SE0850137A1 - Anordning och förfarande för mätning av en konstruktion - Google Patents

Description

10 15 20 25 30 och fór att känna av rotationer. Att ha två tröghetsmätanordningar skapar redundans och kan användas för att detektera fel.

En mätanordning fór mätning av strukturer tillhandahålls således och mätanordningen innefat- tar två tröghetsmätanordningar anordnade på ett avstånd från varandra. Denna mätanordning kan även förses med organ för att möta konstruktionen som mäts. Dessutom tillhandahålls ett arrangemang innefattande en mätanordning och en basstation fór tillhandahållande av en refe- renspunkt fór mätanordningen. Vidare tillhandahålls en sats eller ett kit inkluderande en mät- anordning och adaptrer, där adaptrema tillhandahåller ett gränssnitt mellan mätanordningen och en uppmätt konstruktion. Uppfinningen tillhandahåller även ett fórfarande fór mätning av en stationär konstruktion, förfarandet använder en mätanordning, företrädesvis ett mätkit.

I en utfóringsform har de två tröghetsmätenheterna olika mätintervall eller mätområden, och den första av enhetema kan ha en större upplösning än den andra, och tillhandahålla mer ex- akta mätdata. Den andra, som har ett större mätområde, kan även tillhandahålla mätdata när den första mätenheten utsätts fór fór stora accelerationer som placerar den första utanfór sitt mätområde.

Företrädesvis innefattar en av tröghetsmätenheterna tre accelerometrar anordnade i första, andra och tredje koordinatriktningar och företrädesvis innefattar den andra tröghetsmätenhe- ten tre accelerometrar i samma fórsta, andra och tredje koordinatriktning.

I en utfóringsform innefattar mätanordningen åtminstone en trissa eller ett hjul, varvid hjulet, eller varje hjul, är anpassat att rotera fritt i förhållande till mätenheten och tillhandahålla ett gränssnitt mellan enheten och en yta som mäts upp. I en utföringsfonn är höljet längsträckt och har två ändar och trissan/hjulet är anordnat vid en av ändarna.

Uppfinningen tillhandahåller även en mätsats innefattande en mätanordning enligt ovan och en adapter fór gränssnittssarnverkan med strukturen som skall mätas, där adaptern och anord- ningen är anpassade att fästas till varandra på ett löstagbar sätt så att de även är isärtagbara ifrån varandra. Adaptern kan vara försedd med ett hjul eller trissa som gränssnittsorgan.

Andra adaptrer enligt uppfinningen är hylsor fór omgärdande av utskjutande delar hos en struktur åstadkommande en fast mätpunkt när de möter den utskjutande delen, såsom ett bult- 10 15 20 25 30 huvud, t ex koniska adaptrar i skilda storlekar. Ytterligare andra adaptrar tillhandahålls för att nå en mätpunkt och åstadkomma en förlängning för mätanordningen, t ex, en långsträckt stång som är fastsatt till mätanordningens ena ände.

Uppfinningen tillhandahåller även en basenhet för mätanordningen, varvid basenheten är an- passad att ta emot mätanordningen i ett förbestämt läge, och företrädesvis även riktning, för att tillhandahålla en referensposition och företrädesvis även en referensriktning för mätanord- ningen. Således åstadkoms origo eller koordinatcentrum för mätningarna.

Kortfattad beskrivning av figurer Figur l illustrerar en mätanordning i enlighet med uppfinningen.

Figur 2 illustrerar en mätanordning försedd med ett ytsamverkande hjul.

Figur 3 illustrerar en mätanordning försedd med en hylsa för att i ingrepp möta ett utskjutande avsnitt av ett objekt som mäts.

Figur 4 illustrerar en långsträckt stång för att nå mätpunkter på en struktur, exempelvis in i tränga passager eller platser som är svåra att nå, t ex tak inuti ett rum.

