CN101497278A - 激光投射标记设备 - Google Patents

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Abstract

本公开的系统包含多个激光投射器(14、14A、14B)。标记的图像(116)由多个激光投射器(14、14A、14B)以同步方式予以投射。计算机网络(118)提供与激光投射器(14、14A、14B)的通信。中心工作站(20)经由计算机网络(118)与激光投射器(14、14A、14B)通信。中心工作站(20)协调由激光投射器(14、14A、14B)投射出来的图像(116)。

Description

激光投射标记设备
技术领域
本披露内容总体上涉及激光投射，更为具体地说，涉及一种用于在大型运输工具表面上制作公司标记的激光投射系统。本发明特别适合用于飞机并将结合这种应用予以说明，尽管也预期其他一些应用。
背景技术
大型运输工具，诸如飞机，可以在制造过程中设置客户标记。这种标记可以包括一个或多个运输工具标志以及运输工具识别指示。该标记可以用一种或多种颜色制成。
当前，定制的Mylar机具设计得使之可能将标记施加于大型运输工具。Mylar机具的制造和维护都是昂贵的。典型地，这种Mylar机具是为每一喷涂设计手工制成的。改变设计一般需要一套新的手工制成的机具。一旦制成这套Mylar机具，要完成测试以确保正确的适配和功能。制作和测试是在基本上完成飞行器制造之后在最终总配时在飞行器上进行的。因而，制作和测试要求进出飞行器并可能要求机具使用人员处在危险位置(由于标记照例处在要求脚手架或其他供上下进出的构架或支架的位置)。对于一套Mylar机具来说，计划在30天内完工的一项装饰性加工过程是并非很不寻常的。在测试中发现的瑕疵可能需要另一30天计划以完成一套经过修正的Mylar机具。另外，此Mylar机具可能予以精心的手工制作以符合飞行器的技术规范，而在飞行器表面上竣工后的凹凸不平可能要求改建Mylar机具。
因此，理想的是具有一种可克服上述这些问题的方法和设备。
发明内容
本发明的各项实施例提供一种用于在大型目的物上激光投射标记的系统和方法。简述之，在结构上，此系统众多实施方式中的一项实施例，可如下实施。此系统包含多个激光投射器。标记的图像由该多个激光投射器以同步方式予以投射。计算机网络提供与这些激光投射器的通信。中心工作站经由计算机网络与各激光投射器通信。中心工作站协调由各激光投射器投射的图像。
本披露内容也可以看作是提供用于在大型目的物上激光投射标记的方法。在这方面，这种方法众多实施方式中的一项实施例，可以通过以下各步骤予以概述：关于目的物标定多个激光投射器；经由计算机网络从中心工作站将图像传达于此多个激光投射器；以及将图像用这多个激光投射器投射到目的物上。
本披露内容的其他系统、方法、特征和优点，对于本领域技术人员来说，通过审视以下附图和详细说明，将是或成为明显的。已经说明的特点、功能和优点可以在本披露内容的多项实施例中独立地实现，或者在另一些实施例中相互组合，后者的进一步细节可以参照以下说明和附图予以了解。
附图说明
本发明许多方面可以参照以下附图更好地予以了解。附图中的各组成部分不必符合比例，相反，重点是放在清晰表明本发明的各项原理上。此外，在附图中，同样的附图标记表示遍及若干视图的各相应零部件。
图1是一种根据本公开的一个实施例的用于在大型目的物上进行激光投射标记的系统的图示；
图2是一种根据本公开的用于在大型目的物上进行激光投射标记的具体系统的透视图示；
图3是示于图2之中系统的前视图；
图4是示于图2之中系统的侧视图；
图5是示于图2之中系统的内部图示；
图6是一种根据本公开的第二实施例的用于在大型目的物上进行激光投射标记的系统的图示；
图7是根据本公开的第二实施例，由用于在大型目的物上进行激光投射标记的系统投射出来的各图像的对齐情况的图示；以及
图8是根据本公开的一流程图，其示出提供用于在大型目的物上进行激光投射标记的上述系统的方法。
具体实施方式
