CN111564084B - 三轴飞行转台基础板安装方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种三轴飞行转台基础板安装方法，包括：在屏蔽暗室中轴线的投影线上设置三自由度定位标尺和全站仪，用所述全站仪测量所述三自由度定位标尺相对于全站仪的角度得到水平角；将基础板设于三轴飞行转台地基上，将所述基础板调至水平方向，并将所述三自由度定位标尺设于所述基础板上并与所述投影线对应；根据三自由度定位标尺上的预设高度确定全站仪的垂直角，根据所述垂直角设置所述全站仪发出的光束方向，调整所述基础板使所述全站仪的光束照射至所述预设高度以定位所述基础板的三自由度安装位置，解决大空间、高精度、三自由度的三轴飞行转台基础板安装需求，实时显示三自由度之间的关系。

Description

三轴飞行转台基础板安装方法

技术领域

本发明涉及三轴飞行转台基础板安装技术领域。更具体地，涉及一种三轴飞行转台基础板安装方法。

背景技术

三轴飞行转台是在实验室条件下复现飞行器在空中的飞行的各种姿态的模拟设备，具有角位置随动跟踪功能，能模拟弹目视线角运动，是半实物仿真技术的关键设备之一。三轴飞行转台主要包括机械台体、控制柜和隔离变压器等，机械台体与基础板通过螺栓相连，基础板定位后与转台地基通过浇注混凝土进行位置固定。在屏蔽暗室里，基础板的安装位置由三个自由度决定，即为水平方向的两个自由度和垂直方向的一个自由度。要调整基础板的三个自由度都满足条件后才能浇灌混凝土。

传统的基础板安装采用试凑法，对于三个自由度进行一个一个自由度的依次调整，直到都满足要求为止。这种方法效率低，而三个自由度是互相关联、互相影响的，在调整某一个自由度时，另两个自由度的变化是未知和不可控的，导致基础板的安装效率低。

发明内容

本发明的目的在于提供一种三轴飞行转台基础板安装方法，解决大空间、高精度、三自由度的三轴飞行转台基础板安装需求，实时显示三自由度之间的关系。

为达到上述目的，本发明采用下述技术方案：

本发明公开了一种三轴飞行转台基础板安装方法，包括：

在屏蔽暗室中轴线的投影线上设置三自由度定位标尺和全站仪，用所述全站仪测量所述三自由度定位标尺相对于全站仪的角度得到水平角；

将基础板设于三轴飞行转台地基上，将所述基础板调至水平方向，并将所述三自由度定位标尺设于所述基础板上并与所述投影线对应；

根据三自由度定位标尺上的预设高度确定全站仪的垂直角，根据所述垂直角设置所述全站仪发出的光束方向，调整所述基础板使所述全站仪的光束照射至所述预设高度以定位所述基础板的三自由度安装位置。

优选的，所述三自由度定位标尺包括支撑架、刻度尺和线垂；

所述支撑架包括本体部和支撑所述本体部的三角支撑部；

所述刻度尺的表面形成有刻度线，固定在所述本体部上；

所述线垂的一端固定在所述刻度尺上，另一端竖直下垂。

优选的，所述根据三自由度定位标尺上的预设高度确定全站仪的垂直角具体包括：

根据屏蔽暗室中轴线的高度、所述基础板的厚度、所述三轴飞行转台地基的高度和预设比例值确定所述三自由度定位标尺上的预设高度并在所述预设高度设置十字反光片；

根据所述全站仪发出光束位置的高度、所述预设高度、所述基础板的厚度、所述三轴飞行转台地基的高度以及所述全站仪发出光束位置与所述十字反光片的水平距离得到所述全站仪发出光束的垂直角。

