导向杆式分页装置和包括该分页装置的扫描装置的制作方法

本实用新型涉及扫描技术领域，尤其是涉及导向杆式分页装置和包括该分页装置的扫描装置。

背景技术：

在扫描过程中，扫描装置的分页装置能够有效避免由于纸张的透气度、纸张之间的真空吸附和静电吸附导致的在一次吸附过程中吸附起两张或者更多张纸的现象，从而保证了扫描结果的准确性。

在扫描装置的分页装置执行分页操作以使得当前纸张和后一纸张至少部分处于非贴合状态的情况下，分页装置可以由水平位置运动到竖直位置，并利用其上设置的吸盘等结构在执行翻页操作之前使得当前纸张和后一纸张分离，从而避免吸附起两张或者更多张纸张。

为了使得分页装置在当前分页操作完成之后能够复位以进行下一个分页操作，因此在分页装置中设置压簧组件，使分页装置在压簧的回弹力下复位至水平位置。压簧在分页装置由水平位置运动到竖直位置过程中被压缩，在回到水平位置的过程中释放弹力。而为了确保压簧压缩过程中不失稳，需在压簧中心安装一根导向杆。

由于弹簧导向杆跟随分页装置的运动过程一起运动，当导向杆的安装方式不当时，导向杆在运动过程中会占据翻页装置后部的一部分空间，导致对扫描装置其他运动部件产生干涉现象。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种导向杆式分页装置，其能够更好的实现分页装置的往复运动和防止发生潜在的干涉。该分页装置被配置为使第一扫描对象和第二扫描对象至少部分处于非贴合状态，该分页装置包括：

力产生设备；以及

力施加装置安装部，力施加装置被安装于所述力施加装置安装部，所述力施加装置被配置为向扫描对象施加由所述力产生设备产生的力；

固定部，所述力施加装置安装部被配置为沿预定轨迹相对所述固定部运动；以及

弹簧组件，所述弹簧组件包括导向杆和安装在所述导向杆上的弹簧，所述导向杆的一端与所述力施加装置安装部连接，另一端与所述固定部连接，使得所述力施加装置安装部沿预定轨迹移动时，所述力施加装置安装部在所述导向杆上滑动；

其中，所述力施加装置安装部和所述固定部中的一者固定设置有止位部，所述导向杆的一端穿过所述止位部并且另一端与所述力施加装置安装部和所述固定部中的未设置有止位部的一者铰接。

根据本公开实施例的一种具体实现方式，所述止位部上设置有孔，并且所述导向杆的一端穿过所述孔。

根据本公开实施例的一种具体实现方式，所述孔的直径大于所述导向杆的直径。

根据本公开实施例的一种具体实现方式，所述固定部包括侧壁，所述侧壁上设置有滑轨，所述滑轨所限定的轨迹使得所述力施加装置安装部相对所述固定部运动。

根据本公开实施例的一种具体实现方式，所述弹簧为圆柱弹簧。

根据本公开实施例的一种具体实现方式，所述弹簧始终处于压缩状态。

根据本公开实施例的一种具体实现方式，所述力施加装置选自以下组：吸盘、静电吸附力施加装置、磁吸附力施加装置、仿生吸附力施加装置。

根据本公开实施例的一种具体实现方式，所述固定部的下表面被配置为与所述力施加装置安装部的下表面处于同一平面。

根据本公开实施例的一种具体实现方式，所述止位部与所述力施加装置安装部或所述固定部固定连接或通过铰链连接。

根据本实用新型的另一个方面提供了一种扫描装置，该扫描装置包括：如上所述的分页装置；翻页装置，被配置为使所述至少部分处于非贴合状态的第一扫描对象和第二扫描对象分开一角度；以及成像装置，被配置为对已翻开的第一扫描对象和第二扫描对象成像，并将所捕获的图像转换为数字信息。

本实用新型的导向杆式分页装置，其有益效果在于：该分页装置中，弹簧组件与力施加装置安装部和固定部的连接结构，使得导向杆在运动过程中能够更好的实现分页装置的往复运动和可实现不会占据翻页装置后部的一部分空间，从而不会对扫描仪其他运动部件产生干涉现象。

