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专利名称：一种空间管路偏差加载与视觉检测装置及使用方法

专利类型：发明专利

专利申请号：CN202411078582.5

专利申请（专利权）人：东北大学
权利人地址：辽宁省沈阳市和平区文化路3号巷11号

专利发明（设计）人：姜金德,张旭方,曾毅,曾弋镔,李帅凯

专利摘要：一种空间管路偏差加载与视觉检测装置及使用方法，属于力学试验技术领域，装置包括框架支撑组件、X向偏差加载组件、Y向偏差加载组件、Z向偏差加载组件、管路装配组件、视觉检测组件、模拟机匣及空间管路；将空间管路通过管路装配组件安装到偏差加载组件与模拟机匣之间，通过偏差加载组件对空间管路进行任意空间方向上偏差加载，通过视觉检测组件以非接触方式对偏差加载后的空间管路开展变形及应变应力测量。本发明的空间管路偏差加载与视觉检测装置及使用方法，能够实现空间管路的三维立体偏差加载，同时采用非接触式的全局视觉测量手段，能够更加真实的反映管路在航空发动机外部系统的受力情况，对提高航空发动机运行可靠性具有重要意义。

主权利要求：
1.一种空间管路偏差加载与视觉检测装置，其特征在于：包括框架支撑组件、X向偏差加载组件、Y向偏差加载组件、Z向偏差加载组件、管路装配组件、视觉检测组件、模拟机匣及空间管路；所述X向偏差加载组件和模拟机匣并列设置在框架支撑组件下部；所述Y向偏差加载组件设置在X向偏差加载组件上方；所述Z向偏差加载组件设置在Y向偏差加载组件上方；所述空间管路通过管路装配组件设置在模拟机匣与Z向偏差加载组件之间；所述视觉检测组件位于模拟机匣及空间管路上方且设置在框架支撑组件上部；
所述框架支撑组件包括支撑基板、支撑立柱、支撑横梁及支撑纵梁；所述支撑基板水平设置，所述支撑立柱竖直固装在支撑基板上表面；所述支撑横梁水平固装在支撑立柱顶端；
所述支撑纵梁水平固装在支撑立柱顶端，支撑纵梁与支撑横梁垂直分布；
所述X向偏差加载组件包括X向底板、X向加载电机、X向减速器、X向丝杠、X向丝母、X向导轨及X向滑块；所述X向底板水平固装在支撑基板上表面；所述X向加载电机和X向减速器水平固装在X向底板上表面，X向加载电机的电机轴与X向减速器的动力输入轴同轴固连；所述X向丝杠水平设置在X向底板上方，X向丝杠两端通过X向轴承座与X向底板转动连接；所述X向减速器的动力输出轴通过X向联轴器与X向丝杠同轴固连；所述X向丝母套装在X向丝杠上；所述X向导轨采用平行双轨结构，X向导轨水平固装在X向底板上表面，X向导轨与X向丝杠平行分布，两条X向导轨对称分布在X向丝杠两侧；所述X向滑块安装在X向导轨上；
所述Y向偏差加载组件包括Y向底板、Y向加载电机、Y向减速器、Y向丝杠、Y向丝母、Y向导轨及Y向滑块；所述Y向底板水平设置；所述X向丝母和X向滑块与Y向底板下表面固定连接，在Y向底板下表面与X向底板上表面之间安装有X向磁栅尺；所述Y向加载电机和Y向减速器水平固装在Y向底板上表面，Y向加载电机的电机轴与Y向减速器的动力输入轴同轴固连；
所述Y向丝杠水平设置在Y向底板上方，Y向丝杠与X向丝杠垂直分布，Y向丝杠两端通过Y向轴承座与Y向底板转动连接；所述Y向减速器的动力输出轴通过Y向联轴器与Y向丝杠同轴固连；所述Y向丝母套装在Y向丝杠上；所述Y向导轨采用平行双轨结构，Y向导轨水平固装在Y向底板上表面，Y向导轨与Y向丝杠平行分布，两条Y向导轨对称分布在Y向丝杠两侧；所述Y向滑块安装在Y向导轨上；
