本發(fā)明涉及一種多點(diǎn)式曲面測(cè)量設(shè)備，該設(shè)備可進(jìn)行各類板材的曲面測(cè)量,包含航空航天,車輛制造,以及船舶制造、模具制造領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

在航空航天，汽車生產(chǎn)，飛機(jī)維修，船舶制造、模具制造等領(lǐng)域，需要對(duì)大量曲面板材進(jìn)行測(cè)量。傳統(tǒng)的測(cè)量工藝往往是采用制作木質(zhì)樣板樣箱來(lái)進(jìn)行驗(yàn)證，但其測(cè)量周期長(zhǎng)、精度低。隨著科技的進(jìn)步，新的測(cè)量工藝紛紛出現(xiàn)，在接觸式測(cè)量領(lǐng)域，三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)為典型代表，可將實(shí)體外部的幾何形狀數(shù)字化輸出，同時(shí)可達(dá)到較高精度，但其測(cè)量速度慢且易劃傷被測(cè)量物體表面。而對(duì)于非接觸式測(cè)量，主要數(shù)據(jù)采集方法有光學(xué)測(cè)量，激光三角形法，超聲波測(cè)量，電磁測(cè)量等方法，其測(cè)量速度快，精度較高，無(wú)形狀限制，在汽車，航空航天等領(lǐng)域獲得長(zhǎng)足發(fā)展，但由于其對(duì)環(huán)境要求較高，在復(fù)雜測(cè)量環(huán)境下很難保證較高測(cè)量精度，所以尤其在船舶制造領(lǐng)域上述兩種方法都沒(méi)有獲得長(zhǎng)足發(fā)展。

目前，人力資源稀缺，建造行業(yè)的人工成本在不斷增加，制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)要求迫切，船舶行業(yè)也加快了數(shù)字化造船的步伐。個(gè)別大型國(guó)有船企首次在造船領(lǐng)域引進(jìn)了平面自動(dòng)化制造流水線，大大提高了船舶建造的效率，大大減少了企業(yè)的建造成本。而曲面分段制造流水線卻遲遲未能獲得突破，究其原因主要是曲面測(cè)量無(wú)法實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，目前仍需采用傳統(tǒng)的制作木質(zhì)樣板樣箱測(cè)量曲面的成型情況。在大力提倡綠色制造、智能制造的大背景下，一種適用于復(fù)雜工況下的曲面測(cè)量設(shè)備的開(kāi)發(fā)已勢(shì)在必行。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了克服上述現(xiàn)有產(chǎn)品的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種能解決當(dāng)前測(cè)量設(shè)備的不足，對(duì)使用環(huán)境要求極低的，可將測(cè)量數(shù)據(jù)圖形化輸出并生成可供CAD、CATIA、SPD等程序讀取的標(biāo)準(zhǔn)文件的多點(diǎn)式曲面測(cè)量設(shè)備。

為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的所采用的技術(shù)方案是：一種多點(diǎn)式曲面測(cè)量設(shè)備，其特征在于：它由外殼、一個(gè)光電傳感器、三個(gè)位移傳感器、處理器、儲(chǔ)存器、控制電路和電源組成；所述外殼上表面設(shè)有顯示屏和開(kāi)關(guān)，所述外殼尾部設(shè)有USB接口，所述外殼后端設(shè)有測(cè)量按鈕，所述外殼內(nèi)部設(shè)有處理器、儲(chǔ)存器、電源；所述一個(gè)光電傳感器位于所述外殼下表面的前端，所述滾輪位于所述外殼下表面的后端；所述三個(gè)位移傳感器位于所述外殼下表面的中部。

為了實(shí)現(xiàn)無(wú)固定坐標(biāo)空間下測(cè)量曲面形狀，本發(fā)明提供一種多點(diǎn)接觸式曲面測(cè)量方法，其特征是：(1)通過(guò)連續(xù)測(cè)量曲線上的點(diǎn)與其弦線的距離,(2)在開(kāi)始測(cè)量后對(duì)每組測(cè)量數(shù)據(jù)建立相對(duì)坐標(biāo)系,并進(jìn)行坐標(biāo)轉(zhuǎn)換,得到統(tǒng)一坐標(biāo)系上的坐標(biāo)點(diǎn),(3)以上述轉(zhuǎn)換后的測(cè)量點(diǎn)為控制點(diǎn)即可確定一條光順曲線,即被測(cè)物體測(cè)量結(jié)果。

為了在該設(shè)備上實(shí)現(xiàn)上述測(cè)量方法，其特征是，該測(cè)量設(shè)備通過(guò)控制芯片集成數(shù)據(jù)讀取、分析、測(cè)量、結(jié)果顯示、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)所有功能，且測(cè)量點(diǎn)坐標(biāo)均是基于測(cè)量裝置本身。

為了直觀的顯示實(shí)測(cè)結(jié)果與實(shí)際曲線之間誤差，本發(fā)明提供一種新型其特征是：處理器將標(biāo)準(zhǔn)截面曲線與實(shí)測(cè)截面曲線進(jìn)行對(duì)比，并采用等高線表現(xiàn)形式顯示測(cè)量誤差，并將誤差結(jié)果數(shù)字化顯示在液晶顯示屏上。

