用于测量物品的表面的不平坦性的测量装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及用于对诸如风力涡轮叶片纤维铺叠之类的物品的表面的形状进行表征的测量装置，其中，该测量装置包括：框架，其包括保持框架；两个或更多个探针的第一集合，其可移动地被保持于保持框架中，每个探针具有用于接触物品的表面的相应的探针端；以及电子感测器件，其配置成为每个探针提供表示探针相对于保持框架的位置的相应的电信号。提供了一种用于对这样的装置进行校准的方法。而且，提供了一种用于对物品的表面的形状进行表征的方法。种用于对物品的表面的形状进行表征的方法。种用于对物品的表面的形状进行表征的方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于测量物品的表面的不平坦性的测量装置


[0001]本专利技术涉及对表面物品（诸如，用于制造例如用于风力涡轮叶片的纤维增强复合物部件的所铺叠的一批纤维层）中的不平坦性进行表征。

技术介绍

[0002]细长结构（诸如，风力涡轮叶片、飞机机翼以及船舶船体）通常用纤维增强复合物材料制造。增强材料（诸如，玻璃纤维）通常通过使层例如一般沿细长结构的纵向方向堆叠来布置，以便沿纵向方向提供刚度。堆叠的纤维层的对准对于结构的可靠性是至关重要的。纤维未对准可能导致部件失效。因此，对纤维未对准或褶皱进行定位对于解决该问题是极其重要的。获知在细长结构中是否存在纤维未对准缺陷并且能够对任何缺陷进行量化允许制造商采取必要的步骤以首先避免缺陷或尽快消除缺陷，从而消除对于以其它方式完成的纤维增强复合物部件中的维修工作的需要。
[0003]如今，一种用于检测纤维未对准的方法涉及利用手电筒来在细长结构的表面上进行的人类视觉检查，并且在视觉地观察到未对准时，使用非常简单的工具（诸如，褶皱梳和尺子）来对未对准进行量化。这样的视觉检查对于检测较小的表面起伏为非常耗时且低效的。尚未证明超声测试方法作为用于对表面褶皱进行识别和量化的方法足够有用。超声测试方法要求添加材料以提供传感器与测试中的物体之间的接触表面。这可能容易污染结构的表面，这可能引起成品中的弱点。更重要的是，这样的传感器适合于表面褶皱的检测或量化。
[0004]国际专利申请No. PCT/EP2016/081741涉及一种方法，该方法包括：通过以与纤维取向相比的角度发射X射线束来对细长结构进行扫描；检测散射的射线；以及确定所检测到的散射的射线的强度。虽然发现该方法在识别更深的纤维未对准或隐藏的纤维未对准的方面是足够的，但该方法耗时，并且将该方法应用于整个风力涡轮叶片结构是昂贵的。US 2012/0033207 A1涉及一种用于检查风力涡轮叶片的系统，该系统包括获取风力涡轮叶片的壳的内部部分的图像的扫描机；涉及一种用于对在风力涡轮叶片的壳内成像的缺陷进行多次测量的测量设备；并且涉及一种用于查明风力涡轮叶片的理论强度的查找表。US 2010/0329415 A1公开了一种用于检查风力涡轮叶片的质量的方法，其中，通过使用辐射的计算机断层摄影方法来检查叶片。传送器通过叶片发送辐射，并且接收器接收已穿过叶片的辐射。传送器、接收器和/或叶片的位置相对于彼此改变，以便执行叶片的检查。
