CN107202539A - 一种复合材料机翼壁板关键特性测量方法 - Google Patents

一种复合材料机翼壁板关键特性测量方法 Download PDF

Info

Publication number
CN107202539A
CN107202539A CN201710309011.1A CN201710309011A CN107202539A CN 107202539 A CN107202539 A CN 107202539A CN 201710309011 A CN201710309011 A CN 201710309011A CN 107202539 A CN107202539 A CN 107202539A
Authority
CN
China
Prior art keywords
msup
mrow
msqrt
mfrac
measurement point
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201710309011.1A
Other languages
English (en)
Inventor
俞慈君
曲巍崴
黄奇伟
柯映林
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Zhejiang University ZJU
Original Assignee
Zhejiang University ZJU
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Zhejiang University ZJU filed Critical Zhejiang University ZJU
Priority to CN201710309011.1A priority Critical patent/CN107202539A/zh
Publication of CN107202539A publication Critical patent/CN107202539A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
    • G01B11/002—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring two or more coordinates

Abstract

本发明公开了一种复合材料机翼壁板关键特性测量方法，采用借用转接夹测量机翼壁板上的边缘和凹陷处的关键特性测量点，通过测量转接夹上的测量点的坐标，计算壁板上对应关键特性测量点的坐标，进而对机翼壁板进行姿态调整，该方法测量范围广，既可以测量机翼壁板边缘又可以测量机翼壁板凹陷处，且操作简单、测量过程稳定可靠，精度高。

