Вернуться к разделу "Материалы по сканированию и оцифровке бумажных книг".
Ставится задача: повторить из общедоступных узлов (и улучшить для надёжности) конструкцию самодельного японского робосканера.
Предлагается совместно разработать подобную конструкцию (пока ещё не существующую).
1. Робосканер должен полностью автоматически сканировать книгу (самостоятельно перелистывая её страницы). Допускается только присмотр оператора (за ходом работы аппарата).
2. Конструкция обязана состоять только из общедоступных (бытовых) узлов и элементов (чтобы максимальное количество людей смогло построить себе такой аппарат).
3. В конструкции нельзя использовать цифровой фотоаппарат (плохое качество) - только бытовой CCD-сканер. Причина в том, что робосканер задуман для DjVu-книгосканирования - а не для обыкновенного OCR.
4. Для перелистывания страниц нельзя применять резинковый перелистыватель (как у японца) - потому что эксперименты доказали его крайнюю ненадёжность. Пока лучшее решение - вакуумная присоска.
5. Совершенно неприемлемой выглядит схема, когда сканируемая книга неподвижна, а движется сканер. Это быстро приведёт к выходу сканера из строя - из-за постоянных микроударов по чувствительным электронным и электромеханическим узлам сканера.
За основу берётся японский вариант. Изучите его внимательно, прежде чем продолжить чтение.
Сканер переворачивается вверх дном (при необходимости потроха сканера укрепляются, чтобы не заклинивали/не падали на стекло).
Используются самодельные (из металлических реек) балансирные весы для перемещения платформы с книгой вверх-вниз.
Как и в японской конструкции, используется противовес. Его вес подбирается немного меньшим, чем вес книги (и у японца так же). В результате противовес значительно "облегчает" книгу (что снижает требования к мощности двигателя), а также "облегчённая" книга уже не так резко плюхается вниз после отсканирования каждого листа.
Двигатель находится внизу конструкции. Тросик прикреплён к платформе с противовесом. При включении двигателя тросик медленно наматывается на шкив двигателя, противовес тем самым ползёт вниз, а книга - вверх.
Качественное прижатие обеспечивается надувной подушкой, подкладываемой под книгу и регулируемым датчиком сопротивления - выключающим двигатель в момент, когда нагрузка на него достигнет порогового значения.
Идея использовать для перелистывания страницы движущуюся каретку сканера (в специально для этого запускаемом режиме "предварительное сканирование" (prescan) - после каждого отсканирования очередного листа) оказалась ошибочной - каретка сканера слишком хлипка для этого.
1. Книга находится внизу. Двигатель (внизу)
включается (команда с компьютера) и начинает
наматывать на свой шкив тросик (через редуктор).
Тросик (прикреплённый к противовесной платформе
весов) при этом тянет противовес вниз - а книга
ползёт вверх.
2. Доезжая до самого верха, книга плотно
самоприжимается к стеклу. При этом срабатывает
датчик сопротивления - и электромагнитная
пружинная защёлка запирает книгу в таком
положении (команда с компьютера), а также
двигатель выключается (команда с компьютера).
3. Сканируется страница.
4. Электромагнитная пружинная защёлка отпирает
книгу (команда с компьютера).
5. Книга опускается вниз под силой тяжести (плавно
под действием подтормаживателя).
6. Перелистывается страница.
1. Включение-выключение двигателя и электромагнита предлагается производить исполнительным устройством (ИУ), которое управляется программными командами с компьютера. Это электронное устройство стоит 700 рублей и высылается почтой по России (а также продаётся в филиалах магазина во многих российских городах).
2. В качестве электромагнитной пружинной защёлки (и электромагнитного привода) предлагается использовать бытовой дистанционный электромагнитный замок (используемый в комплекте с видеодомофонами).
3. В качестве двигателя с редуктором предлагается использовать бытовой проводной шуруповёрт на 220 вольт. Он обладает встроенным ступенчатым планетарным редуктором и трещоткой, надёжно защищающей его от перегорания (бытовая электродрель не подойдёт - у неё нет ни встроенного редуктора, ни защиты двигателя от перегорания).
4. В качестве тактильного датчика (датчика
прикосновения) предлагается использовать (при
необходимости) компьютерную мышь. Кнопки мыши
рассчитаны на тысячи кликов - а значит,
исключительно надёжны и износоустойчивы. А
оптический сенсор мыши - крайне чувствителен и
практически не подвержен износу.
