CN221123231U - 定位装置和包括定位装置的测量系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种用于测量探头的定位装置，该定位装置可以包括：固定滑轨组件，该固定滑轨组件形成四边形框架；移动滑轨组件，该移动滑轨组件连接该四边形框架中相对的两条边并且能够在该两条边上移动；圆盘角度测量组件，该圆盘角度测量组件布置在该移动滑轨组件上并且能够沿该移动滑轨组件移动，该圆盘角度测量组件用于确定测量探头的安装角度位置；以及升降底座，该升降底座连接到该固定滑轨组件，以使该固定滑轨组件能够上升或者下降。此外，本实用新型还提供了一种包括定位装置的测量系统。通过本实用新型提供的定位装置，可以精准定位各方向测试点的位置，避免造成不必要的测量误差。

Description

定位装置和包括定位装置的测量系统

技术领域

本实用新型涉及测量技术，更具体地，涉及一种定位装置和一种包括定位装置的测量系统。

背景技术

在针对飞机进行闪电环境仿真验证试验时，通常需要布置多个(例如，50个甚至更多个)探头以测试飞机外表面不同位置的磁场强度。探头的位置及角度对磁场强度很敏感，需准确定位。所有探头的位置一般通过直尺划线及角度测量确定，工作量大、准确性低，高空作业操作困难。同一条闪电路径下的多个距离较近的测试点，需反复拆装布置探头。激光跟踪仪的基本原理是利用激光来跟踪目标反射器，通过自身的测角系统和激光绝对测距系统来确定空间点的坐标。目前，飞机上的定位坐标系所使用的三坐标定位仪，价格昂贵，精度较高，但是操作步骤繁琐，需校验测头、测针，将工件坐标系与模型坐标系进行拟合。

这样的方法对传感器的安装定位会造成一定的误差，对试验进度也会产生一定的影响。

相应地，希望改进现有的测量系统以克服机上、机下的测试点定位、测试设备(如探头)安装困难的缺点和不足，减少产生不必要的测试误差。

实用新型内容

提供本实用新型内容以便以简化形式介绍将在以下具体实施方式中进一步的描述一些概念。本实用新型内容并非旨在标识所要求保护的主题的关键特征或必要特征，也不旨在用于帮助确定所要求保护的主题的范围。

鉴于以上描述的现有技术中的缺陷，本实用新型的目的在于，提供一种试验现场易操作、实用广泛、精准定位的装置，其能克服机上、机下的测试点定位、测试设备安装困难的缺点和不足，减少产生不必要的测试误差。

根据本实用新型的一个方面，提供了一种用于测量探头的定位装置，该定位装置可以包括：固定滑轨组件，该固定滑轨组件形成四边形框架；移动滑轨组件，该移动滑轨组件连接该四边形框架中相对的两条边并且能够在该两条边上移动；圆盘角度测量组件，该圆盘角度测量组件布置在该移动滑轨组件上并且能够沿该移动滑轨组件移动，该圆盘角度测量组件用于确定测量探头的安装角度位置；以及升降底座，该升降底座连接到该固定滑轨组件，以使该固定滑轨组件能够上升或者下降。

在一个实施例中，该四边形框架可以包括正方形框架或者长方形框架，或者任何其他合适的四边形框架。

在一个实施例中，固定滑轨组件可以带有刻度指示。

在一个实施例中，移动滑轨组件可以带有刻度指示。

在一个实施例中，圆盘角度测量组件可以带有角度指针。

在一个实施例中，圆盘角度测量组件可以包括吸盘，该吸盘用于吸附测量探头。

根据本实用新型的另一个方面，提供了一种测量系统，该测量系统可以包括：一或多个根据本实用新型的定位装置；一或多个测量探头，该一或多个测量探头中的每一者借助该一或多个定位装置中的一个定位装置被安装到测量对象的表面上；以及与该一或多个测量探头相连接的数据处理系统，该数据处理系统被配置成基于由该一或多个测量探头测得的测量数据来确定测量结果。

