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HandySCAN Black對航天器跨艙對接波導(dǎo)組件位姿測量方法
客戶問題
波導(dǎo)組件是航天器高頻信號傳輸系統(tǒng)的重要組成 部分 ，在航天器總裝過程中，都會(huì)涉及波導(dǎo)組件的安裝及對接操作，波導(dǎo)組件按星上布置可分為艙內(nèi)波 導(dǎo)和艙外波導(dǎo)，艙內(nèi)波導(dǎo)負(fù)責(zé)將艙內(nèi)設(shè)備波導(dǎo)口引出至艙外，艙外波導(dǎo)負(fù)責(zé)連接艙內(nèi)波導(dǎo)和艙外天線，由于 缺乏的波導(dǎo)對接口位姿測量手段，艙外天線波導(dǎo) 組件和艙內(nèi)波導(dǎo)組件的對接一般是通過試裝進(jìn)行匹配 對接，某些航天器型號由于艙內(nèi)波導(dǎo)組件安裝路徑長 帶來的累積誤差會(huì)導(dǎo)致出艙波導(dǎo)對接口位姿和理論值 偏差較大，由于波導(dǎo)長度原因艙外天線的波導(dǎo)組件無 法通過調(diào)整環(huán)節(jié)匹配對接，艙內(nèi)波導(dǎo)組件只能重新調(diào) 整安裝。由于航天器構(gòu)形約束，重新調(diào)整艙內(nèi)波導(dǎo)組 件可能導(dǎo)致大量的總裝關(guān)鍵操作，如做好調(diào)整標(biāo)記后 使用吊具拆下天線、使用架車與外板對接并翻轉(zhuǎn)外板 到水平狀態(tài)重新調(diào)整波導(dǎo)，使用翻轉(zhuǎn)架車安裝外板、推 離架車后使用吊具安裝天線并重新安裝艙外波導(dǎo)，大 大增加了航天器總裝操作風(fēng)險(xiǎn)。因此需要研究一種高 效便捷的航天器跨艙對接波導(dǎo)組件位姿測量技術(shù)，實(shí) 現(xiàn)跨艙波導(dǎo)組件在結(jié)構(gòu)艙板合艙前一次安裝到位，優(yōu) 化總裝流程，提高總裝效率。
解決問題
由于波導(dǎo)組件對接面及波導(dǎo)表面安裝漆的敏感 性，跨艙對接波導(dǎo)組件位姿測量方法優(yōu)先采用光學(xué)非 接觸三維測量方法，常用的光學(xué)非接觸測量方法主要 包括相干光源干涉法、激光雷達(dá)成像法、被動(dòng)立體視覺 測量法和主動(dòng)式結(jié)構(gòu)光測量法 。相干光源干涉法 系統(tǒng)搭建復(fù)雜，不適合工業(yè)在線制造過程中的快速測 量；激光雷達(dá)測量精度較高但測量設(shè)備測試過程中不 能移動(dòng)，存在由于特殊工況無法觀察到目標(biāo)特征的問 題；被動(dòng)立體視覺攝影測量常需在測量目標(biāo)上粘貼特 征點(diǎn)；主動(dòng)結(jié)構(gòu)光測量法通過向被測對象投影激光條 并通過攝像機(jī)對被測物體進(jìn)行測量。針對波導(dǎo)組件位 姿測量工況，更適合使用手持式便攜測量設(shè)備。
下面介紹便攜式測量設(shè)備HandySCAN Black掃描儀的使用方法。
HandySCAN Black掃描儀的三角測距法的測量原理
工作流程
對數(shù)據(jù)進(jìn)行采集
艙板平面及孔特征提取
跨艙對接波導(dǎo)法蘭CAD數(shù)據(jù)圖
調(diào)整前的波導(dǎo)對接法蘭位置偏差
調(diào)整前的波導(dǎo)對接法蘭位置偏差
HandySCAN 3D 激光掃描儀的三大特點(diǎn)
1、TRUaccuracy實(shí)際操作條件下的測量
• 實(shí)際操作條件下的高性：無論環(huán)境條件、部件設(shè)置和用戶情況如何，都能實(shí)現(xiàn)高性。
• 自定位：是一個(gè)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，也是其自身的定位系統(tǒng)；無需配備外部跟蹤或定位設(shè)備，使用三角測量法來實(shí)時(shí)確定自身與被掃描部件的相對位置。
2、TRUportability隨時(shí)隨地享有 3D 掃描
• 獨(dú)立設(shè)備：無需外部定位系統(tǒng)，也無需使用測量臂、三角架或夾具。
• 便攜式掃描：適應(yīng)各種場所，并且可以在內(nèi)部或現(xiàn)場使用。
• 輕巧：重量不到 1 千克。
• 便攜：可裝入隨身攜帶的手提箱。
• 可在狹小空間內(nèi)輕松使用。
3、TRUsimplicity超級簡單的 3D 掃描流程
• 用戶友好：無論用戶的經(jīng)驗(yàn)水平如何，都能在短時(shí)間內(nèi)學(xué)習(xí)掌握。
• 快速安裝：能在 2 分鐘內(nèi)啟動(dòng)并運(yùn)行。
• 直接網(wǎng)格輸出：無需執(zhí)行復(fù)雜的對齊或點(diǎn)云處理。
• 實(shí)時(shí)可視化：可以在計(jì)算機(jī)屏幕上看到自己正在執(zhí)行的操作，以及還需要執(zhí)行哪些操作。
• 多功能：幾乎無限制的 3D 掃描——不受部件尺寸大小、復(fù)雜程度、原料材質(zhì)或顏色的影響。
----------------------------------來源于張 偉，楊再華，穆遠(yuǎn)東，張延磊，徐波濤的論文