应用于自动翻页扫描仪的吸书机构及吸书方法

摘要

本发明公开了一种应用于自动翻页扫描仪的吸书机构，包括转臂、吸筒、滑块、第一步进电机、第二步进电机、第三步进电机、吸气电机、导气管；吸筒移到书面右侧，吸筒下表面接触书面，开启吸气电机，吸气气流将书页掀起分离；吸筒继续旋转直至贴合书页并吸附书页边缘，同时确保书页边缘处在吸筒的吸页区域上时，吸筒回转，由于书页边缘被吸附而弯曲，而之后的书页无法获得吸力并且也无法弯曲，与被吸起的第一页书页分开。此外，本发明还公开了一种应用于自动翻页扫描仪吸书机构的吸书方法。采用本发明能够高效而可靠地完成书籍的吸页、翻页任务，提高翻页扫描效率。

说明书

技术领域

本发明涉及仪器技术领域，特别涉及一种应用于自动翻页扫描仪的吸书机构及吸书方法。

背景技术

随着信息技术的快速发展，电子资料成为人们快速获得有效信息的必要途径，电子资料具有快捷、省事、省钱等优点。如今，新出版的书籍、杂志等出版物一般都会附有对应的电子版本，而对于以前出版的实体书籍、杂志等出版物则通常需要通过扫描生成其电子版本来进行存档、传播。面对图书馆的巨量实体书籍、杂志等出版物要实现其电子版本的转换而不破坏出版物本身，如果没有高效、便利的扫描工具如自动翻页扫描机，扫描生成电子版本的工作量是一个巨大的挑战，甚至很难采用人工的方式完成。

现有技术中，美国、欧洲的一些自动翻页扫描仪需要庞大的数字化线支撑，操作者还需要注意手动干预时的安全性等，导致其造价昂贵、体积非常庞大、翻页结构复杂。

国内外已生成产品投放市场的自动翻页扫描仪不仅价格昂贵，在实际应用中也存在很多问题，比如无法确定每次是否仅翻起一页书，这样就会出现由于书页之间所存在的静电或其它原因而导致有时自动翻页机构会一次翻起两页或多页的情况。在其产品宣传视频上都是利用特定的书籍作为示范，且只翻了前面的若干页，如果把整本书籍翻到最后就会暴露很多问题，因而很难作为合格的产品而得到用户的认可。

现有技术中的自动翻页扫描仪通常首先把书籍放到可控的移动托书架上把封面打开，移动吸气盘把书页吸起并移动，再利用移动的透明推板将书页翻过去压平以便拍照扫描。另外还可采用机械摩擦式翻页的方案，从而在扫描时不用去压平所扫描的页面，然而采用机械部件即搓书机构搓起书页，可靠性不高而且容易损坏书页纸张。另外，上述的方案对被扫描的书籍要有很多特殊的要求。

发明人经研究发现，现有技术中真空吸书的方案通常是利用平面吸盘来吸起书页并翻页，该种平面吸盘很容易一次吸起两页或更多书页，从而导致扫描结果与书籍的实际内容不符，即使自动翻页扫描仪中设置有检测、处理多页同时被吸起的功能模块来处理该种情况，由于加入了额外的检测、处理步骤会耽误翻页扫描的操作时间，大大影响自动翻页扫描仪的工作效率。

发明内容

基于此，为解决现有技术中的技术问题，特提出了一种应用于自动翻页扫描仪的吸书机构。

所述吸书机构包括转臂、吸筒、滑块、第一步进电机、第二步进电机、第三步进电机、吸气电机、导气管。

所述第三步进电机固定连接至所述滑块，所述滑块在所述第三步进电机的驱动下左右平行往复移动；在所述滑块内设置有所述第一步进电机、所述第二步进电机。

所述滑块包括位于其右端的第一轴座及第一旋转轴，所述第一旋转轴承载于所述第一轴座中；所述第一步进电机用于驱动所述第一旋转轴顺时针或逆时针旋转。

所述转臂为截面是梯形的弯曲状旋转连接构件，包括位于其左侧底角的第一轴孔、位于其右侧底角的第二轴座及第二旋转轴；所述第一轴孔用于容纳所述第一旋转轴，所述第一旋转轴固定连接至所述转臂；在所述第一步进电机的驱动下，所述转臂绕着所述第一旋转轴顺时针或者逆时针旋转。