参考附图，根据以下对示例性实施例的描述，本公开的其它特征将变得清楚。

附图说明

图1是根据本公开实施例的扫描装置的示意性框图；

图2是根据本公开实施例的扫描装置的结构示意图；

图3是根据本公开实施例的页面弯曲吸附结构的结构示意图；

图4是根据本公开实施例的页面弯曲吸附结构的结构示意图；

图5是根据本公开另一实施例的页面弯曲吸附结构的结构示意图；

图6是根据本公开另一实施例的页面弯曲吸附结构的结构示意图。

具体实施方式

以下，参考附图描述根据本公开的示例性实施例，但是应当理解，以下的实施例仅仅是示例性的，并且不是要将本公开限制到这些实施例。此外，实施例中描述的构成要素的尺寸、材料、形状、它们的相对布置等可以根据应用本公开的装置的配置、各种条件等适当地改变。因此，实施例中描述的构成要素的尺寸、材料、形状、它们的相对布置等并不意图将本公开的范围限制到以下实施例。

首先，参考图1，描述根据本公开的扫描装置100的整体配置。如图1所示，根据本公开的扫描装置100包括支撑装置110、把持装置120、分页装置130、翻页装置140、成像装置150以及防反弹装置160。此外，根据本公开的扫描装置100还包括控制器200，控制器200包括作为控制单元的中央处理单元(cpu)201。

此外，控制器200包括只读存储器(rom)202、随机存取存储器(ram)203和硬盘驱动器(hdd)204。此外，控制器200包括接口205。rom202、ram203、hdd204和接口205经由总线连接到cpu201。用于使cpu201运行的基本程序被存储在rom202中。ram203是在其中临时存储诸如cpu201的计算处理结果之类的各种数据的存储设备。hdd204是在其中存储cpu201的计算处理的结果、由成像装置150获取的图像数据等的存储设备，并且还用于在其中记录用于使cpu201执行各种控制的程序。

cpu201通过根据记录在hdd204中的程序来控制支撑装置110、把持装置120、分页装置130、翻页装置140、成像装置150以及防反弹装置160的操作。

接着，参考图2，结合扫描过程来描述根据本公开的扫描装置100的各个部件。在图2中，与图1相同的附图标记表示相同的部件，并且当部件由多个部分构成时，采用图1中的附图标记加上后缀数字1、2、3等来表示构成该部件的各个部分，例如附图标记1301、1302…1305表示分页装置130的各个部分。并且当单个部分，例如1303，由多个组件构成时，各组件利用该部分的附图标记的后三位加上后缀数字来表示，例如3031和3032。附图标记的上述命名规则也适用于之后的附图。

应当注意，在以下的描述中，术语“扫描对象”是指其上能够记录信息的载体。扫描对象上所记录的信息通过扫描装置的扫描操作被转换为数字信息。扫描对象例如包含普通纸、铜版纸、塑料片，等等。此外，虽然在以下的描述中，以书本的纸张作为扫描对象的示例来描述本公开，但是扫描对象例如可以是报纸、照片，并且还可以是散页资料、订书机装订资料、杂志等。

此外，在以下的描述中，将扫描装置100的支撑装置110的长度方向定义为x方向，将垂直于支撑装置110所在平面的方向定义为z方向(未示出)，并将垂直于xz平面的方向定义为y方向。

如图2所示，根据本公开的扫描装置100包括支撑装置110，支撑装置110以固定和/或可移动的方式被放置在机架上。作为扫描对象的书本201被支撑在支撑装置110上。为了便于后续的扫描操作，书本2011的一侧(例如书脊)可以通过把持装置120固定在支撑装置110上。把持装置120例如为夹持装置，其例如通过夹持书本2011的书脊来将书本2011固定于支撑装置110的表面。

如图2所示，根据本公开的翻页装置140包括带动结构运动设备1401、位置调整设备1402和纸张弯曲吸附结构支撑设备1403。

此外，根据本公开的分页装置130包括纸张弯曲吸附结构1301、不易弯曲纸张吸附结构1302、吹风压页设备1303、吸附力产生设备1304以及管道1305。其中吹风压页设备1303包括风力产生设备3031和吹风口3032。不易弯曲纸张吸附结构1302是针对硬度较大的纸张设计的吸附结构，为了便于描述，以下将纸张弯曲吸附结构1301和不易弯曲纸张吸附结构1302统称为吸附结构。

