CN109307488B - 一种钢琴白键安装平整度检测装置与方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种钢琴白键安装平整度检测装置与方法，包括钢琴支撑门架、钢琴定位夹具及视觉检测系统，在钢琴装夹完毕后，首先人工调整键盘左侧第一个白键安装高度，后通过在键盘上方放置一根标准参考条，通过视觉检测系统获取所有白键与标准参考条之间的缝隙尺寸，并与左侧第一个事先调整好的白键缝隙尺寸作比较，得到其他白键安装平整度的数据。本发明中，视觉检测摄像机与定位夹具一体化设计，确保了在检测同一架钢琴时摄像机与各白键在拍摄时相对距离的一致性，受钢琴相对于支撑门架前后左右位置不重复的影响小，使得装夹方便，检测结果更可靠，效率更高。
Description
技术领域
本发明专利涉及一种钢琴白键安装平整度检测装置与方法，涉及到安装检测领域。
背景技术
钢琴琴键安装的平整度，即同类琴键之间安装的高低落差度会直接影响弹奏者的手感和所发出的音色，是直接影响钢琴质量的主要因素之一，在钢琴出厂之前、或钢琴使用一段时间之后都需要对钢琴进行调校，其调校的主要内容也包含对琴键的安装平整度的校正。一台品质优良的钢琴，其同类琴键之间的平整度误差应限制在微米级范围之内(例如50微米)，如此苛刻的要求对琴键安装时的平整度检测带来了挑战。
目前钢琴生产厂商一般通过工人肉眼对琴键安装的平整度进行观测估计并反复试凑调整，一般钢琴有52个白键，人工逐键检测、调整工作强度大，效率低，且结果具有一定的随意性和经验性，一致性和精度难以保证。若采用机器视觉代替人眼来获取检测部位的图像，并开发相应的检测软件对琴键安装平整度进行自动量化检测，其结果会更加科学可靠，并会显著提高检测效率。
发明内容
为实现钢琴白键安装平整度自动检测，本发明提供了一种钢琴的白键高低检测装置及相应的检测方法，首先通过检测装置对钢琴进行装夹定位，后通过摄像机在线拍摄被检测琴键图像，并传输给计算机进行实时处理，记录并给出各白键平整度数据，再由人工根据设计标准进行白键安装高度调整。
本发明所采用的技术特征是：
一种钢琴白键安装平整度检测装置，包括装置本体、视觉检测系统两大部分；所述装置本体由支撑装置、定位夹具两部分组成。
所述支撑装置由门型支架、两个相同的空气弹簧以及钢索组成；所述两个空气弹簧一端分别与支架相连，另一端通过钢索与定位夹具相连。所述定位夹具包括梁架、丝杠、两个相同的装夹头；所述梁架为槽式梁；所述丝杠安装于梁架的槽内，丝杠一端连接伺服电动机；
所述两个装夹头对称连接于梁架两侧下方，并与梁架形成刚性整体；每个装夹头包括一个侧向顶块、一个底部水平顶块、一个上顶块，侧向顶块和底部水平顶块与钢琴接触的表面上都贴有同厚度的橡胶垫，所述底部顶块连同其支座可绕轴水平旋转。
所述视觉检测系统包括一台摄像机、与摄像机同轴安装且前向照明的环形光源、图像采集卡及计算机；所述图像采集卡安装在计算机的插槽内，摄像机通过信号线与图像采集卡连接；所述摄像机连同环形光源被安装在一根竖直L型杆上，并可沿L型杆上下调整位置，摄像机及环形光源指向琴键所在一侧，L型杆另一端通过滚珠螺母与丝杠连接。
采用上述钢琴白键安装平整度检测装置的检测方法包括以下步骤：1)按拟用摄像机连续扫描检测的顺序，人工调整好相对于该顺序而言的起始白键的安装高度；2)在钢琴键盘上放置一根标准参考条，利用摄像机从已调整好安装高度的白键开始依次拍摄标准参考条与各个白键之间的缝隙图像；3)计算所有白键与标准参考条之间的缝隙尺寸Hi(i＝1,2,3,…,52)，记已调整好安装高度的白键与标准参考条之间的缝隙尺寸为H1，将其他白键与标准参考条之间的缝隙尺寸与H1作比较，计算出差值Δj(j＝2,3,4,…,52)，即为其他白键平整度值；其中，所述标准参考条可为平面度和轮廓直线度很高的方形木条，检测时标准参考条两端支撑在琴键托盘两侧的边框上，不与键盘接触，且应保持标准参考条与键盘整体的外侧边沿平行。
本发明有如下有益效果：
1)采用视觉手段对钢琴白键安装平整度自动检测，使检测结果可以量化，提高了检测精度和效率。
2)钢琴定位夹具与摄像机安装、固定部件刚性一体化连接，确保了在检测同一架钢琴时摄像机与各白键在拍摄时相对距离的一致性，受钢琴相对于支撑门架前后左右位置不重复的影响小，使得装夹方便，检测结果更可靠。