所述第二旋转轴承载于所述第二轴座中；所述第二步进电机用于驱动所述第二旋转轴顺时针或逆时针旋转。

所述吸筒包括上表面、下表面及侧表面，这三个表面构成所述吸筒为截面是三角形的筒状构件；所述吸筒的下表面与侧表面之间由圆弧面连接；所述吸筒的下表面与侧表面之间连接的圆弧面为吸页区域，所述吸页区域上排布有多个吸气孔，所述吸气孔通过所述导气管连接至所述吸气电机；当所述吸气电机开启时，所述吸气电机通过所述导气管在所述吸气孔处形成吸气流。

在所述吸筒的上表面与下表面之间的夹角区域设置有第二轴孔；所述第二轴孔用于容纳所述第二旋转轴，所述第二旋转轴固定连接至所述吸筒；在所述第二步进电机的驱动下，所述吸筒绕着所述第二旋转轴顺时针或者逆时针旋转。

在一种实施例中，所述吸书机构还包括多个激光传感器、控制器；所述激光传感器连接至所述控制器，所述控制器连接至所述第三步进电机。

在一种实施例中，在所述吸筒的下表面与侧表面之间连接的圆弧面两侧边缘处分别设置第一激光传感器及第二激光器；所述第一激光传感器位于所述吸筒的圆弧面边缘与侧表面连接处；所述第二激光器位于所述吸筒的圆弧面边缘与下表面连接处。

在一种实施例中，所述吸书机构还包括吹气管，所述吹气管设置于待扫描书籍的右侧书面上方；被所述吸筒吸起的书页之后的书页由于无法被吸气气流吸附也无法弯曲，从而与被吸起的书页分离，分离的书页被吹气管发出的吹气气流吹落。

本发明还公开了一种应用于自动翻页扫描仪吸书机构的吸书方法，包括：

在滑块内设置第一步进电机、第二步进电机，将第三步进电机固定连接至所述滑块；将转臂固定连接至第一旋转轴，所述第一旋转轴承载于所述滑块右端的第一轴座中；将吸筒固定连接至第二旋转轴，所述第二旋转轴承载于所述转臂右端的第二轴座中；所述吸筒包括上表面、下表面及侧表面，这三个表面构成所述吸筒为截面是三角形的筒状构件。

所述第三步进电机驱动所述滑块及所述转臂将所述吸筒向右移动至待扫描书籍的右侧书面上方；所述第一步进电机驱动所述第一旋转轴顺时针旋转，固定连接至所述第一旋转轴的所述转臂绕着第一旋转轴顺时针旋转；所述第二步进电机驱动所述第二旋转轴顺时针旋转，固定连接至所述第二旋转轴的所述吸筒绕着所述第二旋转轴顺时针旋转直至所述吸筒的下表面接触待扫描书籍的右侧书面。

在所述吸筒的下表面与侧表面之间连接的圆弧面所构成的吸页区域上设置多个吸气孔，所述吸气孔通过导气管连接至吸气电机；当所述吸气电机开启时，所述吸气电机通过所述导气管在所述吸气孔处形成吸气流。

当所述吸筒的侧表面与右侧书面之间的角度为45度时开启所述吸气电机，吸气电机产生的吸气气流将书页掀起并分离，同时所述吸筒持续顺时针转动直至贴合右侧书面，并将书页边缘吸附到所述吸筒上的所述吸页区域，即确保吸起的书页边缘处在所述吸筒的下表面与侧表面之间的圆弧面上。

当书页被吸起且书页边缘位于所述吸筒的下表面与侧表面之间的圆弧面上时，所述第二步进电机驱动所述第二旋转轴逆时针旋转，所述吸筒绕着所述第二旋转轴逆时针回转45度，被吸起的书页边缘在圆弧面所构成的所述吸页区域处被吸附而弯曲；被吸起书页之后的书页由于无法被吸气气流吸附也无法弯曲，从而与被吸起的书页分离。

