本實(shí)用新型涉及一種翻書(shū)機(jī)，屬機(jī)械自動(dòng)化領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

目前現(xiàn)有技術(shù)中已經(jīng)出現(xiàn)了很多機(jī)械式翻書(shū)機(jī)，然而這些翻書(shū)機(jī)的控制方式?jīng)]有得到重視和深入研究，依然采用使用者肢體直接控制的方式控制機(jī)械結(jié)構(gòu)完成翻書(shū)過(guò)程，導(dǎo)致其控制過(guò)程繁瑣，操作方式復(fù)雜，結(jié)構(gòu)笨重。如：

CN104924802A公開(kāi)了一種《殘疾人頭部控制自動(dòng)翻書(shū)機(jī)》，包括頭戴式動(dòng)作采集器與自動(dòng)翻書(shū)機(jī)兩部分。頭部姿態(tài)采集器通過(guò)對(duì)頭部姿態(tài)角進(jìn)行綜合分析，識(shí)別頭部動(dòng)作及其對(duì)應(yīng)的指令，通過(guò)無(wú)線通信模塊發(fā)送相應(yīng)指令到自動(dòng)翻書(shū)機(jī)；翻書(shū)機(jī)通過(guò)聲納檢測(cè)是否有人看書(shū)，如果有，則根據(jù)指令控制翻書(shū)機(jī)的機(jī)械臂展開(kāi)、收起或控制左翻頁(yè)、右翻頁(yè)。當(dāng)考慮到力度、能量消耗等因素，使用者頭部做出不同動(dòng)作的難易程度也不盡相同，并且舒適度較低，因此不適合使用者長(zhǎng)時(shí)間使用。

CN204547411U公開(kāi)了一種《一種半自動(dòng)翻書(shū)機(jī)》，包括支撐部分和翻書(shū)部分。彈簧穿在直桿上，直桿的兩端分別于拉輪主動(dòng)盤連接。丁字桿與從動(dòng)盤固定，軸與丁字桿和推動(dòng)桿連接，滑車安裝在滑道中，滑車與推動(dòng)桿的推動(dòng)桿連接，翻書(shū)桿穿在滑車的實(shí)心桿上并與固定棒和翻書(shū)桿活動(dòng)連接。固定架穿在搓書(shū)棒上并與固定槽連接。搓書(shū)棒安裝在搓書(shū)盤中，丁字桿與搓書(shū)盤連接。鋼絲繩的兩端分別系在拉輪和系繩環(huán)上，架臺(tái)支桌上?？梢?jiàn)，該翻書(shū)機(jī)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，操作繁瑣，不利于肢體行動(dòng)不便的人士使用。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題在于提供一種翻書(shū)機(jī)，克服現(xiàn)有的翻書(shū)機(jī)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、操作繁瑣的問(wèn)題。

本實(shí)用新型是這樣實(shí)現(xiàn)的，一種翻書(shū)機(jī)，包括：用于支撐其他部件并放置圖書(shū)的支撐板，在所述支撐板的兩側(cè)設(shè)置豎直絲杠；豎直絲杠的頂部為頂梁，頂梁上放置Kinnet圖像傳感器；其中，在兩側(cè)豎直絲杠的下方，支撐板上分別設(shè)置與絲杠連接的第一步進(jìn)電機(jī)與第二步進(jìn)電機(jī)，通過(guò)第一步進(jìn)電機(jī)與第二步進(jìn)電機(jī)帶動(dòng)豎直絲杠的轉(zhuǎn)動(dòng)，在兩側(cè)豎直絲杠之間與豎直絲杠相配合安裝有風(fēng)機(jī)支架，在所述風(fēng)機(jī)支架一端的豎直絲杠上安裝第三步進(jìn)電機(jī)，所述第三步進(jìn)電機(jī)通過(guò)同步輪帶動(dòng)履帶與風(fēng)機(jī)相連，在所述風(fēng)機(jī)的下方安裝有接近開(kāi)關(guān)；在所述支撐板的后端固定有一第四步進(jìn)電機(jī)，所述第四步進(jìn)電機(jī)的輸出軸上連接有翻書(shū)棒，在第四步進(jìn)電機(jī)的帶動(dòng)下轉(zhuǎn)動(dòng)。

進(jìn)一步地，所述履帶為V型帶。

進(jìn)一步地，還包括有控制電路連接驅(qū)動(dòng)電機(jī)，所述驅(qū)動(dòng)電路與各步進(jìn)電機(jī)以及風(fēng)機(jī)連接后用于驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)與風(fēng)機(jī)。

進(jìn)一步地，所述控制電路采用型號(hào)為STM32F103ZET6的ARM控制器，所述驅(qū)動(dòng)電路采用的是L298N電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路。

