一种带抚平装置的翻页装置和扫描装置的制作方法

本公开涉及扫描技术领域，尤其涉及一种带抚平装置的翻页装置和扫描装置。

背景技术：

对于具备自动翻页功能的扫描装置而言，翻页精准性及扫描效率是其重要指标。在实际的翻页扫描过程中，随着翻页页数增多，容易在页面的靠近书脊的部位出现鼓包显现，为了消除鼓包，可以在连续翻页过程中，是的书本之类的扫描对象沿着书脊旋转，从而减轻鼓包现象。

然而，在书脊旋转的过程中，容易导致在未翻页部分的根部出现鼓包的现象。

如果对扫描过程中出现的鼓包现象不进行消除，会产生以下几个问题：

1、未翻页部分根部鼓包，导致书页的边缘相对正常情况发生移动，翻页装置所安装的吸盘的吸附位置相较于预定位置发生变化，有可能会吸附到正在翻页的页面边缘，这可能会出现漏气而导致翻页失败。

2、由于鼓包现象使得书页边缘相对正常情况发生瞬时左移，用于按压未翻页页面的压页机构压空，使得系统接受错误的信息，这进一步导致后续的诸如防反弹、书脊旋转等操作过程中发生过度调整，进而导致整个扫描过程失败。

3、鼓包现象会影响拍照效果。

这些产生的问题最终可能导致扫描失败。

技术实现要素：

有鉴于此，本公开实施例提供一种带抚平装置的翻页装置和扫描装置，至少部分解决现有技术中存在的问题。

第一方面，本公开实施例提供了一种翻页装置，所述翻页装置执行翻页操作以使得第一扫描对象与第二扫描对象分离，所述翻页装置包括：

力施加装置，被配置为向扫描对象施加力；

力施加装置安装部，所述力施加装置被设置于所述力施加装置安装部，并且所述力施加装置安装部沿预定轨迹移动以带动所述力施加装置移动；以及

扫描对象抚平部，所述扫描对象抚平部被设置于所述力施加装置安装部，并且当所述力施加装置安装部带动所述力施加装置靠近所述扫描对象时，所述扫描对象抚平部先于所述力施加装置接触所述扫描对象。

根据本公开实施例的一种具体实现方式，所述扫描对象抚平部为弹性构件，所述弹性构件被设置于第一平面内，所述第一平面与所述力施加装置安装部的移动轨迹平行。

根据本公开实施例的一种具体实现方式，所述扫描对象抚平部为多个，并且多个所述扫描对象抚平部在水平方向上投影的长度不同。

根据本公开实施例的一种具体实现方式，所述扫描对象抚平部为多个，并且多个所述扫描对象抚平部在竖直方向上投影的长度不同。

根据本公开实施例的一种具体实现方式，所述翻页装置还包括驱动设备，所述驱动设备被配置为驱动所述扫描对象抚平部，以使得所述扫描对象抚平部在所述第一平面内转动。

根据本公开实施例的一种具体实现方式，当所述力施加装置安装部沿预定轨迹移动以使得第一扫描对象与第二扫描对象分离之前，所述驱动设备驱动所述扫描对象抚平部以使得所述扫描对象抚平部与所述扫描对象分离。

根据本公开实施例的一种具体实现方式，其特征在于，所述扫描对象抚平部的外表面设置有柔性材料，所述柔性材料包括橡胶、海绵以及布料。

根据本公开实施例的一种具体实现方式，所述翻页装置还包括分页装置，所述分页装置被配置为在所述翻页装置执行翻页操作之前执行分页操作，所述分页操作使得所述第一扫描对象与第二扫描对象分开一角度。