图1是根据本公开的第一实施例的用于在大型目的物12上激光投射标记的系统10的图示。系统10包含多个激光投射器14。标记的图像16由多个激光投射器14以同步方式投射。计算机网络18提供与各激光投射器14的通信。中心工作站20经由计算机网络18与各激光投射器14通信。中心工作站20协调由各激光投射器14投射出来的图像16。
如图1所示，大型目的物12可以是飞机，当然其他尺寸类似的目的物也可以利用在此披露的发明。各激光投射器14，适当地予以协调之后，允许同时在许多不同的部位标记大型目的物12，这种投射方式在采用单一激光投射器时不可行。因而，可以沿着整个大型目的物12同时进行作业以涂刷和/或以另外方式标记大型目的物12。
图像16，在包括待施加于大型目的物12的标记时，也可以包括大型目的物12上出现的物理特征，诸如各窗孔13。在图像16中提供大型目的物12的特征有助于图像沿着大型目的物12变换。促进图像变换将改进大型目的物12标记制作的正确性。
如图1所示，激光投射器14可以经由计算机网络18以无线方式与中心工作站20通信。中心工作站20可以与作为计算机网络18一部分的发射器通信。中心工作站20通过发射器发射无线信号给激光投射器14以协调图像16在大型目的物12上的显示。计算机网络18和中心工作站20可以包括本领域技术人员已知的装置，用于生成和传送信号给各输出装置，诸如激光投射器14。中心工作站20还可以将图像16划分为多个图像16部分，以使每一激光投射器14投射一图像16部分而投射出去的各图像16部分的总和即是整个图像16。其次，投射出来的各图像16部分可以叠加，并在某些情况下，明显地叠加以保证图像16的正确投射。
图2是根据本公开的一种用于在大型目的物上进行标记的具体激光投射器14的透视图。投射器14包含在推车系统110之内，后者具有清洗室112，诸如2008年2月1日提交并转让给本申请的共同受让人的共同待审专利申请No.12/024825(代理人档案号BOEING 07-1231)之中所述。基本上光学上透明的壁板114沿着清洗室112制成。激光投射器116安装在清洗室112之内。激光投射器14(示于图5之中)安置得可穿过基本上光学上透明的壁板114投射激光束。
清洗室112在清洗室112内维持一种环境，为激光投射器14的安全操作创造条件。清洗室112可以连接于一条或多条导管，将一种或多种气体送进清洗室112并传出。清洗室112内可以收容一台或多台监视器，监测清洗室112内的环境是否存在危险气体或爆炸气体。清洗室112可以包括一种装置，其用于将清洗室112内的环境中存在危险气体或爆炸气体的情况通知给用户，以及/或者当表明存在危险气体或爆炸气体的时候，自动终止激光投射器14的操作。
基本上光学上透明的壁板114构成一个窗口，允许激光投射器14将线条、图像或其他投影从清洗室112投射出去。基本上光学上透明的壁板114可以由允许发自激光投射器14的辐射至少部分通过的材料设计而成。因而，比如，如果激光投射器投射不可见波长的辐射，则基本上光学上透明的壁板114只需要允许传送不可见波长的辐射，尽管基本上光学上透明的壁板114可以允许传送宽波段辐射。
激光投射器14可以是在业界已知的用于发送一束或多束辐射的任何装置。激光投射器14可以包括用于将图像精确地投射到非平整的三维目的物上的硬件和软件。
图3是根据本公开的用于在如图1所示的大型目的物12上进行激光投射标记的系统110的前视图。系统110包括防护壁板118，其可在第一位置(示于图3之中)与第二位置(示于图2之中)之间移动，其中第一位置基本上与基本上光学上透明的壁板114重叠而第二位置基本上露出基本上光学上透明的壁板114。由于系统110目的是用于在危险场所中操作，这些场所具有可能损害或破坏基本上光学上透明的壁板114的目的的重型机械和/或涂料，所以在切实需要保护基本上光学上透明的壁板114时，可以使用防护壁板118。
系统110包括推车122(示于图2之中)，其具有多个车轮124，清洗室112装于推车122。推车122允许清洗室112滚送到多个位置，以便使用激光投射器14。