如图所示，纸张弯曲吸附结构1301和不易弯曲纸张吸附结构1302被设置为一体，并且通过纸张弯曲吸附结构支撑设备1403与带动结构运动设备1401连接。具体地，吸附结构1301和1302被固定于纸张弯曲吸附结构支撑设备1403，纸张弯曲吸附结构支撑设备1403能够沿着带动结构运动设备1401上设置的滑轨运动，滑轨相对于xy平面被设置成预定角度，当纸张弯曲吸附结构支撑设备1403沿着滑轨移动时，带动吸附结构1301和1302沿着滑轨的方向移动。此外，可以通过位置调整设备1402来调整整个带动结构运动设备1401在z方向上的位置，从而调整吸附结构1301和1302在z方向上的初始位置。

另外，分页装置130的吸附力产生设备1304产生的例如负压吸附力经由管道1305被传递到吸附结构1301和1302，吸附结构1301和1302上设置有吸附部，当吸附部与纸张接触时，对纸张产生吸附力。

具体地，一旦书本2011随着支撑装置110被移动到扫描起始位置之后，吸附结构1301和1302随着纸张弯曲吸附结构支撑设备1403沿带动结构运动设备1401上的滑轨向下移动，当运动到与书本2011最上层纸张接触的位置处时，吸附力产生设备1304产生负压吸附力，并经由管道1305传递到吸附结构1301和1302上设置的吸附部，并通过吸附部吸附最上层纸张。

一旦被吸附，纸张弯曲吸附结构支撑设备1403沿带动结构运动设备1401上的滑轨向上移动，从而将最上层纸张与后一纸张分开一角度，当分开的角度达到预定值时，通过设置的摄像头1501和1502对最上层纸张的背面和后一纸张的正面进行成像，并通过后续的处理将捕获的图像转换为数字信息。在此过程中，为了更好地将最上层纸张与后一纸张分开，可以通过吹风压页设备1303的风力产生设备3031产生风力，经过吹风压页设备1303的吹风口3032以吹风的方式将后一纸张按压住，以实现更好的分离。在本公开中，吹风压页设备1303是辅助分页设备的示例。应当注意，虽然在本示例性实施例中，吹风压页设备1303被固定设置在垂直方向上，但是本实用新型不限于此。例如，吹风压页设备1303可以被固定设置在水平方向上，以在分页初始阶段通过吹风辅助分页。也就是说，辅助分页装置在分页过程中可以不移动。可替代地，辅助分页装置可以与吸附部一起安装于同一部件上，以进行分页工作，从而能够在整个分页过程中提供辅助分页效果。

与成像操作同时或者之后，通过设置在书本2011两侧的防反弹装置1601和1602按压已翻页纸张，防止其反弹，以利于下次翻页。具体地，防反弹装置1601包括旋转设备6012和旋转设备位置调整设备6011，防反弹装置1602包括旋转设备6022和旋转设备位置调整设备6021，旋转设备6012/6022被设置为“z”字形，其一端被固定在旋转设备位置调整设备6011/6021上，并且该位置的高度可调节，通过旋转设备6012/6022的旋转，其另一端可按压已翻页纸张，从而防止其反弹。如此，完成了单个纸张的翻页和成像操作。

重复上述操作过程，可以实现对书本2011的连续翻页和成像操作。

在以上的描述中，虽然以特定形式的支撑装置110、把持装置120、分页装置130、翻页装置140、成像装置150以及防反弹装置160描述了本公开，但是本公开不限于此，而是可以采用各种其它的形式，只要所采用的形式能够实现各个部件的功能即可。

例如，虽然以真空吸附设备为例描述了吸附力产生设备1304，但是吸附力产生设备1304不限于此，而是可以包括例如真空力产生设备、静电吸附力产生设备、磁吸附力产生设备、粘附力产生设备、仿生吸附力产生设备以及纳米粘具中的一个或者多个。并且所生成的力不限于吸附力，也可以是施加在纸张上的推力。即，在本公开中，吸附力产生设备1304是被配置为产生施加在扫描对象上的力的力产生设备的示例。

