CN114485358B - 一种轮轴平行度测量方法及其测量平台 - Google Patents

一种轮轴平行度测量方法及其测量平台 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种轮轴平行度测量方法及其测量平台，其包括：首先在同一坐标系中分别获取有关第一轮轴和第二轮轴的坐标集A和坐标集B，从而根据坐标集A和坐标集B分别拟合出第一轮轴和第二轮轴的外轮廓，进而根据第一轮轴和第二轮轴的外轮廓分别计算出轴线m和轴线n，并将轴线m和轴线n分别投影到相互垂直的第一投影面和第二投影面，从而在第一投影面上获得投影m1和n1，进而得出水平平行度。在第二投影面上获得投影m2和n2，进而获得竖直平行度。根据得出的水平平行度和竖直平行度即可全面的评价轮轴平行度的误差。

Description

一种轮轴平行度测量方法及其测量平台
技术领域
本发明涉及误差测量领域，具体涉及一种轮轴平行度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。在机轮组中，轮轴用于装载飞机的滑轮，各个轮轴之间的平行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。
现有的平行度测量方法，可参见申请号为202010157821.1的专利，通过一个尺寸可变的模具，令模具两端分别抵接两个相互平行的工件，在模具沿着工件滑动的过程中，模具的长度的变化即可体现出两个工件之间的平行度。
但上述平行度的测量方法仅仅能测量两个工件在同一平面内的平行度，而飞机轮轴之间的平行度即包含水平平行度，也包含竖直平行度。上述平行度的测量方法并不能全面的测量飞机轮轴的平行度。
发明内容
本发明的目的在于克服上述技术不足，提出一种轮轴平行度测量方法及其测量平台，解决现有技术中难以全面测量飞机轮轴的平行度的技术问题。
为达到上述技术目的，本发明的技术方案包括一种轮轴平行度测量方法，其包括：
S1、获取分别与第一轮轴和第二轮轴对应的坐标集A和坐标集B，所述坐标集A和所述坐标集B均具有若干测量坐标；
S2、根据所述坐标集A和所述坐标集B分别计算所述第一轮轴的轴线m和所述第二轮轴的轴线n；
S3、获取相互垂直的第一投影面和第二投影面，分别获取所述轴线m和所述轴线n在所述第一投影面上的投影m1和投影n1，以及分别获取所述轴线m和所述轴线n在所述第二投影面上的投影m2和投影n2；
S4、根据投影m1和投影n1得出水平平行度，根据投影m2和投影n2得出竖直平行度。
进一步的，其中步骤S1包括:
S11、获取所述第一轮轴和所述第二轮轴的外壁上的若干测量坐标；
S12、根据所述第一轮轴和所述第二轮轴上的若干测量坐标形成与所述第一轮轴和所述第二轮轴对应的坐标集A和坐标集B。
进一步的，所述步骤S2包括：
S21、根据所述坐标集A和所述坐标集B分别拟合所述第一轮轴和所述第二轮轴的外轮廓；
S22、根据所述第一轮轴和所述第二轮轴的外轮廓分别得出所述第一轮轴和所述第二轮轴的半径；
S23、所述第一轮轴和所述第二轮轴的半径分别和所述坐标集A和所述坐标集B结合得出第一轮轴的轴线m和所述第二轮轴的轴线n。
进一步的，所述步骤S3包括：
S31、获取一垂直于所述轴线m或所述轴线n的参考面；
S32、获取垂直于所述参考面并相互垂直的第一投影面和第二投影面；
S33、分别获取所述轴线m和所述轴线n，在所述第一投影面上获取投影m1和投影n1，以及在所述第二投影面上的投影m2和n2。
进一步的，所述步骤S4包括：
S41、获取所述投影m1和所述投影n1的夹角α1，以及获取所述投影m2和所述投影n2的夹角α2；
S42、根据所述夹角α1得出水平平行度，根据所述夹角α2得出竖直平行度。
进一步的，每个轮轴的外壁上至少具有三个不同母线的测量点。
一种测量平台，用于实现上述的轮轴平行度测量方法，其包括：
固定组件，其具有固定起落架的固定部；
