專利名稱：自動地將標識物插入書本內的設備和方法
1．發(fā)明領域本發(fā)明涉及一種用于自動地將一標識物插入書本內靠近裝訂側的位置上的設備和方法。
2．對已有技術的描述當今社會，偷竊現象日益嚴重，需要很多附加的安全措施來盡量減少偷竊現象。特別是，在很多商店和其它商業(yè)場合都安裝了電子的物品監(jiān)視系統(tǒng)(EAS)，以便控制未經允許地拿走物品。這樣的系統(tǒng)采用了一個附連在一物品上的單或雙狀態(tài)的鐵磁標識物以及設置在出口處用于檢測該標識物并使一警報器發(fā)出聲響的系統(tǒng)。
書店和圖書館有竊書的特殊問題，書本很容易被隱藏起來。圖書館很少有監(jiān)視系統(tǒng)，通常只有非常有限的安全保衛(wèi)人員。圖書館不能承受因竊書而造成的損失，在很多情況下，圖書館遺失的書籍是非常稀少和不能彌補的。書店也在努力使較容易獲得的、在擁擠的商店內很難監(jiān)視的昂貴庫存貨品的偷竊現象減少到最小程度。
已經研制出用于圖書館和書店的特別的EAS系統(tǒng)。這種可供服裝和很多其它物品使用的標識物和附連方法無法在不損害書本的情況下很容易地附連到書本上。供書本用的EAS鐵磁標識物通常是窄長條形狀，它們需要靠人工插入到一書本的兩個相對的頁面之間，靠近并且大致平行于裝訂側。標識物的每側面上通常涂覆了一粘合劑，以便將該標識物固定于書頁。當把標識物正確地放置完畢之后，就很難用肉眼觀察到它們，并難以去除，且無損于讀者享閱該書本。當帶有該標識物的物品在圖書館出口處受檢或者是在商店內被售出時，標識物必須被消磁，使警報器不會響起來。
應注意的是，為了使這樣的系統(tǒng)有效地發(fā)揮其功能，圖書館內所有的藏書都必須包括一可檢測的標識物。迄今為止，都是用手工將標識物從一盒標識物中取出并插入到一書本內。當圖書館內藏書量很小時，藉手工取出并插入標識物是可以接受的，但是手工的插入方法對較大的藏書量而言是不能接受的。
如轉讓給3M公司的美國專利5,331,313中所揭示的那樣，標識物通常是制造成一個具有背襯片材的卷，其前、后表面上帶有粘合層，以便粘結于書頁。從所述卷上割下各條，以便插入書本。每個標識物的每個表面上都包括了覆蓋的背襯材料。將各背襯片材從涂覆有粘合劑的標識物上去除、并且用手工插入、以及定位各標識物的過程對于收藏量很大的情況而言是非常費力、昂貴而且費時的。
用手工插入標識物除了費時和昂貴以外，每個標識物的定位質量也可能隨著手工放置的偏差而有所變化。應該理解，如果將兩個側面上有粘合劑的標識物放置得離裝訂側太遠，就可能使讀者在翻動書頁時發(fā)生困難，其間插入有標識物的兩書頁不能充分地展開，因而給閱讀帶來困難。如果標識物是以歪斜的或彎曲的方式放置，那么也會發(fā)生類似的問題。用手工插入的方式來處理標識物還可能過度的拉伸或損壞標識條。當發(fā)生這種情況時，可能發(fā)生足以使標識條不能被檢測到的信號損失。此外，由于各標識物通常是在沒有對齊或保護的情況下被儲存在一個容器內，所以各標識物在運輸或儲存的過程中很容易發(fā)生扭轉、彎曲或損壞。
由于在某些圖書館內要接觸書籍是有些困難的，經常需要梯子才能拿到，所以不必將書籍運送到一個用于標識物插入的中央位置是很重要的。因此，應該理解，如果一個插入設備是可移動的，因而可以攜帶入書架之間的過道內，或者至少是圖書館內的不同位置，這樣就能減少將書籍運往到該設備的工作。
由此可見，需要有一種新的、改進的將可檢測的標識物插入一書本的兩相對頁面之間的方法。應該理解，這樣的設備和方法應該能基本上自動地將一標識物插入并適當定位到一打開之書本的書頁之間。此外，這種設備應該可以自動地從一個標識物卷或者其它的多個標識物的包裝上取下標識物。該設備應該能將每一個標識物都附連到書本的兩個展開的書頁之間靠近裝訂側的一個大致相同的位置上。這樣的設備應該適于將標識物插入到各種尺寸和類型的書本內。本發(fā)明解決了這些以及其它一些與插入和放置書本用可檢測標識物有關的問題。
發(fā)明概要本發(fā)明涉及一種用于自動地將標識物插入到書本的兩個相對書頁之間的裝訂側附近的方法和設備。本發(fā)明能自動地將一標識物從一卷可檢測的標識物材料上取下，并將分離后的標識物插入到一書本的相對書頁之間。
本發(fā)明的設備包括一基座，該基座可接納一用于支承一書本的滑動托架，各組件的殼體支承在所述書本的上方。該殼體包括一可接納一卷磁性標識物的卷筒架組件，以及一用于將各標識物從材料卷的背襯片材上取下的分離組件。一夾持組件可接納分離后的標識物，并且是可旋轉地安裝，因而能將取下的標識物降低，并使其伸入一提升組件上的兩相對書頁之間的空間內。采用了一V型臂型組件將標識物引導到位，并使相對的書頁充分地分開而允許將一標識物完全插入。一處理器可接收來自傳感器的輸入信號并能控制步進電機和螺線管，以便檢測標識物的位置并將標識物正確地插入書本，而且使材料卷前進。
