CN103363908A - 圆周激光履带 - Google Patents

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Abstract

本发明是圆周激光履带。自动化电动组件可以被用来沿着圆筒状结构的边缘在内表面或外表面移动激光反射器。激光反射器可以用于将激光信号反射回被锁定在激光反射器上的激光跟踪器测量系统。随着激光反射器沿着圆筒状结构的边缘移动，激光跟踪器可以跟随激光反射器，获取圆周数据。激光反射器可以被移动到不同位置，从而能够获取不同的圆周数据行。自动化电动组件可以包含移动部件，其确保沿着穿越边缘一致的、连续的和/或紧紧的移动。移动部件可以包含多个轮子和/或滚筒和用于驱动至少一些轮子和/或滚筒的一个或多个马达。该自动化电动组件可以由用户输入控制，用户输入可以被无线地传递。

Description

圆周激光履带
技术领域
本发明的某些实施例涉及制造，并且更具体地，涉及与制造期间的操作相关的测量。更具体地，本发明的某些实施例涉及用于圆周激光履带的设备和方法。
背景技术
制造商处于持续不断的压力下以降低与制造过程相关的成本和/或提高制造过程的效率。关于这点，制造特定物品（例如，飞机）可能需要执行多种步骤以产生物品的完整示例。制造过程中进行的步骤类型可以由物品本身和/或由与制造过程有关的其他条件（例如，生成物品部件的分包商的使用）指示。例如，制造飞机可以需要组装部件，例如机身部分，其可以单独进行，有时由不同的分包商和/或在不同位置进行。因此，制造过程可以包括执行各种测量步骤，例如以确保在飞机装配期间不同的机身部分匹配。在飞机装配期间通常执行的一种测量类型是圆周测量，其旨在获取与例如机身部分的圆柱形或圆形结构的圆周相关的测量值。用于执行圆周测量的当前方法通常基于雷达测量技术，其往往比较耗时，并且需要使用昂贵的设备。
因此，有利的是，具有一种减少数据采集时间和/或成本同时保持或甚至提高精确性的圆周测量设备和方法。
通过比较常规和传统的系统与在本申请的剩余部分提出的本发明的一些方面并参考附图，常规和传统方法的额外限制和缺点对于本领域的技术人员将是显而易见的。
发明内容
提供一种用于圆周激光履带的设备和/或方法，其关于至少一个附图充分示出和/或描述，如在权利要求中更全面的提出。
根据本发明的一方面，提供包含可操作以沿结构的曲线形边缘运行的自动化电动装置的设备。该自动化电动装置包含可操作以沿着结构的曲线形边缘移动自动化电动装置的移动部件和可操作以将信号反射回到信号源的反射器。
有利地，反射器是弹簧加载的。有利地，自动化电动装置包含用于能使反射器移动的滑动部件。有利地，自动化电动装置包含用于在自动化电动装置沿边缘移动期间将自动化电动装置紧紧地固定到边缘的夹紧部件。有利地，移动部件包含多个轮子和/或滚筒，所述轮子包含由所述自动化电动装置中的一个或多个马达驱动的一个或多个驱动轮。优选地，多个轮子和/或滚筒包含由所述自动化电动装置中的一个或多个马达驱动的一个或多个驱动轮。优选地，多个轮子和/或滚筒包含倚靠结构边缘的一个或多个垂直滚筒。优选地，多个轮子和/或滚筒包含在结构的第一表面运行的一个或多个第一轮子和在结构的第二表面运行的一个或多个第二轮子，其中结构的第二表面与所述第一表面相对，并且一个或多个第一轮子和一个或多个第二轮子中的每个被紧紧地推到其运行的表面。优选地，多个轮子和/或滚筒包含以相对于边缘的角度驱动并且进入结构的一个或多个轮子。优选地，自动化电动装置包含能够使至少一些轮子和/或滚筒独立于其他轮子和/或滚筒移动的跟踪部件。有利地，该自动化电动装置包含用于控制自动化电动装置的至少一些部件的操作的控制器。有利地，该自动化电动装置包含用于接收和/或发送数据的通信部件，所述数据包含用户输入、反馈和/或状态信息。优选地，通信部件可操作以将所述数据无线传递到自动化电动装置和/或从自动化电动装置无线传递所述数据。
根据本发明的另一方面，提供一种方法，该方法包括相对于结构的曲线形边缘将自动化电动装置的反射器定位到特定位置，和通过以下方式在特定位置处获取圆周数据行：沿曲线形边缘移动自动化电动装置，在自动化电动装置移动期间利用激光跟踪测量系统获取圆周坐标数据，以及继续移动自动化电动装置和获取圆周数据，直到获得完整的圆周数据行。
有利地，该结构是飞机的机身部分。有利地，该方法包括基于以下步骤获取圆周坐标数据：发送来自激光跟踪测量系统的信号，并且通过激光跟踪测量系统接收反射器的信号反射。有利地，该方法包括通过以下步骤获取多个额外的圆周数据行：将自动化电动装置的反射器重新定位到多个其他位置，和获取在多个其他位置的每个位置的圆周数据行。有利地，该方法包括与自动化电动装置进行通信以将用户输入发送到自动化电动装置和/或从自动化电动装置获取信息。优选地，与自动化电动装置的通信被无线地执行。有利地，用户输入被用来控制自动化电动装置的至少一些操作。