在一个实施例中，测量探头可以是磁场强度探头，测量对象可以是飞机结构蒙皮，测量数据可以是磁场强度值，其中数据处理系统可以被配置成基于由多个磁场强度探头测得的磁场强度值来确定飞机结构蒙皮的表面上的电流密度。

在一个实施例中，磁场测量探头中的每一者可以内嵌有积分器，可以将磁场强度的探头测量到的数据直接转化为电流密度，由此能够节省试验后期数据处理的时间。

在一个实施例中，该测量系统可以进一步包括与数据处理系统相连接的显示装置。

通过利用本实用新型提供的定位装置，可以(例如，在飞机蒙皮上)精准定位各方向测试点的位置，避免造成不必要的测量误差。测试点定位后，再将测量探头(传感器)安装在测试点上，由此实现测量探头简易和快捷的定位和安装。此外，通过利用包括本实用新型的定位装置的测量系统，可以高效地节省空间布置，完成实时监视、实时采集、实时控制系统工作状况以及系统参数。

通过阅读下面的详细描述并参考相关联的附图，这些及其他特点和优点将变得显而易见。应该理解，前面的概括说明和下面的详细描述只是说明性的，不会对所要求保护的各方面形成限制。

附图说明

为了能详细地理解本实用新型的上述特征所用的方式，可以参照各实施例来对以上简要概述的内容进行更具体的描述，其中一些方面在附图中示出。然而应该注意，附图仅示出了本实用新型的某些典型方面，故不应被认为限定其范围，因为该描述可以允许有其它等同有效的方面。

图1解说了根据本实用新型的一个实施例的定位装置的示意图。

图2解说了根据本实用新型的一个实施例的定位装置的俯视图。

图3解说了根据本实用新型的一个实施例的定位装置的侧视图。

图4解说了根据本实用新型的一个实施例的定位装置的圆盘角度测量组件的示意图。

图5(a)-(c)解说了根据本实用新型的一个实施例的使用定位装置来对测量探头的安装位置进行定位的示意图。

图6解说了根据本实用新型的一个实施例的包括定位装置的测量系统的示意性框图。

图7解说了根据本实用新型的一个实施例的测量系统的功能框图。

图8解说了根据本实用新型的一个实施例的测量系统的数据处理系统的框图。

具体实施方式

下面结合附图详细描述本实用新型，本实用新型的特点将在以下的具体描述中得到进一步的显现。

图1解说了根据本实用新型的一个实施例的定位装置100的示意图。在本实用新型中，定位装置100可以用于将测量探头(例如，测量探头150)定位到测量对象(例如，飞机结构蒙皮)的表面上。如图1中所示，定位装置100可以包括固定滑轨组件110，该固定滑轨组件110形成四边形框架。在一个实施例中，该四边形框架可以包括长方形框架或者正方形框架。在另一个实施例中，该四边形框架还可以是平行四边形框架、梯形框架、或者任何其他合适的四边形框架。固定滑轨组件110可以用任何合适的材料来制成，包括金属材料或者非金属材料。

定位装置100可以进一步包括移动滑轨组件120，该移动滑轨组件120连接固定滑轨组件110中相对的两条边并且能够在该两条边上移动。移动滑轨组件120可以用任何合适的材料来制成，包括金属材料或者非金属材料。

定位装置100可以进一步包括圆盘角度测量组件130，该圆盘角度测量组件130可以布置在移动滑轨组件120上并且能够沿移动滑轨组件120移动，该圆盘角度测量组件130可以用于确定测量探头150的安装角度位置。圆盘角度测量组件130可以用任何合适的材料来制成，包括金属材料或者非金属材料。

定位装置100还可以包括升降底座140，该升降底座140连接到固定滑轨组件110(例如，固定滑轨组件110的四个角)，以使该固定滑轨组件110能够上升或者下降。升降底座140可以用任何合适的材料来制成，包括金属材料或者非金属材料。

以下结合图2－图4来更详细地解说本实用新型的定位装置100。图2解说了根据本实用新型的一个实施例的定位装置100的俯视图。图3解说了根据本实用新型的一个实施例的定位装置100的侧视图。图4解说了根据本实用新型的一个实施例的定位装置100的圆盘角度测量组件130的示意图。