测量装置，其包括底座、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，所述探测头用于接触起落架，所述传感装置实时探知所述探测头所在的空间位置。
进一步的，所述测量装置还包括测量驱动件和导轨，所述机械臂滑动设置于所述导轨，所述测量驱动件输出端传动连接所述机械臂，以驱动所述机械臂沿所述导轨滑动。
进一步的，所述活动关节中至少包括两个相互垂直的旋转关节。
进一步的，所述固定组件包括基台、支撑托、滑盖和定位驱动件，所述支撑托安装于所述基台，且所述支撑托上开设有收容槽，所述滑盖相对所述支撑托滑动，且其具有一位于所述收容槽上方的工作位置，以及具有一远离所述支撑托的准备位置，所述定位驱动件传动连接所述滑盖，以驱动所述滑盖在所述工作位置和所述准备位置之间滑动。
与现有技术相比，本发明的有益效果包括：首先在同一坐标系中分别获取有关第一轮轴和第二轮轴的坐标集A和坐标集B，从而根据坐标集A和坐标集B分别拟合出第一轮轴和第二轮轴的外轮廓，进而根据第一轮轴和第二轮轴的外轮廓分别计算出轴线m和轴线n，并将轴线m和轴线n分别投影到相互垂直的第一投影面和第二投影面，从而在第一投影面上获得投影m1和n1，进而得出水平平行度。在第二投影面上获得投影m2和n2，进而获得竖直平行度。根据得出的水平平行度和竖直平行度即可全面的评价轮轴平行度的误差。
附图说明
图1是本发明轮轴实施例平行度测量方法流程示意图；
图2是本发明轮轴实施例平行度测量平台;
图3是本发明实施例测量方法原理图。
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。
本发明实施例提供了一种轮轴平行度测量方法及其测量平台，以下分别进行详细说明。
一种轮轴平行度测量方法，其包括：
S1、获取分别与第一轮轴和第二轮轴对应的坐标集A和坐标集B，所述坐标集A和所述坐标集B均具有若干测量坐标；
S2、根据所述坐标集A和所述坐标集B分别计算所述第一轮轴的轴线m和所述第二轮轴的轴线n；
S3、获取相互垂直的第一投影面和第二投影面，分别获取所述轴线m和所述轴线n在所述第一投影面上的投影m1和投影n1，以及分别获取所述轴线m和所述轴线n在所述第二投影面上的投影m2和投影n2；
S4、根据投影m1和投影n1得出水平平行度，根据投影m2和投影n2得出竖直平行度。
平行度即两条直线的平行程度，是起落架轮轴的一个重要尺寸参数。但现有的平行度测量方法，往往是默认两个轮轴处于同一平面当中。因此获知的仅仅是两个轮轴之间水平面上的平行度，无法得知两个轮轴竖直面上的平行度。本发明首先利用坐标集A和坐标集B分别获得第一轮轴和第二轮轴的轴线，而后将第一轮轴的轴线和第二轮轴的轴线投影到第一投影面上获得投影m1和投影n1，根据投影m1和投影n1之间的夹角判断第一轮轴的轴线和第二轮轴的轴线。
之间的水平平行度。同时将第一轮轴的轴线和第二轮轴的轴线投影到第二投影面上获得投影m2和投影n2，根据投影m2和投影n2之间的夹角判断第一轮轴的轴线和第二轮轴的轴线之间竖直平行度。
由于第一轮轴和第二轮轴的轴线无法直接测量，因此需要在第一轮轴和第二轮轴的外壁选取若干测量点，在一优选实施例中，步骤S3包括:
S11、获取所述第一轮轴和所述第二轮轴的外壁上的若干测量坐标；
S12、根据所述第一轮轴和所述第二轮轴上的若干测量坐标形成与所述第一轮轴和所述第二轮轴对应的坐标集A和坐标集B。
由于第一轮轴和第二轮轴为规整的圆柱体，因此可以根据若干测量坐标即可分别拟合出第一轮轴和第二轮轴的外轮廓。在实际的操作过程中，获取的测量坐标越多，则拟合出的第一轮轴和第二轮轴的外轮廓则越准确。同时测量坐标应当尽可能的均匀的分布在第一轮轴和第二轮轴的外壁上。
需要强调的是，每个轮轴的外壁上至少具有三个不同母线的测量点，否则无法拟合出轮轴的外轮廓。
获取第一轮轴和第二轮轴的外轮廓即可推算出第一轮轴的轴线m和第二轮轴的轴线n，任意推算轮轴轴线的形式均是可行的，在一优选实施例中，步骤S2包括：