[0005]US 2004/146830 A1公开了一种用于测量被软组织层覆盖的硬组织的表面几何结构的设备，该设备包括：多个元件，其各自具有适于穿透所述软组织并且基本上不穿透所述硬组织的末梢；框架，其支承所述元件各自沿着路径的移动，使得多个所述末梢在沿着路径定位时限定表面；以及至少一个位置传感器，其生成指示所述元件中的至少一个元件的末梢位置的信号。
[0006]US 5 097 423 A公开了一种手持探针组件，该手持探针组件具有设置成线性阵列的两个固定探针腿和两个可移动探针腿。一对探针腿（其中的一个被固定，并且其中的一个
可移动）与第一板边缘部分可接合。第二对固定探针腿和可移动探针腿与第二板边缘部分可接合。可缩回的对准腿接合板边缘部分之间的接头，以帮助将探针组件相对于板边缘部分定位。
[0007]US 2007/156066 A1公开了一种用于确定解剖表面的形状和/或位置并且使数据转换成机器可读形式的装置。该装置包括抵靠解剖结构表面可定位的多个感测探针和能够读取探针位置以确定表面的形状的机构。
[0008]US 6 125 338 A公开了一种表面复制和轮廓测量装置，该装置基本上包括具有安装于框架上的校准销的机械销阵列。
[0009]DE 93 01 457 U1公开了一种坐标测量装置，该坐标测量装置具有用于对要被测量的物体的表面进行扫描的探针和检测探针的移动以用于确定所扫描的点的X坐标、Y坐标和Z坐标的位移测量装置。
[0010]US 4 997 510 A公开了一种自动带加接设备，该自动带加接设备包括：带加接头，其可沿X轴线方向、Y轴线方向、Z轴线方向、A轴线方向以及C轴线方向移动；压带辊，其通过辊承载构件来附接到带加接头，压带辊包括沿横向方向设置的多个辊构件，辊构件由被辊承载构件保持的保持轴可旋转地支承并且独立于彼此而相对于粘附形式可移动；引导机构，其用于使带加接头沿着弧轨迹枢转，该弧轨迹的中心是压带辊，并且该弧轨迹围绕A轴线；位移传感器，其用于检测压带辊的相对端部分中的辊构件与辊承载构件之间的距离的变化；以及控制器件，其用于从位移传感器接收检测信号并且使带加接头沿着引导机构枢转，以便使得一个端部分中的距离与另一个端部分中的距离相同。
[0011]WO 2018/020162 A1公开了一种适合于由机器人操纵的纤维放置头，该纤维放置头包括可移动模子，该可移动模子能够使张紧的粗纱在运输装置与按压辊之间移动。
[0012]US 2011/297303 A1公开了一种方法和设备，该方法和设备用于制造纤维增强部分，诸如用于风力发电厂的叶片，由此包括纤维的材料的许多层布置于细长开放模具的弯曲表面上，使得材料的所述层中的一些层至少部分地重叠。
[0013]这些方法和装置对于识别表面褶皱（诸如，纤维铺叠中的表面褶皱）不一定足够有效或高效。
[0014]因而，需要用于检测物品的表面上的纤维未对准和/或褶皱的简单解决方案。

