【技术实现步骤摘要】
一种车体内部截面尺寸测量装置和测量方法
[0001]本专利技术涉及轨道车辆
，尤其是一种车体内部截面尺寸测量装置和测量方法。
技术介绍
[0002]目前，随着我国的城镇化水平的提高和城市群的建设，一些大中型城市人口急剧增长，迫切需要城轨公共交通这种方便的公共交通，城轨交通工具的大量使用，对城轨列车的制造质量也提出了更高要求。城轨车辆车体内部整体尺寸测量和内部关键安装部件的装配定位尺寸，是评价城轨车辆产品质量优异的的一个重要指标。在国外，意大利的Spanesi公司、瑞典的Caroliner公司开发了汽车车身电子测量系统在测量精度、操作性方面具有一定的优势，利用激光、红外线扫描技术可实现对汽车车身外部三维尺寸进行测量，满足了现代汽车维修业检测技术的新要求，对于轨道交通车辆内部尺寸的测量少之又少。在国内，轨道交通内部智能扫描测量系统在轨道车辆车体生产的应用还比较少。而传统测量方法大多都是通过人工手动测量，测量结果受人为因素影响较多，且测量的效率和精度等都难以满足现代生产周期的要求。在目前国内外市场中，只存在针对于列车外部轮廓的激光测量技术，以及与车辆内部轮廓检测相近的隧道或管道的激光检测技术，尚未研制出专门针对列车车辆内部轮廓检测的商业设备。由此可见，研发出项目所需的列车内部关键尺寸检测装置迫在眉睫。为了解决上述问题，使城轨车辆车体内部测量过程更加自动化和精度更高，为城轨车体的装配定位、质量评判和内部检修提供更好的数据支撑，亟需一种可对车体内部进行截面二维轮廓进行扫描的装置以及扫描方法。
技术实现思路
>[0003]本专利技术主要目的在于解决上述问题和不足，提供一种车体内部截面尺寸测量装置，对车体内部截面二维轮廓进行扫描，同时进一步提供了利用测量装置进行扫描的方法。
[0004]为实现上述目的，本专利技术首先提供了一种车体内部截面尺寸测量装置，其技术方案是：
[0005]一种车体内部截面尺寸测量装置，包括安装支架，还包括测量车体内部截面形状的截面测量机构和测量左右车体侧墙安装是否对称的横向水平测量机构，所述截面测量机构和横向水平测量机构通过安装板与所述支架固定。
[0006]进一步的，所述截面测量机构包括激光测距仪、带动所述激光测距仪旋转实现截面测量的旋转装置和记录所述旋转装置转角和测量距离的旋转编码器，所述旋转装置、旋转编码器和横向水平测量机构与所述安装板固定。
[0007]进一步的，还包括可调整所述横向水平测量机构测量和截面测量机构测量方向的水平调整机构。
[0008]进一步的，所述水平调整机构包括设置在所述支架上的第一X-Y倾角传感器、安装在所述安装板上的第二X-Y倾角传感器以及与所述支架固定且可调整第二X-Y倾角传感器
使之与所述第一X-Y倾角传感器相互平行的X-Y俯仰调整台。
[0009]进一步的，所述水平调整机构还包括调整所述横向水平测量机构的测量方向与所述车体垂直的旋转电机，所述安装板与所述旋转电机的输出轴固定。
[0010]进一步的，所述横向水平测量机构包括两台水平激光测距仪和记录所述水平激光测距仪测量和移动距离的磁栅传感器，两台所述水平激光测距仪反向设置在滑台的滑座上，所述磁栅传感器设置在所述滑台的底部，所述滑台与所述支架固定。
[0011]本专利技术的另一专利技术提供了一种车体内部截面尺寸的测量方法，采用如下技术方案：
[0012]一种车体内部截面尺寸的测量方法，采用如下技术手段：
[0013]a，测量装置放置在车体内，水平调整机构以支架上的第一X－Y倾角传感器的数据为基准，通过X－Y俯仰调整台调整第一第二X－Y倾角传感器，使整个装置的测量部分与车体底部平行；
[0014]b，水平旋转安装板及与其连接的横向水平测量机构和截面测量机构，使横向水平测量机构和截面测量装机构的测量方向与车体内壁侧墙垂直；
[0015]c，横向水平测量机构的在同一直线上的两台水平激光测距仪在滑动的带动下沿车中心线体水平移动并分别对车体两侧的侧墙进行扫描，磁栅传感器开始进行距离测量，当水平激光测距仪的激光打到侧窗边缘时，磁栅传感器分别记录两水平激光测距仪从初始位置到邻侧侧窗的垂直距离，以此判断两侧窗口相对车体横向中心面是否存在偏差；
[0016]d，截面测量机构的旋转装置带动激光测距仪和旋转编码器转动，激光测距仪测出测量点到每个物体的距离，旋转编码器与激光测距仪同步旋转记录下转动的角度，以测量装置建立测量坐标系，根据激光测距仪记录下的长度和旋转编码器记录下的角度构建截面轮廓，完成对车体内部的原位实时二维截面轮廓。
[0017]进一步的，旋转安装板及其上连接的横向水平测量机构和截面测量机构，转动的同时，两台处于同一直线上的激光测距仪会测出其到车体内壁侧墙的距离，当多次转动测量，在测出的最小长度位置停下，此时，整个测量装置的测量方向与车体内壁侧墙垂直。
