CN108132019A - 柔性光学测量支架 - Google Patents

Abstract

本发明揭示了一种柔性光学测量支架，包括：底座及框架、三维度定位机构和辅助测量部件。底座及框架中的底座安装在测量平台上，框架安装在底座上。三维度定位机构安装在框架上，三维度定位机构将待测量部件相对于框架定位，调节三维度定位机构，待测量部件能相对于光学测量的拍摄路径转动。辅助测量部件安装在框架上，辅助测量部件提供光学测量的参考基准。底座和框架避开光学测量的拍摄路径。本发明的柔性光学测量支架可以通过调整三维度定位机构来适应各种车型的多种零部件的夹装定位，并能够对待测量部件的姿态进行调整和优化，以适应光学拍摄的特点，大幅度提升了光学测量的可达性。该柔性光学测量支架具有广泛的应用领域。

Description

柔性光学测量支架

技术领域

本发明涉及汽车零部件领域，更具体地说，涉及汽车零部件的检测技术领域。

背景技术

汽车零部件的生产过程中，对于零部件的参数测量是必不可少的环节。在传统的测量技术中，主要采用三坐标测量、检具测量等接触式的测量方法。这些接触式的测量方法对于测量环境、测量现场温度有较高的要求，并且测量的过程比较复杂。同时，受限于检具的实际尺寸和形状以及零部件的实际尺寸和形状的限制，零部件上的部分位置无法测量或者测量困难，使得测量范围和测量精度受到影响。此外，由于传统的接触式测量的步骤为复杂，因此在实际应用中，其测量效率、测量频次、测量精度、测量范围等方面都遇到了瓶颈，已经不能适应汽车零部件行业的高速发展需求。

近年来光学测量作为一种非接触式测量方法逐渐兴起。光学测量利用常见的、安全的光源来进行测量。相比传统三坐标测量、检具测量等接触式测量的高精度高环境要求，光学测量系统对于环境和温度的要求较低，能在车间现场环境中应用，对周边环境的温度梯度也无特殊要求。光学测量由于是非接触式测量，因此实施步骤简便，适用范围大，盲点小，且光学测量的精度较高。光学测量由于其简便性和精确性，正在逐步成为许多测量应用的首选测量系统。面对车型更新换代越来越快、质量要求越来越高的当今汽车制造业，非接触、快速、全尺寸检测的光学测量设备在车身尺寸检测中的应用越来越广泛。

发明内容

本发明旨在提出一种柔性光学测量支架，能对待测量部件进行定位，同时提供待测量部件在一定范围内的活动能力，且不干扰光学测量的拍摄路径。

根据本发明的一实施例，提出一种柔性光学测量支架，包括：底座及框架、三维度定位机构和辅助测量部件。底座及框架中的底座安装在测量平台上，框架安装在底座上。三维度定位机构安装在框架上，三维度定位机构将待测量部件相对于框架定位，调节三维度定位机构，待测量部件能相对于光学测量的拍摄路径转动。辅助测量部件安装在框架上，辅助测量部件提供光学测量的参考基准。底座和框架避开光学测量的拍摄路径。

在一个实施例中，底座是水平放置的矩形结构。框架是竖直放置的矩形结构，框架安装在底座的一个侧边上，框架上安装有加强支架。底座和框架之间安装有斜撑件。

在一个实施例中，三维度定位机构包括：X向定位件、Y向定位件和Z向定位件。X向定位件安装在斜撑件上。Y向定位件安装在加强支架上。Z向定位件安装在底座上。

在一个实施例中，X向定位件包括插销座和档销，插销座安装在斜撑件上，档销能插入插销座中，档销垂直于斜撑件并向斜撑件的外侧延伸。

在一个实施例中，加强支架是倒T型的加强支架，Y向定位件安装在倒T型加强支架的竖直臂上，Y向定位件包括：安装基座、伸缩臂和夹紧机构。安装基座固定在倒T型加强支架的竖直臂上，安装基座上有沿Z向的滑轨。伸缩臂沿Y向布置并能沿Y向伸缩，伸缩臂安装在Z向的滑轨上并能沿Z向的滑轨移动。夹紧机构安装在伸缩臂的前端，夹紧机构夹紧待测量部件。

