[发明专利]三维间隙测量系统和方法

说明书

本申请公开一种三维间隙测量系统和方法。电子测隙规(110)包括传感器叶片(112)、传输系统(120)和接收系统(124)。传感器叶片(112)包括传输感应线圈(114)、接收感应线圈(116)和围绕传感器叶片(112)在二维中间隔的测量位点(118)。测量位点(118)中的每一个与传输感应线圈(114)中的至少一个和接收感应线圈(116)中的至少一个相关联。传输系统(120)被配置为驱动直流电流(128)穿过传输感应线圈(114)，以从传输感应线圈(114)产生传输的探测信号(122)。接收系统(124)被配置为由于所传输的探测信号(122)而从接收感应线圈(116)接收响应信号(126)。

技术领域

本公开涉及三维(3D)间隙测量系统和方法。

背景技术

飞行器组件包括以精确的关系接合复杂的大型部件，这通常是有必要的以有效地传递这些部件之间的力。例如，机翼和部分的尾翼(例如，垂直稳定器、水平稳定器)可预先组装，然后使用承载接头(load-bearing joint)将其后附接到机身的相应节段。

为了实现配合的飞行器部件之间的适当适配，当将零件接合在一起时，通常使用垫片(也称为填充物)。垫片用于占据接合的零件之间的间隙(或空隙)。在许多情况下，这种间隙或空隙被特别地设计在该结构中，作为示例，以便于组装期间部件的定位和对准。在组装期间使用垫片填充间隙改善配合的部件之间的适配。

在许多情况下，间隙用相对均匀的尺寸建模。然而，在其他情况下，穿过和沿着间隙的测量可以是不均匀的。在这种情况下，垫片通常是定制尺寸的以精确填充间隙，和/或需要专门的安装程序。测量不均匀的间隙，准备适当的垫片，以及正确安装这种垫片是增加制造周期的耗时且繁重的过程。

发明内容

因此，旨在至少解决上述问题的设备和方法将会发挥效用。

下文是根据本发明的主题的可要求保护或可不要求保护的示例的非穷举列表。

根据本发明的主题的一个示例涉及一种电子测隙规，其包括传感器叶片、传输系统和接收系统。传感器叶片包括传输感应线圈、接收感应线圈和围绕传感器叶片在二维中间隔的测量位点。测量位点中的每一个与传输感应线圈中的至少一个和接收感应线圈中的至少一个相关联。传输系统被配置为驱动直流电流穿过传输感应线圈，以从传输感应线圈产生传输的探测信号(probe signal)。接收系统被配置为由于所传输的探测信号而从接收感应线圈接收响应信号。

根据本发明的主题的另一个示例涉及一种电子测隙规，其包括传感器叶片、传输系统和接收系统。传感器叶片包括传输感应线圈、接收感应线圈和围绕传感器叶片分隔开的测量位点。测量位点中的每一个与传输感应线圈中的至少一个和接收感应线圈中的至少一个相关联。传输系统被配置为驱动调制信号穿过传输感应线圈，以从传输感应线圈产生传输的探测信号。接收系统被配置为由于所传输的探测信号而从接收感应线圈接收响应信号。

如上述示例中任一项所述的电子测隙规的使用允许在三维中测量(第一工件的)第一表面和(第二工件的)第二表面之间的间隙。使用至少部分地在间隙内的传感器叶片，(围绕传感器叶片在二维中间隔的)测量位点被配置为测量相应的测量位点处的第一表面和第二表面之间的分隔距离。测量位点通常穿过传感器叶片形成二维阵列。

可测量(二维间隔的)测量位点中的每一个处的间隙的厚度(也称为间隙的间隔)，以提供穿过并沿着间隙(即，在间隙的宽度和深度尺寸上)的间隙的厚度图。测量位点处分隔距离的厚度图是间隙的三维图。间隙的厚度图可用于创建和/或选择精确填充间隙和/或在一个或更多个维度上不均匀的垫片(shim)。除此之外或另选地，间隙的厚度图可用于验证配合的部件的正确对准和/或适配。航空航天结构(有或没有垫片)的部件的精确的对准和/或适配有利于结构的可靠和高效构造和结构的可靠操作。