天线罩内廓型面的测量方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种天线罩内廓型面的测量方法及装置，该方法包括：在天线罩的理论模型曲面上垂直等距划分若干条初始截面线Hi；以特定截面与天线罩理论内廓型面求交线，得到两条初始测量线；根据各初始测量线的曲率离散所述初始测量线，得到第一测量点及其法矢；基于第一测量点对内廓型面进行测量，得到坐标数据；构造两条测量截面线，并在特定截面的范围内构造初始内廓型面；确定测量路径线；离散测量路径线，确定第二测量点及其法矢；对初始内廓型面进行测量，获得第二测量点的坐标数据；对第二测量点的坐标数据进行拟合得到天线罩的内廓型面模型。本发明专利技术能够准确地实现天线罩的等截面测量，减少路径规划带来的误差，实现天线罩内廓型面的精加工。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及卫星导航
，具体涉及一种天线罩内廓型面的测量方法及装置，用于复合材料天线罩型面的精密测量及修正。
技术介绍
天线罩是一种由脆性材料制成的大深度薄壁结构体，其外形是依据空气动力学原理设计的高次幂曲面，是典型的三维复杂自由曲面大型薄壁零件。这种脆硬材料不仅难加工，而且由于材料介电常数的分散性和罩壁几何厚度偏差的存在，半精加工后的天线罩难以满足天线罩电性能的要求。为了保证天线罩电性能的要求，需要分析电厚度和几何厚度，材料的介电常数，并对半精加工之后的天线罩进行精加工，根据电厚度要求进行误差补偿。天线罩内廓型曲面在半精加工之后是复杂的自由曲面，为了实现良好的电性能，需要对内廓型曲面进行精密造型。由于天线罩大深度、薄壁等结构特点，机械加工时缺乏稳定可靠的工艺基准，需要对天线罩进行找正和对齐才能保证加工精度。天线罩属于复杂型面零件，没有固定的工艺基准进行找正，一般是通过将天线罩测量点与天线罩曲面进行匹配来找正。因此，精确的获取实际天线罩曲面模型至关重要。在复杂曲面的测量中一个关键步骤即对测量路径的规划，测量路径规划的好坏直接影响着测量的精度。天线罩内廓型面是自由曲面，测量时一般按照“曲面-曲线-点集-测量”的接触式测量方法进行测量。接触式测量的方法有多种，比较常见的测量方法有平行等截面测量、放射平面测量、螺旋线测量等方法。对天线罩等自由曲面零件而言，重构模型一般采用平行等截面测量方法，能保证获取的测量数据尽量在一个平面内，有利于三维模型的重构。平行等截面测量方法即以一组垂直于天线罩中心轴的平面截取天线罩内廓型面得到一组封闭的测量曲线，分别在测量线上获取若干测量点，测量机根据测量点坐标和触测方向进行测量。天线罩采用平行等截面测量方法进行测量的过程中，由于曲面的变形和加工误差的影响，直接根据等截面测量线进行测量，测头不能按照等截面进行触测，很难准确地控制测量点在一个截面内。这样实测点和理论测量点不重合，导致重构模型与实际加工模型产生较大的误差，影响天线罩进一步精加工。
技术实现思路
有鉴于此，为克服上述至少一个缺点，并提供下述至少一种优点，本专利技术公开了一种天线罩内廓型面的测量方法及装置，以准确地实现天线罩的等截面测量，减少路径规划带来的误差，实现天线罩内廓型面的精加工。为解决上述技术问题，本专利技术采用以下技术方案：一种天线罩内廓型面的测量方法，包括：步骤S11、沿所述天线罩的中心轴方向，在所述天线罩的理论模型曲面上垂直等距划分若干条初始截面线Hi；步骤S12、对于每一条所述初始截面线Hi，以截面Zi＝Hi+δ和Zi＝Hi-δ与所述天线罩的理论内廓型面求交线，得到两条初始测量线Hi1和Hi2，其中，0<δ≤1mm；步骤S13、根据各所述初始测量线Hi1的曲率离散所述初始测量线Hi1，并根据各所述初始测量线Hi2的曲率离散所述初始测量线Hi2，