一种用于间隙测量的数字化工具及测量方法技术

本发明专利技术属于航空产品装配过程中间隙测量技术领域，涉及一种用于间隙测量的数字化工具及测量方法。本发明专利技术的工具操作简单，可直接测量工件间隙显示测量值，避免了钢板尺、塞尺断续测量选点多带来的测量误差，可应用于各种间隙测量区域，为了减少人为因素对测量数据的干扰和结果的判定。同时，该方法也可应用于操作者，自检/互检环节，可以快速发现问题，立即排除故障，防止问题产品流入下一个生产环节，使其从源头控制，避免该问题的出现，减少检验人员发现质量问题，处理质量问题以及后续操作者排故的环节，可以缩短生产周期，节省人工劳动成本，遏制时间浪费。遏制时间浪费。遏制时间浪费。

【技术实现步骤摘要】
一种用于间隙测量的数字化工具及测量方法


[0001]本专利技术属于航空产品装配过程中间隙测量
，涉及一种用于间隙测量的数字化工具及测量方法。

技术介绍

[0002]随着时代和工业的飞速发展，对航空产品装配质量和装配精度的要求也越来越高，无论是飞机气动外形要求、飞机隐身性能要求还是飞机口盖的密封性要求都与飞机外表面蒙皮对缝间隙有着密不可分的关系，蒙皮对缝间隙的控制将直接影响飞机的飞行安全，随着航空产品的性能要求越来越高，产品的气动外形间隙要求也要随之越来越高，以飞机气动外表面为例，其对缝间隙要求已从0.30mm提升至0.10mm，由于精度要求过高，导致现有测量工具操作较为复杂，容易造成误差累计，精度无法达到实际测量需求，严重影响车间生产周期和装配质量精度。
[0003]在航空产品装配过程中，对一些特殊过程控制的数据还需要对其进行反复测量(粗加工和精加工)，目前，专用测量工具紧缺，测量精度无法满足测量要求，测量难度较大，无法实现数字化测量，通常测量方式是利用现有的常规测量工具，例如：塞尺、游标卡尺和钢板尺等通用工具进行测量，操作困难、精度不高、人为误差较大，仅能实现定性的符合性判断，无法实现数值的定量测量，且有些部位因测量空间不开敞，造成误差累计(读数误差和操作误差)，导致测量结果相差较大，比如说：目前，检查机身大部件接头尺寸的方式是采用游标卡尺测量，即：使用检验测量工具检查，将测量后得到的数据与标准数据进行比对，来判断该尺寸合格与否。在工作中，使用游标卡尺对接头的边距进行测量，首先用游标卡尺卡脚测量接头边距的数值并完成记录，最后将记录数值和标准数值进行对比，判断是否符合规定要求。这种方法优点是可以获得实物的真实尺寸，缺点是测量效率较低，无法适应多次反复检查，受人为因素影响大，例如工具的使用、读数和记录等方面均容易出现错误，人为操作的熟练程度也能造成数据不准确，反复测量验证也影响工作效率。
[0004]为了便于现场检验员测量数据，现设计专利技术了一种专门用于测量间隙的数字化专用测量工具及测量方法，操作简便，能有效地提高现场检验技术人员的工作效率和测量精度，降低因人为操作而造成的误差。