根据本公开实施例的一种具体实现方式，所述扫描对象抚平部在所述分页装置执行分页操作之前与所述扫描对象分离。

第二方面，本公开实施例提供了一种扫描装置，所述扫描装置包括：

根据本公开实施例第一方面的翻页装置；以及

成像设备，被配置为对已经翻页的第一扫描对象和/或第二扫描对象成像，以获取所述扫描对象的数字信息。

本公开实施例中的带抚平装置的翻页装置和扫描装置，包括力施加装置，被配置为向扫描对象施加力；力施加装置安装部，所述力施加装置被设置于所述力施加装置安装部，并且所述力施加装置安装部沿预定轨迹移动以带动所述力施加装置移动；以及扫描对象抚平部，所述扫描对象抚平部被设置于所述力施加装置安装部，并且当所述力施加装置安装部带动所述力施加装置靠近所述扫描对象时，所述扫描对象抚平部先于所述力施加装置接触所述扫描对象。本公开的方案结构简单，能够更好的消除翻页过程中出现的鼓包现象，提高翻页装置的成功率，及保证精准性，从而提高扫描效率。

附图说明

为了更清楚地说明本公开实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为本公开实施例提供的一种扫描装置的整体配置；

图2为本公开实施例提供的一种扫描装置的示意图；

图3为本公开实施例提供的一种安装有扫描对象抚平部的翻页装置的示意图；

图4为本公开实施例提供的另一种安装有扫描对象抚平部的翻页装置的示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本公开实施例进行详细描述。

以下通过特定的具体实例说明本公开的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本公开的其他优点与功效。显然，所描述的实施例仅仅是本公开一部分实施例，而不是全部的实施例。本公开还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本公开的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。基于本公开中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本公开保护的范围。

需要说明的是，下文描述在所附权利要求书的范围内的实施例的各种方面。应显而易见，本文中所描述的方面可体现于广泛多种形式中，且本文中所描述的任何特定结构及/或功能仅为说明性的。基于本公开，所属领域的技术人员应了解，本文中所描述的一个方面可与任何其它方面独立地实施，且可以各种方式组合这些方面中的两者或两者以上。举例来说，可使用本文中所阐述的任何数目个方面来实施设备及/或实践方法。另外，可使用除了本文中所阐述的方面中的一或多者之外的其它结构及/或功能性实施此设备及/或实践此方法。

还需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本公开的基本构想，图式中仅显示与本公开中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。

另外，在以下描述中，提供具体细节是为了便于透彻理解实例。然而，所属领域的技术人员将理解，可在没有这些特定细节的情况下实践所述方面。

接下来，参考附图具体描述根据本公开实施例的带抚平装置的翻页装置和扫描装置。

整体配置

首先，参考图1，描述根据本公开实施例的扫描装置100的整体配置。如图1所示，根据本公开实施例的扫描装置100包括支撑装置110、把持装置120、分页装置130、翻页装置140、成像装置150以及防反弹装置160。此外，根据本公开的扫描装置100还包括控制器200，控制器200包括作为控制单元的中央处理单元(cpu)201。

此外，控制器200包括只读存储器(rom)202、随机存取存储器(ram)203和硬盘驱动器(hdd)204。此外，控制器200包括接口205。rom202、ram203、hdd204和接口205经由总线连接到cpu201。用于使cpu201运行的基本程序被存储在rom202中。ram203是在其中临时存储诸如cpu201的计算处理结果之类的各种数据的存储设备。hdd204是在其中存储cpu201的计算处理的结果、由成像装置150获取的图像数据等的存储设备，并且还用于在其中记录用于使cpu201执行各种控制的程序。

cpu201通过根据记录在hdd204中的程序来控制支撑装置110、把持装置120、分页装置130、翻页装置140、成像装置150以及防反弹装置160的操作。

接着，参考图2，结合扫描过程来描述根据本公开的扫描装置100的各个部件。在图2中，与图1相同的附图标记表示相同的部件，并且当部件由多个部分构成时，采用图1中的附图标记加上后缀数字1、2、3等来表示构成该部件的各个部分，例如附图标记1301、1302…1305表示分页装置130的各个部分。并且当单个部分，例如1303，由多个组件构成时，各组件利用该部分的附图标记的后三位加上后缀数字来表示，例如3031和3032。附图标记的上述命名规则也适用于之后的附图。

