具体实施方式

下面将结合本发明实施方式，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。

如图1—5所示，图示展示了一种高温火车轮的线激光自动化测量系统，包括待测的锻造的火车轮、底座1、旋转机构2、框体3、若干扫描测量机构4、冷却机构5和共面指示体6；

底座1固定设置在地面上，底座1内部中空；图示的底座1具有向上突起的环形结构，内部具有环形空间。底座1用于支撑和固定旋转激光2、扫描测量激光4以及共面指示体6。

旋转机构2，设置在底座1远离地面的一端；旋转机构2与底座1可转动设置；火车轮水平的放置在旋转机构2远离地面的一端；旋转机构2可以带动火车轮相对于铅垂方向360°水平旋转。为防止高温的火车轮离底座1内部的扫描测量激光4太近造成不利影响，可以在旋转机构2上进一步增设隔热支架，对火车轮进行多处水平托举。旋转机构2的驱动可以采用伺服电机等方式来实现。

框体3其一端与底座1固定连接，另一端朝着远离地面的方向朝上朝外延伸；框体3用于设置各扫描测量机构4。各扫描测量机构4分别设置在框体3的表面或者底座1内部，各扫描测量机构4分别对准火车轮的侧表面、靠近地面的端面或者远离地面的端面；

冷却机构5设置在框体3延伸方向的表面且远离旋转机构2设置；各扫描测量机构4还分别与冷却机构5连通；冷却机构5用于对各扫描测量机构4进行降温；冷却机构5向各扫描测量机构4通入冷却介质，带走各扫描测量机构4工作时或者受高温火车轮热辐射产生的热量。

共面指示体6可拆卸的设置在旋转机构2远离地面的一端，共面指示体6用于使各扫描测量机构4发出的激光标定在同一平面内；共面指示体6用于将若干个扫描测量机构4发出的光进行共面调节，使得多个扫描测量机构4同时对火车轮的同一竖直截面进行扫描，实现精确的轮廓测量。

其中，共面指示体6使各扫描测量机构4发出的激光共面后，移除共面指示体6，在旋转机构2上放置高温锻造后的火车轮，旋转机构2驱动火车轮水平旋转，由各扫描测量机构4扫描火车轮进行全尺寸扫描检测，再通过对现状点云数据进行融合三维建模，获取完整的火车轮轮廓尺寸数据。

如图5—8所示，图示展示了共面指示体6的一种具体结构。共面指示体6包括基板61、两多边形侧板62和指示部63；基板61与旋转机构2远离地面的一端可拆卸式连接；基板61远离地面的端面上平行且间隔的设置两多边形侧板62，两多边形侧板62均沿着竖直方向朝外延伸；两多边形侧板62之间设置有指示部63，指示部63与两多边形侧板62及基板61固定连接；两多边形侧板62边缘与指示部63的边缘之间形成指示凹槽64；各扫描测量机构4分别对准指示凹槽64的不同位置。基板61用于与旋转机构2进行可拆卸式连接，如采用螺栓连接方式。两多边形侧板62之间设置内凹的指示部63，便于扫描测量机构4将发出的可见激光投射在指示部63表面，并由扫描测量机构4对投射的线状激光区域的图像获取，便于后续调整扫描测量机构4的姿态。共面指示体6设置在旋转机构2上的固定位置。

共面指示体6的指示部63的各非基板61连接边相对于相邻的多边形侧板62的各非基板61连接边向多边形侧板62的内部偏移一定距离形成指示凹槽64；各扫描测量机构4的激光出光方向与其对应照射的指示凹槽64表面之间呈倾角设置。指示凹槽64的边界限定了扫描测量机构4发出的线状激光的投射区域，由于共面指示体6的位置固定，则实时调整扫描测量机构4的姿态使得线状激光完全落在指示凹槽64内部的某个侧面区域，可以指示该扫描测量机构4已对正该共面指示体6的某一指示部63的表面。图示的共面指示体6的多边形侧板62及指示部63的边数五边形，且本实施方式中的扫描测量机构4为3个，当然多边形侧板62及指示部63的边数以及对应的扫描测量机构4的数量均是可以调整的。图8所示的箭头方向，即为扫描测量机构4发出的线状激光的方向。

如图9—13所示，各扫描测量机构4均包括第一调节机构41、第二调节机构42、壳体43和激光测头44；第一调节机构41与框体3朝向旋转机构2的表面或者底座1远离地面的端面连接；第一调节机构41上设置有第二调节机构42，第二调节机构42上设置有壳体43，壳体43上嵌设有激光测头44，壳体43内部还设置有环绕激光测头44的若干冷却管路45，冷却管路45用于与冷却机构5连通；第一调节机构41或者第二调节机构42用于调节壳体43与激光测头44的出光方向，使激光测头44发出的激光与共面指示体6的指示凹槽64的一个表面共平面。第一调节机构41可以相对于框体3或者底座1水平移动，第二调节机构42可以相对于第一调节机构进行一定角度的旋转，壳体43也可以相对于第二调节机构42在另一轴向方向旋转一定角度，实现三轴姿态调节。