技术实现思路

[0005]本专利技术提供一种用于间隙测量的数字化工具及测量方法，其主要目的在于克服现有常规测量工具及测量方法的缺陷，实现间隙实测数值的数字化测量，便于提高测量精度和测量效率。目前的常规测量工具，操作复杂，测量精度低，在很多测量使用中极其不便利，本专利技术的使用为现场检验技术人员提供一种数字化间隙测量的专用测量工具，可实现测量值的定性和定量两种方式的测量，以解决上述技术背景中的问题。
[0006]为解决上述技术问题，本专利技术采取如下技术方案：
[0007]一种用于间隙测量的数字化工具，包括结构部分和电控部分；
[0008]结构部分起支撑构件和测量基础功能实现的作用，包括表体、传感器连接杆、空心连接螺柱、测量主体外壳、弹簧、固定销轴、轴承、测量针、齿轮、齿条、表体后壳和校准环规。其关系如附图1、附图2、附图3和附图4所示，
[0009]所述的表体、传感器连接杆、空心连接螺柱、测量主体外壳和表体后壳依次连接，主要起支撑作用，完成对电控部分的支撑和测量功能的实现；
[0010]所述的表体和表体后壳采用PLA材料进行3D打印制作，并利用4个M1.7自攻螺丝拧紧固定，在其内部设有传感器导向杆、显示屏、记录按钮、复位按钮、开关按钮、控制模块、传感器、电源模块、充电模块和充电口预留位置，并实现对以上构件的支撑作用；
[0011]所述的表体和测量主体外壳依靠空心连接螺柱连接，将空心连接螺柱分别拧入表体和测量主体外壳，并在其内部形成一定尺寸空腔，空腔尺寸与传感器连接杆的尺寸实现小间隙配合，以便实现传感器连接杆的固定和导向作用，弹簧、固定销轴、轴承、测量针、齿轮和齿条用来完成测量功能的实现，齿轮通过轴承实现与测量主体外壳连接，从而将齿轮轴线固定，传感器连接杆与齿条通过固定销轴进行固定连接，使其一起实现直线运动，并且将弹簧置于齿条与测量主体外壳之间，实现齿条的回弹，测量针和齿轮采用高精密焊接方式，齿轮将随着测量针的转动而精确转动，齿轮和齿条啮合，并且齿条随着齿轮的转动而移动，齿条的移动将带动传感器连接杆同步移动，实现测量数值的传递，待控制模块处理，校准环规用于实现测量针的校准；
[0012]所述的电控部分起测量和数值转化功能，包括传感器导向杆、显示屏、记录按钮、复位按钮、开关按钮、控制模块、传感器、电源模块、充电模块和充电口，其关系如附图1、附图2、附图3所示，电控部分依靠表体进行支撑，记录按钮、复位按钮和开关按钮，记录按钮和复位按钮采用的是自复位点动按钮，通过线缆连接到控制模块，并通过自带螺母安装在表体的预留位置，记录按钮主要起数据的记录功能，当一个测量周期测量完毕后按下记录按钮可将数据停留在显示屏上，便于数据的记录和读示，复位按钮主要起数据的复位功能，当一个测量周期测量完毕后，需进行下一个测量周期时按下复位按钮可实现数据清除，显示屏上显示零位，避免重复进行校准工作，开关按钮为测量工具的电源开关，采用金属自锁复位按钮，用于整个电控系统的上电和关闭功能，按1下为定量测量通道，按2下为定性测量通道，通过按钮开关自带螺母固定在表体上，每次开机后需对测量针实现，校准环规的校准工作，测量完成后按下开关按钮关机即可；显示屏应用0.91寸的OLED显示屏模块，该模块采用IIC数据传输方式和控制模块进行通信连接，同样安装在表体的预留开孔位置，利用四个M1.7自攻螺丝拧紧固定，用于数据的记录和显示作用；传感器采用高精密磁感应位移传感器，量程为10mm，分辨率为0.01mm，内置传感器导向杆；
[0013]测量时传感器连接杆将测得的位移量传递给内置传感器导向杆，此时传感器采集到位移数据传输给控制模块进行处理，如图1所示，
[0014]测量针长度为L＝10.0mm，H
竖直尺寸左/右
为10.0
‑
测量数值
传感器左/右
，
[0015]间隙尺寸为D＝D1+D2，
[0016]利用三角函数关系
[0017]实现数据显示的转化；
[0018]控制模块包含单片机和模数转换装置及控制元件，单片机采用Atmega328芯片的
最小系统板，通过内置高位AD转换，用于收集传感器的位移数据，将接受的传感器模拟量转化成数字信号，搭配记录按钮和复位按钮的相应设置要求，通过程序计算后，将运算后的实际数值输出并显示在显示屏上，用于用户的读数使用。电源模块采用直流3.7V锂电池，可实现电量的存储，避免反复多次充电，通过升压模块升压至5V输出电压，对控制模块、显示屏和传感器进行供电；充电模块采用TP4056模块，通过两个M1.7自攻螺丝安装固定，一端连接充电电池，另一端连接充电口，可以连接数据线给电池充电，满足用电需求。