Beskrivning av utföringsformer i Figur 1 illustrerar en mätanordning 1 innefattande ett hölje eller hus 2 och åtminstone två tröghetsmätanordningar 3, 4 anordnade inuti höljet 2. Hölj et är långsträckt som en stav och storleken är lämpligen vald för enkel hantering, en storlek som en handhållen mobiltelefon eller en penna. Varje tröghetsmätenhet (IMU) innefattar åtminstone två, och företrädesvis tre, accelerometrar som avkänner accelerationer ax, ay, az i vinkelräta riktningar, företrädesvis tre vinkelräta riktningar x, y, z. Varje IMU 3, 4 innefattar även åtminstone två, och företrädesvis tre, gyroskop, som känner av rotationer, d v s vinkelhastigheter o), (ny coz, runt vinkelräta rikt- ningar, företrädesvis tre vinkelräta riktningar x, y, z. IMU-enheterna 3, 4 är anordnade på ett fixt avstånd L från varandra; en vid varje ände av mätanordningen 1. Båda IMU-enhetems 3, 4 mäter i samma riktningar, så att de oberoende kan tillhandahålla två oberoende mätningar av mätanordningens 1 rörelse. Mätanordningen kan företrädesvis vara anpassad att larma när mätningarna avviker för mycket, d v s mer än normala mätnoggrannheten hos enheterna, vil- ket indikerar en felaktig mätning. 10 15 20 25 30 Mätanordningen innefattar även drivorgan, såsom ett batteri (visas ej), och företrädesvis även kommunikationsorgan (visas ej) såsom trådlösa kommunikationsorgan, t ex en radiosändare och mottagare, för kommunikation med en extern datorenhet. Ett exempel på en extern dator- enhet illustreras i figur 6, som visar en bärbar dator, en ”laptop”, (se figur 6) försedd med en skärm, vilken på lämpligt vis är anpassad att tillhandahålla ett användargränssnitt för en ope- ratör under mätsessionen. IMU-enheten kan lämpligen vara försedd med beräkningsorgan för att räkna ut sträckor, såsom längd, höjd och bredd hos objekt, och vinklar från de avkända accelerationema och vinkelhastighetema. Alternativt kan en extern datorenhet (t ex den bär- bara datorn i figur 6) till vilken mätdata överförs från IMU-enheterna utföra sådana beräk- ningar.

Förflyttning av mätanordningen 1 i x-axelns riktning åstadkommer två mätningar av accelera- tionen i denna riktning IMU-enhetema 3, 4 är företrädesvis av olika typ, t ex en som är mer känslig än den andra. Exempelvis kan den första IMU-enheten 3 vara försedd med accelero- metrar med ett mätområde från 0-1 g (där g = tyngdaccelerationen, 9,81 m/sz) medan den andra IMU-enheten 4 har ett mätintervall från 0-5 g, är mindre känslig, men även mindre exakt än den första IMU-enheten 3. I ett sådant arrangemang, åstadkoms normalt två fulllständiga mätningar för mätanordningens 1 rörelse, men om mätanordningen utsätts för accelerationer mellan 1 och 5 g, kommer den första IMU-enheten 3 att utom mätområdet och endast en mät- ning kommer att åstadkommas. Anordningen 1 är företrädesvis anpassad att larma när en av IMU-enheterna, i detta fall den första IMU-enheten 3, befinner sig utanför sitt mätområde, d v s inte åstadkommer en pålitlig signal eller mätning.

Mätanordningen inkluderar företrädesvis även organ för trådlös kommunikation och är anpas- sad för kommunikation med en yttre enhet, såsom en dator 14, illustrerad i figur 6. Figuren illustrerar ett mätarrangemang användande en mätanordning i enlighet med uppfinningen un- der mätning av en stationär struktur, illuístrerad av en lastbil. Lastbilen har en kropp 11 och främre och bakre hjul 13, 15 och är placerad på rullar 16, 17 så att hjulen kan roteras under mätningen. Arrangemanget inkluderar även en basstation 21 och en bärbar dator 14. Den bär- bara datorn 14 är försedd med radiokommunikationsorgan 18 för kommunikation med mätan- ordningen 1. Basstationen 21 är företrädesvis försedd med ett fack 20 för att ta emot mätan- ordningen. Företrädesvis är facket utfonnat att ta emot mätanordningen i såväl ett visst läge som en viss riktning. 10 15 20 251 30 Arrangemanget kan särskilt anpassas till att mäta ett fordon, såsom exempelvis en bil, genom lagring av geometriska data fór ett stort antal olika bilmodeller i en databas i datorn 14. Da- torn kan lämpligen vara anpassad att tillhandahålla en bild av det mätta fordonet på skärmen med mätpunkterna markerade.

Ett annat exempel är mätning av en byggnad. Datorn kan vara anpassad att tillhandahålla en tredimensionell modell av byggnaden, både insidan och utsidan.

Figurerna 2 till 5 illustrerar utfóringsfonner av mätanordningen i figur l. De illustrerade utfó- ringsforrnerna kan åstadkommas med adaptrar. Som ett exempel kan en mätsats åstadkommas innefattande en mätanordning 1 och fyra olika anslutbara adaptrar, var och en fór ett visst syfte.

