【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于发动机安装路径规划，尤其涉及一种飞机发动机自动装配路径规划方法。
技术介绍
1、航空制造业被誉为现代工业皇冠上的明珠，既是一个国家国防安全的重要基础，又集中体现了一个国家的工业基础、综合国力和科技发展水平。其中，航空发动机吊装是整个飞机制造装配过程中的龙头，装配工艺水平和装配质量决定发动机的可靠性、寿命及主要性能参数。航空发动机具有体积重量大、结构精密复杂、安装间隙小等特点，且表面布满复杂的管路，安装轨迹复杂，使得高质量、高效率的发动机安装成为飞机装配中最大的难点之一。
2、航空发动机被视为影响国家空中运输、国防安全和保持国家战略优势的核心技术。它是飞机的“心脏”，其可靠性和安全性至关重要。航空发动机研制技术难度极高，周期长、经费投入大。每一代新发动机的专利技术，都推动着新一代飞机的问世。例如，高超声速强预冷涡轮发动机、自适应变循环发动机、民用大涵道比发动机和混合电推进技术的发展，都是航空动力领域的持续创新。此外，航空发动机是高温、高压、高转速的高科技产品，要求重量轻、可靠性高、寿命长、可重复使用且经济性好。因此，一个国家的航空发动机技术水平很大程度上代表了其科技水平和综合国力。总之，航空发动机不仅是飞机的核心部件，更是决定飞机性能、安全性和经济性的关键因素。对于航空业和国家经济来说，航空发动机的研发和制造都具有重大的战略意义。
3、航空发动机装配对于航空业的重要性更是不容忽视。例如，航空发动机在装配过程中用于确保紧固件达到规定扭力的关键技术，其精度直接影响到装配质量和安全性。在关键部件的装
技术实现思路
1、针对现有技术存在的问题，本专利技术提供一种飞机发动机自动装配路径规划方法。本方法确定航空发动机的移动轨迹，使其按照预想的路径进行移动，以保证发动机安全、顺利地进入飞机短舱中；用以解决现有安装技术耗时长、安装困难的问题。
2、一种飞机发动机自动装配路径规划方法，具体包括以下步骤：
3、步骤1：对机舱和发动机以及固定在发动机前端的摄像机进行全局坐标系的建立，并构建转换关系进行转换；
4、步骤1.1：确定安装系统初始位置关系；
5、所述安装系统为底部设置车轮的安装架车，其上方放置有数控调姿平台，发动机固定在数控调姿平台上；并且安装系统上还设置数控系统，用以对安装系统进行控制；
6、将安装系统处于回零状态，发动机也固定在数控调姿平台上；此时根据飞机的位置，通过电动装置将安装系统主体移动到飞机的短舱口附近，并使发动机与短舱对正；通过夹具将安装系统的位置固定了之后，安装系统、飞机短舱的相对位置即确定；飞机短舱位于安装系统外侧，安装系统其上的发动机从短舱一端进入，摄像机固定在发动机的前端，实时获取短舱内的图像；
7、步骤1.2：分别在安装系统、飞机短舱和摄像机上建立坐标系，并进行转换；
8、分别在安装系统、飞机短舱和摄像机上建立坐标系；坐标系在安装系统上，也即为数控系统的坐标系，其原点为各轴回零时，发动机前端标靶中心所处位置；坐标系建立在飞机短舱上，平面与水平面平行，也平行于平面；坐标系定义在摄像机上，与三个坐标轴分别平行，且与在同一直线上；与的相对位置是固定的，通过它们的几何模型得到与的变换矩阵：
9、
10、其中，为与坐标系的平移变量；
11、使用现有视觉测量技术测量的发动机标靶位姿，是在摄像机坐标系中的，即坐标系下；通过下式将其转化为坐标系中的坐标：
12、
13、步骤2：基于步骤1生成发动机安装离线轨迹；
14、步骤2.1：建立发动机安装轨迹数学模型；
15、发动机的标准安装路径是相对坐标系而言的，并且其应位于坐标系中的平面上；发动机前端标靶中心的位姿看作发动机的位姿，故将标准安装路径转化为标靶的轨迹；经过离散化后，得到标靶在中的位置信息和姿态信息，将位姿点表示为：
16、
17、其中为标靶轨迹各点在中轴方向的角度，为各点在坐标系中的位置，和为第i次进给时标靶在中的位置信息和姿态信息；
18、步骤2.2：计算安装发动机所需的位姿变换关系；
