[发明专利]实现升降旋转动作的机械机构及其构成的压页设备

说明书

本发明涉及一类单一动力机实现升降旋转动作的机械机构，包括基座、螺杆和螺套；该类机械机构具有平动和转动两个功能。使此类机械机构的螺纹升角大于当量摩擦角，且在此类机械机构上增加压点连接杆和压点，可形成一类单一动力机实现升降旋转动作且综合自锁的机械装置。在设定的触发逻辑下，由四个此类机械装置为基础组成的压页设备，可跟随翻页手做出相应的升降旋转动作以避让翻动的书页，并使打开的左右两侧书页的任何一侧书页在翻页过程中的任何时刻均被至少一个机械装置的压点压紧在背板上，翻页时无翻页障碍，翻页和非翻页时书本及其书页均能保持稳定。

技术领域

本发明属于传动设备设计制造领域，具体涉及一类使用单一动力机实现上升—正向旋转—反向旋转—下降的高机械耦合机械机构和以此类机械机构为基础构成的一类单一动力机实现上升—正向旋转—反向旋转—下降—综合自锁的高机械耦合机械装置。

背景技术

随着科技日益进步，电子书的阅读越来越大众化，电子书具备携带方便、书籍存储量大、翻页方便等优点。但纸质书也有长期存在的必要性。由于版权问题导致很多书籍只有纸质版，人们对于长期使用、需认真阅读的书籍，仍旧偏好纸质书籍；电子书屏幕尺寸较小、字体较小，阅读起来眼睛容易疲劳；尤其是乐器演奏者在面对乐谱演奏时，眼睛相对于乐谱是动态的且距离较远，眼睛更容易疲劳，更加需要纸质的乐谱书。通过调研发现，目前纸质书在学校、乐器演奏等场合，经典阅读或研读等情况下还是主流。总的来说，在未来较长时期内，纸质书阅读仍将是基本的阅读方式。

但纸质书阅读有时需要用手稳定书本，长时间阅读手会比较累。乐器演奏时，乐谱书直立在谱台上,书页失去重力作用需要固定；但现有的各种固定方法又造成了翻页困难，需双手的几个动作才能完成翻页。因此，市场上需要一种具备书页固定功能、翻页更方便的设备。

市场调查结果显示，目前市场上没有针对普通纸质书的这类设备，同时在市场调查中发现，即使手动翻页，只要设备能够自动完成对书页的施压、解除施压状态、避让翻动的书页等机械动作，保持在翻页前、翻页过程中和翻页后书本的稳定，实现类似书页在没有任何翻页障碍下的自然手动翻页过程，就能获得市场需求。

考虑到手动翻页过程中，压页设备的压点不能对手及书页有干涉，技术方案中对压点的动作要求是：直线上升—正向旋转90°后停止（此时手和翻动的书页越过压页设备某压点的运动范围）—反向旋转90°—直线下降—下压并保持压力；压点的机械响应要快，能够跟随翻页手及时动作。

本人发明专利“一种实现升降旋转动作的机械机构”（ZL 2013 1 0490632.6）中的机械机构，能够满足直线上升—正向旋转90°后停止—反向旋转90°—直线下降这部分功能要求。

另外通过调研发现，目前存在的机械设备，要实现上升—正转—反转—下降动作，并在断开动力后实现位置锁定及对施力对象作用力的保持，都是使用导轨+自锁螺杆+转台+动力机、导轨+非自锁螺杆+转台+动力机+刹车、导轨+液气动力机+转台+刹车的方案。这些方案有这些优点：第一，如使用直线导轨进行导向、滚珠丝杠传动、驱动电机带码盘，定位精度很高；第二，由于使用导轨进行导向及承载，负载能力高；第三，由于使用独立的转台实现旋转功能，精度和负载能力高。

技术问题

由于现有机械设备要实现升降旋转两个维度的机械运动，基本上是在平移运动中使用导轨，在旋转运动中使用转台；这增加了设备的体积、复杂程度和成本，降低了设备的可靠性。

现有设备如果要在无动力状态下保持对施力对象的作用力，则会带来另外一些问题。

如使用非自锁螺杆传动，则有下列缺点：第一，需要添加刹车装置及其控制装置，需要额外的安装空间；第二，刹车装置由刹车状态到解除刹车状态的相互转换过程，需要几十毫秒或更长时间，不能满足较高的时间响应要求且增加了运行功耗；第三，需要定期维护，以保证稳定性和可靠性；第四，刹车装置增加了设备的复杂程度和成本。