一种扫描设备及大幅面扫描机器人的制作方法

本实用新型涉及扫描领域，尤其涉及一种扫描设备及大幅面扫描机器人。

背景技术：

随着人们生活品质的提升，对装饰物、文艺品以及文物等的需求日益增加，在此类物品中，字、画占据了大量的篇幅。人们希望在家中布置名家书写的书法、名画等作品，以供人们欣赏以及陶冶自身的情操。但是，真品往往价值连城，只适于收藏家，对普通消费者而言可遇不可求。因此，人们希望通过一些正当的方式获得复制品，以满足自身需求。

现实生活中，人们经常以相机拍摄、扫描仪扫描等形式保存自己看到的自己认为好看或者有鉴赏价值的作品，通过后期处理获得该平面字图的复制品，并将其布置于家中以达到实时鉴赏、陶冶情操的目的。现有技术的不足之处在于，通过拍照获得的电子平面字图往往分辨率比较低，容易出现模糊不清的情况，且对拍摄者的技术要求比较高，最终还需要进行修图，比较麻烦；扫描仪无法满足篇幅大于自身扫描面积的平面字图，并且对获得的电子平面字图的色彩、仿真程度、清晰度以及分辨率都有负面影响。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种扫描设备，以解决拍照、扫描获得的电子平面字图清晰度、分辨率低，色彩失真以及仿真程度不高的问题。

为了实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种扫描设备，包括图像采集装置和驱动装置，图像采集装置位于滑杆上，所述滑杆位于第一滑轨上，所述第一滑轨位于第二滑轨上；所述驱动装置，用以控制所述图像采集装置在所述滑杆上滑动，控制所述滑杆在所述第一滑轨上滑动，以及控制所述第一滑轨在所述第二滑轨上滑动。

上述扫描设备，所述驱动装置位于所述滑杆、所述第一滑轨以及所述第二滑轨的端口处。

上述扫描设备，所述第一滑轨由两个连接杆组成，分别滑动连接于所述滑杆的两端；所述第二滑轨包括两个滑动部，分别与两个所述连接杆的同一端滑动连接。

上述扫描设备，还包括载物板，所述载物板设置于所述第二滑轨上与所述图像采集装置正对的面，用以承载平面字图品。

上述扫描设备，还包括支撑脚，所述支撑脚设置于所述第二滑轨上与所述图像采集装置相背离的面，用以支撑所述第二滑轨。

上述扫描设备，所述图像采集装置与智能终端相连接，用以将扫描获得的图像信息发送给智能终端；

所述驱动装置与智能终端连接，用以接收所述智能终端发出的控制信号；

所述智能终端，用以对图像信息进行处理，获得电子图片。

上述扫描设备，所述驱动装置为步进电机。

上述扫描设备，所述步进电机有五个，一个所述步进电机与所述图像采集装置连接，用以控制所述图像采集装置在所述滑杆上滑动；两个所述步进电机与所述滑杆连接，用以控制所述滑杆在所述第一滑轨上滑动；两个所述步进电机与所述第一滑轨连接，用以控制所述第一滑轨在所述第二滑轨上滑动。

一种大幅面扫描机器人，包括上述的扫描设备。

在上述技术方案中，本实用新型提供的扫描设备通过图像采集装置对平面字图品的某个部位的内容进行局部图像采集；通过滑杆的滑动以调整扫描获得的平面字图的清晰度；通过第一滑轨的滑动实现对平面字图的每个部位的图像采集。如此，使扫描获得的平面字图的清晰度足够高，并且具有一定的仿真度以及其色彩不会失真；让该电子平面字图具有较高的分辨率，并且可以根据实际情况调整分辨率的大小；也可以对大篇幅以及带有相框的平面字图品进行扫描。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的扫描设备的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的驱动装置的结构框图；

附图标记说明：

1、图像采集装置；2、滑杆；3、驱动装置；4、第一滑轨；5、第二滑轨；6、载物板；7、支撑脚；8、智能终端；9、传感检测装置。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员更好地理解本实用新型的技术方案，下面将结合附图对本实用新型作进一步的详细介绍。