進(jìn)一步地，所述Kinect圖像傳感器通過(guò)轉(zhuǎn)接器連接在計(jì)算機(jī)上；計(jì)算機(jī)與控制電路采用USB線連接。

進(jìn)一步地，所述的接近開(kāi)關(guān)連接在所述控制電路的輸出端。

本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，有益效果在于：

本實(shí)用新型使用Kinect圖像傳感器采集使用者肢體深度圖像數(shù)據(jù)和骨骼圖像數(shù)據(jù)，采用了四個(gè)步進(jìn)電機(jī)以及風(fēng)機(jī)的吸力控制翻書(shū)，克服了傳統(tǒng)翻書(shū)機(jī)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，操作不便的缺點(diǎn)。

附圖說(shuō)明

圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例提供的設(shè)備結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例提供的設(shè)備電路結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

為了使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本實(shí)用新型，并不用于限定本實(shí)用新型。

參見(jiàn)圖1，翻書(shū)機(jī)包括：用于支撐其他部件并放置圖書(shū)的支撐板1，在支撐架1的兩側(cè)設(shè)置豎直絲杠14；豎直絲杠14通過(guò)步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)，在豎直絲杠14的頂部為頂梁15，頂梁15上放置Kinnet圖像傳感器10；在兩側(cè)豎直絲杠的下方，支撐板上分別設(shè)置與絲杠連接的第一步進(jìn)電機(jī)2與第二步進(jìn)電機(jī)7(圖1中的位置，由于擋住了沒(méi)畫(huà)出來(lái))，通過(guò)第一步進(jìn)電機(jī)2與第二步進(jìn)電機(jī)7帶動(dòng)豎直絲杠14的轉(zhuǎn)動(dòng)，從而可以達(dá)到調(diào)節(jié)高度的要求，在兩側(cè)豎直絲杠之間與豎直絲杠相配合安裝有風(fēng)機(jī)支架8，通過(guò)調(diào)節(jié)絲杠，絲杠帶動(dòng)風(fēng)機(jī)支架上升與下降，風(fēng)機(jī)支架8與絲杠之間為配合連接結(jié)構(gòu)，可以隨時(shí)絲杠的轉(zhuǎn)動(dòng)而上升與下降，在風(fēng)機(jī)支架8一端的豎直絲杠上安裝第三步進(jìn)電機(jī)3，使得風(fēng)機(jī)5可以在風(fēng)機(jī)支架8上從完成從一端到另一端的來(lái)回移動(dòng)，第三步進(jìn)電機(jī)3通過(guò)同步輪帶動(dòng)履帶與風(fēng)機(jī)相連，通過(guò)帶動(dòng)履帶而帶動(dòng)風(fēng)機(jī)來(lái)回移動(dòng)，在風(fēng)機(jī)5的下方以及在第三步進(jìn)電機(jī)的下方均安裝有接近開(kāi)關(guān)13，因此可以根據(jù)接近開(kāi)關(guān)來(lái)操作豎直絲杠的上下運(yùn)行，在所述支撐板的后端固定有一第四步進(jìn)電機(jī)4，所述第四步進(jìn)電機(jī)4的輸出軸上連接有翻書(shū)棒6，在第四步進(jìn)電機(jī)4的帶動(dòng)下轉(zhuǎn)動(dòng)。此翻書(shū)棒類似于一個(gè)螺旋槳一樣可以在一定的角度內(nèi)在水平面上轉(zhuǎn)動(dòng)，而且根據(jù)正翻書(shū)與反翻書(shū)，翻書(shū)棒的轉(zhuǎn)動(dòng)方向不同。

參見(jiàn)圖2結(jié)合圖1所示，翻書(shū)器的控制部分包括：由負(fù)責(zé)圖像信息采集的Kinnet圖像傳感器、控制電路、以及驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)以及風(fēng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)電路：

控制電路連接驅(qū)動(dòng)電機(jī)，所述驅(qū)動(dòng)電路與各步進(jìn)電機(jī)以及風(fēng)機(jī)連接后用于驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)與風(fēng)機(jī)?？刂齐娐凡捎眯吞?hào)為STM32F103ZET6的ARM控制器，所述驅(qū)動(dòng)電路采用的是L298N電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路。Kinect圖像傳感器通過(guò)轉(zhuǎn)接器11連接在計(jì)算機(jī)12上；計(jì)算機(jī)12與控制電路采用USB線9連接。

驅(qū)動(dòng)電路，是由步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)和風(fēng)機(jī)驅(qū)動(dòng)組成，步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)為四個(gè)L298N驅(qū)動(dòng)模塊。驅(qū)動(dòng)電路采用的電源為直流+12V和直流+5V。風(fēng)機(jī)直接由+12V直流電源驅(qū)動(dòng)。

