基于光學(xué)檢測(cè)機(jī)械手的古籍修復(fù)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及古籍修復(fù)領(lǐng)域，是一種基于光學(xué)檢測(cè)機(jī)械手的古籍修復(fù)方法，結(jié)合了機(jī)械手、光學(xué)檢測(cè)系統(tǒng)、自動(dòng)控制系統(tǒng)等多種手段，屬于工業(yè)機(jī)器人技術(shù)和光學(xué)檢測(cè)技術(shù)在古籍修復(fù)領(lǐng)域的轉(zhuǎn)用發(fā)明。三者的技術(shù)領(lǐng)域較遠(yuǎn)，不存在相應(yīng)的技術(shù)啟示，轉(zhuǎn)用方法較難。
【背景技術(shù)】
[0002]古籍修復(fù)是文物產(chǎn)業(yè)的重要環(huán)節(jié)。在古籍修復(fù)作業(yè)中，常常需要對(duì)其進(jìn)行觀察、拷貝、清洗、修補(bǔ)、裝裱、整理等操作。目前，上述作業(yè)基本都是靠人工來(lái)完成，不僅工作效率低、工藝復(fù)雜，同時(shí)也影響了修復(fù)質(zhì)量和精細(xì)程度。機(jī)械手主要由手部、運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)和控制系統(tǒng)三大部分組成。隨著計(jì)算機(jī)和自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展，機(jī)械手的應(yīng)用技術(shù)也在不斷的更新；在工業(yè)領(lǐng)域，機(jī)械手的利用也比較多，但是在古籍修復(fù)方面卻未見(jiàn)應(yīng)用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明旨在提供一種基于光學(xué)檢測(cè)機(jī)械手的古籍修復(fù)方法。目前的古籍修復(fù)方法基本靠人工作業(yè)完成，本發(fā)明將一種適用于古籍修復(fù)的光學(xué)檢測(cè)機(jī)械手應(yīng)用于古籍修復(fù)，形成新的智能化古籍修復(fù)方法。
[0004]為了解決【背景技術(shù)】所存在的問(wèn)題，本發(fā)明是采用以下技術(shù)方案，它的操作步驟為:
第一步，取出需要修復(fù)的古籍，拆開(kāi)裝訂線，將需要修復(fù)的古籍頁(yè)面放在機(jī)械手的工作臺(tái)上。
[0005]第二步，利用機(jī)器智能系統(tǒng)(光學(xué)檢測(cè)儀或CCD定位檢測(cè)系統(tǒng))，檢測(cè)需要修補(bǔ)的位置。
[0006]第三步，在利用機(jī)械手清洗待修復(fù)頁(yè)面后，利用機(jī)械手前置的點(diǎn)膠裝置對(duì)需要修補(bǔ)的位置周圍進(jìn)行膠水(漿糊)高精度定點(diǎn)涂抹。
[0007]第四步，利用機(jī)械手準(zhǔn)確抓取修補(bǔ)用的修復(fù)紙或宣紙，將其粘連在膠水(漿糊)涂抹的地方。
[0008]第五步，利用光學(xué)檢測(cè)儀或CCD定位檢測(cè)系統(tǒng)，檢測(cè)修補(bǔ)位置是否已被完整修補(bǔ)。根據(jù)需要可以加裝語(yǔ)音識(shí)別系統(tǒng)聲波檢測(cè)粘連效果，通過(guò)機(jī)器人觸覺(jué)傳感器定位精細(xì)縫隙。
[0009]所述光學(xué)檢測(cè)機(jī)械手，包括工作臺(tái)、光學(xué)檢測(cè)儀、底座、動(dòng)力機(jī)構(gòu)、手臂支撐、鏈條、機(jī)械手臂、伺服機(jī)構(gòu)、機(jī)械手爪、支架和控制系統(tǒng)；所述動(dòng)力機(jī)構(gòu)固定在底座上左端；所述手臂支撐一端固定在動(dòng)力機(jī)構(gòu)上殼體上；所述鏈條設(shè)置在手臂支撐上，且在手臂支撐上下端面設(shè)置有輪齒；所述伺服機(jī)構(gòu)固定安裝在支撐手臂一端，并控制機(jī)械手臂和機(jī)械手爪。所述機(jī)械手臂上端與鏈條連接，底端連接有機(jī)械手爪。
[0010]所述光學(xué)檢測(cè)機(jī)械手，采用全閉環(huán)自動(dòng)控制系統(tǒng)，屬于高速高精度機(jī)械手。精度最高可達(dá)100納米。光學(xué)檢測(cè)定位精度最高可達(dá)I微米。
[0011]所述機(jī)械手如端帶有點(diǎn)Jj父裝置，喂'射速度最尚可達(dá)每秒150次，每滴喂■射液體最小量最尚可達(dá)2納升。
[0012]所述的機(jī)械手上還設(shè)有位移和速度傳感器。
[0013]所述的位移和速度傳感器的信號(hào)傳遞給計(jì)算機(jī)。