附图说明
下面结合附图对本发明的实施方式做进一步的说明：
图1是本发明已装夹被检测钢琴时的示意图。
图2是夹具结构示意图。
图3为检测视频截图及处理后的当前白键与参考条之间的缝隙图。
图中，1.门型支架，2.空气弹簧，3.钢索，4.定位夹具，5.梁架，6.丝杠，7.装夹头，8.侧向顶块，9.底部顶块，10.上顶块，11.轴，12.摄像机，13.环形光源，14.图像采集卡，15.计算机，16.L型杆，17.标准参考条
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的描述。
如图1-2所示，一种钢琴白键安装平整度检测装置与方法，包括装置本体、视觉检测系统两大部分；所述装置本体由支撑装置、定位夹具两部分组成。
支撑装置由门型支架1，两个相同的空气弹簧2以及钢索3组成；所述两个空气弹簧2一端分别与支架1相连，另一端通过钢索3与定位夹具4相连。
所述定位夹具4包括梁架5、丝杠6、两个相同的装夹头7；
所述梁架5为槽式梁；
所述丝杠6安装于梁架5的槽内，丝杠一端连接伺服电动机；
两个装夹头7对称连接于梁架5两侧下方，并与梁架5形成刚性整体，每个装夹头7包括一个侧向顶块8、一个底部顶块9、一个上顶块10，每个顶块8、9与钢琴接触的表面上都贴有同厚度的橡胶垫，所述底部顶块9连同其支座可绕轴11水平旋转。
视觉检测系统包括一台摄像机12、与摄像机同轴安装且前向照明的环形光源13、图像采集卡14及计算机15；
所述图像采集卡14安装在计算机15的插槽内，摄像机12通过信号线与图像采集卡14连接；
所述摄像机12连同环形光源13被安装在一根竖直L型杆16上，并可沿L型杆16上下调整位置，摄像机12及环形光源13指向琴键所在一侧，L型杆16另一端通过滚珠螺母与丝杠6连接。
参见图1-3，采用上述检测装置的检测方法包括以下步骤：1)按拟用摄像机连续扫描检测的顺序，人工调整好相对于该顺序而言的起始白键的安装高度；2)在钢琴键盘上放置一根标准参考条17，利用摄像机从已调整好安装高度的白键开始依次拍摄标准参考条17与各个白键之间的缝隙图像；3)计算所有白键与标准参考条17之间的缝隙尺Hi(i＝1,2,3,…,52)，记已调整好安装高度的白键与标准参考条17之间的缝隙尺寸为H1，将其他白键与标准参考条17之间的缝隙尺寸与H1作比较，计算出差值Δj(j＝2,3,4,…,52)，即为其他白键安装平整度值；
进一步，所述标准参考条17为一根直线度很高的方形木条，检测时标准参考条17两端支撑在琴键托盘两侧的边框上，不与键盘接触，且应保持标准参考条17与键盘整体的外侧边沿平行。
本发明的工作原理按以下步骤实现：
1)沿检测生产线导轨移动待检测钢琴到门型支架1下方，人工下拉梁架5，使整个定位夹具4克服两个空气弹簧2的作用下移至合适高度，由于无外力时空气弹簧有可在行程范围内任意位置自锁的特性，故释放定位夹具4后夹具会在当前位置悬停。
2)绕轴11水平向外旋转夹具上左右两个底部顶块9的支座，使它们分别指向左右两个方向，即将两个装夹头7打开。
3)人工分别推送两个装夹头7靠近待检测钢琴，上下前后调整装夹头7的空间位置至各侧向顶块8顶住钢琴前侧面板、且各上顶块10处在琴键与琴键托盘两侧的空隙处，这样限制了钢琴前后移动。
4)旋回左右两个底部顶块9，人工向上轻推梁架5，使两个底部顶块9托住钢琴，但不使钢琴悬空。至此完成对待检钢琴的装夹，目的是限制钢琴各向移动，且确保实现了后续摄像机扫描拍摄时每个白键的拍摄距离一致。
5)人工调整好第一个白键安装高度，例如最左侧白键的安装高度。
6)放置标准参考条17于琴键托盘两侧的边框上，且使标准参考条17与键盘整体靠近摄像机的一侧边沿平行，确保实现了后续摄像机扫描拍摄时每个白键-标准参考条之间的缝隙位置与摄像机距离一致。
7)调节摄像机12在L型杆16上的安装高度，尽量使摄像机光轴垂直指向标准参考条17，且与白键-标准参考条之间的缝隙位置在同一水平面内。