4. Платформа, на которой непосредственно лежит
книга, должна быть двухстворчатой (как у японца) -
а не монолитной, т.к. толщины стопки левых и
стопки правых листов книги - есть величина
переменная - в процессе сканирования. Как вариант
- сделать под створками единую надувную
подушку-подкладку (чтобы книга равномерно
прижималась к стеклу сканера).
5. Пространственную конструкцию скан-робота можно сделать из стандартных гипсокартонных жестяных реек (или алюминиевых уголков) и кусков гипсокартона (или фанеры).
6. Подтормаживатель (устройство, которое не позволяет книге плюхаться на пол - а только плавно опускаться вниз - аналог дверного доводчика) можно сделать так:
В кассетных магнитофонах стоит тормоз - чтобы кассетница медленно открывалась. Уустройство замедления состоит из двух колец, вставленных друг в друга, и смазанных густой смазкой. За счёт того, что кольца плотно друг в друге сидят, и смазка между ними густая, они друг на друге крутятся оооочень медленно с постоянной скоростью. Можно просто к плоскому шкиву, по которому идёт тросик подъёма книги, прижать пружинкой плоский диск и между ними вазелину немного, тоже будет работать как тормоз. (Автор идеи: Мур)
7. Регулируемый датчик сопротивления (устройство, которое отключает электродвигатель, как только механическая нагрузка на его вал превысит некоторое (заранее регулируемое) значение) можно сделать так:
Шуруповёрт трещоткой оборудован - готовый датчик. Регулируя усилие, можно подстроить под любую конструкцию порог срабатывания трещотки. Крутим шуруповёртом, прижимаем книгу, как только трещётка щёлкнула - останавливаем мотор и сканируем. Прямо в трещотку вделать контакт - который замыкается/размыкается - когда она трещит. (Автор идеи: Мур)
1. Как и из чего сделать вакумную присоску? Предлагается компьютерный кулер. (Варианты: автомобильный пылесос или аквариумный компрессор). Как им управлять?
2. Конструкция листателя пока совершенно не разработана.
Это прототипная концепция, идею которой предложил dmitry_aleshin2.
Синий цвет - это 2 вала, на концах каждого вала -
по 2 шкива.
Зелёный цвет - это гусеницы.
Красный цвет - рамка-перелистыватель. Она -
П-образная - чтобы учеть переменную толщину
книги.
Чёрный цвет - платформа, на которой лежит книга.
При этом, естественно, при перелистывании красная рамка проходит выше чёрной платформы, а возвращается назад - ниже чёрной платформы.
Я надеюсь, что для вращения ведущего вала достаточно применить обыкновенный - не шаговый - двигатель, потому что тут не нужна высокая суперточность позиционирования.
К этой конструкции ещё нужно добавить вакуумную присоску (лучше всего компьютерный кулер). Роль присоски сводится только к тому, чтобы слегка приподнять вверх перелистываемую страницу и завести под неё рамку-перелистыватель (красного цвета). А потом просто вернуться (присоске) в некое исходное положение (в котором присоска не мешает проезду книги мимо неё). Само перелистывание осуществляется уже непосредственно рамкой-перелистывателем.
Обобщенная концепция листателя мне видится
так:
1. Вакуумная присоска используется только для
того, чтобы присосаться, чуть приподнять вверх
листаемую страницу - и сразу же завести под
перелистываемую страницу некую типа проволочной
рамки-перелистывателя. И всё, дальше присоска
убирается в исходное положение - на этом её
миссия исчерпывается на данном сканируемом
листе.
2. Непосредственно перелистывание производится
уже вот этой проволочной
рамкой-перелистывателем - которая толкает
страницу и тем самым её перелистывает.
Листать именно только одной лишь присоской (без
рамки-перелистывателя) ИМХО ненадёжно. Лист сто
раз отклеится от присоски в процессе
перелистывания по массе причин, связанной с
присоской.
Вот вариант прототипа листателя:
Используются дверные петли. Откидная
панель-пандус ходит на петлях вверх-вниз. Вверх
её тянет моторчик на тросике (красный цвет). На
конце пандуса - похожая конструкция - тоже на
петлях мини-пандус ходит на петлях вверх-вниз -
только уже наоборот повёрнут ("зёв в зёв")
(синий цвет). На кончике мини-пандуса закреплена
присоска. Мини-пандус поднимается вверх
электромагнитом (не показан).
