一种书本折角自动铺平机器人的制作方法

本发明涉及文具领域，具体的说是一种书本折角自动铺平机器人。

背景技术：

当图书出现卷边卷角时，如果不去管它，那么它就会在今后的取放和使用中越来越卷，看起来就像一个个不修边幅的邋遢鬼。为了整洁美观，也为了使用方便，或者说就是为了有个好心情，我们必须对这些书进行修整。

现有常见的修整方法有：

(1)裁剪法

操作：把卷起的角剪掉，剪得多时尽量剪成弧形。把卷起的边剪掉或裁掉。

效果：非但去除了卷起部分，而且修剪后的边角因为不在“边”、“角”的位置，所以很难再卷起来，这就起到了预防的作用。

(2)手铺法

操作：把卷起的边角通过人工用指头一张纸的铺平。

效果：能够将卷起的纸张边角铺平，但是需要人工一张张的操作。

(3)秥合法

操作：用纸或宽胶带等与翻卷的书面秥合，通过面积的细微差异来纠正翻卷情况。这个比较有技术含量，手巧一些的才能胜任。

效果：技艺好的话，书面会很平整，也不会反弹。但因为边角仍在“边”、“角”的位置，所以如果使用不当并且秥合的书面不够硬挺的话，还是会再次卷起。

上述三种方法为现有技术中常见的三种将纸张边角铺平的方法，但上述方法均通过人工操作，且还存在损坏图书，改变书本原貌的缺陷，当需要对大量书本、大厚度书本和贵重书本的边角进行铺平时，上述方法已不适应需求，鉴于此，本发明提供了一种能够自动进行纸张边角铺平的设备，其具有的有益效果为：

(1)本发明的一种书本折角自动铺平机器人，其能够适应众多种类书本(大书、小书、薄书和厚书等)的边角自动铺平，适用面广。

(2)本发明的一种书本折角自动铺平机器人，其翻页装置与铺页装置能够实现对顺纸张的每一张都进行依次铺平，使得铺平效果好，且自动铺平过程提高了边角铺平效率，无需裁剪纸张，保障了书本的完整性。

技术实现要素：

为了弥补现有技术的不足，本发明中所述的一种书本折角自动铺平机器人，其能够实现对书本纸张折角的自动铺平，无需人工操作。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种书本折角自动铺平机器人，包括主架、夹书装置、翻页装置和铺页装置；所述的夹书装置位于贯穿主架，所述的翻页装置与铺页装置均位于夹书装置前部；

所述的主架整体为扁平立方体结构，主架上安装有PLC控制器，PLC控制器用于控制本发明所有电动元件和气动元件等的自动工作，主架中部设置有一号竖向槽，且主架前部设置有横向槽，一号竖向槽前方设置有二号竖向槽，且二号竖向槽在前后方向上贯穿横向槽；所述的横向槽上部设置有阶梯槽；

所述的夹书装置包括前夹装置和后抵装置；前夹装置包括横夹螺杆、纵夹螺杆、上夹板、下夹板、夹紧帽、下移板、上移板和弹簧；横夹螺杆安装在主架前部的横向槽正下方，横夹螺杆左右两侧螺纹旋向相反；纵夹螺杆数量为二，两个纵夹螺杆上均安装有竖夹槽，两个纵夹螺杆通过滑移座对称安装在横夹螺杆前后两侧且贯穿横向槽，当需要对书本进行铺平时，人工旋转横夹螺杆，可使得两个纵夹螺杆相互靠近或远离，从而能够根据书本的宽度来调节两个纵夹螺杆的相互距离；

上夹板与下夹板上均横向设置有夹板槽，所述的夹板槽内设置有长直圆柱形的滑柱，所述的滑柱整体为长直圆柱形，上夹板与下夹板的滑柱可滑动的位于纵夹螺杆的竖夹槽内；所述的下夹板用于支撑书本，上夹板用于夹住书本上端，且上夹板与下夹板均可在纵夹螺杆上进行上下滑动，并且上夹板与下夹板可绕纵夹螺杆中部转动，从而便于书本在倾斜布置时上夹板和下夹板与书本上下两面紧密贴合。