所述Z向偏差加载组件包括Z向支架、Z向加载电机、双出杆换向齿轮箱及升降执行机构；所述Z向支架采用U形结构，Z向支架的两条U形支臂板竖直朝上设置，Z向支架的U形底座板水平设置；所述Y向丝母和Y向滑块与Z向支架的U形底座板下表面固定连接，在Z向支架的U形底座板下表面与Y向底板之间安装有Y向磁栅尺；所述Z向加载电机和双出杆换向齿轮箱水平固装在Z向支架的U形底座板上表面，Z向加载电机的电机轴与双出杆换向齿轮箱的动力输出轴同轴固连；所述升降执行机构数量为两套，两套升降执行机构对称安装在Z向支架的两条U形支臂板内表面；所述升降执行机构包括Z向减速器、Z向丝杠、Z向丝母、Z向导轨及Z向滑块；所述Z向减速器竖直固装在Z向支架上，Z向减速器的动力输入轴通过Z向联轴器与双出杆换向齿轮箱的动力输出轴同轴固连；所述Z向丝杠竖直设置在Z向支架的U形支臂板内表面，Z向丝杠与Y向丝杠和X向丝杠垂直分布，Z向丝杠两端通过Z向轴承座与Z向支架的U形支臂板转动连接；所述Z向减速器的动力输出轴与Z向丝杠同轴固连；所述Z向丝母套装在Z向丝杠上；所述Z向导轨采用平行双轨结构，Z向导轨竖直固装在Z向支架的U形支臂板内表面，Z向导轨与Z向丝杠平行分布，两条Z向导轨对称分布在Z向丝杠两侧；所述Z向滑块安装在Z向导轨上；
所述视觉检测组件包括视觉测量仪、X向调姿机构及Y向调姿机构；所述X向调姿机构设置在支撑纵梁上；所述Y向调姿机构设置在X向调姿机构上；所述视觉测量仪设置在Y向调姿机构上；所述X向调姿机构包括X向调姿电机、齿轮、齿条、X向调姿导轨、X向调姿滑块及X向调姿滑台板；所述X向调姿导轨采用平行双轨结构，X向调姿导轨水平固装在支撑纵梁上表面；所述齿条水平固装在支撑纵梁上表面，齿条与X向调姿导轨平行分布；所述X向调姿滑块安装在X向调姿导轨上，所述X向调姿滑台板水平固装在X向调姿滑块上；所述X向调姿电机水平固装在X向调姿滑台板上表面；所述齿轮同轴固装在X向调姿电机的电机轴上，齿轮与齿条相啮合；所述Y向调姿机构包括Y向调姿电机、主动带轮、从动带轮、同步带、转接块、Y向调姿导轨及Y向调姿滑块；所述Y向调姿导轨水平固装在X向调姿滑台板下表面，Y向调姿导轨与X向调姿导轨垂直分布；所述Y向调姿滑块安装在Y向调姿导轨上，所述视觉测量仪固定安装在Y向调姿滑块上；所述Y向调姿电机水平固装在X向调姿滑台板下表面且位于Y向调姿导轨一端；所述主动带轮同轴固装在Y向调姿电机的电机轴上；所述从动带轮设置在X向调姿滑台板下表面且位于Y向调姿导轨另一端；所述同步带传动连接在主动带轮与从动带轮之间，同步带与视觉测量仪之间通过转接块固定连接。
2.根据权利要求1所述的一种空间管路偏差加载与视觉检测装置，其特征在于：所述管路装配组件包括加载端支架、加载端支座、机匣端转接板、机匣端支座及管路支撑机构；所述加载端支架采用U形结构，加载端支架的两条U形支臂板竖直朝上设置，加载端支架的U形底座板水平设置；所述Z向丝母和Z向滑块与加载端支架的U形支臂板外表面固定连接，在加载端支架的U形支臂板外表面与Z向支架的U形支臂板内表面安装有Z向磁栅尺；所述加载端支座水平固装在加载端支架的U形底座板上表面；所述机匣端转接板固定安装在模拟机匣外表面；所述机匣端支座固定安装在机匣端转接板外表面；所述空间管路一端通过加载端快换接头与加载端支座固定连接，空间管路另一端通过机匣端快换接头与机匣端支座固定连接，空间管路的管体通过管路支撑机构与模拟机匣外表面固定连接；所述管路支撑机构包括管路支撑底座、管路支撑转接座及管路卡箍；所述管路支撑底座采用L形结构，管路支撑底座的一条L形支臂板固定安装在模拟机匣外表面，在管路支撑底座的另一条L形支臂板上开设有两条平行的第一腰型孔；所述管路支撑转接座采用L形结构，在管路支撑转接座的一条L形支臂板上开设有一条第二腰型孔，第二腰型孔与第一腰型孔交叉分布，在第二腰型孔与第一腰型孔之间安装有转接螺栓；所述管路卡箍安装在管路支撑转接座的另一条L形支臂板外表面，所述空间管路的管体固定装夹在管路卡箍内。
3.一种空间管路偏差加载与视觉检测装置的使用方法，采用了权利要求2所述的空间管路偏差加载与视觉检测装置，其特征在于，包括如下步骤：