[0014]作為本發(fā)明的進(jìn)一步技術(shù)方案:所述機(jī)械手臂為伸縮結(jié)構(gòu)，機(jī)械手爪與機(jī)械手臂連接處為轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)。
[0015]作為本發(fā)明的進(jìn)一步技術(shù)方案:所述機(jī)器智能系統(tǒng)，不僅包括光學(xué)檢測(cè)儀或CCD定位檢測(cè)系統(tǒng)等機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)，還可以通過(guò)語(yǔ)音識(shí)別系統(tǒng)的聲波檢測(cè)粘連效果，通過(guò)機(jī)器人觸覺(jué)傳感器定位精細(xì)縫隙。
[0016]本發(fā)明具有以下有益效果:代替人的繁重勞動(dòng)，節(jié)省了大量人力資源。大幅增進(jìn)了古籍修復(fù)的精度和速度，使得古籍修復(fù)從傳統(tǒng)的手工行業(yè)進(jìn)入精密自動(dòng)化領(lǐng)域。產(chǎn)生預(yù)料不到的技術(shù)效果，具有突出的實(shí)質(zhì)性特點(diǎn)和顯著的進(jìn)步，具備創(chuàng)造性。
【具體實(shí)施方式】
[0017]下面對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其它實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0018]本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】為:
第一步，取出需要修復(fù)的古籍，拆開(kāi)裝訂線，將需要修復(fù)的單張古籍頁(yè)面放在機(jī)械手的工作臺(tái)上。
[0019]第二步，建立相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型，建立古籍修復(fù)視覺(jué)算法和機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)，借助該機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)和算法，利用光學(xué)檢測(cè)儀，檢測(cè)需要修補(bǔ)的位置。搜索過(guò)程中若視覺(jué)模塊判斷拍攝區(qū)域內(nèi)有修復(fù)孔，則得到圖像，并在視域中分割、鎖定目標(biāo)。通過(guò)數(shù)學(xué)模型對(duì)目標(biāo)圖像進(jìn)行處理，得到目標(biāo)的二維坐標(biāo)和距離。光學(xué)檢測(cè)定位精度最高可達(dá)I微米。
[0020]第三步，利用機(jī)械手的點(diǎn)膠裝置對(duì)需要修補(bǔ)的位置周圍進(jìn)行膠水(漿糊)高精度定點(diǎn)涂抹，所述機(jī)械手屬于高速高精度機(jī)械手，精度最高可達(dá)100納米。采用幾何變換技術(shù)，在運(yùn)動(dòng)中采集并處理圖像，進(jìn)行動(dòng)態(tài)定位。
[0021]第四步，利用機(jī)械手準(zhǔn)確抓取修補(bǔ)用的修復(fù)紙或宣紙，將其粘連在膠水(漿糊)涂抹的地方。通過(guò)語(yǔ)音識(shí)別系統(tǒng)的聲波檢測(cè)粘連效果。
[0022]第五步，利用光學(xué)檢測(cè)儀或CCD定位檢測(cè)系統(tǒng)，檢測(cè)修補(bǔ)位置是否已被完整修補(bǔ)。通過(guò)機(jī)器人觸覺(jué)傳感器定位精細(xì)縫隙。
[0023]對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，本發(fā)明不限于上述示范性實(shí)施例的細(xì)節(jié)，而且在沒(méi)有背離本發(fā)明的精神或基本特征的情況下，能夠以其它的具體形式實(shí)現(xiàn)本發(fā)明。因此，無(wú)論從哪一點(diǎn)來(lái)看，均應(yīng)將實(shí)施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求而不是上述說(shuō)明限定，因此旨在將落在權(quán)利要求的等同要件的含義和范圍內(nèi)的所有變化囊括在本發(fā)明內(nèi)。