卷簡架組件包括一手柄和一框架，并且可以將它從殼體中取出，以便可以在其上安裝標識物卷。卷筒架組件包括可供給材料長條的導輥以及將材料從上述導輥上拉出的驅動輥。標識物材料通過一可使背襯片材彎曲的剝離桿，從而將表面上涂有粘合劑的各標識物從背襯片材上剝離。左、右驅動輥最好是單獨驅動，因而材料卷可以在兩端受拉而維持正確地對準。
分離組件包括可動的爪件，它們靠近剝離桿，并且夾住從背襯片材上剝離的端部標識物。螺線管可驅動爪件夾住標識物，并能使夾住的爪件從剝離桿沿水平方向離開，以便將端部標識物與下一個相鄰的標識物分離。傳感器可指示標識物兩端的出現，并告知標識物是否前進得足夠以及是否正確地定位。
夾持組件包括一對可旋轉安裝的臂件，它們由一電動機驅動，并具有能夾緊至一閉合位置和一能擴展至一打開位置以便抓住各標識物端部的指形件。每個標識物的端部最好沒有涂敷粘合劑，從而使標識物不會粘附于夾持臂指形件的表面。指形件由一螺線管驅動，因而可以使指形件樞轉而打開和閉合。夾持要可樞轉地安裝，并受拉伸彈簧的作用而向外偏置。當分離爪朝著夾持臂移動時，從臂件延伸的導桿與分離爪上的斜坡部分接觸配合，從而使臂件略微向內移動。在這個位置上，指形件閉合，以抓住標識物。隨后，夾持組件被升高，使得導桿與斜坡部分脫開，拉伸彈簧將臂件朝外拉，以便夾持標識物而使它保持為一種拉緊的、不彎曲的狀態(tài)。當標識物已被指形件抓住時，夾持組件轉動，使得臂件大致向下延伸，直到一位置傳感器檢測到夾持臂已經以正確的角度向下延伸。隨后，提升組件使夾持組件降低，將標識物放到書本的相對書頁之間。
提升組件包括一配重，以便減小升高或降低夾持組件所需的動力。一驅動電動機連接于一加肋的皮帶，以便驅動夾持組件上的一皮帶輪來進行升高和降低作業(yè)。提升器還包括這樣的傳感器，它用于指示提升器已經使臂件降低到可將標識物插入書本的正確深度，并指示該組件已經被正確地升高而抓住來自分離夾板的標識物。
書本被放在一托架臺板上，該托架臺板可在夾持組件的下方向內或向外滑動。當處于完全插入位置時，臺板鎖定件可鎖定托架，一傳感器可指示書本已位于用來接納一標識物的位置上。一V型臂組件位于書本上方，并且可以垂直滑動，從而與書本的相對書頁配合，并使之進一步的分開。有一狹槽在V型臂組件的底部延伸，它具有一加寬的端部，用以接納夾持臂的端部。當提升器的深度傳感器檢測到夾持器已降低到正確高度時，夾持器指形件可樞轉至打開位置以釋放標識物，并將它放到靠近書本裝訂側的位置。
在將標識物放置完畢之后，提升器使夾持組件升高，該臂轉回到基本水平的位置。隨后，材料卷前進，取下下一個標識物，并將其夾持在指形件之間以備插入下一本書。當夾持組件升高時，臺板鎖定件脫開。在放置標識物后，托架向外滑出，該臂組件升高以便能取下書本，并對新的書進行插入。
本發(fā)明的新穎的特征和其它各種優(yōu)點在形成了本申請文件一部分的所附權利要求書中也有所指出。然而，為了更好地理解本發(fā)明、采用本發(fā)明所能獲得的優(yōu)點和目的，應該談到也形成本申請一部分的附圖和其敘述內容，其中將詳細描述本發(fā)明的一個較佳實施例。
附圖簡要說明在附圖中，相同的字母和標號表示所有附圖中相應的構件。


圖1是根據本發(fā)明原理的一標識物插入設備的立體圖，其中的裝載托架處在靠外位置；圖2是圖1所示之標識物插入設備的立體圖，其中的裝載托架處于插入位置；圖3是圖1所示設備采用的卷筒架組件、分離組件、夾持組件和提升組件的側視圖；圖4是用于圖3所示之插入設備的標識物卷筒架的端部視圖；圖5是圖4所示之標識物卷筒架的側視圖；圖6是沿圖4中的線6-6剖取的卷筒架的剖視圖；圖7是圖3中所示之分離組件的端部視圖；圖8是圖7所示之分離組件的爪件的詳細端部視圖；圖9是用于圖7所示之分離組件的電磁驅動器系統(tǒng)的俯視圖；圖10是圖7所示之分離組件的側視圖；圖11是分離器爪件和標識物卷的側面剖視圖，其中一端部標識物與背襯片材分離。
圖12是分離器爪件和標識物卷的側面剖視圖，其中一端部標識物被爪件夾持；圖13是分離器爪件和標識物卷的側面剖視圖，其中一端部標識物被爪件分離；圖14是圖3所示之標識物插入設備的夾持組件、提升組件和分離器爪件的俯視圖；圖15是圖14所示之夾持組件的端部視圖；圖16A是圖15所示之夾持組件的側視圖16B是圖15所示之夾持組件轉動后的側視圖，其中的夾持臂轉動至一個向下延伸的插入位置；圖17是圖14所示之提升組件的端部視圖；圖18是圖17所示之提升組件的側視圖；圖19是圖1所示之標識物插入設備的V型臂組件的第一實施例的端部視圖；圖20是圖19所示之V型臂組件的俯視圖；圖21是圖19所示之V型臂組件的端部詳細視圖；圖22是圖1所示之標識物插入設備的V型臂組件的第二實施例的側視圖；圖23是圖22所示之V型臂組件的端部詳細視圖；圖24是圖1所示之標識物插入設備的一邏輯控制框圖。
