CN114184340A - 一种飞机起落架撑杆挠度的测量方法及其测量平台 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种飞机起落架撑杆挠度的测量方法及其测量平台，令撑杆模拟工作位置，而后在第一转轴、第二转轴和第三转轴上获取若干测量坐标，以便于计算第一转轴的轴心、第二转轴的轴心和第三转轴的轴心的相对位置，最终得出撑杆的挠度值。相较于现有技术中间接获得各个轴心的位置关系，选用直接测量第一转轴、第二转轴和第三转轴的位置信息，从而得出第一转轴的轴心、第二转轴的轴心和第三转轴的轴心的相对位置的方法。避免了装配误差的影响，同时减少了数据计算的推导过程，因此缩小了计算误差的影响。从而整体上提高了挠度值计算的精确性。
Description
技术领域
本发明涉及误差测量领域，具体涉及一种飞机起落架撑杆挠度的测量方法及其测量平台。
背景技术
主起落架是飞机的主支点，左右起落架结构相同，某型机每个主起落架均安装四个刹车机轮。有以下主要构件组成：收放作动筒、缓冲支柱、带锁可折撑杆、机轮组、稳定缓冲器等。其中可折撑杆是承受飞机着陆和起飞滑跑中载荷的承力构件。可折撑杆向上的挠度是主起落架设计的一个关键数据，其安装精度直接影响到起落架的使用安全。
现有可折撑杆挠度的测量方法，可参见申请号为CN201510658887.8的专利，由于尚未装配在起落架上的撑杆无法直接测量其挠度值，因此需要根据撑杆处于工作状态时，连接撑杆的其它部件的相对位置来计算撑杆的各个铰接处的相对位置，进而计算撑杆的挠度值。但测量过程中存在测量误差、撑杆和其它部件装配过程中存在装配误差、数值的计算过程中存在计算误差，使得撑杆挠度的测量具有较大的累计误差，导致撑杆的挠度测量精确度不够。
因此，如何精确的测量撑杆挠度是亟待解决的技术问题。
发明内容
本发明的目的在于克服上述技术不足，提出一种飞机起落架撑杆挠度的测量方法及其测量平台，解决现有技术中撑杆挠度的测量方法累计误差过大。导致撑杆挠度的测量精度不足的技术问题。
为达到上述技术目的，本发明的技术方案提供一种飞机起落架撑杆挠度的测量方法，其包括：
S1、搭建撑杆的测量平台，并使所述撑杆处于工作位置；
S2、获取分别与所述撑杆的第一转轴、第二转轴和第三转轴对应的坐标集A、坐标集B和坐标集C，所述坐标集A、所述坐标集B和所述坐标集C均具有若干测量坐标，若干测量坐标为同一坐标下的坐标；
S3、根据所述坐标集A、所述坐标集B和所述坐标集C分别计算所述第一转轴的轴心、所述第二转轴的轴心和所述第三转轴的轴心的平面坐标A、平面坐标B和平面坐标C；
S4、根据所述平面坐标A、所述平面坐标B和所述平面坐标C计算所述撑杆挠度。
进一步的，其中步骤S3包括：
S31、选取一平行于所述撑杆的投影面；
S32、令所述坐标集A、所述坐标集B和所述坐标集C在所述投影面上投影，并分别获得投影集A、投影集B和投影集C；
S33、分别获取所述投影集A、所述投影集B和所述投影集C的拟合图像A、拟合图像B和拟合图像C；
S34、分别获取所述拟合图像A、所述拟合图像B和所述拟合图像C的几何中心A、几何中心B和几何中心C，以得到所述平面坐标A、所述平面坐标B和所述平面坐标C。
进一步的，所述步骤S4包括：
S41、获取以平面坐标A、平面坐标B和平面坐标C为顶点的三角形ABC；
S42、计算所述三角形ABC的各个边长；
S43、根据所述三角形ABC的各个边长得出所述撑杆的挠度。
进一步的，所述步骤S2包括：
S21、获取所述撑杆的第一转轴、第二转轴和第三转轴的外壁上的若干个测量点的坐标；
S22、根据第一转轴、第二转轴和第三转轴上的若干个测量点坐标，形成与所述撑杆的第一转轴、第二转轴和第三转轴对应的坐标集A、坐标集B和坐标集C。
进一步的，每个转轴的外壁上至少具有三个不同母线的测量点。
进一步的，所述步骤S1包括：
S11、搭建与起落架同尺寸的测量平台；
S12、将撑杆安装在测量平台上；
S13、将撑杆调整到工作位置，并令撑杆保持在所述工作位置。
一种测量平台，用于上述飞机起落架撑杆挠度的测量方法，其包括：
