CN107192382B - 曲面定位装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种曲面定位装置，包括底座、铅垂杆、激光测距仪、竖直刻度尺、激光标线仪、高度调节杆和高度调节机构，所述铅垂杆和竖直刻度尺固定在底座上，所述铅垂杆和所述竖直刻度尺平行，所述激光测距仪固定在铅垂杆上所述高度调节杆的通过连接杆与所述铅垂杆固定，所述高度调节机构可滑动的设置在所述高度调节杆上，所述激光标线仪固定在所述高度调节机构上，所述激光标线仪通过所述高度调节机构调节高度。本发明操作简单，无需测量即可在各种车辆的曲面上精确定位或划线，能彻底杜绝返工发生，提高了作业效率。

Description

曲面定位装置

技术领域

本发明涉及轨道交通装备制造领域，尤其涉及一种曲面定位装置。

背景技术

目前,安全、舒适、快捷已成为人们出行的基本要求，为了保证行车安全，最大限度地提高列车的运行速度，必须增加列车的结构强度，减少列车运行时的阻力，所以，动车组外形曲面化已成为设计研发趋势。但是，曲面结构也会给生产和施工带来一系列困难，若缺乏好的工艺方法，则会影响列车车体的制造精度和生产效率。

现有部分高速动车组的侧墙形状为三维曲面，为了在内侧墙上安装各种部件，必须在侧墙上按图纸标注的尺寸焊接或拉铆各种固定件。焊接或拉铆各固定件前，要先在曲面侧墙上定位，因侧墙为三维曲面形状，图纸给定的安装件坐标尺寸由水平尺寸和垂直尺寸组成，水平尺寸容易测量，精度容易保证；高度方向尺寸跨度较大，需要使用盒尺、伸缩尺、水平尺等工具测量，高度尺寸由于在曲面上，测量尺无法保证与测量基准(边梁地板)垂直，从而造成测量困难，定位、划线效率低，精度差。

发明内容

本发明提供一种曲面定位装置，该装置能够保证在曲面上快速、精准定位，提高作业效率。

本发明提供一种曲面定位装置，包括底座、铅垂杆、激光测距仪、竖直刻度尺、激光标线仪、高度调节杆和高度调节机构，所述铅垂杆和竖直刻度尺固定在底座上，所述铅垂杆和所述竖直刻度尺平行，所述激光测距仪固定在铅垂杆上；

所述高度调节杆的下端通过连接杆与所述铅垂杆固定，所述高度调节机构可滑动的设置在所述高度调节杆上，所述激光标线仪固定在所述高度调节机构上，所述激光标线仪通过所述高度调节机构调节高度。

进一步地，所述底座包括滚轮、槽铝型材、平衡转臂和垂直度调整螺杆；

所述槽铝型材固定于所述滚轮上，所述槽铝型材中部的外侧各焊接一连接板，所述铅垂杆安装于所述连接板的中间，一侧连接板的下面焊接两块铝板，所述平衡转臂安装于所述两块铝板的中间，所述垂直度调整螺杆安装于所述平衡转臂的一端；

所述铅垂杆上设置有一安装座，所述安装座的中心位置焊接有一连接杆，所述连接杆一端的上部开有圆孔，所述高度调节杆安装于所述圆孔内，所述高度调节杆通过螺母锁紧。

进一步地，所述垂直度调整螺杆的底部安装有活动底脚。

进一步地，所述铅垂杆上设置有第一水平仪，所述激光测距仪上设置有第二水平仪。

进一步地，所述高度调节机构包括调整手柄、滑块和锁紧件，所述调整手柄设置在所述滑块的一侧，所述锁紧件设置在所述滑块上，所述激光标线仪位于所述滑块的伸出端。所述高度调节杆为齿条杆，所述调整手柄上设置有与所述齿条杆啮合的齿轮，所述高度调节杆上设置有键槽，所述滑块与所述键槽配合通过所述调整手柄调节所述激光标线仪的高度，所述滑块通过螺母锁紧。

进一步地，还包括一水平调节机构，所述水平调节机构包括水平齿条杆、调节手轮和水平杆，所述水平杆的圆柱面上设置有方槽，所述水平齿条杆固定于所述方槽内，所述调节手轮上设置有与所述水平齿条杆啮合的齿轮，所述水平杆通过梯形板与所述滑块连接，所述激光标线仪设置在所述水平杆的一端，所述水平杆上设置有刻度线。

