【正文】 1. 前言 電子讀物大行其道的今天，仍有許多人偏愛紙質(zhì)書籍，習(xí)慣是很難改變的，尤其是在你不 想改變的時(shí)候。本設(shè)計(jì)主要是為不便于用手翻書的殘疾人、傷員、樂隊(duì)指揮，演奏者等特殊人群設(shè)計(jì)的一種可以用腳或者其他部位進(jìn)行控制的便攜、廉價(jià)的自動(dòng)翻書機(jī)．此設(shè)計(jì)著重突出便攜、廉價(jià)的特點(diǎn)．通過分析此翻書機(jī)的設(shè)計(jì)要求等各方面的限制因素，采用玩具設(shè)計(jì)方式，以簡(jiǎn)單安全作為此設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)原則，設(shè)計(jì)了翻書機(jī)的基本結(jié)構(gòu)。設(shè)計(jì)過程中參考了此類特殊人群的眾多建議， 力求操作簡(jiǎn)單便捷，降低成本費(fèi)用。隨著時(shí)代的進(jìn)步和科技的發(fā)展，人們對(duì)弱勢(shì)群體的關(guān)注不僅僅在于豐富他們的物質(zhì)生活，而且深入到怎么滿足他們的精神需求。雖然他們也可以選擇用電腦和特質(zhì)的鼠標(biāo)閱讀電子書，但是長(zhǎng)時(shí)間面對(duì)電腦會(huì)對(duì)眼睛造成一定的傷害，而且不太經(jīng)濟(jì)，同樣，對(duì)于雙手被束縛的傷員來說翻書這樣簡(jiǎn)單的動(dòng)作也成為一個(gè)很不方便的事情。 該設(shè)計(jì)的市場(chǎng)前景看好。第三，該設(shè)計(jì)成本低廉，廠家有一定的利 潤(rùn)空間。 BOOK TIME 5000 自動(dòng)翻書機(jī)（如圖 11 所示）是國(guó)外最具代表性的一款翻書機(jī)。此翻書機(jī)過于龐大，不夠簡(jiǎn)便，而且價(jià)格過于昂貴，對(duì)于大部分人不能接受他的價(jià)格。當(dāng)吸紙構(gòu)件吸紙時(shí)，即由旋轉(zhuǎn)頭使兩擺臂同時(shí)轉(zhuǎn)至架板另一側(cè)，吸紙構(gòu) 件即松開紙，同時(shí)在拉持件作用下，使第一、二擺臂分別上、下移，以卡持已被翻之紙。 （ 3）自動(dòng)翻頁器 本實(shí)用新型提供一種自動(dòng)翻頁器， 它是一個(gè)盒體。如王侃設(shè)計(jì)的自動(dòng)翻書機(jī)，采用自動(dòng)控制電路控制前翻頁、后翻頁、復(fù)位等功能，對(duì)書頁的幅面具有很好的適應(yīng)性，調(diào)節(jié)方便。李俊儒設(shè)計(jì)的自動(dòng)翻頁器包括書檔、托書板和翻壓臂，所述書檔內(nèi)設(shè)有齒輪機(jī)構(gòu)、主電機(jī)，以及供齒輪機(jī)構(gòu)作往返運(yùn)動(dòng)的引導(dǎo)機(jī)構(gòu)；所述翻壓臂的一端通過樞軸與齒輪機(jī)構(gòu)活動(dòng)樞接，另一端裝有翻頁輪，該翻頁輪通過蝸桿與書檔內(nèi)的齒輪機(jī)構(gòu)聯(lián)動(dòng)。控制箱由吸紙裝置、翻頁裝置（同步帶、同步帶輪、翻書棒）、電動(dòng)機(jī)和控制電路構(gòu)成。 b. 自動(dòng)翻頁：最終目的就是能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)翻頁，這里所謂的自動(dòng)翻頁，是指當(dāng)使用者按下 手上的遙控器的翻頁按鈕以后可以按照需求實(shí)現(xiàn)自動(dòng)翻頁。 e. 遙控器：應(yīng)該可以實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)的軟驅(qū)動(dòng)，上邊至少包括三個(gè)按鈕。 g. 紙張保護(hù)：不能對(duì)書本有太大的磨損，否則會(huì)損壞書本，減少使用率。 ：根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，制作支撐板的材料應(yīng)該采用樹脂板材，這樣比較輕但是很結(jié)實(shí)，負(fù)重比較大，并且對(duì)吸頭的靜電和磁性影響很小。 創(chuàng)新點(diǎn) ，根據(jù)流體力學(xué)的基本原理，使用廢棄的電腦排風(fēng)扇制作出效果顯著的吸紙裝置。 陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 第 6 頁 共 38 頁 ，我們?cè)O(shè)計(jì)的電磁式書夾是首創(chuàng)。 ，我們的設(shè)計(jì)使用了單片機(jī)控制，實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化、機(jī)電一體化，殘疾朋友只需用腳或者其他部位觸動(dòng)開關(guān)，即可達(dá)到自動(dòng)翻書的目的。 陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 第 7 頁 共 38 頁 本翻書機(jī) 構(gòu) 基本方案設(shè)計(jì)是使用搓紙機(jī)構(gòu)和壓頁機(jī)構(gòu)兩個(gè)部分來完成以上動(dòng)作過程，并用控制電路實(shí)現(xiàn)。右側(cè)向左側(cè)翻書頁，當(dāng)書頁一半脫離原位置時(shí)，右側(cè)的壓頁機(jī)構(gòu)壓住這側(cè)其他的書頁，防止多頁翻轉(zhuǎn)。我經(jīng)過多次試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)只要搓紙塊與書頁之間的摩擦力達(dá)到一定范圍，增加搓紙距離就可以將書頁翻轉(zhuǎn)過去。六種機(jī)構(gòu)的比較如下： 表 21 六種機(jī)構(gòu)比較 機(jī)構(gòu)名稱 優(yōu)點(diǎn) 缺點(diǎn) 凸輪機(jī)構(gòu) 幾乎可以實(shí)現(xiàn)從動(dòng)件的無限多種運(yùn)動(dòng)規(guī)律。 曲柄滑塊機(jī)構(gòu) 連桿機(jī)構(gòu)構(gòu)件之間是轉(zhuǎn)動(dòng)低副連接，傳動(dòng)可靠，承載能力大，耐磨性好。運(yùn)動(dòng)準(zhǔn)確性高，且有很大的減速比；工作平穩(wěn)、無噪聲，可以傳遞很大的軸向力。 鏈傳動(dòng) 鏈傳動(dòng)平均傳動(dòng)比準(zhǔn)確 ,傳動(dòng)效率高，軸間距離適應(yīng)范圍較大 傳動(dòng)平穩(wěn)性較差，工作中有一定的沖擊和噪聲。 壓頁機(jī)構(gòu) 陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 第 9 頁 共 38 頁 壓頁機(jī)構(gòu)也采用曲柄滑塊機(jī)構(gòu)。 本翻書機(jī) 構(gòu) 基本方案設(shè)計(jì)是使用 吸附 機(jī)構(gòu) 、翻頁 機(jī)構(gòu) 和壓頁機(jī)構(gòu)三 個(gè)部分來完成以上動(dòng)作過程，并用控制電路實(shí)現(xiàn)。右側(cè)向左側(cè)翻書頁，當(dāng)書頁一半脫離原位置時(shí)，右側(cè) 的壓頁機(jī)構(gòu)壓住這側(cè)其他的書頁，防止多頁翻轉(zhuǎn)。 為了節(jié)約成本和方便，這里采用我采用帶靜電或永久磁性的吸附頭，為了能吸附不同大 小的書，吸附頭采用內(nèi)套形式，可根據(jù)需要自動(dòng)的拔出或伸長(zhǎng)。翻頁片從右至左，再陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 第 10 頁 共 38 頁 從左至右，則完成一次翻頁動(dòng)作。 方案一： 在本設(shè)計(jì)中，翻頁電機(jī)帶動(dòng)曲柄旋轉(zhuǎn)，曲柄通過連桿推動(dòng)推桿沿滑槽做往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)，推桿頂端的搓紙塊 隨著推桿的運(yùn)動(dòng)做搓紙和復(fù)位動(dòng)作。最重要的不足之處是不容易實(shí)現(xiàn)對(duì)不同大小、厚度書本的翻頁。 陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 第 11 頁 共 38 頁 翻書動(dòng)作方案確定 自動(dòng)翻書機(jī)的功能就是代替人手完 成書頁的翻轉(zhuǎn)動(dòng)作。