专利名称：一种飞机检测平台及方法
技术领域：
本发明涉及一种飞机检测平台及方法，用于对飞机的形位及质量质心进行测量。
背景技术：
·目前飞机形位測量多在停机状态下通过经纬仪或水槽垂线的方法測量关键点相对高度，之后进行姿态换算，计算机翼机身对称度，安装角等。但是这些方法使用难度大，测量数据换算复杂，给形位测量带来一定问题。且现有的形位测量设备与质量质心测量设备没有有机结合，运输成本较高。
发明内容
本发明的目的是提供一种成本低廉、操作简单、重量轻、測量精度高、多功能整合的飞机检测平台及方法。本发明包括如下技术方案一种飞机检测平台，其特征在于，包括一台自动安平激光水准仪，一台双坐标电子水平仪，三个千斤顶，三个顶窝，三个压カ传感器，和測量尺；自动安平激光水准仪用于发出水平激光线，所述水平激光线作为飞机调平基准线或飞机測量基准线；双坐标电子水平仪用于測量垂直陀螺的安装平面水平度；三个千斤顶用于支撑待检测飞机，并用于调整飞机俯仰和滚转方向；所述千斤顶包括支撑部分和顶头；压力传感器一端与所述支撑部分连接，一端与所述顶头连接；顶窝一端与顶头部分对接，一端与飞机机体对接；测量尺用于测量机体各測量点距飞机測量基准线的距离。在机体前端设置ー个前千斤顶和ー个前顶窝，在机体后端设置两个后千斤顶和两个后顶窝。前顶窝位于机体框板所在位置的下蒙皮处，后顶窝位于机体中外翼连接螺栓处。采用上述飞机检测平台对飞机进行检测的方法，包括如下步骤以自动安平激光水准仪发出的激光水平线为基准，通过三个千斤顶调节飞机的滚转与俯仰方向，使得飞机处于水平状态；在飞机处于水平状态后，以自动安平激光水准仪发出的激光水平线为基准測量机体各測量点相对于激光水平线的距离，根据该距离确定待測量；在飞机处于水平状态后，将双坐标电子水平仪放置于垂直陀螺安装面位置，通过双坐标电子水平仪测量垂直陀螺的安装平面水平度；在飞机处于水平状态后，通过安装在千斤顶上的压カ传感器获得三个压カ值，根据所述三个压カ值计算出飞机的质量和质心。所述待测量包括鸭翼特征点高度、机翼特征点高度、鸭翼安装角、机翼安装角、机翼扭转角、起落架对称度。本发明与现有技术相比，具有如下优点(I)本发明通过三点支撑将飞机姿态调水平后进行机体关键测量点相对高度测量，減少姿态换算过程，提高测量精度。自动安平激光水准仪的使用提高了形位测量的简便程度。形位測量时用于调节飞机姿态水平的丝杠千斤顶安装压カ传感器后，成为质量质心測量仪，减轻测量装置重量，減少运输成本。(2)本发明将压カ传感器与千斤顶整合，通过调整千斤顶，使离地机体水平的同时，可以测量机体质心位置和机体质量；从而使得既可以检测机体外形(机翼、鸭翼、起落架)关键几何尺寸；又可以得到机体质心位置和机体质量。因此，本发明在降低成本和重量的同时，具有功能強大的特点。(3)本发明适用于I吨以下飞机的检测。
图I是本发明的飞机检测平台的组成示意图；图2是千斤顶结构示意图； 图3是前顶窝示意图，其中图3a为前顶窝主视图，图3b为前顶窝俯视图；图4是后顶窝不意图，其中图4a为后顶窝主视图，图4b为后顶窝俯视图；图5是三个千斤顶顶点安装位置示意图，图5a为飞机主视图，图5b为飞机俯视图；图6是飞机滚转方向水平调节示意图；图7是飞机俯仰方向水平调节不意图；图8是飞机形位测量点位置示意图；图9是水平激光线对准机头尖点示意图；图10为测量各点相对高度示意图。
具体实施例方式下面结合附图和具体实施方式
对本发明做进ー步描述。如图I所示，本发明的飞机检测平台包括一台自动安平激光水准仪1，一台双坐标电子水平仪2，三件千斤顶6，三个顶窝，三套压カ传感器和米尺。自动安平激光水准仪I用于发出水平激光线，作为飞机调平或測量基准线。自动安平激光水准仪I选用的型号为HTTC MATRIX58-4。双坐标电子水平仪2用于测量垂直陀螺的安装平面水平度。双坐标电子水平仪2的型号为DWL3000XY，其精度可达到O. 01度。三件千斤顶可以是丝杠千斤顶，用于支撑待检测飞机，并用于调整飞机俯仰和滚转方向；每个千斤顶包括顶头3和支撑部分。压カ传感器7 —端与所述支撑部分连接，另一端与千斤顶顶头3连接。