如图1-2所示，本实用新型实施例提供的扫描设备，包括图像采集装置和驱动装置，图像采集装置位于滑杆上，滑杆位于第一滑轨上，第一滑轨位于第二滑轨上；驱动装置，用以控制图像采集装置在滑杆上滑动，控制滑杆在第一滑轨上滑动，以及控制第一滑轨在第二滑轨上滑动。

具体的，图像采集装置1用以对平面字图品的某个部位的内容进行采集，滑杆2用以图像采集装置1在其上滑动，图像采集装置1通过在滑杆2上纵向滑动，对其正下方的平面字图品的内容进行采集；第一滑轨4用以滑杆2在其上纵向滑动，滑杆2通过在第一滑轨4上的滑动对扫描获得的平面字图的清晰度进行调整；第二滑轨5用以第一滑轨4在其上纵向滑动，使图像采集装置1能够对其正下方的平面字图品的内容进行采集；通过图像采集装置1在滑杆2滑动以及第一滑轨4在第二滑轨5滑动对平面字图中的全部内容进行采集；驱动装置3用以控制图像采集装置1、滑杆2以及第一滑轨4在相应的滑动轨道上滑动，在平面字图上走出一条遍布该平面字图的扫描轨迹，并且可根据平面字图中不同的图像内容对扫描轨迹进行相应的设定。作为一种优选的实施方式，滑杆2、第一滑轨4以及第二滑轨5相互垂直，则图像采集装置1、滑杆2以及第一滑轨4的滑动方向也是相互垂直的，恰好构成一个三维坐标系。

操作人员使用本实用新型中的扫描设备时，首先，将平面字图品放置于扫描区域(即通过多方向滑动图像采集装置1可以采集的最大区域)内，扫描区域的大小可根据滑杆2的纵向长度(或第一滑轨4和第二滑轨5的横向宽度，两者宽度一致)以及第二滑轨5的纵向长度而定，如此，可设计不同的长度以适应不同长、宽的平面字图品，作为一种优选的实施方式，滑杆2的纵向长度为200cm，第二滑轨5的纵向长度为220cm；然后，将图像采集装置1恢复至初始位置(以平面字图品的四个端点处作为初始位置)，并通过驱动装置3控制滑杆2离第二滑轨5的距离至设定的高度，从而清晰度为恒定的(该距离越小图像采集装置1能够采集的区域面积越小，清晰度则越大；反之清晰度越小)，启动图像采集装置1，使其进入工作状态，采集初始位置的平面字图品中的内容，作为一种优选的实施方式，图像采集装置1是可拆卸的，人员可根据实际情况更换不同像素的图像采集装置1，以此提高拍摄获得的图像的分辨率；最后，驱动装置3按照预先设定的扫描轨迹的相关参数动作：控制图像采集装置1沿第二滑轨5的横向移动至下一位置处，移动的距离根据图像采集装置1的能够采集的区域面积而定(图像采集装置1每次移动的距离均相等，其随着设定的高度的增大而增大)，采集下一位置的平面字图品的内容，如此循环直至达到平面字图品的另一个端点，再沿第二滑轨5的纵向移动相同的距离，按照上述方式反复移动，直至将整个平面字图采集完成。作为一种可选的实施方式，预先设定的扫描轨迹的相关参数中也可是先控制第一滑轨4(即安装于滑杆2上的图像采集装置1)沿第二滑轨5的纵向移动，然后控制图像采集装置1沿第二滑轨5的横向移动(不过多赘述)，亦能完成对平面字图的采集。

本领域的技术人员应当明了，上述的“纵向”以及“横向”为滑动物相对于滑动轨道而言的，如滑动物为滑杆，滑动轨道为第一滑轨，则滑杆沿第一滑轨的滑动方向为纵向，图像采集装置沿滑杆的滑动方向为横向。

