一种导管安装位置快速精确测量设备及测量方法技术

本发明专利技术公开了一种导管安装位置快速精确测量设备及测量方法，其包括定位机构

【技术实现步骤摘要】
一种导管安装位置快速精确测量设备及测量方法


[0001]本专利技术属于导管安装
，具体涉及一种导管安装位置快速精确测量设备及测量方法
。

技术介绍

[0002] 在航空航天设备机体内的狭窄空间中，多根导管安装时，需要确保导管之间的相对空间位置，包括距离及空间夹角； 目前没有简单有效的方法实现这一需求，尤其是对于要进行安装的两个导管的对接，为了测量两根导管之间的距离和角度，基本依靠现场人员的手动测量，且利用的量具也是原始的尺子和量角器等，误差极大，难以实现飞机制造装配等高精度的测量需求，并且由于圆形的导管本身就难以直接确定圆心位置，进一步带来了测量的误差，导致无法得到真实有效的数据，带来的装配误差大的技术难点，现在亟需一种设备，能直接测量两个导管之间的间距和夹角数据，为后续安装提供数据分析支撑
。

技术实现思路

[0003]为克服上述存在之不足，本专利技术的专利技术人通过长期的探索尝试以及多次的实验和努力，不断改革与创新，提出了一种导管安装位置快速精确测量设备及测量方法，通过本设备可以方便快捷地对两根导管之间的夹角进行测量以及对两根导管端面的距离进行测量，测量速度快
、
精度高，解决了测量工具原始，测量方式不规范的问题，且能够直接得到电子化的数据，利用终端盒实现传输即可连接上位机，实现规范化的建造管理
。
[0004]为实现上述目的本专利技术所采用的技术方案是：提供一种导管安装位置快速精确测量设备及测量方法
。
其包括定位机构
>、
相机
、
支架
、
终端盒，所述定位机构安装在支架上，定位机构把支架安装固定在定位导管上，并以定位导管端面及轴向为基准定位支架及相机的位置，在支架上安装相互垂直的第一相机和第二相机，所述第一相机和第二相机均连接终端盒，第一相机和第二相机以定位导管为基准对检测导管进行垂直投影拍摄，终端盒对拍摄的照片进行分析
。
[0005]根据本专利技术所述的一种导管安装位置快速精确测量设备，其进一步的优选技术方案是：所述第一相机和第二相机均以同一垂直于定位导管轴向的平面为基准进行安装
。
[0006]根据本专利技术所述的一种导管安装位置快速精确测量设备，其进一步的优选技术方案是：所述定位机构与支架刚性连接且精密装配以保证相机与定位机构的相对位置精度
。
[0007]根据本专利技术所述的一种导管安装位置快速精确测量设备，其进一步的优选技术方案是：所述支架上设置
L
形结构，在
L
形结构内侧分别设置第一相机和第二相机
。
[0008]根据本专利技术所述的一种导管安装位置快速精确测量设备，其进一步的优选技术方案是：所述终端盒独立设置，终端盒内部设置微型电脑主板，微型电脑主板内装视觉测量软件，终端盒与第一相机和第二相机电连接，在终端盒上设置触摸显示屏和控制按钮，在终端盒内设置有作为供电电源的电池
。
[0009]根据本专利技术所述的一种导管安装位置快速精确测量设备，其进一步的优选技术方
案是：所述定位机构包括弧形卡扣以及定位片，多个并列的弧形卡扣用于固定导管，定位片用于限制定位导管的位置
。
[0010]一种导管安装位置快速精确测量方法，基于导管安装位置快速精确测量设备，其步骤包括：设备启动自检：设备启动，对设备各个部件是否正常工作进行自检；导管位置固定：选择一根导管作为定位导管，另外一根作为检测导管，将定位导管安装在定位机构上，并对定位导管在定位机构上的位置进行调整，使得检测导管的端面处于第一相机和第二相机所在的
Y
‑
Z
平面附近，使得检测导管端面被第一相机和第二相机完整拍摄到；位置计算：根据检测导管在
x
轴
z
轴所形成的平面上以及
x
轴
y
轴所成平面上的实际位置的投影以及理论位置的投影，然后标记出检测导管的实际位置投影的端面的中心点对应的投影位置，由已知的理论位置计算
、
经投影关系转换可知检测导管实际位置的端面中心点坐标，再经三角函数关系计算定位导管与检测导管的间距；同理标记位于检测导管上的中心线上的一个点获得坐标，利用检测导管实际位置的端面中心点坐标以及中心线上的一个点建立检测导管中轴线的曲线方程，通过勾股定理以及反三角函数计算出检测导管与定位导管中轴线的夹角
。
[0011]根据本专利技术所述的一种导管安装位置快速测量方法，其进一步的优选技术方案是：所述位置计算的步骤包括：（1）建立坐标系：以定位导管的端口中心点为坐标原点，定位导管的中轴线为
X
轴，两台相机视线方向分别为
Y
轴，
Z
轴建立空间直角坐标系；（2）检测导管实际与理论位置投影设定：设
B1
