CN104833292B - 弧形件的倾角检测方法、装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种弧形件的倾角检测方法、装置，检测方法包括放置步骤、测量步骤和计算步骤，在放置步骤中，将通过相交点相交的第一测量件和第二测量件分别与弧形件的同一侧接触，并保证该第一测量件和第二测量件从相交点到各自与弧形件的接触点的距离相同，在测量步骤中，分别测量β角和γ角，β角为第一测量件和第二测量件中的任意一者与竖直线所呈角度，γ角为第一测量件和第二测量件所呈角度，在计算步骤，基于α夹角与β角、γ角之间的几何关系计算得到弧形件的倾角。本发明通过将弧形件的倾角与能够方便测量β角和γ角建立几何关系而通过计算得到，方法简单巧妙能够快速完成倾角检测尤其适用于对车辆的车窗玻璃的倾角检测。

Description

弧形件的倾角检测方法、装置

技术领域

本发明涉及弧形件的倾角检测领域，具体地，涉及一种弧形件的倾角检测方法和实现该方法的倾角检测装置，更具体地，涉及车窗的倾角检测。

背景技术

弧形件由于其弧形结构，较难实现倾角的检测。例如在汽车工程中，通常需要测量车窗玻璃的倾角，该倾角定义为弧形车窗的弦与竖直线的夹角。其中车窗玻璃倾角主要包括前风窗玻璃倾角、后风窗玻璃倾角和侧风窗玻璃倾角，该车窗玻璃倾角的定义影响到整车架构定义和造型风格趋势。

目前，由于车窗玻璃的弧形结构，其倾角的测量主要依赖三维绘图软件建模模拟测量，即在二维、三维数据上获取玻璃断面数据后进行几何测量。这种方法虽然可以达到目的，但是依赖于三维绘图软件建模模拟测量，获取目标信息时间周期较长，且在只有实车没有数据的情况下无法获取目标信息，局限性较大。

因此，提供一种对实车的玻璃倾角等弧形件进行测量的技术方案具有积极意义。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种弧形件的倾角检测方法，该检测方法简单巧妙，能够快速完成对弧形件的倾角检测。

本发明的另一个目的是提供一种弧形件的倾角检测装置，该检测装置能够实现本发明提供的倾角检测方法，并且结构简单，成本较低。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供一种弧形件的倾角检测方法，该倾角为该弧形件的弦与竖直线之间的α夹角，所述检测方法包括放置步骤、测量步骤和计算步骤，在所述放置步骤中，将通过相交点相交的第一测量件和第二测量件分别与所述弧形件的同一侧接触，在所述测量步骤中，分别测量β角和γ角，所述β角为所述第一测量件和第二测量件中的任意一者与竖直线所呈角度，所述γ角为所述第一测量件和第二测量件所呈角度，在所述计算步骤，基于所述α夹角与所述β角、γ角之间的几何关系计算得到所述弧形件的倾角。

优选地，在所述放置步骤中，保证该第一测量件和第二测量件从相交点到各自与所述弧形件的接触点的距离相同。

优选地，所述γ角为所述第一测量件和第二测量件所呈的面向所述弧形件的角。

优选地，由穿过所述相交点的竖直线形成的β角包括背向所述弧形件的β1角和β2角，以及面向所述弧形件的β3角和β4角，其中所述β1角与所述β4角互补，所述β2角与所述β3角互补，满足：当β1＝β2＝β3＝β4＝90°时，α＝90°；当β1＜β2时，β3＜β4，且α＝β1+(γ/2-90°)，或者α＝β3-(γ/2-90°)；或者α＝(180°-β2)-(γ/2-90°)；或者α＝(180°-β4)+(γ/2-90°)。

根据本发明的另一方面，提供一种弧形件的倾角检测装置，该检测装置包括通过相交点相交的第一测量件和第二测量件，该第一测量件和第二测量件上分别具有与所述弧形件接触的接触点，该检测装置还包括分别用于测量所述第一测量件和所述第二测量件中任意一者与所述竖直线所呈的β角，以及所述第一测量件和所述第二测量件之间所呈的γ角的角度测量装置。