在一个实施例中，夹紧机构包括活动部件、固定部件和夹持件，夹持件通过活动部件和固定部件安装在伸缩臂的前端，夹持件的一端连接到活动部件，夹持件的另一端与固定部件万向连接，活动部件和固定部件调节夹持件的角度，使得夹持件与待测量部件贴合。

在一个实施例中，Z向定位件包括：支撑座、滑块和定位块。支撑座安装在底座的另一个侧边上，支撑座沿X向延伸，支撑座的顶部设置有沿X向的轨道。滑块设置在X向的轨道上并能沿X向的轨道移动，滑块上具有锁紧装置，锁紧装置能将滑块相对于轨道锁紧。定位块安装在滑块上，定位块的顶部安装有挡块和挡块调节机构，挡块调节机构能沿Y向调节挡块的位置，定位块的顶部的一侧边缘突起，突起的边缘与挡块共同形成平槽，待测量部件的边缘嵌入平槽中。

在一个实施例中，测量平台上具有数个固定孔，数个固定孔以阵列方式布置于测量平台上，底座通过固定组件固定在测量平台上。

在一个实施例中，固定组件包括固定板和固定销，固定板呈“L”型，固定板的竖直部分安装在底座上，固定板的水平部分上具有销孔，固定销穿过销孔并固定在固定孔中，以将固定板和底座固定在测量平台上。

在一个实施例中，光学测量头布置在与底座同一高度，光学测量头倾斜向上方向形成倾斜向上的拍摄路径。

本发明的柔性光学测量支架可以通过调整三维度定位机构来适应各种车型的多种零部件的夹装定位，并能够对待测量部件的姿态进行调整和优化，以适应光学拍摄的特点，大幅度提升了光学测量的可达性。该柔性光学测量支架具有广泛的应用领域。

附图说明

本发明上述的以及其他的特征、性质和优势将通过下面结合附图和实施例的描述而变的更加明显，在附图中相同的附图标记始终表示相同的特征，其中：

图1a、图1b、图1c和图1d揭示了根据本发明的一实施例的柔性光学测量支架的结构图。

图2揭示了根据本发明的一实施例的柔性光学测量支架中X向定位件的结构图。

图3揭示了根据本发明的一实施例的柔性光学测量支架中Y向定位件的结构图。

图4a、图4b和图4c揭示了根据本发明的一实施例的柔性光学测量支架中Z向定位件的结构图。

图5a、图5b和图5c揭示了根据本发明的一实施例的柔性光学测量支架中底座和测量平台的结构图。

图6a和图6b揭示了使用根据本发明的一实施例的柔性光学测量支架进行光学测量的示意图。

具体实施方式

参考图1a、图1b、图1c和图1d，揭示了根据本发明的一实施例的柔性光学测量支架的结构图。其中图1a揭示了该柔性光学测量支架的立体图、图1b揭示了其主视图、图1c揭示了其侧视图、图1d揭示了其俯视图。如图所示，该柔性光学测量支架包括：底座及框架，三维度定位机构和辅助测量部件。

底座102是水平放置的矩形结构。框架104是竖直放置的矩形结构，框架104安装在底座102的任一个侧边上。在图示的实施例中，框架104的底边与底座102共用一个侧边，因此在图示的实施例中底座102和框架104形成一体的结构。在其他的实施例中，底座102和框架104也可以是分别独立的结构，然后安装在一起。框架104上安装有加强支架141，在图示的实施例中，加强支架141是倒T型加强支架。在底座102和框架104之间安装有斜撑件106。斜撑件106使得底座102和框架104之间的连接更加稳固。底座102、框架104和斜撑件106的材质都可以选用质量较轻，材质较硬的金属，比如铝型材。

三维度定位机构安装在框架104上，三维度定位机构将待测量部件相对于框架104定位。通过调节三维度定位机构，可以调节待测量部件的位置。相应的，也可以调节待测量部件相对于光学测量的拍摄路径的位置。待测量部件能够相对于光学测量的拍摄路径平移，或者转动。在图示的实施例中，三维度定位机构包括：X向定位件、Y向定位件和Z向定位件。此处的X向、Y向和Z向参考图中所附带的坐标轴指示。

