自动翻页扫描装置及其扫描方法

专利名称：自动翻页扫描装置及其扫描方法
技术领域：
本发明涉及一种扫描装置，尤其是涉及一种自动翻页扫描装置及其扫描方法。
背景技术：
目前的绝大多数扫描装置在扫描书籍时，均需要操作人员将书籍摆放在扫描面板 上，并要求操作人员按照扫描装置所预先规定的刻度线将书籍摆放在与其版面尺寸匹配的 位置上，然后由扫描装置对书籍的某一页进行扫描操作。当该页扫描完成之后，操作人员需 要人工手动把扫描完成的页翻过去，将新的需要扫描的页面摆放在合适的位置，再进行扫 描，这样依次循环，直到扫描完全部待扫描书页为止。由此可见，当利用上述传统的扫描装 置扫描较厚的书籍时，需要用户长时间地站在扫描装置前进行相应的翻书、对准操作，这样 既增加了用户的劳动强度，又浪费了用户的时间。此外，由于每翻一页之后还要对书籍进行 再次手动位置对准，加之当书籍比较厚的时候靠近书脊处的页面内容很难被扫描装置清晰 地扫描到，所以最终导致扫描后的图像存在偏斜、甚至丢失部分页面内容的情况，因而使得 所得到的扫描图像的质量不高。另外，使用上述传统的扫描装置的用户在扫描完书籍的全 部待扫描页之后，还需要花费大量的时间来处理扫描完成的文件，将其一页一页地依序编 制成一整套文件，这样就使得用户的工作效率变得比较低，从而难以真正满足用户的需求。除了上述传统扫描装置外，还存在一种可以实现自动翻书功能的改良的扫描装 置，如专利文献CN1719863A所述。该文献中公开了一种扫描装置，其包括自动翻页机构，在 扫描时，使用者先把欲扫描书本紧靠定位块安放到支撑板上，搓书步进电机通过联轴器带 动搓书探头旋转，搓起页面，此时伸缩步进电机工作，带动整个翻书机构移动，使翻书探头 深入已搓起页面下面，搓书步进电机回转，带动整个翻书机构移动，使翻书探头深入已搓起 页面的下面，搓书步进电机回转，带动搓书探头回到初始位置，随即翻书步进电机通过联轴 器带动翻书探头旋转，翻起书本页，伸缩步进电机带动翻书机构退回初始位置，翻书步进电 机反转，使翻书探头回到初始位置。螺旋升降机构调节整个翻书机构的位置高度，使搓书机 构能够搓起书页。主控制器模块控制自动翻页机构翻到所需扫描页码，扫描模块将欲扫描 书页得到的光信号转换成电信号并发送给图像处理传输模块，图像处理传输模块将处理后 的图像数据存储到存储模块，存储模块将存储的图像数据经电脑接口模块发送给电脑。该改良的扫描装置虽然实现了自动翻书的功能，但是其还存在下述缺陷1、没有 实现对书籍的大小和尺寸进行自动检测，也没有根据书籍的尺寸来对扫描装置中的自动翻 页机构进行初始定位，这样就使得在对不同版面规格(例如B5、A4、A3)的书籍进行扫描时， 扫描装置的自动翻页机构无法定位在最适合该版面的翻书位置上，因而不利于最大效率地 发挥翻书机构的作用；2、上述改良的扫描装置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，从而会导致扫描结果与书籍的实际内容不符，例如待扫描的书是1000页，但 由于页面粘叠而导致最终仅得到999个或更少的扫描文件，由此可见该改良的扫描装置的 扫描质量无法得到很好的保障；3、上述改良的扫描装置采用机械部件搓起书页(即搓书机
6构)，可靠性不高而且容易损坏书页纸张；4、上述改良的扫描装置在扫描书籍之后所得到 的也是一个一个单独的扫描图像文件，因而也需要用户花费大量的时间来处理扫描完成的 文件，将其一页一页地依序编制成一整套文件，从而也增加了用户的劳动强度、浪费了用户 的时间，同时由于该操作均由用户手动完成，所以还有可能会由于用户的疏忽而导致最终 编辑的文件存在错误；5、并且不能针对书籍的厚度进行自动调节，因而不能自适应厚度不 同的书籍。还有部分改良的自动扫描装置，如美国、欧洲的一些全自动扫描装置的技术，都需 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。

发明内容
提供一种自动翻页扫描装置和方法，对书籍进行自动翻页和扫描，能同时对两本 书进行自动翻页和扫描，将待扫描的两本书籍翻开分别放置在两个相对的书籍搁置装置的 台面上，控制书籍支撑装置抬升书籍紧贴旋转玻璃下表面进行扫描，扫描后，旋转玻璃水平 转动到翻页位置即恰好将两本书要翻起的书页的一角都压到旋转玻璃一侧的下表面，翻书 装置下降使用其真空吸盘吸起并提升，接着释放吸起的页面，页面落在旋转玻璃一侧的上 表面，同时旋转玻璃旋转将书页翻过去，直到把两本书的新的待扫描的四页书页全部压在 旋转玻璃下，达到图像采集区域，接着进行图像采集。反复上述旋转翻页和扫描，完成两本 书全部的扫描。该装置和方法实现了质量好效率高的自动翻页和扫描，成本低，制造简单使 用方便有助于保护书籍，节约了人力物力、安全可靠。该装置自动翻页扫描装置包括扫描组件、翻书装置、水平的呈圆形玻璃板状的旋 转玻璃、书籍搁置装置；书籍搁置装置位于自动翻页扫描装置的下部，书籍搁置装置最上方 的托书的平台放置翻开的书籍以便扫描和翻页；旋转玻璃位于书籍搁置装置上方，并开有 具有一定角度的槽，通过旋转电机带动旋转，以协助翻书装置进行自动翻页，扫描时用于抵 住书籍搁置装置上翻开的书籍以便扫描组件对书籍页面进行扫描；扫描组件位于旋转玻璃 上方，用于扫描书籍的页面；翻书装置位于旋转玻璃上方，与旋转玻璃有一定高度差以避免 妨碍翻起书页，翻书装置上的真空吸盘吸起页面，由旋转玻璃的旋转将吸起的页面翻过去。其中，书籍搁置装置最上方托书的平台为两个水平设置的、各自独立的、表面粗糙 的第一支撑平板和第二支撑平板，二者水平高度一样，用于放置书籍；第一支撑平板和第二 支撑平板能随自身台面上放置的书籍的重量自动上下调节保持左右两边放置的书籍的页 面在同一水平高度；需要对书籍进行自动翻页扫描时，将书籍翻开的两边书页分别对应放 到第一、第二支撑平板上，书籍的书脊放入第一、第二支撑平板相对的边缘所形成的夹持空 间被夹持住，第一、第二支撑平板被顶起以顶起书页、贴到旋转玻璃下表面。其中，书籍搁置装置最下方设置两个水平的、各自独立的、处于同一水平高度的第 一托板和第二托板，二者能相对于自动翻页扫描装置的底部做左右水平移动；第一托板左 端有与之垂直的左挡板，第二托板的右端有与之垂直的右挡板；左挡板的外侧水平设置有 左旋钮，右挡板的外侧水平设置有右旋钮，左、右旋钮各自从自动翻页扫描装置相对的两侧 穿入，抵接在各自相应的左、右挡板的外侧；需要翻页扫描期间，右旋钮根据书籍大小调整 控制书页边缘处于翻书装置的吸盘下方合适位置，左旋钮根据书籍的厚度控制两个所述支撑平板夹持空间大小以使之与书籍厚度基本一致。