對較佳實施例的詳細描述現請參見各附圖，特別是圖1，其中示出了總的由標號100表示的、用于插入可檢測標識物的設備。所述標識物是插入在書本的兩個相對頁面之間靠近裝訂側的電子的物品監(jiān)視鐵磁條。同一天申請的、題為“EAS標識物組件”、共同轉讓且援引在此以作參考的美國專利申請中描述了這較佳的標識物。標識物插入設備100包括一基座102，其內容納了例如一長效船用型電池和其它設備?；?02可以安裝在一手推車上或與之形成一體以便使設備移動，或者可以永久地安裝或構造在一桌面或臺面上。
基座102支撐著支承件106上的一殼體104。殼體104包括各種用于將標識物從一條標識物材料上取下的組件。在下文中將要詳細說明，本發(fā)明能自動地將一端部標識物取下，并將它放到書本內平行并靠近裝訂側的位置上。
書本被支承在一滑動托架110上，該托架具有一在其第一端延伸的手柄112。通過使托架110在導軌114上滑動，就可以使托架110從圖2所示的標識物插入位置滑動至圖1所示的可觸及位置。與中央處理器相聯的一個傳感器檢測到托架110已經完全滑動到正確的標識物插入位置。托架110還包括與處理器相聯的鎖定件，以便將托架110保持在殼體104下方的插入位置上。
總的由標號600表示的一個頁面擴展裝置包括一插入在書本的兩相鄰頁面之間的V型臂組件602。V型臂組件602可使頁面擴開，并允許標識物插入其間。如下文所述，頁面擴展裝置600通常包括一可在支承桿606上垂直滑動的臂件604。頁面擴展裝置600還包括一可由傳感器464讀取的標志件670，以便指示臂件604所降低到的高度，從而控制標識物的插入深度。
殼體104包括一控制面板顯示屏108，它能提供各種信息。例如，該顯示屏可為用戶提供有關已插入的標識物的數量信息、對各組件內的堵塞問題發(fā)出警報、顯示標識物材料已用光而需補充、顯示設備已準備好進行標識物插入、以及其它需要的信息。
參見圖3，其中示出了用于取下標識物并將它們插入書本的位于殼體104內的各種組件。插入設備100包括一總的由標號200表示的卷筒架組件，該組件保持著一個標識物材料卷1000，并送給材料卷1000以便取下端部標識物。端部標識物是由一總的由標號300表示的分離組件從材料卷上拉下來。分離組件300將最末端的標識物從材料卷1000上取下，并使其定位以便傳送而插入標識物。標識物是借助一總的由標號400表示的夾持組件來進行插入的，它從分離組件上獲得被取下的標識物并將其插入書本，這將在下文中詳細描述。夾持組件400安裝在一個總的標號500表示的提升組件500上，該提升組件可使夾持組件400升高和降低，以便接納來自分離組件300的各標識物并使它們降低到一書本的兩相對頁面之間。
現請參見圖4、5和6，卷簡架組件200包括一框架202和一手柄204，從而使卷筒架200可以插入或取出于各組件框架130(如圖3所示)?？蚣?02內設置有一可接納電子的物品監(jiān)視標識物的卷1000的芯軸222。卷1000是一個基本連續(xù)的標識物卷，其中各個相鄰的標識物是分開的，但是通常由粘合劑涂層相互連接，這從圖11-13看得最清楚。標識物材料設置在一個連續(xù)的背襯片材或襯墊上，如下文中將要詳細描述的那樣，背襯片材將從標識物上剝離。連續(xù)的片材繞過導輥230和232被引導至一剝離桿206。在下文中將要詳細描述，當取下端部標識物時，通過導輥234以及將背襯片材從該材料卷拉下來的驅動輥208將背襯片材拉出，以便丟棄或再循環(huán)。在該較佳實施例中，驅動輥208是分成一單獨被驅動的左驅動輥208A和一單獨被驅動的右驅動輥208B，它們分別安裝在一左驅動軸210A和一右驅動軸210B上。驅動軸210A和210B分別由相關的驅動齒輪216A和216B驅動。
如果材料卷1000變成不對準狀態(tài)，驅動系統(tǒng)可為標識物提供定位。若分離器爪件上的傳感器檢測到一個標識物端部與相對的另一個標識物端部沒有對準，那么就可使驅動輥208A或208B之一根據需要移動，以便片材重新對準。安裝在支架214上的一個導輥212可抵住驅動輥208而使背襯片材張緊和對準。
材料卷1000借助一端部支架224和一滑動柱塞226保持在芯軸222上。徑向彈簧228沿徑向向外延伸，以便與材料卷1000的內安裝管部分接觸。一壓縮彈簧220可在將材料從材料卷中送出時提供抵住材料卷側面的張力以防止其過分轉動，并在將各標識物與背襯片材以及相鄰的下一個標識物拉離時保持住材料卷。此外，卷筒架組件200包括穿片材板236，以便在標識物取下后引導背襯片材。
現請參見圖7、8和9，其中示出了用于標識物插入設備100的分離組件300。分離組件300包括一上分離爪302和一下分離爪304。分離爪302和304可作為一組件沿水平方向一起移動，以便像下文所述的那樣分離端部標識物，上爪302可以垂直移動以打開或閉合爪件。上爪302是由垂直延伸的螺線管306驅動，螺線管306包括一左螺線管306A和一右螺線管306B。螺線管306在連接板308上安裝于上爪，一垂直止擋件310可限制螺線管306和上爪302的運動。上爪組件302可在垂直軸312A和312B上移動。