应当注意，在以下的描述中，术语“扫描对象”是指其上能够记录信息的载体。扫描对象上所记录的信息通过扫描装置的扫描操作被转换为数字信息。扫描对象例如包含普通纸、铜版纸、塑料片，等等。此外，虽然在以下的描述中，以书本的纸张作为扫描对象的示例来描述本公开，但是扫描对象例如可以是报纸、照片等等。

此外，在以下的描述中，将扫描装置100的支撑装置110的长度方向定义为x方向，将垂直于支撑装置110所在平面的方向定义为z方向(未示出)，并将垂直于xz平面的方向定义为y方向。

如图2所示，根据本公开的扫描装置100包括支撑装置110，支撑装置110以固定和/或可移动的方式被放置在诸如桌子之类的平台上。作为扫描对象的书本180被支撑在支撑装置110上。为了便于后续的扫描操作，书本180的一侧(例如书脊)可以通过把持装置120固定在支撑装置110上。把持装置110例如为夹持装置，其例如通过夹持书本180的书脊来将书本180固定于支撑装置110的表面。可替代地，在书本180为非成册资料的情况下，把持装置110可以通过使资料对齐并夹持非成册资料的一侧来固定扫描对象。

如图2所示，根据本公开实施例的翻页装置140包括带动结构运动设备1401、位置调整设备1402和页面弯曲吸附结构支撑设备1403。

此外，根据本公开实施例的分页装置130包括页面弯曲吸附结构1301、不易弯曲页面吸附结构1302、吹风压页设备1303、吸附力产生设备1304以及管道1305。

吹风压页设备1303包括风力产生设备3031和吹风口3032。

不易弯曲页面吸附结构1302是针对硬度较大的纸张设计的吸附结构，为了便于描述，以下将页面弯曲吸附结构1301和不易弯曲页面吸附结构1302统称为吸附结构。

如图所示，页面弯曲吸附结构1301和不易弯曲页面吸附结构1302被设置为一体，并且通过页面弯曲吸附结构支撑设备1403与带动结构运动设备1401连接。具体地，吸附结构1301和1302被固定于页面弯曲吸附结构支撑设备1403，页面弯曲吸附结构支撑设备1403能够沿着带动结构运动设备1401上设置的滑轨运动，滑轨相对于xy平面被设置成预定角度，当页面弯曲吸附结构支撑设备1403沿着滑轨移动时，带动吸附结构1301和1302沿着滑轨的方向移动。此外，可以通过位置调整设备1402来调整整个带动结构运动设备1401在z方向上的位置，从而调整吸附结构1301和1302在z方向上的初始位置。

另外，分页装置130的吸附力产生设备1304产生的例如负压吸附力经由管道1305被传递到吸附结构1301和1302，吸附结构1301和1302上设置有吸盘，当吸盘与纸张接触时，对纸张产生吸附力。

具体地，一旦书本180随着支撑装置110被移动到扫描起始位置之后，吸附结构1301和1302随着页面弯曲吸附结构支撑设备1403沿带动结构运动设备1401上的滑轨向下移动，当运动到与书本180最上层纸张接触的位置处时，吸附力产生设备1304产生负压吸附力，并经由管道1305传递到吸附结构1301和1302上设置的吸盘，并通过吸盘吸附最上层纸张。

一旦被吸附，页面弯曲吸附结构支撑设备1403沿带动结构运动设备1401上的滑轨向上移动，从而将最上层纸张与后一纸张分开一角度，当分开的角度达到预定值时，通过设置的摄像头1501和1502对最上层纸张的背面和后一纸张的正面同时进行成像，并通过后续的处理将捕获的图像转换为数字信息。在此过程中，为了更好地将最上层纸张与后一纸张分开，可以通过吹风压页设备1303的风力产生设备3031产生风力，经过吹风压页设备1303的吹风口515以吹风的方式将后一纸张按压住，以实现更好的分离。