系统110包括至少一个装于清洗室112外表面的枢转销126。如图3所示，清洗室112可以在清洗室112的相对侧上具有枢转销126。当安装在枢转销126上时，清洗室112可以在枢转销126上转动比如90度。在提供机会以转动清洗室112的同时，提供了机会以便以多种角度转动激光投射器14和投射图像。枢转销126也可以用于以叉车来拾取清洗室112。至少一个叉槽可以形成在清洗室112上，图上未表明。叉槽的尺寸可以适合接收叉车的叉杆，允许清洗室112由叉车举起。
系统110包括无线通讯装置136，其装在清洗室112之内并连线于激光投射器14。无线通讯装置136允许经由清洗室112与激光投射器14通信。如图3所示，系统110可以包括天线138，其装于清洗室112，至少一部分露在清洗室112以外。天线138与无线通讯装置136通信并可以改善无线通讯装置136的信号传送。无线通讯装置136和天线138可以是市场上有售的无线通讯产品。无线通讯装置136可以与天线138形成一体。无线通讯装置136可以比如用以传送图像给激光投射器14以供投射。
图4是根据本公开的用于在图1所示的大型目的物12上进行激光投射标记的系统110的侧视图。导管140连接于清洗室112用于气体传送。导管140示出为经由装于清洗室112的清洗控制器142连接于清洗室112。清洗控制器142控制气体通过导管140传送。清洗控制器142也可以装有减压阀144(图5)。可以操作减压阀144以释放清洗室112之内的过度的气压。
图5是根据本公开的用于在图1所示的大型目的物12上进行激光投射标记的系统110的内部图示。如图5所示，供电板132可以装在清洗室112之内用于连接激光投射器14。图示实施例也示出用于与激光投射器14无线通信的装置，虽然无线和有线两种装置都可以设置，但更为可能的是要么设置与激光投射器14有线通信，要么设置与激光投射器14无线通信。
图6是根据本公开的第一实施例，用于在大型目的物12上进行激光投射标记的系统110的图示。系统110包含多个激光投射器14A，14B。标记的图像116由多个激光投射器14A，14B以同步方式予以投射。计算机网络118提供与各激光投射器14A，14B的通信。中心工作站20通过计算机网络118与激光投射器14A，14B通信。中心工作站20协调由激光投射器14A，14B投射的图像116。
如图6所示，激光投射器包括活动的激光投射器14A和不动的激光投射器14B二者。为了重复标记/制造类似的大型目的物12，不动的激光投射器14B方便之处在于可以较为容易并比较可靠地变换图像。不过，在一些对于不动的激光投射器14B并不方便的部位可能需要一些标记，而对于这些标记制作，活动的激光投射器14A可能有用。系统110可以方便地采用3到大约30之间或更多的激光投射器14A，14B，其中比如大约百分之二十的激光投射器是活动的激光投射器14A，相应地大约百分之八十的激光投射器是不动的激光投射器14B。其次，对于大量的激光投射器来说，采用一个以上的中心工作站20可能是有用的。
图7是表明由不动的激光投射器14B投射的图像的对齐情况的图示。图像182、183、184、185在大型目的物上的预定点重叠。这些点可以利用小的回复反射表面170予以标出以确保所有的不动的激光投射器作为单一的系统工作。
图8是根据上述实施例，示出上述系统110在大型目的物12上进行激光投射标记的方法流程图200。应当指出，流程图之中的任何过程描述或程序块都应当理解为表示模块、片段、编码段落，或者步骤，其包括一或多条用于完成过程中的特定逻辑功能的指令，以及替代实施例可以包括在本披露内容的范畴之内，其中，一些功能可以不按图示或说明的顺序，包括基本上同时或以相反顺序，予以执行，视涉及的功能性而定。
如程序块202所示，多个激光投射器14关于目的物12予以标定。图像16通过计算机网络18从中心工作站20传向多个激光投射器14(程序块204)。图像16用多个激光投射器14投射到目的物12上(程序块206)。