根据下面的说明书和附图，本发明的这些和其他优点、方面和新颖特征以及图示说明的其实施例的细节将被更全面地理解。
已经讨论的特征、功能和优点可以在不同的实施例中独立地实现，或可以在其他实施例中被组合，其进一步的细节参考下面的说明书和附图可见。
附图说明
图1是图示说明用于提供圆周测量的激光雷达的使用的图。
图2是图示说明根据本发明的有利实施例接合激光跟踪器使用圆周激光履带的图。
图3是图示说明根据本发明的有利实施例的圆周激光履带的图。
图4是图示说明根据本发明的有利实施例的圆周激光履带的各种移动部件和定位部件的图。
图5是图示说明根据本发明的有利实施例的能够符合表面和/或保持移动部件与表面接触的圆周激光履带的铰接组件的图。
图6是图示说明根据本发明的有利实施例的使移动零件能够相对于边缘可变地横向调节的圆周激光履带的跟踪调节部件的图。
图7是图示说明根据本发明的有利实施例的能够相对于表面调节和锁定反射器的圆周激光履带的反射器部件的图。
图8是图示说明根据本发明的有利实施例的能够相对于边缘调节反射器的定位的圆周激光履带的反射器穿越部件的图。
图9是图示说明根据本发明的有利实施例的在测量期间由圆周激光履带执行的示例性操作的流程图。
具体实施方式
本发明的某些实施例可见于用于圆周激光履带的方法和系统中。在下面的说明书和附图中提出了本发明的某些实施例的许多具体细节，以提供对这些实施例的透彻理解。然而，本领域的技术人员将理解，本发明可以具有额外的实施例，或本发明可以在没有以下说明书中描述的一些细节的情况下实施。整个附图中相似的附图编号指代相似的元件。
基于激光跟踪的测量可以被用来获取与曲线形物体的内表面和/或外表面有关的圆周数据，该曲线形物体可以包含圆筒状结构，例如在装配飞机的过程中使用的机身部分。关于这点，自动化电动装置可以被用来沿着在被测量的结构边缘移动激光反射器，该自动化电动装置可操作以沿着曲线形边缘紧紧地穿越，该激光反射器可以被附接至自动化电动装置。激光跟踪器可以锁定在激光反射器上，当自动化电动装置穿越边缘时，激光跟踪器跟随激光反射器沿边缘移动，由此获取圆周数据，直到获取完整的圆周数据行，例如，通过完成沿边缘地完整运行来获取。通过相对于穿越的边缘将激光反射器重定位到不同位置，并且重复该过程直到获得相对应的完整的圆周数据行，以此可以获取额外的圆周数据行。该自动化电动装置可以包含移动部件，该移动部件被构造为能够沿着曲线形边缘紧紧地和/或可靠地穿越。该自动化电动装置可以包含例如多个驱动轮和/或滚筒。
图1是图示说明用于提供圆周测量的激光雷达的使用的图。参考图1，其示出激光雷达100和机身部分110。
激光雷达100可以被用来执行测量，特别是曲线形结构的圆周测量，曲线形结构可以包含圆筒状结构，例如机身部分110。关于这点，激光雷达100可以是计算机辅助便携式装置，其可以被用来在不需要除其表面在被测量的结构之外的物理目标的情况下测量表面。特别地，激光雷达100可以通过向结构的表面发射激光束而运行，并且然后以类似于雷达的方式执行表面的测量，该方式基于由激光雷达接收回的表面信号反射的处理。换句话说，基于多个自然表面点，通过计算激光雷达100正指向的水平角和/或垂直角，并确定基于表面的激光反射的范围（这还需要考虑由于表面本身的拓补结构引起的反射剖面的变化），激光雷达100可以执行圆周测量。以此方式，激光雷达100可以用于扫描圆周数据行，其中每行对应于距离结构边缘（边）的不同距离或深度。例如，第一行可以对应于边本身，之后每个连续行可以对应于沿远离边的方向距离之前的行的固定距离增量。关于这点，激光雷达100可以相对于圆筒状结构被向前或向后移动，以便于测量相对于结构的边缘（边）的不同深度或水平的点。可替换地，激光雷达100可以包含能够例如通过调节至激光发射器/接收器部件的角度而调节扫描角度的移动机构。关于这点，激光雷达100可以被物理地向前或向后移动，从而测量距离结构的边缘不同深度的点。但是，通过包括例如软件应用程序的其他工具，从而能够将激光雷达部件构造为利用理论点作为测量的定义点在不同深度或行测量，利用例如激光雷达100的激光雷达的更常见的测量可以消除对激光雷达本身的物理移动的需要。