[0018]进一步的，在扫描车体二维截面轮廓时，同步测量车体宽度，以激光测距仪为A点，从一侧侧壁上选择B点，激光测距仪从车体侧壁B点转向另一侧侧壁的C点，B点与水平面的夹角为α，C点与水平面的夹角为β，由旋转编码器控制，使∣AB∣sinα＝∣AC∣sin(180
°-
β)，从而通过三角函数，求得车体某点处的宽度∣CB∣＝∣AB∣cosα+∣AC∣cosβ。
[0019]进一步的，在扫描二维截面轮廓时，同步进行车体方正性的检测，利用激光测距仪旋转采集出激光测距仪距离车体侧墙顶部最大距离对侧侧墙底部最大距离，并记录旋转夹角，通过余弦定理求得此方向上的对角线长度，同理求得另一方向对角长度，通过两对角线长度、旋转角度判断车体安装是否方正。
[0020]综上所述，本专利技术提供的一种车体内部截面尺寸的测量装置和方法，与现有技术相比，具有如下优点：
[0021]1.提出了一种基于便携式车体内部尺寸测量装置对关键尺寸参数实施测量的方法，为优化该领域测量技术问题提出了一种新的解决方案；
[0022]2.采用高精度激光测距传感器，实现对车体内部关键尺寸参数的非接触式精确测量，避免了传统接触式测量的方法产生系统误差；
[0023]3.通过构建多轴伺服精密运动系统，并采用倾角、位移传感器作为反馈控制，实现了测量基准的重复定位准确性及测量过程的精确化、自动化，减少人为因素产生的测量误差；
[0024]4.该专利技术装置具有多种测量功能，能实现对车体内部多项关键尺寸的精确测量，并为车体的精确装配的提供技术支撑。
附图说明：
[0025]图1：本专利技术提供的一种车体内部截面尺寸测量装置侧视图；
[0026]图2：本专利技术提供的一种车体内部截面尺寸测量装置立体图(无支架)；
[0027]图3：本专利技术提供的一种车体内部截面尺寸测量装置侧视图(无支架)；
[0028]图4：本专利技术提供的一种车体内部截面尺寸的测量方法中车体宽度测量示意图；
[0029]图5：本专利技术提供的一种车体内部截面尺寸的测量方法中车体对角线测量意图；
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种车体内部截面尺寸测量装置，包括安装支架，其特征在于：还包括测量车体内部截面形状的截面测量机构和测量左右车体侧墙安装是否对称的横向水平测量机构，所述截面测量机构和横向水平测量机构通过安装板与所述支架固定。2.如权利要求1所述的一种车体内部截面尺寸测量装置，其特征在于：所述截面测量机构包括激光测距仪、带动所述激光测距仪旋转实现截面测量的旋转装置和记录所述旋转装置转角和测量距离的旋转编码器，所述旋转装置、旋转编码器和横向水平测量机构与所述安装板固定。3.如权利要求1所述的一种车体内部截面尺寸测量装置，其特征在于：还包括可调整所述横向水平测量机构测量和截面测量机构测量方向的水平调整机构。4.如权利要求3所述的一种车体内部截面尺寸测量装置，其特征在于：所述水平调整机构包括设置在所述支架上的第一X-Y倾角传感器、安装在所述安装板上的第二X-Y倾角传感器以及与所述支架固定且可调整第二X-Y倾角传感器使之与所述第一X-Y倾角传感器相互平行的X-Y俯仰调整台。5.如权利要求3所述的一种车体内部截面尺寸测量装置，其特征在于：所述水平调整机构还包括调整所述横向水平测量机构的测量方向与所述车体垂直的旋转电机，所述安装板与所述旋转电机的输出轴固定。6.如权利要求1所述的一种车体内部截面尺寸测量装置，其特征在于：所述横向水平测量机构包括两台水平激光测距仪和记录所述水平激光测距仪测量和移动距离的磁栅传感器，两台所述水平激光测距仪反向设置在滑台的滑座上，所述磁栅传感器设置在所述滑台的底部，所述滑台与所述支架固定。7.一种车体内部截面尺寸的测量方法，其特征在于：a，测量装置放置在车体内，水平调整机构以支架上的第一X－Y倾角传感器的数据为基准，通过X－Y俯仰调整台调整第一第二X－Y倾角传感器，使整个装置的测量部分与车体底部平行；b，水平旋转安装板及与其连接的横向水平测量机构和截面测量机构，使横向水平测量机构和截面测量装机构的测量方向与车体...
【专利技术属性】
技术研发人员：张风东，宁海石，万帅，邢艳双，
申请(专利权)人：中车青岛四方机车车辆股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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