优选地，所述第一测量件和所述第二测量件从所述相交点到各自的接触点的距离相等。

优选地，所述第一测量件和第二测量件的端部通过所述相交点铰接。

优选地，所述角度测量装置包括第一量角器，该第一量角器上设置有水平仪，并且该第一量角器的零度基准线与所述水平仪的水平基准线垂直以用于测量所述β角。

优选地，所述第一量角器的圆心点通过连接销铰接在所述相交点上。

优选地，所述角度测量装置包括第二量角器，该第二量角器固定设置在所述第一测量件和第二测量件中的任意一者上以用于测量所述γ角。

优选地，所述第一测量件和所述第二测量件分别形成为杆状结构，并且分别绘制有从所述相交点到所述接触点的测量基准线。

优选地，所述第一测量件和第二测量件由透明材料形成，或者在相应部分开设角度读取窗口。

优选地，所述弧形件为车窗玻璃。

通过上述技术方案，本发明通过将弧形件的倾角与能够方便测量β角和γ角建立几何关系而通过计算得到，方法简单巧妙能够快速完成倾角检测尤其适用于对车辆的车窗玻璃的倾角检测，另外本发明提供的检测装置通过简单的结构能够完成对弧形件的倾角检测，并且易于操作成本较低。

本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是本发明优选实施方式提供的检测方法的一个原理示意图；

图2是本发明优选实施方式提供的检测方法的另一个原理示意图；

图3是β角的分布示意图；

图4是本发明优选实施方式提供的检测装置的分解示意图；

图5是图4中的检测装置在测量β角时的结构示意图；

图6是图4中的检测装置在测量γ角时的结构示意图；

图7是本发明优选实施方式提供的测量件的一种变形方式的结构示意图；

图8是本发明优选实施方式提供的测量装置的一种变形方式的结构示意图；

图9是本发明另一实施方式提供的检测方法的原理示意图。

附图标记说明

1 弧形件 2 角度测量装置

3 第一量角器 4 连接销

5 第二量角器 6 读取窗口

31 水平仪 32、51 零度基准线

a 第一测量件 b 第二测量件

k 第二参考线 m1 弦

m2 第一参考线 n 竖直线

o 相交点 p 接触点

x 测量基准线

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

在本发明中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下、左、右”通常是基于附图的图面方向而言的，“内、外”则是相应部件轮廓的内和外。例如弧形件的内侧是指弧形轮廓弯曲的方向。

作为本发明的构思，为了实现对例如车辆玻璃等弧形件的倾角检测，本发明将不能直接检测到的倾角，通过简单的检测装置与易于测量的角度建立几何关系，从而通过计算得出该倾角。如图1至图9所示，本发明提供一种种弧形件的倾角检测方法和实现该检测方法的检测装置，其中定义该倾角为该弧形件1的弦m1与竖直线n之间的α夹角，即为倾角为锐角，由于该弦m1为虚拟线，不能通过实体检测装置直接测量α夹角，因此为了实现本发明的目的，本发明提供的检测方法包括放置步骤、测量步骤和计算步骤，

如图1和图2、图5和图6所示，在放置步骤中，将通过相交点o相交的第一测量件a和第二测量件b分别与弧形件1的同一侧接触(图中为外侧)，然后在测量步骤中，分别测量β角和γ角，β角为第一测量件a和第二测量件b中的任意一者与竖直线n所呈角度，γ角为第一测量件a和第二测量件b所呈角度，由于在两个测量件放置完毕后，该β角和γ角均能够方便通过测量装置2测量而出，因此只需在计算步骤，基于α夹角与β角、γ角之间的几何关系计算得到弧形件的倾角即可。

因此，在本发明的技术方案中，通过将弧形件的不能直接测量倾角(α夹角)与能够方便测量β角和γ角建立几何关系而通过计算得到，方法简单巧妙，能够快速完成倾角检测尤其适用于对车辆的车窗玻璃的倾角检测，可以通过简单的结构能够完成对弧形件的倾角检测，并且易于操作成本较低。

其中，在本发明的优选实施方式中(如图1和图2所示)，为了方便计算，可保证该第一测量件a和第二测量件b从相交点o到各自与弧形件1的接触点p的距离相同。在本发明的另一实施方式中(该第一测量件a和第二测量件b从相交点o到各自与弧形件1的接触点p的距离不同)，即基于本发明构思的具体实施方式可以不对两个测量件的从相交点o到各自与弧形件1的接触点p的距离做限制，二者的不同计算方式将在下述中说明。

