一种用于飞机表面波纹度测量的装置的制作方法

1.本实用新型涉及一种外形波纹度测量装置，特别地涉及用于飞机外形关键区域(rvsm区域)波纹度测量，能够实现自动采点读数的表面波纹度数据采集装置。


背景技术：

2.波纹度是衡量物体连续表面起伏趋势的指标，其定义为相邻波峰波谷的垂直距离与相邻波峰表面距离的比。民用飞机的静压传感器一般分布在机身两侧，传感器通过采集静压数据并结合总压等数据换算得到飞行高度。静压传感器附近的蒙皮波纹会改变飞机表面静压，从而导致高度测量误差。因此，在飞机出厂前或服役期间，需对静压传感器周围划定的蒙皮关键区域进行波纹度测量，并通过数据分析确认高度测量误差在允许范围内，保证飞行安全。
3.专利号cn101614517b公开了一种平面表面波纹度测量装置，其由数显千分表、工字型滑块、测量头、测量基座、标准半圆杆等组成，准半圆杆等组成。此装置结构紧凑、使用方便，能够用于零件平面加工后表面波纹度的测量，基本为纯手工作业，操作人员需要先将测量设备抵在测量区域表面各既定位置然后滑动滑块(包括数显千分表)，对齐在导轨标尺上的每处刻度并采集读数。
4.为保证导轨标尺刚性和精度，测量设备重量较大，测量过程中需依靠人力固定在机身上并保持稳定，体力消耗大，因此在采集每行测量点时需尽可能快速准确。现有的机械式测量装置，取点数量多，且为操作人员手动采点，不易保证千分表精确对齐刻度，导致测量速度和精度的矛盾，测量误差大。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的是解决现有的机械式测量装置依靠人工手动取点，操作过程体力消耗大，测量速度和精度不足的问题。
6.该问题通过根据本实用新型的用于飞机表面波纹度测量的装置解决。
7.本实用新型的第一方面提出了一种用于飞机表面波纹度测量的装置，包括导轨标尺、附连到导轨标尺的支撑腿、滑动附连导轨标尺的滑块、以及安装在滑块上的数显千分表，装置具有用于触发数显千分表的开关触发部，开关触发部包括：
8.齿轮传动机构，齿轮传动机构包括彼此啮合的至少一个齿轮和齿条导轨，齿轮安装在滑块上，齿条导轨安装到导轨标尺上；
9.触发机构，触发机构包括至少一个触发件与开关件，触发件设置在齿轮上，开关件设置在滑块上并可触发地联接到数显千分表，触发件随齿轮的旋转而转动时触发开关件。
10.根据本实用新型的第二方面，触发机构包括多个触发件，多个触发件沿齿轮的周长等间距布置。
11.根据本实用新型的第三方面，触发机构的触发件为拨片，开关件为轻触开关，拨片能随着齿轮转动并触发轻触开关。
12.根据本实用新型的第四方面，触发机构的触发件为磁性件，开关件为霍尔开关。
13.根据本实用新型的第五方面，触发机构的触发件为挡光件，开关件为光感应开关。
14.根据本实用新型的第六方面，齿轮具有触发件安装部，触发件安装部位于齿轮的端面上，触发件可拆卸地借助触发件安装部固定到齿轮。
15.根据本实用新型的第七方面，滑块具有从滑块延伸出的支腿，至少一个齿轮可拆卸地安装至支腿。
16.根据本实用新型的第八方面，支腿能相对于滑块枢转运动，从而调整齿轮的旋转轴线相对于齿条导轨的距离，支腿进一步具有限位部件，限位部件能在波纹度测量期间限制枢转运动。
17.根据本实用新型的第九方面，至少一个齿轮包括一级齿轮和二级齿轮，一级齿轮啮合齿条导轨，二级齿轮啮合一级齿轮，触发件设置在二级齿轮上。
18.根据本实用新型的第十方面，进一步包括手动补点开关，手动补点开关通过导线可触发地联接至数显千分表，能通过手动致动手动补点开关触发数显千分表读数。
19.通过根据本实用新型的装置，实现了通过机械方式自动采集测量点数据的功能，其相对于手动采点节约了测量时间，提升了测量精度，且根据本实用新型的装置可在原有机械式测量装置的基础上改进而来，制造成本较低、测点间距选择的灵活性高、不需要复杂的数控器件，对于需要定期检查蒙皮波纹度的飞机而言，大量减少了维护成本。
附图说明
20.本实用新型将参照示意性附图中示出的示例性实施例来阐述，其中：
21.图1示出了根据本实用新型的用于飞机表面波纹度测量的装置放置在待测曲面上的整体示意图；
22.图2示出了根据本实用新型的用于飞机表面波纹度测量的装置的测量部的放大的示意图。
23.符号说明
24.1、齿条导轨；
25.2、手动补点手柄；
26.3、齿轮；
27.4、数显千分表；
28.5、滑块；
