機(jī)械設(shè)計(jì)創(chuàng)新設(shè)計(jì)小論文

1、自動(dòng)翻書機(jī)的設(shè)計(jì)（一） 創(chuàng)意描述隨著時(shí)代的進(jìn)步和科技的發(fā)展，人們對(duì)弱勢(shì)群體的關(guān)注不僅僅在于豐富他們的物質(zhì)生活，而且深入到怎樣滿足他們的精神需要上。對(duì)于雙手殘疾的朋友們來說，想要看書相對(duì)比較困難。雖然他們也可以選擇用電腦和特制的鼠標(biāo)閱讀電子書，但是長(zhǎng)時(shí)問用電腦會(huì)對(duì)眼睛造成一定的傷害，而且不太經(jīng)濟(jì)。同樣，對(duì)于雙手被束縛的傷員、奏樂指揮人員與演湊者來說翻書這樣簡(jiǎn)單的動(dòng)作也成為一個(gè)很不方便的事情。于是，自動(dòng)翻書機(jī)應(yīng)需而生。此設(shè)計(jì)著重突出便攜、廉價(jià)的特點(diǎn)通過分析此翻書機(jī)的設(shè)計(jì)要求等各方面的限制因素，采用玩具設(shè)計(jì)方式，以簡(jiǎn)單安全作為此設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)原則，設(shè)計(jì)了翻書機(jī)的基本結(jié)構(gòu)。設(shè)計(jì)過程中參考了此類特殊人群的眾

2、多建議，力求操作簡(jiǎn)單便捷，降低成本費(fèi)用。盡力滿足特殊人群的需要。（二） 設(shè)計(jì)任務(wù)該翻書機(jī)完成后應(yīng)具備以下基本特征：(1)使用自動(dòng)控制電路控制，用戶在使用過程中只需用三個(gè)按鈕完成對(duì)翻書機(jī)的操作，分別是前翻頁(yè)、后翻頁(yè)和復(fù)位。(2)主要工作機(jī)構(gòu)尺寸在遮擋書頁(yè)的面積控制在2cm2以內(nèi)。整體設(shè)計(jì)成為可折疊的樣式使翻書機(jī)往收起時(shí)幅面小大為a4紙幅面厚度控制存5cm以內(nèi)。同時(shí)樂書扳折疊后成為一個(gè)盒子形狀，便于攜帶。(3)能夠精確的向前或者向后翻動(dòng)一貞書,且動(dòng)作迅速。(4)對(duì)書頁(yè)幅面的大小具有良好的適應(yīng)性，可以翻動(dòng)橫邊寬度在820cm的書頁(yè)，并且調(diào)節(jié)方便。(5)對(duì)于書厚度的適應(yīng)性強(qiáng)，可以翻動(dòng)厚度往5cm以下的

3、書籍。(6)可以使用普通干電池供電在家里或者辦公室使用。（三） 設(shè)計(jì)需求明細(xì)表 自動(dòng)翻書裝置設(shè)計(jì)需求明細(xì) 第一頁(yè)設(shè)計(jì)需求1大小 210x297x50 2重量10010克3能量 2節(jié)5號(hào)電池電池或電源適配器4信號(hào) 無線信號(hào)5安全性 操作安全6成本 500人民幣7進(jìn)度 2010/12/19完成總體設(shè)計(jì)8操作 在清潔、干燥的環(huán)境中操作，避免高溫，將裝置放于書本旁 9質(zhì)量控制 保證電路連接的準(zhǔn)確性10 材料 各種電路板和二極管、電容,摩擦輪，齒輪，軸等，溫度控制在室溫左右（四） 技術(shù)路線和方案1. 翻書動(dòng)作分析自動(dòng)翻書機(jī)所要實(shí)現(xiàn)的功能就是替代人的雙手完成翻書的動(dòng)作。人們?cè)诜瓡倪^程中，所完成的動(dòng)作主要