步骤一：选定待测试的空间管路，将空间管路的一端通过机匣端快换接头固定连接到机匣端支座上，将空间管路的另一端通过加载端快换接头固定连接到加载端支座上，将空间管路的管体固定到管路卡箍上，此时空间管路完成安装固定；
步骤二：启动X向加载电机、Y向加载电机、Z向加载电机中的任意一台、任意两台或者全部三台，用以模拟空间管路在任意空间方向上的偏差加载；
步骤三：启动X向调姿电机、Y向调姿电机中的任意一台或全部两台，用以控制视觉测量仪在水平面内任意方向上的移动，同时启动视觉测量仪，通过视觉测量仪以非接触方式对偏差加载后的空间管路开展变形及应变应力测量。 说明书 : 一种空间管路偏差加载与视觉检测装置及使用方法技术领域[0001] 本发明属于力学试验技术领域，特别是涉及一种空间管路偏差加载与视觉检测装置及使用方法。背景技术[0002] 在航空发动机外部系统中，主要通过金属管路输送滑油、燃油和液压油等流体介质，不仅为航空发动机组织燃烧、传动润滑、状态检测提供核心功能保障，而且是联结飞行员操作指令和内部做功部件的物理桥梁。[0003] 然而，受空间布局局限性的影响，航空发动机外部管路系统具有管路数量多、空间构型复杂、载荷叠加等特点，并且会在管路接头附近产生较大安装应力，同时还会叠加系统基础激励和内部流体压力脉动等影响因素，容易造成管路渗漏甚至断裂事故，成为制约航空发动机运行可靠性的关键因素。因此，开展航空发动机外部管路载荷和应变检测研究十分必要。[0004] 目前，航空发动机外部管路载荷研究多属于二维平面偏差加载，鲜有三维立体偏差加载的报道，并且检测方式多以接触式离散点的局部测量为主，因此不能真实反映管路在航空发动机外部系统的受力情况。发明内容[0005] 针对现有技术存在的问题，本发明提供一种空间管路偏差加载与视觉检测装置及使用方法，能够实现空间管路的三维立体偏差加载，同时采用非接触式的全局视觉测量手段，能够更加真实的反映管路在航空发动机外部系统的受力情况，对提高航空发动机运行可靠性具有重要意义。[0006] 为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种空间管路偏差加载与视觉检测装置，包括框架支撑组件、X向偏差加载组件、Y向偏差加载组件、Z向偏差加载组件、管路装配组件、视觉检测组件、模拟机匣及空间管路；所述X向偏差加载组件和模拟机匣并列设置在框架支撑组件下部；所述Y向偏差加载组件设置在X向偏差加载组件上方；所述Z向偏差加载组件设置在Y向偏差加载组件上方；所述空间管路通过管路装配组件设置在模拟机匣与Z向偏差加载组件之间；所述视觉检测组件位于模拟机匣及空间管路上方且设置在框架支撑组件上部。[0007] 所述框架支撑组件包括支撑基板、支撑立柱、支撑横梁及支撑纵梁；所述支撑基板水平设置，所述支撑立柱竖直固装在支撑基板上表面；所述支撑横梁水平固装在支撑立柱顶端；所述支撑纵梁水平固装在支撑立柱顶端，支撑纵梁与支撑横梁垂直分布。[0008] 所述X向偏差加载组件包括X向底板、X向加载电机、X向减速器、X向丝杠、X向丝母、X向导轨及X向滑块；所述X向底板水平固装在支撑基板上表面；所述X向加载电机和X向减速器水平固装在X向底板上表面，X向加载电机的电机轴与X向减速器的动力输入轴同轴固连；所述X向丝杠水平设置在X向底板上方，X向丝杠两端通过X向轴承座与X向底板转动连接；所述X向减速器的动力输出轴通过X向联轴器与X向丝杠同轴固连；所述X向丝母套装在X向丝杠上；所述X向导轨采用平行双轨结构，X向导轨水平固装在X向底板上表面，X向导轨与X向丝杠平行分布，两条X向导轨对称分布在X向丝杠两侧；所述X向滑块安装在X向导轨上。