优选的，所述将基础板设于三轴飞行转台地基上，将所述基础板调至水平方向具体包括：

将基础板设于三轴飞行转台地基上；

通过一维水平仪将所述基础板调至水平方向。

优选的，所述将所述三自由度定位标尺设于所述基础板上并与所述投影线对应具体包括：

将所述三自由度定位标尺固定在所述基础板上；

使所述标尺的线垂与所述基础板的十字标志线的交点在竖直方向上对应。

优选的，所述刻度尺相对于所述本体部垂直固定在所述本体部上。

优选的，所述刻度尺上形成有过孔，连接轴穿过所述刻度尺的过孔并与所述本体部固定。

优选的，所述刻度尺上的刻度线为相对于支撑架底端的高度。

优选的，所述本体部为圆筒形。

优选的，所述连接轴穿过所述刻度尺的过孔，且所述连接轴的两端与所述圆筒形的侧壁固定连接。

本发明通过在屏蔽暗室中轴线的投影线上设置三自由度定位标尺和全站仪，利用全站仪的角度测量功能测量由三自由度定位标尺和全站仪形成的直线的水平角，锁定全站仪的水平角以保证全站仪始终位于投影线上。将基础板设置在三轴飞行转台地基上，将基础板调至水平方向，保证基础板上安装定位标尺后进行竖直方向标定的准确性。通过标尺预设高度得到全站仪的垂直角，全站仪形成与水平面呈该垂直角的光束。将标尺设置在基础板上后通过调节基础板的位置使光束照射在标尺上的预设高度，从而保证安装基础板后，在基础板上设置的三轴飞行转台三自由度的准确性。

附图说明

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。

图1示出了本发明三轴飞行转台基础板安装方法一个具体实施例的流程图；

图2示出了本发明三轴飞行转台基础板安装方法一个具体实施例中定位标尺和基础板的示意图；

图3示出了本发明三轴飞行转台基础板安装方法一个具体实施例中定位标尺的正视图；

图4示出了本发明三轴飞行转台基础板安装方法一个具体实施例中定位标尺的侧视图；

图5示出了本发明三轴飞行转台基础板安装方法一个具体实施例中定位标尺的俯视图；

图6示出了本发明三轴飞行转台基础板安装方法一个具体实施例S300的流程图；

图7示出了本发明三轴飞行转台基础板安装方法一个具体实施例S200的流程图之一；

图8示出了本发明三轴飞行转台基础板安装方法一个具体实施例垂直角确定的原理图；

图9示出了本发明三轴飞行转台基础板安装方法一个具体实施例S200的流程图之二；

图10示出了本发明三轴飞行转台基础板安装方法一个具体实施例水平角测量时的暗室示意图；

图11示出了本发明三轴飞行转台基础板安装方法一个具体实施例基础板安装时的暗室示意图；

图12示出了本发明三轴飞行转台基础板安装方法一个具体实施例基础板安装时的暗室俯视图。

具体实施方式

为了更清楚地说明本发明，下面结合优选实施例和附图对本发明做进一步的说明。附图中相似的部件以相同的附图标记进行表示。本领域技术人员应当理解，下面所具体描述的内容是说明性的而非限制性的，不应以此限制本发明的保护范围。

三轴飞行转台通过其机械台体与基础板通过固定相连，基础板定位后与转台地基通过浇注混凝土进行位置固定。在屏蔽暗室里，基础板的安装位置由三个自由度决定，即为水平方向的两个自由度和垂直方向的一个自由度。要调整基础板的三个自由度都满足条件后才能浇灌混凝土。传统的基础板安装采用试凑法，对于三个自由度进行一个一个自由度的依次调整，直到都满足要求为止。这种方法效率低，而三个自由度是互相关联、互相影响的，在调整某一个自由度时，另两个自由度的变化是未知和不可控的，导致基础板的安装效率低。本发明提供了一种三轴飞行转台基础板安装方法，解决大空间、高精度、三自由度的三轴飞行转台基础板安装需求，实时显示三自由度之间的关系。

基于此，根据本发明的一个方面，本实施例公开了一种三轴飞行转台基础板安装方法。如图1及图10-图12所示，本实施例中，所述方法包括：

S100：在屏蔽暗室10中轴线的投影线上设置三自由度定位标尺13和全站仪14，用所述全站仪14测量所述三自由度定位标尺13相对于全站仪14的角度得到水平角。

S200：将基础板12设于三轴飞行转台地基11上，将所述基础板12调至水平方向，并将所述三自由度定位标尺13设于所述基础板12上并与所述投影线对应。

S300：根据三自由度定位标尺13上的预设高度确定全站仪14的垂直角，根据所述垂直角设置所述全站仪14发出的光束方向，调整所述基础板12使所述全站仪14的光束照射至所述预设高度以定位所述基础板12的三自由度安装位置。