压カ传感器7优选为柱式称重传感器BK-1A。如图2所示为千斤顶结构图，千斤顶的支撑部分包括万向轮61、主支撑体62、可调节丝杆63、传感器转接头64。传感器转接头64通过丝杠63顶端凹槽66与丝杠63对接，压カ传感器7通过螺纹孔67与传感器转接头64连接，顶头3通过凹槽68与压カ传感器7对接。通过利用六角扳手或机轮调节丝杠上的六角螺母65即可使千斤顶丝杠上升，既而顶起飞机。三个千斤顶的放置位置点围绕飞机的理论重心位置布置。根据本实施方式中飞机的具体外形结构，在机体前端设置ー个前千斤顶和ー个前顶窝5，在机体后端设置两个后千斤顶和两个后顶窝4。顶窝一端与顶头3对接，另一端与飞机机体对接。根据飞机的具体结构设计顶窝，前、后顶窝的具体结构如图3、图4所示。每个后顶窝4的球形凹槽A2与千斤顶顶头3对接，每个后顶窝4的六角形凹槽A3与机体中外翼连接螺栓处对接。前顶窝5的一端紧贴于机体某框板21所处位置的下蒙皮处，另ー端的球形凹槽Al与所述千斤顶顶头3对接。米尺用于测量机体特征点距调平基准线的距离，精度是1mm。利用所述检测平台进行飞机检测的方法如下(I)首先在飞机上标记三个合适的位置点，便于丝杠千斤顶将飞机顶起。三个位置点围绕飞机的理论重心位置布置。如图5所示为优选的三点位置；其中前丝杠千斤顶位于飞机框板21对应的位置下方，前顶窝5的一端紧贴于机体某框板21所处位置的下蒙皮 处。两个后丝杠千斤顶可以位于左、右中外翼连接前螺栓22。两个后丝杠千斤顶也可以位于左、右中外翼连接后螺栓24处。然后,记录XI、X2的值,其中Xl为前丝杠千斤顶顶点距机体机头參考点距离，X2为后丝杠千斤顶顶点距机体机头參考点距离。(2)放置千斤顶，将飞机机体调平。机体调平过程如下所述a.放置前顶窝和后顶窝将前顶窝放置在机身指定框21正下方位置，紧贴蒙皮；将两个后顶窝分别放置在左、右中外翼连接前螺栓22下方。b.顶起飞机将前丝杠千斤顶移至前顶窝正下方，将左、右后丝杠千斤顶移至后顶窝正下方。同时升起三个千斤顶，使飞机前、主起落架轮胎离地。c.调节飞机滚转方向水平如图6所示，将自动安平激光水平仪放置在飞机飞机尾部正后方，打出激光水平基准线31，调节左、右后支点处丝杠千斤顶，使左中外翼连接位置后缘尖点32、右中外翼连接位置后缘尖点33与所述激光水平基准线31重合。d.调节飞机俯仰方向水平如图7所示，将自动安平激光水平仪放置在飞机左侧面(从飞机尾部向机头看左手侧)，打出激光水平基准线41，调节前丝杠千斤顶，使机身#4框42和#5框43基准刻线同时与激光水平基准线41重合，此时认为飞机处于水平状态。(3)进行机体特征测量点依据图8所示测量机体各特征点C1-C20。首先将激光水平仪放置在机身左侧面，并使水平激光线通过机头尖点，如图9所示，将此激光线作为各測量点的水平基准线，測量各点相对于它的高度，如图10所示。并以同样的方法将激光水平仪放置在机身右侧面，测量机身右侧各测量点相对于水平激光线的距离。记录这些数据，按下列公式计算机体如下形位尺寸左鸭翼翼尖安装角σ左= arcsin[(hl-h2)/li|1]；左鸭翼翼根安装角σ左鸭2 = arcsin[(h3_h4)/l鸭2]；右鸭翼翼尖安装角σ右= arcsin[(h7_h8)/lftl]；右鸭翼翼根安装角σ右鸭=arcsin[(h5_h6)/l鸭2]；左鸭翼扭转角Φ左鸭=σ左鸭「σ左鸭2 ;
右鸭翼扭转角Φ右鸭=σ右鸭「σ右鸭2 ;左外翼翼尖安装角σ左外！ = arcsin[(h9_hl0)/l外J ；左外翼翼根安装角σ左外2 = arcsin[(hll_hl2)/l外2]；左中翼翼根安装角α左中=arcsin[(hl3_hl4)/l中]右外翼翼尖安装角σ右外！ = arcsin[(hl9_h20)/l外J右外翼翼根安装角σ右外2 = arcsin[(hl7_hl8)/l外2]；右中翼翼根安装角σ右中=arcsin[(hl5_hl6)/l中]；