进一步地，所述水平杆的一端设置有连接体，所述连接体与旋转体连接，所述激光标线仪与所述旋转体连接，所述旋转体通过螺母与所述连接体固定。

进一步地，所述激光标线仪的下端设置有套装杆。

进一步地，所述铅垂杆的下部安装有调正板。

进一步地，所述激光测距仪通过测距仪安装座固定于所述铅垂杆上，所述测距仪安装座通过蝶形螺母安装于所述铅垂杆上。

进一步地，所述滚轮为槽形轮，所述曲面定位装置还包括与所述槽形轮配合的导轨，所述导轨的一侧设置有定位板。

进一步地，所述曲面定位装置还包括弹簧夹和激光靶，所述弹簧夹包括弹簧夹上体、弹簧夹下体、上体固定架、下体固定架、弹簧和固定板，所述弹簧夹上体固定在所述上体固定架上，所述弹簧夹下体固定在所述下体固定架上，所述上体固定架、下体固定架通过弹簧轴与所述弹簧连接，所述固定板固定于所述弹簧夹下体，所述固定板与所述弹簧夹下体垂直。

进一步地，所述激光标线仪为双十字激光标线仪。

本发明实施例的有益效果在于：利用光的直线传播原理采用激光测距仪和激光标线仪，将图纸坐标投影到划线曲面上，即可在各种车辆的曲面上精确定位或划线，而且定位精度高、操作简单，能彻底杜绝返工发生。本发明实施例曲面定位装装置为组合式设计，在实际操作中对无突出面物体基准测距时，采用了弹簧夹和激光靶进行定位；通过将滚轮设计为槽形轮，配合角铁导轨可在车厢远距离、大范围内进行定位作业。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的曲面定位装置的结构示意图；

图2为图1本发明实施例提供的曲面定位装置的另一视角结构示意图；

图3为本发明实施例提供的曲面定位装置的测距仪安装座结构示意图；

图4为本发明实施例提供的曲面定位装置的调正板结构示意图；

图5为本发明实施例提供的曲面定位装置C-C剖面结构示意图；

图6为本发明实施例提供的曲面定位装置的弹簧夹结构示意图；

图7为本发明实施例提供的曲面定位装置的弹簧夹局部和激光靶结构示意图；

图8为本发明实施例提供的曲面定位装置的弹簧夹局部结构示意图；

图9为本发明实施例提供的曲面定位装置的槽形轮和导轨结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在曲面车体上要保证安装件的精度，定位是最关键的一步，同时也是最困难的一步，本发明使用中介物，借助可调的、带刻度的铅垂杆传递图纸高度坐标。先将图纸上的位置坐标与铅垂杆上的点相对应，利用光的直线传播原理，将图纸坐标投影到划线曲面上，实现精确定位。

图1为本发明实施例提供的曲面定位装置的结构示意图；图2为图1本发明实施例提供的曲面定位装置的另一视角结构示意图。请参阅图1、图2所示，本实施例提供的一种曲面定位装置，包括底座、铅垂杆1、激光测距仪2、竖直刻度尺3、激光标线仪4、高度调节杆5和高度调节机构，所述铅垂杆1和竖直刻度尺3固定在底座上，所述铅垂杆1和所述竖直刻度尺3平行，所述铅垂杆1为100mm×40mm的铝型材，所述激光测距仪2固定在铅垂杆1上。图3为本发明实施例提供的曲面定位装置的测距仪安装座结构示意图，请参阅图3所示，本实施例中所述激光测距仪2通过测距仪安装座6固定于所述铅垂杆1上，所述测距仪安装座6通过蝶形螺母安装于所述铅垂杆1上。所述高度调节杆5的上端和下端通过连接杆7与所述铅垂杆1固定，所述高度调节机构可滑动的设置在所述高度调节杆5上，所述激光标线仪4固定在所述高度调节机构上，所述激光标线仪4通过所述高度调节机构调节高度。

本实施例中，所述底座包括滚轮9、槽铝型材10、平衡转臂11和垂直度调整螺杆12；所述槽铝型材10固定于所述滚轮9上，所述槽铝型材10中部的外侧各焊接一连接板13，所述铅垂杆1安装于所述连接板13的中间，一侧连接板13的下面焊接两块铝板14，所述平衡转臂11安装于所述两块铝板14的中间，所述垂直度调整螺杆12安装于所述平衡转臂11的一端，所述垂直度调整螺杆12上安装有垂直度调整手柄15用来调整所述铅垂杆1的垂直状态；所述铅垂杆2上设置有一安装座16，所述安装座16的中心位置焊接有一连接杆7，所述连接杆7一端的上部开有圆孔17，所述高度调节杆5安装于所述圆孔17内，所述高度调节杆5通过螺母8锁紧，所述螺母8为蝶形螺母，方便快速拆卸、锁紧，所述铅垂杆1上设置有斜撑18，所述斜撑18一端通过紧固螺栓固定在底座1上，一端通过紧固螺栓固定在铅垂杆1上，以保证铅垂杆1的垂直。