然而，在执行圆周测量过程中使用激光雷达100具有一些缺点。作为其中之一，激光雷达通常是价格昂贵的设备。而且，利用激光雷达100执行圆周测量是耗时的。关于这点，例如，由于需要处理反射、考虑由表面本身的拓补结构引起的任何变化，确定每个测量点的范围需要大量时间（例如，几秒钟）。因此，为了测量特定表面的数据行，激光雷达100可能需要大量时间来完成测量，因为必须测量大量的点（例如，对于机身部分而言通常几百个点），并且减少测量点的数量从而减少测量时间是不可取的，因为这样做可以不利地影响测量的可靠性，即，使用的测量点越少，测量可靠性越低。此外，使用激光雷达用于测量，特别是圆周测量，具有一些固有的局限性。例如，使用激光雷达通常将测量限制为内表面，这是因为激光雷达100只能基于来自相同参考点的从不同点的反射提供测量，激光雷达100必须沿着经过结构（例如，机身部分）内部的轮轴定位和/或移动。激光雷达的另一个局限是由于到被测量的表面的入射角度。关于这点，利用基于雷达的机制，最佳和最精确的表面测量将是激光束垂直于表面或与表面正交。然而，随着激光束开始偏离垂直条件，测量不确定性增加。因此，如果测量外部圆筒状形状，那么激光到表面的垂直条件将随圆筒状的径向形状和激光雷达系统的当前位置而改变。为了适应该条件，激光雷达100将需要被物理地移动到另一个位置，从而为激光束提供更好的垂直条件以继续测量更多表面点。不断（物理地）移动激光雷达以便于进行外表面点测量的需要可以是增加数据采集时间的主要原因。
图2是图示说明根据本发明的有利实施例的圆周激光履带和激光跟踪器的使用的图。参考图2，其示出了机身部分110、履带200和激光跟踪器210。
激光跟踪器210可以是用于计算表面相关测量的计算机辅助便携式装置。关于这点，激光跟踪器210可以与激光雷达100相似，其可以基于信号的反射确定表面测量，信号例如为激光跟踪器210本身发射的激光。然而，与激光雷达100不同，激光跟踪器210可以例如通过跟踪特定物理目标的信号的反射来执行计算以产生或获取表面测量，其中该特定物理目标不同于正在测量其表面的结构。例如，激光跟踪器210可以被构造为将其激光束锁定在特定反射器上，该特定反射器可以适用于将具有由激光跟踪器210发射的光束特征的激光束反射回光束源。关于这点，由激光跟踪器210发射的激光束从反射器反射，并且激光跟踪器210基于激光束传播到那个反射器并回至激光跟踪器210可能需要的时间计算范围。激光跟踪器210可以保持被锁定在反射器上。换句话说，通过简单地锁定在反射器上，然后跟随反射器例如沿类似于例如机身部分110的曲线形结构的边缘移动，由此通过使反射器在边缘实现转弯而能够计算圆周数据行，通过激光跟踪器210的测量可以被执行。
履带200可以是便携式自动化电动装置，其可以操作以便以受控的方式移动物理目标，例如激光反射器，从而辅助激光跟踪器210执行表面测量。关于这点，履带200可以被构造为将激光反射器保持在特定位置，并且能够沿着例如机身部分110的结构的边缘移动处于那个位置的反射器，从而能够使激光跟踪器210产生和/或获取表面测量（例如，圆周测量）。
履带200可以包含执行不同操作支持履带200的预期功能的多个部件。例如，履带200可以包含反射器支撑物部件，用于提供与反射器有关的必要功能——例如，将反射器支撑在特定位置，保持反射器与表面接触等。履带200还可以包含移动部件，其能够使履带200沿着结构边缘移动，该结构包括例如机身部分110的弯曲形结构。关于这点，履带200的移动部件可以被构造为使履带200能够在机身部分110或其他类似的圆筒状结构的内部或外部移动。为此，履带200可以包含夹紧部件和/或功能，以确保履带200牢固地和/或紧紧地夹在穿越的边缘上，和/或以一致的方式移动履带——也就是确保反射器相对于边缘被保持在预选位置。
履带200还可以包含用于控制履带200的不同操作和/或部件的控制器部件。关于这点，控制器部件可以包含可编程电路，其提供控制信号给履带200的至少一些部件，从而能够将这些部件构造为执行支持履带200的功能的不同操作。例如，控制器部件可以控制履带200的移动部件的操作。
在本发明的实施例中，履带200可以被构造为接收和/或发送信息，例如通过包括用于提供和/或处理到和/或来自履带200的通信的通信部件。关于这点，例如，履带200可以接收用户输入，用户输入可以用于控制和/或调节履带200的不同操作或功能。例如，用户输入可以包含与移动相关的命令，例如“开始”或“停止”和/或其他相似的命令。履带200还可以操作以发送状态信息，例如关于履带的不同部件或功能的信息。状态信息可以被发送到激光跟踪器210和/或用户可以使用的其他装置（例如，计算机）。接收和/或发送可以通过利用一个或多个合适的技术无线地执行。例如，通信可以通过红外（IR）信号、蓝牙信号和/或WiFi信号。然而，本发明不限于任何特定的通信技术。