Description

一种复合材料机翼壁板关键特性测量方法
技术领域
本发明属于飞机机翼数字化装配领域，具体涉及一种复合材料机翼壁板关键特性测量方法。
背景技术
在飞机机翼数字化装配领域，为实现部件的对接装配，需要对壁板等大型部件的位姿进行调整，而激光跟踪仪作为大范围高精度的测量工具，在飞机数字化装配中有着必不可少的地位。用激光跟踪仪测量壁板的边缘及凹槽，获得壁板的关键特性，是飞机机翼装配过程中必要的一步。
一般的测量方式是人工手持T-probe等测量工具，劳动强度大，效率低，这里用一种复合材料机翼壁板边缘及凹陷测量工装来代替。
发明内容
为解决现有测量方式的不足，本发明提供了一种复合材料机翼壁板关键特性测量方法，该方法操作简单，测量过程稳定可靠，精度高。
一种复合材料机翼壁板关键特性测量方法，包括以下步骤：
(1)在机翼壁板与激光跟踪仪布置完毕的基础下，于激光跟踪仪所在的地面附近和机翼壁板的两侧上布置多个公共观测点；
(2)通过测量实物基准并比对机翼壁板数字化装配模型，建立一个与机翼壁板数字化装配模型中的参考坐标系一致装配坐标系，并通过测量获得所有公共观测点在参考坐标系下的坐标，称之为公共观测点的理论值；
(3)根据机翼壁板数字化装配模型，获得机翼壁板边缘与机翼壁板凹陷处的关键特性测量点在参考坐标系下的坐标，称之为关键特性测量点的理论值；
(4)利用激光跟踪仪测量公共观测点，得到公共观测点的实际值，并根据公共观测点的实际值与理论值对激光跟踪仪进行转站，使得激光跟踪仪的测量坐标系与参考坐标系重合；
(5)于机翼壁板上的关键特性测量点处设置仅带有一个测量点的转接夹，利用激光跟踪仪测得每个测量转接夹上测量点的实际值；
(6)将转接夹上测量点的实际值转换为关键特性测量点的实际值，并将关键特性测量点的理论值与实际值进行比较，对机翼壁板进行姿态调整。
所述的步骤(6)中，将转接夹上测量点的实际值转换为关键特性测量点的实际值的具体计算步骤为：
首先，选取能够确认一个平面的任意三个测量转接夹上的测量点M1、M2、M3，测得测量点M1、M2、M3在参考坐标系下的坐标为：
M1(x1，y1，z1)，M2(x2，y2，z2)，M3(x3，y3，z3)
由上三个测量点可得 且与不共线；
然后，求得三个测量点所确定平面的法向量为：
法向量的单位向量为：
最后，根据法向量的单位向量、关键特性测量点与其对应的转接夹上的测量点沿三个测量点所确定平面的法线方向的距离L，确定机翼壁板上关键特性测量点的坐标为：
本发明一种复合材料机翼壁板关键特性测量方法，利用公共观测点、关键特性测量点以及测量点三者的转化，间接获得准确的关键特性测量点的坐标，即将机翼壁板调到准确的姿态。与现有测量方法相比，具有的优势为：本发明方法测量范围广，既可以测量机翼壁板边缘又可以测量机翼壁板凹陷处；此外，该方法操作简单、测量过程稳定可靠，精度高。
附图说明
图1是本发明复合材料机翼壁板关键特性测量方法的流程图。
图2是本发明复合材料机翼壁板关键特性测量方法的原理图。
具体实施方式
为了更为具体地描述本发明，下面结合附图及具体实施方式对本发明的技术方案进行详细说明。
如图1所示，本发明复合材料机翼壁板关键特性测量方法，包括以下步骤：
S01，将机翼壁板与激光跟踪仪布置完毕，且于激光跟踪仪所在的地面附近和机翼壁板的两侧上布置多个公共观测点。
S02，通过测量实物基准并比对机翼壁板数字化装配模型，建立一个与机翼壁板数字化装配模型中的参考坐标系一致装配坐标系，并通过测量获得所有公共观测点在参考坐标系下的坐标，称之为公共观测点的理论值。
S03，根据机翼壁板数字化装配模型，获得机翼壁板边缘与机翼壁板凹陷处的关键特性测量点在参考坐标系下的坐标，称之为关键特性测量点的理论值。
S04，利用激光跟踪仪测量公共观测点，得到公共观测点的实际值，并根据公共观测点的实际值与理论值对激光跟踪仪进行转站，使得激光跟踪仪的测量坐标系与参考坐标系重合。转站其实就是一个统一坐标系的过程，转站之后测得的数值都是参考坐标系下对应的坐标值。
S05，于机翼壁板上的关键特性测量点处设置仅带有一个测量点的转接夹，利用激光跟踪仪测得每个测量转接夹上测量点的实际值；
所述的转接夹上带有一个测量点，该测量点能够被激光跟踪仪检测到，获得其坐标。
S06，将转接夹上测量点的实际值转换为关键特性测量点的实际值，并将关键特性测量点的理论值与实际值进行比较，对机翼壁板进行姿态调整。
此步骤中，首先，选取能够确认一个平面的任意三个测量转接夹上的测量点M1、M2、M3，测得测量点M1、M2、M3在参考坐标系下的坐标为：
M1(1500，185，145)，M2(2500，360，275)，M3(4800，270，250)
这里的数据可以根据实际设计的样子给定。
由上三个测量点可得且与不共线；
然后，求得三个测量点所确定平面的法向量为：
法向量的单位向量为：(0.01，0.55，-0.84)