[0019]一种用于间隙测量的数字化工具的测量方法，步骤如下：
[0020]第一步：首先用洁净柔软的不脱落棉质本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于间隙测量的数字化工具，其特征在于，包括结构部分和电控部分；结构部分包括表体(3)、传感器连接杆(7)、空心连接螺柱(8)、测量主体外壳(9)、弹簧(10)、固定销轴(11)、轴承(12)、测量针(13)、齿轮(14)、齿条(15)、表体后壳(20)和校准环规(22)；所述的表体(3)、传感器连接杆(7)、空心连接螺柱(8)、测量主体外壳(9)和表体后壳(20)依次连接，所述的表体(3)和表体后壳(20)采用PLA材料进行3D打印制作，并利用4个M1.7自攻螺丝拧紧固定，在其内部设有传感器导向杆(1)、显示屏(2)、记录按钮(4)、复位按钮(5)、开关按钮(6)、控制模块(16)、传感器(17)、电源模块(18)、充电模块(19)和充电口(21)预留位置，并实现对以上构件的支撑作用；所述的表体(3)和测量主体外壳(9)依靠空心连接螺柱(8)连接，将空心连接螺柱(8)分别拧入表体(3)和测量主体外壳(9)，并在其内部形成一定尺寸空腔，空腔尺寸与传感器连接杆(7)的尺寸实现小间隙配合，以便实现传感器连接杆(7)的固定和导向作用，弹簧(10)、固定销轴(11)、轴承(12)、测量针(13)、齿轮(14)和齿条(15)用来完成测量功能的实现，齿轮(14)通过轴承(12)实现与测量主体外壳(9)连接，从而将齿轮(14)轴线固定，传感器连接杆(7)与齿条(15)通过固定销轴(11)进行固定连接，使其一起实现直线运动，并且将弹簧(10)置于齿条(15)与测量主体外壳(9)之间，实现齿条(15)的回弹，测量针(13)和齿轮(14)采用高精密焊接方式，齿轮(14)将随着测量针(13)的转动而精确转动，齿轮(14)和齿条(15)啮合，并且齿条(15)随着齿轮(14)的转动而移动，齿条(15)的移动将带动传感器连接杆(7)同步移动，实现测量数值的传递，待控制模块(16)处理，校准环规(22)用于实现测量针(13)的校准；所述的电控部分包括传感器导向杆(1)、显示屏(2)、记录按钮(4)、复位按钮(5)、开关按钮(6)、控制模块(16)、传感器(17)、电源模块(18)、充电模块(19)和充电口(21)，电控部分依靠表体(3)进行支撑，记录按钮(4)、复位按钮(5)和开关按钮(6)，记录按钮(4)和复位按钮(5)采用的是自复位点动按钮，通过线缆连接到控制模块(16)，并通过自带螺母安装在表体(3)的预留位置，传感器(17)采用高精密磁感应位移传感器，量程为10mm，分辨率为0.01mm，内置传感器导向杆(1)；测量时传感器连接杆(7)将测得的位移量传递给内置传感器导向杆(1)，此时传感器采集到位移数据传输给控制模块(16)进行处理，控制模块(16)包含单片机和模数转换装置及控制元件。2.如权利要求1所述的一种用于间隙测量的数字化工具，其特征在于，所述的单片机采用Atmega328芯片的最小系统板，通过内置高位AD转换，用于收集传感器(17)的位移数据，将接受的传感器(17)模拟量转化成数字信号，搭配记录按钮(4)和复位按钮(5)的相应设置要求，通过程序计算后，将运算后的实际数值输出并显示在显示屏(2)上，用于用户的读数使用；电源模块(18)采用直流3.7V锂电池，可实现电量的存储，避免反复多次充电，通过升压模块升压至5V输出电压，对控制模块(16)、显示屏(2)和传感器(17)进行供电；充电模块(19)采用TP4056模块，一端连接充电电池，另一端连接充电口(21)，可以连接数据线给电池充电，满足用电需求。3.如权利要求1或2所述的一种用于间隙测量的数字化工具，其特征在于，所述的显示屏(2)应用0.91寸的OLED显示屏模块，该模块采用IIC数据传输方式和控制模块(16)进行通
信连接，同样安装在表体(3)的预留开孔位置。4.如权利要求1或...

【专利技术属性】
技术研发人员：樊智聪，秦明杰，杨可新，严天建，石璐，
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：