燕山大学
机械原理讨论课
（机械翻书机的机构设计）
学院（系）：机械工程学院
年级专业：2015级机械设计制造及
其自动化22班
学生姓名：闫张弛杨帆
刘常顺李江坡
指导教师：陈革新
完成日期：
目录
一．研究背景和意义 (3)
二．设计分析和工作原理 (4)
三．各部分机构的选型 (5)
四．方案评定和选择 (7)
五．总结与心得 (9)
第一章研究背景和意义
摘要
我们设计的是供给四肢瘫痪病人使用的机械翻书机，整套装置由起页机构、传动机构以及翻页机构三大部分组成，能够在外力的作用下实现对书本的翻页功能，并且适用于大部分书籍。本文首先对国内外成熟的设计方案进行分析、研究，提出我们的总体设计方案，再对各个机构具体设计方案、制作方法进行详细的介绍，最后做出总结、评价和比较。
关键词：翻书机、机械
设计背景
目前市场上最为普及的翻书机应该是使用
在复印机中，能在对书本不拆封的情况下进行
自动翻页进而完成对整本书的复印。此类翻书
机往往采用电控控制，再辅以气动装置翻页，
在保证了高精度的控制下还能减小对书本的损
伤，因此造价极为昂贵。
另一方面，近些年国内外出现一系列机械
翻书机构。如日本Sony公司推出的BooktTime
和适用于乐队指挥者的脚踏式翻页器等。由于
是普通的机械型翻书机构，因此机构简单并且
造价低廉，也正是我们设计的目标。
发展趋势
未来的翻书机构将会更加智能化，自动翻
书机构可以根据纸质的大小薄厚自动调节翻
书机构，同时使用户进行远程控制，自动根据
光线情况调节灯的明暗程度，进而保证用户的
眼睛。便捷化，翻书器体积更小，便于携带。成本更加低廉，成本问题决定了其翻书器的销售量和在生活中的普及情况。
设计意义
电子读物大行其道的今天，仍有许多人偏爱纸质书籍，习惯是很难改变的，尤其是在你不想改变的时候。随着时代的进步和科技的发展，人们对弱势群体的关注不仅仅在于丰富他们的物质生活，而且深入到怎么满足他们的精神需求。?
对于四肢瘫痪的朋友们来说，想要看书相对比较困难。这是因为他们无法像
正常人一样用手翻书。虽然报刊杂志报道曾有残疾朋友历尽千辛万苦学会用脚翻书，但是书离眼睛的距离太远，不利于阅读。可对于四肢瘫痪的患者来说，用脚翻书也成了一种奢侈，因此自动翻书机便应运而生。
于是我们为方便四肢瘫痪患者读书，特为他们量身制做了残疾人专用的翻书机。使残疾朋友们能像正常人一样自由地阅读。
第二章设计分析和工作原理
设计目标
设计目标：使四肢瘫痪除头部外全部失去活动能力的朋友们可以自由享受阅读带来的乐趣。
设计要求
设计要求：设计一个结构简单、成本低廉的翻书机，读者只需通过移动一小的“咬嘴棒”控制开关，即可完成单方向的翻页功能，并且满足可以翻阅大部分书籍。
设计分析
1．书本固定：将任何一本书放置好以后，能够保证固定在仪器上不会掉下来或者自动合上。
2．翻页：该机构的最终目的就是能够在外力作用下实现对书本的翻页，可再按照功能细分为起页机构、传动机构以及翻页机构。
a.起页机构：该机构主要为实现将患者需要翻开的下一页掀起到半空中，便于完成翻页机构的翻页动作。
b.传动机构：由于翻书机存在两个单独功能的活动机构，而却仅有一个动力源，
因此要利用传动机构将动力转化，例如使产生上下运动的起页机构的动力转化为产生水平运动的翻页机构的动力。
c.翻页机构：将传动机构传递而来的动力转化成水平运动，使翻书杆将掀起到半
空中的书页翻向书籍的另外一侧，再摆动回原来的位置，完成一次翻页循环。
需要注意的是，由于起页机构和翻页机构有着明显的次序要求，但使用的却是同一个动力，因此要好好搭配两机构间的关系，使其在运动中不发生交互，必要时还可
加上一个动力输入机构，使输入的动力分流，便于控制。
3．动力：由于本机构是机械翻书机，动力也只能是机械动力，而四肢瘫痪的病人
只有头部可以移动，因此动力来源可以是病人的嘴部活动，如咬嘴棒的移动，也可以是病人头部的移动，如微抬头或微摇头等。对于其他电控等多样翻书机而言，动力输入也可以是眨眼等可通过扫描识别的微小动作。
4．纸张保护：在起页和翻书的过程中不能对书本有太大磨损，否则会损坏书本，减少使用率。
5．兼容性：对于不同尺寸大小、不同厚度的书籍应该具有兼容性，都可实现翻页功能。
工作原理
综上所述，因此该翻书机的工作原理如下：由四肢瘫痪患者头部的微小活动将动力输入到动力输入机构，动力输入机构对输入的动力进行分流，分成先后两个动力分别通过传动机构依次输入到起页机构和翻页机构，使两机构的运动有先后次序之分。起页机构获得动力后掀起书籍的下一页，再由获得第二动力的翻页机构完成对书页的翻页运动，然后两机构回复起始点，完成一次翻页动作的循环。
第三章各部分机构的选型
由于本报告为机械翻书机的机构设计报告，因此对于设计分析中的书本固定、纸张保护以及兼容性问题均没有涉及。
起页机构
起页机构，顾名思义，是指掀起书页的机构。在翻书机的翻书过程中，这是翻书动作的准备动作，也是翻书动作的关键，翻书动作的完成与否即在与是否成功起页。
起页机构的设计有两个难点，一个是如何让书页与起页装置一起运动，另一个则是起页装置的上下移动了。
我们由查询资料可得，使书页与起页装置一起运动的方法主要有三类，依次为传统的气动取页、模拟人手的摩擦起页、以及现在使用较多的吸附取页。
1.气动起页：气动起页是利用气压差来完成取页动作，一般例子有利用风扇将纸
张吹起取页和利用空气压缩机配合真空吸盘的新型气动取页。其中第二种例子也是吸附取页的一种，但由于高贵的成本，因此在机械翻书机中不为常见。