其中，計(jì)算機(jī)和Kinect圖像傳感器通過(guò)轉(zhuǎn)接器連接；計(jì)算機(jī)與驅(qū)動(dòng)電路的ARM控制器為USB線連接，控制電路與驅(qū)動(dòng)電路為線連接，驅(qū)動(dòng)電路與機(jī)械部分為線連接。

由計(jì)算機(jī)控制Kinect圖像傳感器捕獲到使用者的深度圖像數(shù)據(jù)和骨骼圖像數(shù)據(jù)，機(jī)器學(xué)習(xí)部分通過(guò)開(kāi)機(jī)初始化的過(guò)程中，人為設(shè)置初始化參數(shù)，對(duì)Kinect獲得的數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)學(xué)習(xí)和模板匹配，模板圖像信息是先前存儲(chǔ)的使用者肢體圖像，用來(lái)不斷適應(yīng)使用者動(dòng)作習(xí)慣，之后進(jìn)而判斷出使用者肢體部分?jǐn)[動(dòng)方向，該方向代表著使用者想要翻書(shū)的方向，當(dāng)使用者肢體相對(duì)于攝像頭向左擺動(dòng)時(shí)，判斷出向左擺動(dòng)；當(dāng)使用者肢體相對(duì)于攝像頭向右擺動(dòng)時(shí)，判斷出向右擺動(dòng)；當(dāng)使用者肢體相對(duì)于攝像頭幾乎不擺動(dòng)時(shí)，判斷出不擺動(dòng)。在計(jì)算機(jī)完成圖像分析和處理后，將判斷結(jié)果通過(guò)USB發(fā)送給ARM控制器。此部分是采用的常規(guī)的程序來(lái)實(shí)現(xiàn)的。本實(shí)用新型的改進(jìn)的地方不在于軟件部分。

本實(shí)用新型中使用4個(gè)二相四線步進(jìn)電機(jī)，當(dāng)正對(duì)翻書(shū)機(jī)時(shí)，位于翻書(shū)機(jī)兩側(cè)分別布置第一步進(jìn)電機(jī)401a與第二步進(jìn)電機(jī)部401b，帶動(dòng)與其直接相連的絲杠轉(zhuǎn)動(dòng)控制風(fēng)機(jī)的升降，位于翻書(shū)機(jī)中部位置的第三步進(jìn)電機(jī)401d由同步輪帶動(dòng)V型帶轉(zhuǎn)動(dòng)控制風(fēng)機(jī)左右移動(dòng)，位于風(fēng)機(jī)正下方的第四步進(jìn)電機(jī)401c帶動(dòng)翻書(shū)棒轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)控制電路的ARM控制器向步進(jìn)電機(jī)輸出控制脈沖時(shí)，由第一步進(jìn)電機(jī)與第二步進(jìn)電機(jī)帶動(dòng)絲杠轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)而帶動(dòng)風(fēng)機(jī)移動(dòng)位置至紙頁(yè)上方，之后第三步進(jìn)電機(jī)帶動(dòng)風(fēng)機(jī)位置下移，直至接近開(kāi)關(guān)觸碰到紙頁(yè)，此時(shí)接近開(kāi)關(guān)導(dǎo)通，向ARM控制器發(fā)送一中斷信號(hào)，表示風(fēng)機(jī)已經(jīng)到達(dá)合適位置，可以開(kāi)始吸取紙頁(yè)。然后風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，利用負(fù)壓原理吸取紙頁(yè)，當(dāng)成功吸取一張紙之后，步進(jìn)電機(jī)帶動(dòng)絲杠轉(zhuǎn)動(dòng)，使風(fēng)機(jī)吸取紙頁(yè)并移動(dòng)到合適位置，之后翻書(shū)棒轉(zhuǎn)動(dòng)，撥動(dòng)紙頁(yè)到另一側(cè)，完成翻書(shū)過(guò)程。反之亦然。

驅(qū)動(dòng)電路由4塊L298N電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路組成。L298N可以在ARM控制器的控制信號(hào)作用下，同時(shí)進(jìn)行4路輸出，控制電源為+12V直流電。每塊L298N驅(qū)動(dòng)板負(fù)責(zé)驅(qū)動(dòng)一個(gè)步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，每塊驅(qū)動(dòng)板和ARM控制器由4調(diào)信號(hào)線相連，當(dāng)接收到ARM控器發(fā)來(lái)的控制信號(hào)后，L298N芯片的4條控制線在信號(hào)線的控制作用下導(dǎo)通或者關(guān)斷，因此每一個(gè)控制端口都可以PWM信號(hào)，通過(guò)此四條控制線與步進(jìn)電機(jī)相連，有PWM信號(hào)對(duì)步進(jìn)電機(jī)進(jìn)行調(diào)速，通過(guò)控制其步進(jìn)腳來(lái)控制其步進(jìn)行程，進(jìn)而帶動(dòng)機(jī)械結(jié)構(gòu)到達(dá)指定位置。

以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。