与成像操作同时或者之后，通过设置在书本180两侧的防反弹装置1601和1602按压已翻纸张，防止其反弹，以利于下次翻页。具体地，防反弹装置1601和1602均包括旋转设备6012/6022和旋转设备位置调整设备6011/6021，旋转设备6012/6022被设置为“z”字形，其一端被固定在旋转设备位置调整设备6011/6021上，并且固定位置的高度可调节，通过旋转设备6012/6022的旋转，其另一端可按压已翻页纸张，从而防止其反弹。如此，完成了单个纸张的翻页和成像操作。

重复上述操作过程，可以实现对书本180的连续翻页和成像操作。

在以上的描述中，虽然以特定形式的支撑装置110、把持装置120、分页装置130、翻页装置140、成像装置150以及防反弹装置160描述了本公开，但是本公开不限于此，而是可以采用各种其它的形式，只要所采用的形式能够实现各个部件的功能即可。

例如，虽然以真空吸附设备为例描述了吸附力产生设备1304，但是吸附力产生设备1304不限于，而是可以包括例如静电吸附设备、磁吸附设备、仿生吸附设备中的一个或者多个。并且所生成的力不限于吸附力，也可以是施加在纸张上的推力。即，在本公开中，吸附力产生设备1304仅仅是被配置为产生使得相邻的扫描对象分离的分离力的分离力产生设备的示例。

此外，辅助分页的设备不限于吹风压页设备1303，而且还可以采用机械压页设备、负压吸页设备等等，只要这些设备能够起到辅助分页的效果即可。

根据本公开的支撑装置110、把持装置120、分页装置130、翻页装置140、成像装置150以及防反弹装置160可以采用的各种形式及其设置在申请人所有的专利cn201721385718.2中有具体描述，该专利的全部内容通过引用结合于此。

此外，虽然在以上的描述中，分页装置130被描述为包括不易弯曲页面吸附结构1302和吹风压页设备1303，但是可以省略这些部件而不影响扫描装置100的整体功能。

另外，在参考图2所进行的描述中，将翻页装置140和分页装置130作为单独的部件进行了描述，但是应当理解，可以将图2中所示的翻页装置140和分页装置130包含在翻页装置140的范畴中。

如上所述，在翻页扫描过程中，可能会出现水平页面随着书脊的旋转，在未翻部分根部出现鼓包的现象。接下来，将围绕安装有扫描对象抚平部的翻页装置140进行描述。

翻页装置

参考图3，其示出了根据本公开实施例的安装有扫描对象抚平部200的翻页装置140的示例，图中附图标记1001指示翻页装置140在执行翻页操作过程中的运动轨迹。翻页装置140例如可以是参考图2所描述的翻页装置，并且该翻页装置140执行翻页操作以使得第一扫描对象(当前页)与第二扫描对象(后一页)分离。换句话说，翻页装置140执行翻页操作以使得第一扫描对象与第二扫描对象分离。

在这种情况下，根据本公开实施例的翻页装置140可以包括作为力施加装置(例如吸盘)的示例的页面弯曲吸附结构1301和不易弯曲页面吸附结构1302、作为力施加装置安装部的示例的页面弯曲吸附结构支撑设备1403、以及扫描对象抚平部200。

在本公开实施例中，力施加装置例如可以是吸盘，并且被配置为向扫描对象施加力。在这种情况下，翻页装置140可以通过吸盘吸附最上层的纸张，并通过随后的翻页操作来使得第一扫描对象(当前页)与第二扫描对象(后一页)分离。

力施加装置安装部例如可以是参考图2所述的页面弯曲吸附结构支撑设备1403。在这种情况下，力施加装置被设置于该力施加装置安装部，并且如图2中所示的，力施加装置安装部能够沿着相对于xy平面被设置成预定角度(例如45°)的轨迹1001移动，从而带动力施加装置移动。

在本公开实施例中，扫描对象抚平部200可以被设置于力施加装置安装部，并且该扫描对象抚平部200被设置为当力施加装置安装部带动力施加装置靠近扫描对象时，扫描对象抚平部先于力施加装置接触扫描对象。

