[发明专利]一种手持式的孔法矢精度检测装置及方法

说明书

本发明公开了一种手持式的孔法矢精度检测装置及方法，所述检测装置包括数显角度尺、控制显示模块以及依次设置的横向转动机构、轴承芯轴、球面转动机构、弹性定位机构；所述数显角度尺的底部设置有旋转动尺，且旋转动尺的底部与横向转动机构固定连接；所述轴承芯轴的底部穿过球面转动机构的球面轴承并与弹性定位机构连接；所述球面转动机构的外侧通过连接支架与控制显示模块连接，所述控制显示模块通过数据线与数显角度尺连接；所述静尺与数显角度尺的背面转动连接，且自由端与连接支架远离球面转动机构的一端连接。本发明创新的将法矢偏差转化为数显角度尺的转角，相比于非接触式的测量方式，测量结果更加稳定可靠，具有较好的实用性。

技术领域

本发明属于孔法矢精度检测的技术领域，具体涉及一种手持式的孔法矢精度检测装置及方法。

背景技术

飞机壁板中孔的法矢精度对壁板的连接质量有至关重要的影响，孔的法矢偏差不仅会导致蒙皮/桁条叠层制孔的层间毛刺及孔的错位现象，而且会导致后续的铆接成形质量不均匀，进一步降低壁板连接的强度。波音公司对钛合金螺栓连接试验表明：当紧固件沿外载荷作用方向倾斜角度大于2°时，疲劳寿命降低约47%；当倾斜角度大于5°时，疲劳寿命降低95%。

目前，国内外相关研究人员在飞机壁板自动制孔/钻铆加工过程中的法矢测量与调整技术领域做了大量的研究工作。如基于点激光位移传感器、线激光位移传感器、3D激光扫描、结构光的法矢测量方法，以及基于专用的刀具姿态调整机构、基于机床/机器人运动学的法矢姿态调整算法等来保证制孔法矢精度。然而由于法矢测量误差、机床误差、工件变形误差等因素的影响，制孔的法矢精度无法得到有效保证，仍需要在制孔后对孔的法矢精度进行检测。但在飞机壁板的实际装配现场，目前无法对制孔后的法矢精度进行有效评价，缺乏一种手持式的孔法矢精度检测装置及方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种手持式的孔法矢精度检测装置及方法，旨在解决上述问题。本发明能够有效地检测飞机壁板中已加工孔的法矢偏差，保证制孔法矢精度，同时为飞机部件装配过程中的制孔工艺优化提供便利。

本发明主要通过以下技术方案实现：

一种手持式的孔法矢精度检测装置及方法，包括数显角度尺、旋转动尺、静尺、控制显示模块、横向转动机构、轴承芯轴、球面转动机构、弹性定位机构；所述数显角度尺的底部设置有旋转动尺，且旋转动尺的底部与横向转动机构固定连接；所述轴承芯轴的顶部与横向转动机构横向转动连接，且底部穿过球面转动机构的球面轴承并与弹性定位机构连接；所述球面转动机构的外侧通过连接支架与控制显示模块连接，所述控制显示模块通过数据线与数显角度尺连接；所述静尺与数显角度尺的背面转动连接，且自由端与连接支架远离球面转动机构的一端连接。

为了更好地实现本发明，进一步地，所述横向转动机构包括推力球轴承座、推力球轴承，所述轴承芯轴的顶部伸入推力球轴承座，且轴承芯轴的顶部与推力球轴承座之间设置有推力球轴承；所述推力球轴承的上座圈与推力球轴承座同轴安装，且下座圈与轴承芯轴的上端面同轴安装。

为了更好地实现本发明，进一步地，所述球面转动机构包括球面轴承安装座、球面轴承，所述球面轴承包括从内至外依次设置且相互转动连接的球面内圈、轴承外圈，所述轴承芯轴的底部穿过球面轴承的球面内圈并与弹性定位机构连接，所述球面轴承的轴承外圈安装在球面轴承安装座内。

为了更好地实现本发明，进一步地，所述弹性定位机构包括导向限位套、锥形轴止推弹簧、锥形轴，所述导向限位套的顶部与轴承芯轴螺纹连接，且底部滑动安装有锥形轴，所述导向限位套与锥形轴之间设置有锥形轴止推弹簧；被测孔内设置有与锥形轴对应的锥形弹簧套。

为了更好地实现本发明，进一步地，所述导向限位套的底部设置有安装腔，所述安装腔的两侧侧壁开设有滑动槽，所述锥形轴的顶部设置有限位销，所述限位销的两端分别伸入滑动槽并与滑动槽滑动连接；所述限位销与安装腔之间设置有锥形轴止推弹簧。