具体实施方式

为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。

本文中所述“第一”、“第二”等词，仅是为了便于描述结构和/或功能相同或者相类似的两个以上的结构或者部件，并不表示对于顺序和/或重要性的某种特殊限定。

请参考图1-图10，图1为本发明所提供表面状态检测装置的一种具体实施方式的结构示意图，图2为扫描光束在表面光滑的待测试样照射扫描时的光路图，图3为扫描光束在表面存在粗糙位置的待测试样照射扫描时的光路图，图4为显示器所显示的标准粗糙度轨迹线和实测粗糙度轨迹线，图5为扫描光束在硬度较高的待测试样照射扫描时的光路图，图6为扫描光束在硬度较低的待测试样照射扫描时的光路图，图7为显示器所显示的标准硬度轨迹线和实测硬度轨迹线，图8为扫描光束在憎水性较好的待测试样照射扫描时的光路图，图9为扫描光束在憎水性较差的待测试样照射扫描时的光路图，图10为显示器所显示的标准轨迹线和实测憎水性轨迹线。

实施例一

如图1所示，本发明提供一种表面状态检测装置，包括激光发生器1、第一反射检测部件、控制部件、显示部件3等部件，以下本发明实施例将分别针对各部件的结构、功能等进行说明。

激光发生器1包括发生部和驱动部，发生部用于生成扫描光束B，发生部的具体结构可以参照现有技术，在此不做限定。驱动部与发生部传动连接，用于驱使发生部进行位移，进而使得扫描光束B可以对待测试样A的待测表面进行照射扫描。

驱动部的结构形式可以多种多样，这具体与发生部所需要的运动形式有关。举例说明，如果发生部需要的运动形式为直线位移，那么，驱动部可以为气缸、液压油缸等能够直接输出直线位移的驱动元件，或者，驱动部也可以采用电机等能够输出旋转位移的驱动元件，此时，还可以搭配齿轮齿条机构、皮带机构、丝杠机构等形式的位移转换机构，以将电机输出的旋转位移转换为所需的直线位移；如果发生部需要的运动形式为旋转位移，那么，驱动部可以直接采用电机等能够输出旋转位移的驱动元件，根据发生部所需要的运行速度，必要时还可以搭配减速器，以调节发生部的转动速度。

具体到本发明实施例中，驱动部优选采用能够输出旋转位移的驱动元件，如电机。这样，发生部的位移行程较小，能够较大程度地避免与其他部件产生干涉，各零部件的安装布置可以相对简单，同时，驱动部的结构形式也可以较为简单。

第一反射检测部件可以包括第一迎光部2。结合图2和图3，扫描光束B在待测表面照射扫描后、能够形成第一反射光束C，第一反射光束C在第一迎光部2形成第一反射光点；第一反射检测部件还用于采集第一反射光点的第一实测位置数据。这里，本发明实施例并不限定第一迎光部2的安装位置，只要使得第一反射光束C能够照射至该第一迎光部2、进而可以在第一迎光部2形成第一反射光点即可。

控制部件可以与第一反射检测部件信号连接，用于接收第一实测位置数据，并能够根据第一实测位置数据生成实测粗糙度轨迹线，结合图4，该轨迹线的生成实际上是以时间为横坐标、第一反射光点的实测位置作为纵坐标进行制图；控制部件的具体种类在此不做限定。控制部件还预存有标准粗糙度轨迹线。显示部件3和控制部件信号连接，用于显示实测粗糙度轨迹线和标准粗糙度轨迹线。

在使用时，激光发生器1所生成的扫描光束B可以对待测试样A的待测表面进行照射扫描、并在待测表面发生反射后形成第一反射光束C，然后可以通过第一反射检测部件来采集第一反射光束C在第一迎光部2的第一反射光点的第一实测位置数据，控制部件可以根据该第一实测位置数据生成实测粗糙度轨迹线。

待测表面的粗糙度不同，所形成的实测粗糙度轨迹线是不同的。为此，可以将光滑的待测表面的粗糙度轨迹线作为标准粗糙度轨迹线，并将该标准粗糙度轨迹线预存在控制部件中，然后将实测粗糙度轨迹线和标准粗糙度轨迹线进行比对，即可以判断待测试样的待测表面的粗糙度状况，以及待测表面存在凹坑或者凸起的位置。上述的粗糙度检测方式简单、直观、准确性高、且效率高。

