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初二 说明文 3638字 6683人浏览 逆嚣眷锋

中国石油大学(华东)现代远程教育

论文

题 目:基于集成电路的自动翻页器的设计 学习中心: 台州奥鹏学习中心

年级专业: 网络13年春 石油储运工程 学生姓名: 李王林 学 号: 12637380107 指导教师: 职 称: 导师单位: 中国石油大学(华东)

中国石油大学(华东)远程与继续教育学院

论文完成时间: 年 06 月 日

摘要:本文中,提出了一种基于数字集成电路控制的自动翻页器模型。通过对国内外

现有翻页器技术的研究,针对现有翻页器体积大,噪音大,误操作频率高的缺点,利用单片机控制步进电机,结合数另外,由于该翻页器体积较小,所使用的皆是普通材料,所以还具有比较低的价字控制电路提出一种全新的自动翻页器模型,具有电路简单,外型美观等优点。格,相信会被广泛采用,为用户带来极大的方便。

关键词:

自动翻页器 单片机 数字控制电路 价格低

2 前言 书籍是人类发展进步的阶梯,千百年来, 看书阅读一直是人类活动,特别是知识分子日常活动中最重要的一环。但是,看书时翻页对正常人来说是件非常容易的事,但对于残疾人来说却不是那么容易,而且即使是正常人,如果要躺着看书,问题就变得非常麻烦。另外,艺术表演,如乐器在演奏时演奏者都要停下一只手去翻乐谱。指挥要用一只手(一般用左手) 去翻乐谱, 演奏钢琴时要停下一只手去翻乐谱, 如果不让钢琴停止演奏, 就要由旁边的另一人替翻乐谱, 提琴演奏时, 二人共看一个乐谱, 要由其中一个人停下演奏, 翻谱后再继续演奏。无论管乐、弦乐、打击乐等中, 西乐器的演奏, 两只手皆忙于演奏, 要想乐谱翻页, 就要停下一只手演奏。急忙中翻页有时打滑, 要再次翻页, 有时翻去二页甚至多页而影响演奏。而且此装置还可用于乐谱的自动翻页,使演奏者不必在演奏过程中停下来。在比较了国内和国外在自动翻页机方面的报导,发现国内的产品大部分是机械的,非自动控制的。设计就是让生活更美好,更简单。如果能在已有技术基础上设计出自动控制的翻页机,改善目前靠手动翻页乐谱的现状, 使演奏者能更专心的演奏乐曲, 避免了演奏不连续甚至翻错页面演错乐谱的情况发生。肯定能产生巨大的经济效益和社会效益。

3 1、国内外技术现状

1.1国内技术现状

1.1.1 阅读架自动翻页机

一种阅读架自动翻页装置,它包括一架板及其周边上的若干夹具,一在架板上角的弹片,一在架板上方中央的旋转头及其中间的一凹槽,两摆臂则以其后段活动轴接在凹槽中,其中第一和第二摆臂尾端各藉一拉持件分别固定在旋转头右、左侧的架板上,第一摆臂前端有一吸纸构件。当吸纸构件吸纸时,即由旋转头使两摆臂同时转至架板另一侧,吸纸构件即松开纸,同时在拉持件作用下,使第一、二摆臂分别上、下移,以卡持已被翻之纸。

1.1.2 脚踏式自动翻页谱架

在已有谱架的基础上,支脚上设踏板和滑轮组,斜置板的支撑面上设转轴,该轴上有摆杆和重锤,穿经滑轮组,一端与踏板连接,另一端与转轴固定。下踩踏板,传动绳带动转轴,使摆杆由一侧翻转到谱板另一侧,松开踏板,重锤作用,摆杆回转,随即带动乐谱纸张翻页。本实用新型实现脚动式自动翻页,可保证演奏者或指挥者的双手自始至终可用于演奏或指挥,结构简单,使用方便。

2.1.3 自动翻页器

本实用新型提供一种自动翻页器,它是一个盒体。书刊展放在盒面上,用真空吸盘吸附书页,靠旋臂带动书页偏转,旋臂是装在传动轴上,传动轴上还带有三只凸轮,其中一只凸轮与电磁铁连使轴偏转,一只凸轮带动真空泵使吸盘产生负压,另一只凸轮控制活动夹的张开和压紧。电磁铁的控制,根据使用情况选配,供无手指功能的人和演奏、打字专业人员自动翻页。

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2.2 国外技术现状

远程控制的page-turner (见上图)