8)丝杠6的电动机旋转，通过L型杆16带动摄像机12从左至右对所有白键顺序扫描拍摄,计算机实时计算所拍摄白键与标准参考条17之间的缝隙值H1(i＝1,2,3,…,52)，并与左侧第一个白键缝隙尺寸H1作比较，计算出差值Δj(j＝2,3,4,…,52)，即为其他白键安装平整度值。
除非被检测钢琴类型变化，否则上述第7)步不再调整。
通过上述的说明内容，本领域技术人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改都在本发明的保护范围之内。本发明的未尽事宜，属于本领域技术人员的公知常识。
Claims (4)
1.一种钢琴白键安装平整度检测装置，其特征在于，包括装置本体、视觉检测系统两大部分；
所述装置本体由支撑装置、定位夹具(4)两部分组成；
所述视觉检测系统包括一台摄像机(12)、与摄像机同轴安装且前向照明的环形光源(13)、图像采集卡(14)及计算机(15)；
所述图像采集卡(14)安装在计算机(15)的插槽内，摄像机(12)通过信号线与图像采集卡(14)连接；
所述摄像机(12)连同环形光源(13)被安装在一根竖直L型杆(16)上，并可沿L型杆(16)上下调整位置，摄像机(12)及环形光源(13)位于钢琴的琴键一侧，L型杆(16)另一端通过滚珠螺母与丝杠(6)连接；
在钢琴键盘上放置一根标准参考条(17)，利用摄像机(12)从已调整好安装高度的白键开始，依次拍摄标准参考条(17)与各个白键之间的缝隙图像。
2.根据权利要求1所述的一种钢琴白键安装平整度检测装置，其特征在于：所述支撑装置由门型支架(1)、两个相同的空气弹簧(2)以及钢索(3)组成；所述两个空气弹簧(2)一端分别与支架(1)相连，另一端通过钢索(3)与定位夹具(4)相连。
3.根据权利要求1或2所述的一种钢琴白键安装平整度检测装置，其特征在于：所述定位夹具(4)包括梁架(5)、丝杠(6)、两个相同的装夹头(7)；
所述梁架(5)为槽式梁；
所述丝杠(6)安装于梁架(5)的槽内，丝杠一端连接伺服电动机；
所述两个装夹头(7)对称连接于梁架(5)两侧下方，并与梁架(5)形成刚性整体，每个装夹头(7)包括一个侧向顶块(8)、一个底部顶块(9)、一个上顶块(10)，侧向顶块(8)、底部顶块(9)与钢琴接触的表面上都贴有同厚度的橡胶垫，所述底部顶块(9)连同其支座可绕轴(11)水平旋转。
4.采用如权利要求1～3所述任意一项检测装置的钢琴白键安装平整度检测方法，其特征在于：所述检测方法包括以下步骤：
步骤51：按拟用摄像机连续扫描检测的顺序，人工调整好相对于该顺序而言的起始白键的安装高度；
步骤52：在钢琴键盘上放置一根标准参考条(17)，利用摄像机从已调整好安装高度的白键开始依次拍摄标准参考条(17)与各个白键之间的缝隙图像；
步骤53：计算所有白键与标准参考条(17)之间的缝隙尺寸Hi，其中，i＝1,2,3,…,52，记已调整好安装高度的白键与标准参考条(17)之间的缝隙尺寸为H1，将其他白键与标准参考条(17)之间的缝隙尺寸与H1作比较，计算出差值Δj，其中，j＝2,3,4,…,52，即为各白键安装平整度值；
所述标准参考条(17)为一根轮廓直线度很高的方形木条，检测时标准参考条(17)两端支撑在琴键托盘两侧的边框上，不与键盘接触，且应保持标准参考条(17)与键盘整体的外侧边沿平行。
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| CN106403853A (zh) * | 2016-11-15 | 2017-02-15 | 沈阳建筑大学 | 一种石材表面粗糙度的在线检测装置及方法 |
| CN206339209U (zh) * | 2016-12-12 | 2017-07-18 | 东莞市凯锐电子自动化科技有限公司 | 键盘平整度测量机构 |
| CN106952465A (zh) * | 2017-03-15 | 2017-07-14 | 上海承歌网络科技有限公司 | 一种钢琴琴键位移检测装置 |
| CN207602202U (zh) * | 2017-12-21 | 2018-07-10 | 南京艺术学院 | 一种检平尺 |
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