在一些实施例中，如图2-图4所示，待测试样A的待测表面可以为平面，此时，标准粗糙度轨迹线可以为一条直线，当待测表面局部存在凹坑或者凸起时，实测粗糙度轨迹线也会相对标准粗糙度轨迹线形成上凸线段或者下凹线段等不规则线段，通过不规则线段的形状可以判定待测表面的损伤种类(凹坑还是凸起)，通过不规则线段的位置则可以判定待测表面的损伤位置。在另一些实施例中，待测试样A的待测表面也可以为非平面，如一些不规则的复杂曲面，此时，标准粗糙度轨迹线也会相对复杂，但这并不影响本发明实施例所提供表面状态检测装置的功能实现。

也就是说，本发明实施例并不限定上述待测试样A的具体种类，其可以为具有平面状的待测表面的待测试样A，也可以为具有曲面状的待测表面的待测试样A，如背景技术中所提及的绝缘子等。需要指出的是，这种待测试样A种类的不限定不仅仅是针对上述的粗糙度检测，同样适用于后文中即将介绍到的硬度检测和憎水性检测等。

上述的第一迎光部2可以为普通的板状件，如此，第一迎光部2可以仅具备承接第一反射光束C进而生成第一反射光点的功能。这种状况下，第一反射检测部件还可以配置有采光部，用于采集第一反射光点的第一实测位置数据。采光部具体可以为摄像部，用于对第一反射光点的位置进行拍摄，进而可以得到上述的第一实测位置数据；需要注意的是，在采用摄像部作为采光部时，扫描光束B需要是可见光，也就是说，第一反射光点需要是可见的，以能够被拍摄。

或者，上述的第一迎光部2也可以为感光元件，如感光板等，此时，第一迎光部2除了可以具备承接第一反射光束C、以生成第一反射光点的功能外，第一迎光部2自身即可以对第一实测位置数据进行采集。这种状况下，扫描光束B可以是可见光，也可以是不可见光，但这都不会影响第一迎光部2功能的实现。

进一步地，还可以包括压力机4，压力机4的结构形式在此不做限定，压力机4可以具有压力施加部41，压力施加部41用于向待测表面的第一设定位置施加设定压力，以迫使第一设定位置发生形变，用于对待测试样A的硬度进行检测。

在第一种实施方式中，待测试样A硬度的检测方式可以参照前述的粗糙度检测：在压力施加部41对第一设定位置进行施压后，可以控制压力施加部41脱离待测表面；然后，可以控制扫描光束B对待测表面进行照射扫描，扫描光束B在对待测表面照射扫描后可以生成反射光束，为了与上述的第一反射光束C相区分，这里可以称之为第三反射光束；然后，第一反射检测部件可以采集第三反射光束在第一迎光部2的第三反射光点的第三实测位置数据；控制部件可以接收该第三实测位置数据，并能够根据第三实测位置数据生成实测硬度轨迹线，控制部件还预存有标准硬度轨迹线；显示部件3可以显示实测硬度轨迹线和标准硬度轨迹线。

可以知晓，不同硬度的待测试样，在同样力的压迫下，可以形成不同深度的凹坑，以前述检测粗糙度的方式、在通过扫描光束B对施压后的待测表面进行照射扫描时，可以对第一设定位置处的凹坑的尺寸进行确定，从而可以判断待测试样A的硬度。

这种实施方式下，标准硬度轨迹线可以是压力施加部41未对待测试样A的第一设定位置施压时、第一迎光部2所能呈现出来的硬度轨迹线，而实测硬度轨迹线则是在压力施加部41对待测试样A的第一设定位置施压后、第一迎光部2所呈现出来的硬度轨迹线。

