CN102829721B - 一种飞机检测平台及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种飞机检测平台及方法，本发明通过三点支撑及自动安平激光水准仪将飞机姿态调至水平后，以自动安平激光水准仪激光线为基准测量机体关键测量点相对高度，并使用双坐标水平测量仪测量垂直陀螺安装面水平度用于陀螺校准。其中用于调节飞机姿态水平的丝杠千斤顶安装压力传感器后，成为质量质心测量仪，从而有机整合了不同的测量设备。本发明具有成本低廉、操作简单、重量轻、测量精度高、多功能整合的特点。

Description

一种飞机检测平台及方法

技术领域

本发明涉及一种飞机检测平台及方法，用于对飞机的形位及质量质心进行测量。

背景技术

目前飞机形位测量多在停机状态下通过经纬仪或水槽垂线的方法测量关键点相对高度，之后进行姿态换算，计算机翼机身对称度，安装角等。但是这些方法使用难度大，测量数据换算复杂，给形位测量带来一定问题。且现有的形位测量设备与质量质心测量设备没有有机结合，运输成本较高。

发明内容

本发明的目的是提供一种成本低廉、操作简单、重量轻、测量精度高、多功能整合的飞机检测平台及方法。

本发明包括如下技术方案：

一种飞机检测平台，其特征在于，包括一台自动安平激光水准仪，一台双坐标电子水平仪，三个千斤顶，三个顶窝，三个压力传感器，和测量尺；自动安平激光水准仪用于发出水平激光线，所述水平激光线作为飞机调平基准线或飞机测量基准线；双坐标电子水平仪用于测量垂直陀螺的安装平面水平度；三个千斤顶用于支撑待检测飞机，并用于调整飞机俯仰和滚转方向；所述千斤顶包括支撑部分和顶头；压力传感器一端与所述支撑部分连接，一端与所述顶头连接；顶窝一端与顶头部分对接，一端与飞机机体对接；测量尺用于测量机体各测量点距飞机测量基准线的距离。

在机体前端设置一个前千斤顶和一个前顶窝，在机体后端设置两个后千斤顶和两个后顶窝。

前顶窝位于机体框板所在位置的下蒙皮处，后顶窝位于机体中外翼连接螺栓处。

采用上述飞机检测平台对飞机进行检测的方法，包括如下步骤：

以自动安平激光水准仪发出的激光水平线为基准，通过三个千斤顶调节飞机的滚转与俯仰方向，使得飞机处于水平状态；

在飞机处于水平状态后，以自动安平激光水准仪发出的激光水平线为基准测量机体各测量点相对于激光水平线的距离，根据该距离确定待测量；

在飞机处于水平状态后，将双坐标电子水平仪放置于垂直陀螺安装面位置，通过双坐标电子水平仪测量垂直陀螺的安装平面水平度；

在飞机处于水平状态后，通过安装在千斤顶上的压力传感器获得三个压力值，根据所述三个压力值计算出飞机的质量和质心。

所述待测量包括鸭翼特征点高度、机翼特征点高度、鸭翼安装角、机翼安装角、机翼扭转角、起落架对称度。

本发明与现有技术相比，具有如下优点：

(1)本发明通过三点支撑将飞机姿态调水平后进行机体关键测量点相对高度测量，减少姿态换算过程，提高测量精度。自动安平激光水准仪的使用提高了形位测量的简便程度。形位测量时用于调节飞机姿态水平的丝杠千斤顶安装压力传感器后，成为质量质心测量仪，减轻测量装置重量，减少运输成本。

(2)本发明将压力传感器与千斤顶整合，通过调整千斤顶，使离地机体水平的同时，可以测量机体质心位置和机体质量；从而使得既可以检测机体外形(机翼、鸭翼、起落架)关键几何尺寸；又可以得到机体质心位置和机体质量。因此，本发明在降低成本和重量的同时，具有功能强大的特点。

(3)本发明适用于1吨以下飞机的检测。

附图说明

图1是本发明的飞机检测平台的组成示意图；

图2是千斤顶结构示意图；

图3是前顶窝示意图，其中图3a为前顶窝主视图，图3b为前顶窝俯视图；

图4是后顶窝示意图，其中图4a为后顶窝主视图，图4b为后顶窝俯视图；

图5是三个千斤顶顶点安装位置示意图，图5a为飞机主视图，图5b为飞机俯视图；

图6是飞机滚转方向水平调节示意图；

图7是飞机俯仰方向水平调节示意图；

图8是飞机形位测量点位置示意图；

图9是水平激光线对准机头尖点示意图；

图10为测量各点相对高度示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步描述。

如图1所示，本发明的飞机检测平台包括一台自动安平激光水准仪1，一台双坐标电子水平仪2，三件千斤顶6，三个顶窝，三套压力传感器和米尺。自动安平激光水准仪1用于发出水平激光线，作为飞机调平或测量基准线。自动安平激光水准仪1选用的型号为HTTC MATRIX58-4。双坐标电子水平仪2用于测量垂直陀螺的安装平面水平度。双坐标电子水平仪2的型号为DWL3000XY，其精度可达到0.01度。三件千斤顶可以是丝杠千斤顶，用于支撑待检测飞机，并用于调整飞机俯仰和滚转方向；每个千斤顶包括顶头3和支撑部分。压力传感器7一端与所述支撑部分连接，另一端与千斤顶顶头3连接。压力传感器7优选为柱式称重传感器BK-1A。