左外翼扭转角Φ左外=σ左外「σ左外2 ;右外翼扭转角Φ右外=σ右外「σ右外2 ;左中翼扭转角Φ左中=σ左外2-σ左中；右中翼扭转角Φ右中=σ右外2- σ右中。其中，hl、h2、h3，·· · ·，hl9、h20 分别为测量点 C1、C2、C3，· · · ·，C19，C20 相对激
光水平基准线高度值，Im为鸭翼翼尖处理论弦长，Iil2为鸭翼翼根处理论弦长，I ,H为外翼翼尖处理论弦长，Iタ卜2为外翼翼根处理论弦长，I巾中翼翼根处理论弦长。根据形位尺寸要求，根据测得数据检查机体结构是否满足质量要求。起落架对称度測量方法如下机体调平后，測量左、右轮轴轴心距激光水平基准线的高度差，根据理论要求检查起落架对称度是否合格。(3)測量垂直陀螺安装面水平度，測量方法如下所述机体调平后，将双坐标电子水平仪放置在垂直陀螺安装位置，坐标仪显示值即为垂直陀螺安装面水平度，包括垂直陀螺安装俯仰角和滚转角。(4)测量机体质量和质心飞机调平后，读取三个压カ传感器数值Gl、G2、G3，根据三个压カ传感器数值确定机体质量质心，计算如下公式机体质量G = G1+G2+G3 ；机体质心S = X1+X2* (G2+G3) / (G1+G2+G3)。其中，X1、X2分别为前、后丝杠千斤顶顶点距机体机头參考点距离。本发明未详细说明的内容属于本领域公知常识。
权利要求
1.一种飞机检测平台，其特征在于，包括一台自动安平激光水准仪(I)，一台双坐标电子水平仪(2)，三个千斤顶￠)，三个顶窝(4，5)，三个压カ传感器(7)，和測量尺；自动安平激光水准仪(I)用于发出水平激光线，所述水平激光线作为飞机调平基准线或飞机測量基准线；双坐标电子水平仪(2)用于测量垂直陀螺的安装平面水平度；三个千斤顶(6)用于支撑待检测飞机，并用于调整飞机俯仰和滚转方向；所述千斤顶包括支撑部分和顶头(3)；压カ传感器(7) —端与所述支撑部分连接，一端与所述顶头部分(3)连接；顶窝一端与顶头(3)对接，一端与飞机机体对接；测量尺用于测量机体各測量点距飞机測量基准线的距离。
2.根据权利要求I所述的飞机检测平台，其特征在于在机体前端设置ー个前千斤顶和ー个前顶窝(5)，在机体后端设置两个后千斤顶和两个后顶窝(4)。
3.根据权利要求I所述的飞机检测平台，其特征在于所述支撑部分包括万向轮(61)、主支撑体(62)、可调节丝杆(63)、和传感器转接头(64)。
4.根据权利要求I所述的飞机检测平台，其特征在于前顶窝(5)位于机体框板所在位置的下蒙皮处，后顶窝(4)位于机体中外翼连接螺栓处。
5.ー种利用权利要求I所述的飞机检测平台对飞机进行检测的方法，其特征在干，以自动安平激光水准仪发出的激光水平线为基准，通过三个千斤顶调节飞机的滚转与俯仰方向，使得飞机处于水平状态；在飞机处于水平状态后，以自动安平激光水准仪发出的激光水平线为基准通过测量尺測量机体各測量点相对于激光水平线的距离，根据该距离确定待測量；在飞机处于水平状态后，将双坐标电子水平仪放置于垂直陀螺安装面位置，通过双坐标电子水平仪测量垂直陀螺的安装平面水平度；在飞机处于水平状态后，通过安装在千斤顶上的压カ传感器获得三个压カ值，根据所述三个压カ值确定飞机的质量和质心位置。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于所述待测量包括鸭翼特征点高度、机翼特征点高度、鸭翼安装角、机翼安装角、机翼扭转角、起落架对称度。
全文摘要
本发明公开了一种飞机检测平台及方法，本发明通过三点支撑及自动安平激光水准仪将飞机姿态调至水平后，以自动安平激光水准仪激光线为基准测量机体关键测量点相对高度，并使用双坐标水平测量仪测量垂直陀螺安装面水平度用于陀螺校准。其中用于调节飞机姿态水平的丝杠千斤顶安装压力传感器后，成为质量质心测量仪，从而有机整合了不同的测量设备。本发明具有成本低廉、操作简单、重量轻、测量精度高、多功能整合的特点。
文档编号G01B11/02GK102829721SQ201210294878
公开日2012年12月19日 申请日期2012年8月17日 优先权日2012年8月17日
发明者陈志军, 李光亮, 金延伟, 胡浩, 张 林 申请人:中国航天空气动力技术研究院