各纵夹螺杆上均安装有夹紧帽，且各夹紧帽位于上夹板上端；人工旋转夹紧帽以使得夹紧帽向下运动，从而使得上夹板向下运动，进而能够调节书本在主架上的倾斜角度；

下移板与上移板数量均为二，两个下移板分别安装在两个纵夹螺杆下端，且两个下移板可滑动的嵌入横向槽的阶梯槽内；工作时，两个纵夹螺杆左右运动带动两个下移板在阶梯槽内左右滑动。

各下移板上均固连有弹簧，且各弹簧分别包绕在相应的纵夹螺杆外，各弹簧上端均固连有所述的上移板；下移板、弹簧和上移板用于支撑下夹板，从而使得书本在倾斜放置时下夹板仍能够紧贴书本下端面。

所述的后抵装置包括后抵螺杆和后抵板，所述的后抵螺杆从前往后水平安装在主架中部的一号竖向槽正下方，后抵板从左往右竖直安装在主架上，且后抵板下端面中部贯穿一号竖向槽并与后抵螺杆相连接。工作时，可通过人工旋转带动后抵螺杆，以使得后抵板贴紧书本后端，从而使得倾斜放置的书本不至于在翻页的过程中向主架后部滑动而影响翻页。

所述的翻页装置包括翻页气缸、翻页转杆和翻页吸盘，翻页气缸顶端铰接在前夹装置的下夹板下端面，翻页转杆左端铰接在下夹板下端面且位于翻页气缸右侧，且翻页转杆位于主架的二号竖向槽正上方，二号竖向槽的设计使得翻页转杆在旋转的过程中不至于被主架所阻挡，翻页转杆包括一转杆和二转杆，一转杆左端与二转杆左端固连，翻页气缸底端与二转杆下部相铰接；一转杆上端面右部固连有翻页吸盘，所述的翻页吸盘通过气管与外部气泵相连接；工作时，当需要对放置在主架上的书本进行翻页，则翻页气缸伸出使得翻页转杆转动，进而使得翻页吸盘紧紧贴住书本纸张，接着再通过外部气泵工作使得翻页吸盘紧紧吸住书本纸张，接着，翻页气缸收缩使得翻页转杆旋转，进而使得吸附住纸张的翻页吸盘能够绕翻页转杆顺时针旋转，从而使得书本的一页页纸张被翻页装置从上夹板与下夹板之间翻到主架上端面。

所述的铺页装置数量为二，两个铺页装置分别安装在两个上移板下端面，且两个铺页装置均包括横铺气缸、竖铺气缸和铺页块；所述的横铺气缸与竖铺气缸均为微型无杆气缸，横铺气缸从前往后安装在上移板下端面且位于纵夹螺杆内侧，竖铺气缸与横铺气缸相垂直的安装在横铺气缸上；所述的铺页块固连在竖铺气缸下端；

当将书本纸张通过翻页装置一张张的吸附下之后，铺页装置工作，横铺气缸工作带动竖铺气缸前后平动，竖铺气缸工作带动铺页块上下运动，从而使得铺页块紧贴吸附下来的纸张边角，接着再通过铺页块的平动来实现对纸张边角的铺平。

作为本发明的一种优选技术方案，所述的铺页块为扁平方形金属块，且铺页块上均匀设置有通气孔，通气孔通过气管连接外部气泵；当铺页块贴住纸张表面时，外部气泵工作使得通气孔内处于负压状态，从而使得纸张表面能够更加紧密的贴附住铺页块，使得铺页块对边角的铺平效果更好。