[0009] 所述Y向偏差加载组件包括Y向底板、Y向加载电机、Y向减速器、Y向丝杠、Y向丝母、Y向导轨及Y向滑块；所述Y向底板水平设置；所述X向丝母和X向滑块与Y向底板下表面固定连接，在Y向底板下表面与X向底板上表面之间安装有X向磁栅尺；所述Y向加载电机和Y向减速器水平固装在Y向底板上表面，Y向加载电机的电机轴与Y向减速器的动力输入轴同轴固连；所述Y向丝杠水平设置在Y向底板上方，Y向丝杠与X向丝杠垂直分布，Y向丝杠两端通过Y向轴承座与Y向底板转动连接；所述Y向减速器的动力输出轴通过Y向联轴器与Y向丝杠同轴固连；所述Y向丝母套装在Y向丝杠上；所述Y向导轨采用平行双轨结构，Y向导轨水平固装在Y向底板上表面，Y向导轨与Y向丝杠平行分布，两条Y向导轨对称分布在Y向丝杠两侧；所述Y向滑块安装在Y向导轨上。[0010] 所述Z向偏差加载组件包括Z向支架、Z向加载电机、双出杆换向齿轮箱及升降执行机构；所述Z向支架采用U形结构，Z向支架的两条U形支臂板竖直朝上设置，Z向支架的U形底座板水平设置；所述Y向丝母和Y向滑块与Z向支架的U形底座板下表面固定连接，在Z向支架的U形底座板下表面与Y向底板之间安装有Y向磁栅尺；所述Z向加载电机和双出杆换向齿轮箱水平固装在Z向支架的U形底座板上表面，Z向加载电机的电机轴与双出杆换向齿轮箱的动力输出轴同轴固连；所述升降执行机构数量为两套，两套升降执行机构对称安装在Z向支架的两条U形支臂板内表面；所述升降执行机构包括Z向减速器、Z向丝杠、Z向丝母、Z向导轨及Z向滑块；所述Z向减速器竖直固装在Z向支架上，Z向减速器的动力输入轴通过Z向联轴器与双出杆换向齿轮箱的动力输出轴同轴固连；所述Z向丝杠竖直设置在Z向支架的U形支臂板内表面，Z向丝杠与Y向丝杠和X向丝杠垂直分布，Z向丝杠两端通过Z向轴承座与Z向支架的U形支臂板转动连接；所述Z向减速器的动力输出轴与Z向丝杠同轴固连；所述Z向丝母套装在Z向丝杠上；所述Z向导轨采用平行双轨结构，Z向导轨竖直固装在Z向支架的U形支臂板内表面，Z向导轨与Z向丝杠平行分布，两条Z向导轨对称分布在Z向丝杠两侧；所述Z向滑块安装在Z向导轨上。[0011] 所述管路装配组件包括加载端支架、加载端支座、机匣端转接板、机匣端支座及管路支撑机构；所述加载端支架采用U形结构，加载端支架的两条U形支臂板竖直朝上设置，加载端支架的U形底座板水平设置；所述Z向丝母和Z向滑块与加载端支架的U形支臂板外表面固定连接，在加载端支架的U形支臂板外表面与Z向支架的U形支臂板内表面安装有Z向磁栅尺；所述加载端支座水平固装在加载端支架的U形底座板上表面；所述机匣端转接板固定安装在模拟机匣外表面；所述机匣端支座固定安装在机匣端转接板外表面；所述空间管路一端通过加载端快换接头与加载端支座固定连接，空间管路另一端通过机匣端快换接头与机匣端支座固定连接，空间管路的管体通过管路支撑机构与模拟机匣外表面固定连接；所述管路支撑机构包括管路支撑底座、管路支撑转接座及管路卡箍；所述管路支撑底座采用L形结构，管路支撑底座的一条L形支臂板固定安装在模拟机匣外表面，在管路支撑底座的另一条L形支臂板上开设有两条平行的第一腰型孔；所述管路支撑转接座采用L形结构，在管路支撑转接座的一条L形支臂板上开设有一条第二腰型孔，第二腰型孔与第一腰型孔交叉分布，在第二腰型孔与第一腰型孔之间安装有转接螺栓；所述管路卡箍安装在管路支撑转接座的另一条L形支臂板外表面，所述空间管路的管体固定装夹在管路卡箍内。