本發(fā)明所取得的有益效果為：本發(fā)明在曲面測(cè)量中采用多點(diǎn)接觸式測(cè)量法，避免了非接觸式測(cè)量在惡劣的加工環(huán)境下導(dǎo)致的精度差、可靠性低等缺點(diǎn)。此外，本發(fā)明操作簡(jiǎn)單，操作工人可直接人工手持該設(shè)備對(duì)待測(cè)物體進(jìn)行測(cè)量，測(cè)量過(guò)程簡(jiǎn)單快捷，只需在曲板表面沿測(cè)量路徑滾動(dòng)，即可通過(guò)設(shè)備上面的液晶顯示屏顯示板材的在該截面處的曲線形狀，并可顯示與目標(biāo)曲線的誤差。與其他測(cè)量設(shè)備和測(cè)量方法相比，該測(cè)量設(shè)備和方法無(wú)需建立工作空間即不存在x、y、z三向傳動(dòng)裝置，也不需對(duì)工件表面進(jìn)行處理，即拿即測(cè)，高效便捷。同時(shí)可生成測(cè)量數(shù)據(jù)文件，使用該文件可在CAD、CATIA、SPD等程序中生成所測(cè)曲線形狀。

附圖說(shuō)明

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說(shuō)明。

圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)圖

圖2為本發(fā)明的剖視圖

圖中1-外殼、2-光電傳感器、3-位移傳感器、4-USB接口、5-顯示屏、6-開(kāi)關(guān)、7-滾輪，8-測(cè)量按鈕。

具體實(shí)施方式

如圖1、圖2所示的實(shí)施例中，一種多點(diǎn)式曲面測(cè)量設(shè)備，其特征在于：它由外殼、一個(gè)光電傳感器、三個(gè)位移傳感器、處理器、儲(chǔ)存器、控制電路和電源組成；所述外殼上表面設(shè)有顯示屏和開(kāi)關(guān)，所述外殼尾部設(shè)有USB接口，所述外殼后端設(shè)有測(cè)量按鈕，所述外殼內(nèi)部設(shè)有處理器、儲(chǔ)存器、電源；所述一個(gè)光電傳感器位于所述外殼下表面的前端，所述滾輪位于所述外殼下表面的后端；所述三個(gè)位移傳感器位于所述外殼下表面的中部。

如圖1、圖2所示所述的外殼1起固定和形成外觀的作用，使人可以握住設(shè)備進(jìn)行測(cè)量操作；所述的開(kāi)關(guān)6用來(lái)控制整個(gè)設(shè)備的工作和結(jié)束；所述的測(cè)量按鈕8用于在測(cè)量時(shí)指揮處理器對(duì)測(cè)量模塊的數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算，并將計(jì)算結(jié)果儲(chǔ)存在處理器中；所述的顯示屏5用來(lái)顯示設(shè)備的測(cè)量結(jié)果和加工誤差；所述的USB接口4可以外接設(shè)備導(dǎo)入加工信息和導(dǎo)出數(shù)字化測(cè)量數(shù)據(jù)；所述的光電傳感器2在測(cè)量時(shí)沿著板材表面滾動(dòng)并輸出脈沖信號(hào)，通過(guò)處理器對(duì)脈沖信號(hào)進(jìn)行計(jì)算即可得知本測(cè)量設(shè)備在鋼板上的移動(dòng)曲線距離；所述的三個(gè)位移傳感器3在測(cè)量時(shí)會(huì)隨著設(shè)備沿板材表面滾動(dòng)，對(duì)于不同的測(cè)量位置，位移傳感器會(huì)輸出不同的測(cè)量信號(hào)，經(jīng)過(guò)處理器計(jì)算即可生成所測(cè)曲線形狀；所述的處理器用來(lái)把光電傳感器和位移傳感器的測(cè)量信號(hào)轉(zhuǎn)化為測(cè)量結(jié)果；所述的儲(chǔ)存器用來(lái)儲(chǔ)存測(cè)量結(jié)束后的測(cè)量數(shù)據(jù)和通過(guò)USB導(dǎo)入的加工信息；所述的電池為充電電池，用來(lái)為設(shè)備工作提供電能。

如圖1、圖2所示，所述的控制電路，按動(dòng)開(kāi)關(guān)K后，電路接通，顯示屏L亮，通過(guò)USB接口導(dǎo)入目標(biāo)曲線并存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中，目標(biāo)曲線在顯示屏上顯示；按住測(cè)量按鈕T，使設(shè)備的光電傳感器2、三個(gè)位移傳感器3和滾輪7沿著被測(cè)板材曲面進(jìn)行測(cè)量，處理器IC會(huì)對(duì)長(zhǎng)度測(cè)量模塊的脈沖信號(hào)和法向測(cè)量模塊的位移信息隊(duì)形計(jì)算，并得到測(cè)量結(jié)果，顯示在顯示器中，同時(shí)將數(shù)據(jù)儲(chǔ)存在儲(chǔ)存器中；測(cè)量結(jié)束后松開(kāi)測(cè)量按鈕T，同時(shí)可將測(cè)量數(shù)據(jù)由USB接口導(dǎo)出。

將生成測(cè)量數(shù)據(jù)文件導(dǎo)入CAD、CATIA、SPD等程序中，便可快速生成所測(cè)曲線形狀。