本發(fā)明涉及角位移測量技術，特別是一種轉(zhuǎn)軸角位移測量裝置。

背景技術：

在飛機制造維修過程中，往往需要檢測、標定飛機起落架上轉(zhuǎn)軸1轉(zhuǎn)動時的角位移，如圖1所示，但是存在這樣的問題：轉(zhuǎn)軸外殼2表面為未加工表面，且不允許進行銑削、鉆孔等再加工，因此傳統(tǒng)的角位移傳感器，如編碼器等，欠定位基準，因而測量精度不能滿足要求起落架。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術問題是：針對上述存在的問題，提供一種轉(zhuǎn)軸角位移測量裝置，將角位移轉(zhuǎn)換為線位移，并輸出反映該線位移的信號，以達到在起落架轉(zhuǎn)軸中心未知的情況下也能得到較高精度角位移測量值的目的。

本發(fā)明采用的技術方案是這樣的：包括測量桿、位移測量裝置以及處理單元；

所述測量桿上非端部的一點與轉(zhuǎn)軸連接，且測量桿的中心與轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)中心不必然重合；

所述位移測量裝置用于檢測反映測量桿端部運動軌跡的起點與終點之間距離的物理量；

所述處理單元與位移測量裝置具有信號連接，處理單元用于接收位移測量裝置輸出的所述物理量，并根據(jù)所述物理量計算出轉(zhuǎn)軸的角位移。

進一步，測量桿的中心與轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)中心不重合。

進一步，所述位移測量裝置包括支架及位移傳感器；所述位移傳感器的一部分安裝于支架上，另一部分安裝于測量桿的端部；位移傳感器的所述一部分位于測量桿端部運動軌跡所在圓周的某一點處。

進一步，所述位移測量裝置包括支架及至少兩個位移傳感器；兩個位移傳感器的一部分分別安裝于支架的對應于測量桿兩個端部的兩側(cè)，兩個位移傳感器的另一部分分別安裝于測量桿的兩個端部；

任意一個位移傳感器的所述一部分位于其附近測量桿端部運動軌跡所在圓周上的某一點處。

進一步，所述位移測量裝置包括支架及四個位移傳感器；兩個位移傳感器的一部分安裝于支架的對應于測量桿一個端部的一側(cè)，這兩個位移傳感器的另一部分安裝于測量桿的該端部上；

另外兩個位移傳感器的一部分安裝于支架的對應于測量桿另一個端部的一側(cè)，這兩個位移傳感器的另一部分安裝于測量桿的該端部上；

任意一個位移傳感器的所述一部分位于其附近測量桿端部運動軌跡所在圓周上的某一點處。

進一步，所述位移測量裝置包括支架、圖像采集裝置及光源；

所述光源安裝于測量桿的端部；

圖像采集裝置安裝于所述支架上，用于采集包含測量桿端部在運動過程中光源形成的光斑的圖像；

或者，所述圖像采集裝置安裝于測量桿的端部；

光源安裝于所述支架上；

所述圖像采集裝置用于采集包含測量桿端部在運動過程中光源形成的光斑的圖像。

進一步，所述位移測量裝置包括支架、四象限光電池及光源；

所述光源安裝于測量桿的端部；

四象限光電池安裝于所述支架上，用于接收測量桿端部在運動過程中光源發(fā)射的光線；

或者，所述四象限光電池安裝于測量桿的端部；

光源安裝于所述支架上；

所述四象限光電池用于采集測量桿端部在運動過程中光源發(fā)射的光線。

進一步，所述位移測量裝置包括支架、兩個線陣ccd及兩個線光源；

所述兩個線光源分別安裝于測量桿的兩個端部上，線光源與測量桿平行；兩個線陣ccd安裝于測量桿兩個端部下方的支架上，線陣ccd與測量桿的初始位置基本垂直，線陣ccd用于采集測量桿端部在運動過程中線光源射到其上的光線，記錄入射光線的坐標并輸出；

或者，所述兩個線陣ccd分別安裝于測量桿的兩個端部上，線陣ccd與測量桿平行；兩個光源安裝于測量桿兩個端部下方的支架上，線光源與測量桿的初始位置基本垂直，線陣ccd用于采集測量桿端部在運動過程中線光源射到其上的光線，記錄入射光線的坐標并輸出。

進一步，轉(zhuǎn)軸與測量桿之間通過抱箍進行固定連接；其中抱箍包括夾持部及兩個固定翼，夾持部為v形或圓弧形，所述轉(zhuǎn)軸卡于v形或圓弧形的夾持部中，兩個固定翼連接到測量桿上。

綜上所述，由于采用了上述技術方案，本發(fā)明的有益效果是：

本發(fā)明無需在飛機起落架外殼上再加工，只需要將測量桿與轉(zhuǎn)軸連接即可，將角位移轉(zhuǎn)換為線位移進行檢測，滿足了飛機制造維修過程中對飛機起落架轉(zhuǎn)軸角位移測量的精度。

