CN112894729A - 一种飞机机翼智能对准系统与方法 - Google Patents

一种飞机机翼智能对准系统与方法 Download PDF

Info

Publication number
CN112894729A
CN112894729A CN202110101874.6A CN202110101874A CN112894729A CN 112894729 A CN112894729 A CN 112894729A CN 202110101874 A CN202110101874 A CN 202110101874A CN 112894729 A CN112894729 A CN 112894729A
Authority
CN
China
Prior art keywords
platform
laser
wing
aligning
double
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.)
Withdrawn
Application number
CN202110101874.6A
Other languages
English (en)
Inventor
王邯
曹轩
罗建
徐文霞
张敏
于宝成
艾玉明
王春梅
吴静
张丽娜
郭然
郭凯
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.)
Wuhan Institute of Technology
Original Assignee
Wuhan Institute of Technology
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 Wuhan Institute of Technology filed Critical Wuhan Institute of Technology
Priority to CN202110101874.6A priority Critical patent/CN112894729A/zh
Publication of CN112894729A publication Critical patent/CN112894729A/zh
Priority to PCT/CN2021/099743 priority patent/WO2022160559A1/zh
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25H—WORKSHOP EQUIPMENT, e.g. FOR MARKING-OUT WORK; STORAGE MEANS FOR WORKSHOPS
    • B25H1/00—Work benches; Portable stands or supports for positioning portable tools or work to be operated on thereby
    • B25H1/02—Work benches; Portable stands or supports for positioning portable tools or work to be operated on thereby of table type
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25H—WORKSHOP EQUIPMENT, e.g. FOR MARKING-OUT WORK; STORAGE MEANS FOR WORKSHOPS
    • B25H1/00—Work benches; Portable stands or supports for positioning portable tools or work to be operated on thereby
    • B25H1/10—Work benches; Portable stands or supports for positioning portable tools or work to be operated on thereby with provision for adjusting holders for tool or work
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S17/00—Systems using the reflection or reradiation of electromagnetic waves other than radio waves, e.g. lidar systems
    • G01S17/02—Systems using the reflection of electromagnetic waves other than radio waves
    • G01S17/06—Systems determining position data of a target
    • G01S17/08—Systems determining position data of a target for measuring distance only

Abstract

本发明提出一种飞机机翼智能对准系统与方法，包括支承平台、平台调位装置、平台推进装置、激光调节装置和控制器，支承平台用以支承机翼及机翼安装轴；平台调位装置通过六轴位姿调节机构调节支承平台角度；平台推进装置推进支承平台带动机翼平移；激光调节装置包括对正机构和调心机构，控制器控制调整机翼与双调心轴承的同心对正。本发明通过各个系统的协调实现结构的自动安装和飞机机翼的智能装配。