類似地，上爪302和下爪304的水平運動可借助一水平安裝的大螺線管314和一水平安裝的較長行程螺線管316來驅動。如下文所述，動力螺線管314可提供將端部標識物從材料卷1000上拉下來的較大的分離力。如下文所述，長行程螺線管316可提供足以將取下的標識物安置到一用于夾持的正確位置的足夠行程。一連接框架318通過組件框架130內的一小孔使爪件302和304運動。一水平止擋件320在水平移動通道的終點限制爪件302和304的移動。一斜臂324可將爪件302和304連接于水平螺線管314和316。
從圖8中清楚可見，爪件302和304包括光學傳感器330，以便探測一標識物的一前緣的出現。每個光學傳感器330包括一在上爪302內的上部元件和一在下爪304內垂直對準的相應的下部元件。若上、下元件之間的通道被遮斷，傳感器330將向處理器發(fā)出信號。若兩個光學傳感器330都被位于兩端適當位置的標識物遮斷，則傳感器330可表示標識物的正確位置。如果傳感器在標識物的一端或兩端沒有被遮蓋，傳感器330對處理器指示已發(fā)生了未對準或其它問題，即一標識物沒有對準在正確的位置上。這就表示需要進一步地供給標識物，或者，如果不能修正這種偏差，可以警告操作者可能發(fā)生阻塞或誤傳送。
爪件302和304的兩側還包括兩個開口336，如下文所述，它們用來接納夾持臂。在該較佳實施例中，每個標識物均具有一定的長度，它們延伸得略超過爪件302和304的夾緊表面，因而當爪件302和304打開時，可借助夾持臂抓住標識物的端部并將它取下，這在下文中將要詳細描述。標識物的端面上沒有涂敷粘合劑，所以標識物不會粘結于夾持臂。此外，分離組件300包括導塊338，它們可以在夾持標識物時引導彈簧加載的夾持臂略微相互移動，從而將臂件偏壓到一個擴展位置，使得標識物借助夾持臂保持在張力狀態(tài)之下，以便以一種不彎曲的狀態(tài)插入到一書本中。
現請參見圖11、12和13，其中示出了分離器爪件302和304的細節(jié)以及它們與標識物材料卷1000的相互作用情況。材料卷1000包括多個設置在一背襯片材1004上的標識物1002。如圖11所示，當背襯片材1004被拉過剝離桿206時，可將一端部標識物1006從背襯片材1004上分離。如圖12所示，爪件302和304緊靠在端部標識物1006上，隨后將它們拉離剝離桿206和材料卷1000，從而將端部標識物1006與下一個相鄰的標識物1008分離，這在下文中將要詳細描述。
現請參見圖14、15、16A和16B，其中示出了用于該標識物插入設備的夾持系統(tǒng)400。夾持系統(tǒng)400包括左、右夾持臂402A和402B。夾持臂402包括一個上指404和一個下指406，如下文所述，它們可以打開或閉合，以便夾持已分離的標識物1006。在所示實施例中，夾持臂402是管狀組件，其內延伸有樞轉連桿，用以驅動上指404在打開位置和閉合位置之間移動。從臂件402的端部向下延伸的導銷408可與分離組件的導塊338接觸，以便將夾持臂402引導至一標識物夾持位置，這時，夾持臂402略微相互移動。夾持臂402是彈簧加載的，并且連接于繞安裝軸412樞轉的安裝塊410。張力彈簧414將夾持臂402向外拉。當夾持臂402被提升以致導銷與導塊338脫開時，夾持臂可進一步地分開。夾持臂402安裝在基座420上，并包括一傳感器標志件422，其上具有狹槽424、426和428，這些狹槽可斷開用于檢測夾持臂之轉動位置的光學傳感器460和462。夾持臂402可由一步進電機繞轉軸432旋轉驅動，從圖16A所示的水平位置轉動到圖16B所示的垂直延伸位置。該轉臂組件安裝在一個夾持組件安裝框架434上。夾持組件400可在一升高位置和一下降位置之間垂直地移動，在前一位置上可將標識物從分離組件300拉出，而在后一位置上可插入標識物。支承在一臂件466上的一傳感器464從夾持組件400向下延伸，它可以檢測V型臂組件上的標志件，從而控制夾持組件下降的深度。一細長的、垂直延伸的標志件468安裝在夾持組件安裝框架434的后側，它可切斷安裝在如圖17所示的提升組件500上的、用來檢測夾持組件400的垂直位置的傳感器530和532。如在下文中將要描述的那樣，夾持組件400是由連接于一安裝支架436的纜繩支承。提升器驅動系統(tǒng)可帶動一皮帶506運行，該皮帶與一皮帶輪440連接，當提升器使夾持組件400上下移動時，皮帶輪可使皮帶506上下浮動。一螺線管450可驅動夾持臂402的連桿，從而使指形件404和406打開或閉合。
現請參見圖14、17和18，其中示出了提升組件500。提升組件500包括一提升器殼體502，它支承著提升器驅動電動機504。電動機504可驅動與夾持組件皮帶輪440和一個下側皮帶輪508相連的皮帶506。夾持組件400跨設在圍繞垂直軸510的套筒438上。為減小使夾持組件400升高或降低所需的動力，可采用一幾乎與夾持組件一樣重的配重512。配重512通過一纜繩514連接于夾持組件400。纜繩514跨設在皮帶輪518和520上，而該兩皮帶輪支承在一凸伸的支架516上。由于配重抵消了夾持組件400，所以可大大降低操縱提升器500所需的動力。夾持組件400的垂直位置可由傳感器530、532以及可檢測插入物1006必須降低到的高度的傳感器464根據頁面擴展系統(tǒng)600的臂組件的高度來進行檢測，這將在下文中詳細描述?？梢杂眠@種方式將夾持組件400降低到正確的高度。