其中还需要说明的是，由于两个测量件的相交方式有多种，以及竖直线n的射线特性，β角和γ角在空间中不只存在一个，尤其是β角，例如如图3所示，两个测量件和穿过相交点o的竖直线n所形成的β角为四个，即逆时针布置的β1角、β2角、β3角和β4角，而γ角则可以在有些实施方式中也可以为四个，例如两个测量件的相交点o不在本发明优选实施方式中的端部而在两端之间的位置，则会构成四个γ角。因此，建立α夹角与β角、γ角之间几何关系的方式有多种，即通过不同β角和γ角与该α角建立几何关系。因此为了方便说明本发明，在此只介绍下述的优选实施方式，能够理解的是，本领域技术人员还能够基于本发明的构思进行其他各种几何关系的建立，例如在将两个测量件放置到弧形件1的内侧的实施方式中，或者将弧形件1的内侧和外侧互换的实施方式中，对于此类变形均应落在本发明的保护范围中。

其中，为了方便测量，在本发明的优选实施方式中，γ角为第一测量件a和第二测量件b所呈的面向弧形件1的角，这样，两个测量件的相交点o则可以在两个测量件的端部，并且方便角度测量装置2直接以两个测量件的本体作为基准对该γ角进行测量。

为了方便说明如何建立α角与β角、γ角之间的几何关系，如图1至图3所示，四个β角中的β1角和β2角背向弧形件1，β3角和β4角面向弧形件1，其中β1角与β4角互补，β2角与β3角互补。为了方便计算，首先介绍本发明优选实施方式中的计算方法，即，当第一测量件a和第二测量件b从相交点o到各自与弧形件1的接触点p的距离相同的情况。此时，首先满足：当β1＝β2＝β3＝β4＝90°即四个β角相等时，α＝90°；即弦m1与竖直线垂直。并且满足：当β1＜β2时，β3＜β4，即四个β不相等时，选择每个β角都能够计算出倾角α夹角，其中0°＜α＜90°。具体地，α＝β1+(γ/2-90°)，或者α＝β3-(γ/2-90°)；或者α＝(180°-β2)-(γ/2-90°)；或者α＝(180°-β4)+(γ/2-90°)。

下面详细介绍上述公式的原理。

首先，当β1＜β2时，能够得出与β2互补的β3小于与β1互补的β4，此时，为了简化操作，可在进行可首先选择较小的β1角或β3角作为要测量的β角。其中，为了方便论述，在图1和图2中，可在相交点o上施画与弦m1平行的第一参考线m2和垂直于弦m1的第二参考线k，第一参考线m2与第二测量件b之间形成θ1角，第一参考线m2与第一测量件a之间形成θ2角，由于两个测量件从相交点o到接触点p的距离相同，即与弦m1形成等腰三角形，因此，第二参考线k平分γ角，即θ1＝θ2＝90°-γ/2。

因此，如图1所示，当以β1角为要测量的β角时，即背向弧形面的较小的β角，方便测量，尤其是方便对车窗玻璃的测量。此时，表征要得到的倾角的α夹角等于由弦m1与竖直线n所呈的α1夹角还等于由第一参考线m2所呈的α2夹角，因此，可以得出α2＝β1-θ1＝β1+(γ/2-90°)。同理如图2所示，当以β3角为要测量的β角时，即面向弧形面的较小的β角。此时，表征要得到的倾角的α夹角等于由弦m1与竖直线n所呈的α1夹角还等于由第一参考线m2所呈的α3夹角，该α3于α2形成对顶角关系。因此，可以得出α3＝β1+θ2＝β3-(γ/2-90°)。而当以β2或β4，即较大的β为要测量的β角时，由于分别与β1和β3互补，可以得出α＝(180°-β2)-(γ/2-90°)；以及α＝(180°-β4)+(γ/2-90°)。因此，在实际测量过程中，使用者可以根据实际工况进行要测量的β角的选择，在判断同向的β角的大小时，可通过目测或角度测量装置2进行，对于此类变形方式均能够实现本发明的目的，并落在本发明的保护范围中。

除上述介绍的倾角0°＜α≤90°的情况外，在实际测量中还存在α＝0°的情况，即弦与竖直线重合，此时两个测量件只与竖直线形成两个相等的β角，并且满足2β+γ＝180°。

下面介绍在另一实施方式中，本发明的计算方法，即，当第一测量件a和第二测量件b从相交点o到各自与弧形件1的接触点p的距离不同的情况。此时，由于上述距离不同，则需要引入三角函数关系对上述方法中的与(γ/2)相对应的角进行计算。下面以其中一种情况进行说明(以β1角为要测量的β角时)，本领域技术人员能够基于本发明的构思并运用几何计算方式得出其他情况下的计算方式。

