CN102829723A - 一种关节式电子车身测量机 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种关节式电子车身测量机，其特征是由多段测量臂分别通过各回转关节进行联接构成，包括：第一测量臂的一端与底座通过第一回转关节联接，第一测量臂的另一端与第二测量臂的一端通过第二回转关节联接，第二测量臂的另一端与第三测量臂的一端通过第三回转关节联接，第三测量臂的另一端与第四测量臂的一端通过第四回转关节联接，第四测量臂的另一端与测头通过第五回转关节联接，测头呈L形设置；其中，第一回转关节、第二回转关节与第三回转关节的轴线呈Z向设置，第四回转关节的轴线呈Y向设置，第五回转关节的轴线呈X向设置。本发明可以实现对汽车基准点的测量，解决汽车修复过程中检测的在线、高效、自动和准确问题。
Description
技术领域
本发明涉及关节式电子车身测量机，更具体地说尤其是一种应用在汽车修复过程中的测量机。
背景技术
近年来，随着汽车工业的迅猛发展，汽车保有量迅速增加，大量的交通事故致使事故汽车修理的需求急剧增加。如何保障在交通事故发生后为车主提供快速、优质的修理服务，使事故车车身在修复后达到出厂时的技术性能指标，是摆在修理厂、4S店及各类职业汽车专业学校面前的一个重要难题。
在汽车制造的过程中，有很多重要的测量基准点。这些基准点，既是汽车制造时的基准，也是车身修复的工艺基准和测量基准。如果在车身修复时能使用这些原始的制造基准作为修复时的测量基准，在车身修复时通过测量并配合校正仪进行拉伸修复达到出厂的尺寸标准，则车身修复将有质的飞跃。
目前正交三坐标测量机虽然可以测量复杂机械零件尺寸，且测量精度高，但其体积庞大，对测量环境要求较高，另外正交三坐标测量机只有将受损零件从事故车上拆下来才能测量，难以满足在线、快捷的测量要求。
发明内容
本发明是为避免上述现有技术所存在的不足之处，提供一种关节式电子车身测量机，以实现对汽车基准点的测量，从而解决汽车修复过程中检测的在线、高效、自动和准确问题。
本发明解决技术问题采用如下技术方案：
本发明关节式电子车身测量机的结构特点是：所述测量机是由多段测量臂分别通过各回转关节进行联接构成，包括：第一测量臂的一端与底座通过第一回转关节联接，第一测量臂的另一端与第二测量臂的一端通过第二回转关节联接，第二测量臂的另一端与第三测量臂的一端通过第三回转关节联接，第三测量臂的另一端与第四测量臂的一端通过第四回转关节联接，第四测量臂的另一端与测头通过第五回转关节联接，所述测头呈L形设置；其中，第一回转关节、第二回转关节与第三回转关节的轴线呈Z向设置，第四回转关节的轴线呈Y向设置，第五回转关节的轴线呈X向设置。
本发明关节式电子车身测量机的结构特点也在于：
所述各回转关节为精密回转轴系，包括：在中心轴的两端分别设置有角接触球轴承，轴承隔圈穿过中心轴的两端并位于一对角接触轴承之间，并且，所述轴承隔圈的两端面分别与一对角接触轴承的内圈抵触，在中心轴的下端设置锁紧螺母，所述锁紧螺母通过轴承隔圈对角接触球轴承进行预紧。
在所述锁紧螺母的外侧设有径向槽，并在所述锁紧螺母的径向槽所在位置处沿轴向开设螺口，使锁紧螺钉锁紧在所述螺口处形成锁紧螺母的防松结构。
在各回转关节上设置角度编码器，所述角度编码器采用圆光栅编码器，圆光栅编码器的栅线和读数头相应地安装在回转关节的可动部件与固定部件上。
