利用工作空间测量定位系统进行飞机大部件对接的方法技术方案

本发明专利技术提供一种利用工作空间测量定位系统进行飞机大部件对接的方法，充分利用工作空间测量定位系统，即把工作空间测量定位系统中的接收器测量靶球固定在测量关键点上，实现对接过程中对各关键点同时进行实时性测量，而无需在每次调整后都依次测量各关键点坐标，可达到0.1mm的对接精度，完全满足对接精度需求，极大地提高了工作效率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于工业现场大尺寸三维坐标测量
，特别是涉及一种可以使飞机大部件进行精确、快速对接的方法。
技术介绍
传统的飞机大部件自动对接系统主要利用激光跟踪仪对部件位姿进行测量定位，并将测量信息传送到大部件对接控制系统和调姿集成软件系统，计算出部件对接所需要的调整量，然后将数据传递给部件定位系统，通过伺服电机带动定位系统进行X、Y、Z三个方向的自由移动以及X、Y、Z三个方向的旋转，从而实现飞机大部件的定位，完成对接。传统的定位模式需采用激光跟踪仪对飞机大部件上的关键点进行测量，即大部件每移动一个位置，都需要用靶球重新测量这些关键点，这样大大降低了工作效率。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供本专利技术提出了一种，可实现多点同时测量，完成对接过程的全自动化数字控制，大大提高了对接效率。本专利技术的技术方案，对接过程包含以下步骤(1)布置好两个激光发射基站，使被测空间完全处于发射基站激光覆盖范围内，并保证测量空间位于激光发射基站的最佳工作距离处，且两个激光发射基站发出的激光交会角为60° -90。；(2)使用基准尺对两个激光发射基站的外部参数进行标定，建立工作空间测量定位系统坐标系；(3)在可移动部件上选取若干个关键点，在这些关键点处固定有测量靶球，使这些测量靶球尽可能地覆盖可移动部件；(4)建立飞机坐标系并在大部件对接工装的地基上设定地标点上设定地标点，使得地标点在飞机坐标系中的坐标值为定值；然后在工作空间测量系统坐标系下测量地标点的坐标，将工作空间测量系统坐标系与飞机坐标系进行统一，从而使得在工作空间测量系统坐标系下测得的坐标值换算为在飞机坐标系中的坐标值；(5)开始进行大部件对接过程实时测量工作空间测量系统坐标系中关键点的坐标值，即可得到飞机坐标系中关键点的实测坐标值，而这些关键点的目标值为在飞机坐标系下的理论坐标，将飞机坐标系中关键点的实测坐标值与目标值一起参与计算，可得到可移动部件到达目标位置在6个自由度上做的动作量。计算思路如下根据运动学原理，如果用矩阵形式表示，可移动部件的当前位置与目标位置的姿态关系可表示为一个旋转矩阵权利要求1.，其特征在于对接过程包含以下步骤 (1)布置好两个激光发射基站，使被测空间完全处于发射基站激光覆盖范围内，并保证两个激光发射基站发出的激光交会角为60°至90°之间； (2)使用基准尺对两个激光发射基站的外部参数进行标定，建立工作空间测量定位系统坐标系； (3)在可移动部件上选取若干个关键点，在这些关键点处固定有测量靶球，使这些测量靶球尽可能地覆盖可移动部件； (4)建立飞机坐标系并在大部件对接工装的地基上设定地标点，使得地标点在飞机坐标系中的坐标值为定值；然后在工作空间测量系统坐标系下测量地标点的坐标，将工作空间测量系统坐标系与飞机坐标系进行统一，从而使得在工作空间测量系统坐标系下测得的坐标值换算为在飞机坐标系中的坐标值； (5)开始进行大部件对接过程实时测量工作空间测量系统坐标系中关键点的坐标值，即可得到飞机坐标系中关键点的实测坐标值，而这些关键点的目标值为在飞机坐标系下的理论坐标，将飞机坐标系中关键点的实测坐标值与目标值一起参与计算，可得到可移动部件到达目标位置在6个自由度上做的动作量，计算思路如下根据运动学原理，如果用矩阵形式表示，可移动部件的当前位置与目标位置的姿态关系可表示为一个旋转矩阵全文摘要本专利技术提供一种，充分利用工作空间测量定位系统，即把工作空间测量定位系统中的接收器测量靶球固定在测量关键点上，实现对接过程中对各关键点同时进行实时性测量，而无需在每次调整后都依次测量各关键点坐标，可达到0.1mm的对接精度，完全满足对接精度需求，极大地提高了工作效率。文档编号G01B11/00GK102991724SQ201210519950公开日2013年3月27日 申请日期2012年12月7日 优先权日2012年12月7日专利技术者郭洪杰, 袁立, 杨超, 邾继贵, 赵建国, 任永杰, 薛彬 申请人:沈阳飞机工业(集团)有限公司本文档来自技高网...

【技术保护点】
利用工作空间测量定位系统进行飞机大部件对接的方法，其特征在于对接过程包含以下步骤：（1）布置好两个激光发射基站，使被测空间完全处于发射基站激光覆盖范围内，并保证两个激光发射基站发出的激光交会角为60°至90°之间；（2）使用基准尺对两个激光发射基站的外部参数进行标定，建立工作空间测量定位系统坐标系；（3）在可移动部件上选取若干个关键点，在这些关键点处固定有测量靶球，使这些测量靶球尽可能地覆盖可移动部件；（4）建立飞机坐标系并在大部件对接工装的地基上设定地标点，使得地标点在飞机坐标系中的坐标值为定值；然后在工作空间测量系统坐标系下测量地标点的坐标，将工作空间测量系统坐标系与飞机坐标系进行统一，从而使得在工作空间测量系统坐标系下测得的坐标值换算为在飞机坐标系中的坐标值；（5）开始进行大部件对接过程：实时测量工作空间测量系统坐标系中关键点的坐标值，即可得到飞机坐标系中关键点的实测坐标值，而这些关键点的目标值为在飞机坐标系下的理论坐标，将飞机坐标系中关键点的实测坐标值与目标值一起参与计算，可得到可移动部件到达目标位置在6个自由度上做的动作量，计算思路如下：根据运动学原理，如果用矩阵形式表示，可移动部件的当前位置与目标位置的姿态关系可表示为一个旋转矩阵????????????????????????????????????????????????和一个平移矩阵，其计算方法，与传统的坐标系配准算法一致，而需要得到的姿态关系是用三个角度值（滚转角α、偏航角β、俯仰角γ）和三个平移值（X方向Tx，Y方向Ty，Z方向Tz）这6个参数来表示的，利用如下公式，可将矩阵形式的解转换为6参数形式，,通过求解上述方程，得到6参数表达式如下：；（6）将步骤（5）得到的被移动部件所需要调整的六个姿态关系参数传送到部件定位系统，由伺服电机驱动部件作出相应位姿调整，然后再实时测量工作空间测量系统坐标系中关键点的坐标值，通过数据处理器计算相应得出位姿调整参数；（7）反复重复步骤（5）和步骤（6）的过程，直到各关键点的实测坐标值与目标值的差小于对接误差要求，对接过程结束。576184dest_path_image001.jpg,390556dest_path_image002.jpg,213018dest_path_image003.jpg,542368dest_path_image004.jpg,dest_path_image005.jpg...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：郭洪杰，袁立，杨超，邾继贵，赵建国，任永杰，薛彬，
申请(专利权)人：沈阳飞机工业集团有限公司，
类型：发明
国别省市：