在第二种实施方式中，待测试样A硬度的检测方式可以与前述的粗糙度检测存在区别。详细而言，本发明所提供表面状态检测装置还可以包括第二反射检测部件，第二反射检测部件独立于第一反射检测部件，第二反射检测部件可以包括第二迎光部5，扫描光束B能够自待测表面的第二设定位置G照射扫描至压力施加部41与待测表面的接触端F(附图中为压力施加部41的底端)、并形成第二反射光束D，第二设定位置G为待测表面在施加设定压力后未发生形变的位置，第二反射光束D在第二迎光部5形成第二反射光点，第二反射检测部件还用于采集第二反射光点的第二实测位置数据；控制部件还用于接收第二实测位置数据，并能够根据第二实测位置数据生成实测硬度轨迹线，控制部件还预存有标准硬度轨迹线；显示部件3还用于显示实测硬度轨迹线和标准硬度轨迹线。

区别于第一种实施方式，本实施方式下，压力施加部41在施加压力后并不脱离待测表面，而是以压力施加部41与待测表面的接触端F作为扫描终点位置。待测试样A的硬度越小，F点的位置就会越低(相对于未被压下的待测表面)，施压所形成凹槽的深度就越大，相应地，凹槽侧壁所形成的斜坡区域就会越长(对比图5和图6)，扫描光束B在对G点和F点之间的待测表面进行扫描后，第二迎光部5所接收到的第二反射光点的第二实测位置数据以及实测硬度轨迹线均会有所差异，而通过比较这些差异性即可以对待测试样A的硬度进行判断。

这种实施方式下，标准硬度轨迹线可以是压力施加部41与待测表面相接触但未施力时、扫描光束B在G点和F点之间照射扫描时、第二迎光部5所能呈现出来的硬度轨迹线，而实测硬度轨迹线则是在压力施加部41对待测试样A的第一设定位置施压后、第二迎光部2所呈现出来的硬度轨迹线，具体可以参照图7。

实际上，在第二种实施方式下，也即压力施加部41施压后不脱离待测表面的情况下，不同硬度条件下所形成F点的深度不同，扫描光束B从G点扫描至F点的转动角度也是不同的，通过对比转动角度也可以对待测试样A的硬度进行评估。

与第一迎光部2的结构形式相类似，第二迎光部5也可以为普通的板状件，进而可以只具备承接第二反射光束D以生成第二反射光点的功能；此时，第二反射检测部件还可以配置采光部，用于采集第二反射光点的第二实测位置数据；且在这种情况下，扫描光束B需要采用可见光，以便第二反射光点能够被采集。或者，第二迎光部5也可以为感光元件，此时，第二迎光部5自身即可以对第二实测位置数据进行采集。

第二迎光部5的安装位置可以不做限定，具体实践中，本领域技术人员可以根据实际需要进行设定。在图5和图6实施例中，第二迎光部5可以设置于压力施加部41的外周壁，压力施加部41具体可以为杆状件或者板状件等。

需要说明的是，本发明实施例并不限定第一设定位置和第二设定位置G的具体位置，实际应用中，本领域技术人员可以根据实际需要进行选择；同样地，本发明实施例也不限定设定压力的具体压力值，实际应用中，本领域技术人员可以根据实际需要进行选择，在一种示例性的方案中，该设定压力可以为95N-105N，例如，可以为100N。

请继续参考图1，本发明所提供表面状态检测装置还可以包括支架6，支架6可以具有承接面61，待测试样A可以放置于该承接面61。前述的激光发生器1、显示部件3和压力机4均可以安装于支架6，具体的安装位置在此不做限定，只要能够实现本发明实施例所需要的功能即可；或者，也可以参照图1中的布置方式进行设置。

承接面61可以为普通的平面。或者，也可以配置一些固定用的构件，用于对待测试样A进行固定，以避免待测试样A在检测过程中发生晃动，这些构件的具体结构形式在此不做限定，实际应用中，本领域技术人员可以结合具体的需求进行选择。

支架6上还可以配置有开机键62、关机键63等操作按键，通过这些操作按键可以对本发明所提供表面状态检测装置进行控制。事实上，这些操作按键也可以集成于显示部件3，即显示部件3除了具备显示功能外，还可以具备触控功能，以便通过显示部件3来对表面状态检测装置进行控制。

