CN103308023B - 一种角位移测量装置及测量方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于航空测试、机械领域，具体涉及一种位移测量装置及测量方法。所述测量装置包括测量组件、定位块与定位架。本发明提供的一种测量方法，可实现大多数环境和工况运动角位移的测量，结构简单，采用常规平面连杆机构做为测量组件，设计与制造成本低，且安装简单，通过定位块与定位架做为定位装置，无需调节，通用性好，能够使用相同的测量组件对不同环境和工况下的角位移进行测量，定位架能够形成多种不同组合，可适应狭窄的安装空间以及部分闭合空间的安装，传感器支座与小支座均可自适应不同的安装平面，使用时不会引入由于制造和安装误差引起的测量误差。

Description

一种角位移测量装置及测量方法

技术领域

本发明属于航空测试、机械领域，具体涉及一种位移测量装置及测量方法。

背景技术

目前工业设计领域中，尤其是工业设计领域的验证过程中，涉及许多角位移测量问题不易解决，如飞机舵面偏转角度等。要求实时测量运动部件角位移，对于角位移传感器的安装方式以及测量方法要求严格，对于有多个测量点且各处工况不同，空间不同时，设计并加工传感器夹具需要付出的代价很高，且由于夹具的制造和安装误差会导致测量结果不准确。目前无一种通用的装置和测量方法能满足各种工况的要求。

另外，在专利号为ZL201010232319.9的专利中公开了一种飞机舵面偏转角测量装置及测量方法，包括舵面夹，安定面夹，撑杆，调节臂，传感器支座，角位移传感器，叉耳摇臂，测量时将安定面夹夹装于上垂尾安定面可承力处，将撑杆、调节臂、传感器支座、角位移传感器、叉耳摇臂依次连接，舵面夹夹装于上方向舵可承力处，并将角位传感器调节至上方向舵转轴处，进行舵面偏角的测量。该装置和测量方法只能针对特定的环境和特定的尺寸设计专用夹具，并且需要调节环节很多，实施困难，无法完成通用的角位移测量要求

发明内容

本发明的目的是：提供一种通用的角位移测量装置及方法，可实现对大多数环境和工况的运动角位移的测量，且安装简单，无需调节，不会引入由于制造和安装误差引起的测量误差。

本发明的技术方案是：一种角位移测量装置，包括测量组件，测量组件包括传感器支座1、角位移传感器2、摇臂3、连杆4、小支座5，传感器支座1与角位移传感器2的外壳装配为一体，摇臂3及连杆4的两端均开有圆形孔，摇臂3一端与角位移传感器2的输入轴固连，另一端与连杆4铰接，小支座5上设置有圆形孔，连杆4另一端与小支座5铰接，还包括定位块6与定位架，所述定位块6一端为圆轴，另一端与被测物7的转轴同轴相连，定位架由两端的定位架脚9和中部的定位梁10及锁紧部件11组成，定位架脚9一端开有圆形孔，另一端通过锁紧件11与定位梁10铰接并进行锁紧。

所述摇臂3、连杆4、小支座5、定位架脚9上的圆形孔的孔径与角位移传感器2的输入轴直径相同，所述定位块6圆轴的直径与角位移传感器2的输入轴轴径相同。

定位架的两个定位架脚9与定位梁10的长度满足三角形的边长条件，改变定位架脚9与定位梁10的组合角度进而改变定位架的形状。

一种角位移测量测量方法，利用到以上所述的角位移测量装置，包括以下步骤：

步骤一、将定位块6与被测物7转轴相连，使定位块6的圆轴与被测物7的转轴同轴；

步骤二、用定位架量取连杆4的有效长度；

步骤三、在被测物附近选取一个适当位置作为固定部件8，用于固定传感器支座1和角位移传感器2；

步骤四、将定位架的一个定位架脚9的圆形孔与定位块6的圆轴相配合，另一个定位架脚9的圆形孔与角位移传感器2的输入轴相配合，以定位块6圆轴的轴线为圆心，转动定位架使传感器支座1的底面与固定部件8相贴合，然后将传感器支座1与固定部件8固连，将定位架与角位移传感器2和定位块6分离；

步骤五、用定位架量取摇臂3的有效长度；

步骤六、将定位架的一个定位架脚9的圆形孔与与定位块6的圆轴相配合，另一个定位架脚9的圆形孔与小支座5的圆形孔相配合，以定位块6圆轴的轴线为圆心，转动定位架使小支座5的底面与被测物7相贴合，然后将小支座5与被测物7固连，将定位架与小支座5分离；

