[发明专利]综合热变形与重力变形的大型飞机上复杂部件的装配方法

权利要求书

1.一种综合热变形与重力变形的大型飞机上复杂部件的装配方法，包括调姿定位步骤与安装固定步骤，其特征在于，所述调姿定位步骤包括以下步骤：离散处理步骤，将所述复杂部件与其三维模型上的关键特征离散成关键特征点集；坐标测量步骤，获取所述复杂部件与将经调姿定位达到目标位姿状态下的所述三维模型上关键特征点的坐标值；仿真求解步骤，基于所述三维模型与当前装配环境温度，利用有限元分析模型计算装配环境温度和重力作用所造成的关键特征点的坐标偏差；参数修正步骤，基于所述仿真求解步骤所获取的坐标偏差，对从所述复杂部件上测得的关键特征点坐标值进行修正；计算步骤，基于经修正之后的复杂部件上关键特征点的坐标值与所述三维模型上的关键特征点的坐标值，计算出用于将所述复杂部件调姿定位至所述目标位姿的位姿调整矩阵T；

所述计算出用于将所述复杂部件调姿定位至所述目标位姿的位姿调整矩阵T的步骤包括以下步骤：(1)、基于三维点匹配原理，采用最小二乘法，构建所述复杂部件与所述三维模型上关键特征点对的位姿调整优化模型J，其中，n为所离散出关键特征点对的数量，R与P对应地为位姿调整矩阵T的旋转分量与平移分量，KCs^measued为装配坐标系下且经修正之后的所述复杂部件上关键特征点的坐标值，KCs^datum为装配坐标系下所述三维模型上关键特征点坐标的坐标值；(2)、融合线性SVD和非线性L-M算法，对所述位姿调整优化模型J进行求解，获取最优位姿调整矩阵T。

2.根据权利要求1所述的装配方法，其特征在于：在所述仿真求解步骤中，先利用线性SVD算法对所述位姿调整优化模型J进行求解，获取最优位姿调整矩阵T，预估出所述位姿调整矩阵T的预估值；再以所述预估值为初始值，融合线性SVD和非线性L-M算法，对所述位姿调整优化模型J进行求解。

3.根据权利要求1所述的装配方法，其特征在于：按照预设重要性对不同关键特征点对赋予权重，获取经修正之后的位姿调整优化模型J1：，其中，六元组S＝[X,Y,Z,A,B,C]，X,Y,Z为平移分量P的参数，A,B,C为用ZYX欧拉角参数表征的旋转分量R的参数；以六元组S与坐标值KCs^measued为参数的函数，ω_i为第i个关键特征点对的权重。

4.根据权利要求1至3任一项权利要求所述的装配方法，其特征在于：在所述参数修正步骤中，基于下式计算经修正之后的所述复杂部件上关键特征点的坐标值KCs^measured；其中，KCs₀^measured为对所述复杂部件上关键特征点坐标的直接测量值，为仿真获得由装配环境温度所造成的坐标值偏差，为仿真获得由重力所造成的坐标值偏差。

5.根据权利要求1至3任一项权利要求所述的装配方法，其特征在于：所述复杂部件为壁板，基于多台沿所述壁板的展向间隔预定间距布置的数控调姿定位装置进行调节，所述数控调姿定位装置包括用于与设于所述壁板的外板面上的支撑球头构成球头铰接的球头锁紧机构。

6.根据权利要求5所述的装配方法，其特征在于，所述调姿定位步骤包括以下步骤：基于公式JPs^desired＝T*JPs^current计算用于将飞机结构调整至所述目标位姿时各数控调整定位装置上支撑球头的球心坐标JPs^desired，JPs^current为装配坐标系下各数控调整定位装置上支撑球头的球心坐标的测量值。

7.根据权利要求6所述的装配方法，其特征在于：若所述壁板与同一数控调姿定位装置耦接的支撑球头数量为两个以上，则将该两个以上的支撑球头的固连位置中心连线及其延长线上的多个点作为所述关键特征点；若所述壁板与同一数控调姿定位装置耦接的支撑球头数量为一个上，则至少将该支撑球头的固连位置中心点作为所述关键特征点。