作为本发明的一种优选技术方案，两个下移板上端面与主架上端面齐平；该设计使得被翻页装置翻到主架上端面的纸张能够很平整的位于主架上端，而不至于因为一号竖向槽的设计而使得主架上端的纸张处于不平整状态，从而影响到铺页块对纸张的铺平效果。

作为本发明的一种优选技术方案，所述的前夹装置还包括两个上缓板和两个下缓板，各上缓板与各下缓板均为海绵材质，各上缓板分别固连在两个上夹板上端面，且各下缓板分别固连在两个下夹板下端面，上缓板和下缓板的设计使得上夹板与下夹板随书本同步倾斜的过程中，下夹板与上移板、上夹板与夹紧帽之间能够产生柔性的面接触，而不至于产生硬性的点接触和线接触而损坏下夹板与上移板、上夹板与夹紧帽。

所述的各铺页块正下方均有下移板，该设计也是使得各铺页块在对纸张进行按压推进时，纸张下端完全平整。

作为本发明的一种优选技术方案，翻页转杆的一转杆和二转杆之间的夹角为15°-35°，该设计使得翻页转杆在顺时针运动到翻页转杆所能旋转到的旋转角度时，翻页吸盘能位于主架上的纸张前上方，而不至于因一转杆和二转杆之间的角度过大而使得翻页吸盘阻碍到纸张的下落。

有益效果：

(1)本发明的一种书本折角自动铺平机器人，其能够适应众多种类书本(大书、小书、薄书和厚书等)的边角自动铺平，适用面广。

(2)本发明的一种书本折角自动铺平机器人，其翻页装置与铺页装置能够实现对顺纸张的每一张都进行依次铺平，使得铺平效果好，且自动铺平过程提高了边角铺平效率，无需裁剪纸张，保障了书本的完整性。

附图说明

下面结合附图和实施方式对本发明进一步说明。

图1是本发明的整体结构示意图；

图2是本发明的俯视图；

图3中本发明主架的结构示意图；

图4是图2的A-A断面图；

图5是本发明在没放置书本时图2的B-B断面图；

图6是本发明在放置了书本后图2的B-B断面图；

图7是图2的C-C断面图；

图8是本发明在对折角纸张开始铺平时，铺页装置的D-D断面图；

图9是本发明折角纸张即将被铺平好时，铺页装置的D-D断面图；

图中：主架1、夹书装置2、翻页装置3、铺页装置4、一号竖向槽11、横向槽12、二号竖向槽13、阶梯槽121、前夹装置21、后抵装置22、横夹螺杆211、纵夹螺杆212、上夹板213、下夹板214、夹紧帽215、下移板216、上移板217、弹簧218、竖夹槽2121、夹板槽2131、滑柱2132、后抵螺杆221、后抵板222、翻页气缸31、翻页转杆32、翻页吸盘33、一转杆321、二转杆322、横铺气缸41、竖铺气缸42、铺页块43、上缓板a、下缓板b。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合实施方式，进一步阐述本发明。

如图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7、图8和图9所示，本发明所述的一种书本折角自动铺平机器人，包括主架1、夹书装置2、翻页装置3和铺页装置4；所述的夹书装置2位于贯穿主架1，所述的翻页装置3与铺页装置4均位于夹书装置2前部；

所述的主架1整体为扁平立方体结构，主架1上安装有PLC控制器，PLC控制器用于控制本发明所有电动元件和气动元件等的自动工作，主架1中部设置有一号竖向槽11，且主架1前部设置有横向槽12，一号竖向槽11前方设置有二号竖向槽13，且二号竖向槽13在前后方向上贯穿横向槽12；所述的横向槽12上部设置有阶梯槽121；