接下啦，根据法向量的单位向量、关键特性测量点与其对应的转接夹上的测量点沿三个测量点所确定平面的法线方向的距离100，确定机翼壁板上关键特性测量点的坐标为：
M1′(1499，130，229)
M2′(2499，305，359)
M3′(4799，215，334)
最后利用上述关键特性测量点的实际值(坐标)与其理论值(坐标)进行比较，对机翼壁板进行姿态调整，得到机翼壁板精准位姿。
该方法操作简单、测量过程稳定可靠，精度高。
以上所述的具体实施方式对本发明的技术方案和有益效果进行了详细说明，应理解的是以上所述仅为本发明的最优选实施例，并不用于限制本发明，凡在本发明的原则范围内所做的任何修改、补充和等同替换等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种复合材料机翼壁板关键特性测量方法，包括以下步骤：
(1)在机翼壁板与激光跟踪仪布置完毕的基础下，于激光跟踪仪所在的地面附近和机翼壁板的两侧上布置多个公共观测点；
(2)通过测量实物基准，并比对机翼壁板数字化装配模型，建立一个与机翼壁板数字化装配模型中的参考坐标系一致装配坐标系，并通过测量获得所有公共观测点在参考坐标系下的坐标，称之为公共观测点的理论值；
(3)根据机翼壁板数字化装配模型，获得机翼壁板边缘与机翼壁板凹陷处的关键特性测量点在参考坐标系下的坐标，称之为关键特性测量点的理论值；
(4)利用激光跟踪仪测量公共观测点，得到公共观测点的实际值，并根据公共观测点的实际值与理论值对激光跟踪仪进行转站，使得激光跟踪仪的测量坐标系与参考坐标系重合；
(5)于机翼壁板上的关键特性测量点处设置仅带有一个测量点的转接夹，利用激光跟踪仪测得每个测量转接夹上测量点的实际值；
(6)将转接夹上测量点的实际值转换为关键特性测量点的实际值，并将关键特性测量点的理论值与实际值进行比较，对机翼壁板进行姿态调整。
2.如权利要求1所述的复合材料机翼壁板关键特性测量方法，其特征在于，所述的步骤(6)中，将转接夹上测量点的实际值转换为关键特性测量点的实际值的具体计算步骤为：
首先，在转接夹上设置三个测量点M1、M2、M3，并确保该三点不在同一直线上，且其围成的面积尽可能大，测得测量点M1、M2、M3在参考坐标系下的坐标为：
M1(x1，y1，z1)，M2(x2，y2，z2)，M3(x3，y3，z3)
由上三个测量点可得 且与不共线；
然后，求得三个测量点所确定平面的法向量为：
法向量的单位向量为：
最后，根据法向量的单位向量、关键特性测量点与其对应的转接夹上的测量点沿三个测量点所确定平面的法线方向的距离L，确定机翼壁板上关键特性测量点的坐标为：
<mrow> <mi>M</mi> <msup> <mn>1</mn> <mo>&amp;prime;</mo> </msup> <mrow> <mo>(</mo> <mrow> <mi>x</mi> <mn>1</mn> <mo>-</mo> <mfrac> <mrow> <mi>L</mi> <mi>a</mi> </mrow> <msqrt> <mrow> <msup> <mi>a</mi> <mn>2</mn> </msup> <mo>+</mo> <msup> <mi>b</mi> <mn>2</mn> </msup> <mo>+</mo> <msup> <mi>c</mi> <mn>2</mn> </msup> </mrow> </msqrt> </mfrac> <mo>,</mo> <mi>y</mi> <mn>1</mn> <mo>-</mo> <mfrac> <mrow> <mi>L</mi> <mi>b</mi> </mrow> <msqrt> <mrow> <msup> <mi>a</mi> <mn>2</mn> </msup> <mo>+</mo> <msup> <mi>b</mi> <mn>2</mn> </msup> <mo>+</mo> <msup> <mi>c</mi> <mn>2</mn> </msup> </mrow> </msqrt> </mfrac> <mo>,</mo> <mi>z</mi> <mn>1</mn> <mo>-</mo> <mfrac> <mrow> <mi>L</mi> <mi>c</mi> </mrow> <msqrt> <mrow> <msup> <mi>a</mi> <mn>2</mn> </msup> <mo>+</mo> <msup> <mi>b</mi> <mn>2</mn> </msup> <mo>+</mo> <msup> <mi>c</mi> <mn>2</mn> </msup> </mrow> </msqrt> </mfrac> </mrow> <mo>)</mo> </mrow> </mrow>