[0012] 所述视觉检测组件包括视觉测量仪、X向调姿机构及Y向调姿机构；所述X向调姿机构设置在支撑纵梁上；所述Y向调姿机构设置在X向调姿机构上；所述视觉测量仪设置在Y向调姿机构上；所述X向调姿机构包括X向调姿电机、齿轮、齿条、X向调姿导轨、X向调姿滑块及X向调姿滑台板；所述X向调姿导轨采用平行双轨结构，X向调姿导轨水平固装在支撑纵梁上表面；所述齿条水平固装在支撑纵梁上表面，齿条与X向调姿导轨平行分布；所述X向调姿滑块安装在X向调姿导轨上，所述X向调姿滑台板水平固装在X向调姿滑块上；所述X向调姿电机水平固装在X向调姿滑台板上表面；所述齿轮同轴固装在X向调姿电机的电机轴上，齿轮与齿条相啮合；所述Y向调姿机构包括Y向调姿电机、主动带轮、从动带轮、同步带、转接块、Y向调姿导轨及Y向调姿滑块；所述Y向调姿导轨水平固装在X向调姿滑台板下表面，Y向调姿导轨与X向调姿导轨垂直分布；所述Y向调姿滑块安装在Y向调姿导轨上，所述视觉测量仪固定安装在Y向调姿滑块上；所述Y向调姿电机水平固装在X向调姿滑台板下表面且位于Y向调姿导轨一端；所述主动带轮同轴固装在Y向调姿电机的电机轴上；所述从动带轮设置在X向调姿滑台板下表面且位于Y向调姿导轨另一端；所述同步带传动连接在主动带轮与从动带轮之间，同步带与视觉测量仪之间通过转接块固定连接。[0013] 一种空间管路偏差加载与视觉检测装置的使用方法，包括如下步骤：[0014] 步骤一：选定待测试的空间管路，将空间管路的一端通过机匣端快换接头固定连接到机匣端支座上，将空间管路的另一端通过加载端快换接头固定连接到加载端支座上，将空间管路的管体固定到管路卡箍上，此时空间管路完成安装固定；[0015] 步骤二：启动X向加载电机、Y向加载电机、Z向加载电机中的任意一台、任意两台或者全部三台，用以模拟空间管路在任意空间方向上的偏差加载；[0016] 步骤三：启动X向调姿电机、Y向调姿电机中的任意一台或全部两台，用以控制视觉测量仪在水平面内任意方向上的移动，同时启动视觉测量仪，通过视觉测量仪以非接触方式对偏差加载后的空间管路开展变形及应变应力测量。[0017] 本发明的有益效果：[0018] 本发明的空间管路偏差加载与视觉检测装置及使用方法，能够实现空间管路的三维立体偏差加载，同时采用非接触式的全局视觉测量手段，能够更加真实的反映管路在航空发动机外部系统的受力情况，对提高航空发动机运行可靠性具有重要意义。附图说明[0019] 图1为本发明的一种空间管路偏差加载与视觉检测装置的结构示意图（视角一）；[0020] 图2为本发明的一种空间管路偏差加载与视觉检测装置的结构示意图（视角二）；[0021] 图3为本发明的X向偏差加载组件的结构示意图；[0022] 图4为本发明的Y向偏差加载组件的结构示意图；[0023] 图5为本发明的Z向偏差加载组件的结构示意图；[0024] 图6为本发明的管路装配组件中管路支撑机构的结构示意图；[0025] 图7为本发明的视觉检测组件的结构示意图；[0026] 图8为本发明的空间管路的结构示意图；[0027] 图中，1—模拟机匣，2—空间管路，3—支撑基板，4—支撑立柱，5—支撑横梁，6—支撑纵梁，7—X向底板，8—X向加载电机，9—X向减速器，10—X向丝杠，11—X向丝母，12—X向导轨，13—X向滑块，14—X向轴承座，15—X向联轴器，16—Y向底板，17—Y向加载电机，18—Y向减速器，19—Y向丝杠，20—Y向丝母，21—Y向导轨，22—Y向滑块，23—X向磁栅尺，24—Y向轴承座，25—Y向联轴器，26—Z向支架，27—Z向加载电机，28—双出杆换向齿轮箱，29—Y向磁栅尺，30—Z向减速器，31—Z向丝杠，32—Z向导轨，33—Z向滑块，34—Z向联轴器，35—Z向轴承座，36—加载端支架，37—加载端支座，38—机匣端转接板，39—机匣端支座，40—Z向磁栅尺，41—加载端快换接头，42—机匣端快换接头，43—管路支撑底座，44—管路支撑转接座，45—管路卡箍，46—第一腰型孔，47—第二腰型孔，48—转接螺栓，49—视觉测量仪，50—X向调姿电机，51—齿轮，52—齿条，53—X向调姿导轨，54—X向调姿滑块，55—X向调姿滑台板，56—Y向调姿电机，57—主动带轮，58—从动带轮，59—同步带，60—转接块，61—Y向调姿导轨，62—Y向调姿滑块。