[发明专利]一种破损纸张自动修复机器人及其修复控制方法

权利要求书

1.一种破损纸张自动修复机器人，其特征在于：包括有支架，固定于支架顶端上的工作台，设置于支架上的控制器，设置于工作台上的破损纸张固定平台、修补纸切割平台、移动式激光切割机构和移动式涂胶修补机构；

所述的破损纸张固定平台和修补纸切割平台均包括有真空吸附板和漩涡风机，破损纸张固定平台和修补纸切割平台的真空吸附板并排固定于工作台的顶端台面上，破损纸张固定平台和修补纸切割平台的漩涡风机均固定于工作台下方的支架上，破损纸张固定平台和修补纸切割平台的真空吸附板上均开设有多个均匀覆盖于真空吸附板上且上下贯通的开孔，真空吸附板上多个开孔的底端均通过气管与对应漩涡风机的负压侧连接；

所述的移动式激光切割机构和移动式涂胶修补机构均包括有固定于工作台上的移动机构，移动式激光切割机构还包括有固定于对应移动机构上的激光切割装置，移动式涂胶修补机构还包括有固定于对应移动机构上的涂胶装置、吸附定位装置和图像采集模组；

两台漩涡风机、移动式激光切割机构和移动式涂胶修补机构的移动机构、激光切割装置、涂胶装置和吸附定位装置的驱动机构、以及图像采集模组均与控制器连接，控制器通过远程通讯模块与上位机无线通讯连接；

所述的工作台上设置有两个相互平行的X轴支架，移动式激光切割机构和移动式涂胶修补机构的移动机构均选用H型XY两轴直线滑台模组，H型XY两轴直线滑台模组包括有两个X轴直线滑台模组和连接于两个X轴直线滑台模组X轴滑块之间的Y轴直线滑台模组，移动式涂胶修补机构的两个X轴直线滑台模组分别固定于两个X轴支架的顶端，移动式激光切割机构的两个X轴直线滑台模组分别固定于两个X轴支架的中部，使得移动式激光切割机构的两个X轴直线滑台模组和移动式涂胶修补机构的两个X轴直线滑台模组上下一一对应且相互平行，破损纸张固定平台和修补纸切割平台均位于移动式涂胶修补机构的两个X轴直线滑台模组之间，且修补纸切割平台位于移动式激光切割机构的两个X轴直线滑台模组之间，移动式激光切割机构的Y轴直线滑台模组和移动式涂胶修补机构的Y轴直线滑台模组相互平行；移动式激光切割机构Y轴直线滑台模组的Y轴滑块上固定连接有激光切割安装板，激光切割安装板上设置有切割升降滑台，切割升降滑台的升降滑块上固定连接有激光切割装置；

所述的移动式涂胶修补机构Y轴直线滑台模组的Y轴滑块上固定有倒U型安装板，倒U型安装板两个竖直部分的外侧壁上分别固定有涂胶装置和吸附定位装置，倒U型安装板的水平部分上固定有图像采集模组；

所述的涂胶装置包括有胶液容器、起泡器、涂胶升降滑台和涂胶喷头，胶液容器、起泡器和涂胶升降滑台均固定于倒U型安装板上，涂胶喷头连接于涂胶升降滑台的升降滑块上，胶液容器的出口通过连接管与起泡器的进口连接，起泡器的泡沫出口通过柔性连接管与涂胶喷头顶端的进口连接，涂胶喷头的出口竖直向下延伸；

所述的吸附定位装置包括有吸盘升降滑台、压板升降滑台、真空吸盘和弹簧压板，吸盘升降滑台和压板升降滑台并排固定于倒U型安装板上，真空吸盘固定连接于吸盘升降滑台的升降滑块上，弹簧压板固定连接于压板升降滑台的升降滑块上，工作台下方的支架上设置有真空泵，真空吸盘通过抽真空管与真空泵连接；

所述的图像采集模组包括有摄像头支撑架、固定于摄像头支撑架顶端上的摄像头安装座、以及固定于摄像头安装座上的摄像头和光源，摄像头和光源均朝向工作台。

2.根据权利要求1所述的一种破损纸张自动修复机器人的修复控制方法，其特征在于：具体包括有以下步骤：

（1）、首先将修补纸置于修补纸切割平台上，并采用负压吸附功能将修补纸定位于修补纸切割平台上上，避免其移动影响后续切割效果；然后将待修复破损纸张置于破损纸张固定平台上，同样采用负压吸附功能将待修复破损纸张定位于破损纸张固定平台上，避免其移动；

（2）、控制器内置有破损纸张固定平台的平面坐标系和修补纸切割平台的平面坐标系，图像采集模组采集破损纸张固定平台上待修复破损纸张的破损图像，控制器根据破损图像得出破损纸张破损轮廓位于破损纸张固定平台上的闭合线条坐标；

（3）、控制器根据破损纸张破损轮廓的闭合线条坐标计算得到修补纸的切割形状和面积，然后驱动移动式激光切割机构的移动机构带动激光切割装置切割修补纸切割平台上的修补纸，使得切割后的修补纸与破损纸张的破损区域相对应，控制器同时记录修补纸切割轮廓位于修补纸切割平台上的闭合线条坐标，并生成吸附定位坐标；

（4）、控制器根据破损纸张破损轮廓的闭合线条坐标生成涂胶轮廓坐标，控制器驱动移动式涂胶修补机构的移动机构根据涂胶轮廓坐标带动涂胶装置进行移动，将泡沫膏状的胶液均匀涂覆于破损纸张破损区域外周的顶面上；

（5）、激光切割装置切割完成、且涂胶装置涂胶完成后，控制器驱动移动式涂胶修补机构的移动机构带动吸附定位装置移动至修补纸切割平台的吸附定位坐标处，下移并采用负压吸附修补纸，再根据破损纸张破损轮廓的闭合线条坐标将修补纸移动至破损纸张的破损区域处，使得修补纸完全覆盖破损纸张的破损区域，而后吸附定位装置下移并解除负压，修补纸吸附于待修复破损纸张上，最后控制器驱动吸附定位装置沿涂胶轮廓坐标按压修补纸，使得修补纸紧密粘接于破损纸张上，从而完成破损纸张的修复作业。