在所述第一回转关节中，设置所述中心轴的顶端与所述测量臂的一端以测量臂螺钉相联接，中心轴的下端与角度编码器的转轴内孔过渡配合，角度编码器的法兰通过法兰螺钉联接在编码器垫圈上，编码器垫圈通过编码器垫圈螺钉联接在作为固定部件的底座上。
与已有技术相比，本发明的有益效果体现在：
1、本发明测量空间大，测量范围大，在测量时测头可以达到测量空间内的任意点，没有测量死点。
2、本发明可对事故车身底盘的基准点实现在线、快捷测量，无需将车身底盘受损零件拆下进行测量。通过升降架将事故汽车升出地面一定高度，测量人员在地面上手持本发明的测头触碰修复汽车的各测量基准点，测量系统可根据所建立的测量数学模型给出测头（即测量基准点）在空间的三维坐标信息，从而实现空间两点的直线距离检测、空间两条线夹角的检测、空间两平面夹角的检测。
3、本发明采用绝对式角度编码器,无需找零,开机即可测量。
4、本发明检测精度高、重复性好。空间长度测量精度为±0.4mm，单点重复测量精度为±0.25mm，完全满足车身检测要求。
附图说明
图1为本发明原理图；
图2为本发明轴测图；
图3为本发明中第一回转关节结构示意图；
图4本发明中锁紧螺母结构示意图。
图中标号：1底座、2第一回转关节、3第一测量臂、4第二回转关节、5第二测量臂、6第三回转关节、7第三测量臂、8第四回转关节、9第四测量臂、10第五回转关节、11测头、12中心轴、13测量臂螺钉、14角接触球轴承、15轴承隔圈、16锁紧螺母、17锁紧螺钉、18编码器垫圈、19编码器垫圈螺钉、20法兰螺钉、21角度编码器。
具体实施方式
参见图1、图2，本实施例中关节式电子车身测量机的结构设置为：
由多段测量臂分别通过各回转关节进行联接构成测量机，包括：第一测量臂3的一端与底座1通过第一回转关节2联接，第一测量臂3的另一端与第二测量臂5的一端通过第二回转关节4联接，第二测量臂5的另一端与第三测量臂7的一端通过第三回转关节6联接，第三测量臂7的另一端与第四测量臂9的一端通过第四回转关节8联接，第四测量臂9的另一端与测头11通过第五回转关节10联接，测头呈L形设置；其中，第一回转关节2、第二回转关节4与第三回转关节6的轴线呈Z向设置，第四回转关节8的轴线呈Y向设置，第五回转关节10的轴线呈X向设置。
参见图3本实施例中设置各回转关节为精密回转轴系，如图3所示为第一回转关节2的结构示意图：在中心轴12的两端分别设置有角接触球轴承14，轴承隔圈15穿过中心轴12的两端并位于一对角接触轴承14之间，并且轴承隔圈15的两端面分别与一对角接触轴承14的内圈抵触，第一测量臂3的一端通过测量臂螺钉13固定设置在中心轴12的顶端，在中心轴12的下端设置锁紧螺母16，锁紧螺母16通过轴承隔圈15对角接触球轴承14进行预紧。拧紧中心轴12下端的锁紧螺母16，通过轴承隔圈对角接触球轴承进行预紧，从而消除角接触球轴承的游隙，提高轴系的回转精度。
参见图4，本实施例中，在锁紧螺母16的外侧设有径向槽，并在锁紧螺母16的在径向槽所在位置处沿轴向开设螺孔，使锁紧螺钉17锁紧在螺孔处形成锁紧螺母16的防松结构。拧紧锁紧螺母16上的锁紧螺钉17可防止锁紧螺母16的松动。
具体实施中，在各个回转关节上设置角度编码器，用来测量回转关节中可动部件与固定部件之间的相对转动角度（即第一测量臂与底座、各相邻测量臂之间以及第四测量臂与测头之间的转角）。角度编码器21采用圆光栅编码器，圆光栅编码器的栅线和读数头相应地安装在回转关节的可动部件与固定部件上。每个回转关节的回转中心和相应的测量臂构成一个极坐标系统，回转角即极角由角度编码器进行测量，测量臂两端关节回转中心距离为极坐标的极径长度。本实施例的结构形式由四个串联的极坐标系统组成，当测头与修复汽车基准点接触时，测量系统可根据所建立的测量数学模型给出测头（即汽车基准点）在空间的三维坐标信息，从而实现空间两点的直线距离检测、空间两条线夹角的检测、空间两平面夹角的检测。