Figur 2 illustrerar en utfóringsforrn av en mätanordning l försedd med ett hjul eller en trissa 5. Denna utfóringsform är användbar fór mätning av ytor, till exempel krökningen hos en del av ett chassi. Vid användningen placeras hjulet hos mätanordningen på ytan, t ex en deforme- rad del av en fordonskropp, och det rullas därefter längs ytan medan hjulet hålls mot ytan och fólj er ytan. På detta vis kan en konturlinje av ytan åstadkommas. Således är mätanordningen l med ett hjul 5 anpassad att åstadkomma koordinater kontinuerligt, t ex i en hög takt. Hjulet 5 kan vara en integrerad del av mätanordningen. Alternativt är hjulet 5 en del av en adapter in- nefattande organ fór fastsättning till mätanordningen 1. Denna hjuladapter kan innefatta en hylsa eller rörformi gt hölje for omslutning av ett ändavsnitt av mätanordningen och ansluta adaptern till anordningen.

Figurerna 3 till 5 illustrerar utfóringsforrner för bestämning av koordinater fór olika typer av mätpunkter, varvid en mätanordning är försedd med adaptrar fór mätpunkterna. Företrädesvis är varje adapter löstagbart anslutbar till mätanordningen. Mätanordningen och adaptrarna kan tillhandahållas som en mätsats.

Figur 3 illustrerar en utfóringsform av mätanordningen 1 fórsedd med en hylsa 6 fór centre- ring av mätanordningen på utskjutande delar, såsom ett handtag eller en axelände. Hylsan 6 har en öppning och avsmalnande kanal fór inneslutning av den utskjutande delen. Företrädes- vis kan en uppsättning hylsor 6 i olika storlek tillhandahållas fór anpassning av mätanord- ningen fór centrering på utskjutande organ i av skilda storlekar.

Figur 4 illustrerar en utiöringsfonn av måtanordningen 1 försedd med en fórlängningsstav 7 for att nå mätpositioner på platser som är svåra att nå såsom små och trånga utrymmen.

Figur 5 illustrerar en utfiñringsfonn av mätanordningentl försedd med en kon 8 fór centrering av mätanordningen i cirkulåra hål.

Claims (13)

10 15 20 25 30 Patentkrav

1. Mätanordning fór mätning av en struktur innefattande en kropp (2) innefattande en för- sta och en andra tröghetsmätenhet (3, 4), varje tröghetsmätenhet är fixerad till kroppen och fixerad på ett avstånd (L) i förhållande till den andra tröghetsmätenheten (3, 4), varje trög- hetsmätenhet innefattar organ fór avkännande av accelerationer och for avkännande av rota- tioner.

2. Mätanordning enligt patentkrav l, varvid organen for avkännande av accelerationer hos den forsta tröghetsmätenheten (3, 4) är anpassad att känna accelerationer i tre vinkelräta koor- dinatriktningar (x, y, z), och varvid organen för avkännande av accelerationer hos den andra tröghetsmätenheten (3, 4) är anpassad att känna av accelerationer i tre vinkelräta koordinat- riktningar (x, y, z).

3. Mätanordning enligt något av patentkrav 1-2, innefattande en trissa (5) anordnad att fritt roterai förhållande till mätenheten och åstadkomma ett gränssnitt mellan enheten och en yta som mäts.

4. Mätanordning enligt patentkrav 2, varvid kroppen är avlång innefattande två ändar och en trissa (5) är anordnad vid en av ändarna.

5. Mätsats innefattande en anordning enligt något av patentkraven 1-4 och en adapter (5-9) for bildande av ett gränssnitt mot strukturen som skall mätas, adaptern och anordníngen är löstagbart anslutbara.

6. Mätsats enligt patentkrav 5, varvid adaptern innefattar en öppning fór centrering på en utskjutande del.

7. Mätsats enligt patentkrav 5, varvid adaptern är konisk fór centrering i ett hål.

8. Mätsats enligt patentkrav 5, varvid adaptern är avlång fór att nå en mätpunkt. 10 15

9. Mätsystem innefattande en mätanordning (1) enligt något av föregående patentkrav och en basenhet (21) för mätanordningen, varvid basenheten är anpassad att ta emot mätanord- ningen i en förbestämd position för att åstadkomma en referensposition för mätanordningen.

10. Mätsystem enligt patentkrav 9, varvid basenheten är anpassad att ta emot mätanord- ningen i en fördefinierad riktning för att åstadkomma en referensriktning för mätanordningen.

11. Mätsystem enligt patentkrav 9 eller 10, innefattande en skärmenhet (8) kommunikativt ansluten till mätanordningen.

12. Förfarande för mätning av en stationär konstruktion inkluderande steget att fórflytta en mätanordning enligt något av patentkrav 1-4 i förhållande till konstruktionen.

13. Förfarande enligtpatentkrav 12, där mätanordningen är del av en rnätsats i enlighet med något av patentkraven 5-9, och förfarandet inkluderar anslutning av adaptern till mätanord- ningen, och förflyttningssteget inkluderar förflyttning av mätanordningen tillsammans med den anslutna adaptern.