此外，辅助分页的设备不限于吹风压页设备1303，而且还可以采用机械压页设备、负压吸页设备等等，只要这些设备能够起到辅助分页的效果即可。

根据本公开的支撑装置110、把持装置120、分页装置130、翻页装置140、成像装置150以及防反弹装置160可以采用的各种形式及其设置在专利cn201721385718.2中有具体描述，该专利的全部内容通过引用结合于此。

在扫描装置100的扫描过程中，需要将最上层纸张和后一纸张进行分离，以实现逐页扫描。然而，由于纸张存在一定的透气度，因此在通过真空吸附的方式使得纸张分离的扫描装置100中，在吸附最上层纸张过程中，后一纸张可能会由于纸张的透气度而在吸附位置周围产生局部真空区域。这两张纸张两侧的大气会对该局部真空区域施加压力，从而造成在吸附最上层纸张过程中后一纸张被连带吸附的现象，从而使得纸张无法被有效地分离。在本文中，术语“透气度”是指在规定的条件下，在单位时间和单位压差下，单位面积纸张所通过的平均空气流量，其单位以微米/(帕斯卡·秒)表示。

此外，在通过真空吸附装置使纸张分离的配置中，为了使得具有足够的吸附力吸附纸张，通常会设置多个吸盘对纸张进行吸附，所述多个吸盘例如可以被布置成行。在吸附纸张的过程中，并不是所有的吸盘都会与纸张接触，从而造成部分吸盘出现空吸的现象，这会产生较大的噪声。例如，在设置的多个吸盘的宽度大于纸张的宽度的情况下，全部开启吸盘会导致部分吸盘的孔吸，导致产生大的噪声。因此，在本示例性实施例中，所述多个吸盘的开关可控，也即通过吸盘施加在纸张上的吸附力可控。

在本示例性实施例中，与直接通过翻页操作来使得最上层纸张和后一纸张分开不同，通过设置专门的分页装置130进行分页操作来使得最上层纸张和后一纸张有效地分离，在本示例性实施例中，术语“分离”是指至少部分处于非贴合的状态。

接下来，参考附图描述根据本示例性实施例的分页装置130。在以下的描述中，分页装置130所包含的吸附力产生设备1304以及管道1305可以与以上参考图2所描述的相同，并且以下的描述主要关注页面弯曲吸附结构1301。

图3和图4示出了根据本示例性实施例的页面弯曲吸附结构1301的视图，其中图3示出了从上侧观察的页面弯曲吸附结构1301的结构示意图，并且图4示出了从下侧观察的页面弯曲吸附结构1301的结构示意图。其中下侧是指与纸张接触的一侧，并且上侧是下侧的相对侧。

如图3所示，根据本示例性实施例的页面弯曲吸附结构1301包括吸盘安装部3011、第一滑轨3012、侧壁3013、止位部3014、弹簧安装杆3015、压板3016、缓冲垫3017、第二滑轨3018、吸盘安装螺母3019、限位开关3020以及牵引部3021。此外，如图4所示，根据本示例性实施例的页面弯曲吸附结构1301还包括吸盘3022、接触判定开关3023以及止位部安装部3024。

吸盘安装部3011安装有吸盘3022，并且吸盘3022向纸张施加吸附力。在吸附过程中，吸盘安装部3011和压板3016的下表面可以处于同一平面内，以在初始吸附位置时与纸张平面接触。具体地，在分页过程中，吸盘安装部3011和压板3016的纵向方向与纸张的纵向方向(纸张的夹持方向)一致，并且当页面弯曲吸附结构1301的压板3016与纸张接触时，触动压板3016上设置的接触判定开关3023，从而确定当前位置为页面弯曲吸附结构1301与纸张接触的位置，并且将当前位置设置为吸附初始位置。

在此，不必压板3016和吸盘安装部3011都按压纸张的表面，只需要吸盘安装部3011的下表面按压纸张的表面就足够了。但是，压板3016和吸盘安装部3011按压纸张表面是优选的。