Description

一种飞机机翼智能对准系统与方法
技术领域
本发明属于飞机机翼对准的技术领域，尤其涉及一种飞机机翼智能对准系统与方法。
背景技术
机翼是飞机的重要部件之一，安装在机身上，其最主要作用是产生升力，与尾翼一起形成良好的稳定性与操纵性，飞机的机翼体型巨大，装配质量要求高。
目前针对飞机的机翼装配大多采用人工手动安装，对准精度较差，装配误差较大，人工劳动强度较高的同时装配效率较低，具有许多不足之处。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于针对上述存在的问题，提供一种飞机机翼智能对准系统与方法，实现自动化对准，提高机翼的对准精度。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种飞机机翼智能对准系统，其特征在于，包括支承平台、平台调位装置、平台推进装置、激光调节装置和控制器，所述支承平台上间隔设有支承杆，用以支承机翼及机翼安装轴；所述平台调位装置包括调节底座、调节平台和六轴位姿调节机构，所述六轴位姿调节机构安设于所述调节底座及调节平台之间；所述平台推进装置包括推进滑轨、推进滑块和步进电机，所述推进滑轨安设于所述调节平台顶面，所述推进滑块和步进电机安设于支承平台的底面，步进电机带动推进滑块沿推进滑轨平移；所述激光调节装置包括对正机构和调心机构，所述对正机构包括激光发射器、psd位置传感器和激光器固定板，所述调心机构包括双调心轴承和激光测距传感器，所述双调心轴承安设于飞机机身上，所述psd位置传感器为四个对称布设于双调心轴承四周的飞机外壳上，所述激光发射器为四个，对称布设于所述激光器固定板上，与psd位置传感器相对应，激光器固定板安设于支承平台上，所述机翼安装轴穿过中心通孔，所述激光测距传感器安设于所述双调心轴承下方；所述控制器输入端通过线缆与激光测距传感器及psd位置传感器相连，输出端通过线缆与步进电机和六轴位姿调节机构相连。
按上述方案，所述六轴位姿调节机构包括倾斜布设的六个电脉冲伺服油缸，底部固定于所述调节底座顶面上，活塞杆端头与所述调节平台的底面上。
按上述方案，所述双调心轴承包括内调心轴承和外调心轴承，沿轴向对中间隔安装，所述内调心轴承和外调心轴承下方分别安装有三个所述激光测距传感器。
一种飞机机翼智能对准方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1)设备安装：在飞机外壳上标定双调心轴承的中心轴，在飞机外壳上相对中心轴对称贴装四个psd位置传感器，在激光器固定板上对称安设四个激光发射器，设定四个激光发射器发射的激光在四个psd位置传感器上的参考光点坐标位置，保证机翼的对正推进；
S2)光点位置测量、调节：通过psd位置传感器检测激光发射器发射的激光在传感器上的测量光点坐标位置，通过与参考光点坐标位置对比，得出激光光点在X-Y方向上的偏移量，控制器根据偏移量利用六轴位姿调节机构调节支承平台的角度，进而使得测量光电坐标位置与参考光点坐标位置重合；
S3)同心调节：支承平台带动机翼前移，前端送达至双调心轴承处，激光测距传感器测量机翼圆周的三点位置，通过测量结果，便可测得实时的机翼轴心和双调心轴承轴心的距离，计算出同心度误差，反馈给所述运动控制器，根据标定过程中调节的机翼和双调心轴承的同轴状态反馈的数据信息，利用六轴位姿调节机构将机翼推进，在控制器的调控下得出平台位姿的欧拉角{α β γ}T，对时间进行一阶求导和二阶求导，然后求出平台的角加速度和角速度，其计算公式如下：
Figure RE-GDA0002990166570000021
Figure RE-GDA0002990166570000022
六轴位姿调节机构反馈回来的数据对同心度误差进行补偿，保证机翼和双调心轴承的同心度，直至六轴位姿调节机构将机翼准确安装到飞机机身上。
按上述方案，步骤S2中所述测量光点坐标位置的具体计算公式如下所示：
Figure RE-GDA0002990166570000023
其中X,Y为光斑在PSD坐标系中的位置，i1,i2,i3,i4为四个电极输出的电流值，L表示光敏面的长度。
本发明的有益效果是：提供供一种飞机机翼智能对准系统与方法，通过平台调位装置、平台推进装置、激光调节装置和控制器进行实时测量及反馈，实现机翼智能对准系统的工作，通过各个装置的协调实现机翼的自动安装和智能装配，降低人工劳动强度的同时提高了装配效率。
附图说明
图1为本发明一个实施例的结构示意图。
图2为本发明一个实施例的正视图。