模拟机构，其分别与撑杆第一转轴、第二转轴和第三转轴铰接的第一连接端、第二连接端和第三连接端，至少所述第一连接端和所述第二连接端的相对位置可调，以模拟所述撑杆的工作状态；
测量装置，其具有一探测所述撑杆各部件位置信息的检测端。
进一步地，所述模拟机构包括基座、拉杆和驱动缸，所述基座铰接所述第三转轴，所述驱动缸一端铰接所述第二转轴，其另一端铰接所述基座，所述拉杆一端铰接所述基座，其另一端铰接所述第一转轴。
进一步地，所述测量装置包括底座、机械臂、传感装置和探测头，所述机械臂一端连接所述底座，其另一端连接所述探测头，所述机械臂包括依次首尾连接的多个活动关节，所述探测头具有一初始状态，以及具有一接触所述撑杆的标记状态，当所述探测头处于标记状态时，所述传感装置探知各个所述活动关节的相对位置。
进一步地，所述活动关节中至少包括两个相互垂直的旋转关节。
与现有技术相比，本发明的有益效果包括：首先测量平台令撑杆模拟工作位置，而后在第一转轴、第二转轴和第三转轴上获取若干测量坐标，以便于计算第一转轴的轴心、第二转轴的轴心和第三转轴的轴心的相对位置，最终得出撑杆的挠度值。相较于现有技术，直接测量第一转轴、第二转轴和第三转轴的位置信息，从而得出第一转轴的轴心、第二转轴的轴心和第三转轴的轴心的相对位置。避免了装配误差的影响，同时减少了数据计算的推导过程，因此缩小了计算误差的影响。从而整体上提高了挠度值计算的精确性。
附图说明
图1是本发明实施例飞机起落架撑杆挠度测量平台的结构示意图；
图2是本发明实施例飞机起落架撑杆挠度测量方法流程图；
图3是本发明实施例撑杆挠度计算方法的原理图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明提供了一种飞机起落架撑杆挠度的测量方法及其测量平台，以下分别进行详细说明。
一种飞机起落架撑杆挠度的测量方法，其包括：
S1、搭建撑杆的测量平台，并使所述撑杆处于工作位置；
S2、获取分别与所述撑杆的第一转轴、第二转轴和第三转轴对应的坐标集A、坐标集B和坐标集C，所述坐标集A、所述坐标集B和所述坐标集C均具有若干测量坐标，若干测量坐标为同一坐标下的坐标；
S3、根据所述坐标集A、所述坐标集B和所述坐标集C分别计算所述第一转轴的轴心、所述第二转轴的轴心和所述第三转轴的轴心的平面坐标A、平面坐标B和平面坐标C；
S4、根据所述平面坐标A、所述平面坐标B和所述平面坐标C计算所述撑杆挠度。
在现有技术中，尚未装配在起落架上的撑杆无法直接测量其挠度值，因此需要根据撑杆工作状态时，连接撑杆的其它部件的相对位置来计算撑杆的第一转轴的轴心、第二转轴的轴心和第三转轴的轴心的相对位置，进而计算撑杆的挠度值。但测量过程中存在测量误差、撑杆和其它部件装配过程中存在装配误差、数值的计算过程中存在计算误差，最终使得现有技术中撑杆的挠度测量精确度不够。
在上述实施例中，首先测量平台令撑杆模拟工作位置，而后在第一转轴、第二转轴和第三转轴上获取若干测量坐标，以便于计算第一转轴的轴心、第二转轴的轴心和第三转轴的轴心的相对位置，最终得出撑杆的挠度值。相较于现有技术，直接测量第一转轴、第二转轴和第三转轴的位置信息，从而得出第一转轴的轴心、第二转轴的轴心和第三转轴的轴心的相对位置。避免了装配误差的影响，同时减少了数据计算的推导过程，因此缩小了计算误差的影响。从而整体上提高了挠度值计算的精确性。
在一优选实施例中，步骤S3包括：
S31、选取一平行于所述撑杆的投影面；
S32、令所述坐标集A、所述坐标集B和所述坐标集C在所述投影面上投影，并分别获得投影集A、投影集B和投影集C；
S33、分别获取所述投影集A、所述投影集B和所述投影集C的拟合图像A、拟合图像B和拟合图像C；
S34、分别获取所述拟合图像A、所述拟合图像B和所述拟合图像C的几何中心A、几何中心B和几何中心C，以得到所述平面坐标A、所述平面坐标B和所述平面坐标C。
由于计算撑杆的挠度值需要第一转轴的轴心、第二转轴的轴心和第三转轴的轴心之间平面坐标的位置，但坐标集A、坐标集B和坐标集C中均为三维坐标，因此需要选取一个平行于撑杆的投影面，使得各个转轴均垂直于该投影面。将坐标集A、坐标集B和坐标集C在均在投影面上投影，进而获得投影集A、投影集B和投影集C，将各个投影集中的平面坐标点分别拟合成一个图像，最终获得拟合图像A、拟合图像B和拟合图像C，而拟合图像的几何中心点就是对应的转轴轴心。