在执行圆周测量的过程中，激光跟踪器210可以结合履带200使用。关于这点，通过利用基于从履带的激光反射器接收的反射得到的时间和/或距离信息，激光跟踪器210可以使用指向履带的反射器的激光束基于范围计算产生和/或获取圆周测量。履带200的反射器最初可以相对于机身部分110的边缘被设定在特定位置，并且激光跟踪器210可以锁定在反射器上——也就是激光跟踪器210可以设置为将其激光束定向到反射器。然后，履带200可以沿着机身部分110的边缘移动，同时激光跟踪器210保持被锁定在反射器上并且跟随反射器的移动（和履带200），并且反射器的这种跟踪可以被用于使激光跟踪器能够产生和/或获取对应于反射器位置的行的圆周测量。随着反射器被移动到不同位置，例如通过包括可以与反射器支撑物部件组合或附接至反射器支撑物部件的滑动部件，该过程可以被重复，由此能够产生和/或获取不同行的圆周测量。
与例如基于雷达测量技术（例如，当利用激光雷达100时）的其他方法相比，结合履带200使用激光跟踪器210执行圆周测量可以提供许多优点。与激光雷达相比较，基于跟踪的装置或系统，例如激光跟踪器210可以便宜得多，并且因此基于激光跟踪的方法可以比基于雷达的方法更廉价，即使具有在基于跟踪的操作中可能需要的其他装置的成本增加，该其他装置例如为履带200。此外，使用激光跟踪技术可以导致时间的显著减少，因为基于跟踪的范围计算可以比基于雷达的计算快好多倍，因为激光跟踪器使用来自最佳的和已经锁定在目标（例如，履带200的激光反射器）上的反射，因此消除了对基于雷达的操作通常需要的复杂处理的需求。而且，与基于雷达的技术不同，基于雷达的技术通常被限制于提供圆筒状（或相似形状）结构的内表面的圆周测量，而根据本发明的基于跟踪的测量能够产生和/或获取类似于机身部分110的结构的内表面和外表面的圆周测量。例如，通过将履带200设置为随着被直接定位在（或相对于）外表面上的激光反射器一起移动，可以获取外表面的圆周测量。关于这点，为了确保激光反射器保持由激光跟踪器210看到，例如利用距离表面的预定偏移量，激光反射器可以被定位成稍微偏离外表面，从而确保在穿越边缘期间激光反射器在任意点处不被结构挡住，同时激光跟踪器210被构造为当产生外表面的测量时考虑偏移量。为了能够和/或适应将激光反射器定位为远离测量表面，即，在激光反射器和测量表面之间没有直接接触，例如支撑物机构的物理部件可以包括在履带200中，其可以确保当履带200穿越测量表面时激光反射器可以被保持在特定和恒定的偏移量处。而且，为了防止由该定位偏移量产生的误差，测量计算可以被构造为考虑该偏移量。例如，激光跟踪器210可以被告知通过激光反射器支撑部件施加的激光反射器和测量表面之间的定位偏移量，然后当计算圆周测量时，激光跟踪器210可以包括和/或考虑该偏移量。
与基于雷达的技术相比较，基于跟踪的方法还可以导致可靠性提高。使用履带200沿着被测量的结构的边缘移动激光跟踪器210被锁定在其上的激光反射器，能够增加当获取特定行的圆周测量时读取的测量点数量。关于这点，因为处理不可预测的信号反射所需的增加的复杂性，所以基于激光雷达的方法可以只允许测量有限数量的点，例如，每一英寸或半英寸，从而将获取行的圆周测量所需的时间最少化。另一方面，利用激光跟踪器进行处理信号反射和基于其执行计算（和测量）要快得多，所以使用激光跟踪器210和履带200的组合能够在时间和/或距离方面以更高的速率捕获测量数据。例如，激光跟踪器210可以在小到一秒钟的一部分的时间内和/或在非常小的空间间隔（例如，每十个）获取与测量相关的读数。换句话说，因为当履带200沿边缘移动时激光跟踪器210保持被锁定在被附接至履带200的激光反射器上，所以可以以任何速率采集数据，由此允许采集大量数据，比通常利用基于雷达的技术采集的数据多得多，同时还能够及时地进行（例如，甚至用更少的时间）。一个其他优势是能够通过利用履带200可用的通信链路调节履带200和/或其移动来控制和/或调节测量操作，这可以允许非常灵活的数据采集和/或测量。
图3是图示说明根据本发明的有利实施例的圆周激光履带的图。参考图3，其示出了图2的履带200。图3还示出用户控制器370。
履带200可以包含可以执行和/或支持履带200的不同功能的多个部件。例如，履带200可以包含控制器箱300、多个轮子310、激光反射器320、横动杆330、一个或多个马达340、一个或多个夹紧组件350和电池/支撑物组件360。