步骤七、顺次连接角位移传感器2的输入轴、摇臂3、连杆4和小支座5；然后将定位块6与被测物7的转轴分离。

本发明所产生的有益效果：本发明提供一种角位移测量装置及测量方法，可实现大多数环境和工况运动角位移的测量，结构简单，采用常规平面连杆机构做为测量组件，设计与制造成本低，且安装简单，通过定位块与定位架做为定位装置，无需调节，通用性好，能够使用相同的测量组件对不同环境和工况下的角位移进行测量，定位架能够形成多种不同组合，可适应狭窄的安装空间以及部分闭合空间的安装，传感器支座与小支座均可自适应不同的安装平面，使用时不会引入由于制造和安装误差引起的测量误差。

附图说明

图1是本发明角位移测量装置结构原理图（测量组件及定位块部分）；

图2是本发明角位移测量装置结构原理图（定位架部分）；

图3-图6为本发明测量方法步骤示意图。

其中，1-传感器支座、2-角位移传感器、3-摇臂、4-连杆、5-小支座、6-定位块、7-被测物、8-固定部件、9-定位架脚、10-定位梁、11-锁紧件、A-连杆4的理论长度、B-摇臂3的理论长度。

具体实施方式

下面结合说明书附图对本发明作进一步详细描述，请参阅图1至图6。

如图1及图2所示，一种角位移测量装置，包括测量组件，测量组件包括传感器支座1、角位移传感器2、摇臂3、连杆4、小支座5，传感器支座1与角位移传感器2的外壳装配为一体，摇臂3及连杆4的两端均开有圆形孔，摇臂3一端与角位移传感器2的输入轴固连，另一端与连杆4铰接，小支座5上设置有圆形孔，连杆4另一端与小支座5铰接，还包括定位块6与定位架，所述定位块6一端为圆轴，另一端与被测物7的转轴同轴相连，定位架由两端的定位架脚9和中部的定位梁10及锁紧部件11组成，定位架脚9一端开有圆形孔，另一端通过锁紧件11与定位梁10铰接并进行锁紧。

所述摇臂3、连杆4、小支座5、定位架脚9上的圆形孔的孔径与角位移传感器2的输入轴直径相同，所述定位块6圆轴的直径与角位移传感器2的输入轴轴径相同。

定位架的两个定位架脚9与定位梁10的长度满足三角形的边长条件，改变定位架脚9与定位梁10的组合角度进而改变定位架的形状。

如图3至图6所示，一种角位移测量测量方法，利用到一项所述的角位移测量装置，包括以下步骤：

步骤一、将定位块6与被测物7转轴相连，使定位块6的圆轴与被测物7的转轴同轴；如图3所示。

步骤二、用定位架量取连杆4的有效长度；

步骤三、在被测物附近选取一个适当位置作为固定部件8，用于固定传感器支座1和角位移传感器2；

步骤四、将定位架的一个定位架脚9的圆形孔与定位块6的圆轴相配合，另一个定位架脚9的圆形孔与角位移传感器2的输入轴相配合，以定位块6圆轴的轴线为圆心，转动定位架使传感器支座1的底面与固定部件8相贴合，然后将传感器支座1与固定部件8固连，将定位架与角位移传感器2和定位块6分离；如图4所示。

步骤五、用定位架量取摇臂3的有效长度；

步骤六、将定位架的一个定位架脚9的圆形孔与与定位块6的圆轴相配合，另一个定位架脚9的圆形孔与小支座5的圆形孔相配合，以定位块6圆轴的轴线为圆心，转动定位架使小支座5的底面与被测物7相贴合，然后将小支座5与被测物7固连，将定位架与小支座5分离；如图5所示。

步骤七、顺次连接角位移传感器2的输入轴、摇臂3、连杆4和小支座5；然后将定位块6与被测物7的转轴分离。如图6所示。

实施例一：

本实施例以测量飞机舵面偏转角度为例，对本发明做进一步详细描述。本实施例中，被测物7为飞机舵面。传感器支座1与角位移传感器2的外壳装配为一体并固定于飞机机体表面，小支座5固定于飞机舵面上，连杆4另一端与小支座5铰接。定位块6拧于飞机舵面的转轴螺栓上，使得定位块6的圆轴与飞机舵面的转轴同轴。定位架由两端的定位架脚9和中部的定位梁10及锁紧部件11组成，定位架脚9一端开有圆形孔，孔径与角位移传感器的输入轴直径相同，另一端与定位梁10铰接，定位架脚9与定位梁10通过锁紧件11进行锁紧以保持定位架脚9与定位梁10之间的角度不变，用来量取摇臂3和连杆4的长度，并以所量取的长度对传感器支座1和小支座5进行定位。