<mrow> <mi>M</mi> <msup> <mn>2</mn> <mo>&amp;prime;</mo> </msup> <mrow> <mo>(</mo> <mi>x</mi> <mn>2</mn> <mo>-</mo> <mfrac> <mrow> <mi>L</mi> <mi>a</mi> </mrow> <msqrt> <mrow> <msup> <mi>a</mi> <mn>2</mn> </msup> <mo>+</mo> <msup> <mi>b</mi> <mn>2</mn> </msup> <mo>+</mo> <msup> <mi>c</mi> <mn>2</mn> </msup> </mrow> </msqrt> </mfrac> <mo>,</mo> <mi>y</mi> <mn>2</mn> <mo>-</mo> <mfrac> <mrow> <mi>L</mi> <mi>b</mi> </mrow> <msqrt> <mrow> <msup> <mi>a</mi> <mn>2</mn> </msup> <mo>+</mo> <msup> <mi>b</mi> <mn>2</mn> </msup> <mo>+</mo> <msup> <mi>c</mi> <mn>2</mn> </msup> </mrow> </msqrt> </mfrac> <mo>,</mo> <mi>z</mi> <mn>2</mn> <mo>-</mo> <mfrac> <mrow> <mi>L</mi> <mi>c</mi> </mrow> <msqrt> <mrow> <msup> <mi>a</mi> <mn>2</mn> </msup> <mo>+</mo> <msup> <mi>b</mi> <mn>2</mn> </msup> <mo>+</mo> <msup> <mi>c</mi> <mn>2</mn> </msup> </mrow> </msqrt> </mfrac> <mo>)</mo> </mrow> </mrow>
<mrow> <mi>M</mi> <msup> <mn>3</mn> <mo>&amp;prime;</mo> </msup> <mrow> <mo>(</mo> <mi>x</mi> <mn>3</mn> <mo>-</mo> <mfrac> <mrow> <mi>L</mi> <mi>a</mi> </mrow> <msqrt> <mrow> <msup> <mi>a</mi> <mn>2</mn> </msup> <mo>+</mo> <msup> <mi>b</mi> <mn>2</mn> </msup> <mo>+</mo> <msup> <mi>c</mi> <mn>2</mn> </msup> </mrow> </msqrt> </mfrac> <mo>,</mo> <mi>y</mi> <mn>3</mn> <mo>-</mo> <mfrac> <mrow> <mi>L</mi> <mi>b</mi> </mrow> <msqrt> <mrow> <msup> <mi>a</mi> <mn>2</mn> </msup> <mo>+</mo> <msup> <mi>b</mi> <mn>2</mn> </msup> <mo>+</mo> <msup> <mi>c</mi> <mn>2</mn> </msup> </mrow> </msqrt> </mfrac> <mo>,</mo> <mi>z</mi> <mn>3</mn> <mo>-</mo> <mfrac> <mrow> <mi>L</mi> <mi>c</mi> </mrow> <msqrt> <mrow> <msup> <mi>a</mi> <mn>2</mn> </msup> <mo>+</mo> <msup> <mi>b</mi> <mn>2</mn> </msup> <mo>+</mo> <msup> <mi>c</mi> <mn>2</mn> </msup> </mrow> </msqrt> </mfrac> <mo>)</mo> </mrow> <mo>.</mo> </mrow> 1
CN201710309011.1A 2017-05-04 2017-05-04 一种复合材料机翼壁板关键特性测量方法 Pending CN107202539A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710309011.1A CN107202539A (zh) 2017-05-04 2017-05-04 一种复合材料机翼壁板关键特性测量方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710309011.1A CN107202539A (zh) 2017-05-04 2017-05-04 一种复合材料机翼壁板关键特性测量方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN107202539A true CN107202539A (zh) 2017-09-26