29.6、轻触开关；
30.7、拨片；
31.8、导轨标尺；
32.9、支撑腿；
33.10、支腿。
具体实施方式
34.下面结合具体实施例和附图对本实用新型作进一步说明，在以下的描述中阐述了更多的细节以便于充分理解本实用新型，但是本实用新型显然能够以多种不同于此描述的
其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下根据实际应用情况作类似推广、演绎，因此不应以此具体实施例的内容限制本实用新型的保护范围。
35.图1示出了根据本实用新型的用于飞机表面波纹度测量的装置处于待测曲面上的整体示意图，包括导轨标尺8、附连到导轨标尺8的下方用于导轨标尺的支撑腿9、附连到导轨标尺8的滑块5、以及安装在滑块5上可随着滑块5沿导轨标尺滑动的数显千分表4。较佳地，导轨标尺8带有刻度，较佳地笔直地延伸。支撑腿9设有多个，沿着导尺的长度隔开一段距离设置一个。
36.在常规的波纹度测量的装置的基础上，根据本实用新型的飞机表面波纹度测量装置进一步包括开关触发部，该开关触发部随着滑块和数显千分表在导轨上的滑动通过机械方式自动触发千分表采点并输出测量值。
37.在本实用新型的较佳的实施例中，开关触发部主要包括齿轮传动机构和与附连接齿轮传动机构并且随着齿轮传动机构动作而实施触发操作的触发机构。
38.在图1所示的实施例中，齿轮传动机构包括齿轮3和齿条导轨1，齿轮3与齿条导轨1可滚动的啮合。在较佳实施例中，齿轮3通过从滑块5延伸出的支腿10附连到滑块5。齿轮3转动附接到该支腿10上，齿条导轨1安装到导轨标尺8上，或者在替代实施方式中，齿条导轨1和导轨标尺8可以形成为一体。
39.齿轮3的直径由测量过程中所期望的采集点间隔决定(齿轮周长＝n
×
采集点间隔，n＝1,2,3,
…
)。例如齿轮周长可以等于所期望的采集点间隔，则触发件数量为1，在优选的实施例中，齿轮周长等于所期望的采集点间隔的四倍，齿轮上设置有四个触发件。齿条导轨1的长度可以根据应用场合的需要而设定。
40.触发机构较佳地被布置在齿轮3和滑块5之间。该触发机构包括开关件和至少一个触发件，在图2所示的实施例中，触发机构是由轻触开关6和4个拨片7组成的工业级触发机构，各拨片7根据所期望的采集点间隔沿齿轮3的周长以相等间距布置，拨片7的一端从齿轮3的周边伸出，轻触开关6固定在滑块5上安装有齿轮的一侧。
41.应当理解，拨片7的数量也可以不限于4个，可以更多或多少，数量取决于需要采集点的间隔而设定。
42.此外，开关件的安装位置也不仅限定滑块5，例如也可以安装在其他相对于滑块5位置固定且能够被拨片7触发的部件上，例如也可以安装在支腿10上。
43.测量时，在每块关键区域内将本装置的支撑腿抵在机身上既定的测量位置上，沿导轨标尺滑动滑块5，滑块5带动千分表4以及齿轮3沿导轨标尺8运动。齿轮3随着滑块5的平移在齿条导轨1上滚动，布置在齿轮3上的拨片7随齿轮3每滚过所期望的采集点间隔都会触发轻触开关6，使得数显千分表4随滑块5每移动过所期望的采集点间隔就自动采样并输出测量值。
44.本领域技术人员可以理解的是，虽然在示出的实施例中齿轮3借助支腿10安装到滑块5并啮合齿条导轨1，但齿轮3也可以以其他结构和/定向设置成可随滑块5在导轨标尺上的滑动而啮合齿条导轨1滚动的形式。
45.根据本实用新型的较佳实施例，至少一个触发件位于齿轮3的端面上，与齿轮3一体形成。在本实用新型的替代性的实施例中，触发件通过螺纹连接件、销连接、键连接等方式或其组合，借助齿轮3上与触发件对应的包括连接孔、键、槽等或其组合的触发件安装部，
可拆卸地设置在齿轮3上，从而灵活的根据所期望的采集点间隔选择触发件数量，所期望的采集点间隔增大则减少触发件数量，所期望的采集点间隔减小则增加触发件数量。本领域技术人员应当理解的是，虽然图2中所示触发件设置在齿轮3的一侧端面上，但考虑到安装空间，在期望设置多个触发件的应用场景中，在齿轮两侧端面上都设置触发件是可能的。
46.在本实用新型的另外的实施例中，磁感应霍尔元件、光感元件等也可以替代地应用在该触发机构中。
47.在本实用新型的较佳的实施例中，开关件为联接到数显千分表4的霍尔开关，诸如磁块的磁性件设置在齿轮3上，当磁性件随着齿轮3的转动靠近霍尔开关，霍尔开关中的霍尔单元所受的磁通密度增大超过其工作阈值，霍尔开关打开触发数显千分表4读数，当磁性件随着齿轮3的转动远离霍尔开关，霍尔单元所受的磁通密度减小低于其工作阈值，霍尔开关关闭等待下次触发，此过程随齿轮3每滚动过所需的测量间隔而周期性地进行。