具体实施方式
为更好地理解本发明，下面结合附图和实施例对本发明作进一步的描述。
如图1、图2所示，本发明提供了一种飞机机翼智能对准系统与方法，包括支承平台1、平台调位装置、平台推进装置、激光调节装置和控制器，支承平台上间隔设有支承杆2，用以支承机翼3及机翼安装轴4；平台调位装置包括调节底座5、调节平台6和六轴位姿调节机构，六轴位姿调节机构安设于调节底座及调节平台之间；平台推进装置包括推进滑轨7、推进滑块8和步进电机，推进滑轨安设于调节平台顶面，推进滑块和步进电机安设于支承平台的底面，步进电机带动推进滑块沿推进滑轨平移；激光调节装置包括对正机构和调心机构，对正机构包括激光发射器9、psd位置传感器10和激光器固定板11，调心机构包括双调心轴承和激光测距传感器，双调心轴承安设于飞机机身上，psd位置传感器为四个对称布设于双调心轴承四周的飞机外壳12上，激光发射器为四个，对称布设于激光器固定板上，与psd位置传感器相对应，激光器固定板安设于支承平台上，机翼安装轴穿过中心通孔，激光测距传感器安设于双调心轴承下方；控制器输入端通过线缆与激光测距传感器及psd位置传感器相连，输出端通过线缆与步进电机和六轴位姿调节机构相连。
六轴位姿调节机构包括倾斜布设的六个电脉冲伺服油缸13，底部固定于调节底座顶面上，活塞杆端头与调节平台的底面上。电脉冲伺服油缸由步进电机、三位四通伺服阀、机械反馈装置(丝杠副)和油杠组成。当步进电机得到一个脉冲信号时其输出轴旋转一定角度，伺服阀阀芯带动丝扛同时旋转，阀芯移动并开口换向油缸输出压力油，活塞移动并带动丝杠反向旋转使阀芯退回原位，伺服阀复中位停止输出压力油。此时油缸移动一定行程，油缸行进的位移量和速度是根据电脉冲的给定值决定。
双调心轴承包括内调心轴承和外调心轴承，沿轴向对中间隔安装，内调心轴承和外调心轴承下方分别安装有三个激光测距传感器。
psd位置传感器是一种基于非均匀半导体横向光电效应的、对入射光或粒子位置敏感的光电器件。PSD是一种连续性的模拟器件，克服了阵列型器件分辨率受像元尺寸限制的缺陷。整体模拟输出的工作方式不需扫描，但是不能探测多个光斑。PSD技术基于横向光电效应 Lucovusky方程的光电探测器件，他通过探测光强重心位置来测量光斑的不对称性、不规则性对PSD的即时探测精度几乎没有影响，测量结果与光斑尺寸外形无光、只与其重心有关，而且其中PSD非常适用于位置、位移、距离、角度以及可以间接转换光斑位置或位移的其他物理量的非接触高精度快速测量。
一种飞机机翼智能对准系统的方法，包括以下步骤：
S1：首先在飞机外壳上标定双调心轴承的中心轴，在飞机的表面贴装四个psd位置测量传感器，其具体的安装位置可以根据飞机的实际情况进行调整，安装在飞机上相对固定的位置；
S2：在机翼上安装四个激光发射器，设定四个激光发射器发射的激光在四个psd位置传感器上的参考光点坐标位置，飞机外壳上的psd位置测量传感器可以检测到激光发射器发射的激光在该传感器上的X-Y方向上的偏移量，光点坐标位置的具体计算公式如下所示：
Figure RE-GDA0002990166570000041
其中X,Y为光点在PSD坐标系中的位置，i1,i2,i3,i4为4个电极输出的电流值，L表示光敏面的长度；
S3：将机翼的前端送达至内调心轴承处，双调心轴承下方的激光测距传感器测量机翼圆周的三点位置。通过测量结果，便可测得实时的机翼轴心和双调心轴承轴心的距离，计算出同心度误差，反馈给运动控制器，根据标定过程中调节的机翼和双调心轴承的同轴状态反馈的数据信息，利用六轴调节平台将机翼推进，高精度伺服电机在控制程序的调控下得出平台位姿的欧拉角对时间进行一阶求导和二阶求导，然后求出平台的角加速度和角速度，其角速度的计算公式如下：
Figure RE-GDA0002990166570000042
Figure RE-GDA0002990166570000043
