[發(fā)明專利]用于遠程光學地測量表面的位置的方法和裝置

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010004592.X
• 申請日: 2020-01-03
• 公開（公告）號: CN111435082A
• 公開（公告）日: 2020-07-21
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 大衛(wèi)·M·科恩克;馬克·道格拉斯·富勒;杰瑞·A·詹姆斯;蒂莫西·P·黃
• 申請（專利權(quán)）人: 波音公司
• 主分類號: G01C15/00
• 分類號: G01C15/00;G01M1/12
• 代理公司: 北京康信知識產(chǎn)權(quán)代理有限責任公司 11240
• 代理人: 劉瑞賢

公開了用于遠程光學地測量表面的位置的方法和裝置。用于光學地測量測量表面相對于基準位置的位置的系統(tǒng)和方法。該系統(tǒng)為無線網(wǎng)絡(luò)，其包括位于中心的數(shù)據(jù)采集計算機和位于遠處的安裝在中心接收器的無線通信范圍內(nèi)的不同位置處的多個傳感器模塊。每個傳感器模塊都安裝到特定于控制面位置的夾具上，并嵌入RFID標簽以表示夾具位置。選擇傳感器模塊的光學部件以能夠指示測量表面相對于基準位置的線性位置，然后廣播測量結(jié)果。廣播結(jié)果由中心接收器接收，并由數(shù)據(jù)采集計算機處理，該計算機宿留有顯示測量數(shù)據(jù)的人機接口軟件。

技術(shù)領(lǐng)域

本文公開的技術(shù)總體上涉及用于測量測量表面相對于基準位置的位置的系統(tǒng)和方法。具體地，本文公開的技術(shù)涉及用于相對于飛行器操作員控制機構(gòu)校準轉(zhuǎn)向裝置的系統(tǒng)和方法，并且更具體地涉及相對于飛機操作員控制機構(gòu)操縱飛機控制面的系統(tǒng)和方法。

背景技術(shù)

流體動力學包括空氣動力學和流體動力學學科，以優(yōu)化流體在飛行器控制面上的流動。操作員在飛行器運動期間會精確地移動控制面，以產(chǎn)生轉(zhuǎn)向力，以將飛行器引導至指定的路徑并提供飛行期間的穩(wěn)定性。例如，可以調(diào)節(jié)方向舵以操縱飛機，或者可以將水平尾翼上的升降舵定位以穩(wěn)定升力。復雜的三維形狀通常用作控制面，以優(yōu)化燃料消耗并提供有效的操作。這些形狀與其他表面的組合決定了飛行器的性能特征。

用于校準控制面的各種操縱方法和相關(guān)系統(tǒng)是已知的。可樞轉(zhuǎn)的控制面(例如，方向舵，升降舵，副翼或襟副翼)可以引導飛行器(例如，飛機)。控制面形狀的偏差可能會使飛行器控制機構(gòu)和控制面之間的關(guān)系失真。校準通過建立作為控制面的一部分的對準特征來恢復關(guān)系，該對準特征可以對準至與已知控制設(shè)置相關(guān)聯(lián)的飛行器上的操縱點。計量裝置和/或計算機軟件可以用于校準。計量裝置可以定義飛行器上的基準面(例如，包括多個線性測量標記的對準標定板)、控制面的旋轉(zhuǎn)軸線以及對準特征的目標位置(例如，中立或零位置)之間的位置關(guān)系。通過相對于基準面將控制面操縱在目標關(guān)系，可以相對于操作員控制機構(gòu)校準對準特征在控制面上的位置。以這種方式，可以操縱操作員控制機構(gòu)以準確反映控制面的真實位置，以改善飛行器性能。

當前用于在某些飛機上進行控制面操縱的工具可能會帶來關(guān)于確保測試準確性以及飛機和人員安全的擔憂。需要一種系統(tǒng)和方法，該系統(tǒng)和方法將使用戶能夠測量各種控制面的位置以通過非接觸方式進行操縱。

發(fā)明內(nèi)容

以下詳細公開的主題涉及用于光學地測量測量表面相對于基準位置的位置的系統(tǒng)和方法。該系統(tǒng)為無線網(wǎng)絡(luò)，其包括位于中心的數(shù)據(jù)采集計算機和位于遠處的安裝在中心接收器的無線通信范圍內(nèi)的不同位置處的傳感器(下文稱為“傳感器模塊”)的套件(下文稱為“多個”)。每個傳感器模塊被配置為測量測量表面相對于基準位置的位置，然后廣播測量結(jié)果，該廣播結(jié)果由中心接收器接收并由數(shù)據(jù)采集計算機處理。數(shù)據(jù)采集計算機宿留有顯示測量數(shù)據(jù)的人機接口軟件。

根據(jù)下面更詳細地公開的示例實施例，傳感器模塊被安裝到飛機上以用于控制面操縱程序。包括多個傳感器模塊的系統(tǒng)在下文中被稱為“遠程光學控制面指示系統(tǒng)”，該傳感器模塊被安裝在飛機上并被配置為相對于基準位置測量控制面的位置，然后廣播測量結(jié)果。遠程光學控制面指示系統(tǒng)允許用戶通過非接觸方式測量控制面的位置以進行操縱，從而消除了人員與危險飛機能量接觸的風險。

更具體地，遠程光學控制面指示系統(tǒng)包括一組相同的傳感器模塊，其出于飛行控制機構(gòu)操縱的目的而被固定到飛機的各個位置。傳感器配備有光學部件，其相對于相鄰飛機幾何形狀測量飛行控制面的位置。傳感器通過定制的夾持組件被標定到飛機上，每個夾持組件具有用于識別夾具的裝置和附接到夾具的傳感器。測量結(jié)果以無線方式發(fā)送到宿留有數(shù)據(jù)采集(DAQ)軟件應(yīng)用的中心計算機。DAQ計算機能夠?qū)⒑唵蔚倪h程命令發(fā)送到傳感器模塊。該套件配備了用于軟件歸零的傳感器歸零支架組件。當將遠程光學控制面指示系統(tǒng)用于飛行控制機構(gòu)操縱的目的時，將產(chǎn)生指示控制面何時處于其零度(中立)位置的數(shù)據(jù)信號。[如本文所用，術(shù)語“零位置”和“中立位置”為同義詞。]