現請參見圖19，其中示出了頁面擴展系統(tǒng)600的第一實施例。頁面擴展系統(tǒng)600包括一V型臂組件602，它具有一延伸臂件604。臂組件602安裝在一個跨接件608上，該跨接件可在支承桿606上上下滑動。一標志件670隨著跨接件608上下移動，當夾持組件降低得足夠低時，可以被傳感器464檢測到。當傳感器464檢測到標志件670時，即表示夾持組件400已降低到用于標識物插入的正確深度時，處理器使提升器500停止運行。
臂件604包括大致水平延伸的凸緣612，凸緣與用來擴展兩相對書頁的V形部分614相連。V形部分614內包括一形成在其下側的狹槽616，該槽具有兩個加寬的端部618。狹槽616可接納標識物1006，而加寬的端部可接納用于將標識物插入書本的夾持臂402。
現請參見圖22和23，其中示出了總的由標號650表示的V型臂組件的第二實施例。V型臂組件650的第二實施例包括一大致水平延伸的凸緣652和一V形部分654。V形部分654包括一接近垂直的狹窄的下部656，它形成了一個大致成Y形的輪廓。狹窄的下部656可使V型臂組件在書頁之間插入得更深、更接近裝訂側。V形部分654和下部654和656形成了一個狹槽658和一個加寬的端部660，以便接納標識物1000。應該理解，具有各種類型和尺寸的書本可能需要不同的分離力和構造。本發(fā)明提供了一種便于互換的V型臂組件600和650，從而能最大限度地滿足各類書本的需要。
現請參見圖24，其中示出了用于標識物插入設備100的控制系統(tǒng)。該控制系統(tǒng)采用了一中央處理器或邏輯控制器來接收輸入信號并控制裝置100的操作。主輸入信號來自電力開關和鍵盤，前者可控制向整個系統(tǒng)的供電，后者可以用來清除阻塞、在顯示屏上顯示關于系統(tǒng)各方面的信息、并按需要執(zhí)行其它功能。顯示屏可接收來自處理器的輸出信號，包括系統(tǒng)準備狀態(tài)、關于堵塞或其它問題的信息、關于使用方面的信息、以及關于標識物供應方面的信息。
各種組件的驅動和控制也由處理器控制。左、右供給輥208在接收到來自于分離器爪件傳感器330的對準信號之后，由處理器單獨驅動的各步進電機分別驅動。此外，卷筒架組件具有一螺線管，它控制著一抵住材料卷1000的夾持件，從而當把端部標識物拉離時材料卷不會被拉出。
分離組件包括若干個螺線管，它們可驅動分離器爪在打開位置和閉合位置之間移動。此外，一水平延伸的大型螺線管可提供將最末端的標識物1006與材料卷1000分離所需的最初的動力脈沖，一長行程小型的分離器螺線管可使爪件302和304水平移動離開供給桿206，從而將已分離的標識物移動到一個可由夾持臂402抓獲的位置上。
夾持組件400和提升組件500是由步進電機驅動旋轉，這些步進電機控制著夾持組件400以及用來升高或降低夾持組件400的驅動皮帶的旋轉。夾持器指形件404和406由處理器控制的螺線管的驅動來打開或閉合。位于爪件每一端上的光學傳感器330可以檢測到標識物出現在爪件上，當一標識物處在一正確對準的位置上時，處理器發(fā)出一信號以閉合夾持器指形件。此外，處理器根據表示夾持臂水平或垂直的傳感器460和462來調整夾持臂的轉動。夾持組件的支座的驅動高度是通過處理器接收到的來自傳感器530和532的輸入信號來操縱的，傳感器530可指示在提升組件500上的夾持組件已到達正確的高度，而傳感器532可指示該支座已降低到足以插入標識物的深度，這一深度來自于提升臂組件上的一傳感器，例如由傳感器464檢測到。
通過驅動一螺線管而使一臺板鎖定件鎖合，就可以將托架鎖定在位。一臺板開關可向處理器指示托架處于完全插入位置，用于驅動鎖定件，并且可以驅動插入設備100來插入一標識物。當插入過程完成之后，鎖定件脫開，托架向外滑出以取出書本。
操作情況在操作之前，將一標識物卷1000放到卷筒架組件200內，從而給插入設備100裝料。材料卷1000通常具有一沒有標識物1002的末端起始部，它穿過各導輥，直到一最末端的標識物1006位于剝離桿206的端部。應該理解，剝離桿206的端部半徑必須小到足以防止柔性較差的各標識物1002隨著該半徑發(fā)生彎曲，但是可允許柔性較佳的背襯片材1004跟隨著該半徑，從而分離最末端的標識物1006。端部和背襯片材通過卷筒架組件供給，空的背襯片材1004被收集起來，并加以丟棄或再循環(huán)。如圖11所示，當最末端的標識物1006位于爪件302和304之間時，光學傳感器330發(fā)出標識物1006出現的信號。這時，顯示屏108上將顯示插入設備100已準備好將一標識物1006插入一書本。