具体实施方式[0028] 下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步的详细说明。[0029] 如图1～图8所示，一种空间管路偏差加载与视觉检测装置，包括框架支撑组件、X向偏差加载组件、Y向偏差加载组件、Z向偏差加载组件、管路装配组件、视觉检测组件、模拟机匣1及空间管路2；所述X向偏差加载组件和模拟机匣1并列设置在框架支撑组件下部；所述Y向偏差加载组件设置在X向偏差加载组件上方；所述Z向偏差加载组件设置在Y向偏差加载组件上方；所述空间管路2通过管路装配组件设置在模拟机匣1与Z向偏差加载组件之间；所述视觉检测组件位于模拟机匣1及空间管路2上方且设置在框架支撑组件上部。[0030] 所述框架支撑组件包括支撑基板3、支撑立柱4、支撑横梁5及支撑纵梁6；所述支撑基板3水平设置，所述支撑立柱4竖直固装在支撑基板3上表面；所述支撑横梁5水平固装在支撑立柱4顶端；所述支撑纵梁6水平固装在支撑立柱4顶端，支撑纵梁6与支撑横梁5垂直分布。[0031] 所述X向偏差加载组件包括X向底板7、X向加载电机8、X向减速器9、X向丝杠10、X向丝母11、X向导轨12及X向滑块13；所述X向底板7水平固装在支撑基板3上表面；所述X向加载电机8和X向减速器9水平固装在X向底板7上表面，X向加载电机8的电机轴与X向减速器9的动力输入轴同轴固连；所述X向丝杠10水平设置在X向底板7上方，X向丝杠10两端通过X向轴承座14与X向底板7转动连接；所述X向减速器9的动力输出轴通过X向联轴器15与X向丝杠10同轴固连；所述X向丝母11套装在X向丝杠10上；所述X向导轨12采用平行双轨结构，X向导轨12水平固装在X向底板7上表面，X向导轨12与X向丝杠10平行分布，两条X向导轨12对称分布在X向丝杠10两侧；所述X向滑块13安装在X向导轨12上。[0032] X向偏差加载组件的工作原理为：当X向加载电机8启动后，会依次通过X向减速器9和X向联轴器15带动X向丝杠10转动，X向丝杠10的旋转运动会同步转换为X向丝母11的直线运动，X向丝母11会带动Y向底板16同步移动，Y向底板16会带动X向滑块13沿着X向导轨12同步随动。[0033] 所述Y向偏差加载组件包括Y向底板16、Y向加载电机17、Y向减速器18、Y向丝杠19、Y向丝母20、Y向导轨21及Y向滑块22；所述Y向底板16水平设置；所述X向丝母11和X向滑块13与Y向底板16下表面固定连接，在Y向底板16下表面与X向底板7上表面之间安装有X向磁栅尺23；所述Y向加载电机17和Y向减速器18水平固装在Y向底板16上表面，Y向加载电机17的电机轴与Y向减速器18的动力输入轴同轴固连；所述Y向丝杠19水平设置在Y向底板16上方，Y向丝杠19与X向丝杠10垂直分布，Y向丝杠19两端通过Y向轴承座24与Y向底板16转动连接；所述Y向减速器18的动力输出轴通过Y向联轴器25与Y向丝杠19同轴固连；所述Y向丝母20套装在Y向丝杠19上；所述Y向导轨21采用平行双轨结构，Y向导轨21水平固装在Y向底板16上表面，Y向导轨21与Y向丝杠19平行分布，两条Y向导轨21对称分布在Y向丝杠19两侧；所述Y向滑块22安装在Y向导轨21上。[0034] Y向偏差加载组件的工作原理为：当Y向加载电机17启动后，会依次通过Y向减速器18和Y向联轴器25带动Y向丝杠19转动，Y向丝杠19的旋转运动会同步转换为Y向丝母20的直线运动，Y向丝杠19会带动Z向支架26同步移动，Z向支架26会带动Y向滑块22沿着Y向导轨21同步随动。