控制器箱300可以包含用于控制履带200和/或其部件的操作和/或功能的合适的逻辑、电路、接口和/或代码。为此，控制器箱300可以利用至履带200的不同部件的内部链接，能够在这些部件和控制器箱300之间进行交互。控制器箱300可以包含处理器302，该处理器302可以操作以控制和/或管理履带200的操作。关于这点，处理器302可操作以例如通过利用控制信号构造和/或控制履带200的不同部件和/或子系统的操作。本发明不限于任何特定类型的处理器，可以使用不同类型的处理器，包括通用处理器、微处理器和/或ASIC。控制器箱300还可以包含通信模块304，该通信模块304能够发送和/或接收数据。关于这点，通信模块304可以根据一个或多个无线接口、技术和/或标准支持无线通信。例如，通信模块304可以被构造为发送和/或接收红外（IR）信号、蓝牙信号、WiFi信号和/或其他相似类型的信号。
轮子310可以用于移动履带200。关于这点，马达340（图4中所示）可以用于通过驱动履带200的至少一些移动部件，例如，一个或多个轮子310，提供履带200的自动化电动移动。马达340可以被构造为提供轮子310的连续和/或恒定的旋转。履带200的移动还可以包含使用除了轮子310之外的额外的轮子和/或滚筒，其可以与其他表面或边缘接触，也就是除轮子310在其上运行的表面之外。关于这点，额外的轮子和/或滚筒可以支持控制履带200的移动，确保履带200在移动期间将保持紧紧地固定于表面和/或边缘。提高履带200的移动质量可以导致提高基于该移动执行的测量的可靠性。额外的轮子和/或滚筒不需要被电动化，即，可以不由马达340驱动。然而，本发明不是如此受限的，并且马达340可以用于驱动履带200的所有移动部件。
为了进一步提高履带200的移动，夹紧机构可以用于进一步确保履带200的不同移动零件保持与它们在其上运行的表面和/或边缘接触，和/或履带200尽可能牢牢地在测量结构的边缘上连续运行。例如，夹紧组件350可以用于将轮子310连接至在机身部分110的相对表面上运行的对应轮子，并且将这些轮子紧紧地推入机身部分110，由此牢固地对着它们在其上运行的表面推动这些轮子。不同的机构可以用来检验夹紧功能。例如，可以使用扭转弹簧、蛤壳设计，其中弹簧352可以用于通过将不同组的轮子拉入彼此而确保轮子被压入它们在其上运行的表面。
履带200的移动可以通过其他工具进一步提高，从而进一步确保履带200在其移动期间保持紧紧地固定于表面和/或边缘，和/或确保在履带200移动期间保持激光反射器320的位置。例如，一些轮子和/或滚筒可以分成单独的组，这些组被构造为提供其间的旋转和/或横向灵活性，即，这些组能够被横向地（相对于边缘，由此符合边缘中的任何倾斜）和/或旋转地（从而更好地符合穿越的表面同时保持轮子和/或滚筒与表面接触）偏移。这可以通过包括提供轮子和/或滚筒组之间的横向的和/或旋转的偏移的跟踪部件来实现。在以下附图的一个或多个中将更详细地描述这些特征。
激光反射器320可以操作以反射激光束，例如由激光跟踪器210发射的激光束。关于这点，激光反射器320可以被构造为最佳地反射由激光跟踪器210产生和/或发射的信号。支撑组件可以用于支撑激光反射器320。关于这点，激光反射器320的支撑组件可以用于将激光反射器320附接至履带200，并且还可以用于确保激光反射器320保持与测量表面接触。不同的机构可以用来确保激光反射器320可以保持与穿越的表面接触。例如，激光反射器320可以包括弹簧加载的设计，其中扭转弹簧可以用于紧紧地对着穿越的表面的表面（例如，机身部分110的内表面或外表面）推动激光反射器320。在一些情况下，激光反射器320可以相对于结构的边缘移动，从而能够测量不同行的数据。这可以通过使用横动杆330实现，横动杆330能够远离和/或朝着边缘滑动激光反射器320的支撑组件。在以下附图的一个或多个中将更详细地描述这些特征。
电池/支撑物组件360可以包含一个或多个电池，该一个或多个电池用于例如通过一个或多个电力电缆362提供动力至履带200的不同部件，因而能够使得其操作能够进行。关于这点，电池/支撑物组件360可以包含可以适用于提供动力至履带200和/或其任何部件的任何类型的电池。尽管履带200描述为具有基于电池的电源，但是本发明不限于此。因此，可以使用适用于提供动力至履带200的任何类型的电源。关于这点，基于不同考虑，包括功率相关和非功率相关的因素，可以认为电源是合适的。例如，可以评估电源，以确定其是否可以提供充足的和/或合适的电压或瓦特，但是还可以评估电源从而确定其大小和/或重量是否合适，例如，电源通常不应当太庞大或太重，因为过重或过大会不利地影响履带200的移动。
用户控制器370可以包含能够使用户与履带200进行交互的合适逻辑、电路、接口和/或代码。关于这点，例如，用户控制器370可以用于将用户输入发送到履带200，和/或从履带200获取信息。例如，用户输入可以包含与履带200的不同功能或操作有关的命令。例如，命令可以包含与移动相关的命令，例如“开始”、“暂停”和“停止”，和/或与速度相关的命令（即，为履带200的移动指定具体速度）。用户控制器370和履带200之间的交互可以通过无线通信执行。例如，用户控制器370可以被构造为通过红外（IR）信号、蓝牙信号、WiFi信号和/或其他相似类型的信号发送命令。
