根直线滑杆、四个支座、四个滑块、舵机拉杆组成，所述第一舵机安装于底板正中间，控制器控制第一舵机实现180°旋转，驱使压书机械臂在水平方向上左右移动，所述两根直线滑杆平行放置并固定在四个支座上，所述两根直线滑杆上分别安装两个滑块，所述两根直线滑杆同一侧的两个滑块通过连接板连接在一起，所述舵机拉杆两端分别固定在连接板和第一舵机上，所述压书机械臂固定在连接板上。所述吸附翻页装置由第一步进电机、第二步进电机、第一滑轨、第二滑轨、第一滑块、第二滑块、第三滑块、滑槽、电动伸缩杆、真空气泵和真空吸盘组成，所述滑槽安装支撑框架上方第一固定板上，所述第一滑轨固定在第二固定板上，所述第一滑块安装在第一滑轨上，第二滑块安装在第二滑轨上，第三滑块安装在滑槽上，所述第二滑轨与第一滑轨相互垂直，第二滑轨一端固定在第一滑块上，另一端固定在第三滑块上，所述电动伸缩杆竖直固定于第二滑块上，真空气泵固定于电动伸缩杆底部，气泵吸盘固定于电动伸缩杆的顶端，通过控制第一步进电机、第二步进电机和电动伸缩杆使得气泵吸盘在空间中实现三维运动，通过控制真空气泵的通断控制书页的吸起与放下。所述拨页装置由第三舵机、第四舵机、拨页杆和云台组成，拨页杆通过联轴器固定在第四舵机上，第四舵机固定在云台上，云台可360°旋转，控制第三舵机和第四舵机驱动拨页杆在水平和竖直方向旋转。所述真空吸盘可实现搓书再吸书，避免多翻页的情况。所述真空吸盘可将书本展平，展平后通过压书机械臂将其固定，避免读者阅读时页面不平的情况。所述拨页装置和吸附翻页装置配合翻书，避免真空吸盘将书页吸起后掉落，从而出现翻书漏页的情况。对比现有技术，本发明的有益效果在于：1、本发明通过吸附翻页装置的三维运动带动吸盘实现搓书、擀书、压书，避免翻书时出现多翻页情况和使读者在阅读时书本处于平面状态。2、本发明通过曲柄推杆结构实现不同尺寸书本的固定，实用性强。3、本发明通过控制器对电动伸缩杆和压书夹的动态控制，实现书本厚度自适应，实用性强。4、本发明通过拨页装置辅助真空吸盘翻页，避免翻页时出现漏页的情况。5、本发明三维运动控制机构在翻页结束后自动回到原点，通过对步进电机行程的记录可实现吸盘在书页上的精准定位。6、本发明自动翻书装置模拟人手的动作，解放双手，提高了学习效率。附图说明图1为本发明的整体结构示意图。图2为本发明实施例的曲柄推杆结构示意图。图3为本发明实施例的压书机械臂的结构示意图。图4为本发明实施例的吸附翻页装置的结构示意图。图5为本发明实施例的拨页装置的结构示意图。图中：1.支座，2.直线滑杆，3.舵机拉杆，4.连接板，5.第一舵机，6.舵机臂，7.底板，8.压书臂，9.第二舵机，10.舵机支架，11.第三滑块，12.第二滑轨，13.第二滑块，14.第二步进电机，15.第一滑块，16.第一滑轨，17.第一步进电机，18.电动伸缩杆，19.真空气泵，20.滑槽，21.气泵吸盘，22.拨页杆，23.第四舵机，24.旋转云台，25.第三舵机，26.支撑框架，27.第一固定板，28.吸附翻页装置，29.第二固定板，30.压书机械臂，31.拨页装置，32.底板，33.放书台，34.曲柄推杆机构，35.滑块。具体实施方式下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通的技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。图1为本发明实施例的一种高精度自动翻书机器人，包括：支撑框架26，所述支撑框架26为该机器人的总支撑架构，支撑框架26由铝型材组成，结构为的立方体；如图2所示曲柄推杆机构34，所述曲柄推杆机构34由第一舵机5、舵机臂6、两根直线滑杆2、四个支座1、四个滑块35、舵机拉杆3组成，所述第一舵机5安装于底板7正中间，所述舵机臂6固定在第一舵机5上，所述两根直线滑杆2平行放置并固定在四个支座1上，所述两根直线滑杆2上分别安装两个滑块35，所述两根直线滑杆2同一侧的两个滑块35通过连接板4连接在一起，所述舵机拉杆3两端分别固定在连接板4和第一舵机5上。通过控制第一舵机5，驱使舵机臂6旋转，带动压书机械臂30沿直线滑杆2方向水平运动，以固定不同大小的书本。如图3所示压书机械臂30，所述压书机械臂30由压书臂8、第二舵机9和舵机支架10组成，所述压书臂8固定在第二舵机9上，所述第二舵机9安装在舵机支架10上，所述舵机支架10固定在连接板4上。如图4所示吸附翻页装置28，所述吸附翻页装置28由第一步进电机17、第二步进电机14、第一滑轨16、第二滑轨12、第一滑块15、第二滑块13、第三滑块11、滑槽20、电动伸缩杆18、真空气泵19和气泵吸盘21组成，所述滑槽20安装支撑框架26上方第一固定板27上，所述第一滑轨16固定在第二固定板29上，所述第一滑块15安装在第一滑轨16上，第二滑块13安装在第二滑轨12上，第三滑块11安装在滑槽20上，所述第二滑轨12与第一滑轨16相互垂直，第二滑轨12一端固定在第一滑块15上，另一端固定在第三滑块11上，所述电动伸缩杆18竖直固定于第二滑块13上，真空气泵19固定于电动伸缩杆18底部，气泵吸盘21固定于电动伸缩杆18的顶端，通过控制第一步进电机17、第二步进电机14和电动伸缩杆18使得气泵吸盘21在空间中实现三维运动，通过控制真空气泵19的通断控制书页的吸起与放下。如图5所示拨页装置31，所述拨页装置31由第三舵机25、第四舵机23、拨页杆22和旋转云台24组成，拨页杆22通过联轴器固定在第四舵机23上，第四舵机23固定在旋转云台24上，旋转云台24可360°旋转，控制第三舵机25驱动拨页杆22在水平方向旋转，控制第四舵机23驱动拨页杆22在竖直方向旋转。主控制器，采用STM32控制器，用于控制机器人执行翻书操作。