X向定位件202安装在斜撑件106上。图2揭示了根据本发明的一实施例的柔性光学测量支架中X向定位件的结构图。在图示的实施例中，X向定位件包括插销座221和档销222。插销座221安装在斜撑件106上，档销222能插入插销座221中。插入插销座221后的档销222垂直于斜撑件106并向斜撑件106的外侧延伸。

Y向定位件204安装在加强支架141上。图3揭示了根据本发明的一实施例的柔性光学测量支架中Y向定位件的结构图。在图示的实施例中，加强支架141是倒T型的加强支架。Y向定位件204安装在倒T型加强支架的竖直臂上，Y向定位件204包括：安装基座241、伸缩臂243和夹紧机构。安装基座241固定在倒T型加强支架141的竖直臂上，安装基座上有沿Z向的滑轨242。伸缩臂243沿Y向布置并能沿Y向伸缩，伸缩臂243安装在Z向的滑轨242上并能沿Z向的滑轨移动。伸缩臂243的前端具有向下延伸的竖直臂，该竖直臂用于安装夹紧机构。夹紧机构安装在伸缩臂的前端，即伸缩臂前端的竖直臂上。夹紧机构用于夹紧待测量部件。在图示的实施例中，夹紧机构包括活动部件244、固定部件245和夹持件246。夹持件246通过活动部件244和固定部件245安装在伸缩臂的前端，即竖直臂上。夹持件246的一端连接到活动部件244，在一个实施例中，活动部件244是弹簧。夹持件246的另一端与固定部件245万向连接，在一个实施例中，固定部件245是一个具有万向头的连接部件。通过一端是弹簧、一端是万向连接的形式，使得活动部件和固定部件能够灵活调节夹持件的角度。这样，无论待测量部件的表面是何种弧度、斜面，或者待测量部件处于何种角度，夹持件246都与待测量部件很好地贴合，形成有效的夹持。

Z向定位件206安装在底座102上。图4a、图4b和图4c揭示了根据本发明的一实施例的柔性光学测量支架中Z向定位件的结构图。其中图4a揭示额Z向定位件的结构，图4b揭示了其中定位块的结构，图4c揭示了定位块的俯视结构。如图所示，Z向定位件206包括：支撑座261、滑块262和定位块263。在图示的实施例中，支撑座261安装在底座102的另一个侧边上，位于框架104相对的一个侧边上。支撑座261沿X向延伸，支撑座261的顶部设置有沿X向的轨道264。滑块262设置在X向的轨道264上并能沿X向的轨道移动。滑块262上具有锁紧装置265，锁紧装置265可以包括一个锁紧螺钉，锁紧装置265能将滑块262相对于轨道264的某个位置锁紧。在锁紧装置265松开时，滑块262可以沿着X向的轨道264移动以调节其位置。在锁紧装置265旋紧时，滑块262被紧固在轨道上。定位块263安装在滑块262上。定位块263的顶部安装有挡块266和挡块调节机构267。挡块调节机构267能沿Y向调节挡块266的位置。定位块263的顶部的一侧边缘突起，突起的边缘与挡块266共同形成平槽268，待测量部件的边缘嵌入平槽268中。由于待测量部件，例如门板的底部通常形成弧状结构，不同的待测量部件(门板)底部的弧形结构的弧度都存在一定的差异，使用平槽268可以有效防止待测量部件在装夹过程中变形。参考图4b和图4c所示，通过挡块调节机构267调节挡块266的位置，可以使得平槽268的宽度改变。当平槽268较宽时，待测量部件的边缘依靠在平槽268的其中一个侧壁(一般远离框架的侧壁)，使得待测量部件可以处于倾斜的角度，朝向框架的方向倾斜。当平槽268被调节到较窄的位置时，平槽268的两个侧壁夹紧待测量部件的底部边缘，使得待测量部件处于基本竖直的位置。