所述的夹书装置2包括前夹装置21和后抵装置22；前夹装置21包括横夹螺杆211、纵夹螺杆212、上夹板213、下夹板214、夹紧帽215、下移板216、上移板217和弹簧218；横夹螺杆211安装在主架1前部的横向槽12正下方，横夹螺杆211左右两侧螺纹旋向相反；纵夹螺杆212数量为二，两个纵夹螺杆212上均安装有竖夹槽2121，两个纵夹螺杆212通过滑移座对称安装在横夹螺杆211前后两侧且贯穿横向槽12，当需要对书本进行铺平时，人工旋转横夹螺杆211，可使得两个纵夹螺杆211相互靠近或远离，从而能够根据书本的宽度来调节两个纵夹螺杆211的相互距离；

上夹板213与下夹板214上均横向设置有夹板槽2131，所述的夹板槽2131内设置有长直圆柱形的滑柱2132，所述的滑柱2132整体为长直圆柱形，上夹板213与下夹板214的滑柱2132可滑动的位于纵夹螺杆212的竖夹槽2121内；所述的下夹板214用于支撑书本，上夹板213用于夹住书本上端，且上夹板213与下夹板214均可在纵夹螺杆212上进行上下滑动，并且上夹板213与下夹板214可绕纵夹螺杆212中部转动，从而便于书本在倾斜布置时上夹板213和下夹板214与书本上下两面紧密贴合。

各纵夹螺杆212上均安装有夹紧帽215，且各夹紧帽215位于上夹板213上端；人工旋转夹紧帽215以使得夹紧帽215向下运动，从而使得上夹板213向下运动，进而能够调节书本在主架1上的倾斜角度；

下移板216与上移板217数量均为二，两个下移板216分别安装在两个纵夹螺杆212下端，且两个下移板216可滑动的嵌入横向槽12的阶梯槽121内；工作时，两个纵夹螺杆212左右运动带动两个下移板216在阶梯槽121内左右滑动。

各下移板216上均固连有弹簧218，且各弹簧218分别包绕在相应的纵夹螺杆212外，各弹簧218上端均固连有所述的上移板217；下移板216、弹簧218和上移板217用于支撑下夹板214，从而使得书本在倾斜放置时下夹板214仍能够紧贴书本下端面。

所述的后抵装置22包括后抵螺杆221和后抵板222，所述的后抵螺杆221从前往后水平安装在主架1中部的一号竖向槽11正下方，后抵板222从左往右竖直安装在主架1上，且后抵板222下端面中部贯穿一号竖向槽11并与后抵螺杆221相连接。工作时，可通过人工旋转带动后抵螺杆221，以使得后抵板222贴紧书本后端，从而使得倾斜放置的书本不至于在翻页的过程中向主架1后部滑动而影响翻页。

所述的翻页装置3包括翻页气缸31、翻页转杆32和翻页吸盘33，翻页气缸31顶端铰接在前夹装置21的下夹板214下端面，翻页转杆32左端铰接在下夹板214下端面且位于翻页气缸31右侧，且翻页转杆32位于主架1的二号竖向槽13正上方，二号竖向槽13的设计使得翻页转杆32在旋转的过程中不至于被主架1所阻挡，翻页转杆32包括一转杆321和二转杆322，一转杆321左端与二转杆322左端固连，翻页气缸31底端与二转杆322下部相铰接；一转杆321上端面右部固连有翻页吸盘33，所述的翻页吸盘33通过气管与外部气泵相连接；工作时，当需要对放置在主架1上的书本进行翻页，则翻页气缸31伸出使得翻页转杆32转动，进而使得翻页吸盘33紧紧贴住书本纸张，接着再通过外部气泵工作使得翻页吸盘33紧紧吸住书本纸张，接着，翻页气缸31收缩使得翻页转杆32旋转，进而使得吸附住纸张的翻页吸盘33能够绕翻页转杆32顺时针旋转，从而使得书本的一页页纸张被翻页装置3从上夹板213与下夹板214之间翻到主架1上端面。