进一步地，还可以包括摄像部件7，摄像部件7可以用于检测待测表面的憎水性。和/或，该摄像部件7还可以用于作为前述的第一反射检测部件、第二反射检测部件的摄像部，以搭配第一迎光部2、第二迎光部5进行使用。

在用于憎水性检测时，可以在待测表面滴设定量的检测用水，该检测用水优选为去离子水，设定量具体可以为9μL-11μL，如10μL，当然，也可以为其他的值；然后，可以通过摄像部件7对检测用水在待测表面的实测图样进行拍摄，控制部件可以预存有设定量检测用水在设定憎水性的表面时的标准图样；显示部件则可以对上述的实测图样和标准图样进行显示；通过比较实测图样和标准图样，即可以得到当前待测试样A的待测表面的憎水性状况。

需要说明的是，标准图样仅是用于对比使用，设定憎水性可以是待测试样A应当具备的憎水性，也可以理解为满足出厂指标的待测试样A所具备的憎水性，在进行试验之前，可以对具有该设定憎水性的待测试样A的待测表面进行滴水测试，以便预存前述的标准图样。

除上述的直接拍照的检测方案外，本发明实施例还提供了另一种检测方案。详细而言，如图8、图9所示，待测表面可以具有第一设定点E和第二设定点F，扫描光束B自第一设定点E照射扫描至第二设定点F需要沿设定方向旋转设定角度；在进行检测时，先在待测表面滴设定量的检测用水，该检测用水在待测表面的正投影以第二设定点F为圆心，第一设定点E和第二设定点F的间距大于正投影的半径，即第一设定点E不能被检测用水覆盖；扫描光束B自第一设定点E沿设定方向旋转设定角度的过程中、可以在待测表面形成照射点，摄像部件7用于采集照射点的第四实测位置数据，此时的扫描光束B需要是可见光，以使得照射点能够被采集；控制部件则用于接收第四实测位置数据，并能够根据第四实测位置数据生成实测憎水性轨迹线，控制部件还预存有未滴检测用水时、扫描光束B自第一设定点E沿设定方向转动设定角度到达第二设定点F时、待测表面所呈现出的标准轨迹线；显示部件3还用于显示实测憎水性轨迹线和标准轨迹线。通过对比标准轨迹线和实测憎水性轨迹线，即可以对待测试样A的待测表面的憎水性特性进行评估。

结合图8-图10，在未滴检测用水时，扫描光束B自第一设定点E开始沿设定方向转动设定角度可以照射至第二设定点F，所形成标准轨迹线的尺寸为第一设定点E和第二设定点F的间距(如图10中的纵坐标)。在滴有检测用水时，检测用水可以在待测表面形成水珠，扫描光束B在自第一设定点E开始沿设定方向转动设定角度的过程中，如果扫描光束B接触到水珠，即会发生折射，如此，当转动设定角度时，扫描光束B在待测表面的落点不能够达到第二设定点F，换而言之，实测憎水性轨迹线的尺寸要小于标准轨迹线的尺寸。

而且，不同憎水性的待测表面，所形成水珠的大小和覆盖面积也是不同的，这点可以参考图8和图9，也就是说，扫描光束B首先发生折射的位置以及折射的角度等均会存在差异性，最终所形成的实测憎水性轨迹线的形状以及尺寸均会存在差异，具体可以参照图10，通过对比这种差异性即可以对待测试样A的待测表面的憎水性状况进行评估。

综上可知，本发明实施例所提供表面状态检测装置实际上可以对粗糙度、硬度以及憎水性进行检测，检测的特性更多，能够对待测试样A的待测表面的表面状态进行更为全面的评估，这对于判定待测试样A的表面装填具有积极的意义。而且，本发明实施例对于粗糙度、硬度以及憎水性的检测均较为高效，操作过程简单，评估结果准确性较高，同时，评估结果基本均是以轨迹线的方式呈现，更为直观。