[0024]以上所述，僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并不用以限制本發(fā)明，凡是依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何細(xì)微修改、等同替換和改進(jìn)，均應(yīng)包含在本發(fā)明技術(shù)方案的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種基于光學(xué)檢測(cè)機(jī)械手的古籍修復(fù)方法，包括機(jī)械手、光學(xué)檢測(cè)系統(tǒng)、自動(dòng)控制系統(tǒng)等多種系統(tǒng)相結(jié)合，將其應(yīng)用在古籍修復(fù)領(lǐng)域；其特征在于:它的操作步驟為:1、取出需要修復(fù)的古籍，拆開(kāi)裝訂線，將需要修復(fù)的古籍頁(yè)面放在機(jī)械手的工作臺(tái)上；2、利用機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)(光學(xué)檢測(cè)儀或CCD定位檢測(cè)系統(tǒng))，檢測(cè)需要修補(bǔ)的位置；3、在利用機(jī)械手清洗待修復(fù)頁(yè)面后，利用機(jī)械手點(diǎn)膠裝置對(duì)需要修補(bǔ)的位置周圍進(jìn)行膠水(漿糊)高精度定點(diǎn)涂抹；4、利用機(jī)械手準(zhǔn)確抓取修補(bǔ)用的修復(fù)紙或宣紙，將其粘連在膠水(漿糊)涂抹的地方；5、利用光學(xué)檢測(cè)儀或CCD定位檢測(cè)系統(tǒng)，檢測(cè)修補(bǔ)位置是否已被完整修補(bǔ)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于光學(xué)檢測(cè)機(jī)械手的古籍修復(fù)方法，其特征在于:運(yùn)用了多種機(jī)器智能系統(tǒng)，包括通過(guò)機(jī)械手進(jìn)行古籍修復(fù)作業(yè)，通過(guò)光學(xué)檢測(cè)儀或CCD定位檢測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行檢測(cè)定位，通過(guò)語(yǔ)音識(shí)別系統(tǒng)的聲波檢測(cè)粘連效果，通過(guò)機(jī)器人觸覺(jué)傳感器定位精細(xì)縫隙。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于光學(xué)檢測(cè)機(jī)械手的古籍修復(fù)方法，其特征在于:所述機(jī)械手應(yīng)用于古籍修復(fù)領(lǐng)域；機(jī)械手包含了驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、伸縮結(jié)構(gòu)和轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)；機(jī)械手上安裝了光學(xué)檢測(cè)儀或CCD定位檢測(cè)系統(tǒng)；該機(jī)械手可以是高速高精度機(jī)械手，精度最高可達(dá)納米級(jí)。
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種基于光學(xué)檢測(cè)機(jī)械手的古籍修復(fù)方法，包括機(jī)械手、光學(xué)檢測(cè)系統(tǒng)、自動(dòng)控制系統(tǒng)等多種系統(tǒng)相結(jié)合，將其應(yīng)用與在古籍修復(fù)領(lǐng)域。其特征在于它的操作步驟為：1、取出需要修復(fù)的古籍，拆開(kāi)裝訂線，將需要修復(fù)的古籍頁(yè)面放在機(jī)械手的工作臺(tái)上；2、利用機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)，檢測(cè)需要修補(bǔ)的位置；3、在利用機(jī)械手清洗待修復(fù)頁(yè)面后，利用機(jī)械手前置的點(diǎn)膠裝置對(duì)需要修補(bǔ)的位置周圍進(jìn)行膠水（漿糊）高精度定點(diǎn)涂抹；4、利用機(jī)械手準(zhǔn)確抓取修補(bǔ)用的修復(fù)紙或宣紙，將其粘連在膠水（漿糊）涂抹的地方；5、利用光學(xué)檢測(cè)儀或CCD定位檢測(cè)系統(tǒng)，檢測(cè)修補(bǔ)位置是否已被完整修補(bǔ)。該方法代替人的繁重勞動(dòng)，節(jié)省了大量人力資源。大幅增進(jìn)了古籍修復(fù)的精度和速度，使得古籍修復(fù)從傳統(tǒng)的手工行業(yè)進(jìn)入精密自動(dòng)化領(lǐng)域。
【IPC分類】D21H25-18
【公開(kāi)號(hào)】CN104711899
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510085782
【發(fā)明人】周迪
【申請(qǐng)人】周迪
【公開(kāi)日】2015年6月17日
【申請(qǐng)日】2015年2月18日