如果傳感器330沒有指示標識物1006的出現，則驅動輥208A和208B將根據需要行進。例如，如果標識物1006只有一端進入所需位置，那么就可以驅動另一相對的驅動輥208A或208B，以使另一端前進，直到標識物1006的兩端都正確地對準。在這種方式下，材料卷1000和背襯片材1004可以保持正確對準的狀態(tài)，以便通過卷筒架組件200來供給，并使標識物1006正確地定位。
當標識物1006處于正確位置時，如圖12所示，通過激發(fā)垂直螺線管306以降低上爪302，就可以使分離爪302和304閉合到伸出的最末端標識物1006上。材料卷1000被鎖定并且不轉動，因而其余的標識物不會向前移動，并且可反抗當端部標識物被拉出時的作用力。當爪件302和304抓住最末端的標識物1006時，水平的螺線管314和316被驅動，使爪件302和304水平地離開剝離桿206和材料卷1000，從而將最末端的標識物1006與下一個相鄰的標識物1008分離，如圖13所示。如果傳感器330還指示標識物已由爪件302和304抓獲、取下并保持住，則可將爪件302和304從剝離桿206移開。隨后，打開爪件302和304，以便讓夾持臂取下標識物。
夾持臂402是定位成能讓指形件404和406打開。當爪件302和304水平移動時，臂件402借助導銷408與導塊338接觸配合，從而使臂件略微向內相互相對移動。然而，偏壓彈簧414A和414B趨向于將臂件402A和402B朝外并且相互離開的方向拉動。當爪件302和304完全向外移動因而使標識物位于指形件404和406之間時，爪件302和304打開。
在這一階段，標識物1006處在下爪304上，這主要是因為重力的作用以及下爪304與接觸標識物1006的上爪302之間的表面積差所造成的。指形件404和406閉合在標識物1006上。借助提升組件500使夾持組件400升高，從而使夾持臂404和406將標識物1006向上拉離開剝離桿206。當標識物1006的兩端被成對的指形件404和406抓住時，隨著下爪的離開，就可以將標識物1006從下爪304剝離。在該較佳實施例中，爪件302和304是等離子鍍敷的，因而更便于標識物1006與爪件302和304的分離。當臂件402因導塊338的緣故而被迫向內時，夾持組件400從分離爪302和304向上離開的運動將使導銷408與導塊338脫開。若標識物還沒有拉緊，由于夾持臂402被彈簧414向外偏壓，所以當導塊338脫開時，夾持臂402可以略微向外地相互離開。彈簧的張力可以拉緊標識物1006的夾持件，從而確保臂件402抓住拉緊的、非彎曲狀態(tài)的標識物1006。在這一階段，夾持組件400可借助夾持臂402將一標識物保持在一水平延伸的狀態(tài)上，以備插入到書本中。
隨著分離組件300回到其原始位置，傳感器330對處理器發(fā)信號在爪件302和304之間沒有標識物1006。因此，供給輥208將拉動背襯片材1004，直到相鄰的端部標識物1008進入到一個使其變成從背襯片材1004上剝離的最末端標識物1006的位置上，如圖11所示。這就是分離組件300和夾持組件400通常的準備位置。
當夾持組件400夾持著一標識物時，就可以開始進行插入作業(yè)。為了將一標識物插入書本，操作者可以借助鍵盤或顯示屏108將插入設備轉成“開”的狀態(tài)，隨后在顯示屏上接收預備信息。如果標識物1006的供給存在問題或者是有某些其它堵塞，顯示屏上將會顯示出錯信息，指示使用者需要進行維修或其它的清除工作。當托架110如圖1所示的那樣完全伸出時，設備100處于一種準備接納一書本的狀態(tài)。如圖19所示，書頁擴展組件600具有處于升高位置的V型臂組件600。這樣就允許操作者將一本打開的書放到伸出的V型臂下方，書頁被幾乎相等地分在書本的左、右兩側。當書本已正確地插入時，可用人工降低V型臂604，該V形部分可將書本引導至正確對準的位置，并進一步地分開相對的書頁，如圖1所示。當已將書本正確地定位到V型臂組件604內時，使V形臂604降低至足夠靠近書本裝訂側的位置，托架110向內滑動，直到臺板鎖定件鎖合，如圖2所示。鎖定件給處理器傳送信號，告知一書本已就位，準備接納一標識物。隨后，夾持組件400轉動，使得臂件402如圖16B所示的那樣向下延伸。
當夾持組件400轉動得使夾持臂402基本垂直時，提升組件500被驅動。提升組件的電動機504被驅動而帶動皮帶506，從而使夾持組件400降低。當借助傳感器464讀取標志件670而檢測到夾持組件400已降低到能使保持在夾持臂402內的標識物1006相對于書頁擴展組件600處于一個足夠深的位置時，提升組件500停止動作。在這個位置上，標識物1006應該被插入到穿過V型臂604的狹槽616伸出的一個深度上。處理器向夾持臂402發(fā)出信號，使指形件404和406打開，從而釋放標識物1006。標識物兩側的粘合劑粘結于相對書頁的至少一頁上，這時就可以向上撤回夾持臂402，留下標識物1006插入在書本的相對書頁之間。應該理解，由于夾持臂被向外偏壓，所以標識物可保持不彎曲狀態(tài)，并且被正確地放置到書本內靠近裝訂側的一個沿縱向平行于書本裝訂側的基本對準的位置上。標識物1006上的張力可減小標識物在被插入時的扭曲或彎曲現象，因此，借助本發(fā)明的插入系統(tǒng)，可以提高標識物的放置精度和可重復放置性。
