南京航空航天大学陆永华获国家专利权
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龙图腾网获悉南京航空航天大学申请的专利一种航空发动机燃调花键对接微小位姿精密测量方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN120558144B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-09-23发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202511054205.2,技术领域涉及:G01B21/00;该发明授权一种航空发动机燃调花键对接微小位姿精密测量方法是由陆永华;王泽政;柏永华;马志成;黄川;韩思鹏设计研发完成,并于2025-07-30向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种航空发动机燃调花键对接微小位姿精密测量方法在说明书摘要公布了:本发明公开了一种航空发动机燃调花键对接微小位姿精密测量方法,包括:建立外花键轴坐标系、内花键孔坐标系、运动参考坐标系;根据花键信息,建立倒角特征约束空间和步进式往复扫描数据的理论模型;执行基于轴向力感知的步进式往复扫描运动,获取扫描数据;分析处理扫描数据,结合理论模型,使用最小二乘法拟合扫描数据,确定数据拟合方程和方程系数,计算微小位姿,完成微小位姿精密测量。本发明通过一维的轴向力感知和特定的扫描运动模式,可实现航空发动机燃调花键对接微小位姿精密测量,也适用于其他具有C型倒角特征的圆柱轴孔对接微小位姿精密测量,消除对六维力信息的依赖,降低硬件要求,提高对接位姿测量的精度。
本发明授权一种航空发动机燃调花键对接微小位姿精密测量方法在权利要求书中公布了:1.一种航空发动机燃调花键对接微小位姿精密测量方法,外花键轴和内花键孔为渐开线花键,具有角度为、宽度为的C型倒角特征,其特征在于:包括以下步骤: 步骤S01:在具有微小位姿q的航空发动机燃调花键对接任务中,在外花键轴顶部平面圆心处建立外花键轴坐标系,在内花键孔顶部平面圆心处建立内花键孔坐标系;运动参考坐标系在初始状态时参照外花键轴坐标系的空间位姿建立,并与之重合;所述微小位姿q的定义为矢量组,中间变量t为列矢量,表示内花键孔坐标系相对于运动参考坐标系的空间位置平移量;中间变量为列矢量,表示内花键孔坐标系相对于运动参考坐标系的空间姿态旋转角; 步骤S02:根据花键信息,建立倒角特征约束空间和步进式往复扫描轨迹的理论模型方程; 步骤S03:在运动参考坐标系下,执行基于轴向力感知的步进式往复扫描运动,获取扫描数据;在步骤S03中,基于轴向力感知的步进式往复扫描运动由两组扫描运动组成,即X轴扫描运动和Y轴扫描运动;在运动参考坐标系中,X轴扫描运动以外花键轴坐标系原点为控制点,在运动参考坐标系的XOZ平面内从点开始执行步进式往复扫描运动;Y轴扫描运动在运动参考坐标系的YOZ平面内从点开始执行步进式往复扫描运动; 步骤S04:分析处理扫描数据,使用最小二乘法拟合扫描数据,确定数据拟合方程和方程系数,计算微小位姿q,完成微小位姿精密测量任务;在步骤S04中,分析处理扫描数据的具体方式为:在X轴扫描数据点集合中搜索Z轴最大值的对应点,然后提取X轴坐标值在范围内的数据点,构成数据点集合;将数据点集合中Z轴值大于的点剔除后,使用最小二乘法,基于X轴扫描数据的理论方程对数据点进行拟合,求解系数A、C、E、G、I、J的值;在Y轴扫描数据点集合中搜索Z轴最大值的对应点,然后提取Y轴坐标值在范围内的数据点,构成数据点集合;将数据点集合中Z轴值大于的点剔除后,使用最小二乘法,基于Y轴扫描数据的理论方程对数据点进行拟合,求解系数B、F、H的值;根据系数A、B、C、E、F、G、H、I、J的值,且上述系数均为由变量构成的函数,从而建立方程组求解变量,获得微小位姿的测量值; 倒角特征约束空间是在外花键轴与内花键孔的对接过程中,通过倒角特征的几何约束和导向作用,在两零件处于接触状态时,对外花键轴坐标系原点的运动范围进行限制,所形成的空间约束区域,其整体外形呈现为空间圆锥体形式;具有C型倒角特征的圆柱轴孔对接能够形成相似外形的倒角约束空间; 花键零件的倒角特征约束空间的理论模型方程为: , 将展开为标准形式的二次方程: , 倒角特征约束空间的理论模型方程描述的是由倒角特征约束构建的圆锥体状约束空间边界;中间变量、和为外花键轴坐标系原点在运动参考坐标系下的三轴坐标值;中间变量为外花键轴的分度圆半径; 中间变量、、、、和h定义如下: , 中间变量和为轴孔外形修正系数,中间变量为花键轴孔配合间隙,且;中间变量A、B、C、D、E、F、G、H、I、J为的标准形式二次方程的变量系数,具体表达式由的理论模型方程展开获得,均为由变量构成的函数。
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