如图2所示为千斤顶结构图，千斤顶的支撑部分包括万向轮61、主支撑体62、可调节丝杆63、传感器转接头64。传感器转接头64通过丝杠63顶端凹槽66与丝杠63对接，压力传感器7通过螺纹孔67与传感器转接头64连接，顶头3通过凹槽68与压力传感器7对接。通过利用六角扳手或机轮调节丝杠上的六角螺母65即可使千斤顶丝杠上升，既而顶起飞机。

三个千斤顶的放置位置点围绕飞机的理论重心位置布置。根据本实施方式中飞机的具体外形结构，在机体前端设置一个前千斤顶和一个前顶窝5，在机体后端设置两个后千斤顶和两个后顶窝4。顶窝一端与顶头3对接，另一端与飞机机体对接。

根据飞机的具体结构设计顶窝，前、后顶窝的具体结构如图3、图4所示。每个后顶窝4的球形凹槽A2与千斤顶顶头3对接，每个后顶窝4的六角形凹槽A3与机体中外翼连接螺栓处对接。前顶窝5的一端紧贴于机体某框板21所处位置的下蒙皮处，另一端的球形凹槽A1与所述千斤顶顶头3对接。

米尺用于测量机体特征点距调平基准线的距离，精度是1mm。

利用所述检测平台进行飞机检测的方法如下：

(1)首先在飞机上标记三个合适的位置点，便于丝杠千斤顶将飞机顶起。三个位置点围绕飞机的理论重心位置布置。如图5所示为优选的三点位置；其中前丝杠千斤顶位于飞机框板21对应的位置下方，前顶窝5的一端紧贴于机体某框板21所处位置的下蒙皮处。两个后丝杠千斤顶可以位于左、右中外翼连接前螺栓22。两个后丝杠千斤顶也可以位于左、右中外翼连接后螺栓24处。然后，记录X1、X2的值，其中X1为前丝杠千斤顶顶点距机体机头参考点距离，X2为后丝杠千斤顶顶点距机体机头参考点距离。

(2)放置千斤顶，将飞机机体调平。机体调平过程如下所述：

a.放置前顶窝和后顶窝

将前顶窝放置在机身指定框21正下方位置，紧贴蒙皮；将两个后顶窝分别放置在左、右中外翼连接前螺栓22下方。

b.顶起飞机

将前丝杠千斤顶移至前顶窝正下方，将左、右后丝杠千斤顶移至后顶窝正下方。同时升起三个千斤顶，使飞机前、主起落架轮胎离地。

c.调节飞机滚转方向水平

如图6所示，将自动安平激光水平仪放置在飞机飞机尾部正后方，打出激光水平基准线31，调节左、右后支点处丝杠千斤顶，使左中外翼连接位置后缘尖点32、右中外翼连接位置后缘尖点33与所述激光水平基准线31重合。

d.调节飞机俯仰方向水平

如图7所示，将自动安平激光水平仪放置在飞机左侧面(从飞机尾部向机头看左手侧)，打出激光水平基准线41，调节前丝杠千斤顶，使机身#4框42和#5框43基准刻线同时与激光水平基准线41重合，此时认为飞机处于水平状态。

(3)进行机体特征测量点

依据图8所示测量机体各特征点C1-C20。首先将激光水平仪放置在机身左侧面，并使水平激光线通过机头尖点，如图9所示，将此激光线作为各测量点的水平基准线，测量各点相对于它的高度，如图10所示。并以同样的方法将激光水平仪放置在机身右侧面，测量机身右侧各测量点相对于水平激光线的距离。记录这些数据，按下列公式计算机体如下形位尺寸：

左鸭翼翼尖安装角：σ_左鸭1＝arcsin[(h1-h2)/l_鸭1]；

左鸭翼翼根安装角：σ_左鸭2＝arcsin[(h3-h4)/l_鸭2]；

右鸭翼翼尖安装角：σ_右鸭1＝arcsin[(h7-h8)/l_鸭1]；

右鸭翼翼根安装角：σ_右鸭＝arcsin[(h5-h6)/l_鸭2]；

左鸭翼扭转角：φ_左鸭＝σ_左鸭1-σ_左鸭2；

右鸭翼扭转角：φ_右鸭＝σ_右鸭1-σ_右鸭2；

左外翼翼尖安装角：σ_左外1＝arcsin[(h9-h10)/l_外1]；

左外翼翼根安装角：σ_左外2＝arcsin[(h11-h12)/l_外2]；

左中翼翼根安装角：α_左中＝arcsin[(h13-h14)/l_中]

右外翼翼尖安装角：σ_右外1＝arcsin[(h19-h20)/l_外1]