六轴调节平台针对反馈回来的数据对误差进行补偿，保证机翼和双调心轴承的同心度，直至六轴调节平台将机翼准确安装到飞机机身上，双调心轴承机构系统是利用两个双调心轴承在机翼安装过程通过调节调心轴承的角度使得双调心轴承的轴线能够与PSD激光准直校准进行配合对准实现轴线的双重标定。根据该位移调整系统的初始安装位置，以及机翼的初始位置，保证系统的轴线和双调心轴承的轴线保持一致。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种飞机机翼智能对准系统，其特征在于，包括支承平台、平台调位装置、平台推进装置、激光调节装置和控制器，所述支承平台上间隔设有支承杆，用以支承机翼及机翼安装轴；所述平台调位装置包括调节底座、调节平台和六轴位姿调节机构，所述六轴位姿调节机构安设于所述调节底座及调节平台之间；所述平台推进装置包括推进滑轨、推进滑块和步进电机，所述推进滑轨安设于所述调节平台顶面，所述推进滑块和步进电机安设于支承平台的底面，步进电机带动推进滑块沿推进滑轨平移；所述激光调节装置包括对正机构和调心机构，所述对正机构包括激光发射器、psd位置传感器和激光器固定板，所述调心机构包括双调心轴承和激光测距传感器，所述双调心轴承安设于飞机机身上，所述psd位置传感器为四个对称布设于双调心轴承四周的飞机外壳上，所述激光发射器为四个，对称布设于所述激光器固定板上，与psd位置传感器相对应，激光器固定板安设于支承平台上，所述机翼安装轴穿过中心通孔，所述激光测距传感器安设于所述双调心轴承下方；所述控制器输入端通过线缆与激光测距传感器及psd位置传感器相连，输出端通过线缆与步进电机和六轴位姿调节机构相连。
2.根据权利要求1所述的一种飞机机翼智能对准系统，其特征在于，所述六轴位姿调节机构包括倾斜布设的六个电脉冲伺服油缸，底部固定于所述调节底座顶面上，活塞杆端头与所述调节平台的底面上。
3.根据权利要求2所述的一种飞机机翼智能对准系统，其特征在于，所述双调心轴承包括内调心轴承和外调心轴承，沿轴向对中间隔安装，所述内调心轴承和外调心轴承下方分别安装有三个所述激光测距传感器。
4.一种飞机机翼智能对准方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1)设备安装：在飞机外壳上标定双调心轴承的中心轴，在飞机外壳上相对中心轴对称贴装四个psd位置传感器，在激光器固定板上对称安设四个激光发射器，设定四个激光发射器发射的激光在四个psd位置传感器上的参考光点坐标位置，保证机翼的对正推进；
S2)光点位置测量、调节：通过psd位置传感器检测激光发射器发射的激光在传感器上的测量光点坐标位置，通过与参考光点坐标位置对比，得出激光光点在X-Y方向上的偏移量，控制器根据偏移量利用六轴位姿调节机构调节支承平台的角度，进而使得测量光电坐标位置与参考光点坐标位置重合；
S3)同心调节：支承平台带动机翼前移，前端送达至双调心轴承处，激光测距传感器测量机翼圆周的三点位置，通过测量结果，便可测得实时的机翼轴心和双调心轴承轴心的距离，计算出同心度误差，反馈给所述运动控制器，根据标定过程中调节的机翼和双调心轴承的同轴状态反馈的数据信息，利用六轴位姿调节机构将机翼推进，在控制器的调控下得出平台位姿的欧拉角{α β γ}T，对时间进行一阶求导和二阶求导，然后求出平台的角加速度和角速度，其计算公式如下：
Figure FDA0002916262520000021
Figure FDA0002916262520000022
六轴位姿调节机构反馈回来的数据对同心度误差进行补偿，保证机翼和双调心轴承的同心度，直至六轴位姿调节机构将机翼准确安装到飞机机身上。
5.根据权利要求4所述的一种飞机机翼智能对准方法，其特征在于，步骤S2中所述测量光点坐标位置的具体计算公式如下所示：
Figure FDA0002916262520000023
其中X,Y为光点在PSD坐标系中的位置，i1,i2,i3,i4为四个电极输出的电流值，L表示光敏面的长度。
CN202110101874.6A 2021-01-26 2021-01-26 一种飞机机翼智能对准系统与方法 Withdrawn CN112894729A (zh)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110101874.6A CN112894729A (zh) 2021-01-26 2021-01-26 一种飞机机翼智能对准系统与方法
PCT/CN2021/099743 WO2022160559A1 (zh) 2021-01-26 2021-06-11 一种飞机机翼智能对准系统与方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110101874.6A CN112894729A (zh) 2021-01-26 2021-01-26 一种飞机机翼智能对准系统与方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN112894729A true CN112894729A (zh) 2021-06-04