具体实施中，将底座1固定在移动柜上，便于移动，不受车间位置的限制。中心轴12的顶端与测量臂3的一端以测量臂螺钉13相联接，中心轴12的下端与角度编码器21的转轴内孔采用过渡配合，角度编码器21的法兰通过法兰螺钉20联接在编码器垫圈18上，编码器垫圈18通过编码器垫圈螺钉19联接在作为固定部件的底座1上。
本实施例中的结构形式中，五个回转关节和四个测量臂可使测头11到达测量空间内任意点，并在任意点作任意回转运动，实现六自由度的测量；机械主体结构可以采用航空铝材，辅以碳纤维管，能达到重量轻、强度高的效果。
在实际测量中，需要对关节式电子车身测量机进行标定，得到测量臂长度、关节回转角、测头长度等，标定完毕后即可对车身基准点进行测量；可以采用无线蓝牙传送数据，方便连接。
Claims (5)
1.一种关节式电子车身测量机，其特征是：所述测量机是由多段测量臂分别通过各回转关节进行联接构成，包括：第一测量臂(3)的一端与底座(1)通过第一回转关节(2)联接，第一测量臂(3)的另一端与第二测量臂(5)的一端通过第二回转关节(4)联接，第二测量臂(5)的另一端与第三测量臂(7)的一端通过第三回转关节(6)联接，第三测量臂(7)的另一端与第四测量臂(9)的一端通过第四回转关节(8)联接，第四测量臂(9)的另一端与测头(11)通过第五回转关节(10)联接，所述测头呈L形设置；其中，第一回转关节(2)、第二回转关节(4)与第三回转关节(6)的轴线呈Z向设置，第四回转关节(8)的轴线呈Y向设置，第五回转关节(10)的轴线呈X向设置。
2.根据权利要求1所述的关节式电子车身测量机，其特征是：所述各回转关节为精密回转轴系，包括：在中心轴(12)的两端分别设置有角接触球轴承(14)，轴承隔圈(15)穿过中心轴(12)的两端并位于一对角接触轴承(14)之间，并且，所述轴承隔圈(15)的两端面分别与一对角接触轴承(14)的内圈抵触，在中心轴(12)的下端设置锁紧螺母(16)，所述锁紧螺母(16)通过轴承隔圈(15)对角接触球轴承(14)进行预紧。
3.根据权利要求2所述的关节式电子车身测量机，其特征是在所述锁紧螺母(16)的外侧设有径向槽，并在所述锁紧螺母(16)的径向槽所在位置处沿轴向开设螺口，使锁紧螺钉(17)锁紧在所述螺口处形成锁紧螺母(16)的防松结构。
4.根据权利要求1所述的关节式电子车身测量机，其特征是：在各回转关节上设置角度编码器(21)，所述角度编码器(21)采用圆光栅编码器，圆光栅编码器的栅线和读数头相应地安装在回转关节的可动部件与固定部件上。
5.根据权利要求4所述的关节式电子车身测量机，其特征是：在所述第一回转关节中，设置所述中心轴(12)的顶端与所述测量臂(3)的一端以测量臂螺钉(13)相联接，中心轴(12)的下端与角度编码器(21)的转轴内孔过渡配合，角度编码器(21)的法兰通过法兰螺钉(20)联接在编码器垫圈(18)上，编码器垫圈(18)通过编码器垫圈螺钉(19)联接在作为固定部件的底座(1)上。
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