其中，第一、二支撑平板下表面设置均勻分布的弹性支撑装置，用于保持两个上述 支撑平板的水平稳定和上下运动；弹性支撑装置均垂直于其相应的所述支撑平板的水平表 面，并能被控制器电气控制以下拉或抬升两个上述支撑平板。其中，所述第一支撑平板下表面的所述弹性支撑装置为第一弹性支撑装置、第二 弹性支撑装置、第三弹性支撑装置，第一至第三弹性支撑装置各自的一端都连到第一支撑 平板的下表面、另一端连到第一托板的上表面；所述第二支撑平板下表面的所述弹性支撑 装置为第四弹性支撑装置、第五弹性支撑装置、第六弹性支撑装置，第四至第六弹性支撑装 置各自的一端都连到第二支撑平板的下表面、另一端连到第二托板的上表面；所述第一至 第六弹性支撑装置和左右滑动板使得两个所述的支撑平板能够根据书籍厚度或书页高度 自动调节板面高低，保持书籍的翻开页面处于水平状态；左、右旋钮调整第一、第二托板左 右水平移动使得所述弹性支撑装置带动第一、第二支撑平板水平移动，实现书页边缘位置 和夹持空间大小的控制。其中，第二弹性支撑装置位于第一支撑平板下表面的相对中间或重心的部位，第 一和第三弹性支撑装置以第二弹性支撑装置为对称中心设置在相应的对称位置的两个或 以上多个对称位置上；第五弹性支撑装置位于第二支撑平板下表面的相对中间或重心的部 位，第四和第六弹性支撑装置以第五弹性支撑装置为对称中心设置在相应的对称位置的两 个或以上多个对称位置上；所述第一、第二支撑平板的书脊的夹持空间进一步可以由二者 相互靠近的端部、各自所向下延伸出的、垂直于各自的板面的部分形成；所述第一、第三、第 四、第六弹性支撑装置以及左、右部弹性支撑装置采用弹簧组或气动弹簧；所述第二、第五 弹性支撑装置采用电磁铁或单向气缸，通电时将第一、第二支撑平板拉回，远离旋转玻璃的 水平高度。其中，翻书装置是在自动翻页扫描装置的顶部设置电机，电机下连接一个能垂 直伸缩的电推杆，该垂直伸缩的电推杆的另一端连接有一个外部套设有弹簧的管，该套设 弹簧的管的另一端嵌入真空吸盘装置的中空吸盘臂的内径内，并可在该内径内上下垂直移 动，真空吸盘装置的最下端是真空吸盘。其中，所述翻书装置是在自动翻页扫描装置的顶部设置一个电机，在该电机的一 侧水平连接有一个可水平伸缩的第一电推杆，该可伸缩电推杆ROD的另一端连接有另一个 电机，该另一个电机的底部连接有一个可垂直伸缩的第二电推杆；在所述垂直伸缩第二电 推杆的另一端连接有一个外部套设有弹簧的管，该套设弹簧的管的另一端嵌入真空吸盘装 置的中空吸盘臂的内径内，并可在该内径内上下垂直移动；真空吸盘装置的最下端是真空 吸盘。其中，所述翻书装置是在自动翻页扫描装置顶部设置双向气缸；双向气缸可以 上下运动并带有行程开关以便检测是否上下运动或伸缩达到顶部或底部，气缸下部连有真 空吸盘装置；真空吸盘固定在双向气缸最下方，随双向气缸做上下往复运动。其中，由于旋转玻璃为圆形玻璃板状，自动翻页扫描装置中能同时设置两部、三部 或四部书籍搁置装置、扫描组件和翻书装置，以便同时分别对两本、三本或四本书籍进行翻 页和扫描，两部、三部或四部书籍搁置装置、扫描组件和翻书装置的均同时并行地操作。其中，用控制器控制各个所述装置或所述组件的电气操作和数据处理，用以协调各个所述装置或所述组件的工作。其中，翻书时，旋转玻璃转到能翻页的固定位置，准备翻起的页面的一角被轻压在 旋转玻璃下，翻书装置的真空吸盘向下运动接触到要翻起的页面并吸起单页的该页面提 升，接着释放该页面，页面落在旋转玻璃上，然后翻书装置继续复位、旋转玻璃开始旋转，旋 转玻璃的槽的边缘带动落在其上的页面翻过去，一直旋转到图像采集的固定位置，旋转玻 璃完全覆盖书籍的两边书页，完成翻页动作。其中，第一、第二支撑平板上表面相互靠近的位置各自设有光电感应探头，用以探 测第一、第二支撑平板上表面是否放置了书籍。其中，设有单页检测装置，其包括两个超声波探头，一个超声波探头位于翻书装置 的真空吸盘装置的侧底部，另一个超声波探头位于旋转玻璃的槽的边缘上方，由上述两个 超声波探头配合，检测自动翻书装置翻起的页面是否为单页；单页检测装置检测到吸取的 不是单页，则重新吸取页面，反复两次或多次该重新吸取的动作仍不是吸取的单页时，由控 制器控制报警器报警。其中，在第一支撑平板的上表面设置至少三个书页尺寸自动检测器，和/或在真 空吸盘装置上设置除静电装置。其中，旋转玻璃的旋转电机还包括设置在自动翻页扫描装置上部采用提拉方式、 提拉并带动旋转玻璃在水平面上旋转完成翻页扫描；或设置在自动翻页扫描装置底部采用 支撑方式、支撑并带动旋转玻璃在水平面上旋转完成翻页扫描。还提供一种根据上述自动翻页扫描装置执行自动翻页扫描的方法。其中，两个所述书籍搁置装置的各自的所述托书的平台在初始状态并处于同一水 平高度；将待扫描的书籍放置在上述两个台面，启动扫描；控制器启动扫描程序；初始扫描 时，顶起上述两个台面以顶起书籍紧贴旋转玻璃下表面，由扫描组件完成图像采集；步骤 五，控制旋转玻璃水平旋转到翻页位置，正好对称的两本书各自待翻起页面的一角被压在 一侧的旋转玻璃下，同时，控制每本书各自对应的翻书装置的真空吸盘向下运动接触到该 页面，然后真空吸盘吸起该页面；真空吸盘吸起单页的该页面后控制翻书装置上拉，接着真 空吸盘释放吸起的页面使之依靠自身重力落到旋转玻璃的上述一侧的上表面，并开始旋转 旋转玻璃；各翻书装置逐渐回到原始位置，旋转玻璃旋转并将页面翻过去并压在旋转玻璃 下；旋转玻璃继续旋转完成翻页，当旋转到图像采集固定位置后完全覆盖两个所述书籍搁 置装置的所述托书的平台，控制扫描组件进行图像采集；重复上述旋转翻页和扫描的操作， 直到完成全部待扫书页的扫描为止。另外，还可以后续处理，控制将扫描所得的图像通过数据通讯模块传输到数据处 理模块，由该数据处理模块采用图像处理软件对所述图像进行处理和显示，并自动依照书 页的顺序将图像整理成一个完整的文件。


图1是本发明的自动翻页扫描装置的初始正视图；图2是本发明的自动翻页扫描装置搁置了书籍进行图像采集工作的正视图；图3是本发明的旋转玻璃旋转到位并准备吸起书页的自动翻页扫描过程的俯视 图4是本发明的吸起书页落在旋转玻璃上的自动翻页扫描过程的俯视图；图5是本发明的旋转玻璃开始旋转以进行自动翻页扫描过程的俯视图；图6是本发明的旋转玻璃转动翻起书页的自动翻页扫描过程的俯视图；图7是本发明的旋转玻璃转动完成翻页并重新覆盖到翻好的书籍页面上实现新 的书页的图象采集扫描的俯视图；图8是本发明的自动翻页扫描装置工作流程图。