进一步地，所述垂直度调整螺杆的底部安装有活动底脚19，所述曲面定位装置在移动是可将活动底脚向上旋拧，保证曲面定位装置的垂直度调整螺杆在移动时避免与地面接触损伤车底平面。

进一步地，图4为本发明实施例提供的曲面定位装置的调正板结构示意图，请参阅图4所示，所述铅垂杆的下部安装有调正板20，具体的，所述调正板20用角铝型材加工而成，上面加工有两个孔安装在所述铅锤杆1上，所述调整板20的两端加工出圆弧，防止工作时划伤手，同时有美化效果，所述曲面定位装置在工作时，先将所述调正板20与侧墙接触，再调整垂直度调整螺杆12可方便、快速的将曲面定位装置调整到垂直状态。

进一步地，所述铅垂杆1上设置有第一水平仪21，在所述垂直度调整螺杆12调整垂直度时观测所述第一水平仪21，能够起到快速调整作用；所述激光测距仪2上设置有第二水平仪22，所述第二水平仪22能够快速判断激光测距仪2的水平状态，保证测量精度。

可选地，所述高度调节机构包括调整手柄23、滑块24和锁紧件，所述调整手柄23设置在所述滑块24的一侧，所述锁紧件设置在所述滑块24上，所述激光标线仪4位于所述滑块24的伸出端。所述高度调节杆5为齿条杆，所述调整手柄23上设置有与所述齿条杆啮合的齿轮，所述高度调节杆5上设置有键槽，所述滑块与所述键槽配合调节所述激光标线仪4的高度，所述滑块24通过螺母17锁紧。具体的，本实施例中所述高度调节杆5采用直径为30毫米的棒材加工而成，棒材的一侧加工成深度为3毫米的浅齿，在浅齿180度对应的中心线上加工出键槽，所述调整手柄23上设置有与所述齿条杆啮合的齿轮，所述滑块24与所述键槽配合在所述齿条杆上滑动，所述滑块24通过蝶形螺母固定，高度调节方向尺寸调整范围较大，所述调整手柄23采用手柄摇臂结构，调整的连续性强，适合于较大尺寸范围的快速调节，本实施例中所述高度调节杆5的高度为1600mm。

进一步地，还包括一水平调节机构，具体的，所述水平调节机构包括水平齿条杆、调节手轮25和水平杆26，所述调节手轮25的中心轴线与所述调整手柄23的中心轴线在空间上处于垂直状态，所述水平杆26的圆柱面上设置有方槽，所述水平齿条杆固定于所述方槽内，所述调节手轮25上设置有与所述水平齿条杆啮合的齿轮，所述水平杆26通过梯形板与所述滑块24焊接连接，所述激光标线仪4设置在所述水平杆26的一端，所述水平杆26上设置有刻度线，本实施例中，所述水平齿条杆的长度为150mm，所述水平调节机构的水平尺寸调整范围小，在调整过程中有停顿，采用调节手轮结构，能够满足精细化微调。

进一步地，图5为本发明实施例提供的曲面定位装置C-C剖面结构示意图，请参阅图5所示，所述水平杆的一端设置有连接体27，所述连接体27与一旋转体28连接，所述激光标线仪4固定在所述旋转体28上，所述旋转体28通过螺母与所述连接体27固定。具体的，所述水平杆26的外端加工有圆通孔，所述旋转体28为圆柱体结构，所述旋转体28与所述圆通孔配合可自由转动，所述旋转体28的圆柱中心加工有螺纹孔，当旋转体转动28将激光标线仪4调整到位后，通过蝶形螺母29将旋转体与水平杆26的位置固定锁紧。

进一步地，所述激光标线仪4的下端设置有套装杆30，本实施例中所述套装杆30为200+2×100＝400mm结构。

进一步地，所述激光标线仪4为双十字激光标线仪，当需要在一节车厢的左右对称位置打孔时，本实施例的曲面定位装置一次定位后即可完成，大大提高了作业效率，将该装置放在车体中心线上，还可以在车厢变截面上进行精确划线。