所述滑块在所述第三步进电机的驱动下移动所述转臂及所述吸筒平行向左移动，同时所述第一步进电机驱动所述第一旋转轴逆时针旋转，所述转臂绕着所述第一旋转轴逆时针旋转，所述吸气电机产生的吸气气流持续吸附书页边缘，当所述吸筒移动至书面左侧实现翻页时，关闭所述吸气电机，被吸附的书页落下至左侧书面，完成翻页操作。

在一种实施例中，为了确保吸起的书页边缘处在所述吸筒的下表面与侧表面之间的弧面上，所述吸书机构还设置有多个激光传感器以及控制器；所述激光传感器连接至所述控制器，所述控制器连接至所述第三步进电机。

在一种实施例中，在所述吸筒的下表面与侧表面之间的圆弧面两侧边缘处分别设置第一激光传感器及第二激光器；所述第一激光传感器位于所述吸筒的圆弧面边缘与侧表面连接处；所述第二激光器位于所述吸筒的圆弧面边缘与下表面连接处。

在一种实施例中，当吸起的书页边缘未处在所述吸筒的下表面与侧表面之间的圆弧面上且书页边缘越过了圆弧面，吸附起的书页遮挡住了所述第一激光传感器；所述第一激光传感器被吸起的书页遮挡时，向其连接的所述控制器发送高电位信号；当所述控制器的程序检测到所述第一激光传感器发送的高电位信号时，所述控制器控制所述第三步进电机让所述滑块平行向右移动所述转臂及所述吸筒并重新进行吸页操作直至所述第一激光传感器不被书页遮挡为止。

在一种实施例中，当吸起的书页边缘未处在所述吸筒的下表面与侧表面之间的圆弧面上且书页边缘还不到该圆弧面而处于吸筒的下表面时，所述第二激光传感器未被遮挡；由于所述第二激光传感器未被吸起的书页遮挡，其连接的所述控制器无法检测到所述第二激光传感器发送的高电位信号，所述控制器控制所述第三步进电机让所述滑块平行向左移动所述转臂及所述吸筒并重新进行吸页操作直到所述第二激光传感器被吸起的书页遮挡为止。

在一种实施例中，在待扫描书籍的右侧书面上方设置吹气管；被吸起书页之后的书页由于无法被吸气气流吸附也无法弯曲，从而与被吸起的书页分离，分离的书页被吹气管发出的吹气气流吹落。

实施本发明实施例，将具有如下有益效果：

本发明的技术方案实现了一种应用于自动翻页扫描仪的可自动全方位补偿位移的吸书机构。采用本发明的技术方案，对被扫描的书籍无需特殊的要求，能够高效而可靠地完成实体书籍或其他出版物的扫描任务。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的示意图。

其中：

图1为本发明中应用于自动翻页扫描仪的吸书机构侧面示意图。

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、完整地描述，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，本领域普通技术人员在没有作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。

如图1所示，本发明公开了一种应用于自动翻页扫描仪的吸书机构，具体包括：

转臂1、吸筒2、滑块3、第一步进电机4、第二步进电机5、第三步进电机6、吸气电机7、导气管8；

所述第三步进电机6固定连接至所述滑块3，所述滑块3在所述第三步进电机6的带动下左右平行往复移动；在所述滑块3内设置有所述第一步进电机4、所述第二步进电机5。

所述滑块3包括位于其右端的第一轴座11及第一旋转轴12，所述第一旋转轴12承载于所述第一轴座11中；所述第一步进电机4用于驱动所述第一旋转轴12顺时针或逆时针旋转。

所述转臂1为截面是梯形的弯曲状旋转连接构件，包括位于其左侧底角的第一轴孔、位于其右侧底角的第二轴座13及第二旋转轴14；其中，所述第一轴孔用于容纳所述第一旋转轴12并固定连接所述第一旋转轴12至所述转臂1；在所述第一步进电机4的驱动下，所述转臂1绕着所述第一旋转轴12顺时针或者逆时针旋转。