实施例二

本发明还提供一种表面状态检测装置的使用方法，适用于实施例一中各实施方式所涉及的表面状态检测装置，其中存在类同的部分可以参见实施例一，本实施例不再做重复性的说明。

上述使用方法包括粗糙度检测步骤，用于对待测试样A的待测表面的粗糙度进行检测，粗糙度检测步骤包括如下：步骤S11，控制扫描光束B对待测表面进行照射扫描，扫描光束B在待测表面照射扫描后、形成第一反射光束C；步骤S12，通过第一反射检测部件采集第一反射光束C在第一迎光部2的第一反射光点的第一实测位置数据；步骤S13，通过控制部件接收第一实测位置数据，控制部件能够根据第一实测位置数据生成实测粗糙度轨迹线；步骤S14，通过显示部件3显示实测粗糙度轨迹线和标准粗糙度轨迹线。

待测表面的粗糙度不同，所形成的实测粗糙度轨迹线是不同的。为此，可以将光滑的待测表面的粗糙度轨迹线作为标准粗糙度轨迹线，并将该标准粗糙度轨迹线预存在控制部件中，然后将实测粗糙度轨迹线和标准粗糙度轨迹线进行比对，即可以判断待测试样的待测表面的粗糙度状况，以及待测表面存在凹坑或者凸起的位置。上述的粗糙度检测方式简单、直观、准确性高、且效率高。

进一步地，实施例一中的表面状态检测装置还可以包括压力机4，压力机4可以具有压力施加部41，本发明实施例所提供使用方法还可以包括硬度检测步骤，用于对待测试样A的待测表面的硬度进行检测，上述硬度检测步骤实际上可以包括三种方案。

在第一种方案中，硬度检测步骤可以参照前述的粗糙度检测部件，具体可以包括如下：步骤S21，控制压力机4的压力施加部41向待测表面的第一设定位置施加设定压力；步骤S22，控制压力施加部41脱离待测表面；步骤S23，控制扫描光束B对待测表面进行照射扫描，扫描光束B在待测表面照射扫描后、形成第三反射光束；步骤S24，通过第一反射检测部件采集第三反射光束在第一迎光部2的第三反射光点的第三实测位置数据；步骤S25，通过控制部件接收第三实测位置数据，控制部件能够根据第三实测位置数据生成实测硬度轨迹线，控制部件还预存有标准硬度轨迹线；步骤S26，通过显示部件3显示实测硬度轨迹线和标准硬度轨迹线。

可以知晓，不同硬度的待测试样A，在同样力的压迫下，可以形成不同深度的凹坑，以前述检测粗糙度的步骤，在通过扫描光束B对施压后的待测表面进行照射扫描时，可以对第一设定位置处的凹坑的尺寸进行确定，从而可以判断待测试样A的硬度。

在第二种方案中，实施例一中的表面状态检测装置还可以包括第二反射检测部件，第二反射检测部件独立于第一反射检测部件设置，第二反射检测部件可以包括第二迎光部5，上述硬度检测步骤具体可以包括如下：步骤S31，控制压力机4的压力施加部41向待测表面的第一设定位置施加设定压力；步骤S32，控制扫描光束B自待测表面的第二设定位置G照射扫描至压力施加部41与待测表面的接触端F，扫描光束B在对待测表面照射扫描后、形成第二反射光束D，第二设定位置G为待测表面在施加设定压力后未发生形变的位置；步骤S33，通过第二反射检测部件采集第二反射光束D在第二迎光部5的第二反射光点的第二实测位置数据；步骤S34，通过控制部件接收第二实测位置数据，控制部件能够根据第二实测位置数据生成实测硬度轨迹线，控制部件还预存有标准硬度轨迹线；步骤S35，通过显示部件3显示实测硬度轨迹线和标准硬度轨迹线。

区别于第一种方案，本方案下，压力施加部41在施加压力后并不脱离待测表面，而是以压力施加部41与待测表面的接触端F作为扫描终点位置。待测试样A的硬度越小，F点的位置就会越低(相对于未被压下的待测表面)，施压所形成凹槽的深度就越大，相应地，凹槽侧壁所形成的斜坡区域就会越长(对比图5和图6)，扫描光束B在对G点和F点之间的待测表面进行扫描后，第二迎光部5所接收到的第二反射光点的第二实测位置数据以及实测硬度轨迹线均会有所差异，而通过比较这些差异性即可以对待测试样A的硬度进行判断。