附圖說明

本發(fā)明將通過例子并參照附圖的方式說明，其中：

圖1是飛機起落架的結(jié)構示意圖。

圖2是本發(fā)明第一實施例的結(jié)構示意圖。

圖3是本發(fā)明第二實施例的結(jié)構示意圖。

圖4是利用本發(fā)明測量桿端部位移檢測結(jié)果計算轉(zhuǎn)軸角位移的第一原理示意圖。

圖5是利用本發(fā)明測量桿端部位移檢測結(jié)果計算轉(zhuǎn)軸角位移的第二原理示意圖。

圖6是利用本發(fā)明測量桿端部位移檢測結(jié)果計算轉(zhuǎn)軸角位移的第三原理示意圖。

圖7是測量桿與轉(zhuǎn)軸固定連接方式的一個具體實施例。

圖中標記：1為轉(zhuǎn)軸；2為轉(zhuǎn)軸外殼；3為支架；41為位移傳感器的一部分，42為位移傳感器的另一部分；5為測量桿；61為起始點光斑，62為終點光斑；7為抱箍，71為夾持部，72為固定翼。

具體實施方式

本說明書中公開的所有特征，或公開的所有方法或過程中的步驟，除了互相排斥的特征和/或步驟以外，均可以以任何方式組合。

本說明書中公開的任一特征，除非特別敘述，均可被其他等效或具有類似目的的替代特征加以替換。即，除非特別敘述，每個特征只是一系列等效或類似特征中的一個例子而已。

第一實施例

如圖2所示，包括測量桿、位移測量裝置以及處理單元。

所述測量桿上非端部的一點與轉(zhuǎn)軸連接，且測量桿的中心與轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)中心不必然重合；測量桿的中心可以是測量桿的幾何中心、質(zhì)心或者第一位移測量裝置或其部件與第二位移測量裝置或其部件之間連線的中點；其中第一位移測量裝置或其部件安裝于測量桿的一個端部上，第二位移測量裝置或其部件安裝于測量桿的另一個端部上。

所述位移測量裝置用于檢測反映測量桿端部運動軌跡的起點與終點之間距離的物理量。

所述處理單元與位移測量裝置具有信號連接，處理單元用于接收位移測量裝置輸出的所述物理量，并根據(jù)所述物理量計算出轉(zhuǎn)軸的角位移。

其中，測量桿與轉(zhuǎn)軸連接，連接的方式有多種，例如，使用抱箍將測量桿固定在轉(zhuǎn)軸上，參見圖7，抱箍包括夾持部71及兩個固定翼72，其中夾持部71呈v形，轉(zhuǎn)軸1卡于v形夾持部71中，抱箍7的兩固定翼72通過螺栓方式固定在測量桿5上，能有效防止轉(zhuǎn)軸與抱箍之間的相對運動。同時避免了在飛機起落架上打孔等加工，既滿足了飛機制造過程中的要求，安裝方式也簡單、快速。在其他實施例中，加持部還可以是圓弧形。這種連接方式下，測量桿的中心與轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)中心就不重合。

本實施例中，位移測量裝置包括支架3及位移傳感器；所述位移傳感器的一部分41安裝于支架3上，另一部分42則安裝于測量桿的端部。這里的位移傳感器包括但不限于，超聲波傳感器、電渦流傳感器、霍爾傳感器等。

當位移傳感器為霍爾傳感器時，安裝于支架上的一部分為霍爾元件，安裝于測量桿端部的另一部分為磁鐵。本領域技術人員不難料想，將霍爾元件與磁鐵位置互換，也能達到測距的效果。

當位移傳感器為超聲波傳感器或渦流傳感器時，安裝于支架上的一部分為超聲波傳感器或渦流傳感器的發(fā)射接收部分，安裝于測量桿端部的另一部分為反射部分。本領域技術人員不難料想，將發(fā)射接收部分與反射部分互換，也能達到測距的效果。

位移傳感器的安裝于支架上的一部分位于測量桿端部運動軌跡所在圓周上的某一點處。測量桿在轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動的帶動下，其端部的運動軌跡一定在一圓周上，該圓周的圓心為轉(zhuǎn)軸。端部的運動軌跡為該圓周上的一段圓弧，這個圓弧也反應了該端部的運動范圍，將距離傳感器的所述一部分41設置于該圓周上且在端部運動范圍以外。這樣既能確保檢測到端部相對于位移傳感器的距離變化，又不會妨礙轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)動。大多數(shù)情況下，檢測時轉(zhuǎn)軸的角位移一般不超過±10°，更多的情況是不超過±5°。即角位移很小，那么位移傳感器的所述一部分41到測量桿5端部的垂直距離，測量桿端部在運動起點和終點連線的直線距離，以及測量桿端部在運動起點和終點間的弧長都是基本相等。