如图2所示，固定滑轨组件110可以包括形成四边形框架的四条边112、114、116和118，其中在相对的两条边114和118上设有滑轨122和124，并且这两条边114和118分别带有用于距离测量的刻度指示(例如，刻度尺)。移动滑轨组件120连接固定滑轨组件110的两条边114和118，并且可以在滑轨122和124上移动(例如，沿图2中的x轴方向移动)，由此可以在图2中的x轴方向上对测量探头150进行定位。此外，移动滑轨组件120也带有用于距离测量的刻度指示(例如，刻度尺)。

如图4所示，圆盘角度测量组件130可以包括圆盘132、角度指针134、支撑件136和吸盘138。圆盘132带有角度刻度(例如，量角器)，结合角度指针134来确定测量探头150的角度安装位置。支撑件134可以与移动滑轨组件120相连接，以使圆盘角度测量组件130能够沿移动滑轨组件120移动(例如，沿图2中的y轴方向移动)，由此可以在图2中的y轴方向上对测量探头150进行定位。此外，圆盘132还可以与支撑件136转动连接，以使圆盘132能够相对于支撑件136转动以得到期望的角度位置。吸盘138可以用于吸附测量探头150，例如通过磁性吸附、粘结吸附等。

如图3所示，在通过固定滑轨组件110、移动滑轨组件120和圆盘角度测量组件130对测量探头150的安装位置进行定位之后，可以通过升降底座140来使固定滑轨组件110下降，以便将测量探头150安装到测量对象的表面上。

图5(a)-(c)解说了根据本实用新型的一个实施例的使用定位装置来对测量探头的安装位置进行定位的示意图。如图5(a)所示，首先可以在飞机上定出两个基准线(例如，基准1和基准2)，并且可以确定一个交点。将定位装置的中心点与基准点对齐，同时移动滑轨组件与一个基准线(例如，基准2)对齐。如图5(b)所示，通过移动滑轨组件沿固定滑轨组件的移动以及圆盘角度测量组件沿移动滑轨组件的移动，可以确定2个距离尺寸(例如，沿基准2和垂直于基准2)。如图5(c)所示，圆盘测量组件包括量角器、指针。圆盘可以与移动滑轨组件或者圆盘角度测量组件转动连接。通过调整支架高度，使得与测量探头在同一平面内。测量圆盘通过滑轨对平面角度进行定位，通过指针指到需要的角度。由此，通过定位装置上的刻度尺和圆盘上的量角器可以在测量对象上精准定位各方向测试点的位置，避免造成不必要的测量误差。测试点定位后，通过用吸盘再将探头(传感器)安装在测试点上。

图6解说了根据本实用新型的一个实施例的包括定位装置的测量系统600的示意性框图。应注意，图6仅用于解说目的而不是限定性的，实际的测量系统600可以包括比图6中解说的组件更多或更少的组件。

在一个实施例中，测量系统600可以包括四个测量探头625、630、635和640，其中每个测量探头均设有一个相关联的定位装置(例如，图1-图4中所示的定位装置100)。例如，定位装置605与测量探头625相关联、定位装置610与测量探头630相关联、定位装置615与测量探头635相关联，并且定位装置620与测量探头640相关联。在一个实施例中，测量探头625、630、635和640可以通过总线650与数据处理系统660相连接。在另一个实施例中，测量探头625、630、635和640还可以通过其他合适的有线或无线连接方式来与数据处理系统660相连接。数据处理系统660可被配置成基于由这些测量探头测得的测量数据来确定测量结果。

在一个实施例中，测量系统600可以是用于飞机蒙皮闪电感应的磁场强度探头测量系统，在该系统的每个磁场强度探头上安装有定位装置(例如，图1-图4中所示的定位装置100)，各个磁场强度探头内嵌积分器；将该多个磁场强度探头靠近目标表面定位；将电流施加到目标表面；感测一个或更多个探头位置处的磁场强度的变化；对磁场强度的变化进行积分以获得各个传感器位置处的表面上的电流密度。此外，该多个磁场强度探头连接数据处理系统，该数据处理系统操作以接收各个积分器的输出，通过显示器显示多个对应传感器位置推断目标表面上的电流密度。按照阵列布置的多个磁场传感器操作以测量靠近测试结构的表面的电流密度的变化。