具体实施例方式下面将结合附图来详细描述本发明的自动翻页扫描装置及其相应的扫描方法。图1、2示出了本发明的自动翻页扫描装置的机械结构正视图(初始状态和放置了 书籍进行扫描的状态)。如图1所示，所述自动翻页扫描装置1包括翻书装置5 (能上下伸缩活动)、扫描组 件6、扫描翻页用的旋转玻璃7 (优选可以是水平的玻璃板或水平的圆形玻璃板面)、书籍搁 置装置4。具体地，翻书装置5和扫描组件6设置在自动翻页扫描装置1的上部，二者之间 有一定水平距离。扫描翻页用的旋转玻璃7设置在翻页扫描装置1的中部、即翻书装置5 和扫描组件的下方，翻书装置5与旋转玻璃7之间有一定高度差，以保证翻起的书页不被翻 书装置5妨碍为优。书籍搁置装置4设置在自动翻页扫描装置1的下部、即旋转玻璃7的 下方。扫描组件6包括至少一个或至少两个或至少一组或至少两个或多个或多组扫描 器(图形图像等采集器、扫描仪、相机等，优选为i2S Land of Vision矩阵C⑶相机、精密 线阵CCD相机等)书籍搁置装置4在未放置书籍不进行翻书扫描复印时，通常其最上方的台面与旋 转玻璃7之间有一定距离。旋转玻璃7通常采用旋转电机带动进行旋转，旋转电机通常设置在自动翻页扫描 装置1上部，采用提拉方式，提拉并带动旋转玻璃7在水平面上的旋转，或者，也可以设置在 自动翻页扫描装置1下部(固定在自动翻页扫描装置1底部)，采用支撑方式，支撑并带动 旋转玻璃7在水平面上旋转。下面将介绍书籍搁置装置4的具体结构和工作原理。书籍搁置装置4的最下方设置为两块相互分开独立的、与自动翻页扫描装置1的 水平底面、水平的旋转玻璃7的水平玻璃面平行的第一托板414、第二托板424，第一、第二 托板处于同一水平高度。这两个托板414、424能相对于自动翻页扫描装置1的水平底部做 水平平移。如第一、第二托板414、424下表面设置能实现左右平移的滑轮、轨道、也可以小 车轮等等。优选的方式是将书籍搁置装置4固定安装在自动翻页扫描装置1的底部所设置 的直线轨道轴承上滑动即上述两个托板利用直线导轨轴承方式实现滑动，以保证更光滑更 稳定的平移。第一托板414的左端(远离第二托板424的一端)、垂直于该第一托板414的 板面设置有左挡板415，第二托板424的右端(远离第一托板414的一端)、垂直于该第二 托板424板面设置有右挡板425。左挡板415的左侧面(下面也称外侧)有水平设置的控制用手动螺纹旋钮 4151 (下面也称左旋钮)，控制用的手动螺纹旋钮4151从自动翻页扫描装置1的一侧旋转穿入，抵接在左挡板415外侧。右挡板425的右侧面(下面也称外侧)有水平设置的控制 用手动螺纹旋钮4251 (下面也称右旋钮)，控制用的手动螺纹旋钮4251从自动翻页扫描装 置1的与上述一侧相面对的另一侧旋转穿入，抵接在右挡板425的外侧。左右两旋钮4151、 4251中，右边的旋钮(右旋钮4251)在放上书籍进行翻页和扫描期间，能根据书籍大小来控 制书页边缘处在翻书装置5的吸盘下方的合适位置(如书页大，拧进去点、推动右挡板往里 一点、带动托书的平台靠内些翻书机构能对准页角，或书页小，松一点、挡板放松往外点、带 动托书的平台往外展些翻书机构能翻到书页等)，以方便连续的吸起书页；左边的旋钮(左 旋钮4151)则根据书籍的厚度控制左右两个支撑书籍页面的第一支撑平板41和第二支撑 平板42 (两个支撑平板即上述托书的平台)之间的距离(夹持空间大小)与书籍厚度基本 一致(夹持书籍的书脊)。实际操作中通常先调节右旋钮4251确定书页边缘处于合适的 吸盘下方的位置、再调节左旋钮4151完成书籍扫描前的初始放置。后面还有相关的具体描 述。书籍搁置装置4最上方包括水平设置的用于支撑书籍的、相互独立的、各自都可 独立上下(纵向)活动的第一支撑平板41和第二支撑平板42，平时无书籍搁置时二者位 于同一水平高度且与旋转玻璃7和间有一定距离(图1所示)。这两个水平的支撑平板的 板面都平行于第一、第二托板414、424上表面以及旋转玻璃板7的水平玻璃平面的下表面。 当放上书籍时，所述第一支撑平板41和第二支撑平板42各自的上表面用于对应支撑翻开 书籍180度时的左书页部分和右书页部分，书籍的书脊由第一支撑平板41与第二支撑平板 42相互靠近的、两个所述支撑平板41和42的端部(相对的边缘的空间)夹持住，夹持书脊 的该部位即为夹持空间或夹持部(图2所示)。优选的，夹持结构如上述两个所述支撑平 板的相互靠近的端部、各自所向下延伸出垂直于各自的支撑平板的垂直平板部分，即第一 支撑平板41的右端垂直板、第二支撑平板42的左端垂直板，形状如延伸为直角型的两块平 板“1 ”41和“ r”42，中间的垂直平板(或称垂直短板)“n r”，由左端垂直板(或称 左端垂直短板)、右端垂直板(或称右端垂直短板)相对的板面夹持住，夹持部分作为支撑 书脊的夹持空间或夹持部。所述第一、第二支撑平板41、42的上表面(接近旋转玻璃7下表面的板面)相互 靠近的位置(靠近夹持部的位置)各自设有光电感应探头(如附图中黑色方块所示)，用以 探测第一或第二支撑平板41、42的上表面是否放置了书籍。所述第一、第二支撑平板41、42的水平面宽度较宽(优选的支持如大于A3纸的宽 度，可以支持的书籍页面尺寸最小A5纸张即148*210mm，最大A2纸张即420*594mm)，与后 面描述的书页尺寸自动检测相配合能自动适应多种书页规格。在未放置书籍前，所述第一、 第二支撑平板处于同一水平高度。所述两个支撑平板的上表面优选地被进行粗糙化处理， 例如通过设置一层摩擦系数较大的毛玻璃、橡胶垫等方式使得上述两块平板与书籍接触的 表面变得粗糙，从而可以有效地防止书的滑动。上述各支撑平板41、42下表面分别设置了能伸缩(上下、纵向)的弹性支撑装置， 使得各支撑平板41、42能根据各自上方的书籍重量自动调节高度，使得平放了书籍两个部 分后，书籍呈180度即翻开的两部分仍然能保持同样的水平高度(图2所示)。以下将具体描述弹性支撑装置的优选实现方式。所述第一支撑平板41的下表面设置有第一弹性支撑装置411、第二弹性支撑装置
