[发明专利]一种测量碳纤维复合材料车身的装置

说明书

技术领域

本发明属于测量装置技术领域，具体涉及一种测量碳纤维复合材料车身的装置。

背景技术

汽车车身的轻量化，对于降低汽车能耗具有重要意义。尤其是对于新能源汽车中的纯电动车，在目前电池性能远不如人意的情况下，在保证车身安全性的前提下，降低车身重量，更具有现实意义。宝马i3在这方面进行了率先尝试。外表并不瘦小的宝马i3，因为采用碳纤维复合材料车身，自重仅1224kg。

宝马i3的碳纤维复合材料车身是由若干碳纤维复合材料构件组合而成，生产一个碳纤维复合材料车身，首先要生产若干碳纤维复合材料构件，然后再将所有碳纤维复合材料构件组合而成。而生产过程中，必须对碳纤维复合材料构件外形尺寸和碳纤维复合材料车身整体外形尺寸进行测量。

常规的三坐标测量机，技术先进、功能强大、测量精度高，在科研、生产中广泛应用，能够满足很多产品外形尺寸的测量精度要求。但是存在技术复杂、价格昂贵、设计制造难度大、对操作者要求高、测量效率偏低等问题，尤其是对于外形尺寸相对较大的汽车车身而言。

发明内容

本发明的目的在于解决上述问题，提供一种结构简单、价格低廉、测量效率较高的测量碳纤维复合材料车身的装置。

实现本发明上述目的的技术方案是：一种测量碳纤维复合材料车身的装置，它是由一个工作平台、四组相同的运动传感单元以及激光发射组件构成。

每组运动传感单元均由一个直线运动单元、一个光栅以及一个PSD传感器阵列组成；所述直线运动单元由直线轨道以及沿着所述直线轨道进行直线运动的滑台组成；所述PSD传感器阵列固定安装在所述滑台之上，每个PSD传感器阵列均由若干个光敏面位于同一平面内的PSD传感器组成。

所述四个PSD传感器阵列与所述工作平台的位置关系满足以下条件：当四个直线运动单元上的滑台进行直线运动时，固定安装在滑台上的四个PSD传感器阵列的光敏面扫过形成的平面与所述工作平台上表面构成一个方体的四个侧面和底面的几何关系。

所述激光发射组件包括一个基板、固定安装在基板上方的四个激光器、固定安装在基板下方的三个支脚以及设置在每个支脚底端的球体；

所述四个激光器的位置关系满足以下条件：所述四个激光器的发射方向均朝向PSD传感器阵列；所述四个激光器发射的激光轴线位于同一平面内，且该平面平行于所述三个球体的球心连线形成的三角形所在的平面；所述四个激光器分成两组，每组中的两个激光器发射的激光轴线共线，两组激光器形成的两条线平行。

所述激光发射组件还包括一个固定安装在基板上方的第五激光器；所述第五激光器的位置关系满足以下条件：所述第五激光器发射的激光轴线位于上述四个激光器发射的激光轴线所在平面内且垂直于所述两组激光器形成的两条线；所述第五激光器的发射方向朝向PSD传感器阵列且不朝向所述两组激光器形成的两条线。

所述激光发射组件还包括一个设置在上述四个激光器任一个上方的第六激光器；所述第六激光器的位置关系满足以下条件：所述第六激光器与其下方的激光器发射方向相同且发射的激光轴线在同一平面内平行，且该平面垂直于所述三个球体的球心连线形成的三角形所在的平面。

激光器发射的激光轴线上，定义激光束离开激光器的临界位置为激光器的出光点，所述第五激光器的出光点与所述两组激光器形成的两条线中较近的一条线的间距≥所述两组激光器形成的两条线的间距。

本发明具有的积极效果：（1）本发明的测量装置结构简单，价格低廉，对操作者要求不高，而且可以达到很高的测量精度，完全能够替代三坐标测量机对尺寸相对较大的碳纤维复合材料车身的测量。（2）本发明的测量装置通过设置第六激光器，可以实现将激光器同时打开一并获得六个激光感应点，然后只需根据六个激光感应点之间的空间位置关系即可确定各个激光器对应的激光感应点，从而获得三条激光轴线的空间位置，大大提高了测量效率。

附图说明

图1为本发明的测量装置的结构示意图。

图2为图1的俯视图。

具体实施方式

（实施例1）

见图1和图2，本实施例的测量碳纤维复合材料车身的装置由一个工作平台1、四组相同的运动传感单元2以及激光发射组件构成。

每组运动传感单元2均由一个直线运动单元21、一个光栅22以及一个PSD传感器阵列23组成。直线运动单元21由直线轨道211以及沿着直线轨道211进行直线运动的滑台212组成；光栅22安装在直线轨道211外侧，用于测定滑台212的位移；PSD传感器阵列23固定安装在滑台212之上。