得到对应于所述初始测量线Hi1和Hi2的若干个第一测量点及各所述第一测量点的法向矢量；步骤S14、分别以所述第一测量点对所述理论内廓型面进行测量，得到各所述第一测量点的坐标数据；步骤S15、基于所述第一测量点的坐标数据构造两条测量截面线H′i1和H′i2，并基于两条所述测量截面线H′i1和H′i2在Zi＝Hi+δ和Zi＝Hi-δ之间的范围内构造初始内廓型面；步骤S16、以Zi＝Hi对所述初始内廓型面进行截取，将所获取到的截面线作为测量路径线；步骤S17、根据测量路径线的曲率及长度离散所述测量路径线，确定若干个第二测量点并计算各所述第二测量点处的法向矢量；步骤S18、以所述第二测量点及其法向矢量对所述初始内廓型面进行测量，获得所述第二测量点的坐标数据；以及步骤S19、对所述第二测量点的坐标数据进行拟合，得到所述天线罩的内廓型面模型。如上所述的天线罩内廓型面的测量方法，在一种可能的实现方式中，所述步骤S13中采用等间距离散方法或等弧长离散方法对所述初始测量线Hi1和Hi2进行离散。如上所述的天线罩内廓型面的测量方法，在一种可能的实现方式中，所述步骤S15中采用NURBS曲线拟合方法构造所述测量截面线H′i1和H′i2。如上所述的天线罩内廓型面的测量方法，在一种可能的实现方式中，所述步骤S15中采用Bezier曲线拟合方法、或B-Spline曲线拟合方法构造所述测量截面线H′i1和H′i2。如上所述的天线罩内廓型面的测量方法，在一种可能的实现方式中，所述步骤S19中采用NURBS曲线拟合方法对所述第二测量点的坐标数据进行拟合。一种天线罩内廓型面的测量装置，包括：初始截面线划分模块，用于沿所述天线罩的中心轴方向，在所述天线罩的理论模型曲面上垂直等距划分若干条初始截面线Hi；初始测量线确定模块，用于对于每一条所述初始截面线Hi，以截面Zi＝Hi+δ和Zi＝Hi-δ与所述天线罩的理论内廓型面求交线，得到两条初始测量线Hi1和Hi2，其中，0<δ≤1mm；第一离散模块，用于根据各所述初始测量线Hi1的曲率离散所述初始测量线Hi1，并根据各所述初始测量线Hi2的曲率离散所述初始测量线Hi2，得到对应于所述初始测量线Hi1和Hi2的若干个第一测量点及各所述第一测量点的法向矢量；第一测量模块，用于分别以所述第一测量点对所述理论内廓型面进行测量，得到各所述第一测量点的坐标数据；内廓型面构造模块，用于基于所述第一测量点的坐标数据构造两条测量截面线H′i1和H′i2，并基于两条所述测量截面线H′i1和H′i2在Zi＝Hi+δ和Zi＝Hi-δ之间的范围内构造初始内廓型面；测量路径线确定模块，用于以Zi＝Hi对所述初始内廓型面进行截取，将所获取到的截面线作为测量路径线；第二离散模块，用于根据所述测量路径线的曲率及长度离散所述测量路径线，确定若干个第二测量点并计算所述第二测量点处的法向矢量；第二测量模块，用于以所述第二测量点及其法向矢量对所述初始内廓型面进行测量，获得所述第二测量点的坐标数据；以及内廓型面模型确定模块，用于对所述第二测量点的坐标数据进行拟合，得到所述天线罩的内廓型面模型。如上所述的天线罩内廓型面的测量装置，在一种可能的实现方式中，所述第一离散模块采用等间距离散方法或等弧长离散方法对所述初始测量线Hi1和Hi2进行离散。