一旦將標識物1006釋放到書本中，處理器就驅動提升組件500，將夾持組件400升高。當傳感器530檢測到夾持組件400已經到達夾持下一個標識物的正確高度時，提升組件500停止動作。這時，夾持臂402轉回到基本水平的位置。當傳感器460和462檢測到夾持臂402重新變成水平時，處理器重復進行這樣的程序在分離組件內將下一個標識物1006與材料卷1000分離，并將標識物1006從爪件302和304上取下，使夾持組件400重新夾持一標識物以備插入。當處理器檢測到夾持組件400已經升高，并且夾持臂402轉回到基本水平的位置時，托架的臺板鎖定件脫開，可將已插入了標識物的書本取下。隨后，托架110可以向外滑動，各機構安全地升高并回到殼體104內。然后，托架110向外滑動到如圖1所示的位置。V型臂604升高，使得書本可以被取下，并準備用于一電子的物品監(jiān)視系統(tǒng)。當V型臂組件600仍處于升高狀態(tài)時，可將下一本書插入，重復以上過程。
然而，應該理解的是，雖然上面已經描述了本發(fā)明的很多特征和優(yōu)點以及本發(fā)明的詳細結構和功能，但這些描述僅僅是為了說明，在本發(fā)明原理的范圍內，仍可在很多細節(jié)上作出變化，特別是有關零件的形狀、尺寸和布置，但是這些改進均應落入所附權利要求所限定的廣義的保護范圍內。
權利要求
1．一種用于自動地從一長條標識物上取下一個標識物的、并將該標識物粘貼于一書本的設備，所述一長條標識物具有多個設置在一背襯片材上并涂覆有粘合劑的標識物，所述設備包括一卷筒架組件，包括用于保持標識物材料的裝置和用于使材料前進的裝置；用于將一端部標識物從材料長條上分離的裝置，它包括用于夾持該端部標識物和用于將該端部標識物拉離背襯片材和相鄰標識物的裝置；以及用于將分離后的標識物插入到一書本的兩相對書頁之間靠近書本裝訂側的裝置。
2．如權利要求1所述的設備，其特征在于，所述用于使端部標識物與背襯片材脫開的裝置包括一剝離桿。
3．如權利要求1所述的設備，其特征在于，所述標識物長條是成卷的，所述卷筒架組件包括一可支承該材料卷的轉筒。
4．如權利要求1所述的設備，其特征在于，所述分離裝置包括一具有一上爪和一下爪的爪裝置，該爪裝置是構造成能使上爪和下爪閉合以抓住端部標識物。
5．如權利要求1所述的設備，其特征在于，所述分離裝置可沿橫向于標識物縱向的方向來拉扯端部的條。
6．如權利要求4所述的設備，其特征在于，所述上爪和下爪基本上沿著標識物的整個長度方向夾持該端部標識物。
7．如權利要求1所述的設備，其特征在于，所述用于將標識物插入一書本的設備包括一對相互間隔的臂件，它們可旋轉地安裝，并且可以在使已分離的端部標識物進入的第一位置以及使書本進入的第二位置之間移動。
8．如權利要求1所述的設備，其特征在于，它還包括用于擴展一書本的相對書頁的書頁擴展裝置。
9．如權利要求8所述的設備，其特征在于，它還包括用于探測書頁擴展裝置之垂直位置的傳感裝置。
10．如權利要求9所述的設備，其特征在于，它還包括控制裝置，該裝置相應于所述用于探測書頁擴展裝置之垂直位置的裝置來控制插入標識物的裝置的位置。
11．如權利要求8所述的設備，其特征在于，它還包括一支承著所述書頁擴展裝置的托架，所述托架可滑動地安裝，以便使所述書頁擴展裝置在第一位置和第二位置之間移動。
12．如權利要求8所述的設備，其特征在于，所述書頁擴展裝置包括一大致V形的桿件，該桿件的底部形成有一個狹槽。
13．如權利要求12所述的設備，其特征在于，所述V形桿的底部形成有一狹槽，該狹槽的兩端是加寬的。
14．一種用于將標識物放置到書本內的設備，所述標識物是形成為附連在一背襯層上的一卷，所述設備包括用于供應標識物卷的裝置；用于從所述背襯層上分離一端部標識物的裝置；一具有一上爪件和一下爪件的爪裝置，該爪裝置是構造成能使上爪和下爪閉合或分離，該爪裝置可以朝著能使端部標識物位于上爪件和下爪件之間的位置移動，當使爪件移動到一起時，爪件可以抓住端部標識物，當使閉合的爪件離開端部標識物時，就可以將該端部標識物與一相鄰的標識物分開；用于將已分離的標識物放置到一書本內的裝置。
15．如權利要求14所述的設備，其特征在于，它還包括用于探測所述標識物相對于所述爪裝置的位置的傳感裝置。
16．如權利要求14所述的設備，其特征在于，所述爪裝置橫向于所述標識物移動。
17．如權利要求14所述的設備，其特征在于，所述放置裝置包括一對夾持臂，其中所述上爪和下爪形成了一個用于接納所述夾持臂的加大的空間。
18．如權利要求14所述的設備，其特征在于，所述放置裝置包括一對轉臂，在該對轉臂的伸出的端部具有指形部分。
19．如權利要求18所述的設備，其特征在于，所述轉臂還包括用于偏壓所述臂件而使之分開的裝置。