底座102安装在测量平台108上。图5a、图5b和图5c揭示了根据本发明的一实施例的柔性光学测量支架中底座和测量平台的结构图。其中图5a揭示了测量平台的结构，图5b揭示了固定组件的结构，图5c揭示了固定组件与测量平台的连接结构。参考图5a所示，测量平台108大体上是矩形的板，在板上具有数个固定孔，数个固定孔以阵列方式布置于测量平台上。参考图1a，底座102通过一组固定组件109固定在测量平台108上。在图示的实施例中，在底座102的每一个角上都安装了一个固定组件109，底座102一共工作四个固定组件109安装到测量平台108上。参考图5b所示，固定组件109包括固定板191和固定销192。固定板191呈“L”型，固定板191的竖直部分安装在底座102上，固定板191的水平部分上具有销孔。参考图5c所示，固定销192穿过销孔并固定在测量平台108上的固定孔中，以将固定板和底座固定在测量平台上。

回到图1a，在图示的实施例中，该柔性光学测量支架还包括辅助测量部件，辅助测量部件安装在框架104上，辅助测量部件提供光学测量的参考基准。在图示的实施例中，辅助测量部件包括数个光学定位装置110。光学定位装置110安装在框架上的指定位置，光学测量头可以通过光学定位装置110来进行定位。在图示的实施例中，在框架104上还安装有吊环111，吊环111的作用是便于对框架和底座进行吊装或者转运。

由于该柔性光学测量支架是用于光学测量，与光学测量头配合使用，为了避免在测量过程中支架结构对测量形成干扰，该柔性光学测量支架需要尽可能避开光学测量的拍摄路径。具体而言，容易对光学测量形成干扰的主要是相对较大型的结构，即底座和框架，因此在一个实施例中，底座和框架避开光学测量的拍摄路径。

在图1a、图1b、图1c和图1d所示的实施例中，在底座上布置了两套Z向定位件206，在两边的斜撑件106上各自布置了一个X向定位件202。采用两套Z向定位件206和两个X向定位件202是针对较大型的零部件，例如门板。两个X向定位件202分别从两边限制门板两侧的位置，实现X向的定位。两个Z向定位件支撑门板的底部，以调节门板的高度，即实现Z向的定位。两个Z向定位件上的滑块可以沿X向的轨道移动，以调节它们之间的间距。Y向定位件可以沿着倒T型的加强支架调节其高度(即沿Z向调节)，Y向定位件对准门板的玻璃导槽区域，Y向定位件夹持门板的玻璃导槽区域，实现门板的Y向定位。

图6a和图6b揭示了使用根据本发明的一实施例的柔性光学测量支架进行光学测量的示意图。如图所示，光学测量头302布置在与底座102同一高度，光学测量头302倾斜向上方向形成倾斜向上的拍摄路径。在图6a所示的实施例中，门板部件处于竖直的状态。门板部件的底部边缘固定在Z向定位件中的定位块顶部的平槽中。X向定位件抵住门板部件的两侧边缘，实现X向定位。Y向定位件中的伸缩臂伸出，夹紧机构夹持在门板的玻璃导槽区域。光学测量头302以倾斜向上的拍摄路径进行光学测量。

图6a中门板部件的放置方式是遵循车身装配位置竖直放置的。在进行光学测量的可达性模拟时发现门板底部的包边点由于被遮挡而存在检测困难。为了能够对门板底部的包边点进行检测，需要将门板部件进行一定角度的旋转。在图6b所示的实施例中，门板部件处于倾斜的状态，门板部件朝向框架的方向旋转了一定的角度。在图6b所示的状态中，首先通过挡块调节机构7调节挡块的位置，将挡块超外侧移动，使得平槽变宽。门板部件的底部边缘依靠在平槽靠外(远离框架104一侧)的侧壁上，使得门板部件整体朝向框架的方向倾斜。X向定位件同样抵住门板部件的两侧边缘，实现X向定位。由于门板部件的顶部更加靠近框架，Y向定位件中的伸缩臂缩回，夹紧机构还是夹持在门板的玻璃导槽区域。光学测量头302以倾斜向上的拍摄路径进行光学测量。由于门板部件旋转了一定的角度，能够较好地对门板底部的包边点进行光学测量。