所述的铺页装置4数量为二，两个铺页装置4分别安装在两个上移板217下端面，且两个铺页装置4均包括横铺气缸41、竖铺气缸42和铺页块43；所述的横铺气缸41与竖铺气缸42均为微型无杆气缸，横铺气缸41从前往后安装在上移板217下端面且位于纵夹螺杆212内侧，竖铺气缸42与横铺气缸41相垂直的安装在横铺气缸41上；所述的铺页块43固连在竖铺气缸42下端；

当将书本纸张通过翻页装置3一张张的吸附下之后，铺页装置4工作，横铺气缸41工作带动竖铺气缸42前后平动，竖铺气缸42工作带动铺页块43上下运动，从而使得铺页块43紧贴吸附下来的纸张边角，接着再通过铺页块43的平动来实现对纸张边角的铺平。

作为本发明的一种优选技术方案，所述的铺页块43为扁平方形金属块，且铺页块43上均匀设置有通气孔，通气孔通过气管连接外部气泵；当铺页块43贴住纸张表面时，外部气泵工作使得通气孔内处于负压状态，从而使得纸张表面能够更加紧密的贴附住铺页块43，使得铺页块43对边角的铺平效果更好。

作为本发明的一种优选技术方案，两个下移板216上端面与主架1上端面齐平；该设计使得被翻页装置3翻到主架上端面的纸张能够很平整的位于主架上端，而不至于因为一号竖向槽11的设计而使得主架1上端的纸张处于不平整状态，从而影响到铺页块43对纸张的铺平效果。

作为本发明的一种优选技术方案，所述的前夹装置21还包括两个上缓板a和两个下缓板b，各上缓板a与各下缓板b均为海绵材质，各上缓板a分别固连在两个上夹板213上端面，且各下缓板b分别固连在两个下夹板214下端面，上缓板a和下缓板b的设计使得上夹板213与下夹板214随书本同步倾斜的过程中，下夹板214与上移板217、上夹板213与夹紧帽215之间能够产生柔性的面接触，而不至于产生硬性的点接触和线接触而损坏下夹板214与上移板217、上夹板213与夹紧帽215。

所述的各铺页块43正下方均有下移板216，该设计也是使得各铺页块43在对纸张进行按压推进时，纸张下端完全平整。

作为本发明的一种优选技术方案，翻页转杆32的一转杆321和二转杆322之间的夹角为15°-35°，该设计使得翻页转杆32在顺时针运动到翻页转杆32所能旋转到的旋转角度时，翻页吸盘33能位于主架1上的纸张前上方，而不至于因一转杆321和二转杆322之间的角度过大而使得翻页吸盘33阻碍到纸张的下落。

工作过程：

首先，根据书本的大小和厚度，将书本前端放置在下夹板214与上夹板213之间，通过调整夹紧帽215，使得下夹板214与上夹板213夹住书本前端，至于书本后端面，则被后抵装置22的后抵板222抵住，接着再调节两个纵夹螺杆211的相互距离，使得两个铺页装置4正好位于书本的边角正下方；

接着，翻页装置3工作，翻页气缸31伸出使得翻页转杆32转动，进而使得翻页吸盘33紧紧贴住书本纸张，接着再通过外部气泵工作使得翻页吸盘33紧紧吸住书本纸张，接着，翻页气缸31收缩使得翻页转杆32旋转，进而使得吸附住纸张的翻页吸盘33能够绕翻页转杆32顺时针旋转，从而使得书本的一页页纸张被翻页装置3从上夹板213与下夹板214之间翻到主架1上端面。

在每一张书本纸张被翻下后，铺页装置4都进行工作，横铺气缸41工作带动竖铺气缸42前后平动，竖铺气缸42工作带动铺页块43上下运动，从而使得铺页块43紧贴吸附纸张拐角处，接着再通过铺页块43的平动来实现对纸张折叠处的挤压推送，进而将纸张边角的铺平。

重复上述步骤以实现一张张纸张边角的不断铺平。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中的描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。