以框体3竖直延伸方向侧表面设置的扫描测量机构4为例进行说明：第一调节机构41包括水平调节螺杆410、第一连接板411、两第一弧形卡槽412、第一转盘413、第一驱动部414和第一锁定部415；第一连接板411设置在框体3的表面或者底座1内部，第一连接板411与框体3可滑动连接，即框体3的宽度水平延伸方向；水平调节螺杆410与第一连接板411铰连接，水平调节螺杆410还与框体3螺纹连接；第一连接板411的表面上设置有第一转盘413、第一驱动部414和两第一弧形卡槽412，第一转盘413与第一连接板411可转动连接，第一转盘413还与第二调节机构42靠近第一调节机构41的端面固定连接；第一驱动部414与第一连接板411可转动连接，且第一驱动部414的表面与第一转盘413表面相切且啮合设置，调节第一驱动部414可以带动第二调节机构42及第一转盘413旋转一定的角度；水平调节螺杆410的螺纹结构具有位置自锁功能；两第一弧形卡槽412对称设置在以第一转盘413的中心为圆心的虚拟圆周上；第二调节机构42上对应设置有第一卡接部100，第一卡接部100嵌设在第一弧形卡槽412内并与其滑动连接，第一卡接部100对应的为弧形结构；其中一个第一弧形卡槽412的侧表面贯通的设置有第一锁定部415，第一锁定部415可相对于第一弧形卡槽412旋转伸出并抵持在第一弧形卡槽412内的第一卡接部100的表面；第一锁定部415顺时针旋转时，带动起端部伸入并抵紧第一卡接部100，从而锁定第二调节机构42的当前位置，反之则松开第一锁定部415，使得第一卡接部100自由活动。当然，如果选用的是底座1内部的扫描测量机构4，其第一连接板411是相对于底座1是可以滑动的，在此不再赘述。第一锁定部415，可以采用旋转连杆机构，可将旋转活动端的转动变为其伸缩部的伸出长度，当其旋转活动端在旋转到一定角度如90°时，旋转活动端使伸缩部伸出长度最大。

仍然以框体3竖直延伸方向侧表面设置的扫描测量机构4为例进行说明，第二调节机构42还包括第二连接板421、两第二弧形卡槽422、第二转盘423、第二驱动部424和第二锁定部425；第二连接板421靠近第一调节机构41的表面与第一转盘413固定连接，第二连接板421远离第一调节机构41的表面设置有第二转盘423、第二驱动部424和两第二弧形卡槽422，第二转盘423与第二连接板421可转动连接，第二转盘423与壳体43固定连接；第二驱动部424与第二连接板421可转动连接，且第二驱动部424的表面与第二转盘423表面相切且啮合设置；两第二弧形卡槽422对称设置在以第二转盘423中心为圆心的虚拟圆周上；壳体43上对应设置有第二卡接部200，第二卡接部200嵌设在第二弧形卡槽422内并与其滑动连接；其中一个第二弧形卡槽422的侧表面贯通的设置有第二锁定部425，第二锁定部425可相对于第二弧形卡槽422旋转伸出并抵持在第二弧形卡槽422内的第二卡接部200的表面。第二调节机构42的工作原理与第一调节机构41类似。

激光测头44包括出光部441和检测部442，壳体43靠近旋转机构2的表面上对应的设置有贯通的第一窗口300和第二窗口400，第一窗口300与第二窗口400间隔设置，出光部441正对第一窗口300设置，且位于第一窗口300处的壳体43内，检测部442设置在第二窗口400处的壳体43内；出光部441用于发出激光照射在火车轮或者共面指示体6表面；检测部442获取指示部63表面反射的激光的图像，并判断该激光的图像与对应的共面指示体6的指示部63的位置关系。检测部442可以采用普通相机，也可以采用激光三维扫描仪。通过检测部442来扫描获取出光部441发出的线性激光投射在指示凹槽64对应边线上的长度和位置，可以判断当前的扫描测量机构4的位置和姿态是否合适。具体方法可以采用检测部442获取指示凹槽64对应边线上的激光的点云数据，与对应的指示凹槽64的边线区域进行拟合，查看该激光是否完全落在该边线区域内。在完成扫描测量机构4的姿态调节后，进一步由各扫描测量机构4对火车轮进行轮廓的扫描，并实现火车轮三维模型的重建，模型重建完成后，火车轮轮廓尺寸即被间接测量获得。通过激光线性扫描重建产品三维模型是本领域常用技术手段，所用算法也是开原算法，在此不再赘述。

为了防止高温的火车轮热辐射对检测部442造成的干扰，第二窗口400处设置有红外截止滤光片，进行隔热吸热处理。

如图12和图13所示，为了更好的与激光测头44贴合及散热，壳体43包括第一安装部431、第二安装部432和第三安装部433；第一安装部431与第二安装部432平行且间隔设置，第三安装部433设置在第一安装部431与第二安装部432之间的边缘位置且分别与第一安装部431和第二安装部432固定连接，第一安装部431与第二安装部432之间还形成腔体，激光测头44嵌入该腔体内；冷却管路45分别设置在第一安装部431、第二安装部432与第三安装部433内，且相邻的冷却管路45依次连通相互垂直设置。冷却管路45环绕激光测头44的各个表面设置，具有更大的贴合面积和散热效果，使得激光测头44工作时性能更加稳定。

以上所述仅为本发明的较佳实施方式而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。