一種碳纖維復(fù)合材料車身構(gòu)件測(cè)量裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于測(cè)量裝置技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種碳纖維復(fù)合材料車身構(gòu)件測(cè)量裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]汽車車身的輕量化，對(duì)于降低汽車能耗具有重要意義。尤其是對(duì)于新能源汽車中的純電動(dòng)車，在目前電池性能遠(yuǎn)不如人意的情況下，在保證車身安全性的前提下，降低車身重量，更具有現(xiàn)實(shí)意義。寶馬i3在這方面進(jìn)行了率先嘗試。外表并不瘦小的寶馬i3，因?yàn)椴捎锰祭w維復(fù)合材料車身，自重僅1224kg。
[0003]寶馬i3的碳纖維復(fù)合材料車身是由若干碳纖維復(fù)合材料構(gòu)件組合而成，生產(chǎn)一個(gè)碳纖維復(fù)合材料車身，首先要生產(chǎn)若干碳纖維復(fù)合材料構(gòu)件，然后再將所有碳纖維復(fù)合材料構(gòu)件組合而成。而生產(chǎn)過(guò)程中，必須對(duì)碳纖維復(fù)合材料構(gòu)件外形尺寸和碳纖維復(fù)合材料車身整體外形尺寸進(jìn)行測(cè)量。
[0004]常規(guī)的三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)，技術(shù)先進(jìn)、功能強(qiáng)大、測(cè)量精度高，在科研、生產(chǎn)中廣泛應(yīng)用，能夠滿足很多產(chǎn)品外形尺寸的測(cè)量精度要求。但是也存在技術(shù)復(fù)雜、價(jià)格昂貴、設(shè)計(jì)制造難度大、對(duì)操作者要求高、測(cè)量效率偏低等問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于解決上述問(wèn)題，提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)格低廉的碳纖維復(fù)合材料車身構(gòu)件測(cè)量裝置。
[0006]實(shí)現(xiàn)本發(fā)明上述目的的技術(shù)方案是:一種碳纖維復(fù)合材料車身構(gòu)件測(cè)量裝置，它是由一個(gè)工作平臺(tái)、四組相同的PSD傳感器陣列以及激光發(fā)射組件構(gòu)成；每組PSD傳感器陣列均由若干個(gè)光敏面位于同一平面內(nèi)的PSD傳感器組成。
[0007]所述四組相同的PSD傳感器陣列與所述工作平臺(tái)的位置關(guān)系滿足以下條件:所述四組相同的PSD傳感器陣列設(shè)置在所述工作平臺(tái)上表面，并且所述四組相同的PSD傳感器陣列的光敏面與所述工作平臺(tái)上表面構(gòu)成一個(gè)方體的四個(gè)側(cè)面和底面的幾何關(guān)系。
[0008]所述激光發(fā)射組件包括一個(gè)基板、固定安裝在基板上方的四個(gè)激光器、固定安裝在基板下方的三個(gè)支腳以及設(shè)置在每個(gè)支腳底端的球體。
[0009]所述四個(gè)激光器的位置關(guān)系滿足以下條件:所述四個(gè)激光器的發(fā)射方向均朝向PSD傳感器陣列；所述四個(gè)激光器發(fā)射的激光軸線位于同一平面內(nèi)，且該平面平行于所述三個(gè)球體的球心連線形成的三角形所在的平面；所述四個(gè)激光器分成兩組，每組中的兩個(gè)激光器發(fā)射的激光軸線共線，兩組激光器形成的兩條線平行。
[0010]所述激光發(fā)射組件還包括一個(gè)固定安裝在基板上方的第五激光器；所述第五激光器的位置關(guān)系滿足以下條件:所述第五激光器發(fā)射的激光軸線位于上述四個(gè)激光器發(fā)射的激光軸線所在平面內(nèi)且垂直于所述兩組激光器形成的兩條線；所述第五激光器的發(fā)射方向朝向PSD傳感器陣列且不朝向所述兩組激光器形成的兩條線。
[0011]本發(fā)明具有的積極效果:本發(fā)明的測(cè)量裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，價(jià)格低廉，對(duì)操作者要求不高，而且可以達(dá)到很高的測(cè)量精度，完全能夠替代三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)對(duì)碳纖維復(fù)合材料車身構(gòu)件的測(cè)量。
【附圖說(shuō)明】