11412、第三弹性支撑装置413，第一至第三弹性支撑装置各自的一端都连到第一支撑平板41 的下表面、另一端连到第一托板414的上表面。所述第二支撑平板42的下表面设置有第四 弹性支撑装置421、第五弹性支撑装置422、第六弹性支撑装置423，第四至第六弹性支撑装 置各自的一端都连到第二支撑平板的下表面、另一端连到第二托板424的上表面。第一至第六弹性支撑装置，通常为第二弹性支撑装置412位于第一支撑平板41 下表面的相对来说靠其中间的或重心的部位，而第一和第三弹性支撑装置411、413以第二 弹性支撑装置412为对称中心，围绕该中心在相应的对称位置设置(两个或两个以上的多 个对称位置，二者各自与第二弹性支撑装置412之间的距离相同或均勻、或基本上相同均 勻、以保持支撑平板处于水平位置)，以使第一支撑平板能够被平稳地支撑，这三个或三组 (第一、第二、第三)弹性支撑装置起弹性支撑作用，根据位于其上的支撑平板上表面的书 籍的厚度、重量来调整支撑平板的高度(或往上一些或压下一些)以及支撑平板上的书籍 与水平挡板3的之间的距离，以适应不同书籍的厚度。类似的，第五弹性支撑装置422位于 第一支撑平板42下表面的相对来说靠其中间的或重心的部位，而第四和第六弹性支撑装 置421、423以第五弹性支撑装置422为对称中心，围绕该中心在相应的对称位置设置(两 个或两个以上的多个对称位置，二者各自与第二弹性支撑装置422之间的距离相同或均 勻、或基本上相同均勻、以保持支撑平板处于水平位置)，以使第二支撑平板能够被平稳地 支撑，三个或三组(第四、第五、第六)弹性支撑装置起弹性支撑作用，根据位于其上的支撑 平板上表面的书籍的厚度、重量来调整支撑平板的高度(或往上一些或压下一些)以及支 撑平板上的书籍与水平挡板3的之间的距离，以适应不同书籍的厚度。还可以，两支撑平板 41,42各自的各弹性支撑装置的数目和类型保持一致，并均勻分布于支撑平板下。这样，每翻一页各所述支撑平板的台面就自动调节保持两边页面水平，有效地防 止在工作过程中所述两个支撑平板左右偏转。在所述两个支撑平板上未放置书籍时(也即 未施加压力时)，所述各弹性支撑装置的高度均相等，这样就可以保证各对应的支撑平板能 够保持水平。由于所述的两个支撑平板41、42是独立分离开的，上述各个弹性支撑装置又是可 以伸缩(纵向、上下)，书籍展开180度以书脊为中心分开为左右两部分，一个部分放在第 一支撑平板41上，另一个部分放在第二支撑平板42上，两个部分可能存在厚度和重量的不 同，但上述结构能够满足两个部分始终处于同一水平高度上即保证书籍总是180度展开如 图2所示(重的部分则将其下的支撑平板下压多一些、轻的部分则将其下的支撑平板下压 少一些)。其工作原理和方式六组弹性支撑装置支撑着各自对应的支撑平板41、42，并各 自连接在相应的可平移的托板414、424上，因而各弹性支撑装置可以随着各自所在的托板 414、424左右稍微平移，连带使得各自支持的支撑平板41、42也随着平移。支撑平板之间的 距离初始时配合左旋钮4151的调节变大变小，使得夹持空间或夹持部能够适应书籍厚度。 由于随着书籍的厚度不同或者装订方式、纸张厚度等不同，书脊的软硬和厚度也有所变化， 当书籍翻开180度放到两块支撑平板上，书脊也相应放入到上述夹持书脊的夹持空间(夹 持部)，根据厚度大小，左旋钮旋转放松或压紧使得两个支撑平板之间的夹持空间距离扩大 或缩小，书脊较厚时，两个支撑平板之间的距离扩大即夹持空间需要大，左旋钮4151旋转 调节放松对左挡板415的抵压，使得两个托板带动两个支撑平板41、42相互远离，书脊较薄(或取出)则夹持空间需要小，左旋钮4151旋转调节加强对左挡板415的抵压，使得两个托 板带动两个支撑平板相互靠近。右旋钮使得第四至第六弹性支撑装置以及右挡板带动第二 托板424平移，左旋钮使得第一至第三弹性支撑装置以及左挡板带动第一托板414平移，以 完成初始调整。夹持空间的大小都是根据书籍的书脊厚度而能进行调整，书脊的夹持相当 稳固，同时也辅助保证了书籍是180度展开状态。能放到书籍搁置装置4上进行扫描的书 籍可以是书本、杂志、装订的报纸，由于夹持和支撑平板的上述结构，书籍封面为软封面和 硬封面都能适用(同时参见上述对动态调整托板的描述)，而由于放置空间相对宽裕、又可 以根据书本厚度调整，对纸张厚度等也就不存在限制，其能够支持薄如10g/m2、厚如300g/ m2的纸张(如米纸、再生杂志、牛皮纸、羊皮纸)，以及处理混合厚度纸张的书籍(如正常纸 张中的薄的索引)等，也能处理纸张表面是平滑的、粗糙的、坚韧的或起皱的，甚至页面形 状有所改变的书籍(封面或页面变形的，波状、折角的页面，或波状封面、弯曲厚封面；页面 形状改变的，缺角、短切页面，索引剪贴、页面边缘不规则等)，后面还将描述其自动翻页方 式也保障了对纸张没有太多限制。两个支撑平板41、42的上表面为磨砂面以增加与书籍表面的摩擦力。下面是弹性支撑装置的第一种优选方式。第二弹性支撑装置412、第五弹性支撑装置422优选方式一，使用电磁铁；第一、第 三、第四、第六弹性支撑装置411、413、421、423优选方式一，使用弹簧组。电磁铁可以包括垂直的磁体和套在磁体外的磁体套，磁体套较磁体短、且磁体套 一端连到各自对应的所述托板上表面，另一端露出相应的磁体的一部分，磁体上端顶住各 自对应的所述支撑平板的下表面。而各弹簧组，各自都具有垂直伸缩杆、围绕在伸缩杆上 的弹簧、套在伸缩杆和弹簧外的外套，其更好的结构如外套比伸缩杆和弹簧短、且一端连 接在各个对应的上述托板上表面、而另一端露出弹簧和伸缩杆的一部分，弹簧和伸缩杆露 出部分的上端顶连在各自对应的所述支撑平板的下表面、而未露出部分的下端位于各自对 应的所述托板的上表面。平常未放书籍、或无需扫描、无需翻页时，弹簧组由于电磁铁对支 撑平板的下拉状态而处于压缩状态，且左、右挡板415、425高度也不大于处于压缩状态时 弹簧组的高度。在完成自动翻页操作过程中，当所述两个支撑平板41、42运动到合适的位 置，该磁铁放开则弹簧组将所述两个支撑平板顶起，当上述磁铁通电时又将上述两个支撑 平板拉回。依靠电磁铁的磁体通电特性和弹簧组的压缩恢复来控制支撑平板的上下(纵 向)运动，顶起或拉回。下面是弹性支撑装置的第二种优选方式。第一支撑平板41 (优选可为有机玻璃平板)下表面的第二弹性支撑装置412、和第 二支撑平板42 (优选可为有机玻璃平板)下表面的第五弹性支撑装置422，分别采用向下作 用的单向气缸。第一弹性支撑装置411为一对气动弹簧、第三弹性支撑装置413为一对气 动弹簧，这四根气动弹簧在第一支撑平板41的四个角附近(如上述围绕第二弹性支撑装置 412)，第四弹性支撑装置421为一对气动弹簧、第六弹性支撑装置423为一对气动弹簧，这 四根气动弹簧在第二支撑平板42的四个角附近(如上述围绕第五弹性支撑装置422)。气 缸作用时，第一、第二支撑平板向下运动，不作用时第一、第二支撑平板被气动弹簧顶起。类似电磁铁和弹簧组的情况，且两种优选方式可以组合如电磁铁与气动弹簧组 合，或向下作用单向气缸与弹簧组组合等。