进一步地，图6为本发明实施例提供的曲面定位装置的弹簧夹结构示意图；图7为本发明实施例提供的曲面定位装置的弹簧夹局部和激光靶结构示意图；图8为本发明实施例提供的曲面定位装置的弹簧夹局部结构示意图。请参阅图6、图7、图8所示，所述曲面定位装置还包括弹簧夹40和激光靶50，所述弹簧夹40包括弹簧夹上体41、弹簧夹下体42、上体固定架43、下体固定架44、弹簧45和固定板46，所述弹簧夹上体41固定在所述上体固定架43上，所述弹簧夹下体42固定在所述下体固定架44上，所述上体固定架43、下体固定架44通过弹簧轴47与所述弹簧45连接，所述固定板46固定于所述弹簧夹下体42，所述固定板46与所述弹簧夹下体42垂直。具体的，在曲面定位装置在定位过程中，当图纸给出的水平方向定位基准为突出物体，如门柱或端墙时，激光测距仪2的激光束可直接投射到基准面上，此时，直接调整水平尺寸即可完成水平尺寸的定位；当图纸给出的水平方向定位基准不是突出物体，如窗口立面或板材端面时，可使用所述激光靶50和弹簧夹40来实现定位，通过弹簧夹40可方便、灵活地将激光靶50固定在窗口立面或板材端面60上，激光测距仪2的激光束便可投射到激光靶50上，此时，再调整水平尺寸即可实现水平尺寸的定位。

进一步地，图9为本发明实施例提供的曲面定位装置的槽形轮和导轨结构示意图，请参阅图9所示，所述底座上的所述滚轮9为槽形轮，所述曲面定位装置还包括与所述槽形轮配合的导轨31，所述导轨31的一侧设置有定位板32，所述定位板32与车厢底面平行，在实际运用中通过所述底座上的槽形轮与所述导轨31配合，无需找正就可在车厢较大范围内进行定位作业。

本发明实施例的使用方法如下：工作时，将调正板11与侧墙接触，通过垂直度调整手柄15将铅垂杆1调整至铅垂状态，通过激光测距仪20调整为图纸长度尺寸(即水平方向尺寸)，通过高度调正手柄23调整激光标线仪4的高度，当激光标线仪4的水平线在刻度尺18上与图纸给定的高度尺寸(即垂直方向尺寸)重合，在侧墙上的激光十字线的交点就是图纸坐标在侧墙上的投影，即为图纸坐标在曲面上的精确位置。当图纸给出的水平方向定位基准为突出物体，如门柱或端墙时，激光测距仪2的激光束可直接投射到基准面上，此时，直接调整水平尺寸即可；当图纸给出的水平方向定位基准不是突出物体，如窗口立面或板材端面时，通过弹簧夹，可方便、灵活地将激光靶50固定在窗口立面或板材端面上，然后将激光测距仪2的激光束投射到激光靶50上，再调整水平尺寸即可完成水平方向定位。

本发明实施例可实现的功能如下：

1、曲面定位装置在确定第一个点后，还可通过调节手轮25对激光标线仪4进行横向水平调整，调整范围为150mm，基本满足常用件的划线、定位需求。

2、激光标线仪4的下端设置有套装杆30，在高度方向上，不仅减小了装置的整体高度，而且通过调节蝶形母可将套装杆30旋转180度后锁紧，所以划线的高度范围为：0-2000mm，(铅垂杆高1600mm，套装杆200+2×100＝400mm，1600+400＝2000mm)完全满足侧墙上附件安装高度为34-2000mm范围内定位需求。

3、若需要安装的工件较大，或同一高度的工件数量较多时，通过调节蝶形母可将套装杆30旋转90度后锁紧，所以划线的水平范围为0-550mm(套装杆200+2×100＝400mm，调节手轮25通过水平齿条杆对激光标线仪4的调整范围为：150mm，400+150＝550mm)该装置在侧墙上水平可满足0-550mm范围内划线需求。

4、该装置可同时适用于图纸给定左端定位基准和右端定位基准的情况。通过调整铅垂杆1上的蝶形母，测距仪安装座6可进行180度调整，因铅垂杆1为100mm×40mm的铝型材，若图纸给定右侧定位基准，可直接测量读数；若图纸给定左侧定位基准，则将激光测距仪2进行180度旋转，通过第二水平仪22调平，测量时，将图纸尺寸减100mm后读数即可。

5、底座上的滚轮9为槽形轮时，通过所述槽形轮与所述导轨31配合，无需找正就可在车厢较大范围内进行定位作业。

6、所述激光标线仪4为双十字激光标线仪，当需要在一节车厢的左右对称位置打孔时，本实施例的曲面定位装置一次定位后即可完成，大大提高了作业效率，将该装置放在车体中心线上，还可以在车厢变截面上进行精确划线。