S21、根据所述坐标集A和所述坐标集B分别拟合所述第一轮轴和所述第二轮轴的外轮廓；
S22、根据所述第一轮轴和所述第二轮轴的外轮廓分别得出所述第一轮轴和所述第二轮轴的半径；
S23、所述第一轮轴和所述第二轮轴的半径分别和所述坐标集A和所述坐标集B结合得出第一轮轴的轴线m和所述第二轮轴的轴线n。
可以理解的是，任意相互垂直的第一投影面和第二投影面都可以反映出轮轴的平行度。但为了减少在获取投影过程中的计算量，在一优选实施例中，步骤S3包括：
S31、获取一垂直于所述轴线m或所述轴线n的参考面；
S32、获取垂直于所述参考面并相互垂直的第一投影面和第二投影面；
S33、分别获取所述轴线m和所述轴线n在所述第二投影面上的投影m2和n2。
首先确立一个垂直于轴线m或轴线n的参考面，而后令第一投影面和第二投影面均垂直于参考面。如此一来，轴线m或轴线n会完全平行于第一投影面和第二投影面，从而缩减了获取投影的计算量。此外可以理解的是，投影m1和投影n1（或投影m2和投影n2）的长度越大，在量取投影m1和投影n1（或投影m2和投影n2）之间夹角的误差越小。而令第一投影面和第二投影面均平行于轴线m和轴线n中的一个，可以令投影m1和投影n1（或投影m2和投影n2）的长度尽可能的大，从而在测量夹角的过程中获得较高的精度。
在一优选实施例中，步骤S4包括：
S41、获取所述投影m1和所述投影n1的夹角α1，以及获取所述投影m2和所述投影n2的夹角α2；
S42、根据所述夹角α1得出水平平行度，根据所述夹角α2得出竖直平行度。
其中夹角α1就是两个轮轴在水平面上的夹角，而夹角α2两个轮轴在竖直面上的夹角，根据夹角α1和夹角α2即可全面的评价第一轮轴和第二轮轴之间的平行度。
一种测量平台，实现上述轮轴平行度测量方法，其包括：固定组件100和测量装置200。
其中，固定组件100具有固定起落架的固定部，利用固定部稳定的夹持起落架，以便于测量起落架轮轴的平行度。需要主要的是，在固定起落的同时，需要尽可能的暴露起落架的两个轮轴，以便于采集轮轴表面的测量坐标。
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，以及具有一接触转轴的标记状态，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。
在实际的使用过程中，可以通过调整机械臂220改变探测头230和轮轴之间的相对为位置，使得探测头230可以接触轮轴的外表面，为了确保探测头230需要具有足够的活动空间。
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，使得探测头230可以在三维空间内自由移动，从而可以令探测头230接触到轮轴外表面的不同位置。
测量装置200还包括测量驱动件240，基台110上铺设有导轨111，机械臂220滑动设置于导轨111，测量驱动件240输出端传动连接机械臂220，以驱动机械臂220沿导轨111滑动。利用测量驱动件240驱动机械臂220在导轨111上移动即可扩大探测头230的活动空间，以便于采集足够的测量坐标。
固定组件100包括基台110、支撑托120、滑盖130和定位驱动件140，支撑托120安装于基台，110且支撑托120上开设有收容槽121，收容槽121的截面呈v字型，滑盖130相对支撑托120滑动，且其具有一位于收容槽121上方的工作位置，以及具有一远离支撑托120的准备位置，定位驱动件140传动连接滑盖130，以驱动滑盖130在工作位置和准备位置之间滑动。当滑盖130处于准备位置时，即可将起落架放置在基台上，随后即可将滑盖130调整至工作位置，滑盖130和支撑托120夹压起落架，即可确保起落架固定在基台110上，避免起落架因重心不稳而侧翻。