本发明通过在屏蔽暗室10中轴线的投影线上设置三自由度定位标尺13和全站仪14，利用全站仪14的角度测量功能测量由三自由度定位标尺13和全站仪14形成的直线的水平角，锁定全站仪14的水平角以保证全站仪14始终位于投影线上。将基础板12设置在三轴飞行转台地基11上，将基础板12调至水平方向，保证基础板12上安装定位标尺13后进行竖直方向标定的准确性。通过标尺预设高度得到全站仪14的垂直角，全站仪14形成与水平面呈该垂直角的光束。将标尺设置在基础板12上后通过调节基础板12的位置使光束照射在标尺上的预设高度，从而保证安装基础板12后，在基础板12上设置的三轴飞行转台三自由度的准确性。

在优选的实施方式中，如图2-图5所示，所述三自由度定位标尺13包括支撑架、刻度尺和线垂4。其中，所述支撑架包括本体部和支撑所述本体部的三角支撑部。所述刻度尺的表面形成有刻度线，固定在所述本体部上。所述线垂4的一端固定在所述刻度尺上，另一端竖直下垂。

可以理解的是，在该优选的实施方式中，通过采用支撑架3作为支撑，在其上设置刻度尺1和线垂4。支撑架3上的刻度尺1可用于表示高度位置，根据屏蔽暗室10及其中三轴飞行转台地基11和基础板12的尺寸等预设数据可得到设备安装的预设高度。同时，通过线垂4指示竖直方向，保证了设备在竖直方向上的预设高度的准确性。该三自由度定位标尺13能够提供高度和水平度等三自由度设备可视安装，安装精度可达到位移±0.5mm，水平度5″，为可视精度，可广泛应用于屏蔽暗室10三轴飞行转台的安装过程中，提高了转台安装的精度，简化了转台的三自由度安装的难度。

在优选的实施方式中，如图6所示，所述S300中根据三自由度定位标尺13上的预设高度确定全站仪14的垂直角具体可包括：

S310：根据屏蔽暗室10中轴线的高度、所述基础板12的厚度、所述三轴飞行转台地基11的高度和预设比例值确定所述三自由度定位标尺13上的预设高度并在所述预设高度设置十字反光片。

S320：根据所述全站仪14发出光束位置的高度、所述预设高度、所述基础板12的厚度、所述三轴飞行转台地基11的高度以及所述全站仪14发出光束位置与所述十字反光片的水平距离得到所述全站仪14发出光束的垂直角。

可以理解的是，在一个具体例子中，如图7所示，可以通过测量的方式得到屏蔽暗室10中轴线的高度W、所述基础板12的厚度d、所述三轴飞行转台地基11的高度H，并确定预设比例值k，则可通过以下公式得到预设高度D：

D＝W-H-d±k×1000

其中，k＝0,1,2,3,…n，n为正整数。其中，可选择实际情况确定k的取值，以计算得到预设高度D。

进一步的，可根据标尺上刻度尺的刻度或通过卷尺测量的方式确定三自由度定位标尺13上高度为所述预设高度D的位置并可设置十字反光片以标定该预设高度。根据该预设高度D可得到理论上全站仪14照射至预设高度的光束与水平面的垂直角，当实际定位基础板12时，由于基础板12需要通过浇灌混凝土的方式固定在地基11上，基础板12的厚度d参数中包括了基础板12的实际厚度和可移动厚度间隙，从而需要调整基础板12的竖直方向的位置，使光束照射至预设高度的十字反光片上，以保证作为安装三轴飞行转台基准的预设高度的位置准确性。

进一步的，固定三自由度定位标尺13的位置，使预设高度处位于阴影线的竖直方向，则预设高度处与全站仪14光束发出位置位于同一竖直平面中，可通过三角函数原理计算得到光束相对于水平面的垂直角。

其中，可根据所述全站仪14发出光束位置的高度h、所述预设高度D、所述基础板12的厚度d、所述三轴飞行转台地基11的高度H以及所述全站仪14发出光束位置与所述十字反光片的水平距离L得到所述全站仪14发出光束的垂直角，则光束的照射距离为S。具体的，在一个具体例子中，可通过以下公式得到垂直角β为：

β＝arctg((H+d+D-h)/L)

在优选的实施方式中，如图8所示，所述S200将基础板12设于三轴飞行转台地基11上，将所述基础板12调至水平方向具体可包括：

S210：将基础板12设于三轴飞行转台地基11上。

S220：通过一维水平仪将所述基础板12调至水平方向。

可以理解的是，通过一维水平仪可调整基础板12的水平度，使基础板12保持水平，则通过基础板12与标尺的线垂4的相互垂直关系可保证标尺上预设高度处表示的高度值为相对于标尺底端的高度。在其他实施方式中，还可通过其他仪器调整基础板12的水平度。