本发明的柔性光学测量支架可以通过调整三维度定位机构来适应各种车型的多种零部件的夹装定位，并能够对待测量部件的姿态进行调整和优化，以适应光学拍摄的特点，大幅度提升了光学测量的可达性。该柔性光学测量支架具有广泛的应用领域。

上述实施例是提供给熟悉本领域内的人员来实现或使用本发明的，熟悉本领域的人员可在不脱离本发明的发明思想的情况下，对上述实施例做出种种修改或变化，因而本发明的保护范围并不被上述实施例所限，而应该是符合权利要求书提到的创新性特征的最大范围。

Claims (10)

1.一种柔性光学测量支架，其特征在于，包括：

底座及框架，底座安装在测量平台上，框架安装在底座上；

三维度定位机构，安装在框架上，三维度定位机构将待测量部件相对于框架定位，调节三维度定位机构，待测量部件能相对于光学测量的拍摄路径转动；

辅助测量部件，安装在框架上，辅助测量部件提供光学测量的参考基准；

其中，底座和框架避开光学测量的拍摄路径。

2.如权利要求1所述的柔性光学测量支架，其特征在于，

所述底座是水平放置的矩形结构；

所述框架是竖直放置的矩形结构，框架安装在底座的一个侧边上，所述框架上安装有加强支架；

底座和框架之间安装有斜撑件。

3.如权利要求2所述的柔性光学测量支架，其特征在于，所述三维度定位机构包括：

X向定位件，安装在所述斜撑件上；

Y向定位件，安装在所述加强支架上；

Z向定位件，安装在所述底座上。

4.如权利要求3所述的柔性光学测量支架，其特征在于，所述X向定位件包括插销座和档销，插销座安装在斜撑件上，档销能插入插销座中，档销垂直于斜撑件并向斜撑件的外侧延伸。

5.如权利要求3所述的柔性光学测量支架，其特征在于，所述加强支架是倒T型的加强支架，所述Y向定位件安装在倒T型加强支架的竖直臂上，所述Y向定位件包括：

安装基座，安装基座固定在倒T型加强支架的竖直臂上，安装基座上有沿Z向的滑轨；

伸缩臂，伸缩臂沿Y向布置并能沿Y向伸缩，伸缩臂安装在Z向的滑轨上并能沿Z向的滑轨移动；

夹紧机构，安装在伸缩臂的前端，夹紧机构夹紧待测量部件。

6.如权利要求5所述的柔性光学测量支架，其特征在于，所述夹紧机构包括活动部件、固定部件和夹持件，夹持件通过活动部件和固定部件安装在伸缩臂的前端，夹持件的一端连接到活动部件，夹持件的另一端与固定部件万向连接，活动部件和固定部件调节夹持件的角度，使得夹持件与待测量部件贴合。

7.如权利要求3所述的柔性光学测量支架，其特征在于，Z向定位件包括：

支撑座，支撑座安装在底座的另一个侧边上，支撑座沿X向延伸，支撑座的顶部设置有沿X向的轨道；

滑块，滑块设置在X向的轨道上并能沿X向的轨道移动，滑块上具有锁紧装置，锁紧装置能将滑块相对于轨道锁紧；

定位块，安装在滑块上，定位块的顶部安装有挡块和挡块调节机构，挡块调节机构能沿Y向调节挡块的位置，定位块的顶部的一侧边缘突起，突起的边缘与挡块共同形成平槽，待测量部件的边缘嵌入平槽中。

8.如权利要求1所述的柔性光学测量支架，其特征在于，所述测量平台上具有数个固定孔，数个固定孔以阵列方式布置于测量平台上，所述底座通过固定组件固定在测量平台上。

9.如权利要求8所述的柔性光学测量支架，其特征在于，所述固定组件包括固定板和固定销，固定板呈“L”型，固定板的竖直部分安装在底座上，固定板的水平部分上具有销孔，固定销穿过销孔并固定在固定孔中，以将固定板和底座固定在测量平台上。

10.如权利要求1所述的柔性光学测量支架，其特征在于，光学测量头布置在与底座同一高度，光学测量头倾斜向上方向形成倾斜向上的拍摄路径。