这种方案下，标准硬度轨迹线可以是压力施加部41与待测表面相接触但未施力时、扫描光束B在G点和F点之间照射扫描时、第二迎光部5所能呈现出来的硬度轨迹线，而实测硬度轨迹线则是在压力施加部41对待测试样A的第一设定位置施压后、第二迎光部2所呈现出来的硬度轨迹线，具体可以参照图7。

在第三种方案中，上述硬度检测步骤具体可以包括如下：步骤S41，控制压力机4的压力施加部41向待测表面的第一设定位置施加设定压力；步骤S42，控制扫描光束B自待测表面的第二设定位置G照射扫描至压力施加部41与待测表面的接触端F，并检测扫描光束B的实测转动角度；步骤S43，通过控制部件接收实测转动角度，控制部件还预存有标准转动角度；步骤S44，通过显示部件3显示实测转动角度和标准转动角度。

这里的标准转动角度是指压力施加部41和待测表面相接触但未施力时、扫描光束B在G点和F点之间照射扫描时、扫描光束B的转动角度。如前所述，待测试样A的待测表面的硬度不同，F点的深度也不同，相应地，扫描光束B从G点转动至F点的转动角度也不同，通过比较实测转动角度和标准转动角度，也可以对待测试样A的硬度进行评估。

进一步地，表面状态检测装置还可以包括摄像部件7，本发明实施例所提供使用方法还可以包括憎水性检测步骤，憎水性检测步骤通过借助摄像部件7对待测试样A的待测表面的憎水性进行评估，具体的评估方式也可以包括两种实施方式。

在第一种实施方式中，憎水性检测步骤具体可以包括如下：步骤541，在待测表面滴设定量的检测用水；步骤S52，通过摄像部件7拍摄检测用水在待测表面的实测图样，控制部件预存有设定量的检测用水在设定憎水性的表面时的标准图样；步骤S53，通过控制部件显示实测图样和标准图样。

对于同等量的检测用水，在不同憎水性表面的扩散面积是不同的，进而可以得到不同的实测图样，通过比较标准图样和实测图样，即可以对待测试样A的待测表面的憎水性进行评估。

在第二种实施方式中，待测表面可以具有第一设定点E和第二设定点F，扫描光束B自第一设定点E照射扫描至第二设定点F需要沿设定方向旋转设定角度，上述憎水性检测步骤具体可以包括如下：步骤61，在待测表面滴设定量的检测用水，检测用水在待测表面的正投影以第二设定点F为圆心，第一设定点E和第二设定点F的间距大于正投影的半径；步骤S62，控制扫描光束B自第一设定点E沿设定方向旋转设定角度，扫描光束B在待测表面形成照射点；步骤S63，通过摄像部件7采集照射点的第四实测位置数据；步骤S64，通过控制部件接收第四实测位置数据，控制部件能够根据第四实测位置数据生成实测憎水性轨迹线，控制部件还预存扫描光束B自所述第一设定点E沿设定方向转动设定角度到达第二设定点F时、待测表面所呈现出的标准轨迹线；步骤S65，通过显示部件3显示实测憎水性轨迹线和标准轨迹线。

结合图8-图10，在未滴检测用水时，扫描光束B自第一设定点E开始沿设定方向转动设定角度可以照射至第二设定点F，所形成标准轨迹线的尺寸为第一设定点E和第二设定点F的间距(如图10中的纵坐标)。在滴有检测用水时，检测用水可以在待测表面形成水珠，扫描光束B在自第一设定点E开始沿设定方向转动设定角度的过程中，如果扫描光束B接触到水珠，即会发生折射，如此，当转动设定角度时，扫描光束B在待测表面的落点不能够达到第二设定点F，换而言之，实测憎水性轨迹线的尺寸要小于标准轨迹线的尺寸。

而且，不同憎水性的待测表面，所形成水珠的大小和覆盖面积也是不同的，这点可以参考图8和图9，也就是说，扫描光束B首先发生折射的位置以及折射的角度等均会存在差异性，最终所形成的实测憎水性轨迹线的形状以及尺寸均会存在差异，具体可以参照图10，通过对比这种差异性即可以对待测试样A的待测表面的憎水性状况进行评估。

以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。