术语“扫描对象抚平部可以被设置于力施加装置安装部”既可以是指扫描对象抚平部被固定于力施加装置安装部，也可以指扫描对象抚平部经由中间的结构与力施加装置安装部连接。

在本公开实施例中，在力施加装置安装部带动力施加装置靠近扫描对象时(例如，沿着图3中的轨迹向下运动)，扫描对象抚平部在z轴方向(竖直方向)上低于力施加装置。具体地，如图3所示，扫描对象抚平部200被设置为比力施加装置低h，如此在翻页装置140沿着轨迹1001向下移动的过程中，扫描对象抚平部200先于力施加装置与扫描对象180接触。

具体地，由于力施加装置安装部沿着xz平面(第一平面)内的预定轨道1001移动，从而能够在扫描对象抚平部200接触扫描对象至力施加装置接触扫描对象期间，在扫描对象上滑动，从而消除扫描对象的褶皱、鼓包等情况。

在本公开实施例中，扫描对象抚平部例如可以是弹性构件，具体地，扫描对象抚平部可以是弹片、金属片等等。

在本公开实施例中，弹性构件的一端被固定于力施加装置安装部(固定端)，并且另一端不受约束(自由端)，并且呈弧形地设置于xz平面内，也就是说，弹性构件顺着x方向布置，从而防止在执行抚平操作过程中，由于移动方向与力施加方向不同，使得弹性构件对扫描对象造成损坏。

根据本公开实施例的一种具体实现方式，可以沿着y轴方向设置多个扫描对象抚平部，并且每个扫描对象抚平部被设置在xz平面内，如此能够通过多个扫描对象抚平部进一步提高抚平效果。

在这种情况下，该多个扫描对象抚平部在x方向上的投影长度可以相同。然而，将该多个扫描对象抚平部在x方向上的投影长度设备为不同是特别有意义的，这是因为扫描装置100可能需要扫描不同尺寸(例如a4、a5)的书籍，在开始翻页操作时，a5纸张书籍的书脊位置相较于a4纸张书籍的书脊位置更靠近图2中的右侧，如此，如果使用a4纸张的扫描对象抚平部来对a5纸张进行抚平，扫描对象抚平部的自由端可能接触到已翻页的纸张，这不利于纸张的抚平。在这种情况下，要求使得用于a5纸张的扫描对象抚平部相较于a4纸张的扫描对象抚平部在x方向上的投影短。

此外，为使得扫描对象抚平部适用于不同尺寸的纸张，该多个扫描对象抚平部在竖直方向(z轴方向)上投影的长度也可以不同。也就是说，该多个扫描对象抚平部的高低位置不同，如此，对于较大(例如a4)纸张，可以使用较低的扫描对象抚平部进行抚平，而对于较小(例如a5)纸张，可以使用较高的扫描对象抚平部进行抚平。

参见图4，其示出了根据本公开另一实施例的翻页装置140的示意图。在以上的描述中，扫描对象抚平部200被固定安装于力施加装置安装部，与此不同，在本公开实施例中，翻页装置140还可以包括驱动设备2001，该驱动设备2001用于驱动扫描对象抚平部200以使得扫描对象抚平部在xz平面内转动，换句话说，扫描对象抚平部能够绕着y轴转动。当时应当理解，在本公开实施例中，扫描对象抚平部200也可以以与xz平面呈一定的角度(例如，0～30°的范围)的情况下转动。

具体地，如图4所示，驱动设备2001可以与扫描对象抚平部200直接连接以驱动扫描对象抚平部200。可替代地，驱动设备2001可以经由传动机构2002与扫描对象抚平部200连接。

应当注意，驱动设备2001例如可以是单独的驱动电机，但是应当理解，驱动设备2001也可以是用于翻页动作或分页动作的电机。在图4所示的示例中，驱动设备2001还用于驱动分页设备140，以使得在开始执行翻页操作之前，力施加装置沿着如2003的轨迹运动，以使得第一扫描对象和第二扫描对象分开一角度。