应当注意，本实用新型的定位装置、探头、测量系统在实际实施时，不局限于置于电磁场的磁场强度探头，还可以有其他类型测量系统实施方式(例如，电流探头、温度探头、压力探头、湿度探头等等)。

本实用新型的主要优点在于：

探头放置于万向定位装置的圆盘下方，此装置上的刻度尺和圆盘上的量角器可以在测量对象表面上精准定位各方向测试点的位置，避免造成不必要的测量误差。测试点定位后，通过用吸盘再将探头(传感器)安装在测试点上。

在结构蒙皮闪电感应电流密度测试环境中，同一条测试路径、较接近的磁场强度测试点的探头并联在一起，能够在进行一次流入流出闪电路径的注入后，同时完成多个试验点的测量。

内嵌硬件积分器的磁场强度探头，能够将感应电动势积分算出感应电流，高效，节省空间布置。

测量系统能够完成实时监视、实时采集、实时控制系统工作状况以及系统参数，并具有实时故障报警处理功能。

图7解说了根据本实用新型的一个实施例的测量系统700的功能框图。在一个实施例中，测量系统700可以是结构蒙皮闪电感应电流密度测试系统，其是一种多路数据采集显示测试装置。它采用DSP作为主处理器，具有多通道数据采集与传输功能，由万向定位装置、传感器、积分器、信号调理单元、激励电源、信号采集模块、测控机、以太网、处理机、打印机、主控台及其部件、视频监视及无线通讯设备、电缆及其接口装置等单元等组成。DSP通过A/D采集数据，然后用一定的算法将数据进行处理，通过无线通讯串口将采集到的数据上传到上位机，并在数码管上显示出来；上位机也可以通过串口下传数据给DSP，并在数码管显示，键盘管理可以设置报警上下限值，当测量值超过上下限值，进行报警。装置中带有的试验监控软件具有实时数据显示、数据分析、告警故障处理的功能。

参照图8，现在将描述数据处理系统800的一个实施例，数据处理系统800可以是根据本实用新型的测量系统中的数据处理系统的示例。数据处理系统300可以是配置成执行处理和/或计算的任何机器，可以是但不限于工作站、服务器、桌面型计算机、膝上型计算机、平板计算机、个人数字助理、智能电话、机载设备、或其任何组合。

数据处理系统800可以包括可能地经由一个或多个接口来与总线802连接或者与总线802处于通信的元件。例如，数据处理系统800可以包括总线802、以及一个或多个处理器804、一个或多个输入设备806和一个或多个输出设备808。该一个或多个处理器804可以是任何类型的处理器，并且可以包括但不限于一个或多个通用处理器和/或一个或多个专用处理器(诸如专门的处理芯片)。输入设备806可以是可将信息输入硬件设备的任何类型的设备，并且可以包括但不限于鼠标、键盘、触摸屏、话筒、和/或遥控器。输出设备808可以是可呈现信息的任何类型的设备，并且可以包括但不限于显示器、扬声器、视频/音频输出终端、振动器和/或打印机。数据处理系统800还可以包括非瞬态存储设备810或者与非瞬态存储设备810相连接，该非瞬态存储设备810可以是为非瞬态的且可实现数据存储的任何存储设备，并且可以包括但不限于盘驱动器、光存储设备、固态存储、软盘、软磁盘、硬盘、磁带或任何其他磁性介质、光盘或任何其他光介质、ROM(只读存储器)、RAM(随机存取存储器)、高速缓存存储器和/或任何其他存储器芯片或存储器盒、和/或计算机可从其读取数据、指令和/或代码的任何其他介质。非瞬态存储设备810可以能与接口分开。非瞬态存储设备810可以具有用于实现上述方法和步骤的数据/指令/代码。数据处理系统800还可以包括通信设备812。通信设备812可以是能实现与外部装置和/或网络的通信的任何类型的设备或系统，并且可以包括但不限于调制解调器、网卡、红外通信设备、诸如蓝牙^TM设备、1302.11设备、WiFi设备、WiMax设备、蜂窝通信设施之类的无线通信设备和/或芯片组、等等。