[0035] 所述Z向偏差加载组件包括Z向支架26、Z向加载电机27、双出杆换向齿轮箱28及升降执行机构；所述Z向支架26采用U形结构，Z向支架26的两条U形支臂板竖直朝上设置，Z向支架26的U形底座板水平设置；所述Y向丝母20和Y向滑块22与Z向支架26的U形底座板下表面固定连接，在Z向支架26的U形底座板下表面与Y向底板16之间安装有Y向磁栅尺29；所述Z向加载电机27和双出杆换向齿轮箱28水平固装在Z向支架26的U形底座板上表面，Z向加载电机27的电机轴与双出杆换向齿轮箱28的动力输出轴同轴固连；所述升降执行机构数量为两套，两套升降执行机构对称安装在Z向支架26的两条U形支臂板内表面；所述升降执行机构包括Z向减速器30、Z向丝杠31、Z向丝母、Z向导轨32及Z向滑块33；所述Z向减速器30竖直固装在Z向支架26上，Z向减速器30的动力输入轴通过Z向联轴器34与双出杆换向齿轮箱28的动力输出轴同轴固连；所述Z向丝杠31竖直设置在Z向支架26的U形支臂板内表面，Z向丝杠31与Y向丝杠19和X向丝杠10垂直分布，Z向丝杠31两端通过Z向轴承座35与Z向支架26的U形支臂板转动连接；所述Z向减速器30的动力输出轴与Z向丝杠31同轴固连；所述Z向丝母套装在Z向丝杠31上；所述Z向导轨32采用平行双轨结构，Z向导轨32竖直固装在Z向支架26的U形支臂板内表面，Z向导轨32与Z向丝杠31平行分布，两条Z向导轨32对称分布在Z向丝杠31两侧；所述Z向滑块33安装在Z向导轨32上。[0036] Z向偏差加载组件的工作原理为：当Z向加载电机27启动后，会依次通过双出杆换向齿轮箱28、Z向联轴器34和Z向减速器30带动Z向丝杠31转动，Z向丝杠31的旋转运动会同步转换为Z向丝母的直线运动，Z向丝母会带动加载端支架36同步移动，加载端支架36会带动Z向滑块33沿着Z向导轨32同步随动。[0037] 所述管路装配组件包括加载端支架36、加载端支座37、机匣端转接板38、机匣端支座39及管路支撑机构；所述加载端支架36采用U形结构，加载端支架36的两条U形支臂板竖直朝上设置，加载端支架36的U形底座板水平设置；所述Z向丝母和Z向滑块33与加载端支架36的U形支臂板外表面固定连接，在加载端支架36的U形支臂板外表面与Z向支架26的U形支臂板内表面安装有Z向磁栅尺40；所述加载端支座37水平固装在加载端支架36的U形底座板上表面；所述机匣端转接板38固定安装在模拟机匣1外表面；所述机匣端支座39固定安装在机匣端转接板38外表面；所述空间管路2一端通过加载端快换接头41与加载端支座37固定连接，空间管路2另一端通过机匣端快换接头42与机匣端支座39固定连接，空间管路2的管体通过管路支撑机构与模拟机匣1外表面固定连接；所述管路支撑机构包括管路支撑底座43、管路支撑转接座44及管路卡箍45；所述管路支撑底座43采用L形结构，管路支撑底座43的一条L形支臂板固定安装在模拟机匣1外表面，在管路支撑底座43的另一条L形支臂板上开设有两条平行的第一腰型孔46；所述管路支撑转接座44采用L形结构，在管路支撑转接座44的一条L形支臂板上开设有一条第二腰型孔47，第二腰型孔47与第一腰型孔46交叉分布，在第二腰型孔47与第一腰型孔46之间安装有转接螺栓48；所述管路卡箍45安装在管路支撑转接座44的另一条L形支臂板外表面，所述空间管路2的管体固定装夹在管路卡箍45内。[0038] 管路装配组件的工作原理为：加载端快换接头41可以快速连接在加载端支架36上，加载端支架36上设有若干尺寸不同的转接孔，加载端快换接头41可以与不同的转接孔进行固定，空间管路2一端可以实现固定位置的调节；机匣端转接板38可以固定安装在模拟机匣1的任意位置处，机匣端支座39上也设有转接孔，机匣端快换接头42通过转接孔与机匣端支座39快速固定连接，通过调节机匣端转接板38在模拟机匣1上的安装位置，可实现空间管路2另一端固定位置的调节；管路支撑底座43可以固定安装在模拟机匣1的任意位置处，管路支撑转接座44可以借助第一腰型孔46、第二腰型孔47和转接螺栓48的配合实现在管路支撑底座43上的位置调节，空间管路2可以通过管路卡箍45进行最终的位置固定。