[发明专利]基于直角坐标机器人技术的扫描仪及控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及扫描仪的技术领域，特别涉及一种基于直角坐标机器人技术的扫描仪及控制方法。

背景技术

扫描仪是近几年应用非常广泛的一种计算机输入设备，它可以将各种图片、图纸转换成数字化的图像数据输入到计算机中，进行各种处理以及存储传输等。扫描仪是一种光机电一体化产品，由扫描头、控制电路和机械部件组成，采取逐行扫描，得到的数字信号以点阵的形式保存，再使用文件编辑软件将它编辑成标准格式的文本储存在磁盘上。

扫描仪发展的历史虽不长，但其技术发展更新换代的速度很快，已形成各种不同类型、不同档次的系列产品，和全面满足不同应用领域用户的要求，在产品类型方面已形成从小到大的完整的产品系列，形成高中低档的全面配套。通常，将扫描幅面大于A3（297mm*420mm）的扫描仪称为大幅面扫描仪。

目前国际上比较成熟的大幅面扫描仪是A0（841mm*1189mm）幅面的彩色扫描仪，采用扫描头固定不动，用一对滚轴靠摩擦方式传送图稿，对被扫描对象特别是名贵字画会有所损伤。市面上，常见的扫描分辨率只能达到400PPI，满足不了众多用户的实际需求，如绘图部门对等高线图的分辨率要求达到800PPI以上。大幅面高精度彩色扫描仪在测绘、地质、气象和彩色电子出版等行业具有大量的应用需求，同时，在一些特殊行业，例如文物字画数字化储藏及考古鉴定等领域，大幅面高精度彩色扫描仪也是不可或缺的一种装备。

授权公告号为CN 101312478B（授权公告日为2010.9.15）的中国发明专利公开了一种拍照式超大幅面书画扫描仪平台，包括：承载平台、水平导轨、垂直导轨、衡量、拍摄架、云台、相机灯光系统、衡量和垂直导轨分别与电机连接，电机与控制系统连接，通过计算机控制相机精确移动，得到完整的书画扫描件，但是该发明的扫描的幅面小，控制的精度也不高，扫描出来的画面的分辨率也不高。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种扫描范围大、扫描精度高的扫描仪。

本发明的另一目的在于提供上述扫描仪的控制方法。

为了达到上述第一目的，本发明采用以下技术方案：

本发明基于直角坐标机器人技术的扫描仪，包括底座、控制器、以及设置在底座上的平移平台，所述平移平台包括X向传动装置、Y向传动装置以及支架，所述支架设置在底座上，所述Y向传动装置设置在支架的上端，所述X向传动装置设置在底座上，所述底座上还设置有字画放置及固定平台，所述Y向传动装置上设有相机固定及定位调整装置，所述Y向传动装置和X向传动装置之间设置有数控光源系统，所述控制器控制X向传动装置和Y向传动装置的运动方向和运动速度。

优选的，所述Y向传动装置包括：第一滚珠丝杠、驱动第一滚珠丝杠运行的第一伺服电机以及第一导轨，第一滚珠丝杠与第一导轨之间通过铝型材连接，第一伺服电机与第一滚珠丝杠直接连接。

优选的，所述数控光源系统包括冷光源、控制电源以及光源悬吊机构，所述冷光源为可调节的自然光，由两个条形光源组成，所述冷光源设置在Y向装置的第一导轨上。

优选的，所述相机固定及定位调整装置包括：相机、用于夹持相机并保持相机相对位置固定的相机夹具以及相机焦距调整装置，所述相机设置在Y向传动装置的第一滚珠丝杠上，保证光源与相机的同步运行。

优选的，所述X向传动装置包括：双滚珠丝杠直线模组、同步带以及通过同步带同时驱动双滚珠丝杠直线模组运行的第二伺服电机，所述双滚珠丝杠直线模组包括第二滚珠丝杠、支持轴承以及线性导轨滑块，所述线性导轨滑块设置在第二滚珠丝杠上。

优选的，所述X向传动装置包括：第二伺服电机、第二滚珠丝杠以及双线性导轨，第二伺服电机安装于第二滚珠丝杠的一端，双线性导轨与第二滚珠丝杠平行安装于底座的两侧。

优选的，所述X向传动装置包括：双同步带、双导轨系统、以及通过双同步带来驱动双导轨系统的运行的第二伺服电机。

为了达到上述第二目的，本发明采用以下技术方案：

一种基于直角坐标机器人技术的扫描仪的控制方法，包括下述步骤：

S1、将待扫描对象放在字画放置及固定平台上，开启扫描仪；

S2、通过X向传动装置和Y向传动装置来控制相机的移动路径，相机的移动路径为“S”型；

S3、相机从被扫描对象的一个角开始拍照，每拍完一张照片后，相机在X向传动装置和Y向传动装置的驱动下到达下一个拍照位置，待相机停稳定后，再开始拍照工作；