20．如權利要求19所述的設備，其特征在于，所述爪裝置包括在分開位置上與所述轉臂接觸配合的引導件，從而推動臂件的端部向內以便夾持標識物，當與引導件脫開時，臂件在張力下夾持標識物。
21．如權利要求14所述的設備，其特征在于，它還包括用于擴開書本的相對的書頁的裝置。
22．如權利要求21所述的設備，其特征在于，所述書頁擴展裝置包括用于將標識物引導到位的引導裝置。
23．如權利要求14所述的設備，其特征在于，它還包括用于探測標識物放置裝置和相對書頁之位置的裝置。
24．一種用于將來自于其上具有多個標識物的一長條背襯材料的一個標識物插入一書本的方法，包括如下步驟自動地將一端部標識物與背襯材料分開；擴展所述書本的相對書頁；探測已擴展書頁的位置；使一分離后的標識物移動到擴展書頁之間的靠近裝訂側的位置，并釋放該分離后的標識物。
25．如權利要求24所述的方法，其特征在于，所述多個標識物包括涂覆有粘合劑的條，粘合劑將相鄰各條連接起來，端部的條在其與背襯材料分離之后與一相鄰的條分離。
26．如權利要求25所述的方法，其特征在于，所述取下的標識物是借助一對臂件夾持，并在擴展的相對書頁的上方從一基本水平的位置轉動至一垂直位置。
27．如權利要求24所述的方法，其特征在于，它還包括這樣的步驟使材料長條自動地前進，直到在一個用于分離端部標識物的位置上探測到端部標識物的邊緣。
28．一種用于自動地將一標識物插入一書本的設備，包括一對基本平行的夾持臂，它們可旋轉地安裝，可以在一基本垂直的位置和一基本水平的位置之間轉動；用于將夾持臂相互離開地向外偏壓的裝置；在所述夾持臂伸出端的夾持指形件，它們可以在一打開位置和一閉合位置之間動作；以及用于升高和降低所述夾持臂的裝置。
29．如權利要求28所述的設備，其特征在于，它還包括用于探測所述夾持臂高度的裝置。
30．如權利要求29所述的設備，其特征在于，它還包括用于探測所述夾持臂相對于書本的高度的裝置。
31．如權利要求28所述的設備，其特征在于，它還包括用于迫使所述夾持臂向內的裝置。
32．如權利要求31所述的設備，其特征在于，所述迫使夾持臂向內的裝置包括從每個夾持臂的伸出端延伸的一桿件；以及一相應的導塊，該導塊與所述導桿配合，迫使夾持臂的伸出端向內。
33．一種用于將一涂覆有粘合劑的標識物從設置在一柔性背襯片材上的一長條多個標識物上取下的裝置，包括一剝離桿；一爪組件，它靠近所述剝離桿，并且可以在一打開和一閉合位置之間動作。
34．如權利要求33所述的設備，其特征在于，它還包括用于使所述標識物長條前進的裝置。
35．如權利要求34所述的設備，其特征在于，所述用于使標識物長條前進的裝置包括用于使標識物長條的每一側單獨前進的裝置。
36．如權利要求33所述的設備，其特征在于，用于探測一標識物出現在所述爪件之間的裝置。
37．如權利要求36所述的設備，其特征在于，所述用于探測一標識物出現的裝置包括安裝在爪件每一端上的光學傳感器。
38．如權利要求33所述的設備，其特征在于，所述剝離桿和爪件橫向于標識物長條的方向延伸。
39．如權利要求33所述的設備，其特征在于，所述爪組件是可動安裝的，從而可以在朝著或離開剝離桿的方向上移動。
40．如權利要求33所述的設備，其特征在于，所述剝離桿的一端具有一半徑，因而使背襯片材跟隨著該剝離桿的半徑，而通過剝離桿端部的標識物不會跟隨著該半徑，這樣就能將標識物與背襯片材分離。
41．如權利要求33所述的設備，其特征在于，所述爪件包括形成在其端部的凹槽，標識物的長度是這樣的，即，當一標識物被爪件夾持時，被夾持的標識物的端部可伸入該凹槽。
42．如權利要求33所述的設備，其特征在于，它還包括一對安裝在與剝離桿相對的爪組件上的導塊，每一導塊包括一朝另一導塊傾斜的斜面。
43．如權利要求8所述的設備，其特征在于，所述書頁擴展裝置包括一大致呈Y形的桿件，該桿件的下部形成有一狹槽。
44．如權利要求43所述的設備，其特征在于，所述書頁擴展裝置包括一大致呈Y形的桿件，該桿件具有一V形上部和一垂直延伸的下部。
全文摘要
一標識物插入設備包括一卷筒架組件、一分離組件、一夾持組件、一提升組件和一書頁擴展組件。卷筒架組件內保持著一卷標識物材料,并可使其進入分離組件。分離組件包括用于將最末端標識物從背襯片材上取下的爪件和一剝離桿。夾持組件包括若干個轉臂,它們可夾持已分離的標識物,并使標識物定位以便插入書本。提升器可將夾持組件從取下分離后的標識物的位置上升高或降低,以便插入書本。書頁擴展組件包括一V形臂,其內形成有一用于接納夾持臂和分離后標識物的狹槽。
文檔編號G08B13/24GK1214782SQ97193359
公開日1999年4月21日 申請日期1997年2月11日 優(yōu)先權日1996年3月25日
發(fā)明者D·P·德瓦爾, P·J·扎倫波, J·L·艾倫, P·M·安東尼三世, R·P·貝爾, A·B·艾格爾, G·弗萊施弗雷斯爾, G·W·蘭茲, E·梅茲, G·A·紐比, K·T·佩特森 申請人:美國3M公司