首先在同一坐标系中分别获取有关第一轮轴和第二轮轴的坐标集A和坐标集B，从而根据坐标集A和坐标集B分别拟合出第一轮轴和第二轮轴的外轮廓，进而根据第一轮轴和第二轮轴的外轮廓分别计算出轴线m和轴线n，并将轴线m和轴线n分别投影到相互垂直的第一投影面和第二投影面，从而在第一投影面上获得投影m1和n1，进而得出水平平行度。在第二投影面上获得投影m2和n2，进而获得竖直平行度。根据得出的水平平行度和竖直平行度即可全面的评价轮轴平行度的误差。
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 (9)

1.一种轮轴平行度测量方法，其特征在于，包括：
S1、获取分别与第一轮轴和第二轮轴对应的坐标集A和坐标集B，所述坐标集A和所述坐标集B均具有若干测量坐标；
S2、根据所述坐标集A和所述坐标集B分别计算所述第一轮轴的轴线m和所述第二轮轴的轴线n；
S3、获取相互垂直的第一投影面和第二投影面，分别获取所述轴线m和所述轴线n在所述第一投影面上的投影m1和投影n1，以及分别获取所述轴线m和所述轴线n在所述第二投影面上的投影m2和投影n2；
S4、根据投影m1和投影n1得出水平平行度，根据投影m2和投影n2得出竖直平行度；
其中，S21、根据所述坐标集A和所述坐标集B分别拟合所述第一轮轴和所述第二轮轴的外轮廓；
S22、根据所述第一轮轴和所述第二轮轴的外轮廓分别得出所述第一轮轴和所述第二轮轴的半径；
S23、所述第一轮轴和所述第二轮轴的半径分别和所述坐标集A和所述坐标集B结合得出第一轮轴的轴线m和所述第二轮轴的轴线n。
2.根据权利要求1所述的轮轴平行度测量方法，其特征在于，其中步骤S1包括:
S11、获取所述第一轮轴和所述第二轮轴的外壁上的若干测量坐标；
S12、根据所述第一轮轴和所述第二轮轴上的若干测量坐标形成与所述第一轮轴和所述第二轮轴对应的坐标集A和坐标集B。
3.根据权利要求1所述的轮轴平行度测量方法，其特征在于，所述步骤S3包括：
S31、获取一垂直于所述轴线m或所述轴线n的参考面；
S32、获取垂直于所述参考面并相互垂直的第一投影面和第二投影面；
S33、分别获取所述轴线m和所述轴线n，在所述第一投影面上获取投影m1和投影n1，以及在所述第二投影面上的投影m2和n2。
4.根据权利要求1所述的轮轴平行度测量方法，其特征在于，所述步骤S4包括：
S41、获取所述投影m1和所述投影n1的夹角α1，以及获取所述投影m2和所述投影n2的夹角α2；
S42、根据所述夹角α1得出水平平行度，根据所述夹角α2得出竖直平行度。
5.根据权利要求1所述的轮轴平行度测量方法，其特征在于，每个轮轴的外壁上至少具有三个不同母线的测量点。
6.一种测量平台，用于实现权利要求1至5任一项所述的轮轴平行度测量方法，其特征在于，包括：
固定组件，其具有固定起落架的固定部；
测量装置，其包括底座、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，所述探测头用于接触起落架，所述传感装置实时探知所述探测头所在的空间位置。
7.根据权利要求6所述的测量平台，其特征在于，所述测量装置还包括测量驱动件和导轨，所述机械臂滑动设置于所述导轨，所述测量驱动件输出端传动连接所述机械臂，以驱动所述机械臂沿所述导轨滑动。
8.根据权利要求6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。
9.根据权利要求6所述的测量平台，其特征在于，所述固定组件包括基台、支撑托、滑盖和定位驱动件，所述支撑托安装于所述基台，且所述支撑托上开设有收容槽，所述滑盖相对所述支撑托滑动，且其具有一位于所述收容槽上方的工作位置，以及具有一远离所述支撑托的准备位置，所述定位驱动件传动连接所述滑盖，以驱动所述滑盖在所述工作位置和所述准备位置之间滑动。
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