吸盘安装部3011的下表面上设置有吸盘3022或者其它吸附结构，以在初始吸附位置处通过例如吸附力产生设备1304产生的吸附力吸附纸张。在本示例性实施例中，以吸盘3022作为被配置为向纸张施加由吸附力产生设备1304产生的吸附力的力施加装置的示例。此外，吸盘安装部3011可以设置有槽等结构，以减轻整个页面弯曲吸附结构1301的重量。

吸盘安装部3011可以例如用树脂、铝合金等轻质材料制成，并且优选地能够承受弯矩。吸盘3022例如可以是橡胶吸盘、海绵吸盘、防静电吸盘等等，并且可以是吸附纸张的专用吸盘(诸如妙德真空吸盘pag-8)。吸盘3022例如可以通过吸盘安装螺母3019被安装在吸盘安装部3011上。

压板3016可以被配置为在分页操作前或期间按压纸张，以防止纸张发生褶皱等。压板3016与吸盘安装部3011通过侧壁3013连接。具体地，在本示例性实施例中，在侧壁3013上设置有第一滑轨3012和第二滑轨3018，并且在吸盘安装部3011的每个纵向端部设置有两个滑动轴承(滑动部)，这两个滑动轴承被分别安装在第一滑轨3012和第二滑轨3018中，使得吸盘安装部3011可以沿着第一滑轨3012和第二滑轨3018所限定的轨迹相对于压板3016运动。

此外，为了使得在吸盘安装部3011在当前分页操作完成之后能够复位以进行下一个分页操作，根据本示例性实施例的页面弯曲吸附结构1301包括弹簧安装杆3015，弹簧安装杆3015的一端与吸盘安装部3011铰接，并且另一端经由滑动轴承安装在止位部3014内的孔中，并且止位部3014与止位部安装部3024铰接，并且止位部安装部3024与压板3016固定连接。另外，在弹簧安装杆3015上安装有未示出的弹簧，如此，在吸盘安装部3011沿着第一滑轨3012和第二滑轨3018所限定的轨迹相对于压板3016移动的过程中，弹簧被压缩。当分页操作结束之后，利用弹簧的回弹力，吸盘安装部3011被复位。

在本示例性实施例中，利用牵引绳等对吸盘安装部3011上设置的牵引部3021进行牵引来实现吸盘安装部3011相对于压板3016的移动。牵引动作例如可以通过电机等来实现。

在吸盘安装部3011移动的过程中，为了限制移动的极限位置，一方面可以通过设置在吸盘安装部3011上的限位开关3020进行控制。具体地，例如，在压板3016上设置有光电开关，当吸盘安装部3011上的限位开关3020随着吸盘安装部3011移动到特定位置之后，会切断光电开关，从而使得牵引吸盘安装部3011的电机停止牵引动作。另一方面，根据本示例性实施例的压板3016上还设置有缓冲垫3017，当吸盘安装部3011移动到与缓冲垫3017接触的位置后，通过物理限位的方式使得吸盘安装部3011相对于压板3016的移动停止。

如图3所示，在这种情况下，由于弹簧安装杆的两端均处于铰接状态，当执行下一个分页操作时，需要弹簧提供较大的弹性力，才能够使回位。

为此，如图5所示，在本公开实施例中，改进了如上所述的弹簧安装杆3015以及安装在该弹簧安装杆3015上的弹簧的结构，本公开的弹簧组件包括导向杆300和安装在所述导向杆300上的弹簧。

具体地，上述固定部3016还包括与所述侧壁3013固定连接的止位部3014。所述弹簧组件包括导向杆300和安装在所述导向杆300上未示出的弹簧；所述导向杆300的一端与所述力施加装置安装部3011铰接，另一端穿过止位部3014上设置的孔，使得所述力施加装置安装部3011沿滑轨所限定的轨迹移动时，弹簧被压缩。并且当完成分页操作之后，由于压缩的弹簧靠近止位部3014的一端与止位部3014接触，并且另一端与吸盘安装部3011接触，因此当电机停止牵引动作时，弹簧由于回弹力将使得吸盘安装部3011沿着轨迹3012移动。与图3所示的情况相比，由于导向杆300的两端非全部铰接，且弹簧的靠近止位部3014的一端相当于固定连接，这有利于弹簧的回位。