总线802可以包括但不限于工业标准架构(ISA)总线、微通道架构(MCA)总线、增强型ISA(EISA)总线、视频电子标准协会(VESA)本地总线、以及外围组件互连(PCI)总线。

数据处理系统800还可以包括工作存储器814，工作存储器814可以是可存储对于处理器804的工作而言有用的指令和/或数据的任何类型的工作存储器，并且可以包括但不限于随机存取存储器和/或只读存储器设备。

软件元素可以位于工作存储器814中，包括但不限于操作系统816、一个或多个应用程序818、驱动程序和/或其他数据和代码。用于执行上述方法和步骤的指令可以包括在一个或多个应用程序818中。软件元素的指令的可执行代码或源代码可以被存储在非瞬态计算机可读存储介质(诸如上述存储设备810)中，并且可以可能地通过编译和/或安装而被读取到工作存储器814中。软件元素的指令的可执行代码或源代码也可以从远程位置下载。

在整个说明书中，已经对“一个示例”或“一示例”进行了参考，这意味着在至少一个示例中包括具体描述的特征、结构或特性。因此，此类短语的使用可能涉及不止一个示例。此外，所描述的特征、结构或特性可以在一个或多个示例中以任何合适的方式组合。

然而，相关领域的技术人员可以认识到，可以在没有一个或多个特定细节的情况下，或者在其他方法、资源、材料等的情况下实践这些示例。在其他实例中，没有详细示出或描述众所周知的结构、资源或操作以避免使这些示例的各方面模糊。

尽管已经解说和描述了诸样例和应用，但是应当理解，这些示例不限于上述精确的配置和资源。可以对本文公开的方法和系统的布置、操作和细节作出对于本领域技术人员而言显而易见的各种修改、改变和变化，而不会脱离所要求保护的示例的范围。

Claims (10)

1.一种用于测量探头的定位装置，所述定位装置包括：

固定滑轨组件，所述固定滑轨组件形成四边形框架；

移动滑轨组件，所述移动滑轨组件连接所述四边形框架中相对的两条边并且能够在所述两条边上移动；

圆盘角度测量组件，所述圆盘角度测量组件布置在所述移动滑轨组件上并且能够沿所述移动滑轨组件移动，所述圆盘角度测量组件用于确定所述测量探头的安装角度位置；以及

升降底座，所述升降底座连接到所述固定滑轨组件，以使所述固定滑轨组件能够上升或者下降。

2.如权利要求1所述的定位装置，其中所述四边形框架包括正方形框架或者长方形框架。

3.如权利要求1所述的定位装置，其中所述固定滑轨组件带有刻度指示。

4.如权利要求1所述的定位装置，其中所述移动滑轨组件带有刻度指示。

5.如权利要求1所述的定位装置，其中所述圆盘角度测量组件带有角度指针。

6.如权利要求1所述的定位装置，其中所述圆盘角度测量组件包括吸盘，所述吸盘用于吸附所述测量探头。

7.一种测量系统，包括：

一或多个如权利要求1-6中任一项所述的定位装置；

一或多个测量探头，所述一或多个测量探头中的每一者借助所述多个定位装置中的一个定位装置被安装到测量对象的表面上；以及

与所述一或多个测量探头相连接的数据处理系统，所述数据处理系统被配置成基于由所述一或多个测量探头测得的测量数据来确定测量结果。

8.如权利要求7所述的测量系统，其中所述测量探头是磁场强度探头，所述测量对象是飞机结构蒙皮，所述测量数据是磁场强度值，其中所述数据处理系统被配置成基于由所述多个磁场强度探头测得的磁场强度值来确定所述飞机结构蒙皮的表面上的电流密度。

9.如权利要求8所述的测量系统，其中所述测量探头中的每一者内嵌有积分器。

10.如权利要求7所述的测量系统，进一步包括与所述数据处理系统相连接的显示装置。