如图9所示，为了方便描述，分别在两个测量件与弦m1组成的三角形的顶角增加标记ABE，并且该第二参考线k的垂足为D，因此，为了计算α2角，则需要将本发明优选实施方式中的公式中与(γ/2)相对应的角替换为∠BED。

∠BED公式推导如下：

根据三角形边角关系可得：①

根据正弦定理可得AB/sin∠AEB＝BE/sin∠(180°-∠AEB-∠ABE)；

则②∠ABE＝180°-∠AEB-arcsin(BE*sin∠AEB/AB)；

根据已知△BDE为直角三角形，则③∠BED＝90°-∠ABE；

其中，AE和BE分别为第一测量件a从相交点o到各自与弧形件1的接触点p的距离，∠AEB为γ角，因此结合公式①②③，可以计算出∠BED，从而根据α＝β1+(∠BED-90°)得到弧形件的倾角。

因此，在当第一测量件a和第二测量件b从相交点o到各自与弧形件1的接触点p的距离不同的情况下，同样能够计算得到想得到的倾角。因此，本发明可以不对第一测量件a和第二测量件b从相交点o到各自与弧形件1的接触点p的距离进行限制。对于相等和不等方式的变形均应落在本发明的保护范围中。

上述介绍本发明提供的检测方法，为了方便实现该方法，本发明提供一种一种弧形件的倾角检测装置，该检测装置包括通过相交点o相交的第一测量件a和第二测量件b，该第一测量件a和第二测量件b上分别具有与弧形件接触的接触点p，优选地，为了方便计算，该第一测量件a和第二测量件b从相交点o到各自的接触点p的距离相等，该检测装置还包括分别用于测量第一测量件a和第二测量件b中任意一者与竖直线所呈的β角，以及第一测量件a和第二测量件b之间所呈的γ角的角度测量装置2。

其中两个测量件和角度测量装置2的具体结构可以有多种，其中从简化结构和方便操作的角度出发，优选地，第一测量件a和第二测量件b的端部通过相交点o铰接。即，两个测量件能够通过较短的结构方便对应不同工况的弧形件，尤其是对应不同方向的车窗。其中，由于相交点o到接触点p的长度相同，因此对两个测量件相互转动的角度不做限制，只要能够测量出β角和γ角即可。其中更优选地，第一测量件a和第二测量件b分别形成为杆状结构，并且为了方便测量β角和γ角，可在两个测量件上分别绘制有从相交点o到接触点p的测量基准线x，该两条测量基准线x的长度相同。并且为了方便读取角度读数，优选地，第一测量件a和第二测量件b由透明材料形成，或者如图7所示，在测量将的相应部分开设角度读取窗口6也可，对于为了方便读取读数的变形方式均应落在本发明的保护范围中。

另外，能够实现本发明测量β角和γ角的角度测量装置2的实现方式也有多种，在本发明的一种实施方式中，为了测量β角，即与竖直线n之间的角度，角度测量装置2包括第一量角器3，该第一量角器上设置有水平仪31，并且该第一量角器3的零度基准线与水平仪31的水平基准线垂直以用于测量β角。这样如图所示，只需使用水平仪31找准水平位置，由于零度基准线32与水平基准线垂直，因此能够直接读取相应测量件与竖直线n之间的角度。

更优选地，第一量角器还能够同时用于测量γ角，即第一量角器能够相对于两个测量件旋转，具体地，第一量角器的圆心点通过连接销4铰接在相交点o上以还能够用于测量γ角，如图6所示，只需将零度刻度线与测量件上的测量基准线对齐即可读取两个测量件之间的角度。即在本发明的本实施方式中，只需一个量角器即可实现对β角和γ角的测量。除铰接连接方式外，第一量角器也可以不用两个测量将连接，而是由使用者手持而进行相应角度的测量。

此外，在另一实施方式中，还可以为测量γ角额外设置一个量角器，具体地，如图8所示，角度测量装置2包括第二量角器5，该第二量角器5固定设置在第一测量件a和第二测量件b中的任意一者上以用于测量γ角，具体地，可将其零度刻度线51与对应的测量件的测量基准线x对齐，即可直接得出两个测量件之间的γ角。