[0012]圖1為本發(fā)明的測(cè)量裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0013]圖2為圖1的俯視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0014](實(shí)施例1)
見圖1和圖2，本實(shí)施例的碳纖維復(fù)合材料車身構(gòu)件測(cè)量裝置由一個(gè)工作平臺(tái)1、四組相同的PSD傳感器陣列2以及激光發(fā)射組件構(gòu)成。
[0015]每組PSD傳感器陣列2均由若干個(gè)(本實(shí)施例為400個(gè)，20X20陣列)光敏面位于同一平面內(nèi)的PSD傳感器21組成。
[0016]四組相同的PSD傳感器陣列2設(shè)置在工作平臺(tái)1上表面，并且四組相同的PSD傳感器陣列2的光敏面與工作平臺(tái)1上表面構(gòu)成一個(gè)方體的四個(gè)側(cè)面和底面的幾何關(guān)系(圖1中前后兩組PSD傳感器陣列2省略)。由此可以確定四組相同的PSD傳感器陣列2上所有PSD傳感器21的相對(duì)位置關(guān)系，記為M。
[0017]激光發(fā)射組件包括一個(gè)基板3、固定安裝在基板3上方的五個(gè)激光器(41、42、43、44、45)、固定安裝在基板3下方的三個(gè)支腳5以及設(shè)置在每個(gè)支腳5底端的球體6。
[0018]五個(gè)激光器(41、42、43、44、45)的發(fā)射方向均朝向PSD傳感器陣列2。
[0019]五個(gè)激光器(41、42、43、44、45 )發(fā)射的激光軸線位于同一平面內(nèi)，且該平面平行于三個(gè)球體6的球心連線形成的三角形所在的平面。
[0020]其中，激光器41和激光器44發(fā)射的激光軸線共線(以下記為A線)，激光器42和激光器43發(fā)射的激光軸線共線(以下記為B線)，A線和B線平行。
[0021]第五激光器45發(fā)射的激光軸線垂直于A線和B線；第五激光器45的發(fā)射方向不朝向A線和B線。
[0022]由此可以確定五個(gè)激光器(41、42、43、44、45)發(fā)射的激光軸線與三個(gè)球體6之間的相對(duì)位置關(guān)系，記為N1。
[0023]采用上述碳纖維復(fù)合材料車身構(gòu)件測(cè)量裝置對(duì)碳纖維復(fù)合材料車身構(gòu)件進(jìn)行測(cè)量的方法具體包括以下步驟:
①將碳纖維復(fù)合材料車身構(gòu)件7置于工作平臺(tái)1上，并位于四組相同的PSD傳感器陣列2內(nèi)，將激光發(fā)射組件的三個(gè)球體6在某一位置(記為A處)與碳纖維復(fù)合材料車身構(gòu)件7的表面實(shí)現(xiàn)三點(diǎn)接觸。
[0024]②先將激光器41打開(其余四個(gè)激光器處于關(guān)閉狀態(tài))，使發(fā)出的激光被PSD傳感器陣列2中的某個(gè)PSD傳感器21感應(yīng)，測(cè)出該激光感應(yīng)點(diǎn)(記為Z1)在該P(yáng)SD傳感器21中位置，記為M41，由M41以及上述Μ即可得到Z1的空間位置，記為Mil。
[0025]激光器41關(guān)閉，激光器42打開，重復(fù)上述過(guò)程，得到激光器42發(fā)射的激光在某個(gè)PSD傳感器21上的激光感應(yīng)點(diǎn)Z2的空間位置M12。
[0026]激光器42關(guān)閉，激光器43打開，重復(fù)上述過(guò)程，得到激光器43發(fā)射的激光在某個(gè)PSD傳感器21上的激光感應(yīng)點(diǎn)Z3的空間位置M13。
[0027]激光器43關(guān)閉，激光器44打開，重復(fù)上述過(guò)程，得到激光器44發(fā)射的激光在某個(gè)PSD傳感器21上的激光感應(yīng)點(diǎn)Z4的空間位置M14。
[0028]激光器44關(guān)閉，激光器45打開，重復(fù)上述過(guò)程，得到激光器45發(fā)射的激光在某個(gè)PSD傳感器21上的激光感應(yīng)點(diǎn)Z5的空間位置M15。
[0029]由Mil?M15即可得到五個(gè)激光器(41、42、43、44、45)發(fā)射的激光軸線的空間位置Ml，再結(jié)合上述N1，即可得到A處三個(gè)球頭6的空間位置XI。
[0030]③將激光發(fā)射組件的三個(gè)球體6在另一位置(記為B處)與碳纖維復(fù)合材料車身構(gòu)件7的表面實(shí)現(xiàn)三點(diǎn)接觸；重復(fù)步驟②，從而計(jì)算出B處三個(gè)球頭6的空間位置X2。