在优选的实施方式中，如图9所示，所述S200将所述三自由度定位标尺13设于所述基础板12上并与所述投影线对应具体可包括：

S230：将所述三自由度定位标尺13固定在所述基础板12上。

S240：使所述标尺的线垂4与所述基础板12的十字标志线121的交点在竖直方向上对应。

可以理解的是，基础板12上可形成十字标志线121，可将该十字标示线51与暗室10中轴线的阴影线对齐，使十字标志线121的交点位于阴影线上。将定位标尺13固定在基础板12上，使定位标尺13的线垂4与所述交点在竖直方向上对应可使预设高度处位于阴影线的竖直方向，则预设高度处与全站仪14光束发出位置位于同一竖直平面中，可通过三角函数原理计算得到光束相对于水平面的垂直角。

在优选的实施方式中，十字反光片2可通过粘贴的方式设置在三自由度定位标尺13上，也可在三自由度定位标尺13上设置十字反光片2，在十字反光片2表面上形成标记线，将十字反光片2固定在所述刻度尺1上并使其能够在所述刻度尺1上滑动。可以理解的是，在该优选的实施方式中，在刻度尺1上设置十字反光片2，可通过十字反光片2上的标记线标记刻度尺1上的刻度线。根据设备安装的预设高度使十字反光片2上的标记线与刻度尺1上预设高度的位置对齐，以表示设备的安装中心位置。优选的，标记线为十字形线，既要标记水平位置，也可以标记垂直位置。

在优选的实施方式中，所述刻度尺1相对于所述本体部31垂直固定在所述本体部31上。优选的，刻度尺1相对于本体部31垂直固定，以便于采用目前常规刻度设置刻度尺1的刻度线，具有广泛适用性。在其他实施方式中，刻度尺1也可通过其他位置和角度与本体部31固定，可通过调整刻度线的比例使刻度尺1的刻度线表示实际的高度。

在优选的实施方式中，所述刻度尺1上形成有过孔，连接轴6穿过所述刻度尺1的过孔并与所述本体部31固定。在该优选的实施方式中，通过在刻度尺1上形成过孔，并通过连接轴6穿过刻度尺1的过孔，刻度尺1进一步固定在支撑架3上以将刻度尺1固定在支撑架3上。在其他实施方式中，也可采用其他固定方式将刻度尺1安装在支撑架3上，本发明对此并不作限定。

在优选的实施方式中，所述过孔与所述刻度尺1的下端的距离为所述刻度尺1长度的三分之一，保持稳定连接并保证了刻度尺1大部分的有效性。在其他实施方式中，也可在刻度尺1的其他位置形成过孔，本发明在此并不作限定。

在优选的实施方式中，所述刻度尺1上的刻度线为相对于支撑架3底端的高度。可以理解的是，刻度尺1的刻度线表示相对于支撑架3底端的高度即表示刻度尺1的刻度线可以表示当前位置的实际高度，以用于高度定位。

在优选的实施方式中，所述本体部31为圆筒形。本体部31为圆筒形，三角支撑部32可包括三条支撑腿，三条支撑腿可分别与圆筒形的本体部31的下边缘的三个方向固定连接，以稳定支撑本体部31。

更优选的，所述连接轴6穿过所述刻度尺1的过孔，且所述连接轴6的两端与所述圆筒形的侧壁固定连接。其中，可在圆筒上形成相对的两个固定孔，使穿过刻度尺1上过孔的连接轴6的两端分别穿过两个固定孔并固定，以实现连接轴6与圆筒的固定，以将刻度尺1与本体部31固定。优选的，连接轴6可选用螺钉，螺钉从固定孔穿过，一端被固定孔限位，另一端从固定孔穿出至圆筒外部，并可进一步通过螺母7锁紧。

在对基础板12进行安装时，可先在屏蔽暗室10地面上划出屏蔽暗室10中轴线的投影线，在投影线上架设全站仪14，全站仪14到三自由度定位标尺13之间不要被三轴飞行转台地基11遮挡。同样在投影线上架设三自由度定位标尺13，如图10所示。使三自由度定位标尺13的线垂4指向暗室10中轴线的投影线。用全站仪14测出与三自由度定位标志尺之间的水平角与垂直角，并锁定水平角。然后，在三轴飞行转台地基11上设置三轴飞行转台基础板12，使基础板12的中心交点位于阴影线上。用一维水平仪将三轴飞行转台基础板12的两个水平方向调平，然后再将三自由度定位标志尺与三轴飞行转台基础板12固联，如图11和图12所示，线垂4指向三轴飞行转台基础板12的中心点交点处。