[0039] 所述视觉检测组件包括视觉测量仪49、X向调姿机构及Y向调姿机构；所述X向调姿机构设置在支撑纵梁6上；所述Y向调姿机构设置在X向调姿机构上；所述视觉测量仪49设置在Y向调姿机构上；所述X向调姿机构包括X向调姿电机50、齿轮51、齿条52、X向调姿导轨53、X向调姿滑块54及X向调姿滑台板55；所述X向调姿导轨53采用平行双轨结构，X向调姿导轨53水平固装在支撑纵梁6上表面；所述齿条52水平固装在支撑纵梁6上表面，齿条52与X向调姿导轨53平行分布；所述X向调姿滑块54安装在X向调姿导轨53上，所述X向调姿滑台板55水平固装在X向调姿滑块54上；所述X向调姿电机50水平固装在X向调姿滑台板55上表面；所述齿轮51同轴固装在X向调姿电机50的电机轴上，齿轮51与齿条52相啮合；所述Y向调姿机构包括Y向调姿电机56、主动带轮57、从动带轮58、同步带59、转接块60、Y向调姿导轨61及Y向调姿滑块62；所述Y向调姿导轨61水平固装在X向调姿滑台板55下表面，Y向调姿导轨61与X向调姿导轨53垂直分布；所述Y向调姿滑块62安装在Y向调姿导轨61上，所述视觉测量仪49固定安装在Y向调姿滑块62上；所述Y向调姿电机56水平固装在X向调姿滑台板55下表面且位于Y向调姿导轨61一端；所述主动带轮57同轴固装在Y向调姿电机56的电机轴上；所述从动带轮58设置在X向调姿滑台板55下表面且位于Y向调姿导轨61另一端；所述同步带59传动连接在主动带轮57与从动带轮58之间，同步带59与视觉测量仪49之间通过转接块60固定连接。[0040] 视觉检测组件的工作原理为：在X向调姿电机50启动后，会带动齿轮51转动，由于齿轮51与齿条52啮合，且齿条52固定不动，因此齿轮51的旋转运动会转换为其沿着齿条52的滚转运动，同时齿轮51相对于齿条52产生直线位移，在齿轮51沿着齿条52进行直线位移的过程中，会同步带动X向调姿电机50、X向调姿滑台板55及X向调姿滑块54沿着X向调姿导轨53进行直线移动；当Y向调姿电机56启动后，会带动主动带轮57转动，转动的主动带轮57会带动同步带59运动，从动带轮58会由同步带59带动进行随动旋转，在同步带59运动过程中，还会带动转接块60及Y向调姿滑块62沿着Y向调姿导轨61进行直线移动，视觉测量仪49会跟随转接块60进行同步移动。[0041] 一种空间管路偏差加载与视觉检测装置的使用方法，包括如下步骤：[0042] 步骤一：选定待测试的空间管路2，将空间管路2的一端通过机匣端快换接头42固定连接到机匣端支座39上，将空间管路2的另一端通过加载端快换接头41固定连接到加载端支座上，将空间管路2的管体固定到管路卡箍45上，此时空间管路2完成安装固定；[0043] 步骤二：启动X向加载电机8、Y向加载电机17、Z向加载电机27中的任意一台、任意两台或者全部三台，用以模拟空间管路2在任意空间方向上的偏差加载；[0044] 步骤三：启动X向调姿电机50、Y向调姿电机56中的任意一台或全部两台，用以控制视觉测量仪49在水平面内任意方向上的移动，同时启动视觉测量仪49，通过视觉测量仪49以非接触方式对偏差加载后的空间管路2开展变形及应变应力测量。[0045] 实施例中的方案并非用以限制本发明的保护范围，凡未脱离本发明所为的等效实施或变更，均包含于本发明的保护范围中。

专利地区：辽宁

专利申请日期：2024-08-07

专利公开日期：2024-11-29

专利公告号：CN118603724B