右側(cè)向左側(cè)翻書頁，當(dāng)書頁一半脫離原位置時(shí)，右側(cè)的壓頁機(jī)構(gòu)壓住這側(cè)其他的書頁，防止多頁翻轉(zhuǎn)。 自動(dòng)翻書機(jī)設(shè)計(jì)要求 ：將任何一本書放置好以后，能夠保證固定在儀器上不會(huì)掉下來或者自動(dòng)合上。根據(jù)翻頁的流程可知，只要對(duì)書本左右兩端固定，可有效防止整體書本滑動(dòng)，對(duì)書頁上端進(jìn)行鋼性固定，可在翻頁的同時(shí)固定未執(zhí)行翻頁操作的書頁，防止干擾正在執(zhí)行的翻書操作。它的腳下那有一個(gè)Φ 5 的螺紋孔，一共螺栓插入，達(dá)到固定它的作用。 陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 第 14 頁 共 38 頁 圖 支撐板 2.. 吸附機(jī)構(gòu) 吸附機(jī)構(gòu)是翻書機(jī)重要部件之一，主要作用是將書頁吸起，以便翻頁機(jī)構(gòu)將書頁翻過。 但是其結(jié) 構(gòu)過于復(fù)雜，本設(shè)計(jì)不予考慮。翻頁片從右至左，再?gòu)淖笾劣?，則完成一次翻頁動(dòng)作。當(dāng)處在右翻頁時(shí)，右翻頁桿轉(zhuǎn)動(dòng)到一定角度時(shí)，右邊的壓頁桿壓下，壓住這邊剩余的紙張，當(dāng)翻頁桿轉(zhuǎn)動(dòng)到 180 度時(shí)，右翻頁電機(jī)失電停止轉(zhuǎn)動(dòng)，左邊的壓頁桿壓下壓住翻過來的新的一頁。 翻書片是否進(jìn)入吸起書頁的下面是正確翻書的前提，發(fā)生失誤的原因一般都是吸附機(jī)構(gòu)未能將書頁吸起引起，因此，系統(tǒng)只要控制協(xié)調(diào)好 吸附機(jī)構(gòu)、翻書機(jī)構(gòu)和升降機(jī)構(gòu)之間的位置關(guān)系，就可基本避免翻頁的失誤。其關(guān)鍵是要注意各個(gè)控制信號(hào)的時(shí)序變化，否則就會(huì)產(chǎn)生誤操作。 升降機(jī)構(gòu)需對(duì)書頁厚度的變化做出自動(dòng)調(diào)整，才能保證翻書動(dòng)作正確執(zhí)行。在每個(gè)機(jī)體鉸接的一側(cè)設(shè)計(jì)有三塊磁鐵，書架展開后利用磁鐵的吸力保證在閱讀書籍的時(shí)候機(jī)架不會(huì)自己變形或合閉。電機(jī)總的回轉(zhuǎn)角與輸入脈沖數(shù)成正比例，相應(yīng)的轉(zhuǎn)速取決于輸入脈沖頻率。 選擇步進(jìn)電機(jī)時(shí)，首先要保證步進(jìn)電機(jī)的輸出功率大于負(fù)載所需的功率。 電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)注意的問題 電氣控制設(shè)計(jì)中應(yīng)重視設(shè)計(jì)、使用和維護(hù)人員在長(zhǎng)期實(shí)踐中總結(jié)出來的許多經(jīng)驗(yàn)，使設(shè)計(jì)線路簡(jiǎn)單、正確、安全、可靠、結(jié)構(gòu)合理、使用維護(hù)方便。當(dāng)控制系統(tǒng)使用電器數(shù)量比較多時(shí)，應(yīng)采用控制變壓器降低控制電壓，或用直流低電壓控制，既節(jié)省安裝空間，又便于采用晶體管無觸點(diǎn)器件，具有陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 第 21 頁 共 38 頁 動(dòng)作平穩(wěn)可靠、檢修操作安全等優(yōu)點(diǎn)。在電器元件選用中，盡可 能選用性能優(yōu)良、價(jià)格便宜的新型器件，同一用途盡可能選用相同型號(hào)。 主副觸點(diǎn)的使用量不能超過限定對(duì)數(shù)，因?yàn)楦黝惤佑|器、繼電器的主副觸點(diǎn)數(shù)量是一定的。 （ 5）正確連線 具體應(yīng) 注意以下幾個(gè)方面。 注意避免出現(xiàn)寄生回路 在控制電路的動(dòng)作過程中，如果出現(xiàn)不是由于誤操作而產(chǎn)生的意外接通的電路，稱為寄生回路。 電路元件表如表 32 所示。 圖 （ b） 電氣控制圖 （ 3）左側(cè)翻頁電機(jī) M3 的啟動(dòng)、停止 當(dāng)左側(cè)翻頁電機(jī)啟動(dòng)旋轉(zhuǎn)后，帶動(dòng)電動(dòng)機(jī)軸運(yùn)動(dòng)。 