Family

ID=76119593

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202110101874.6A Withdrawn CN112894729A (zh) 2021-01-26 2021-01-26 一种飞机机翼智能对准系统与方法

Country Status (2)

Country Link
CN (1) CN112894729A (zh)
WO (1) WO2022160559A1 (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022160559A1 (zh) * 2021-01-26 2022-08-04 武汉工程大学 一种飞机机翼智能对准系统与方法
CN117262283A (zh) * 2023-11-22 2023-12-22 常州丰飞智控科技有限公司 一种喷气式飞行器发射系统测量装置

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115638806B (zh) * 2022-09-23 2024-04-09 陕西飞机工业有限责任公司 一种飞机惯导系统水平校准装置及校准方法

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101537886A (zh) * 2009-03-13 2009-09-23 成都飞机工业（集团）有限责任公司 基于三个三坐标定位器的机翼部件安全(稳定)调姿方法
US9676497B2 (en) * 2010-01-21 2017-06-13 The Boeing Company High rate pulsing wing assembly line
CN101907893B (zh) * 2010-07-02 2012-05-23 北京航空航天大学 基于六自由度并联机构飞机部件调姿装配系统及调试方法
CN102092478B (zh) * 2010-12-30 2015-05-13 中国商用飞机有限责任公司 用于翼身对接的定位装置
CN108001708B (zh) * 2017-12-20 2021-02-05 西北工业大学 一种飞机机翼对接调姿可重构装置
EP3736218B1 (en) * 2019-05-10 2023-11-15 Airbus Process of joining a wing to an aircraft fuselage
CN112894729A (zh) * 2021-01-26 2021-06-04 武汉工程大学 一种飞机机翼智能对准系统与方法

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022160559A1 (zh) * 2021-01-26 2022-08-04 武汉工程大学 一种飞机机翼智能对准系统与方法
CN117262283A (zh) * 2023-11-22 2023-12-22 常州丰飞智控科技有限公司 一种喷气式飞行器发射系统测量装置
CN117262283B (zh) * 2023-11-22 2024-01-26 常州丰飞智控科技有限公司 一种喷气式飞行器发射系统测量装置

Also Published As

Publication number Publication date
WO2022160559A1 (zh) 2022-08-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN112894729A (zh) 一种飞机机翼智能对准系统与方法
CN109357631B (zh) 一种基于激光位移传感器的测量系统中心标定方法
CN110978059B (zh) 一种便携式六轴机械手标定装置及其标定方法
CN108827192B (zh) 一种采用激光传感器测量同轴度的测量装置和方法
CN101695814B (zh) 一种飞机大部件精确入位的方法及其装置
CN103063135B (zh) 一种三维激光扫描仪姿态高精度标定方法与装置
CN110220666B (zh) 基于微应变的风场检测装置及在线风场检测和评价方法
CN107487500B (zh) 一种通用纸箱贴标自适应自调整系统及方法
CN107764844B (zh) 大型ct检测设备的位置调整系统及其调整方法
CN102689171B (zh) 一种仪表机芯间隙精密自动调节系统
CN105737735A (zh) 便携式自校准末端执行器重复定位精度测量装置及方法
CN112013797B (zh) 基于圆柱体和线结构光标定空间回转轴线的方法及其应用
CN113189568A (zh) 一种激光雷达标定的装置和方法
CN103926039B (zh) 一种可双向加载的机电式力源装置
CN206348100U (zh) 一种六分量力传感器校准装置
CN111238558B (zh) 一种psd非线性误差的标校装置及方法
CN116182818B (zh) 一种航空发动机吊装的空间位姿测量方法及系统
CN114264267B (zh) 一种超精密角传感器圆周角度检测系统
CN111288933A (zh) 一种球面或旋转对称非球面光学元件自动定心方法
CN113029124B (zh) 一种基于红外视觉引导和激光测距的三维姿态位置测量装置
CN112344899B (zh) 一种无定心车轮轮对踏面三维轮廓检测方法
CN104581150A (zh) 一种定位与误差补偿方法
CN103324208B (zh) 一种二轴激光扫描方法与装置
CN114111672A (zh) 一种多位移传感器法向测量的传感器安装位置参数快速标定方法
CN114012702B (zh) 一种六自由度并联机器人初始位姿校准装置及方法

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
WW01 Invention patent application withdrawn after publication
WW01 Invention patent application withdrawn after publication

Application publication date: 20210604