[发明专利]一种飞机部件对接间隙和阶差的测量装备、方法及系统

权利要求书

1.一种飞机部件对接间隙和阶差的测量装备，其特征在于，所述测量装备包括定位装置、测量装置和上位机；所述定位装置包括定位工装；所述测量装置包括环轨道、测量头、测量头驱动装置和环轨道驱动装置；

被测飞机部件安装在所述定位装置上；

所述环轨道安装在所述定位工装上，所述测量头安装在所述环轨道上；所述环轨道用于保证所述测量头与所述被测飞机部件之间存在预设间距；

所述测量头驱动装置安装在所述环轨道上，所述测量头驱动装置与所述测量头连接，用于驱动所述测量头沿所述环轨道运动；

所述环轨道驱动装置安装在所述定位工装上，所述环轨道驱动装置与所述环轨道连接，用于驱动所述环轨道在所述定位工装上进行平移运动；

所述测量头与所述上位机连接；所述测量头用于测量所述被测飞机部件的对接区域的轮廓数据；所述上位机用于根据所述对接区域的轮廓数据计算所述被测飞机部件的对接区域的对接间隙和阶差；

所述测量装置还包括标定块和激光跟踪装置；

所述标定块安装在所述定位工装底部；所述激光跟踪装置安装在所述环轨道顶部；所述标定块和所述激光跟踪装置用于标定所述环轨道和所述测量头的位置；

所述标定块为梯形块结构，通过三点测量进行测量头的标定；所述标定块的数量为多个；多个所述标定块等间隔安装在所述定位工装底部。

2.根据权利要求1所述的飞机部件对接间隙和阶差的测量装备，其特征在于，所述测量头为线结构光视觉传感器。

3.根据权利要求2所述的飞机部件对接间隙和阶差的测量装备，其特征在于，所述定位装置还包括调姿工装；所述调姿工装位于所述定位工装一侧；所述调姿工装底部安装有滚轮；所述调姿工装用于根据所述对接间隙和阶差对所述被测飞机部件进行对接调姿和修边。

4.一种飞机部件对接间隙和阶差的测量方法，其特征在于，所述测量方法应用于权利要求1-3任意一项所述的飞机部件对接间隙和阶差的测量装备；所述测量方法包括：

获取被测飞机部件的对接区域的轮廓数据；

根据所述对接区域的轮廓数据生成所述对接区域的测量模型；

获取所述对接区域的理论模型；

根据所述对接区域的测量模型和所述对接区域的理论模型获得所述被测飞机部件的对接区域的对接间隙和阶差。

5.根据权利要求4所述的飞机部件对接间隙和阶差的测量方法，其特征在于，所述获取被测飞机部件的对接区域的轮廓数据，具体包括：

获取被测飞机部件的对接区域的轮廓数据；所述被测飞机部件的对接区域的轮廓数据为所述测量头测量得到的多个点云数据；每个所述点云数据为一个测量点在测量坐标系下的坐标值。

6.根据权利要求5所述的飞机部件对接间隙和阶差的测量方法，其特征在于，所述根据所述对接区域的轮廓数据生成所述对接区域的测量模型具体包括：

将各个测量点在所述测量坐标系下的坐标值转换为工件坐标系下的坐标值，获得多个工件坐标系下的点云数据；

采用最小二乘法拟合所述多个工件坐标系下的点云数据，生成所述对接区域的测量模型。

7.根据权利要求6所述的飞机部件对接间隙和阶差的测量方法，其特征在于，所述根据所述对接区域的测量模型和所述对接区域的理论模型获得所述被测飞机部件的对接区域的对接间隙和阶差，具体包括：

将所述对接区域的理论模型离散化，生成与所述工件坐标系下的点云数据相同数量级的离散点云数据；每个所述离散点云数据为一个离散点的坐标值；

将所述被测飞机部件的对接区域的多个所述测量点与所述理论模型中对应位置的多个所述离散点进行匹配，获得测量点与离散点的匹配点对；

获取所述匹配点对中的所述测量点在所述工件坐标系下的坐标值；

获取所述匹配点对中的所述离散点的坐标值；

计算所述测量点在所述工件坐标系下的坐标值与所述离散点的坐标值长度方向的偏差值，得到所述被测飞机部件的对接区域的对接间隙；

计算所述测量点在所述工件坐标系下的坐标值与所述离散点的坐标值高度方向的偏差值，得到所述被测飞机部件的对接区域的阶差。

8.一种飞机部件对接间隙和阶差的测量系统，其特征在于，所述测量系统应用于权利要求1-3任意一项所述的飞机部件对接间隙和阶差的测量装备；所述测量系统包括：

轮廓数据获取模块，用于获取被测飞机部件的对接区域的轮廓数据；

测量模型生成模块，用于根据所述对接区域的轮廓数据生成所述对接区域的测量模型；

理论模型获取模块，用于获取所述对接区域的理论模型；

对接间隙和阶差获取模块，用于根据所述对接区域的测量模型和所述对接区域的理论模型获得所述被测飞机部件的对接区域的对接间隙和阶差。