点为检测导管的端口中心点
B
点在
x
轴
z
轴所形成的平面上的投影点，同理
B1
’
为
B
点在
x
轴
y
轴所成平面上的投影；设
B2
点为
B
点理论无误差情况下在
x
轴
z
轴所形成的平面上的投影点，同理
B2
’
为
B
点理论无误差情况下在
x
轴
y
轴所成平面上的投影； a、b
点为检测导管在
x
轴
z
轴所形成的平面上的投影轮廓中两条直线段靠近导管端口的点，同理
a
’
、b
’
为检测导管在
x
轴
y
轴所形成的平面上的投影轮廓中两条直线段靠近导管端口的点
。
[0012]（3）获得
B
点坐标：设检测导管端面中心点视觉识别算法会首先识别出
a、b
点，然后根据
a、b
点标记出
B1
点，由于
B2
点是理论位置，坐标是已知的，再根据
B1
点与
B2
点的相对位置得到
B1
的坐标（
x1
，
z1
），同理可得
B1
’
点的坐标（
x1
，
y1
），最后可得
B
点的空间坐标为（
x1
，
y1
，
z1
）；计算定位导管和检测导管中心距离：有
B
点坐标可根据勾股定理计算出两个导管端口中心距离
。
[0013]根据本专利技术所述的一种导管安装位置快速测量方法，其进一步的优选技术方案是：计算定位导管和检测导管夹角方式为：另在检测导管的中本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种导管安装位置快速精确测量设备，其特征在于，其包括定位机构
、
相机
、
支架
、
终端盒，所述定位机构安装在支架上，定位机构把支架安装固定在定位导管上，并以定位导管端面及轴向为基准定位支架及相机的位置，在支架上安装相互垂直的第一相机和第二相机，所述第一相机和第二相机均连接终端盒，第一相机和第二相机以定位导管为基准对检测导管进行垂直投影拍摄，终端盒对拍摄的照片进行分析
。2.
根据权利要求1所述的一种导管安装位置快速精确测量设备，其特征在于，所述第一相机和第二相机均以同一垂直于定位导管轴向的平面为基准进行安装
。3.
根据权利要求1所述的一种导管安装位置快速精确测量设备，其特征在于，所述定位机构与支架刚性连接且精密装配以保证相机与定位机构的相对位置精度
。4.
根据权利要求1所述的一种导管安装位置快速精确测量设备，其特征在于，所述支架上设置
L
形结构，在
L
形结构内侧分别设置第一相机和第二相机
。5.
根据权利要求1所述的一种导管安装位置快速精确测量设备，其特征在于，所述终端盒独立设置，终端盒内部设置微型电脑主板，微型电脑主板内装视觉测量软件，终端盒与第一相机和第二相机电连接，在终端盒上设置触摸显示屏和控制按钮，在终端盒内设置有作为供电电源的电池
。6.
根据权利要求1所述的一种导管安装位置快速精确测量设备，其特征在于，所述定位机构包括弧形卡扣以及定位片，多个并列的弧形卡扣用于固定导管，定位片用于限制定位导管的位置
。7.
一种导管安装位置快速精确测量方法，其特征在于，基于权利要求1‑6任一项所述的导管安装位置快速精确测量设备，其步骤包括：导管位置固定：选择一根导管作为定位导管，另外一根作为检测导管，将定位导管安装在定位机构上，并对定位导管在定位机构上的位置进行调整，使得检测导管的端面处于第一相机和第二相机所在的
Y
‑
Z
平面附近，使得检测导管端面被第一相机和第二相机完整拍摄到；位置计算：根据检测导管在
x
轴
z
轴所形成的平面上以及
x
轴
y
轴所成平面上的实际位置的投影以及理论位置的投影，然后标记出检测导管的实际位置投影的端面的中心点对应的投影位置，由已知的理论位置计算
、
经投影关系转换可知检测导管实际位置的端面中心点坐标，再经三角函数关系计算定位导管与检测导管的间距；同理标记位于检测导管上的中心线上的一个点获得坐标，利用检测导管实际位置的端面中心点坐标以及中心线上的一个点建立检测导管中轴线的曲线方程，通过勾股定理以及反三角函数计算出检测导管与定位导管中轴线的夹角
。8.
根据权利要求8所述的一种导管安装位置快速精确测量方法，其特征在于，所述位置计算的步骤包括：建立坐标系：以定位导管的端口中心点为坐标原点，定位导管的中轴线为
X
轴，两台相机视线方向分别为
Y
轴，
Z
轴建立空间直角坐标系；检测导管实际与理论位置投影设定：设
B1
点为检测导管的端口中心点
B
点在
x
轴
...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭阳斌，楚玉香，袁国慧，袁利，沈聘，
申请(专利权)人：成都联星技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：