通常，所述吸书机构可以设置一对转臂1，在所述滑块3的前后两端分别设置一个转臂1；这一对转臂1用于承载第二旋转轴14。

所述第二旋转轴14承载于所述第二轴座13中；所述第二步进电机5用于驱动所述第二旋转轴14顺时针或逆时针旋转。

所述吸筒2包括上表面21、下表面22及侧表面23这三个表面，所述吸筒2的三个表面构成吸筒2为截面是三角形的筒状构件；所述下表面22与所述侧表面23之间由圆弧面24连接；所述下表面22与所述侧表面23之间连接的圆弧面24为吸页区域，所述吸页区域上排布有多个吸气孔，所述吸气孔通过导气管8连接至所述吸气电机7，所述吸气电机7通过所述导气管8在所述吸气孔形成吸气流；在所述吸筒2的上表面21与下表面22之间的夹角区域设置有第二轴孔，所述第二轴孔用于容纳所述第二旋转轴14并固定连接所述第二旋转轴14至所述吸筒2；在所述第二步进电机5的驱动下，所述吸筒2绕着所述第二旋转轴14顺时针或者逆时针旋转。

特别地，所述吸书机构还包括多个激光传感器以及控制器（图中未示出），多个激光器连接至控制器。

特别地，多个激光传感器包括第一激光传感器25、第二激光器26；在所述吸筒2的下表面22与侧表面23之间连接的圆弧面24两侧边缘处分别设置第一激光传感器25及第二激光器26；所述第一激光传感器25位于所述吸筒的圆弧面24边缘与侧表面23连接处；所述第二激光器26位于所述吸筒的圆弧面24边缘与下表面22连接处；所述第一激光传感器25及第二激光器26连接至所述控制器。

特别地，所述吸书机构还包括吹气管9，所述吹气管9位于待扫描书籍右侧书面上方；被吸起书页之后的书页无法被吸气气流吸附也无法弯曲，从而与被吸起的书页分离，分离的书页被吹气管9发出的吹气气流吹落。

将本发明所公开的吸书机构应用于自动翻页扫描仪中时，所述自动翻页扫描仪还包括托书机构10、扫描装置，在托书机构10的上方设置本发明所公开的吸书装置，所述托书机构用于托起待扫描书籍，所述吸书装置将右侧书页吸起并实现向左的翻页操作，从而与托书机构10配合完成翻页过程，最后由设置在待扫描书籍上方的扫描装置实现扫描功能。

另外，本发明还公开了一种应用于自动翻页扫描仪吸书机构的吸书方法，包括：

在滑块3内设置第一步进电机4、第二步进电机5，将第三步进电机6固定连接至所述滑块3；将转臂1固定连接至第一旋转轴12，所述第一旋转轴12承载于所述滑块3右端的第一轴座中；将吸筒2固定连接至第二旋转轴14，所述第二旋转轴14承载于所述转臂1右端的第二轴座中；所述吸筒2包括上表面21、下表面22及侧表面23，这三个表面构成所述吸筒为截面是三角形的筒状构件。

第三步进电机6通过滑块3及转臂1将吸筒2移动至待扫描书籍的右侧书面上方，转臂1绕着所述滑块3上的第一旋转轴12顺时针旋转，所述吸筒2绕着转臂1上的第二旋转轴14顺时针旋转直至所述吸筒2的下表面22接触待扫描书籍的右侧书面。

在所述吸筒2的下表面22与侧表面23之间连接的圆弧面24所构成的吸页区域上设置多个吸气孔，所述吸气孔通过导气管8连接至所述吸气电机7，所述吸气电机7通过所述导气管8在所述吸气孔形成吸气流；

当所述吸筒2的侧表面23与右侧书面之间的角度为45度时开启吸气电机7，吸气电机7产生的吸气气流将书页掀起并分离，同时所述吸筒2持续顺时针转动直至贴合书面，并将书页边缘吸附到吸筒2上的吸页区域，确保吸起的书页边缘处在所述吸筒2的下表面22与侧表面23之间的圆弧面24上。

