南京航空航天大學陸永華獲國家專利權
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龍圖騰網獲悉南京航空航天大學申請的專利一種航空發動機燃調花鍵對接微小位姿精密測量方法獲國家發明授權專利權,本發明授權專利權由國家知識產權局授予,授權公告號為:CN120558144B 。
龍圖騰網通過國家知識產權局官網在2025-09-23發布的發明授權授權公告中獲悉:該發明授權的專利申請號/專利號為:202511054205.2,技術領域涉及:G01B21/00;該發明授權一種航空發動機燃調花鍵對接微小位姿精密測量方法是由陸永華;王澤政;柏永華;馬志成;黃川;韓思鵬設計研發完成,并于2025-07-30向國家知識產權局提交的專利申請。
本一種航空發動機燃調花鍵對接微小位姿精密測量方法在說明書摘要公布了:本發明公開了一種航空發動機燃調花鍵對接微小位姿精密測量方法,包括:建立外花鍵軸坐標系、內花鍵孔坐標系、運動參考坐標系;根據花鍵信息,建立倒角特征約束空間和步進式往復掃描數據的理論模型;執行基于軸向力感知的步進式往復掃描運動,獲取掃描數據;分析處理掃描數據,結合理論模型,使用最小二乘法擬合掃描數據,確定數據擬合方程和方程系數,計算微小位姿,完成微小位姿精密測量。本發明通過一維的軸向力感知和特定的掃描運動模式,可實現航空發動機燃調花鍵對接微小位姿精密測量,也適用于其他具有C型倒角特征的圓柱軸孔對接微小位姿精密測量,消除對六維力信息的依賴,降低硬件要求,提高對接位姿測量的精度。
本發明授權一種航空發動機燃調花鍵對接微小位姿精密測量方法在權利要求書中公布了:1.一種航空發動機燃調花鍵對接微小位姿精密測量方法,外花鍵軸和內花鍵孔為漸開線花鍵,具有角度為、寬度為的C型倒角特征,其特征在于:包括以下步驟: 步驟S01:在具有微小位姿q的航空發動機燃調花鍵對接任務中,在外花鍵軸頂部平面圓心處建立外花鍵軸坐標系,在內花鍵孔頂部平面圓心處建立內花鍵孔坐標系;運動參考坐標系在初始狀態時參照外花鍵軸坐標系的空間位姿建立,并與之重合;所述微小位姿q的定義為矢量組,中間變量t為列矢量,表示內花鍵孔坐標系相對于運動參考坐標系的空間位置平移量;中間變量為列矢量,表示內花鍵孔坐標系相對于運動參考坐標系的空間姿態旋轉角; 步驟S02:根據花鍵信息,建立倒角特征約束空間和步進式往復掃描軌跡的理論模型方程; 步驟S03:在運動參考坐標系下,執行基于軸向力感知的步進式往復掃描運動,獲取掃描數據;在步驟S03中,基于軸向力感知的步進式往復掃描運動由兩組掃描運動組成,即X軸掃描運動和Y軸掃描運動;在運動參考坐標系中,X軸掃描運動以外花鍵軸坐標系原點為控制點,在運動參考坐標系的XOZ平面內從點開始執行步進式往復掃描運動;Y軸掃描運動在運動參考坐標系的YOZ平面內從點開始執行步進式往復掃描運動; 步驟S04:分析處理掃描數據,使用最小二乘法擬合掃描數據,確定數據擬合方程和方程系數,計算微小位姿q,完成微小位姿精密測量任務;在步驟S04中,分析處理掃描數據的具體方式為:在X軸掃描數據點集合中搜索Z軸最大值的對應點,然后提取X軸坐標值在范圍內的數據點,構成數據點集合;將數據點集合中Z軸值大于的點剔除后,使用最小二乘法,基于X軸掃描數據的理論方程對數據點進行擬合,求解系數A、C、E、G、I、J的值;在Y軸掃描數據點集合中搜索Z軸最大值的對應點,然后提取Y軸坐標值在范圍內的數據點,構成數據點集合;將數據點集合中Z軸值大于的點剔除后,使用最小二乘法,基于Y軸掃描數據的理論方程對數據點進行擬合,求解系數B、F、H的值;根據系數A、B、C、E、F、G、H、I、J的值,且上述系數均為由變量構成的函數,從而建立方程組求解變量,獲得微小位姿的測量值; 倒角特征約束空間是在外花鍵軸與內花鍵孔的對接過程中,通過倒角特征的幾何約束和導向作用,在兩零件處于接觸狀態時,對外花鍵軸坐標系原點的運動范圍進行限制,所形成的空間約束區域,其整體外形呈現為空間圓錐體形式;具有C型倒角特征的圓柱軸孔對接能夠形成相似外形的倒角約束空間; 花鍵零件的倒角特征約束空間的理論模型方程為: , 將展開為標準形式的二次方程: , 倒角特征約束空間的理論模型方程描述的是由倒角特征約束構建的圓錐體狀約束空間邊界;中間變量、和為外花鍵軸坐標系原點在運動參考坐標系下的三軸坐標值;中間變量為外花鍵軸的分度圓半徑; 中間變量、、、、和h定義如下: , 中間變量和為軸孔外形修正系數,中間變量為花鍵軸孔配合間隙,且;中間變量A、B、C、D、E、F、G、H、I、J為的標準形式二次方程的變量系數,具體表達式由的理論模型方程展開獲得,均為由變量構成的函數。
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