应当强调，本发明的上述各项实施例，特别是，任何各项“优选”实施例，只是实施方式的一些可能范例，仅仅是为了明确地理解本发明的各项原理而予以说明的。对于上述各项实施例可以作出各种变动和修改而实质上并不脱离本发明的精神和原理。所有这些修改和变动都应当包括在本发明的范畴之内并由权利要求书予以保护。

Claims (15)

1.一种用于在运输工具外部进行激光投射标记的设备，该设备的特征在于包括：
多个激光投射器(14、14A、14B)；
由所述多个激光投射器(14、14A、14B)投射在运输工具外部上的图像(16，116)；
计算机网络(18、118)，其与所述激光投射器(14、14A、14B)通信；
中心工作站(20)，其通过所述计算机网络(18，118)与所述激光投射器(14、14A、14B)通信，由此，所述中心工作站(20)协调由所述激光投射器(14、14A、14B)投射的所述图像。
2.按照权利要求1所述的设备，特征在于，还包括多个清洗室(112)，每一清洗室(112)具有沿着所述清洗室(112)形成的基本上光学上透明的壁板(1)14，其中每一激光投射器(14、14A、14B)安装在所述清洗室(112)之一之内并定位地通过所述基本上光学上透明的壁板投射激光束。
3.按照权利要求2所述的设备，特征在于，还包括至少一个具有多个车轮(124)的推车(122)，其中所述清洗室(112)之一安装于所述推车(122)。
4.按照权利要求1所述的设备，特征在于，所述计算机网络(18、118)与所述激光投射器之间的通信是无线的。
5.按照权利要求1所述的设备，特征在于，所述多个激光投射器还包括多个不动的激光投射器(114B)和多个活动的激光投射器(114A)，而其中每一活动的激光投射器安装于所述推车(122)。
6.按照权利要求1所述的设备，特征在于，所述多个激光投射器还包括3至30个之间的激光投射器(14、14A、14B)。
7.按照权利要求1所述的设备，特征在于，还包括多个中心工作站(20)，其经由所述计算机网络(18、118)与所述激光投射器(14、14A、14B)通信，由此，所述中心工作站(20)协调由所述激光投射器(14、14A、14B)投射的图像(116)。
8.按照权利要求1所述的设备，特征在于，所述激光投射器(14、14A、14B)投射所述图像(116)的多个部分。
9.按照权利要求8所述的设备，特征在于，所述图像(116)的所述部分在由所述激光投射器(14、14A、14B)投射时重叠。
10.按照权利要求8所述的设备，特征在于，所述图像(116)的所述部分组合而形成所述图像(116)。
11.一种用于在大型目的物上进行激光标记的方法，该方法的特征在于包括以下各步骤：
关于所述目的物标定多个激光投射器(14、14A、14B)；
通过计算机网络(18、118)从中心工作站(20)将图像传向所述多个激光投射器(14、14A、14B)；以及
用所述多个激光投射器(14、14A、14B)将所述图像(116)投射到目的物上。
12.按照权利要求11所述的方法，特征在于还包括：
将至少一个所述激光投射器(14、14A、14B)安装在清洗室(112)之内；以及
定位所述激光投射器(14、14A、14B)以通过所述清洗室(112)的基本上光学上透明的壁板(114)投射激光束。
13.按照权利要求11所述的方法，特征在于，还包括将所述多个激光投射器(14B)的至少一部分安装在不动的位置上。
14.按照权利要求11所述的方法，特征在于，还包括在所述图像中包括所述大型目的物(12)的特征，从而促进所述图像沿着所述大型目的物进行变换。
15.按照权利要求11所述的方法，特征在于，投射所述图像(116)的步骤还包括每一激光投射器(14、14A、14B)投射所述图像的多个部分其中之一，由此，所述图像的所述部分组合而形成所述图像(116)。
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