1.根据纸质,薄厚自动调节

2.可以选择直接操作,如果用户能操作远程控制器的按钮(或其他辅助装置),否则,自动扫描操作。

3.选择灯的明暗程度

4.交流装置和环境控制单元同样可连接上

5. 此装置如果安装在架子上则可移动并且可以调节角度

2 此自动翻页器的技术指标

我们在设计时主要考虑以下因素:

a. 书本固定:将任何一种书放置好以后,能够保证固定在仪器上不会掉下来或者自动合上。同时要能保证利于老年人和残疾人进行书本放置和取出。

b. 自动翻页:最终目的就是能够实现自动翻页,这里所谓的自动翻页,是指当使用者按下手上的遥控器的翻页按钮以后可以按照需求实现自动翻页。这还不属于全自动(全自动应该可以遥控或者视线跟踪,那要求太高,并且有可能反而导致不方便),翻页方向包括前翻和后翻。

c. 动力问题:采用不同的电动机,虽在功能上没有什么影响,但对整体的性能评价确有很大的关系;他还关系到翻页是否方便。

d. 障碍处理:遇到强障碍能够实现自保护功能。

e. 遥控器:应该可以实现电动机的软驱动,上边至少包括三个按钮。一个是向前翻页,一个是向后翻页,还有一个是启动和关闭按钮。

f. 翻页速度:最初设计对翻页速度不加什么要求,但是不能过慢,应该在3

5 秒之内完成一次翻页。

并且翻完页后要能回到初始位置,保证下一页的顺利翻成。

g. 纸张保护:不能对书本有太大的磨损,否则会损坏书本,减少使用率。 h. 环保意识:噪音控制和对其他人影响是需要考虑的很重要问题。 i. 适应能力:比较起不同的书本,应该都可以实现翻页,因此要求使用的翻页机要具有自适应能力,可以考虑静电量(或磁力)可调的机构。

j. 操作人员的舒适度

1.读者阅读距离可调节:遥控到支撑板的距离应该可以根据不同使用者的使用要求和环境调节,减少不必要的弯腰或者仰头,使得尽可能让使用者感到舒适。

2.适合的材料和背景色:根据经验,制作支撑板的材料应该采用树脂板材,这样比较轻但是很结实,负重比较大,并且对吸头的静电和磁性影响很小。至于背景颜色,可以根据用户的喜好进行喷染(默认为白色)。

3.遥控器和支撑板设计符合人的感受特点:一般情况下,人的视觉区在水平方向120度,最佳视区在为中心区10度。支撑板视距最好在50cm 左右,且注意不同钮的颜色区分。

3 具体模型简介

我们设计的翻页器的大概外形打算如下设计:

图一. 简易自动翻页器外形示意图

主要的组成部分是:树脂型支撑架和滑动翻页片,带静电或者永磁性的吸附头,还有就是两个固定书页的钢性夹。控制电路板可以做在支撑架的内部,这样既比较美观又省地方。步进电机放在支撑板下方。如下图所示:

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图二. 简易自动翻页器翻页示意图

硬件电路框图如下:

图三.555电路组成的振荡电路 图四.CD4017和或非门组成脉冲分配器

图五. 前后翻页,启动和电机驱动 图六. 步进电机正反转控制电路

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4、总结

本作品考察了国内外各种技术,针对各技术的缺陷和不足,提出了一种基于数字集成电路控制的自动翻页器这个比较好的解决方案。另外,它还具有电路简单,外型美观,体积小,噪声低,价格便宜等优点,市场前景还是比较看好的。

8 参考文献

[01] 前川秀树; 滨和浩. 翻页装置 [P]. 中国专利:CN1158301,1997-09-03.

[02]田边真三; 佐藤良广; 望月明; 古谷要. 翻页装置 [P]. 中国专

利:CN1368435,2002-09-11.

[03]赵群飞; 吴心然; 唐矫燕; 李旻; 喻再光. 自动翻页机 [P]. 中国专

利:CN1562642,2005-01-12.

[04] Markoff J, Wyatt E.Google Is Adding Major Libraries to Its Database.

The New York Times (Technology), 2004-12-14

[05]中西智久; 田边真三; 前川秀树. 簿册使用装置中的翻页机构[P].中国专

利:CN1644395,2005-07-27.

[06] 陈峰. 翻页信息处理机 [P]. 中国专利:CN1695960,2005-11-16.

[07] 柴崎贡; 樱井雄一; 沼沢义広. 用于存折翻页操作的控制方法和装置 [P].

中国专利:CN1886269,2006-12-27.

[08] 蒋英明. 脚踏翻页器 [P]. 中国专利:CN200998945,2008-01-02.

[09] 杨守仁. 脚踏翻页器 [P]. 中国专利:CN2527443,2002-12-25.

[10] 陈峰. 自动翻页机 [P]. 中国专利:CN2691862,2005-04-13. [11] 电子制作 2002年 第8期 两项富有创意的生活装置 费武 编译

[12] 电子世界 2002年 第11期 简单实用的移动靶控制电路 岳玉静

[13] 电子世界 2001年 第2期 步进电机的正反转和速度控制