以上描述了导向杆300的一端穿过止位部3014上的孔，且止位部3014被设置于固定部3016，并且导向杆300的另一端与吸盘安装部3011铰接的情况。但是本公开实施例不限于此，而是可以如下设置：在吸盘安装部3011上设置止位部3014，并且止位部3014与吸盘安装部3011固定连接，并且导向杆300的一端穿过止位部3014上设置的孔，另一端与固定部3016铰接。

在本公开实施例中，所述止位部3014上设置的孔的直径大于所述导向杆300的直径，如此能够在吸盘安装部3011沿着预定轨迹移动过程中，防止导向杆300与止位部3014上的孔产生干涉，妨碍分页过程。

根据一个优选实施例，上述弹簧优选为圆柱弹簧。

另外，为了提供持续的回弹力，要求该弹簧始终处于压缩状态。也就是说，即使在吸盘安装部3011处于水平状态的情况下，也要求弹簧始终处于压缩状态，从而保证吸盘安装部3011的水平状态。

应当注意，在以上的描述中，以吸盘安装部3011作为力施加装置安装部的示例，以吸盘3022作为力施加装置的示例，并且以压板3016作为固定部的示例进行了描述，但是这些部件的形态不限于此，而是可以采用其他的形式，只要其能满足本公开所述的功能即可。

第二实施例

以下，描述根据本公开的第二实施例，为了避免不必要地模糊本公开，在以下的描述中，主要关注与第一实施例不同之处进行描述，而未具体描述的部分可以与第一实施例中的相同。

在根据本公开的第二实施例中，分页装置130还包括页边距确定设备。页边距确定设备主要用于确定吸盘3022距离纸张边缘的距离，具体地，确定吸盘3022距离纸张的与夹持端相对的一端的边缘的距离。

具体地，在本示例性实施例中，可以通过亮度传感器来配置页边距确定设备。例如，亮度传感器可以被安装在吸盘安装部3011的下表面上，并且与吸盘的中心位置的距离固定。在吸附动作中，吸盘安装部3011的下表面首先不与纸张接触，而是沿着x方向移动，例如当亮度传感器所检测到的亮度变化大于预定值的情况下，判定亮度传感器所处的位置已经到达纸张边缘，并进而通过电机控制等将吸盘位置移动到预定位置。

在一个实施例中，吸盘安装部3011可以不在x方向上移动，而是吸盘3022在吸盘安装部3011上的位置可移动。如此，只需要调节吸盘3022在吸盘安装部3011上的位置就可以实现吸盘3022在纸张上的位置的调整。

虽然在以上的描述中，以亮度传感器作为页边距确定设备的示例进行了描述，但是其他传感器或者设备也是可以的，只要这些传感器或者设备能够确定吸盘3022相对于纸张边缘的距离即可。

第三实施例

以下，描述根据本公开的第三实施例，为了避免不必要地模糊本公开，在以下的描述中，主要关注与第一和第二实施例不同之处进行描述，而未具体描述的部分可以与第一和第二实施例中的相同。

在以上描述中，以吸盘3022对纸张的吸附为例描述了对纸张的分离操作，但是可以采用其它的吸附方式，例如静电吸附、磁吸附、仿生吸附等等，只要这些吸附方式的吸附位置以及吸盘安装部的运动方式能够满足以上参考第一实施例和第二实施例所描述的即可。

在本示例性实施例中，代替真空吸盘采用纳米粘具(也被称为随手贴或者可移胶)对纸张进行粘附。在使用纳米粘具的情况下，纳米粘具既是吸附力产生设备又是力施加装置。

通过纳米粘具对纸张的分页操作具有成功率高、噪声低的优点。但是，由于纸张结构为纤维状，所以在多次吸附以后，该纳米粘具的表面可能粘附从纸张上脱落的细小纤维，导致粘附力不够，经实验测试大约经过10次分页操作以后，分页效果明显劣化。因此，可以为该纳米粘具设置清洗装置，该纳米粘具经由清水清洗、干燥即可重新投入使用。如此设计的分页装置的分页成功率高，且噪声能保持在45db-55db之间。

此外，除了为纳米粘具设置清洗装置之外，还可以为根据本实用新型的其他类型的力产生设备设置清洗装置。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。