4、是將要翻的書頁(yè)從一側(cè)移動(dòng)到另一側(cè)，同時(shí)完成書頁(yè)的翻轉(zhuǎn)動(dòng)作，相當(dāng)于書頁(yè)圍繞其裝訂邊翻轉(zhuǎn)約半周。2. 定本設(shè)計(jì)的動(dòng)作方案本翻書機(jī)設(shè)計(jì)基本方案是使用捏紙機(jī)構(gòu)和翻頁(yè)機(jī)構(gòu)兩個(gè)部分來完成捏紙一翻頁(yè)一放紙的動(dòng)作過程，用控制電路完成。動(dòng)作過程如下所述。如圖1所示，捏紙部分裝在翻頁(yè)機(jī)構(gòu)的擺臂上，捏紙機(jī)構(gòu)將書頁(yè)與翻頁(yè)機(jī)構(gòu)連接起來，然后由擺臂結(jié)構(gòu)的擺動(dòng)帶動(dòng)書頁(yè)的翻動(dòng)，待翻頁(yè)動(dòng)作全部完成后再將捏著的書頁(yè)放開，其中各個(gè)步驟完成時(shí)用觸動(dòng)開關(guān)采集過程信號(hào)。圖1 翻書動(dòng)作分析3. 機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)(1) 捏紙機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)翻書機(jī)的主要工作環(huán)節(jié)就是實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確地捏起一張紙。使書頁(yè)與翻頁(yè)臂連接在一起，從而在翻頁(yè)臂的擺動(dòng)中實(shí)現(xiàn)翻書的動(dòng)作。圖2中，有

5、兩個(gè)摩擦輪進(jìn)行對(duì)滾，其中一個(gè)摩擦輪壓在紙面上。當(dāng)摩擦輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)會(huì)使書頁(yè)隨摩擦輪的轉(zhuǎn)動(dòng)而移動(dòng)。當(dāng)書頁(yè)的邊到達(dá)摩擦輪的正下方時(shí)，由于此處摩擦輪對(duì)書頁(yè)邊的接觸不再可靠，所以書頁(yè)將不再繼續(xù)移動(dòng)。圖2 摩擦輪移動(dòng)書頁(yè)示意圖使用一個(gè)與摩擦輪同軸安裝的刮片輪貼著下一層紙張的上表面刮動(dòng)，便可以輕松而精確的刮起返一頁(yè)紙張。如圖3所示，繼而紙張的邊被兩個(gè)摩擦輪卷入兩者之間的縫隙中。圖3 刮片輔助摩擦輪捏紙示意圖(2) 翻頁(yè)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)翻頁(yè)機(jī)構(gòu)是實(shí)現(xiàn)翻書功能的主要結(jié)構(gòu)，此機(jī)構(gòu)作用是實(shí)現(xiàn)翻頁(yè)臂及其上的捏紙機(jī)構(gòu)圍繞翻頁(yè)臂支掉軸作擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)，此設(shè)計(jì)中采用渦輪蝸桿及齒輪傳動(dòng)實(shí)現(xiàn)。如圖4所示。圖4 翻頁(yè)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)示意圖4. 制電路設(shè)計(jì)翻書機(jī)的兩個(gè)工作機(jī)構(gòu)之間的動(dòng)作協(xié)調(diào)使用自動(dòng)控制電路控制。其間需要采集機(jī)構(gòu)各個(gè)動(dòng)作完成的信號(hào)，這些信號(hào)包括翻頁(yè)臂擺動(dòng)到位信號(hào)及捏紙信號(hào)。采集方式分別如下所述：翻頁(yè)機(jī)構(gòu)在帶動(dòng)翻頁(yè)臂擺動(dòng)時(shí)，需要在捏紙機(jī)構(gòu)接觸書本時(shí)繼續(xù)運(yùn)動(dòng)，直到兩機(jī)構(gòu)聯(lián)接處產(chǎn)生一定的相位差。連接彈簧拉緊時(shí)擺臂電機(jī)才停止運(yùn)轉(zhuǎn)，保證捏紙機(jī)構(gòu)與書本的緊密接觸。此過程中，兩機(jī)構(gòu)中連接處產(chǎn)生的相位差可以安裝一個(gè)行程開關(guān)以采集信號(hào)。捏紙觸動(dòng)開關(guān)的設(shè)計(jì)方式，是使用紙張從捏紙的