权利要求：1.本发明提供一种高精度自动翻书机器人，包括：支撑框架26、底板32、曲柄推杆机构34、压书机械臂30、放书台33、吸附翻页装置28、拨页装置31，其特征在于：所述支撑框架26最下方装有底板32；所述底板32中部装有曲柄推杆机构34；所述拨页装置31固定在放书台33一侧；所述压书机械臂30通过连接板4与曲柄推杆机构34连接在一起；所述放书台33通过铜柱支撑在曲柄推杆机构34正上方；所述放书台33正上方安装有吸附翻页装置28；所述吸附翻页装置28与支撑框架上方第一固定板27和第二固定板29相连固定于支撑框架26上方。2.根据权利要求1所述一种高精度自动翻书机器人，其特征在于：所述曲柄推杆机构34由第一舵机5、舵机臂6、两根直线滑杆2、四个支座1、四个滑块35、两根舵机拉杆3组成，所述第一舵机5安装于底板32正中间，所述舵机臂6固定在第一舵机5上，所述两根直线滑杆2平行放置并固定在四个支座1上，所述四个滑块35分别安装在两根直线滑杆2上，所述两根直线滑杆2同一侧的两个滑块35通过连接板4连接在一起，所述舵机拉杆3两端分别固定在连接板4和第一舵机5上。3.根据权利要求1所述一种高精度自动翻书机器人，其特征在于：所述压书机械臂30由压书臂8、第二舵机9和舵机支架10组成，所述压书臂8固定在第二舵机9上，所述第二舵机9安装在舵机支架10上，所述舵机支架10固定在连接板4上，通过控制第一舵机5，使压书机械臂30在放书台33两侧移动。4.根据权利要求1所述一种高精度自动翻书机器人，其特征在于：所述吸附翻页装置28由第一步进电机17、第二步进电机14、第一滑轨16、第二滑轨12、第一滑块15、第二滑块13、第三滑块11、滑槽20、电动伸缩杆18、真空气泵19和气泵吸盘21组成，所述滑槽20安装支撑框架26上方第一固定板27上，所述第一滑轨16固定在第二固定板29上，所述第一滑块15安装在第一滑轨16上，第二滑块13安装在第二滑轨12上，第三滑块11安装在滑槽20上，所述第二滑轨12与第一滑轨16相互垂直，第二滑轨12一端固定在第一滑块15上，另一端固定在第三滑块11上，所述电动伸缩杆18竖直固定于第二滑块13上，真空气泵19固定于电动伸缩杆18底部，气泵吸盘21固定于电动伸缩杆18的顶端，通过控制第一步进电机17、第二步进电机14和电动伸缩杆18使得气泵吸盘21在空间中实现三维运动，通过控制真空气泵19的通断实现气泵吸盘21对书页的吸起与放下。5.根据权利要求1所述一种高精度自动翻书机器人，其特征在于：所述拨页装置由第三舵机25、第四舵机23、拨页杆22和旋转云台24组成，拨页杆22通过联轴器固定在第四舵机23上，第四舵机23固定在旋转云台24上，旋转云台24可360°旋转，控制第三舵机25驱动拨页杆22在水平方向旋转，控制第四舵机23驱动拨页杆22在竖直方向旋转。6.根据权利要求5所述一种高精度自动翻书机器人，其特征在于：所述气泵吸盘21先搓书再吸书，避免多翻页的情况。7.根据权利要求5所述一种高精度自动翻书机器人，其特征在于：所述气泵吸盘21可将书本展平，展平后通过压书机械臂30将其固定，避免在读者阅读时发生页面不平的情况。8.根据权利要求5或6所述一种高精度自动翻书机器人，其特征在于：所述拨页装置31和吸附翻页装置28配合翻书，避免气泵吸盘21将书页吸起后掉落，导致翻书漏页的情况发生。

百度查询： 西南石油大学 一种高精度自动翻书机器人

免责声明
1、本报告根据公开、合法渠道获得相关数据和信息，力求客观、公正，但并不保证数据的最终完整性和准确性。
2、报告中的分析和结论仅反映本公司于发布本报告当日的职业理解，仅供参考使用，不能作为本公司承担任何法律责任的依据或者凭证。

阅读全文 双屏查看 官方信息 专利公告 收藏专利 下载PDF 下载WORD