当书页被吸起且书页边缘位于所述吸筒2的下表面22与侧表面23之间的圆弧面24上时，所述吸筒2绕所述第二旋转轴14逆时针回转45度，被吸起的书页边缘在圆弧面所构成的吸页区域处弯曲；而被吸起书页之后的书页无法被吸气气流吸附也无法弯曲，从而与被吸起的书页分离。

特别地，吹气管9位于待扫描书籍右侧书面上方；分离的书页被吹气管9发出的吹气气流吹落。

所述滑块在第三步进电机6的驱动下移动所述转臂1及所述吸筒2向左侧移动，同时所述转臂1绕第一旋转轴12逆时针旋转，吸气电机7产生的吸气气流持续吸附书页边缘，当所述吸筒2移动至书面左侧实现翻页时，关闭吸气电机7，被吸附的书页落下至左侧书面，完成翻页操作。

其中，为了确保吸起的书页边缘处在所述吸筒2的下表面22与侧表面23之间的圆弧面24上，所述吸书机构还包括多个激光传感器以及控制器（图中未示出）；多个激光传感器连接至所述控制器。

多个激光传感器包括第一激光传感器25、第二激光器26；在所述吸筒2的下表面22与侧表面23之间的圆弧面24两侧边缘处分别设置第一激光传感器25及第二激光器26；所述第一激光传感器25位于所述吸筒的圆弧面24边缘与侧表面23连接处；所述第二激光器26位于所述吸筒的圆弧面24边缘与下表面22连接处；所述第一激光传感器25及第二激光器26连接至所述控制器。

如果书页边缘不处在吸筒2的下表面22与侧表面23之间的圆弧面24上时，将有可能会出现一次吸页操作吸起多页的情况；只有第一激光传感器25不被遮挡且第二激光传感器26被遮挡时可以确定吸起的书页边缘处在所述吸筒2的吸页区域内。

吸附的书页边缘未处在吸筒2的下表面22与侧表面23之间的圆弧面24上的情况具体可分为以下两种：

第一种情况，书页边缘越过了圆弧面24，吸起的书页遮挡住了第一激光传感器25；第一激光传感器25被吸起的书页遮挡时，向其连接的控制器发送高电位信号；当控制器的程序检测到第一激光传感器25发送的高电位信号时，控制器控制步进电机让滑块向右移动吸筒2并重新进行吸页操作直至第一激光传感器25不被书页遮挡为止。

第二种情况，吸起的书页边缘还不到该圆弧面24而处于吸筒的下表面时，第二激光传感器26未被遮挡；由于第二激光传感器26未被吸起的书页遮挡，其连接的控制器检测不到该第二激光传感器26发送的高电位信号，控制器控制步进电机让滑块向左移动吸筒并重新进行吸页操作直到第二激光传感器26被吸起的书页遮挡为止。

实施本发明实施例，将具有如下有益效果：

本发明采用特殊形状的吸筒即具有平面和弧面的吸筒进行自动翻页扫描中的吸页操作。步进电机把吸筒移到书面右侧，让吸筒的下表面接触书面，吸筒侧表面与右侧书面成45度角时开启吸气电机，吸气气流将下面的书页掀起分离，以便于下一步吸页时避免多张书页粘连。吸筒继续旋转直至贴合书页并通过吸附书页边缘将书页吸附到吸筒上，同时确保书页边缘处在吸筒的下表面与侧表面之间的圆弧面上的吸页区域上时，吸筒回转45度角，由于书页边缘在圆弧吸力处会弯曲，而之后的书页无法获得吸附力也无法弯曲，自然会与被吸起的第一页书页分开，即使之后的书页被带起也会被吹气管产生的吹气流吹下，从而达到每次吸页操作只吸起一页的技术效果。如果书页边缘不在吸筒弧面的吸气孔区域处，在吸筒表面设置的多个激光传感器的判断下，吸筒自动反复调整位置直到合适为止。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不会使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。