图4是图示说明根据本发明的有利实施例的圆周激光履带的各种移动部件和定位部件的图。参考图4，其示出履带200。
除了图3中所描述的轮子310之外，履带200可以包括额外的轮子和/或滚筒，其可以沿着除了轮子310在其上运行的表面之外的表面和/或边缘倚靠，从而提高履带200的移动。例如，除了顶部轮子310之外，履带200可以包括底部轮子420，其可以在与轮子310在其上运行的表面相对的表面上移动；和/或垂直滚筒410，其可以接触并在测量其圆周数据的结构的边缘上运行。应当理解，使用术语“顶部”、“底部”和“垂直”仅是为了解释和说明，这些术语不强加关于对应项的空间限制。换句话说，“顶部”轮子仅仅是某种意义上在附图中所示的履带200的透视图中它们在顶表面运行的顶部轮子。垂直滚筒410可以用于确保履带200以边缘作为索引（即，紧紧接触），并且在其上运行。除了顶部轮子之外，使用底部轮子可以使履带的移动更容易。
为了进一步提高履带200的移动，夹紧机构可以用于进一步确保履带200的不同移动零件保持与它们在其上运行的表面和/或边缘接触，和/或履带200尽可能牢牢地在测量结构的边缘上连续运行。例如，扭转弹簧、蛤壳夹紧组件350可以用于连接支撑顶部轮子310和底部轮子420的组件，因此牢牢地对着轮子在其上运行的表面推动这些轮子。
可以包括在履带200的移动部件中以进一步确保履带200紧紧地沿着结构的边缘430运行的另一个机制是调整轮子的角度。关于这点，顶部轮子310和/或底部轮子420可以被构造为在成角路径450移动，因而轮子可以倾斜而不是直线运行，沿着履带200的移动方向440进入结构（如图4的顶部透视图中所示），从而进一步确保当履带200沿着边缘430移动时保持牢牢地固定于结构的边缘430。通过使履带200沿着边缘430平滑地运行，使用垂直滚筒410可以辅助顶部轮子310和/或底部轮子410成角度的移动，同时轮子成角度的移动驱使履带进入结构（和由此的边缘430）。
图5是图示说明根据本发明的有利实施例的能够符合表面和/或保持移动部件与表面接触的圆周激光履带的铰接组件的图。参考图5，其示出履带200。
可以包括在履带200中以进一步确保履带200安全地和紧紧地穿越弯曲边缘的另一个特征是履带200的移动零件（轮子和/或滚筒）划分为单独的组，该弯曲边缘包括不平整的边缘。例如，履带200的一些轮子可以分成单独的组件，如图5中示为第一组520A和第二组520B，这些组被构造为允许相对于彼此旋转和/或横向调节，从而确保履带200可以更好地符合所穿越的边缘和/或表面。第一组520A和第二组520B可以包含履带200的移动零件的任何组合。例如，第一组520A和第二组520B可以只包含顶部轮子310的组、底部轮子420的组和/或顶部轮子310和底部轮子420两者的组，因此还可以包括连接顶部轮子和底部轮子和/或垂直滚筒的一部分夹紧部件。
第一组520A和第二组520B可以被构造为包括铰接组件，以允许这些组相对于彼此旋转，使得两组（520A和520B）可以保持接触，甚至当穿越具有不平整表面的部分时，确保大部分（或所有）轮子保持与表面接触。换句话说，包括铰接组件能够使第一组520A和第二组520B独立地倾斜（沿着移动方向440向右或向左），因而符合这些组在任何给定点处都与其接触的表面区域。这可以实现，例如通过包括单个轮轴杆/螺栓组件510以连接第一组520A和第二组520B，因而允许每个沿着与履带200的移动方向平行的轮轴相对于彼此旋转。尽管履带200被示为具有两组（车轮），但是本发明不限于此。因此，可以利用不同数量的组，和/或旋转组件用于连接被视为最佳实现履带200的最佳表面一致性特征那些组的所有或一些。
图6是图示说明根据本发明的有利实施例的能够相对于边缘可变地横向调节移动零件的圆周激光履带的跟踪调节部件的图。参考图6，其示出履带200。而且，图6中所示的是第一组520A和520B，当履带200可以包括移动部件的基于分组的构造时，可以使用第一组520A和520B。
第一组520A和第二组520B可以被构造为包括跟踪调节，以允许这些组相对于彼此横向移动，使得两组可以独立地尝试保持与穿越的边缘接触，即使当边缘不平整时，例如，当边缘倾斜或成角度时。关于这点，允许第一组520A和第二组520B横向偏移可以确保这些组可以独立地保持尽可能紧紧地固定于边缘，而不允许横向偏移可以引起其中一组远离边缘移动或离开边缘。因此，包括跟踪调节能够使第一组520A和第二组520B独立地保持与边缘接触，即使当边缘可以不直时。这可以例如通过包括跟踪调节槽600以能够使连接两组的任意连接组件横向移动来实现。例如，为了也允许横向偏移，通过使轮轴杆/螺栓组件510在跟踪调节槽600内移动，用于连接第一组520A和第二组520B的单个轮轴杆/螺栓组件510（允许组之间的旋转调节）可以与跟踪调节槽600组合起来，因而允许两组横向偏移，使得这两组的轮子可以增加或减少轮子远离边缘的量。