第二實施例

參見圖3，第二實施例在第一實施例的基礎上對位移測量裝置做了一些改進。

本實施例的位移測量裝置包括支架3及四個位移傳感器；支架3的兩側(cè)分別設置于測量桿5的兩個端部附近；支架的兩側(cè)各安裝兩個位移傳感器4的一部分41，測量桿5兩個端部各安裝兩個位移傳感器的另一部分42。

在支架的任意一側(cè)，其上的兩個位移傳感器的一部分41位于其附近測量桿端部運動軌跡所在的圓周上，且在該測量桿端部運動范圍以外，該測量桿端部在兩個位移傳感器的所述一部分41之間運動。

在第二實施例的教導下，本領域技術人員不難料想到，對第二實施例中的支架或位移傳感器的數(shù)量進行調(diào)整，便可得到不同具體實施例，如第三實施例。

第三實施例

本實施例中的位移測量裝置包括支架及至少兩個位移傳感器；兩個位移傳感器的一部分41分別安裝于支架的對應于測量桿兩個端部的兩側(cè)，兩個位移傳感器的另一部分42分別安裝于測量桿的兩個端部。

任意一個位移傳感器的所述一部分41位于其附近測量桿端部運動軌跡所在圓周上的某一點處。

參見圖4，利用三角函數(shù)即可計算出轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)過的角度，即轉(zhuǎn)軸角位移：

；

其中d1為測量桿一端部處位移傳感器的輸出值，d2為測量桿另一端部處位移傳感器的輸出值，l為測量桿的長度。當測量桿端部處的位移傳感器為兩個值時，d1為測量桿一端部處位兩個移傳感器的輸出值的均值，d2為測量桿另一端部處兩個位移傳感器的輸出值的均值。

第四實施例

本實施例相對于第一實施例的不同也是在位移測量裝置上，位移測量裝置包括支架、圖像采集裝置及光源；所述光源安裝于測量桿的端部，圖像采集裝置的安裝在支架上，且安裝位置較為靈活，只要能采集到包含測量桿端部在運動過程中光源形成的光斑的圖像即可。

本領域技術人員不難料想，將圖像采集裝置與光源的位置對調(diào)也是可行的。

在一個更優(yōu)的實施例中，光源采用激光源，圖像采集裝置為ccd圖像傳感器。

取測量桿端部運動起點時刻圖像采集裝置輸出包含光斑的圖像以及測量桿端部在運動終點時刻圖像采集裝置輸出包含光斑的圖像，通過圖像處理算法可以確定每張圖像上光斑的位置坐標，如圖5，令其為、，則轉(zhuǎn)軸的角位移為：

；

l為測量桿的長度。

第五實施例

本實施例相對于第一實施例的不同也是在位移測量裝置上，位移測量裝置包括支架、四象限光電池及光源；所述光源安裝于測量桿的端部，四象限光電池的安裝在支架上，用于采集到包含測量桿端部在運動過程中光源發(fā)射的光線。

本領域技術人員不難料想，將四象限光電池與光源的位置對調(diào)也是可行的。

當入射光線照射在四象限光電池的不同位置時，四象限光電池輸出不同的電信號。根據(jù)該電信號可以推算出入射光線的坐標。

取測量桿端部運動起點時刻四象限光電池輸出的電信號以及測量桿端部在運動終點時刻四象限光電池輸出的電信號，推算出測量桿端部在運動起點的坐標及運動終點的坐標，進而參見第四實施例的計算方式求得轉(zhuǎn)軸的角位移。

第六實施例

本實施例相對于第一實施例的不同也是在位移測量裝置上，位移測量裝置包括支架、兩個線陣ccd及兩個線光源；所述兩個線光源分別安裝于測量桿的兩個端部上，線光源與測量桿平行，兩個線陣ccd安裝于測量桿兩個端部下方的支架上，線陣ccd與測量桿的初始位置基本垂直，用于采集測量桿端部在運動過程中線光源射到其上的光線，線陣ccd記錄入射光線的坐標并輸出。

本領域技術人員不難料想，將線光源與線陣ccd的位置對調(diào)也是可行的。

本實施例計算轉(zhuǎn)軸角位移的公式為：

;

其中為測量桿一端部處線陣ccd的輸出值，為測量桿另一端部處線陣ccd的輸出值，l為測量桿的長度，如圖6。

根據(jù)各種實施例的轉(zhuǎn)軸角度計算過程，本領域技術人員可以知道，即使轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)中心與測量桿的中心不重合時，測量結(jié)果不變。因此本發(fā)明實現(xiàn)了在欠定位基準、且不允許對起落架轉(zhuǎn)軸外殼再加工的要求下，都能獲得高精度的測量結(jié)果。

本發(fā)明并不局限于前述的具體實施方式。本發(fā)明擴展到任何在本說明書中披露的新特征或任何新的組合，以及披露的任一新的方法或過程的步驟或任何新的組合。