在其他实施方式中，角度测量装置还可以为其他能够测量角度的装置，其例如电子角度测量装置。为此，本发明提供的检测装置可以包括与该电子角度测量装置电连接的计算模块，从而直接将所测得的β角和γ角转换为最终想得到的倾角α夹角，对于变形同样应落在本发明的保护范围中。

综上，本发明提供的弧形件的倾角检测技术能够通过简单的结构实现对弧形件的倾角检测，尤其适用于车窗玻璃的倾角检测，原理巧妙，易于操作并且成本较低，因此具有较强的实用性和推广价值。

以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

Claims (13)

1.一种弧形件的倾角检测方法，该倾角为该弧形件(1)的弦(m1)与竖直线(n)之间的α夹角，其特征在于，所述检测方法包括放置步骤、测量步骤和计算步骤，

在所述放置步骤中，将通过相交点(o)相交的第一测量件(a)和第二测量件(b)分别与所述弧形件(1)的同一侧接触，

在所述测量步骤中，分别测量β角和γ角，所述β角为所述第一测量件(a)和第二测量件(b)中的任意一者与竖直线(n)所呈角度，所述γ角为所述第一测量件(a)和第二测量件(b)所呈角度，

在所述计算步骤，基于所述α夹角与所述β角、γ角之间的几何关系计算得到所述弧形件的倾角。

2.根据权利要求1所述的检测方法，其特征在于，在所述放置步骤中，保证该第一测量件(a)和第二测量件(b)从相交点(o)到各自与所述弧形件(1)的接触点(p)的距离相同。

3.根据权利要求2所述的检测方法，其特征在于，所述γ角为所述第一测量件(a)和第二测量件(b)所呈的面向所述弧形件(1)的角。

4.根据权利要求3所述的检测方法，其特征在于，由穿过所述相交点(o)的竖直线(n)形成的β角包括背向所述弧形件(1)的β1角和β2角，以及面向所述弧形件(1)的β3角和β4角，其中所述β1角与所述β4角互补，所述β2角与所述β3角互补，满足：

当β1＝β2＝β3＝β4＝90°时，α＝90°；

当β1＜β2时，β3＜β4，且α＝β1+(γ/2-90°)，或者α＝β3-(γ/2-90°)；或者α＝(180°-β2)-(γ/2-90°)；或者α＝(180°-β4)+(γ/2-90°)。

5.一种弧形件的倾角检测装置，其特征在于，该检测装置包括通过相交点(o)相交的第一测量件(a)和第二测量件(b)，该第一测量件(a)和第二测量件(b)上分别具有与所述弧形件接触的接触点(p)，该检测装置还包括分别用于测量所述第一测量件(a)和所述第二测量件(b)中任意一者与竖直线所呈的β角，以及所述第一测量件(a)和所述第二测量件(b)之间所呈的γ角的角度测量装置(2)。

6.根据权利要求5所述的倾角检测装置，其特征在于，所述第一测量件(a)和所述第二测量件(b)从所述相交点(o)到各自的接触点(p)的距离相等。

7.根据权利要求5所述的倾角检测装置，其特征在于，所述第一测量件(a)和第二测量件(b)的端部通过所述相交点(o)铰接。

8.根据权利要求5所述的倾角检测装置，其特征在于，所述角度测量装置(2)包括第一量角器(3)，该第一量角器上设置有水平仪(31)，并且该第一量角器(3)的零度基准线(32)与所述水平仪(31)的水平基准线垂直以用于测量所述β角。

9.根据权利要求8所述的倾角检测装置，其特征在于，所述第一量角器的圆心点通过连接销(4)铰接在所述相交点(o)上。

10.根据权利要求8所述的倾角检测装置，其特征在于，所述角度测量装置(2)包括第二量角器(5)，该第二量角器(5)固定设置在所述第一测量件(a)和第二测量件(b)中的任意一者上以用于测量所述γ角。

11.根据权利要求5-10中任意一项所述的倾角检测装置，其特征在于，所述第一测量件(a)和所述第二测量件(b)分别形成为杆状结构，并且分别绘制有从所述相交点(o)到所述接触点(p)的测量基准线(x)。

12.根据权利要求5-10中任意一项所述的倾角检测装置，其特征在于，所述第一测量件(a)和第二测量件(b)由透明材料形成，或者在相应部分开设角度读取窗口(6)。

13.根据权利要求5所述的倾角检测装置，其特征在于，所述弧形件为车窗玻璃。