48.在本实用新型的另一较佳的实施例中，开关件为例如槽型光电传感器的光感应开关，挡光片作为触发件设置在齿轮上，当挡光片随着齿轮3的转动从槽型光电传感器的感应槽中经过，光被遮挡，光电传感器动作输出开关信号，从而触发数显千分表4读数，此过程随齿轮3每滚动过所需的测量间隔而周期性地进行。以上两种实施例的优点在于，触发件与开关件之间无接触，能够减少触发机构的工作损耗。
49.在较佳的实施例中，齿轮3可以拆卸，并可以根据所期望的采集点间隔更换设置有更多或更少的触发件的齿轮和/或半径更大或更小的齿轮，从而灵活地调整采集点间隔。用于安装齿轮的支腿可枢转地连接到滑块5，可以绕枢转轴线相对于滑块5进行枢转运动从而根据齿轮半径的变化调整齿轮的旋转轴线与齿条导轨1的距离，并具有限位部件。在进一步的实施例中，该支腿10该限位部件为止动件，该止动件可以在齿轮更换完成后限制支腿10相对于滑块5的枢转运动，从而避免齿轮在测量过程中从齿条导轨1脱离的风险。
50.本领域技术上人员应当理解，虽然本实用新型中支腿10相对于滑块5是可枢转的，但其他可调整齿轮的旋转轴线与齿条导轨1的距离的支腿10相对于滑块5的运动，例如伸缩运动和平移运动或多种运动的组合是可能的。附加的或替代的，支腿10与滑块5间存在弹性部件，该弹性部件向支腿10持续施加向下旋转的弹性力，使得既能根据齿轮半径的变化调整齿轮的旋转轴线与齿条导轨1的距离，又可以在齿轮在齿条导轨上滚动时限制支腿10向上抬起的趋势，从而避免齿轮在测量过程中从齿条导轨1脱离的风险。
51.在一个实施例中，为了提高采样率，在图2所示的齿轮3和齿条导轨1之间进一步增加一级齿轮传动。在该实施例中，齿轮传动机构包括一级齿轮和二级齿轮，一级齿轮啮合齿条导轨，二级齿轮啮合一级齿轮，二级齿轮的圆周速度大于滑块的滑动速度，触发件设置在二级齿轮上，该二级齿轮与一级齿轮的传动比大于1，从而使得二级齿轮的转速相对于滑块5的滑动速度增大，从而使得滑块5沿滑轨滑过相同距离时触发件触发开关件的次数增多，从而提高采样率。
52.在进一步的实施例中，该一级齿轮和二级齿轮可拆卸，且二者的安装位置相对于彼此可调节，可使得可以通过更换传动比不同的一二级齿轮而降低或提高采样率。二级齿轮与一级齿轮的传动比越大，数显千分表4随滑块5在导轨标尺上滑过相同距离时的采样率越高；二级齿轮与一级齿轮的传动比越小，数显千分表4随滑块5在导轨标尺上滑过相同距离时的采样率越低。
53.根据本实用新型的较佳实施例，加了手动补点开关，手动补点开关可触发地联接到数显千分表，用于通过人工致动来触发数显千分表采点，以防止开关触发部发生故障，并可以灵活地随时进行人工补点。
54.根据本实用新型的用于飞机表面波纹度测量的装置可以在原有机械式测量装置上加装上述开关触发部改进得到，不需要完全更换原有设备，改进成本较低。由于其不需要复杂的数控器件控制数显千分表进行采点测量，制造成本与维修成本也较低。工作人员仅需按所期望的采点测量间距预先设置好根据本实用新型的用于飞机表面波纹度测量的装置的开关触发部，操作时仅需沿导轨标尺滑动滑块，根据本实用新型的波纹度测量装置即可以自动采点读数，操作便捷简单，可靠性高，大大降低了飞机的维护成本。
55.在进一步的实施例中，数显千分表联接到计算机将采点测量值输出到计算机，可通过调整采样率拟合出精度足够的曲线，计算机根据被测曲面形态事先编制程序。在进一步的实施例中，齿轮或滑块上可以加装例如包括电机的驱动部件，操作人员仅需将根据本实用新型的装置抵在待测波纹度的飞机表面上，开启开关即可完成等距采点测量。
56.本领域技术人员应当理解，以上实施例中的齿轮传动部可以由其他可随滑块滑动而进行稳定的滚动的部件替代，该可随滑块滑动而进行稳定的滚动的部件因此也落入本实用新型的教导的范围中。
57.本实用新型虽然以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本实用新型，任何本领域技术人员在不脱离本实用新型的精神和范围内，都可以做出可能的变动和修改。因此，凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何修改、等同变化及修饰，均落入本实用新型权利要求所界定的保护范围之内。