如图2所示即为放置好了书籍准备扫描的状态，其中调节好了翻书装置5与待翻 页书籍的边缘的位置、以及两个支撑平板之间夹持书脊的距离，且由于各个弹性支撑装置 的作用将两个支撑平板抬升与旋转玻璃7的下表面贴合，扫描组件6位于夹持书脊的夹持 部的上方以方便左右两边书页的扫描。以下介绍翻书装置5的设计方式。翻书装置5设计方式一在自动翻页扫描装置的顶部设置电机，电机下连接一个 能垂直伸缩的电推杆，该垂直伸缩的电推杆的另一端连接有一个外部套设有弹簧的管，该 套设弹簧的管的另一端嵌入真空吸盘装置的中空吸盘臂的内径内，并可在该内径内上下垂 直移动。在该真空吸盘装置上还设置有除静电装置，用于除去书页之间的静电，防止书页粘叠。翻书装置5设计方式二 在自动翻页扫描装置的顶部设置一个电机，在该电机的 左侧水平连接有一个可水平伸缩的第一电推杆ROD，该可伸缩电推杆ROD的另一端连接有 另一个电机，该另一个电机的底部向下连接有一个可垂直伸缩的第二电推杆。在所述垂直 伸缩第二电推杆的另一端连接有一个外部套设有弹簧的管，该套设弹簧的管的另一端嵌入 真空吸盘装置的中空吸盘臂的内径内，并可在该内径内上下垂直移动。在该真空吸盘装置 上还设置有除静电装置，用于除去书页之间的静电，防止书页粘叠。优化上述翻书装置5采 用两个电机结构方式时，第一个电机用于根据页面尺寸自动检测器(未图示)所输出的检 测信号来控制电机驱动该可水平伸缩的电推杆ROD的水平伸缩幅度，从而使真空吸盘装置 能够位于与第一支撑平板上所放置的书页的特定版面尺寸匹配的翻书位置上，以保证翻书 效率。而第二个电机用于驱动上述可垂直伸缩的电推杆ROD进行垂直伸缩，以使真空吸盘 装置能够与书页保持较为紧密的接触，从而更优地保证翻书效果。当上述翻书装置5采用 一个电机结构的方式时，则电机控制上述可垂直伸缩的电推杆ROD进行垂直伸缩，以使真 空吸盘装置能够与书页保持较为紧密的接触，从而更优地保证翻书效果。翻书装置5设计方式三电气方式，在自动翻页扫描装置的顶部设置双向气缸(比 如设置能移动且安装高度可调的固定支架来安装双向气缸)，双向气缸可以上下运动并带 有行程开关以便检测是否上下运动(伸缩)达到伸缩范围的顶部或底部，气缸下部连有真 空吸盘装置(或称真空吸附系统)；真空吸盘装置或真空吸附系统内包括真空吸盘、真空发 生器、吸附检测开关(采用现有技术的真空发生器产生真空使得真空吸盘能吸附书页并由 吸附检测开关检测，这里将不再具体描述)。真空吸盘固定在双向气缸最下方，随双向气缸 做上下往复运动。设计方式三由于已有的真空吸盘装置技术通过电气电路控制方式作用， 采用电气电路控制的双向气缸，则设备简单小巧、能降低制造成本。当然，若上述弹性支撑 装置的单向气缸与上述双向气缸的翻页装置配合，则设备将进一步简化、制造成本进一步 降低。通过电气电路连接，根据电压高低，协调控制单向气缸、双向气缸、真空吸盘装置。 设定双向气缸其输入线路高电平则向上运动、若低电平则向下运动；两组单向气缸(第二、 第五弹性支撑装置)各自输入线路高电平则下降、低电平则放气不作用(两单向气缸输入 线路不同)；吸盘输入线路高电平工作、低电平则停止工作。吸盘开始工作后，压力检测(带 压力检测开关)，成功吸附则输出线路电平为低，若未成功吸附则其对应的输出线路电平 为高；双向气缸到达上部顶点、触动行程开关则其对应的输出线路电平为低，若到达下部顶点、触动行程开关则其输出线路电平为高；各单向气缸到达下部底点、触动行程开关，则其 输出电平为高(两单向气缸输出线路相同)。双向气缸可选型号CMK2-FB-20-100-T0H3-D的气泵、两组单向气缸可选型号 CMK2-SR-FB-20-100-T0H3-D的气泵，气源都由空压机提供；吸盘可选型号VSP-D40BES-6的 吸盘，气源由真空发生器(型号可为VSK-AL07S-66S-3B)提供。上述真空吸盘装置(或真空吸附系统)例如采用SMC公司所生产的真空吸盘装 置)，因此在本文中将不再详述。上述除静电装置都采用已有的除静电装置。真空吸附装置 与除静电装置的结合方式也适用现有的方式，因此在本文中将不再详述。下面介绍真空吸盘的书页吸附以及旋转玻璃7配合该吸附的自动翻页状态，如图 3所示的自动翻页扫描装置1的俯视图。由于旋转玻璃7的设计，利用其旋转可以同时对两至四本本书籍进行扫描和自动 翻页(相应增加书籍搁置装置个数)，比如，当旋转玻璃7全部覆盖在两本书翻开的书页上， 能够由扫描组件6对4页书页进行扫描，而当旋转玻璃7旋转时可以分别对两至四本书进 行翻页，实现高效率的扫描和翻页。因而，在自动翻页扫描装置1中优选地，设置两个书籍 搁置装置4 (左右两个，面对面设置即相对设置或叫对称设置)，以及其各自的第一支撑平 板41和第二支撑平板42，各第二支撑平板42上方书籍边缘适当的位置上方是各自对应的 翻书装置5，每个书籍搁置装置4的第一、第二支撑平板41、42的中间的上方(如夹持部上 方)设置有对应的扫描组件6。旋转玻璃7优选地，为圆形玻璃板(如玻璃圆盘)并开设具有一定角度的槽。优 选的情况是对称地开设具有一定角度的槽。更好的，还比如根据两条直径对称开一个40 度的角度左右的两个的槽。以来完成翻页操作(如图3所示)。旋转玻璃7边缘打磨光滑， 玻璃与书接触的面上贴了防静电的贴膜。旋转玻璃7旋转到准备翻页的固定位置，正好将 对称的两本书的准备翻起的书页的一角、压在了一侧的玻璃的玻璃板下(旋转玻璃的槽的 一个边的一部分轻压，所述准备翻起的书页的未被玻璃板挡住，方便翻书装置5的真空吸 盘下行吸附)。接着，两边翻书装置5的真空吸盘同时向下运动，接触到要翻起的书页，并吸 起书页。真空吸盘吸起书页后提升，然后释放书页，真空吸盘最后回复到初始位置，翻书装 置初始位置的高度以不妨碍随后翻起书页的动作为合适。书页靠自然重力下落在上述一侧 的旋转玻璃7上，旋转玻璃7接着开始旋转，参见图4，其边缘会将该落在该旋转玻璃7上的 书页翻过去，开始翻页，参见图5，旋转玻璃7继续旋转，将书页从一边翻过去，然后再压在 旋转玻璃7下，参见图6，旋转玻璃7仍然继续旋转，当其旋转到图像采集(如扫描)的固定 位置后，正好将各书籍搁置装置4完全覆盖，此时给扫描组件6 (如相机)一个信号，扫描组 件开始工作，进行图像采集，此后的运动周而复始，直到光电感应探头探测到书籍翻完。然 后各个弹性支撑装置下拉各个支撑平板，取出已经完成图像采集的书籍。由于真空吸盘方式吸起书页、自然重力下落、旋转玻璃的边缘打磨光滑，则对书页 摩擦少而且力量小，因而对书页无损坏还可以将多翻出的书页搓开，对书籍的纸张等则限 制很少，防止了对书籍的损坏，同时也使得本发明的自动翻页扫描装置不会漏扫页面，进而 可以保证扫描图像的完整性，提高了自动翻书扫描的质量和效率(这里气缸或电机驱动吸 盘装置上下伸缩运动及相应的检测，保证了吸盘吸附的稳定、单页吸附以及运动的稳定)。对本申请的扫描装置的整体翻页功能的优化，如增加一些辅助结构更好地保障自