在安装有用于驱动扫描对象抚平部200的驱动电机2001的情况下，在力施加装置安装部带动力施加装置靠近扫描对象时(例如，沿着图4中的轨迹1001向下运动)，扫描对象抚平部200在z轴方向(竖直方向)上低于力施加装置。具体地，如图4所示，扫描对象抚平部200被设置为比力施加装置低h，如此在翻页装置140沿着轨迹1001向下移动的过程中，扫描对象抚平部200先于力施加装置与扫描对象180接触。

在力施加装置安装部上所安装的力施加装置与扫描对象接触之后，并开始沿预定轨迹1001移动以使得第一扫描对象与第二扫描对象分离之前，为了防止此时在力施加装置安装部靠近扫描对象时与扫描对象接触的扫描对象抚平部200对第一扫描对象与第二扫描对象的分离操作产生影响，可以预先通过驱动设备2001驱动扫描对象抚平部200以使得扫描对象抚平部200与扫描对象分离。

此外，在本公开实施例中，分页装置130可以执行单独的分页操作，该分页操作用于在执行翻页操作之前使得第一扫描对象与第二扫描对象分开一角度，然后再由翻页装置执行翻页操作。具体地，在执行翻页操作之前，分页电机(例如可以是2001)可以驱动分页装置沿着预定轨迹移动，以使得第一扫描对象与第二扫描对象分开一角度。在这种情况下，驱动设备2001驱动扫描对象抚平部200在分页装置130执行分页操作之前与扫描对象分离。

根据本公开实施例的一种具体实现方式，可以在扫描对象抚平部的外表面设置柔性材料，该柔性材料例如可以是橡胶、海绵、布料等等。

具体地，在扫描对象抚平部200的外表面设置有未示出的柔性材料层，这样，在扫描对象抚平部200的外表面设置的柔性材料层可以在抚平书页时，一方面能够起到保护书页的作用，另一方面能够使得抚平效果更好。另外，扫描对象抚平部202包裹柔性材料层是优选形式，但去除柔性材料层亦在本公开的范围之内。

根据一个实施例，所述柔性材料层采用橡胶层，所述柔性材料层的作用是在抚平书页时，一方面能够起到保护书页的作用，另一方面能够使得抚平效果更好，很显然，所述柔性材料层并不局限于采用橡胶层，也可以采用其他类型的柔性材料，比如海绵层，或者布料层，同样能够起到相同的上述效果。

在另一种优选的实施方式中，传动机构2002可以是刚性连杆机构，该刚性连杆机构的主动端与驱动电机2001连接，从动端与所述扫描对象抚平部200连接。在该刚性连杆机构的联动下，使上述扫描对象抚平部200在所述力施加装置安装部带动力施加装置接触到扫描对象180之前先接触扫描对象180并抚平，并且，在所述力施加装置安装部带动力施加装置脱离扫描对象180之前先脱离扫描对象180。

另外，根据本公开的扫描装置还包括控制器和控制输出装置，该控制输出装置可以是机械手、机械臂、连杆等任意机械结构，能够满足将控制操作传输至扫描对象抚平部200即可。控制器包括作为控制单元的中央处理单元(cpu)，具体地，将上述控制输出装置与上述扫描对象抚平部200连接，通过软件编程在控制器中设定好控制程序，控制上述扫描对象抚平部200配合翻页装置140的工作，在力施加装置安装部带动力施加装置接触到扫描对象180之前先接触扫描对象180并抚平，并且，在力施加装置安装部带动力施加装置脱离扫描对象180之前先脱离扫描对象180。上述控制器的芯片型号可采用常规型号即可，如80c51或者89c51。

出于简单设计的目的，上述扫描对象抚平部200可为弹性软垫或刚性压板，当该扫描对象抚平部200与扫描对象180接触时，即可实现抚平。此外，扫描对象抚平部200也可采用刚性压板。

第二方面，本公开实施例还提供了一种扫描装置，该扫描装置包括：

根据上述一个或者多个方面所述的翻页装置；以及

成像设备，被配置为对已经翻页的第一扫描对象和/或第二扫描对象成像，以获取所述扫描对象的数字信息。

以上所述，仅为本公开的具体实施方式，但本公开的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本公开揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本公开的保护范围之内。因此，本公开的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

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