在一优选实施例中，步骤S2包括：
S21、获取所述撑杆的第一转轴、第二转轴和第三转轴的外壁上的若干个测量点的坐标；
S22、根据第一转轴、第二转轴和第三转轴上的若干个测量点坐标，形成与所述撑杆的第一转轴、第二转轴和第三转轴对应的坐标集A、坐标集B和坐标集C。
可以理解的是，各个转轴均为圆柱体，某些转轴在加工过程中会在轴心留有加工孔，因此直接获取加工孔的位置，即可获得轴心坐标。但这仅仅是一种特殊情况，对于一般的转轴而言，由于转轴是圆柱体，通常会在转轴的侧壁选取若干个测量点，进而获得坐标集，最终坐标集投影后的拟合图像则是一个多边形，多边形的几何中心就行转轴的轴心。选取的测量点越多，最终的拟合图像中多边形的变数越多，也就越趋近于一个圆。最终计算出的转轴轴心的误差也就越小。
需要强调的是，在平面中周线上的三点可以确定一个圆，因此需要保证在投影面上至少具有三个不重叠的投影点，因此，每个转轴的外壁上至少具有三个不同母线的测量点。
在一优选实施例中，步骤S4包括：
S41、获取以平面坐标A、平面坐标B和平面坐标C为顶点的三角形ABC；
S42、计算所述三角形ABC的各个边长；
S43、根据所述三角形ABC的各个边长得出所述撑杆的挠度。
撑杆的挠度可以通俗的理解为，撑杆在工作位置时(即撑杆装配在起落架上后，撑杆最大的张角状态)，对于同一型号的撑杆，其挠度值可以量化为第二转轴的轴心到第一转轴的轴心和第三转轴的轴心之间连线的垂足高度。因此，准确的获得以第一转轴的轴心、第二转轴的轴心和第三转轴的轴心为顶点的三角形的尺寸，即可准确的计算撑杆的挠度。
所有可以模拟撑杆工作位置的方式均是可行的，在一优选实施例中，步骤S1包括：
S11、搭建与起落架同尺寸的测量平台；
S12、将撑杆安装在测量平台上；
S13、将撑杆调整到工作位置，并令撑杆保持在所述工作位置。
此外，本发明还提供了一种测量平台的实施例，用于上述飞机起落架撑杆挠度的测量方法，其包括：模拟机构100和测量装置200。
其中，模拟机构100分别与撑杆300的第一转轴310、第二转轴320和第三转轴330铰接的第一连接端、第二连接端和第三连接端，至少第一连接端和第二连接端的相对位置可调，以模拟撑杆300的工作状态。测量装置200具有一探测撑杆300各部件位置信息的检测端。
将撑杆300安装于模拟机构100上，通过调整第一连接端和第二连接端之间的相对位置，即可改变撑杆300的张角，直至撑杆300到达所需的工作位置，最终利用测量装置测量撑杆300各部件的位置信息。
在一优选实施例中，模拟机构100包括基座110、拉杆120和驱动缸130，基座110铰接第三转轴330，驱动缸130一端铰接第二转轴320，其另一端铰接基座110，拉杆120一端铰接基座110，其另一端铰接第一转轴310。
通过驱动缸130的伸长和缩短即可带动撑杆300弯折，最终改变撑杆300的张角，进而模拟出撑杆300的工作位置，可以理解的是驱动缸130可以是任意改变长度的液压缸，操作人员可以根据具体的安装尺寸选用合适的驱动缸130。
在一优选实施例中，测量装置200包括底座210、机械臂220、传感装置和探测头230，机械臂220一端连接底座210，其另一端连接探测头230，机械臂220包括依次首尾连接的多个活动关节221，探测头230具有一初始状态，以及具有一接触撑杆300的标记状态，当探测头230处于标记状态时，传感装置探知各个活动关节221的相对位置。当探测头230处于某个测量点时，探测头230接触转轴的侧壁，进而使得探测头230转变成标记状态，此时传感装置探知各个活动关节221的相对位置，同时根据各个活动关节221自身的形状即可计算出探测头所处的位置坐标。
考虑到探测头需要在三维空间中移动，因此在一优选实施例中活动关节221中至少包括两个相互垂直的旋转关节。