15动翻页效果以及书籍的保护效果。还可以在所述第一支撑平板41的上表面上设置至少三个书页尺寸自动检测器 (未图示出)，用于检测其上所放置的书的页面的版面规格(例如B5、A4、A3等)，该自动 检测器可以是光敏探测器等其他可以用于检测书页尺寸的器件。比如，按下述方式来设置 该书页尺寸自动检测器最靠近放置书脊的夹持空间(夹持部)的自动检测器可以设置在 该第一支撑平板上距该第一支撑平板的最靠近夹持空间的一边的距离为B5纸张的宽度的 位置处，第二个自动检测器可以设置在该第一支撑平板上距该第一支撑平板的最靠近夹持 空间的一边的距离为A4纸张的宽度的位置处，而第三个自动检测器可以放置在该第一支 撑平板上距该第一支撑平板的最靠近夹持空间的一边的距离为A3纸张的宽度的位置处等 等，根据所能支持的纸张页面的规格来设置。通过设置上述至少三个页面尺寸自动检测器， 可以自动检测出放置在第一支撑平板上的书籍页面的尺寸，进而将检测信号反馈给控制 器，由控制器根据该检测信号来控制后面即将描述的自动翻书装置的具体位置，从而可以 更准确地进行自动翻书。另外，还可以设置单页检测装置(未图示出)，其由两个超声波探头构成，其中的 一个超声波探头位于上述翻书装置5的真空吸盘装置的侧底部(即真空吸盘装置侧面上靠 近其底部的位置附近)，另一个超声波探头位于旋转玻璃7的槽的边缘上方。通过这两个超 声波探头的配合可以检测由所述自动翻书装置5翻起的页面是否为单页，即使两个超声 波探头中的一个探头发射超声波，而另一个探头接收所述超声波，继而就可以检测到在这 两个超声波探头之间的被测页面的厚度，从而通过该检测到的页面的厚度来判断该被吸起 的页面是否为单页。如果检测到所吸起的页面不是单页，则由控制器命令所述自动翻书装 置5释放所吸起的页面，并且重新进行页面吸取，直到吸起单张页面为止。也可以设计为， 如果反复两次或反复多次的重新进行页面吸取仍然无法吸起单张，则控制器停止重新进行 页面吸取的操作并控制报警器报警，以便人工干预(人翻页后控制器控制自动翻书装置5 回到初始状态而继续后面的扫描操作)。由于该单页检测装置的存在，而进一步优化了本发 明的自动翻页扫描装置不会漏扫页面，进而可以保证扫描图像的完整性。下面将描述扫描装置的电气连接和自动翻页扫描的方式(参见图2-8)。旋转玻璃7优选采用步进旋转电机带动。步进旋转电机和翻书装置5的伸缩电气控制、各弹性支撑装置的电气动作、扫描 组件6的信号控制等都通过电气控制方式完成，协调好动作时间、动作方向等(此为所属领 域常见电气控制方式，不再赘述)。优选地，自动翻页扫描装置1具有控制器(未图示出)、扫描组件6 (如相机等)、 书籍搁置装置4、翻书装置5、各弹性支撑装置；进一步优化的配置中，还有单页检测装置、 用户操作界面(未图示出)、书页尺寸自动检测器、电机或双向气缸(未图示出)、数据通讯 模块(未图示出)、数据处理模块(未图示出)等。控制器控制其他各个组成部分的数据处 理和操作，如图2-7所示。自动翻页扫描装置1未启动(如未通电)和未放置书籍时处于自然状态。初始， 书籍搁置装置4的第一、第二支撑平板41、42与旋转玻璃7下表面有一定距离。用户操作 界面有启动、停止、通断电等的按钮、开关。步骤S101将自动翻页扫描装置1电源接通，开启电源按钮，电磁铁(或单向气缸)由于控制器的通电控制而将各个上述支撑平板拉回到初始状态并处于同一水平高度、且与 旋转玻璃7下表面之间的一般能有6-7cm的间距，调节右旋钮4251根据书籍大小控制书页 边缘处在翻书装置5的真空吸盘下方合适位置，然后调节左旋钮4151根据书籍厚度控制左 右两个(第一、第二)支撑平板的距离(夹持部)与书籍厚度(书脊)基本一致。步骤S103操作人员将待扫描的书籍按相应位置关系放置在上述支撑平板41、42 上，比如翻开180度，一面书页放第一支撑平板上、书籍夹持在夹持空间、另一面书页放第 二支撑平板上，各个支撑平板在电磁铁通电情况下被吸住下拉着(或单向气缸输入线路高 电平情况下被吸住下拉)，书籍始终处于180度水平。按开始扫描键。其中，优化的一个步骤有(步骤S1031)，按开始扫描键后，控制器控制书页自动检 测器自动测量书籍所在的范围、宽度及大小，对检测结果进行存储，并根据所存储的检测结 果反馈信号给翻书装置5和控制器，以便根据检测结果，更好地控制翻书装置5的电机控制 电推杆推动真空吸盘装置运行到与要翻起的页面上更合适的位置。步骤S105，自动翻页扫描装置1的控制器启动扫描程序。控制器控制各弹性支撑 装置抬起(电磁铁放开或单向气缸放气不作用)书籍搁置装置4的第一、第二支撑平板，使 得书籍贴合旋转玻璃7下表面，旋转玻璃7覆盖两边书页能够完整将两边书页都扫描到并 由扫描组件6 (如两个相机一个对应左页，一个对应右页，同时完成各自对相对应的页的拍 摄)完成扫描照相等图像采集的工作。如图2所示。如图3-7所示(箭头表示旋转玻璃旋转翻页的运动方向)步骤S107，接着(当需要翻页扫描时)，控制器控制第二、第五弹性支撑装置(如 电磁铁通电或单向气缸下行)，稍微拉回所述的支撑平板41、42(或者采用保持扫描时的位 置的方式，不稍微拉回支撑平板，根据贴紧旋转玻璃7的情况/高度来考虑是否设计为拉回 一点还是保持扫描时的位置高度)，同时控制旋转玻璃7开始旋转，旋转到准备翻页的固定 位置，正好将对称的两本书(两个书籍搁置装置4各放置一本书扫描的情况)的书页的一 角压在一侧的玻璃下或稍微挡在旋转玻璃7该一侧下，同时，控制每本书对应的翻书装置5 的吸盘向下运动接触到书页。优化方式如控制翻书装置的电机驱动或双向气缸推动真空 吸盘装置垂直下行，当下行到合适位置，真空吸盘装置放置在了第二支撑平板42上的待吸 取的页面上，然后真空吸盘装置将该页面吸起(这里，控制器还可以控制单页检测装置检 测根据吸起的页面厚度判断是否吸起的是单页，不是则扬声器报警人工干预，或者控制翻 书装置释放被吸起的页而重新进行吸取操作、反复吸取预定次数比如2-3次后仍不行则再 报警人工干预)，通常有除静电装置则自然能消除吸取非单页的情况。步骤S109，控制器在真空吸盘装置将待吸取的页面吸起(单页)、并控制翻书装置 5(如缩回、上升)将真空吸盘装置向上拉起撤离，此时，控制书籍搁置装置4保持原扫描时 位置或稍微往上抬升第一、第二支撑平板，真空吸盘将吸起的书页释放，书页轻落在旋转玻 璃7上上述一侧的上表面，开始旋转该旋转玻璃7。(注意，控制器对弹性支撑装置的控制是通过控制电磁铁通电或单向气缸输入线 路高电平，而将两个所述的支撑平板41、42拉回)步骤S111，翻书装置5逐渐完全收起，向上拉起回到原始位置(以不妨碍书页翻动 为准)，同时，旋转玻璃7旋转并翻起书页，一直旋转到将书页从一边翻过去，然后再压在旋 转玻璃7下。