技术实现思路

[0015]在第一方面，本专利技术提供一种用于对物品的表面的形状进行表征的测量装置。该测量装置包括：
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框架，其包括保持框架，
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两个或更多个探针的第一集合，其可移动地被保持于保持框架中，每个探针具有用于接触物品的表面的相应的探针端；以及
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电子感测器件，其配置成为每个探针提供表示探针相对于保持框架的位置的相应的电信号。
[0016]这样的装置虑及迅速地且精确地对物品的表面的形状进行表征。作为示例，在为纤维增强复合物部件铺叠纤维材料时，识别其中纤维错误地放置的位置是非常重要的。褶皱可指示尚未使纤维垫变平，这意味着可存在不包括任何纤维的相当大的体积，这可进而
导致最终产品中的将需要填充的潜在气穴和/或由于在该体积中缺乏增强纤维而引起的弱点。
[0017]对于本领域技术人员清楚的是，位移仅是探针相对于保持框架的位置的一方面。在获知起始位置和终止位置的情况下，仅可确定探针的位移。另一方面，获知起始位置和位移可确定终止位置。因而，表示位置的信号可转换成表示位移的信号，并且反之亦然。因而，用语位置和位移可互换地使用。
[0018]在一些实施例中，每个探针连接到诸如弹簧之类的偏置器件，该偏置器件配置成使探针相对于保持框架偏置到对应的中性位置。这虑及探针自动返回到它们在后续测量中准备好从其移位的位置。在一些实施例中，每个探针具有单独的对应的偏置器件。在一些实施例中，每个偏置器件连接到配置成提供表示对应的偏置器件中的张力的对应的力传感器信号的对应的力传感本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于对物品的表面的形状进行表征的测量装置（40），所述测量装置包括：
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框架，其包括保持框架（44），
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三个或更多个探针（41a
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41j）的第一集合，其可移动地被保持于所述保持框架中，每个探针具有用于接触所述物品的所述表面的相应的探针端（43a
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43j）；以及
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电子感测器件，其配置成为每个探针提供表示所述探针相对于所述保持框架的位置的相应的电信号，所述装置进一步配置成引起确定表示所述表面的不平坦性的不平坦性信号，所述不平坦性信号表示1）通过探针的所述第一集合中的第一探针的所述探针端和探针的所述第一集合中的第二探针的所述探针端的直线与2）通过所述第二探针的所述探针端和探针的所述第一集合中的第三探针的所述探针端的直线之间的角度。2.根据权利要求1所述的测量装置，其中，每个探针连接到诸如弹簧之类的偏置器件（42a
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42j），所述偏置器件（42a
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42j）配置成使所述探针相对于所述保持框架偏置到对应的中性位置。3.根据权利要求2所述的测量装置，其中，每个探针连接到对应的偏置器件，并且每个偏置器件连接到配置成提供表示所述对应的偏置器件中的张力的对应的力传感器信号的对应的力传感器，并且其中，表示每个探针的所述位置的所述信号至少部分地基于所述对应的力传感器信号而确定。4.根据前述权利要求中的任一项所述的测量装置，配置成引起基于表示探针的所述第一集合中的至少两个探针的所述位置的所述电信号而确定表示所述表面的不平坦性的信号。5.根据前述权利要求中的任一项所述的测量装置，配置成引起至少基于以下项来确定表示所述表面的不平坦性的信号：1）表示所述探针中的两个探针相对于所述保持框架的所述位置的所述电信号和2）在测量期间在所述两个探针的所述探针端之间的最小距离。6.根据权利要求3
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5中的任一项所述的测量装置，配置成引起确定表示所述表面的所述不平坦性的所述信号是否满足不平坦性标准，并且在肯定的情况下，引起提供不平坦性指示。7.根据权利要求6所述的测量装置，其中，所述不平坦性指示包括可听信号和/或视觉信号和/或振动信号。8.根据前述权利要求中的任一项所述的测量装置，其中，探针的所述第一集合的至少子集布置在一维阵列中。9.根据前述权利要求中的任一项所述的测量装置，其中，探针的所述第一集合的至少子集布置在二维阵列中。10.根据前述权利要求中的任一项所述的测量装置，其中，每个探针通过超过与标准自由落体加速度g0对应的力的摩擦力来可移动地被维持于相应的位置中。11.根据前述权利要求中的任一项所述的测量装置，其中，所述框架还包括用于在获得表示所述探针相对于所述保持框架（44）的所述位置的所述电信号期间在所述物品的所述表面上支承所述测量装置的一个或多个固定或可固定支承腿（45a、45b）。12.根据前述权利要求中的任一项所述的测量装置，其中，所述装置配置成使得所述框架的重量超过在所述支承腿与所述表面的第二部分接触时，探针的所述第一集合能够施加
于所述表面的第一部分上的最大总力。13. 根据前述权利要求中的任一项所述的测量装置，其中，探针的所述第一集合的所述两个探针的探针端以至少10 cm，诸如至少20 cm的距离分离，探针之间的平均距离可选地处于范围0.5
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1.5 cm内。14. 根据前述权利要求中的任一项所述的测量装置，可操作成向外部装置传递：
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表示与所述探针中的至少两个探针对应的所述电信号的信号；和/或
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基于表示所述探针中的至少...

【专利技术属性】
技术研发人员：C，
申请(专利权)人：LM风力发电公司，
类型：发明
国别省市：