[0031]④重復(fù)步驟③，得到若干處三個(gè)球頭6的空間位置X3、X4、……、Xn。
[0032]由X1、X2、……、Xn即可得到碳纖維復(fù)合材料車身構(gòu)件7的外形尺寸數(shù)據(jù)。
[0033]上述測(cè)量方法實(shí)際等同于一臺(tái)采用球頭測(cè)頭的三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)對(duì)碳纖維復(fù)合材料車身構(gòu)件7表面進(jìn)行測(cè)量，計(jì)算出若干個(gè)與碳纖維復(fù)合材料車身構(gòu)件7表面相切的球頭測(cè)頭的球心坐標(biāo)，從而得到碳纖維復(fù)合材料車身構(gòu)件7外形尺寸數(shù)據(jù)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種碳纖維復(fù)合材料車身構(gòu)件測(cè)量裝置，其特征在于:由一個(gè)工作平臺(tái)(1)、四組相同的PSD傳感器陣列(2)以及激光發(fā)射組件構(gòu)成；每組PSD傳感器陣列(2)均由若干個(gè)光敏面位于同一平面內(nèi)的PSD傳感器(21)組成；所述四組相同的PSD傳感器陣列(2)與所述工作平臺(tái)(1)的位置關(guān)系滿足以下條件:所述四組相同的PSD傳感器陣列(2 )設(shè)置在所述工作平臺(tái)(1)上表面，并且所述四組相同的PSD傳感器陣列(2)的光敏面與所述工作平臺(tái)(1)上表面構(gòu)成一個(gè)方體的四個(gè)側(cè)面和底面的幾何關(guān)系； 所述激光發(fā)射組件包括一個(gè)基板(3)、固定安裝在基板(3)上方的四個(gè)激光器(41、42、.43、44)、固定安裝在基板(3)下方的三個(gè)支腳(5)以及設(shè)置在每個(gè)支腳(5)底端的球體(6); 所述四個(gè)激光器(41、42、43、44)的位置關(guān)系滿足以下條件:所述四個(gè)激光器(41、42、.43,44)的發(fā)射方向均朝向PSD傳感器陣列(2);所述四個(gè)激光器(41、42、43、44)發(fā)射的激光軸線位于同一平面內(nèi)，且該平面平行于所述三個(gè)球體(6)的球心連線形成的三角形所在的平面；所述四個(gè)激光器(41、42、43、44)分成兩組，每組中的兩個(gè)激光器發(fā)射的激光軸線共線，兩組激光器形成的兩條線平行； 所述激光發(fā)射組件還包括一個(gè)固定安裝在基板(3)上方的第五激光器(45);所述第五激光器(45)的位置關(guān)系滿足以下條件:所述第五激光器(45)發(fā)射的激光軸線位于上述四個(gè)激光器(41、42、43、44)發(fā)射的激光軸線所在平面內(nèi)且垂直于所述兩組激光器形成的兩條線；所述第五激光器(45)的發(fā)射方向朝向PSD傳感器陣列(2)且不朝向所述兩組激光器形成的兩條線。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種碳纖維復(fù)合材料車身構(gòu)件測(cè)量裝置，它是由一個(gè)工作平臺(tái)、四組相同的PSD傳感器陣列以及激光發(fā)射組件構(gòu)成；四組相同的PSD傳感器陣列的光敏面與工作平臺(tái)上表面構(gòu)成一個(gè)方體的四個(gè)側(cè)面和底面的幾何關(guān)系。激光發(fā)射組件包括一個(gè)基板、五個(gè)激光器以及三個(gè)球體，五個(gè)激光器發(fā)射的激光軸線位于同一平面內(nèi)，且該平面平行于三個(gè)球體的球心連線形成的三角形所在的平面；其中四個(gè)激光器分成兩組，每組中的兩個(gè)激光器發(fā)射的激光軸線共線，兩組激光器形成的兩條線平行。本發(fā)明的測(cè)量裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，價(jià)格低廉，對(duì)操作者要求不高，而且可以達(dá)到很高的測(cè)量精度，完全能夠替代三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)對(duì)碳纖維復(fù)合材料車身構(gòu)件的測(cè)量。
【IPC分類】G01B11/245
【公開號(hào)】CN105300313
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510853877
【發(fā)明人】劉瀏, 曹清林, 周金宇, 邱睿
【申請(qǐng)人】江蘇理工學(xué)院
【公開日】2016年2月3日
【申請(qǐng)日】2015年11月30日