如上所述的天线罩内廓型面的测量装置，在一种可能的实现方式中，所述内廓型面构造模块采用NURBS曲线拟合方法本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种天线罩内廓型面的测量方法，其特征在于，包括：步骤S11、沿所述天线罩的中心轴方向，在所述天线罩的理论模型曲面上垂直等距划分若干条初始截面线Hi；步骤S12、对于每一条所述初始截面线Hi，以截面Zi＝Hi+δ和Zi＝Hi‑δ与所述天线罩的理论内廓型面求交线，得到两条初始测量线Hi1和Hi2，其中，0<δ≤1mm；步骤S13、根据各所述初始测量线Hi1的曲率离散所述初始测量线Hi1，并根据各所述初始测量线Hi2的曲率离散所述初始测量线Hi2，得到对应于所述初始测量线Hi1和Hi2的若干个第一测量点及各所述第一测量点的法向矢量；步骤S14、分别以所述第一测量点对所述理论内廓型面进行测量，得到各所述第一测量点的坐标数据；步骤S15、基于所述第一测量点的坐标数据构造两条测量截面线H′i1和H′i2，并基于两条所述测量截面线H′i1和H′i2在Zi＝Hi+δ和Zi＝Hi‑δ之间的范围内构造初始内廓型面；步骤S16、以Zi＝Hi对所述初始内廓型面进行截取，将所获取到的截面线作为测量路径线；步骤S17、根据所述测量路径线的曲率及长度离散所述测量路径线，确定若干个第二测量点并计算各所述第二测量点处的法向矢量；步骤S18、以所述第二测量点及其法向矢量对所述初始内廓型面进行测量，获得所述第二测量点的坐标数据；以及步骤S19、对所述第二测量点的坐标数据进行拟合，得到所述天线罩的内廓型面模型。...

【技术特征摘要】
1.一种天线罩内廓型面的测量方法，其特征在于，包括：
步骤S11、沿所述天线罩的中心轴方向，在所述天线罩的理论模型曲面上
垂直等距划分若干条初始截面线Hi；
步骤S12、对于每一条所述初始截面线Hi，以截面Zi＝Hi+δ和Zi＝Hi-δ与
所述天线罩的理论内廓型面求交线，得到两条初始测量线Hi1和Hi2，其中，
0<δ≤1mm；
步骤S13、根据各所述初始测量线Hi1的曲率离散所述初始测量线Hi1，并
根据各所述初始测量线Hi2的曲率离散所述初始测量线Hi2，得到对应于所述初
始测量线Hi1和Hi2的若干个第一测量点及各所述第一测量点的法向矢量；
步骤S14、分别以所述第一测量点对所述理论内廓型面进行测量，得到各
所述第一测量点的坐标数据；
步骤S15、基于所述第一测量点的坐标数据构造两条测量截面线H′i1和H′i2，
并基于两条所述测量截面线H′i1和H′i2在Zi＝Hi+δ和Zi＝Hi-δ之间的范围内构
造初始内廓型面；
步骤S16、以Zi＝Hi对所述初始内廓型面进行截取，将所获取到的截面线
作为测量路径线；
步骤S17、根据所述测量路径线的曲率及长度离散所述测量路径线，确定
若干个第二测量点并计算各所述第二测量点处的法向矢量；
步骤S18、以所述第二测量点及其法向矢量对所述初始内廓型面进行测量，
获得所述第二测量点的坐标数据；以及
步骤S19、对所述第二测量点的坐标数据进行拟合，得到所述天线罩的内
廓型面模型。
2.如权利要求1所述的天线罩内廓型面的测量方法，其特征在于，所述步

\t骤S13中采用等间距离散方法或等弧长离散方法对所述初始测量线Hi1和Hi2进
行离散。
3.如权利要求1所述的天线罩内廓型面的测量方法，其特征在于，所述步
骤S15中采用NURBS曲线拟合方法构造所述测量截面线H′i1和H′i2。
4.如权利要求1所述的天线罩内廓型面的测量方法，其特征在于，所述步
骤S15中采用Bezier曲线拟合方法、或B-Spline曲线拟合方法构造所述测量截
面线H′i1和H′i2。
5.如权利要求1所述的天线罩内廓型面的测量方法，其特征在于，所述步
骤S19中采用NURBS曲线拟合方法对所述第二测量点的坐标数据进行拟合。
6.一种天线罩内廓型面的测量装置，其特征在于，包括：<...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋尚，李新华，张利清，沈庆民，李志中，崔自巍，李立洲，
申请(专利权)人：航天恒星科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11