图7是图示说明根据本发明的有利实施例的能够相对于表面调节和锁定反射器的圆周激光履带的反射器部件的图。参考图7，其示出履带200的激光反射器320。
激光反射器320可以被附接至履带200，以能够利用激光跟踪器210产生和/或获取与履带200穿越其边缘的结构有关的测量数据。支撑组件可以用于支撑激光反射器320，将激光反射器320附接至履带200，和/或相对于测量的结构的表面保持激光反射器320的位置。关于这点，反射器支撑物710可以用于当履带200移动时将激光反射器320支撑在合适的位置。因为激光反射器320可以不确切地在测量的表面上，所以激光跟踪器210可以被构造为考虑在获取和/或产生测量数据的过程中执行的计算期间激光反射器320的表面和中心之间的任何分离。不同的设计和/或机构可以包括在反射器支撑物710中，从而确保激光反射器320可以保持与穿越的表面接触，或保持其位置（例如，当激光反射器320定位在远离表面的位置，例如在测量外表面期间）。例如，激光反射器320可以包括弹簧加载的设计，其中扭转弹簧730和固定螺杆锁720可以用于通过利用施加于锁定机构的弹簧加载力确保激光反射器320保持在合适的位置。扭转弹簧730可以用于施加扭转力在反射器支撑物710上以保持（支撑物和反射器本身）与表面接触。固定螺杆锁720可以用于将支撑组件锁定在合适的位置。在一些情况下，固定螺杆锁720可以用于锁定支撑组件，使得激光反射器320可以远离表面偏移。例如，当履带设置为沿着边缘移动时，这可以进行，使得履带的顶部对应于结构的外表面，因而能够产生外表面的测量数据。关于这点，保持激光反射器320距离表面一段距离可以确保当履带沿着结构（例如，机身部分110）的边缘移动时激光反射器320可以被激光跟踪器210看到。在这些情况下，激光跟踪器210可以被构造为考虑在获取和/或产生测量数据的过程中执行的计算期间距离表面的增加距离。
激光反射器320可以在测量的结构（例如，机身部分110）的表面上相对于结构边缘被移动到不同位置。重新定位激光反射器320能够产生和/或获取多个圆周数据行。例如，可以包含反射器支座710、固定螺杆锁720和扭转弹簧730的支撑组件可以被构造为沿着横动杆330滑动，使得激光反射器320可以被定位在距离边缘的不同距离处。
图8是图示说明根据本发明的有利实施例的能够相对于边缘调节反射器定位的圆周激光履带的反射器穿越部件的图。参考图8，其示出履带200的横动杆330。
横动杆330可以用于朝着和/或远离测量的结构的边缘滑动支撑激光反射器320的支撑组件，以能够产生多个圆周数据行。例如，履带200初始可以设置为，激光反射器320被定位在近边缘位置800，近边缘位置800可以对应于距离边缘最近的位置。在履带200完成围绕测量的结构的边缘的移动之后，激光反射器320可以重新定位到多个位置810中的每一个，达到远边缘位置820，该远边缘位置820可以对应于距离边缘最远的位置。重新定位可以通过沿着横动杆330移动支撑组件来进行。在每个位置，履带200可以完成沿着边缘的移动，从而在被重新定位到下一个位置之前，产生对应的圆周测量数据。
图9是图示说明根据本发明的有利实施例的在测量期间由圆周激光履带执行的示例性操作的流程图。参考图9，其示出包含多个步骤的流程图900。
在步骤902中，激光反射器可以相对于测量的结构的边缘被定位在特定位置。关于这点，激光反射器可以被附接至自动化电动装置（例如，履带200的激光反射器320）。在步骤904，履带可以沿着结构的边缘移动，同时例如通过使用激光跟踪器测量系统（例如，激光跟踪器210）在履带移动期间获取圆周坐标数据。在步骤906中，履带的移动和基于其的圆周数据的获取可以继续进行，直到获取和/或产生完整的圆周数据行。在步骤908中，可以确定是否需要额外的圆周数据行。如果不需要额外的圆周数据行，那么多个步骤可以终止。
返回到步骤908，如果需要额外的圆周数据行，多个步骤可以进行到步骤910。在步骤910中，激光反射器可以相对于边缘被重新定位到另一个位置。例如，在获取对应于近边缘位置800的圆周数据行之后，激光反射器320可以被重新定位在一个或多个位置810和/或远边缘位置820。然后，多个步骤可以返回到步骤904，从而能够获得和/或产生对应于新位置的圆周数据行。