19、仅仅得到安装轨迹在中的坐标是无法完成控制的；根据与的关系，将转化为在中的表示，使数控系统能够实现控制；为了获取短舱相对于安装系统的位置，需对发动机的初始位置进行校准；所述校准指的是调整安装系统的数控调姿平台，并结合视觉测量，使标靶中心点与坐标系原点重合并且发动机对正短舱口的这一调整过程；完成校准后，数控系统中各轴坐标就表示了原点所在中的位姿；也就是坐标系与的变换矩阵：
20、
21、其中为轴上的角度；为、和轴的坐标；为与的位置关系；根据这一关系将坐标系中的轨迹转化为它们在坐标系中的表示：；即为发动机安装轨迹在中的表示；数控系统根据进行数据插补后，计算所需控制量，进而实现发动机在离线轨迹下的安装。
22、步骤3：对步骤2生成的离线轨迹进行修正；
23、发动机的轨迹的长度为3000mm，由于发动机与摄像机的距离远，图像有效信息较少，视觉测量精度受影响，导致校准出现偏差，若校准时的角度偏差为，那么发动机按照离线轨迹运动到最终位置的偏差为：
24、
25、这使得即使是0.1度的校准误差，也会对发动机的最终位置带来约5mm的偏差，从而带来碰撞的危险；在发动机按照离线轨迹安装的过程中，通过摄像机实时测量发动机前端标靶相对于飞机短舱的位姿，若发动机的位姿偏差大于安全阈值，则根据偏差对离线轨迹进行修正，重新生成新的轨迹，从而消除校准偏差带来的影响；
26、发动机在离线的轨迹上，视觉测量其位姿在中的表示为，根据下式，将其转化为在中的表示：
27、
28、其中，通过的转置乘以得到；
29、在坐标系下，将实际的轨迹点与标准轨迹点相比较，得出位姿偏差：
30、
31、包含了位置偏差和角度偏差信息，分别对二者进行计算，当结果大于安全阈值时，将偏差矩阵补偿到离线轨迹中：
32、其中为第n次修正量，=为没有修正过的离线轨迹，为第n次修正过的离线轨迹；经过多次轨迹修正，发动机达到最终的安装位置，轨迹修正结束。
33、本专利技术的有益效果在于：
34、本专利技术可以显著提高发动机的装配效率，减少人力投入，降低生产成本。同时，通过精确的控制和操作，可以提高装配精度，从而提升发动机的质量。此外，可以实现比传统本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种飞机发动机自动装配路径规划方法，其特征在于，具体包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种飞机发动机自动装配路径规划方法，其特征在于，步骤1具体为：
3.根据权利要求2所述的一种飞机发动机自动装配路径规划方法，其特征在于，步骤1.1所述安装系统为底部设置车轮的安装架车，其上方放置有数控调姿平台，发动机固定在数控调姿平台上；并且安装系统上还设置数控系统，用以对安装系统进行控制；
4.根据权利要求2所述的一种飞机发动机自动装配路径规划方法，其特征在于，步骤1.2具体为：
5.根据权利要求1所述的一种飞机发动机自动装配路径规划方法，其特征在于，步骤2具体为：
6.根据权利要求5所述的一种飞机发动机自动装配路径规划方法，其特征在于，步骤2.1具体为：
7.根据权利要求5所述的一种飞机发动机自动装配路径规划方法，其特征在于，步骤2.2具体为：
8.根据权利要求1所述的一种飞机发动机自动装配路径规划方法，其特征在于，步骤3具体为：
【技术特征摘要】
1.一种飞机发动机自动装配路径规划方法，其特征在于，具体包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种飞机发动机自动装配路径规划方法，其特征在于，步骤1具体为：
3.根据权利要求2所述的一种飞机发动机自动装配路径规划方法，其特征在于，步骤1.1所述安装系统为底部设置车轮的安装架车，其上方放置有数控调姿平台，发动机固定在数控调姿平台上；并且安装系统上还设置数控系统，用以对安装系统进行控制；
4.根据权利要求2所述的一种飞机发动...
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