进一步的，按照屏蔽暗室10中轴线与三轴飞行转台回转中心相重合的要求，根据公式D＝W-H-d±k×1000得到三自由度定位标尺13上的预设高度D。用钢卷尺量出D值，并在三自由度定位标尺13贴上一个十字反光片。确定全站仪14的垂直角，如图6所示，垂直角为arctg((H+d+D-h)/L)。用放样测量方式，调出全站仪14的垂直角，并打开全站仪14光束，使光束与水平面的夹角为垂直角。

进而，移动并调节三轴飞行转台基础板12，让全站仪14光束打到三自由度定位标尺13的十字反光片中心。三自由度定位标尺13同时指示出三自由度的变化关系。通过调节三轴飞行转台基础板12，使三个自由度均满足要求为止。此时的安装误差为视在误差。本发明可指导三轴飞行转台基础板12就位、固定和浇灌混凝土等全过程。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。

以上所述仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。

Claims (10)

1.一种三轴飞行转台基础板安装方法，其特征在于，包括：

在屏蔽暗室中轴线的投影线上设置三自由度定位标尺和全站仪，用所述全站仪测量所述三自由度定位标尺相对于全站仪的角度得到水平角；

将基础板设于三轴飞行转台地基上，将所述基础板调至水平方向，并将所述三自由度定位标尺设于所述基础板上并与所述投影线对应；

根据三自由度定位标尺上的预设高度确定全站仪的垂直角，根据所述垂直角设置所述全站仪发出的光束方向，调整所述基础板使所述全站仪的光束照射至所述预设高度以定位所述基础板的三自由度安装位置。

2.根据权利要求1所述的三轴飞行转台基础板安装方法，其特征在于，所述三自由度定位标尺包括支撑架、刻度尺和线垂；

所述支撑架包括本体部和支撑所述本体部的三角支撑部；

所述刻度尺的表面形成有刻度线，固定在所述本体部上；

所述线垂的一端固定在所述刻度尺上，另一端竖直下垂。

3.根据权利要求2所述的三轴飞行转台基础板安装方法，其特征在于，所述根据三自由度定位标尺上的预设高度确定全站仪的垂直角具体包括：

根据屏蔽暗室中轴线的高度、所述基础板的厚度、所述三轴飞行转台地基的高度和预设比例值确定所述三自由度定位标尺上的预设高度并在所述预设高度设置十字反光片；

根据所述全站仪发出光束位置的高度、所述预设高度、所述基础板的厚度、所述三轴飞行转台地基的高度以及所述全站仪发出光束位置与所述十字反光片的水平距离得到所述全站仪发出光束的垂直角。

4.根据权利要求1所述的三轴飞行转台基础板安装方法，其特征在于，所述将基础板设于三轴飞行转台地基上，将所述基础板调至水平方向具体包括：

将基础板设于三轴飞行转台地基上；

通过一维水平仪将所述基础板调至水平方向。

5.根据权利要求2所述的三轴飞行转台基础板安装方法，其特征在于，所述将所述三自由度定位标尺设于所述基础板上并与所述投影线对应具体包括：

将所述三自由度定位标尺固定在所述基础板上；

使所述标尺的线垂与所述基础板的十字标志线的交点在竖直方向上对应。

6.根据权利要求2所述的三轴飞行转台基础板安装方法，其特征在于，所述刻度尺相对于所述本体部垂直固定在所述本体部上。

7.根据权利要求2所述的三轴飞行转台基础板安装方法，其特征在于，所述刻度尺上形成有过孔，连接轴穿过所述刻度尺的过孔并与所述本体部固定。

8.根据权利要求2所述的三轴飞行转台基础板安装方法，其特征在于，所述刻度尺上的刻度线为相对于支撑架底端的高度。

9.根据权利要求7所述的三轴飞行转台基础板安装方法，其特征在于，所述本体部为圆筒形。

10.根据权利要求9所述的三轴飞行转台基础板安装方法，其特征在于，所述连接轴穿过所述刻度尺的过孔，且所述连接轴的两端与所述圆筒形的侧壁固定连接。

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