CN114754700A - 一种挡风玻璃的曲率检测方法和装置 - Google Patents

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Abstract

一种挡风玻璃的曲率检测方法和装置，以纵向的光线透射水平放置的挡风玻璃；获取光线经过折射后的偏移距离n，和玻璃的厚度m；以偏移距离n＝0的光线为基线，获取其余光线距离基线的距离D；再通过公式计算挡风玻璃任一点处的曲率K。该方法简单，易计算，公式元素易获取，相应的检测装置结构简单，测量过程方便、便捷，易操作，具有很强的实用性和广泛的实用性。

Description

一种挡风玻璃的曲率检测方法和装置
技术领域
本发明涉及一种曲率检测方法和装置，具体涉及一种挡风玻璃的曲率检测方法和装置。
背景技术
汽车玻璃的应用越来越广，特别是汽车前档玻璃、汽车后档玻璃及汽车侧窗玻璃中，随着对汽车玻璃传统加工技术的升级，对汽车玻璃加工效率及加工品质方面有越来越高的要求。所述应用中要求对汽车玻璃曲率大小，外观大小的检测，提升加工精度，保证产品质量。
现行人工检具的测量方案，采用检具人工目测的方式，玻璃与检具吻合度有一定的尺寸偏差，人工测量后对热弯炉内治具修正。检具为仿形人工加工，检测时人工将产品搬运至检具上，通过底部靠边，目测玻璃与检具的吻合度进行测量。因汽车玻璃型号上千种，检具的数量繁杂，检测效率低，检测误差大，并且工厂的检具费用投入也是非常大，存放管路也是很大问题。
为此，我们提出一种汽车玻璃曲率检测方法和装置，以解决上述提到的问题。
发明内容
为解决现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种挡风玻璃的曲率检测方法和装置。
为了实现上述目标，本发明采用如下的技术方案：
一种挡风玻璃的曲率检测方法，包括以下步骤：
S1、以纵向的光线透射水平放置的挡风玻璃；
S2、获取光线经过折射后的偏移距离n，和玻璃的厚度m；
S3、以偏移距离n＝0的光线为基线，以其余光线为待测光线，并获取待测光线与基线的距离D；
S4、通过曲率公式，结合三角函数关系和光线的折率角及折射率之间的关系，计算挡风玻璃的该处的曲率K。
上述光线为单束光，包括激光。
上述曲率公式为，K＝1/R＝sina/D (3)；
式中，a为待测光线的入射角，也是待测光线的法线和基线的夹角。
上述光线的折射率θ＝sina/sinc (2)；
式中，c为待测光线在玻璃中的折射角。
上述光线的折率角的关系为入射角a大于折射角c，因对角关系a＝c+d；
则sind＝n/L＝sin(a-c)＝sina*cosc-cosa*sinc (4)；
且，Cosc＝m/L (5)；
式中，d为待测光线在玻璃中的折射光线与入射光线在玻璃中的延长线的夹角。
一种挡风玻璃的曲率检测装置，包括支架、匹配的光线发射器和光线接收器；
所述支架用于水平的固定挡风玻璃；
所述光线发射器和光线接收器分别置于的挡风玻璃的顶部和底部，由控制装置驱动。
上述光线接收器的光线接收面的面积不小于挡风玻璃在光线接收面的投影面积，则光线发射器通过水平调节装置设于挡风玻璃的顶部。
上述光线接收器的光线接收面的面积小于挡风玻璃在光线接收面的投影面积，则光线发射器和光线接收器分别通过水平调节装置设于挡风玻璃的顶部和底部。
上述水平调节装置包括沿Y轴的一对滑轨、沿X轴的滑杆和滑块；所述滑轨的对侧面分别设有第一滑槽，滑杆的两端分别置于第一滑槽内并沿第一滑槽滑动；任一侧的第一滑槽内还设有由第一电机驱动的第一螺杆，且第一螺杆螺接滑杆的端部；滑杆的底面设有第二滑槽，内设由第二电机驱动的第二螺杆；滑块置于第二滑槽内，由螺接的第二螺杆联动沿第二滑槽滑动；所述第一电机和第二电机由控制装置驱动。
上述第二电机设于滑杆的另一端内。
本发明的有益之处在于：
本发明的一种挡风玻璃的曲率检测方法和装置，通过若干垂直光线透射水平的挡风玻璃，以无折射的透射光为垂直光线经过圆心的基准光；获取玻璃的厚度m，其余光线距离基准光的距离D，及其余光线经过折射后的偏移距离n，通过公式计算该点的挡风玻璃的曲率。该方法简单，易计算，公式元素易获取，相应的检测装置结构简单，测量过程方便、便捷，易操作，具有很强的实用性和广泛的实用性。
附图说明
图1为挡风玻璃的结构示意图的俯视图。
图2为曲率检测装置的结构示意图。
图3为透射光线的光路示意图。
附图中标记的含义如下：1、挡风玻璃，2、光线接收器，3、光线发射器，4、支架。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明作具体的介绍。
一种挡风玻璃1的曲率检测装置，由支架4、匹配的光线发射器3和光线接收器2组成。
支架4用于水平的固定挡风玻璃1；
光线发射器3通过水平调节装置设于挡风玻璃1的顶部。水平调节装置由一对滑轨、沿X轴的滑杆和滑块组成；滑轨的对侧面分别设有第一滑槽，滑杆的两端分别置于第一滑槽内并沿第一滑槽滑动；任一侧的第一滑槽内还设有由第一电机驱动的第一螺杆，且第一螺杆螺接滑杆的端部；滑杆的底面设有第二滑槽，内设由第二电机驱动的第二螺杆；滑块置于第二滑槽内，由螺接的第二螺杆联动沿第二滑槽滑动；第一电机和第二电机由控制装置驱动。第二电机设于滑杆的另一端内。
光线接收器2设于挡风玻璃1的底部，用于接受光线发射器3发出的透射过挡风玻璃1的光。