本发明的曲面定位装装置为组合式设计，适用范围广，无需测量，即可在各种车辆的曲面上精确定位或划线，而且定位精度高、操作简单，能彻底杜绝返工发生；大幅提高作业效率，尤其在大批量生产中优势明显，具有较好的使用前景。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (12)

1.一种曲面定位装置，其特征在于：

包括底座、铅垂杆、激光测距仪、竖直刻度尺、激光标线仪、高度调节杆和高度调节机构，所述铅垂杆和竖直刻度尺固定在底座上，所述铅垂杆和所述竖直刻度尺平行，所述激光测距仪固定在铅垂杆上；

所述高度调节杆的上端和下端通过连接杆与所述铅垂杆固定，所述高度调节机构可滑动的设置在所述高度调节杆上，所述激光标线仪固定在所述高度调节机构上，所述激光标线仪通过所述高度调节机构调节高度；

所述底座包括滚轮、槽铝型材、平衡转臂和垂直度调整螺杆；

所述槽铝型材固定于所述滚轮上，所述槽铝型材中部的外侧各焊接一连接板，所述铅垂杆安装于所述连接板的中间，一侧连接板的下面焊接两块铝板，所述平衡转臂安装于所述两块铝板的中间，所述垂直度调整螺杆安装于所述平衡转臂的一端；

所述铅垂杆上设置有一安装座，所述安装座的中心位置焊接有所述连接杆，所述连接杆一端的上部开有圆孔，所述高度调节杆安装于所述圆孔内，所述高度调节杆通过螺母锁紧。

2.根据权利要求1所述的曲面定位装置，其特征在于：所述垂直度调整螺杆的底部安装有活动底脚。

3.根据权利要求1所述的曲面定位装置，其特征在于：所述铅垂杆上设置有第一水平仪，所述激光测距仪上设置有第二水平仪。

4.根据权利要求1所述的曲面定位装置，其特征在于：所述高度调节机构包括调整手柄、滑块和锁紧件，所述调整手柄设置在所述滑块的一侧，所述锁紧件设置在所述滑块上，所述激光标线仪位于所述滑块的伸出端；所述高度调节杆为齿条杆，所述调整手柄上设置有与所述齿条杆啮合的齿轮，所述高度调节杆上设置有键槽，所述滑块与所述键槽配合通过所述调整手柄调节所述激光标线仪的高度，所述滑块通过螺母锁紧。

5.根据权利要求4所述的曲面定位装置，其特征在于：还包括一水平调节机构，所述水平调节机构包括水平齿条杆、调节手轮和水平杆，所述水平杆的圆柱面上设置有方槽，所述水平齿条杆固定于所述方槽内，所述调节手轮上设置有与所述水平齿条杆啮合的齿轮，所述水平杆通过梯形板与所述滑块连接，所述激光标线仪设置在所述水平杆的一端，所述水平杆上设置有刻度线。

6.根据权利要求5所述的曲面定位装置，其特征在于：所述水平杆的一端设置有连接体，所述连接体与旋转体连接，所述激光标线仪与所述旋转体连接，所述旋转体通过螺母与所述连接体固定。

7.根据权利要求1-6任一项所述的曲面定位装置，其特征在于：所述激光标线仪的下端设置有套装杆。

8.根据权利要求1-6任一项所述的曲面定位装置，其特征在于：所述铅垂杆的下部安装有调正板。

9.根据权利要求1-6任一项所述的曲面定位装置，其特征在于：所述激光测距仪通过测距仪安装座固定于所述铅垂杆上，所述测距仪安装座通过蝶形螺母安装于所述铅垂杆上。

10.根据权利要求1所述的曲面定位装置，其特征在于：所述滚轮为槽形轮，所述曲面定位装置还包括与所述槽形轮配合的导轨，所述导轨的一侧设置有定位板。

11.根据权利要求1-6任一项所述的曲面定位装置，其特征在于：所述曲面定位装置还包括弹簧夹和激光靶，所述弹簧夹包括弹簧夹上体、弹簧夹下体、上体固定架、下体固定架、弹簧和固定板，所述弹簧夹上体固定在所述上体固定架上，所述弹簧夹下体固定在所述下体固定架上，所述上体固定架、下体固定架通过弹簧轴与所述弹簧连接，所述固定板固定于所述弹簧夹下体，所述固定板与所述弹簧夹下体垂直。

12.根据权利要求1-6任一项所述的曲面定位装置，其特征在于：所述激光标线仪为双十字激光标线仪。

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