CN104711899A - 基于光学检测机械手的古籍修复方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于光学检测机械手的古籍修复方法，包括机械手、光学检测系统、自动控制系统等多种系统相结合，将其应用与在古籍修复领域。其特征在于它的操作步骤为：1、取出需要修复的古籍，拆开装订线，将需要修复的古籍页面放在机械手的工作台上；2、利用机器视觉系统，检测需要修补的位置；3、在利用机械手清洗待修复页面后，利用机械手前置的点胶装置对需要修补的位置周围进行胶水（浆糊）高精度定点涂抹；4、利用机械手准确抓取修补用的修复纸或宣纸，将其粘连在胶水（浆糊）涂抹的地方；5、利用光学检测仪或CCD定位检测系统，检测修补位置是否已被完整修补。该方法代替人的繁重劳动，节省了大量人力资源。大幅增进了古籍修复的精度和速度，使得古籍修复从传统的手工行业进入精密自动化领域。

Description

基于光学检测机械手的古籍修复方法

技术领域

本发明涉及古籍修复领域，是一种基于光学检测机械手的古籍修复方法，结合了机械手、光学检测系统、自动控制系统等多种手段，属于工业机器人技术和光学检测技术在古籍修复领域的转用发明。三者的技术领域较远，不存在相应的技术启示，转用方法较难。

背景技术

古籍修复是文物产业的重要环节。在古籍修复作业中，常常需要对其进行观察、拷贝、清洗、修补、装裱、整理等操作。目前，上述作业基本都是靠人工来完成，不仅工作效率低、工艺复杂，同时也影响了修复质量和精细程度。机械手主要由手部、运动机构和控制系统三大部分组成。随着计算机和自动化技术的发展，机械手的应用技术也在不断的更新；在工业领域，机械手的利用也比较多，但是在古籍修复方面却未见应用。

发明内容

本发明旨在提供一种基于光学检测机械手的古籍修复方法。目前的古籍修复方法基本靠人工作业完成，本发明将一种适用于古籍修复的光学检测机械手应用于古籍修复，形成新的智能化古籍修复方法。

为了解决背景技术所存在的问题，本发明是采用以下技术方案， 它的操作步骤为：

第一步，取出需要修复的古籍，拆开装订线，将需要修复的古籍页面放在机械手的工作台上。

第二步，利用机器智能系统（光学检测仪或CCD定位检测系统），检测需要修补的位置。

第三步，在利用机械手清洗待修复页面后，利用机械手前置的点胶装置对需要修补的位置周围进行胶水（浆糊）高精度定点涂抹。

第四步，利用机械手准确抓取修补用的修复纸或宣纸，将其粘连在胶水（浆糊）涂抹的地方。

第五步，利用光学检测仪或CCD定位检测系统，检测修补位置是否已被完整修补。根据需要可以加装语音识别系统声波检测粘连效果，通过机器人触觉传感器定位精细缝隙。

所述光学检测机械手，包括工作台、光学检测仪、底座、动力机构、手臂支撑、链条、机械手臂、伺服机构、机械手爪、支架和控制系统；所述动力机构固定在底座上左端；所述手臂支撑一端固定在动力机构上壳体上；所述链条设置在手臂支撑上，且在手臂支撑上下端面设置有轮齿；所述伺服机构固定安装在支撑手臂一端，并控制机械手臂和机械手爪。所述机械手臂上端与链条连接，底端连接有机械手爪。

所述光学检测机械手，采用全闭环自动控制系统，属于高速高精度机械手。精度最高可达100纳米。光学检测定位精度最高可达1微米。

所述机械手前端带有点胶装置，喷射速度最高可达每秒150次，每滴喷射液体最小量最高可达2纳升。

所述的机械手上还设有位移和速度传感器。

所述的位移和速度传感器的信号传递给计算机。

作为本发明的进一步技术方案：所述机械手臂为伸缩结构，机械手爪与机械手臂连接处为转动机构。

作为本发明的进一步技术方案：所述机器智能系统，不仅包括光学检测仪或CCD定位检测系统等机器视觉系统，还可以通过语音识别系统的声波检测粘连效果，通过机器人触觉传感器定位精细缝隙。

本发明具有以下有益效果：代替人的繁重劳动，节省了大量人力资源。大幅增进了古籍修复的精度和速度，使得古籍修复从传统的手工行业进入精密自动化领域。产生预料不到的技术效果，具有突出的实质性特点和显著的进步，具备创造性。

具体实施方式

下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的具体实施方式为：

第一步，取出需要修复的古籍，拆开装订线，将需要修复的单张古籍页面放在机械手的工作台上。

第二步，建立相应的数学模型，建立古籍修复视觉算法和机器视觉系统，借助该机器视觉系统和算法，利用光学检测仪，检测需要修补的位置。搜索过程中若视觉模块判断拍摄区域内有修复孔，则得到图像，并在视域中分割、锁定目标。通过数学模型对目标图像进行处理，得到目标的二维坐标和距离。光学检测定位精度最高可达1微米。

第三步，利用机械手的点胶装置对需要修补的位置周围进行胶水（浆糊）高精度定点涂抹，所述机械手属于高速高精度机械手，精度最高可达100纳米。采用几何变换技术，在运动中采集并处理图像，进行动态定位。

第四步，利用机械手准确抓取修补用的修复纸或宣纸，将其粘连在胶水（浆糊）涂抹的地方。通过语音识别系统的声波检测粘连效果。

第五步，利用光学检测仪或CCD定位检测系统，检测修补位置是否已被完整修补。通过机器人触觉传感器定位精细缝隙。

对于本领域技术人员而言，本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在没有背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其它的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。

以上所述，仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何细微修改、等同替换和改进，均应包含在本发明技术方案的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种基于光学检测机械手的古籍修复方法，包括机械手、光学检测系统、自动控制系统等多种系统相结合，将其应用在古籍修复领域；其特征在于：它的操作步骤为：1、取出需要修复的古籍，拆开装订线，将需要修复的古籍页面放在机械手的工作台上；2、利用机器视觉系统（光学检测仪或CCD定位检测系统），检测需要修补的位置；3、在利用机械手清洗待修复页面后，利用机械手点胶装置对需要修补的位置周围进行胶水（浆糊）高精度定点涂抹；4、利用机械手准确抓取修补用的修复纸或宣纸，将其粘连在胶水（浆糊）涂抹的地方；5、利用光学检测仪或CCD定位检测系统，检测修补位置是否已被完整修补。

2.根据权利要求1所述的一种基于光学检测机械手的古籍修复方法，其特征在于：运用了多种机器智能系统，包括通过机械手进行古籍修复作业，通过光学检测仪或CCD定位检测系统进行检测定位，通过语音识别系统的声波检测粘连效果，通过机器人触觉传感器定位精细缝隙。

3.根据权利要求1所述的一种基于光学检测机械手的古籍修复方法，其特征在于：所述机械手应用于古籍修复领域；机械手包含了驱动机构、伸缩结构和转动机构；机械手上安装了光学检测仪或CCD定位检测系统；该机械手可以是高速高精度机械手，精度最高可达纳米级。