显而易见的，平面字图品包括写有书法的纸，画有图像的纸，画有图像并题字的纸，印有字图的纺织品，竹简以及现有技术中的其他平面字图品。

现有技术中公知的，滑动连接部可以是滑块卡槽匹配，可以是滑块凸起匹配，可以是标的物与凹槽直接匹配也可以是其他滑动连接匹配方式。

本实用新型有益效果：在上述技术方案中，本实用新型提供的扫描设备通过图像采集装置1对平面字图品的某个部位的内容进行局部图像采集；通过滑杆2的滑动以调整扫描获得的平面字图的清晰度；通过第一滑轨4的滑动实现对平面字图的每个部位的图像采集。如此，使扫描获得的平面字图的清晰度足够高，并且具有一定的仿真度以及其色彩不会失真；让该电子平面字图具有较高的分辨率，并且可以根据实际情况调整分辨率的大小；也可以对大篇幅以及带有相框的平面字图品进行扫描。

进一步的，所述图像采集装置1为摄像机，可选的，所述图像采集装置1为照相机。

优选的，所述驱动装置3位于所述滑杆2、所述第一滑轨4以及所述第二滑轨5的端口处，从而使扫描设备结构更规范、紧凑。

进一步的，第一滑轨4由两个连接杆组成，分别设置于滑杆2的两端；第二滑轨5包括两个滑动部，分别与两个连接杆的同一端滑动连接。滑动连接是指通过滑动连接部将两个标的物相互连接，并且其中一个标的物可以在另一个标的物上滑动；滑杆2受驱动装置3控制在连接杆上滑动，由此可对图像采集装置1与第二滑轨5之间的距离进行调整；两个连接杆受驱动装置3同步控制在第二滑轨5上滑动，由此与图像采集装置1在滑杆2上滑动配合使图像采集装置1能采集整个平面字图。两个连接杆以及两个滑动部起到让图像采集装置1、滑杆2以及本身在移动时更加平稳的作用，不会因为受到外界环境的影响而出现采集偏差的情况，并且制造产商仅需要制造两个连接杆，节省了制造第一滑轨4的材料。

进一步的，还包括载物板6，载物板6设置于第二滑轨5上与图像采集装置1正对的面，用以承载平面字图品。与图像采集装置1正对的面是指图像采集装置1与该面呈直角，即图像采集装置1与放置于载物板6的平面字图品也呈直角；载物板6的面积等于或略小于上述的扫描区域的面积，且载物板6与扫描区域相重合或者扫描区域包含载物板6，作为一种优选的实施方式，其长宽分别为200cm、180cm；通过将平面字图品放置于载物板6上，降低了平面字图品损坏的几率；通过图像采集装置1正对平面字图品，使拍摄的角度更精确，一定程度上提高了拍摄到的图像的画面质量。

进一步的，还包括支撑脚7，支撑脚7设置于第二滑轨5上与图像采集装置1相背离的面，用以支撑所述第二滑轨5。支撑架用以支撑扫描设备的重量，并且将扫描区域支撑至相应的高度，方便人员放置或取下平面字图品，在人员角度上提高了拍摄的效率。

如图2所示，进一步的，图像采集装置1与智能终端8相连接，用以将扫描获得的图像信息发送给智能终端8；智能终端8，用以对图像信息进行处理，获得电子图片。通过智能终端8对图像采集装置1的打开与关闭以及拍摄动作(图像采集)进行自动控制，获取采集到的图像，并对该图像进行按扫描轨迹拼接处理，得到完整的电子图片。使人员便利，并且让控制的精度得到提高。

进一步的，驱动装置3与智能终端8连接，用以接收智能终端8发出的控制信号。在智能终端8预设扫描轨迹的相关参数，将该相关参数转换为控制信号，通过控制信号对驱动装置3实施自动控制。具体的，通过驱动装置3分步控制图像采集装置1、滑杆2或者第一滑轨4移动，由此在平面字图品上走出一条扫描轨迹。与扫描轨迹相关的参数包括驱动装置3分步启动信号、每一次的停留周期、平面字图品的长宽以及设定的高度。无需人为控制，并且让控制的精度得到提高。优选的，驱动装置3为步进电机，使自动控制的精度进一步提高。