本实施例测量飞机舵面偏转角时，包括以下步骤：

步骤一、将定位块6与飞机舵面的转轴相连，使定位块6的圆轴与飞机舵面的转轴同轴；如图3所示。

步骤二、用定位架量取连杆4的有效长度；

步骤三、在被测物附近选取一个适当位置作为固定部件8，用于固定传感器支座1和角位移传感器2；本实施例选取飞机机体表面作为固定部件8；

步骤四、将定位架的一个定位架脚9的圆形孔与定位块6的圆轴相配合，另一个定位架脚9的圆形孔与角位移传感器2的输入轴相配合，以定位块6圆轴的轴线为圆心，转动定位架使传感器支座1的底面与飞机机体表面相贴合，然后将传感器支座1与飞机机体表面固连，将定位架与角位移传感器2和定位块6分离；如图4所示。

步骤五、用定位架量取摇臂3的有效长度；

步骤六、将定位架的一个定位架脚9的圆形孔与与定位块6的圆轴相配合，另一个定位架脚9的圆形孔与小支座5的圆形孔相配合，以定位块6圆轴的轴线为圆心，转动定位架使小支座5的底面与飞机舵面相贴合，然后将小支座5与飞机舵面固连，将定位架与小支座5分离；如图5所示。

步骤七、顺次连接角位移传感器2的输入轴、摇臂3、连杆4和小支座5；然后将定位块6与飞机舵面的转轴分离。如图6所示。

摇臂3、连杆4、飞机舵面、飞机机体构成平行四边形，飞机舵面转动的角度等于摇臂3的转动角度，通过角位移传感器2测量出被测物7的角位移。

Claims (4)

1.一种角位移测量装置，包括测量组件，测量组件包括传感器支座[1]、角位移传感器[2]、摇臂[3]、连杆[4]、小支座[5]，传感器支座[1]与角位移传感器[2]的外壳装配为一体，摇臂[3]及连杆[4]的两端均开有圆形孔，摇臂[3]一端与角位移传感器[2]的输入轴固连，另一端与连杆[4]铰接，小支座[5]上设置有圆形孔，连杆[4]另一端与小支座[5]铰接，其特征在于，还包括定位块[6]与定位架，所述定位块[6]一端为圆轴，另一端与被测物[7]的转轴同轴相连，定位架由两端的定位架脚[9]和中部的定位梁[10]及锁紧部件[11]组成，定位架脚[9]一端开有圆形孔，另一端通过锁紧件[11]与定位梁[10]铰接并进行锁紧。

2.如权利要求1所述的一种角位移测量装置，其特征在于，所述摇臂[3]、连杆[4]、小支座[5]、定位架脚[9]上的圆形孔的孔径与角位移传感器[2]的输入轴直径相同，所述定位块[6]圆轴的直径与角位移传感器[2]的输入轴轴径相同。

3.如权利要求1所述的一种角位移测量装置，其特征在于，定位架的两个定位架脚[9]与定位梁[10]的长度满足三角形的边长条件，改变定位架脚[9]与定位梁[10]的组合角度进而改变定位架的形状。

4.一种角位移测量测量方法，利用到权利要求1至3任意一项所述的角位移测量装置，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一、将定位块[6]与被测物[7]转轴相连，使定位块[6]的圆轴与被测物[7]的转轴同轴；

步骤二、用定位架量取连杆[4]的有效长度；

步骤三、在被测物附近选取一个适当位置作为固定部件[8]，用于固定传感器支座[1]和角位移传感器[2]；

步骤四、将定位架的一个定位架脚[9]的圆形孔与定位块[6]的圆轴相配合，另一个定位架脚[9]的圆形孔与角位移传感器[2]的输入轴相配合，以定位块[6]圆轴的轴线为圆心，转动定位架使传感器支座[1]的底面与固定部件[8]相贴合，然后将传感器支座[1]与固定部件[8]固连，将定位架与角位移传感器[2]和定位块[6]分离；

步骤五、用定位架量取摇臂[3]的有效长度；

步骤六、将定位架的一个定位架脚[9]的圆形孔与与定位块[6]的圆轴相配合，另一个定位架脚[9]的圆形孔与小支座[5]的圆形孔相配合，以定位块[6]圆轴的轴线为圆心，转动定位架使小支座[5]的底面与被测物[7]相贴合，然后将小支座[5]与被测物[7]固连，将定位架与小支座[5]分离；

步骤七、顺次连接角位移传感器[2]的输入轴、摇臂[3]、连杆[4]和小支座[5]；然后将定位块[6]与被测物[7]的转轴分离。