[發明專利]一種飛機部件對接間隙和階差的測量裝備、方法及系統

有效

• 申請號: 201711477801.7
• 申請日: 2017-12-29
• 公開（公告）號: CN108151660B
• 公開（公告）日: 2019-07-30
• 發明（設計）人: 駱彬;徐冠華;張開富;程暉;周凡
• 申請（專利權）人: 西北工業大學
• 主分類號: G01B11/03
• 分類號: G01B11/03
• 代理公司: 北京高沃律師事務所 11569
• 代理人: 王戈

1.一種飛機部件對接間隙和階差的測量裝備，其特征在于，所述測量裝備包括定位裝置、測量裝置和上位機；所述定位裝置包括定位工裝；所述測量裝置包括環軌道、測量頭、測量頭驅動裝置和環軌道驅動裝置；

被測飛機部件安裝在所述定位裝置上；

所述環軌道安裝在所述定位工裝上，所述測量頭安裝在所述環軌道上；所述環軌道用于保證所述測量頭與所述被測飛機部件之間存在預設間距；

所述測量頭驅動裝置安裝在所述環軌道上，所述測量頭驅動裝置與所述測量頭連接，用于驅動所述測量頭沿所述環軌道運動；

所述環軌道驅動裝置安裝在所述定位工裝上，所述環軌道驅動裝置與所述環軌道連接，用于驅動所述環軌道在所述定位工裝上進行平移運動；

所述測量頭與所述上位機連接；所述測量頭用于測量所述被測飛機部件的對接區域的輪廓數據；所述上位機用于根據所述對接區域的輪廓數據計算所述被測飛機部件的對接區域的對接間隙和階差；

所述測量裝置還包括標定塊和激光跟蹤裝置；

所述標定塊安裝在所述定位工裝底部；所述激光跟蹤裝置安裝在所述環軌道頂部；所述標定塊和所述激光跟蹤裝置用于標定所述環軌道和所述測量頭的位置；

所述標定塊為梯形塊結構，通過三點測量進行測量頭的標定；所述標定塊的數量為多個；多個所述標定塊等間隔安裝在所述定位工裝底部。

2.根據權利要求1所述的飛機部件對接間隙和階差的測量裝備，其特征在于，所述測量頭為線結構光視覺傳感器。

3.根據權利要求2所述的飛機部件對接間隙和階差的測量裝備，其特征在于，所述定位裝置還包括調姿工裝；所述調姿工裝位于所述定位工裝一側；所述調姿工裝底部安裝有滾輪；所述調姿工裝用于根據所述對接間隙和階差對所述被測飛機部件進行對接調姿和修邊。

4.一種飛機部件對接間隙和階差的測量方法，其特征在于，所述測量方法應用于權利要求1-3任意一項所述的飛機部件對接間隙和階差的測量裝備；所述測量方法包括：

獲取被測飛機部件的對接區域的輪廓數據；

根據所述對接區域的輪廓數據生成所述對接區域的測量模型；

獲取所述對接區域的理論模型；

根據所述對接區域的測量模型和所述對接區域的理論模型獲得所述被測飛機部件的對接區域的對接間隙和階差。

5.根據權利要求4所述的飛機部件對接間隙和階差的測量方法，其特征在于，所述獲取被測飛機部件的對接區域的輪廓數據，具體包括：

獲取被測飛機部件的對接區域的輪廓數據；所述被測飛機部件的對接區域的輪廓數據為所述測量頭測量得到的多個點云數據；每個所述點云數據為一個測量點在測量坐標系下的坐標值。

6.根據權利要求5所述的飛機部件對接間隙和階差的測量方法，其特征在于，所述根據所述對接區域的輪廓數據生成所述對接區域的測量模型具體包括：

將各個測量點在所述測量坐標系下的坐標值轉換為工件坐標系下的坐標值，獲得多個工件坐標系下的點云數據；

采用最小二乘法擬合所述多個工件坐標系下的點云數據，生成所述對接區域的測量模型。

7.根據權利要求6所述的飛機部件對接間隙和階差的測量方法，其特征在于，所述根據所述對接區域的測量模型和所述對接區域的理論模型獲得所述被測飛機部件的對接區域的對接間隙和階差，具體包括：

將所述對接區域的理論模型離散化，生成與所述工件坐標系下的點云數據相同數量級的離散點云數據；每個所述離散點云數據為一個離散點的坐標值；

將所述被測飛機部件的對接區域的多個所述測量點與所述理論模型中對應位置的多個所述離散點進行匹配，獲得測量點與離散點的匹配點對；

獲取所述匹配點對中的所述測量點在所述工件坐標系下的坐標值；

獲取所述匹配點對中的所述離散點的坐標值；

計算所述測量點在所述工件坐標系下的坐標值與所述離散點的坐標值長度方向的偏差值，得到所述被測飛機部件的對接區域的對接間隙；

計算所述測量點在所述工件坐標系下的坐標值與所述離散點的坐標值高度方向的偏差值，得到所述被測飛機部件的對接區域的階差。

8.一種飛機部件對接間隙和階差的測量系統，其特征在于，所述測量系統應用于權利要求1-3任意一項所述的飛機部件對接間隙和階差的測量裝備；所述測量系統包括：

輪廓數據獲取模塊，用于獲取被測飛機部件的對接區域的輪廓數據；

測量模型生成模塊，用于根據所述對接區域的輪廓數據生成所述對接區域的測量模型；

理論模型獲取模塊，用于獲取所述對接區域的理論模型；

對接間隙和階差獲取模塊，用于根據所述對接區域的測量模型和所述對接區域的理論模型獲得所述被測飛機部件的對接區域的對接間隙和階差。