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杨 扬 戴博文 大连科技学院 辽宁大连 116052 摘 要：本文对电子自动翻书机进行了深入的研究。深入探讨了电子自动翻书机的原理及其电子控制方面的设计。其以控制电机为动力源，外加遥控控制、电源供电、语音控制电路和定时控制电路。 关键词：翻书机；电机；控制 1 电子自动翻书机简介1.1 研究的意义 随着社会的进步和科学科技的发展，电子读物占据了很大的份额，但仍有很多人群偏爱阅读纸质版的书籍。尤其是对于双手残疾和弱势群体想像正常人一样阅读书籍，丰富自己的精神生活，但又有翻书的不便，因此我们设计一款可以自动翻书的电子翻书机是很有必要的。此款翻书机成本低廉、设计简单、功能性强、性能稳定可靠，适用于残疾人士、弱势群体及特殊人群的需要。 1.2 国内外研究概况 目前自动翻书机的国内研究者比较多，其研究方案总体可以分为三个类型：一类型为阅读架自动翻页机，它是一种依靠阅读架来实现自动翻页的装置；另一类型为脚踏式自动翻页谱架，其在谱架的基础上，设计踏板和滑轮组，依靠转轴来实现脚踏方式的自动翻页；第三个类型为自动翻页器，通过电磁铁的控制，利用真空吸盘实现吸页和放页的过程。以上三种类型结构比较复杂，操作和维护较困难。 国外自动翻书机的数目屈指可数，自动翻书机BOOK TIME 5000是其中具有代表性的一款翻书机。但这款自动翻书机体积庞大，占用空间大，不够简便，不便于携带，并且造价过于昂贵，不适用于普通大众消费者。 就国内外自动翻书机的现状，我们可以看出目前的自动翻书机大多操作复杂、造价昂贵、体积庞大、不便携带的缺点。因此，我们需要在此基础上，对其进行改进，以达到简单易行、价格低廉、实用性好、适合大众接受的自动翻书机。 1.3 电子自动翻书机的特点 (1)采用静电吸附原理；(2)自动翻书页，可达到180°翻转；(3)应用电子电路控制；(4)电源供电方式，可使用电池工作，也可用插电方式工作；(5)可遥控控制；(6)可语音控制。 2 电子自动翻书机原理电子自动翻书机翻页原理主要是采用采用静电吸附原理。当微小的、不带静电的物体近距离接触带静电的物体时，由于静电感应现象，靠近带静电的物体会产生相反的电性，从而吸附于带静电物体上，这就是静电吸附原理。电子自动翻书机翻应用静电吸片作为翻页吸片，依靠静电吸附原理把书页从一侧吸附到另一侧，完成页码从最低位置到最高位置，再到最低位置的180度翻页过程。静电吸附的吸头能准确的实现单页翻页，实现起来容易，不会损坏纸张。 3 自动翻书机电子控制设计电子自动翻书机硬件部分由微型交流同步减速电机、红外遥控控制、电源供电电路、语音控制电路、定时控制电路构成。 3.1 控制电机选择 电子自动翻书机的动力源采用电机控制，电机的好坏直接影响系统的运转和效率。因为翻书机所翻页码的质量很轻，所以电机的功率不需太大，运转速度也不能太快速度控制在每分钟5转左右，因此选用微型交流同步减速电机。 微型交流同步减速电机的控制原理，当向左侧翻页时，闭合控制电动机按钮的开关。此时电机继电器通电，对应的主触点和辅助触点均闭合，使翻页电机旋转，带动页码从最低位置到最高位置，再到最低位置的180度翻动，然后主触点和辅助触点均断开，电动机开关断电，停止转动，下一次翻页重复同样的动作，当向右侧翻页时，原理相同。 3.2 遥控控制 电子自动翻书机采用红外线遥控设备，其具有成本低、体积小、应用性、功耗低好等特点。通过红外线遥控系统来控制电子自动翻书机的操作功能。红外遥控系统由红外发射遥控电路和红外接收遥控电路组成。 3.2.1 红外发射遥控电路 红外发射遥控电路应用红外发光二极管发出的红外线光波来传递信息。红外发射部分一般由指令编码系统、调制编码、LED红外发送器等组成。遥控发射器发射红外线光波，将红外线光波转换为电信号，电信号经过放大和编码调制，输出需要的控制信号传输。 3.2.2 红外接收遥控电路 红外接收遥控电路由红外接收电路、放大电路、调制编码电路等组成。遥控发射器将红外发射电路发出的信号接收过来，然后放大后进行解调，还原为原编码信号，信号还原完后实现各种操作命令。 3.3 电源供电方式 电子自动翻书机的电源供电方式可采用两种：插电电源供电工作方式和电池供电方式。两种方式均可提供电源供电，使电路正常工作。 3.3.1 插电电源工作方式 电子自动翻书机采用微型直流减速电机。微型直流减速电机的供电方式为24V，所以插电电源应用24V开关电源。24V开关电源，是高频逆变开关电源，其通过电路控制开关管，提供一组或多组所需要的电压。 3.3.2 电池供电方式 蓄电池只有6V和12V两种，没有单一的24V蓄电池，本设计中用到的电池供电方式需要两个12V的蓄电池串联在一起，达到24V的效果。在电子自动翻书机的后面设有电池盒，把电池装入即可。 3.4 语音控制电路 语音控制电路为辅助电路，实现简单的语音控制功能。语音控制电路采用语音控制模块。 语音控制模块接受到语音指令，并对简单的语音指令进行相应的处理来实现具体的操作。若复杂的语音指令，识别度不是很高，还有待进一步完善。 3.5 定时控制电路 翻书机翻书时，操作者可以按照自己的意愿设定固定的翻页间隔，比如设定一分钟一页的翻转速度，到时间翻书机自动翻书。定时控制电路采用555定时器控制电路，根据脉冲频率设定所需的翻页速度。 参考文献： [1]王明凯.简易自动翻书机设计[J].价值工程,2014(7). [2]董美云.脚踏式翻书机构的设计及运动仿真[J].大连交通大学学报,2010(4). [3]宜亚丽.全自动可调式翻页机构设计[J].机械研究与应用,2011(6). DOI：10.19392/j.cnki.1671-7341.201713006 作者简介：杨扬(1981-)，女，大连科技学院电气工程系，讲师，教师，硕士研究生，研究方向：电子通信类；戴博文，男，大连科技学院电气工程系，学生，研究方向：电子控制类。 |
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