Схема работы: пандус опускается вниз плавно на
тросике. Включается присоска и ухватывает
страницу. Электромагнит включается и
приподнимает мини-пандус (с присоской) чуть
вверх. В образовавшуюся щель въезжает сбоку
проволочная рамка-перелистыватель (жирная
зелёная стрелка) и переворачивает страницу.
Всё это можно собрать из отвёрток по 199
рублей, электромагнитного замка (для
видеодомофона) и тактильных датчиков из кнопок
мыши.
А вот ещё один вариант:
Здесь и пандус, и рамка-перелистыватель хитрым
образом криво изогнуты. Присоска укреплена
просто на конце большого пандуса. Когда присоска
ухватит лист, рамка-перелистыватель начинает
двигаться и своим движением за счёт изогнутости
просто выталкивает вверх пандус с присоской - по
ходу движения подлезая под страницу - и далее
перелистывая её.
Примечание: рамка-перелистыватель просто ездит в
горизонтальной плоскости туда-сюда на
каких-нибудь рельсах. Привод - автомобильные
дворники на пойдут? Они же тоже плавно туда-сюда
ходят.
Проблема ухватывания ровно одной страницы
по-моему включает в себя ещё и проблему
гарантированного отделения ровно одной страницы
от всех нижележащих. Здесь могут быть случаи,
когда и присоска не справится - если часть
страниц в силу каких-то причин (влажность,
качество бумаги, и т.п.) крепко самоприклеится
друг к другу. Присоска ухватится за самую верхнюю
страницу и потянет вверх весь склеившийся
воедино блок страниц - так и не сумев отцепить
ровно одну страницу от всех остальных.
Может, понадобится делать присосавшейся
присоской сначала горизонтальные движения - а
только потом вертикальное?
В любом случае, перед подобным
робо-сканированием нужно будет предварительно
готовить книгу: "распушивать" её страницы -
чтобы поменьше "склеивались" друг с другом,
"разламывать" переплёт - чтобы снизить риск
самосхлопывания раскрытой книги.
Вот придумал ещё одну идею листателя:
Две резинки прижимаются к листу и одновременно
движутся друг к другу. Лист книги вздыбливается
между ними горбом (красное). Под горб заводится
листатель и толкает лист.
Недостатки: непредсказуемая форма и место
появления горба. Корёжение листа книги.
А вот ещё одна идея:
Край книги немного заламывается и
приопускается вниз (красное). Можно просто
приопускать правую платформу на заданную
величину. Синяя резинка сбоку наезжает на лист и
за счёт выгодного угла атаки зацепляет ровно 1
лист. Угол атаки в идеале должен составлять 45
градусов. Этим достигается максимальное
отрывное усилие по сдвигу-отрыву верхней
страницы от нижележащих. Это я ещё проверю
экспериментально на разных книгах.
И ещё - мне кажется, что резинка - не лучший тут
выбор. Пальцем руки эффективнее получается -
значит, надо искать материал, имитирующий
качество пальца. Какая-нибудь матрица
микропальцев из мягкой резины, слегка
расплющивающихся при прижатии. Может, их макать в
едва-уловимо-влажную тряпочку перед каждым
сканируемым листом.
О! Идея! А что, если использовать не просто
резинку, а ... резиновую присоску! Два в в одном,
так сказать. Чтобы она присасывалась под
нажатием движущегося перелистывателя. Причём
подобрать присоску с малым присасыванием - чтобы
она в нужный момент отрывалась от страницы
(движущимся перелистывателем).
Кстати, проще не приопускать перелистываемую
страницу - а приподнимать соседнюю. Просто надо
подложить на земле какую-то кочку - чтобы при
опускании книги до земли левая половинка
платформы легла на кочку, а правая - на землю, и
тогда левая половинка платформы окажется выше
правой. А при подъёме наверх чтобы половинки
самоуравнивались по высоте.
Правда, есть опасность схлопывания книги. Вот
идея о возможной защите от схлопывания:
П-образная подпружиненная рамка,
поворачивается под действием веса книги и
прижимает левые страницы - когда книга в самом
внизу и левая половинка выше правой (т.е.
опасность схлопывания). При движении книги
наверх рамка отпружинивает назад и пропускает
книгу наверх.
Эта схема требует по приводам: 1 двигатель
вверх-вниз, 1 влево-вправо, и ЭМ-фиксатор тросика
наверху. И всё. И никаких кулеров, никаких доп.
двигателей.
Конечно, будут такие книги, которые по разным
причинам не получится так авто-отсканировать. Но
80-90% книг - получится - так и достаточно.