右外翼翼根安装角：σ_右外2＝arcsin[(h17-h18)/l_外2]；

右中翼翼根安装角：σ_右中＝arcsin[(h15-h16)/l_中]；

左外翼扭转角：φ_左外＝σ_左外1-σ_左外2；

右外翼扭转角：φ_右外＝σ_右外1-σ_右外2；

左中翼扭转角：φ_左中＝σ_左外2-σ_左中；

右中翼扭转角：φ_右中＝σ_右外2-σ_右中。

其中，h1、h2、h3，....，h19、h20分别为测量点C1、C2、C3，....，C19，C20相对激光水平基准线高度值，l_鸭1为鸭翼翼尖处理论弦长，l_鸭2为鸭翼翼根处理论弦长，l_外1为外翼翼尖处理论弦长，l_外2为外翼翼根处理论弦长，l_中中翼翼根处理论弦长。根据形位尺寸要求，根据测得数据检查机体结构是否满足质量要求。

起落架对称度测量方法如下：机体调平后，测量左、右轮轴轴心距激光水平基准线的高度差，根据理论要求检查起落架对称度是否合格。

(3)测量垂直陀螺安装面水平度，测量方法如下所述：

机体调平后，将双坐标电子水平仪放置在垂直陀螺安装位置，坐标仪显示值即为垂直陀螺安装面水平度，包括垂直陀螺安装俯仰角和滚转角。

(4)测量机体质量和质心

飞机调平后，读取三个压力传感器数值G1、G2、G3，根据三个压力传感器数值确定机体质量质心，计算如下公式：

机体质量G＝G1+G2+G3；

机体质心S＝X1+X2*(G2+G3)/(G1+G2+G3)。

其中，X1、X2分别为前、后丝杠千斤顶顶点距机体机头参考点距离。

本发明未详细说明的内容属于本领域公知常识。

Claims (4)

1.一种飞机检测平台，其特征在于，包括一台自动安平激光水准仪(1)，一台双坐标电子水平仪(2)，三个千斤顶(6)，三个顶窝(4，5)，三个压力传感器(7)和测量尺；自动安平激光水准仪(1)用于发出水平激光线，所述水平激光线作为飞机调平基准线或飞机测量基准线；双坐标电子水平仪(2)用于测量垂直陀螺的安装平面水平度；三个千斤顶(6)用于支撑待检测飞机，并用于调整飞机俯仰和滚转方向；所述千斤顶包括支撑部分和顶头(3)；压力传感器(7)一端与所述支撑部分连接，一端与所述顶头(3)连接；顶窝一端与顶头(3)对接，一端与飞机机体对接；测量尺用于测量机体各测量点距飞机测量基准线的距离；在机体前端设置一个前千斤顶和一个前顶窝(5)，在机体后端设置两个后千斤顶和两个后顶窝(4)；所述支撑部分包括万向轮(61)、主支撑体(62)、可调节丝杆(63)、和传感器转接头(64)；传感器转接头(64)通过可调节丝杠(63)顶端凹槽(66)与可调节丝杠(63)对接，压力传感器(7)通过螺纹孔(67)与传感器转接头(64)连接，顶头(3)通过凹槽(68)与压力传感器(7)对接；

以自动安平激光水准仪发出的激光水平线为基准，通过三个千斤顶调节飞机的滚转与俯仰方向，使得飞机处于水平状态后，根据三个压力传感器输出的数值G1、G2、G3确定机体质量G和质心S，G＝G1+G2+G3；S＝X1+X2*(G2+G3)/(G1+G2+G3)，其中，X1、X2分别为前千斤顶、后千斤顶顶点距机体机头参考点距离。

2.根据权利要求1所述的一种飞机检测平台，其特征在于，前顶窝(5)位于机体框板所在位置的下蒙皮处，后顶窝(4)位于机体中外翼连接螺栓处。

3.一种利用权利要求1所述的飞机检测平台对飞机进行检测的方法，其特征在于，

在机体前端设置一个前千斤顶和一个前顶窝(5)，在机体后端设置两个后千斤顶和两个后顶窝(4)；将前千斤顶移至前顶窝正下方，将后千斤顶移至后顶窝正下方；同时升起三个千斤顶，使飞机前、主起落架轮胎离地；

以自动安平激光水准仪发出的激光水平线为基准，通过三个千斤顶调节飞机的滚转与俯仰方向，使得飞机处于水平状态；

在飞机处于水平状态后，以自动安平激光水准仪发出的激光水平线为基准通过测量尺测量机体各测量点相对于激光水平线的距离，根据该距离确定待测量；

在飞机处于水平状态后，将双坐标电子水平仪放置于垂直陀螺安装面位置，通过双坐标电子水平仪测量垂直陀螺的安装平面水平度；

在飞机处于水平状态后，读取三个压力传感器输出的数值G1、G2、G3，根据三个压力传感器输出的数值G1、G2、G3确定机体质量G和质心S，G＝G1+G2+G3；S＝X1+X2*(G2+G3)/(G1+G2+G3)；其中，X1、X2分别为前千斤顶、后千斤顶顶点距机体机头参考点距离。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于：所述待测量包括鸭翼特征点高度、机翼特征点高度、鸭翼安装角、机翼安装角、机翼扭转角、起落架对称度。