17
步骤S113，旋转玻璃7继续旋转并完成翻页，当旋转玻璃7旋转到图像采集的固定 位置后正好将书籍搁置装置4的支撑平板完全覆盖(即覆盖了两本书各自翻开的书页)，控 制器提供给扫描组件(相机)信号，进行图像采集(扫描)工作。反复执行步骤S107至步骤S113，直到完成全部待扫书页的翻页扫描为止(如所述 的光电感应探头探测到书籍翻完)。还可以接着完成一些后续步骤，如扫描完成后步骤S115控制器控制将扫描所得的图像通过数据通讯模块传输到数据处理模 块，由该数据处理模块采用图像处理软件对所述图像进行处理和显示，并自动依照书页的 顺序将图像整理成一个完整的文件，并将其转换为PDF、CAJ等电子图书的格式，以利于后 续传阅。本发明所述的自动翻页扫描装置适用于各类图书馆、研究室、扫描服务商、公司存 档服务、政府机构、文档存储专业机构、教育机构、出版机构等各类型的需要扫描书籍的场 合，其具有非常强的实用性。由于采用的数字化系统简单、采用的机械结构和组件价廉等 等，本发明的自动扫描装置成本低，易于广泛使用。并且翻起页面即便人工干预也相对安 全(没有夹持其移动的玻璃板)。另外，扫描效率提高(自动翻页)，不损毁书籍(上述结 构)，适应更多版面规格的书籍扫描、对纸张状况没太多限制、从而有利于最大效率地发挥 翻书机构的作用，能保证每次仅翻起一页、而不会导致扫描结果与书籍的实际内容不符，不 用单独扫描图像文件则无需用户花费大量的时间来处理扫描完成的文件、从而降低了用户 的劳动强度、不浪费用户的时间不容易出现最终编辑的文件的错误等等(自动数据处理、 自动化的数字线)。虽然已经结合具体实施方式
详细地描述了本发明，但是应该理解的是，前述实施 方式仅仅是作为示例，而并不是为了限制本发明。本领域技术人员根据其已有的专业知识 可以容易地想象到这些实施方式的其他的变形和修改，其可以在不脱离本发明的精神和范 围的情况下对本发明做出这些变形和修改，以获得本发明的部分或所有优点。
权利要求
一种自动翻页扫描装置，对书籍进行自动翻页和扫描，其特征在于，所述自动翻页扫描装置(1)包括扫描组件(6)、翻书装置(5)、水平的呈圆形玻璃板状的旋转玻璃(7)、书籍搁置装置(4)；书籍搁置装置(4)位于自动翻页扫描装置(1)的下部，书籍搁置装置最上方的托书的平台放置翻开的书籍以便扫描和翻页；旋转玻璃(7)位于书籍搁置装置(4)上方，并开有具有一定角度的槽，通过旋转电机带动旋转，以协助翻书装置进行自动翻页，扫描时用于抵住书籍搁置装置上翻开的书籍以便扫描组件(6)对书籍页面进行扫描；扫描组件(6)位于旋转玻璃(7)上方，用于扫描书籍的页面；翻书装置(5)位于旋转玻璃(7)上方，与旋转玻璃有一定高度差以避免妨碍翻起书页，翻书装置上的真空吸盘吸起页面，由旋转玻璃的旋转将吸起的页面翻过去。
2.如权利要求1所述的自动翻页扫描装置，其中书籍搁置装置(4)最上方托书的平台为两个水平设置的、各自独立的、表面粗糙的第 一支撑平板(41)和第二支撑平板(42)，二者水平高度一样，用于放置书籍；第一支撑平板和第二支撑平板能随自身台面上放置的书籍的重量自动上下调节保持 左右两边放置的书籍的页面在同一水平高度；需要对书籍进行自动翻页扫描时，将书籍翻开的两边书页分别对应放到第一、第二支 撑平板上，书籍的书脊放入第一、第二支撑平板相对的边缘所形成的夹持空间被夹持住，第 一、第二支撑平板被顶起以顶起书页、贴到旋转玻璃(7)下表面。
3.如权利要求2所述的自动翻页扫描装置，其中书籍搁置装置(4)最下方设置两个水平的、各自独立的、处于同一水平高度的第一托 板(414)和第二托板(424)，二者能相对于自动翻页扫描装置的底部做左右水平移动； 第一托板左端有与之垂直的左挡板，第二托板的右端有与之垂直的右挡板； 左挡板的外侧水平设置有左旋钮，右挡板的外侧水平设置有右旋钮，左、右旋钮各自从 自动翻页扫描装置相对的两侧穿入，抵接在各自相应的左、右挡板的外侧；需要翻页扫描期间，右旋钮根据书籍大小调整控制书页边缘处于翻书装置的吸盘下方 合适位置，左旋钮根据书籍的厚度控制两个所述支撑平板夹持空间大小以使之与书籍厚度 基本一致。
4.如权利要求3所述的自动翻页扫描装置，其中第一、二支撑平板下表面设置均勻分布的弹性支撑装置，用于保持两个上述支撑平板 的水平稳定和上下运动；弹性支撑装置均垂直于其相应的所述支撑平板的水平表面，并能被控制器电气控制以 下拉或抬升两个上述支撑平板。
5.如权利要求4所述的自动翻页扫描装置，其中所述第一支撑平板(41)下表面的所述弹性支撑装置为第一弹性支撑装置(411)、第二 弹性支撑装置(412)、第三弹性支撑装置(413)，第一至第三弹性支撑装置各自的一端都连 到第一支撑平板(41)的下表面、另一端连到第一托板(414)的上表面；所述第二支撑平板(42)下表面的所述弹性支撑装置为第四弹性支撑装置(421)、第五弹性支撑装置(422)、第六弹性支撑装置(423)，第四至第六弹性支撑装置各自的一端都连 到第二支撑平板(42)的下表面、另一端连到第二托板(424)的上表面；所述第一至第六弹性支撑装置和左右滑动板使得两个所述的支撑平板能够根据书籍 厚度或书页高度自动调节板面高低，保持书籍的翻开页面处于水平状态；左、右旋钮调整第一、第二托板左右水平移动使得所述弹性支撑装置带动第一、第二支 撑平板水平移动，实现书页边缘位置和夹持空间大小的控制。