本发明的其他实施例可以提供非临时性计算机可读介质和/或存储介质，和/或非临时性机器可读介质和/或存储介质，其上存储有至少一个代码部分可由机器和/或计算机执行的机器代码和/或计算机程序，因而引起机器和/或计算机执行本文中所述的有关圆周激光履带的步骤。
因此，本发明可以在硬件、软件或硬件和软件的组合中实现。本发明可以在至少一个计算机系统中以集中的方式或以不同元件分布在一些互联计算机系统之间的分布式方式实现。适用于执行本文中所述的方法的任何计算机系统或其他系统是合适的。硬件和软件的通常组合可以是具有计算机程序的通用计算机系统，当加载和执行该计算机程序时，该计算机程序控制计算机系统使得其执行本文中所述的方法。
本发明还可以嵌在计算机程序产品中，其包含能够实施本文中所述的方法的所有特征，当在计算机系统中加载时，计算机程序产品能够执行这些方法。该背景中的计算机程序表示任何语言、代码或符号形式的一组指令的任何表达，该指令意欲引起具有信息处理性能的系统直接或在以下步骤中任一个之后或在以下步骤中的两者之后执行特定功能：a）转换成另一种语言、代码或符号；b）以不同的材料形式再生。
尽管已经参考某些实施例描述了本发明，但是本领域的技术人员将理解，在不偏离本发明的保护范围的情况下，可以进行不同的改变和替换等价物。此外，为了使特定情况或材料适应本发明的教导，在不偏离本发明的保护范围的情况下，可以进行许多改进。因此，本发明不限于所公开的具体实施例，本发明将包括落入所附权利要求的保护范围内的所有实施例。

Claims (10)

1.一种设备，其包含：
自动化电动装置（200），其可操作以沿着结构的弯曲形边缘（430）运行，所述自动化电动装置（200）包含：
移动部件，其可操作以沿着所述结构的所述弯曲形边缘（430）移动所述自动化电动装置（200）；和
反射器（320），其可操作以将信号反射回信号源。
2.根据权利要求1所述的设备，其中所述自动化电动装置（200）包含夹紧部件（350），该夹紧部件（350）在所述自动化电动装置（200）沿着所述边缘（430）移动期间将所述自动化电动装置（200）紧紧地固定到所述边缘（430）。
3.根据权利要求1所述的设备，其中所述移动部件包含多个轮子（310）和/或滚筒（410），所述轮子（310）包含由所述自动化电动装置（200）中的一个或多个马达（340）驱动的一个或多个驱动轮。
4.根据权利要求3所述的设备，其中所述多个轮子（310）和/或滚筒（410）包含以下至少之一：
由所述自动化电动装置（200）中的一个或多个马达（340）驱动的一个或多个驱动轮；
倚靠所述结构的所述边缘（430）的一个或多个垂直滚筒；
在所述结构的第一表面运行的一个或多个第一轮子和在所述结构的第二表面运行的一个或多个第二轮子，其中所述第二表面与所述第一表面相对，并且所述一个或多个第一轮子和所述一个或多个第二轮子中的每一个被紧紧地推到它们在其上运行的表面；
在相对于所述边缘成角度驱动并进入所述结构的一个或多个轮子。
5.根据权利要求3所述的设备，其中所述自动化电动装置（200）包含能够使至少一些轮子和/或滚筒独立于其他轮子和/或滚筒移动的跟踪部件。
6.根据权利要求3所述的设备，其中所述自动化电动装置（200）包含：
用于控制所述自动化电动装置（200）的至少一些部件的操作的控制器（300）；和
用于接收和/或发送数据的通信部件（304），所述数据包含用户输入、反馈和/或状态信息。
7.一种方法，其包含：
相对于结构的弯曲形边缘（430）将自动化电动装置（200）的反射器（320）定位在特定位置；和
通过以下步骤获取在所述特定位置的圆周数据行：
沿着所述弯曲形边缘（430）移动所述自动化电动装置（200）；
利用激光跟踪器（210）在所述自动化电动装置（200）的移动期间获取圆周坐标数据；和
继续移动所述自动化电动装置（200）和获取圆周数据，直到获得完整的圆周数据行。
8.根据权利要求7所述的方法，其包含基于以下步骤获取所述圆周坐标数据：
发送来自所述激光跟踪器（210）的信号，和
通过所述激光跟踪器（210）接收所述反射器（320）的信号反射。
9.根据权利要求7所述的方法，其包含通过以下步骤获取多个额外的圆周数据行：
将所述自动化电动装置（200）的所述反射器（320）重新定位在多个其他位置，和
获取在所述多个其他位置中的每个位置的圆周数据行。
10.根据权利要求7所述的方法，其包含与所述自动化电动装置（200）进行通信，以将用户输入发送到所述自动化电动装置（200）和/或获取来自所述自动化电动装置（200）的信息。
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