光线发射器3和光线接收器2分别连接控制装置，并由控制装置驱动。
另，光线接收器2的光线接收面的设置：
当光线接收面的面积不小于挡风玻璃在光线接收面的投影面积，则光线接收器可固定设置，仅调光线发射器3的平移位置即可。
当光线接收面的面积小于挡风玻璃在光线接收面的投影面积，则光线接收器通过水平调节装置，并在控制装置的驱动下随光线发射器同步位移。
一种挡风玻璃的曲率检测方法，包括以下步骤：
S1、以纵向的光线透射水平放置的挡风玻璃，光线优选为激光；
S2、获取光线经过折射后的偏移距离n，和玻璃的厚度m；
S3、以偏移距离n＝0的光线为基线，以其余光线为待测光线，并获取待测光线与基线的距离D；
S4、通过曲率公式，结合三角函数关系和光线的折率角及折射率之间的关系，计算挡风玻璃的该处的曲率K。
推算过程如下：
如图2所示，光线A在o点透过，其偏移距离n＝0，可推定该光线穿过圆心。以该光线为基准线，其余光线为待测光线。
以间距为D的待测光线B为例，垂直射入挡风玻璃经折射后，透过挡风玻璃后射出，由光线接收器接收。通过光线的射出位置(坐标)和光线的接收位置(坐标)的差异，可得出偏移距离n。
作挡风玻璃的待测光线B的入射点处的切线E，并基于切线做法线(垂直线)F；法线F与该入射点处的，与该点对应的圆(或椭圆)的半径(直径)重合，并过与该点对应的圆(椭圆)的圆心。且基于平行的光线A和光线B，法线F与基线(光线A)相交。
如图3所示，设待测光线B和法线F的夹角(入射角)为a，和切线E的夹角为b，折射角为c，待测光线在玻璃中的折射光线与入射光线在玻璃中的延长线的夹角为d。
由玻璃的折射率θ可知，θ＝sina/sinc (2)。
由平行的光线A、光线B和相交的法线F，可得sina＝D/R，即曲率K＝1/R＝sina/D (3)。
假设光线B在玻璃内的折射的路径长度为L，则：
sind＝n/L＝sin(a-c)＝sina*cosc-cosa*sinc (4)。
又因Cosc＝m/L (5)，
将式(5)代入(4)，可得sina*cosc-cosa*sinc＝(n/m)*cosc (6)；
通过式(6)结合式(2)解出sina后代入式(3)，即可得曲率K。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，上述实施例不以任何形式限制本发明，凡采用等同替换或等效变换的方式所获得的技术方案，均落在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种挡风玻璃的曲率检测方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、以纵向的光线透射水平放置的挡风玻璃；
S2、获取光线经过折射后的偏移距离n，和玻璃的厚度m；
S3、以偏移距离n＝0的光线为基线，以其余光线为待测光线，并获取待测光线与基线的距离D；
S4、通过曲率公式，结合三角函数关系和光线的折率角及折射率之间的关系，计算挡风玻璃的该处的曲率K。
2.根据权利要求1所述的检测方法，其特征在于，所述光线为单束光，包括激光。
3.根据权利要求1所述的检测方法，其特征在于，所述曲率公式为，K＝1/R＝sina/D (3)；
式中，a为待测光线的入射角，也是待测光线的法线和基线的夹角。
4.根据权利要求1所述的检测方法，其特征在于，所述光线的折射率θ＝sina/sinc (2)；
式中，c为待测光线在玻璃中的折射角。
5.根据权利要求1所述的检测方法，其特征在于，所述光线的折率角的关系为入射角a大于折射角c，因对角关系a＝c+d；
则sind＝n/L＝sin(a-c)＝sina*cosc-cosa*sinc (4)；
且，Cosc＝m/L (5)；
式中，d为待测光线在玻璃中的折射光线与入射光线在玻璃中的延长线的夹角。
6.一种挡风玻璃的曲率检测装置，其特征在于，适用于权利要求1-5任一所述的一种挡风玻璃的曲率检测方法，包括支架、匹配的光线发射器和光线接收器；
所述支架用于水平的固定挡风玻璃；
所述光线发射器和光线接收器分别置于的挡风玻璃的顶部和底部，由控制装置驱动。
7.根据权利要求3所述的检测装置，其特征在于，所述光线接收器的光线接收面的面积不小于挡风玻璃在光线接收面的投影面积，
则光线发射器通过水平调节装置设于挡风玻璃的顶部。
8.根据权利要求3所述的检测装置，其特征在于，所述光线接收器的光线接收面的面积小于挡风玻璃在光线接收面的投影面积，
则光线发射器和光线接收器分别通过水平调节装置设于挡风玻璃的顶部和底部。
9.根据权利要求4或5所述的检测装置，其特征在于，所述水平调节装置包括沿Y轴的一对滑轨、沿X轴的滑杆和滑块；
所述滑轨的对侧面分别设有第一滑槽，滑杆的两端分别置于第一滑槽内并沿第一滑槽滑动；
任一侧的第一滑槽内还设有由第一电机驱动的第一螺杆，且第一螺杆螺接滑杆的端部；
滑杆的底面设有第二滑槽，内设由第二电机驱动的第二螺杆；滑块置于第二滑槽内，由螺接的第二螺杆联动沿第二滑槽滑动；
所述第一电机和第二电机由控制装置驱动。
10.根据权利要求6所述的检测装置，其特征在于，所述第二电机设于滑杆的另一端内。
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