首先将撑杆300安装在模拟机构100上，调整模拟机构100模拟出撑杆300的工作位置，而后在第一转轴310、第二转轴320和第三转轴330的外壁上上获取若干测量坐标，将坐标投影到投影面上后，分别拟合出拟合图像A、拟合图像B和拟合图像C，各个拟合图像的几何中心点就是各个轴心。通过计算第一转轴的轴心、第二转轴的轴心和第三转轴的轴心的相对位置，最终得出撑杆的挠度值。相较于现有技术，直接测量第一转轴、第二转轴和第三转轴的位置信息，从而得出第一转轴的轴心、第二转轴的轴心和第三转轴的轴心的相对位置。避免了装配误差的影响，同时减少了数据计算的推导过程，因此缩小了计算误差的影响。从而整体上提高了挠度值计算的精确性。
以上所述本发明的具体实施方式，并不构成对本发明保护范围的限定。任何根据本发明的技术构思所做出的各种其他相应的改变与变形，均应包含在本发明权利要求的保护范围内。
Claims (10)
1.一种飞机起落架撑杆挠度的测量方法，其特征在于，包括:
S1、搭建撑杆的测量平台，并使所述撑杆处于工作位置；
S2、获取分别与所述撑杆的第一转轴、第二转轴和第三转轴对应的坐标集A、坐标集B和坐标集C，所述坐标集A、所述坐标集B和所述坐标集C均具有若干测量坐标，若干测量坐标为同一坐标下的坐标；
S3、根据所述坐标集A、所述坐标集B和所述坐标集C分别计算所述第一转轴的轴心、所述第二转轴的轴心和所述第三转轴的轴心的平面坐标A、平面坐标B和平面坐标C；
S4、根据所述平面坐标A、所述平面坐标B和所述平面坐标C计算所述撑杆挠度。
2.根据权利要求1所述的飞机起落架撑杆挠度的测量方法，其特征在于，其中步骤S3包括：
S31、选取一平行于所述撑杆的投影面；
S32、令所述坐标集A、所述坐标集B和所述坐标集C在所述投影面上投影，并分别获得投影集A、投影集B和投影集C；
S33、分别获取所述投影集A、所述投影集B和所述投影集C的拟合图像A、拟合图像B和拟合图像C；
S34、分别获取所述拟合图像A、所述拟合图像B和所述拟合图像C的几何中心A、几何中心B和几何中心C，以得到所述平面坐标A、所述平面坐标B和所述平面坐标C。
3.根据权利要求1所述的飞机起落架撑杆挠度的测量方法，其特征在于，所述步骤S4包括：
S41、获取以平面坐标A、平面坐标B和平面坐标C为顶点的三角形ABC；
S42、计算所述三角形ABC的各个边长；
S43、根据所述三角形ABC的各个边长得出所述撑杆的挠度。
4.根据权利要求1所述的飞机起落架撑杆挠度的测量方法，其特征在于，所述步骤S2包括：
S21、获取所述撑杆的第一转轴、第二转轴和第三转轴的外壁上的若干个测量点的坐标；
S22、根据第一转轴、第二转轴和第三转轴上的若干个测量点坐标，形成与所述撑杆的第一转轴、第二转轴和第三转轴对应的坐标集A、坐标集B和坐标集C。
5.根据权利要求4所述的飞机起落架撑杆挠度的测量方法，其特征在于，每个转轴的外壁上至少具有三个不同母线的测量点。
6.根据权利要求1所述的飞机起落架撑杆挠度的测量方法，其特征在于，所述步骤S1包括：
S11、搭建与起落架同尺寸的测量平台；
S12、将撑杆安装在测量平台上；
S13、将撑杆调整到工作位置，并令撑杆保持在所述工作位置。
7.一种测量平台，用于实现权利要求1至6任一项所述的飞机起落架撑杆挠度的测量方法，其特征在于，包括：
模拟机构，其分别与撑杆第一转轴、第二转轴和第三转轴铰接的第一连接端、第二连接端和第三连接端，至少所述第一连接端和所述第二连接端的相对位置可调，以模拟所述撑杆的工作状态；
测量装置，其具有一探测所述撑杆各部件位置信息的检测端。
8.根据权利要求7所述的测量平台，其特征在于，所述模拟机构包括基座、拉杆和驱动缸，所述基座铰接所述第三转轴，所述驱动缸一端铰接所述第二转轴，其另一端铰接所述基座，所述拉杆一端铰接所述基座，其另一端铰接所述第一转轴。
9.根据权利要求7所述的测量平台，其特征在于，所述测量装置包括底座、机械臂、传感装置和探测头，所述机械臂一端连接所述底座，其另一端连接所述探测头，所述机械臂包括依次首尾连接的多个活动关节，所述探测头具有一初始状态，以及具有一接触所述撑杆的标记状态，当所述探测头处于标记状态时，所述传感装置探知各个所述活动关节的相对位置。
10.根据权利要求9所述的测量平台，其特征在于，所述活动关节中至少包括两个相互垂直的旋转关节。
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