Family

ID=59905702

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201710309011.1A Pending CN107202539A (zh) 2017-05-04 2017-05-04 一种复合材料机翼壁板关键特性测量方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN107202539A (zh)

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008254064A (ja) * 2007-04-09 2008-10-23 Sumitomo Heavy Ind Ltd レーザ照射装置及びビーム位置測定方法
CN101363715A (zh) * 2008-09-26 2009-02-11 浙江大学 基于激光跟踪仪的飞机机身姿态计算方法
CN101363714A (zh) * 2008-09-26 2009-02-11 浙江大学 一种机翼水平位姿测量与评估方法
CN101456452A (zh) * 2008-12-25 2009-06-17 浙江大学 一种飞机机身柔性化、自动化调姿方法
CN101865653A (zh) * 2010-03-30 2010-10-20 浙江大学 一种应用于飞机总装配的1#框精度测量方法
CN202991764U (zh) * 2012-11-29 2013-06-12 哈尔滨飞机工业集团有限责任公司 长圆孔光标球座转接器
CN102313516B (zh) * 2011-08-05 2013-08-21 南京航空航天大学 随动式定位器顶端球心空间坐标的测量工具及其测量方法
CN203190945U (zh) * 2013-04-24 2013-09-11 哈尔滨飞机工业集团有限责任公司 一种用于夹具安装检测的转接套

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008254064A (ja) * 2007-04-09 2008-10-23 Sumitomo Heavy Ind Ltd レーザ照射装置及びビーム位置測定方法
CN101363715A (zh) * 2008-09-26 2009-02-11 浙江大学 基于激光跟踪仪的飞机机身姿态计算方法
CN101363714A (zh) * 2008-09-26 2009-02-11 浙江大学 一种机翼水平位姿测量与评估方法
CN101456452A (zh) * 2008-12-25 2009-06-17 浙江大学 一种飞机机身柔性化、自动化调姿方法
CN101865653A (zh) * 2010-03-30 2010-10-20 浙江大学 一种应用于飞机总装配的1#框精度测量方法
CN102313516B (zh) * 2011-08-05 2013-08-21 南京航空航天大学 随动式定位器顶端球心空间坐标的测量工具及其测量方法
CN202991764U (zh) * 2012-11-29 2013-06-12 哈尔滨飞机工业集团有限责任公司 长圆孔光标球座转接器
CN203190945U (zh) * 2013-04-24 2013-09-11 哈尔滨飞机工业集团有限责任公司 一种用于夹具安装检测的转接套

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
郑守国: ""基于激光扫描数据的机翼壁板孔位修正及切边技术研究"", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库 工程科技Ⅱ辑》 *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105445774B (zh) 一种gnss与激光测距相结合的测量系统及测量方法
CN108490473A (zh) 一种融合gnss和uwb的无人机增强定位方法与系统
CN111323804B (zh) 一种基于北斗系统的船舶姿态测量设备及测量方法
CN101718549B (zh) 用于大比例尺航空数码摄影两外两内的测量方法
CN104330073B (zh) 一种烟囱倾斜度的测量方法
CN104111467B (zh) 一种基于北斗三频宽巷组合的网络rtk瞬时定位方法
CN106950583A (zh) 一种基于gps‑rtk联合的林区公路测量系统及测量方法
CN104793226B (zh) 一种基于rtk技术的打桩定位辅助系统及其使用方法
CN107462910A (zh) 一种基于云端融合的野外数据测量与实时处理方法
CN101413785B (zh) 基于双旋转激光平面发射机网络的定位系统误差补偿方法
CN103673976A (zh) 复合式精度测量坐标系的转换与统一方法及系统
CN106842266B (zh) 一种即时参考站定位方法及系统
CN106932788B (zh) 一种gnss参考站网三频解算方法及系统
CN106443578A (zh) 一种室内定位基站坐标标定方法
CN106526636A (zh) 一种基于北斗定位的高精度变形监测装置和方法
CN105091911A (zh) 一种pos系统动态定位精度检测系统及方法
CN103512499A (zh) 一种基于光电扫描的单站式三维坐标测量方法
CN106767505B (zh) 大型复材高精度难点零件的mbd测量工艺
CN110516350A (zh) 一种基于各向异性加权的ers点误差修正方法
CN107991691B (zh) 一种卫星导航定位精度检定设备及方法
CN109613567B (zh) 一种基于全球卫星导航系统的变电站接地网测试电极定位仪
CN101266153B (zh) 测绘工程类陀螺全站仪精度评定方法
CN105572671B (zh) 一种基于局部坐标系的空间定位装置、系统及方法
CN102589518B (zh) 遥感航测高程拟合方法
CN103438872A (zh) 一种基于大坝三维前方交会测量的内外业一体化系统

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20170926