作为一种优选的实施方式，还包括传感检测装置9，用以检测控制信号对应的参数；所述传感检测装置包括压力传感器、位移传感器，分别用于检测压力及距离。具体的，当平面字图品放置于扫描区域时，压力传感器检测到压力，将其转换为脉冲信号，控制位移传感器对平面字图品的长度、宽度进行检测，获得具体的长度值及宽度值；并且控制位移传感器对滑杆2与第二滑轨5之间的距离进行测量获得测量值，通过测量值和设定的高度进行对比，若不一致，则控制驱动装置3动作，将滑杆2移动至设定的高度，根据设定的高度测算出图像采集装置1的采集区域的直径，该直径即为每次图像采集装置1(或第一滑轨4)移动的距离；根据长度值、宽度值发出分步启动信号，当移动的距离的总和达到长度值或宽度值时，控制驱动装置3动作，将第一滑轨4(宽度值达到时)或图像采集装置1(长度值达到时)移动相应的距离。

优选的，图像采集装置1为摄像机，可选的，图像采集装置1为照相机。

本领域的技术人员应当了解，步进电机的转速、停止的位置只取决于脉冲信号的频率和脉冲数，而不受负载变化的影响。可以通过控制脉冲个数来控制角位移量，达到准确定位的目的，从而使移动的距离的控制更为精确。

如图1-2所示，优选的，步进电机有五个，一个步进电机与图像采集装置1连接，用以控制所述图像采集装置1在所述滑杆2上滑动；两个步进电机与所述滑杆2连接，用以控制滑杆2在第一滑轨4上滑动；两个步进电机与第一滑轨4连接，用以控制第一滑轨4在第二滑轨5上滑动。

通过五个步进电机分步控制图像采集装置1、滑杆2以及第一滑轨4的滑动，控制图像采集装置1的步进电机单独工作，控制图像采集装置1在滑杆2上滑动；控制滑杆2的两个步进电机同步工作，同步控制滑杆2在第一滑轨4上滑动，使滑杆2的两端均受到驱动力；控制第一滑轨4的两个步进电机同步工作，同步驱动控制两个连接杆在第二滑轨5上滑动，使两个连接杆受到相同的驱动力，从而使移动更加平稳。

具体的，五个步进电机根据接收到的控制信号，分步启动：首先同步驱动控制滑杆2的两个步进电机，使图像采集装置1移动至上述设定的高度，根据设定高度测算出该图像采集装置1每一次需要移动的距离，并且使图像采集装置1进入工作状态对初始位置进行采集；然后驱动控制图像采集装置1的步进电机，使图像采集装置1移动相应的横向距离(即每一次需要移动的距离)，再进行图像采集；直至移动的距离的总和达到设定的平面字图品的宽度时，同步驱动控制第一滑轨4的两个步进电机，使图像采集装置1移动相应的纵向距离，再进行图像采集。如此，循环动作，当纵向距离的总和达到平面字图品的长度时，图像采集完毕，进入智能终端8对采集获得平面字图进行处理，获得电子图片。通过不同的步进电机实现不同的功能，从而使自动控制更加容易实现。

可选的，步进电机为三个，一个步进电机控制图像采集装置1在滑杆2上滑动；一个步进电机连接有联轴器，从而达到同步控制滑杆2在第一滑轨4上滑动；一个步进电机连接有联轴器，从而达到同步控制第一滑轨4在第二滑轨5上滑动。

一种大幅面扫描机器人，包括上述的扫描设备。

扫描机器人有益效果：通过图像采集装置1对平面字图品的某个部位的内容进行局部图像采集；通过滑杆2的滑动以调整扫描获得的平面字图的清晰度；通过第一滑轨4的滑动实现对平面字图的每个部位的图像采集。如此，使扫描获得的平面字图的清晰度足够高，并且具有一定的仿真度以及其色彩不会失真；让该电子平面字图具有较高的分辨率，并且可以根据实际情况调整分辨率的大小，也可以对大篇幅以及带有相框的平面字图品进行扫描；当平面字图品放置于扫描区域，对其扫描轨迹的相关参数自动进行检测，实现驱动装置3的全自动启动及控制。

以上只通过说明的方式描述了本实用新型的某些示范性实施例，毋庸置疑，对于本领域的普通技术人员，在不偏离本实用新型的精神和范围的情况下，可以用各种不同的方式对所描述的实施例进行修正。因此，上述附图和描述在本质上是说明性的，不应理解为对本实用新型权利要求保护范围的限制。