[發明專利]碳纖維復合材料車身構件測量裝置

在審

• 申請號: 201510844768.1
• 申請日: 2015-11-26
• 公開（公告）號: CN105423955A
• 公開（公告）日: 2016-03-23
• 發明（設計）人: 劉瀏;曹清林;周金宇;邱睿
• 申請（專利權）人: 江蘇理工學院
• 主分類號: G01B11/245
• 分類號: G01B11/245;G01B11/00
• 代理公司: 常州市江海陽光知識產權代理有限公司 32214
• 代理人: 孫曉暉

技術領域

本發明屬于測量裝置技術領域，具體涉及一種碳纖維復合材料車身構件測量裝置。

背景技術

汽車車身的輕量化，對于降低汽車能耗具有重要意義。尤其是對于新能源汽車中的純電動車，在目前電池性能遠不如人意的情況下，在保證車身安全性的前提下，降低車身重量，更具有現實意義。寶馬i3在這方面進行了率先嘗試。外表并不瘦小的寶馬i3，因為采用碳纖維復合材料車身，自重僅1224kg。

寶馬i3的碳纖維復合材料車身是由若干碳纖維復合材料構件組合而成，生產一個碳纖維復合材料車身，首先要生產若干碳纖維復合材料構件，然后再將所有碳纖維復合材料構件組合而成。而生產過程中，必須對碳纖維復合材料構件外形尺寸和碳纖維復合材料車身整體外形尺寸進行測量。

常規的三坐標測量機，技術先進、功能強大、測量精度高，在科研、生產中廣泛應用，能夠滿足很多產品外形尺寸的測量精度要求。但是也存在技術復雜、價格昂貴、設計制造難度大、對操作者要求高、測量效率偏低等問題。

發明內容

本發明的目的在于解決上述問題，提供一種結構簡單、價格低廉的碳纖維復合材料車身構件測量裝置。

實現本發明上述目的的技術方案是：一種碳纖維復合材料車身構件測量裝置，它是由一個工作平臺、四組相同的PSD傳感器陣列以及激光發射組件構成；每組PSD傳感器陣列均由若干個光敏面位于同一平面內的PSD傳感器組成。

所述四組相同的PSD傳感器陣列與所述工作平臺的位置關系滿足以下條件：所述四組相同的PSD傳感器陣列設置在所述工作平臺上表面，并且所述四組相同的PSD傳感器陣列的光敏面與所述工作平臺上表面構成一個方體的四個側面和底面的幾何關系。

所述激光發射組件包括一個基板、固定安裝在基板上方的四個激光器、固定安裝在基板下方的三個支腳以及設置在每個支腳底端的球體。

所述四個激光器的位置關系滿足以下條件：所述四個激光器的發射方向均朝向PSD傳感器陣列；所述四個激光器發射的激光軸線位于同一平面內，且該平面平行于所述三個球體的球心連線形成的三角形所在的平面；所述四個激光器分成兩組，每組中的兩個激光器發射的激光軸線共線，兩組激光器形成的兩條線相交。

本發明具有的積極效果：本發明的測量裝置結構簡單，價格低廉，對操作者要求不高，而且可以達到很高的測量精度，完全能夠替代三坐標測量機對碳纖維復合材料車身構件的測量。

附圖說明

圖1為本發明的測量裝置的結構示意圖。

圖2為圖1的俯視圖。

具體實施方式

（實施例1）

見圖1和圖2，本實施例的碳纖維復合材料車身構件測量裝置由一個工作平臺1、四組相同的PSD傳感器陣列2以及激光發射組件構成。

每組PSD傳感器陣列2均由若干個（本實施例為400個，20×20陣列）光敏面位于同一平面內的PSD傳感器21組成。

四組相同的PSD傳感器陣列2設置在工作平臺1上表面，并且四組相同的PSD傳感器陣列2的光敏面與工作平臺1上表面構成一個方體的四個側面和底面的幾何關系（圖1中前后兩組PSD傳感器陣列2省略）。由此可以確定四組相同的PSD傳感器陣列2上所有PSD傳感器21的相對位置關系，記為M。

激光發射組件包括一個基板3、固定安裝在基板3上方的四個激光器（41、42、43、44）、固定安裝在基板3下方的三個支腳5以及設置在每個支腳5底端的球體6。

四個激光器（41、42、43、44）的發射方向均朝向PSD傳感器陣列2。

四個激光器（41、42、43、44）發射的激光軸線位于同一平面內，且該平面平行于三個球體6的球心連線形成的三角形所在的平面。

其中，激光器41和激光器43發射的激光軸線共線（以下記為A線），激光器42和激光器44發射的激光軸線共線（以下記為B線），A線和B線相交。

由此可以確定四個激光器（41、42、43、44）發射的激光軸線（也即A線和B線）與三個球體6之間的相對位置關系，記為N1。

采用上述碳纖維復合材料車身構件測量裝置對碳纖維復合材料車身構件進行測量的方法具體包括以下步驟：

①將碳纖維復合材料車身構件7置于工作平臺1上，并位于四組相同的PSD傳感器陣列2內，將激光發射組件的三個球體6在某一位置（記為A處）與碳纖維復合材料車身構件7的表面實現三點接觸。