[發明專利]一種新型三維位移測量裝置及測量方法

有效

• 申請號: 201811293421.2
• 申請日: 2018-10-31
• 公開（公告）號: CN109850182B
• 公開（公告）日: 2022-04-19
• 發明（設計）人: 強寶平;高建;杜星
• 申請（專利權）人: 中國飛機強度研究所
• 主分類號: B64F5/60
• 分類號: B64F5/60;G01B11/16;G01M5/00
• 代理公司: 中國航空專利中心 11008
• 代理人: 杜永保

本發明公開了一種新型三維位移測量裝置，包括拉線式位移傳感器、平角角度傳感器、立角角度傳感器、平轉輪裝置、立轉輪裝置和導向管，三維位移測量裝置與傳統拉線式位移傳感器相比能夠測得飛機結構變形的三維位移數據，且具有更高的測量準確度。

技術領域

本發明涉及飛機強度試驗技術領域，尤其涉及一種新型三維位移測量裝置及測量方法。

背景技術

在飛機強度試驗中，飛機結構變形的位移數據是重要的試驗數據，采集位移數據的傳統方式是通過拉線式位移傳感器進行測量，拉線式位移傳感器由傳感器模塊和和拉線組成，傳感器模塊又包括編碼器和拉線盒兩部分，測量時將拉線端部掛接于待測結構上，通過測量結構變形前后的拉線長度即可得到該位置的位移數據，變形前后拉線長度由r變為r′，前后之差便可得到機翼的位移數據，傳統的拉線式測量方式只能測量一維形變，而真正的飛機結構形變是空間的三維位移變化，因此，這種測量方式不僅只能測量一個維度，而且測得的數據具有一定的誤差。

發明內容

本發明的目的：提出一種新型三維位移測量裝置及測量方法，用以解決傳統的拉線式測量方式只能測量一維形變，且測得的數據具有一定的誤差的問題。

本發明的技術方案：

一種新型三維位移測量裝置，包括拉線式位移傳感器、平角角度傳感器、立角角度傳感器、平轉輪裝置、立轉輪裝置和導向管，所述的平角角度傳感器設置在拉線式位移傳感器側向端部的底面上，所述的平角角度傳感器底部的軸穿過拉線式位移傳感器側向端部的底面，所述平角角度傳感器底部的軸的端部設置有一個可轉動的第一轉盤，所述的平轉輪裝置設置在拉線式位移傳感器頂部，所述的平轉輪裝置底部的平轉輪通過傳送帶與所述的第一轉盤連接，所述的立角角度傳感器設置在平轉輪裝置的側翼上，所述的立角角度傳感器底部的軸穿過平轉輪裝置側翼上的通孔，立角角度傳感器底部的軸的端部設置有一個可轉動的第二轉盤，所述的平轉輪裝置的夾持端內設置有導向輪，所述的夾持端與立轉輪裝置固定連接，所述的立轉輪裝置的立轉輪通過傳送帶與所述的第二轉盤連接，所述的導向管設置在立轉輪裝置上，所述的導向管端部設置有拉線。

一種新型三維位移測量裝置，所述的測量方法包括以下步驟：

步驟1：確定飛機結構待測目標點A，同時建立三維坐標系，將待測目標位置A置于三維坐標系內；

步驟2：將待測目標位置A投影到三維坐標系的XY平面，得到待測目標位置投影B，三維坐標系原點O到待測目標點A的連線OA投影到XY 平面，得到連線OA的投影OB；

步驟3：將本發明的測量裝置固定在地面某位置，并將測量裝置歸零；

步驟4：將拉線式位移傳感器、平角角度傳感器、立角角度傳感器與外部測控系統建立連接，同時將外部測控系統調零；

步驟5：將拉線端部掛接于飛機結構待測目標位置A，測量待測目標位置A到三維坐標系原點O的距離r，測量X軸與OB的夾角α，測量OA 與OB的夾角β；

步驟6：當待測結構發生空間位置變化時，測量r、β、α的變化量△r、△β、△α；

步驟7：計算飛機結構三維位移變形量△X、△Y、△Z。

步驟3所述的將本發明的測量裝置固定在地面某位置，并將測量裝置歸零，具體為將拉線全部收回，將導向管處于水平位置。

步驟7所述的計算飛機結構三維位移變形量△X、△Y、△Z，計算公式為：

本發明的有益效果：提出一種新型三維位移測量裝置及測量方法，三維位移測量裝置與傳統拉線式位移傳感器相比能夠測得飛機結構變形的三維位移數據，且具有更高的測量準確度。

附圖說明

圖1為本發明裝置結構示意圖；