此刻兩邊壓頁機(jī)構(gòu)上行程開關(guān)SQ7 和 SQ8 被撞擊，使得兩邊的 磁鐵也瞬間帶電，致使壓頁桿與底座成接近 90 度夾角，使得后面的壓頁動(dòng)作順利的進(jìn)行。參照現(xiàn)在市場(chǎng)上相關(guān)閱讀機(jī)的充電器和通電孔設(shè)計(jì)了該翻書機(jī)的充電器和通電孔。電機(jī)與電池的接線和插電工作方式一樣 。整體設(shè)計(jì)為可折疊的樣式，使翻書機(jī)折疊起來的幅面比 A4 紙稍大，折疊后成為一個(gè)小箱子。 （ 6）既可以使用插電方式工作，也可以用電池供電方式工作 。短短的時(shí)間里，我學(xué)到了很多的東西。本論文是在孫老師耐心指導(dǎo)下多次修改完成的。在此，請(qǐng)?jiān)试S我對(duì)說一聲：“老師，您辛苦了！”再次感謝她們。同時(shí)感謝我的大學(xué)。北京：高等教育出版社， 2020 [4] DANAHER MOTION，用于非公路用機(jī)動(dòng)設(shè)備的機(jī)電執(zhí)行器， 2020 [5] 趙秉衡主編。北京：高等教育出版社， 2020 [17] 趙秉衡主編。 Disability), 20206(1824) 。北京：冶金工業(yè)出版社， [18] 周興華等編，實(shí)用遙控控制線路 200例。北京：冶金工業(yè)出版社， [6] 周興華等編，實(shí)用遙控控制線路 200例。 總之，在以后的學(xué)習(xí)、工作、生活中我 將更加努力，用自己的行動(dòng)回報(bào)社會(huì)、學(xué)校、老師及同學(xué)。當(dāng)我在 畢業(yè)設(shè)計(jì) 過程中遇到問題和困難時(shí)，是他們給我提出許多關(guān)鍵性的意見和建議，使我對(duì)整個(gè) 畢業(yè)設(shè)計(jì) 的思路有了總體的把握，并耐心的幫我解決了許多實(shí)際問題，使我獲益良多。在這段時(shí)間里，我從她們身上，不僅學(xué)到了許多的專業(yè)知識(shí)，更感受到了她們工作中的兢兢業(yè)業(yè)，生活中的平易近人的精神。借此論文之際，向所有幫助、關(guān)心、支持我的老師、朋友同學(xué)，表達(dá)我最真誠(chéng)的謝意。 陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 第 32 頁 共 38 頁 致 謝 近三個(gè)月時(shí)間的畢業(yè)課題設(shè)計(jì)是我大學(xué)生活中忙碌而又充實(shí)一段時(shí)光。 （ 4）對(duì)書頁幅面大小適應(yīng)性好，可以翻動(dòng)橫邊寬度在 815cm 之間的書頁。用戶只需使用三個(gè)按鈕就可以實(shí)現(xiàn)對(duì)翻書機(jī)的操作，分別是前翻頁、后翻頁、緊急斷電。接線示意圖如圖 33 所示。 PLC 的控制 I∕ O 接線圖 陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 第 25 頁 共 38 頁 陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 第 26 頁 共 38 頁 說明 :① 輸入原件 SB1— 總電源按鈕 SB2— 左吸頁電機(jī)按鈕 SB3— 右吸頁電機(jī)按鈕 SB4— 左翻頁電機(jī)按鈕 SB5— 右翻頁電機(jī)按鈕 ②輸出原件 KM1— 左吸頁接觸器 線圈 KM2— 右吸頁接觸器線圈 KM3— 左翻頁接觸器線圈 KM4— 右翻頁接觸器線圈 I∕ O 地址 梯形圖 陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 第 27 頁 共 38 頁 指令語 左吸頁 ： LD X1 OR M100 ANI X0 ANI X2 ANI Y1 OUT M100 LD M100 陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 第 28 頁 共 38 頁 OUT M100 K2 LDT200 T200 OUT Y0 右吸頁： LD X2 OR M101 ANI X0 ANI X1 ANI Y0 OUT M101