В конструкции следует предусмотреть возможность
простого монтажа-демонтажа сканера (не покупать
же 2 сканера - для робота и просто).
Немного фантастики: разрабатывают липучку,
которая "приклеивается"-"отклеивается"
при включении/выключении тока:
http://www.computerra.ru/xterra/homo/28078/
http://www.nanonewsnet.ru/blog/nikst/prilipayushchaya-nanolenta-luchshe-chem-lapa-gekkona
http://www.membrana.ru/articles/glob...19/191200.html
http://www.osp.ru/cw/2007/25/4253665/
Конструкция скан-робота обсуждается на Форуме Натахаус здесь. Все желающие могут присоединиться.
1. Cамодельный японский робосканер
2. NK150 - 8-ми канальное исполнительное устройство (блок реле)
3. Оцифровка бумажных документов (Опыт домашнего изготовления самодельного фото-сканера)
1. ATIZ BookDrive поможет сканировать книги
2. 4digitalbooks automatic book scanning solution
3. Сканеры для книг и сшитых документов ImageWare Bookeye
4. Роботизированный
книжный сканер ScanBot
Ролик,
демонстрирующий работу сканера
Cайт
производителя робота
6. Всероссийская премьера автоматического книжного сканера
7. Kirtas APT BookScan 1200 – автоматический сканер книг
1. Роботизированный книжный сканер ScanBot (Форум Натахаус)
2. Разработка робота - полного автомата для сканирования книг
3. Обсуждение планетарных сканеров с Tim'ом из Ленинки (который на них работает)
1. Cопряжение компьютеров с внешними устройствами
2. Работа с параллельным портом в Windows NT
3. Нестандартное использование COM-порта
4. Управление электроприборами средствами LPT-порта компьютера
5. Как с помощью компьютера управлять домашней перепелиной фермой
6. Как управлять домашними электроприборами с компьютера
7. The Book Scanning & Digitising Process
1. NK150 - Программируемый 8-канальный исполнительный блок.
2. MK305 - Программируемое устройство управления шаговым двигателем
3. I/O Ports Uncensored - 1 - Controlling LEDs (Light Emiting Diodes) with Parallel Port
5. МНТЦ продает набор Кулибин за 12.000.
6. Что такое "Шаговый двигатель":
http://kazus.ru/shemes/showpage/0/843/1.html
http://market.elec.ru/nomer/16/stepper-motor/
Вещь слишком сложная и дорогая. Хорошо бы
обойтись без неё.
8. Сайт, где можно заказать контроллер
9. Как собрать свой контроллер за 10 долларов:
http://stepmotor.ru/articles/kontrsxem.php
http://stepmotor.ru/articles/controllersam.php
10. Способ переворачивания страниц
1
11. Способ переворачивания страниц 2
12. Способ
переворачивания страниц 3
Самое интересное:
199 рублей за мотор-редуктор с аккумуляторами!!!
Прочее:
Мотор-редуктор
авто стеклоподъемников - доработка полезная
Мотор-редукторы
Самодельный
редуктор (ногами не пинать))
Недорогой
редуктор
шаговые
двигатели из CD/DVD-rom, кто пробовал?
Двигатель,
мотор для робота - как выбрать ?
Редуктор
маршевых двигателей пылесоса
Интересный
редуктор
Несложный
способ изготовления редукторов
НАРОДНЫЙ
редуктор (Чертежи, рассуждения, сервы и т.п.)
Создание
редуктора с нуля (Как самому сделать редуктор)
Моторедукторы
стеклоподъемников - параметры
"Крышечный"
редуктор. вырвано из темы "4х-ногий робот"
Линейный
привод - как сделать ?
Двигатели.
Позиционер от
scrolla мыши
Колесо на вал
двигателя
Вероятно
дешевый сервопривод! (из центрального замка)
Редуктор
Мотор-редукторы
цилиндрические. Кто что знает, где купить?
Как управлять
сервомоторами?
Манипулятор
для записи дисков
Соленоидный
привод
Что внутри
сервы?
фигня с
э/мотором
Сервы -
вопросик!
Микромоторчик
с червяной шестеренкой
Проблема с
двигателями от дворников
Помогите!
(автомат передач на велосипед)
Двигатели из
кулеров
Редукторы
Расчет
мощности двигателей
Что можно взять
из автомобилей
передача усилия
от серва
Автор: monday2000.
30 ноября 2008 г.
E-Mail (monday2000 [at] yandex.ru)