6.如权利要求5所述的自动翻页扫描装置，其中第二弹性支撑装置(412)位于第一支撑平板(41)下表面的相对中间或重心的部位，第 一和第三弹性支撑装置(411)、(413)以第二弹性支撑装置(412)为对称中心设置在相应的 对称位置的两个或以上多个对称位置上；第五弹性支撑装置(422)位于第二支撑平板(42)下表面的相对中间或重心的部位，第 四和第六弹性支撑装置(421、423)以第五弹性支撑装置(422)为对称中心设置在相应的对 称位置的两个或以上多个对称位置上；所述第一、第二支撑平板的书脊的夹持空间进一步可以由二者相互靠近的端部、各自 所向下延伸出的、垂直于各自的板面的部分形成；所述第一、第三、第四、第六弹性支撑装置以及左、右部弹性支撑装置采用弹簧组或气 动弹簧；所述第二、第五弹性支撑装置采用电磁铁或单向气缸，通电时将第一、第二支撑平板拉 回，远离旋转玻璃的水平高度。
7.如权利要求1所述的自动翻页扫描装置，其中，所述翻书装置(5)还包括 设置在自动翻页扫描装置顶部的电机；电机下连接一个能垂直伸缩的电推杆；该垂直伸缩的电推杆的另一端连接有一个外部套设有弹簧的管，该套设弹簧的管的另 一端嵌入真空吸盘装置的中空吸盘臂的内径内，并可在该内径内上下垂直移动； 真空吸盘装置的最下端是真空吸盘。
8.如权利要求1所述的自动翻页扫描装置，其中，所述翻书装置(5)还包括设置在自动翻页扫描装置顶部的一个电机，在该电机的一侧水平连接有一个可水平伸 缩的第一电推杆，该可伸缩电推杆ROD的另一端连接有另一个电机，该另一个电机的底部 连接有一个可垂直伸缩的第二电推杆；在所述垂直伸缩第二电推杆的另一端连接有一个外部套设有弹簧的管，该套设弹簧的 管的另一端嵌入真空吸盘装置的中空吸盘臂的内径内，并可在该内径内上下垂直移动； 真空吸盘装置的最下端是真空吸盘。
9.如权利要求1所述的自动翻页扫描装置，其中，所述翻书装置(5)还包括 在自动翻页扫描装置的顶部设置双向气缸；双向气缸可以上下运动并带有行程开关以便检测是否上下运动或伸缩达到顶部或底 部，气缸下部连有真空吸盘装置；真空吸盘固定在双向气缸最下方，随双向气缸做上下往复运动。
10.如权利要求1-9之一所述的自动翻页，其中由于旋转玻璃(7)为圆形玻璃板状，自动翻页扫描装置中能同时设置两部、三部或四部书籍搁置装置、扫描组件和翻书装置，以便同时分别对两本、三本或四本书籍进行翻页和 扫描，两部、三部或四部书籍搁置装置、扫描组件和翻书装置的均同时并行地操作。
11.如权利要求10所述的自动翻页，其中，还包括控制器控制器控制各个所述装置或所述组件的电气操作和数据处理，用以协调各个所述装置 或所述组件的工作。
12.如权利要求11之一所述的自动翻页扫描装置，其中，翻书时，旋转玻璃(7)转到能翻页的固定位置，准备翻起的页面的一角被轻压在旋转 玻璃下，翻书装置(5)的真空吸盘向下运动接触到要翻起的页面并吸起单页的该页面提 升，接着释放该页面，页面落在旋转玻璃上，然后翻书装置继续复位、旋转玻璃开始旋转，旋 转玻璃的槽的边缘带动落在其上的页面翻过去，一直旋转到图像采集的固定位置，旋转玻 璃完全覆盖书籍的两边书页，完成翻页动作。
13.如权利要求11之一所述自动翻页扫描装置，其中第一、第二支撑平板上表面相互 靠近的位置各自设有光电感应探头，用以探测第一、第二支撑平板上表面是否放置了书籍。
14.如权利要求11之一所述的自动翻页扫描装置，其中，还设有单页检测装置单页检测装置包括两个超声波探头，一个超声波探头位于翻书装置(5)的真空吸盘装 置的侧底部，另一个超声波探头位于旋转玻璃的槽的边缘上方，由上述两个超声波探头配 合，检测自动翻书装置(5)翻起的页面是否为单页；单页检测装置检测到吸取的不是单页，则重新吸取页面，反复两次或多次该重新吸取 的动作仍不是吸取的单页时，由控制器控制报警器报警。
15.如权利要求11所述自动翻页扫描装置，其中，还包括在第一支撑平板的上表面设置至少三个书页尺寸自动检测器，和/或在真空吸盘装置 上设置除静电装置。
16.如权利要求11之一所述的自动翻页扫描装置，其中，旋转玻璃(7)的旋转电机还包括设置在自动翻页扫描装置上部采用提拉方式、提拉并带动旋转玻璃在水平面上旋转完 成翻页扫描；或者设置在自动翻页扫描装置底部采用支撑方式、支撑并带动旋转玻璃在水平面上旋转完 成翻页扫描。
17.一种根据权利要求11所述的自动翻页扫描装置执行的自动翻页扫描方法，包括 步骤一，两个所述书籍搁置装置的各自的所述托书的平台在初始状态并处于同一水平高度；步骤二，将待扫描的书籍放置在上述两个台面，启动扫描； 步骤三，控制器启动扫描程序；步骤四，初始扫描时，顶起上述两个台面以顶起书籍紧贴旋转玻璃下表面，由扫描组件 完成图像采集；步骤五，控制旋转玻璃水平旋转到翻页位置，正好对称的两本书各自待翻起页面的一 角被压在一侧的旋转玻璃下，同时，控制每本书各自对应的翻书装置的真空吸盘向下运动 接触到该页面，然后真空吸盘吸起该页面；步骤六，真空吸盘吸起单页的该页面后控制翻书装置上拉，接着真空吸盘释放吸起的页面使之依靠自身重力落到旋转玻璃的上述一侧的上表面，并开始旋转旋转玻璃；步骤七，各翻书装置逐渐回到原始位置，旋转玻璃旋转并将页面翻过去并压在旋转玻 璃下；步骤八，旋转玻璃继续旋转完成翻页，当旋转到图像采集固定位置后完全覆盖两个所述书籍搁置装置的所述托书的平台，控制扫描组件进行图像采集；步骤九，重复上述步骤五至步骤八的操作，直到完成全部待扫书页的扫描为止。
18.如权利要求17所述的方法，其中，还包括控制将扫描所得的图像通过数据通讯 模块传输到数据处理模块，由该数据处理模块采用图像处理软件对所述图像进行处理和显 示，并自动依照书页的顺序将图像整理成一个完整的文件。
全文摘要
本发明提供了一种自动翻页扫描装置及其方法，能同时对两本书进行自动翻页和扫描，将待扫描的两本书籍翻开分别放置在两个相对的书籍搁置装置的台面上，控制书籍支撑装置抬升书籍紧贴旋转玻璃下表面进行扫描，扫描后，旋转玻璃水平转动到翻页位置即恰好将两本书要翻起的书页的一角都压到旋转玻璃一侧的下表面，翻书装置下降使用其真空吸盘吸起并提升，接着释放吸起的页面，页面落在旋转玻璃一侧的上表面，同时旋转玻璃旋转将书页翻过去，直到把两本书的新的待扫描的四页书页全部压在旋转玻璃下，达到图像采集区域，接着进行图像采集。反复上述旋转翻页和扫描，完成两本书全部的扫描。该装置和方法实现了自动翻页和扫描，不损坏书页、成本低，制造简单、操作方便、节约人力物力、安全可靠。
文档编号B42D9/04GK101854460SQ20101020726
公开日2010年10月6日 申请日期2010年6月23日 优先权日2010年6月23日
发明者彭煊, 曹永昌 申请人:彭煊;曹永昌