一种手持式飞机铆钉平面齐平度检测装置和检测方法

技术领域

本发明涉及三维数字化检测领域，具体涉及一种手持式飞机铆钉平面齐平度检测装置和检测方法。

背景技术

铆钉是一类由头部和钉杆构成的紧固件，利用自身形变对两个带通孔的零件进行紧固。在飞机制造过程中，铆接是一种极为重要的工艺方法，仅飞机蒙皮安装这一环节就需要用到数量极大的铆钉。因而在铆接工序完成后，检查铆钉与零件外表面是否平齐是一项极为繁重的工作。

现有检测手段是利用百分表进行纯手工检测和记录，具体方法是将一个有三个等高稳定支脚的卡盘安装在百分表上，稳定支脚接触在零件外表面上，将百分表的触头分别触测铆钉钉头和零件外表面，判断两个读数的差值是否在齐平度公差要求范围内，从而得出齐平度是否合格的结论。

现有检测手段的问题在于检测效率低和检测结果可靠性差。效率低表现在由于每个零件表面的铆钉数量较多，每个铆钉均需两次手工检测并读数，工作量十分繁重且低效；结果可靠性差表现在由于是指针表盘，大量的人工读数引入了较为明显的人为误差，估读和误读都是可以影响结论的因素。

所以现有技术中需要解决的技术问题主要有以下三点：

(1)没有系统指导检测，会存在漏检或检测顺序混乱导致报告有遗漏内容的情况；

(2)大量的人工读数会引入较多的人为误差，影响检测结果的准确性；

(3)在判断齐平度时，需要人工记录并分析大量的检测数据，效率较低。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种手持式飞机铆钉平面齐平度检测装置和检测方法。

一种手持式飞机铆钉平面齐平度检测装置，其特征在于，所述的检测装置是一个手持枪形结构，含有检测端头、壳体、检测模块、操作显示模块和电源模块，所述的检测模块、操作显示模块和电源模块固定在壳体内部，检测模块含有位移传感器，检测模块受操作显示模块的控制，检测模块的检测数据通过操作显示模块显示，所述的检测端头位于壳体的前端，检测端头含有环形支撑盘和球面触测头，在环形支撑盘上设有三个稳定支脚，稳定支脚的前端伸出环形支撑盘的左侧端面，形成等高的三个支点，稳定支脚的后端伸出环形支撑盘的右侧端面与壳体连接，所述的球面触测头的前端凸出环形支撑盘的中心通孔,并长出稳定支脚的前端，球面触测头的后端与检测模块的位移传感器连接。

所述的球面触测头的前端长出环形支撑盘上稳定支脚前端的水平距离大于铆钉误差阈值的二分之一。

所述的壳体是有左壳体和右壳体对接而成，壳体内侧设有限位检测模块、操作显示模块和电源模块的内腔和固定孔，壳体外侧设有扬声器、显示屏及控制按钮显露的窗口。

所述的操作显示模块含有控制主板、显示屏组件、扬声器组件、开关按钮、归零按钮、语音播报按钮、数据传输按钮以及防尘玻璃盖。

一种飞机铆钉平面齐平度检测方法，其特征在于，将上述的手持式飞机铆钉平面齐平度检测装置无线接入在线监测系统；根据在线监测系统的规划，用手持式飞机铆钉平面齐平度检测装置对零件表面的铆钉进行检测，具体做法如下：1)对手持式飞机铆钉平面齐平度检测装置进行校准，校准时，将球面触测头和稳定支脚法向按压在一个标准平面上，按下归零按钮，定义位移传感器的零位并将显示屏中读数归零；2)对零件上的铆钉进行检测时，将球面触测头接触铆钉端头，将环形支撑盘上的稳定支脚均压接在零件外表面上，位移传感器会读出球面触测头的位移量，该位移量即为铆钉与零件表面的齐平度误差值；3)待位移传感器读数稳定后，检测模块将检测数据通过操作显示模块的主板上传至在线监测系统，由在线监测系统判断该齐平度误差值是否合格，并根据操作人员选择，将判断结果回传并展示在检测装置的显示屏上或用扬声器播报；4)由操作人员确认检测数据是否有异议，若有则重新检测，若无则完成对该铆钉的检测工作；5)重复步骤2至步骤4对下一个铆钉进行检测，直至检测完当前零件表面的全部待测铆钉；6)最后，操作人员从在线监测系统中提取出整个零件的铆钉齐平度的检测报告。

该发明的有益效果主要有如下三点：1)手持式飞机铆钉平面齐平度检测装置，通过位移传感器检测飞机铆钉平面齐平度，并将检测数据实时传送给在线检测系统，传感器读数精度高、速度快，可有效提高检测效率和检测结果准确度；2)通过在线检测系统的指引，操作人员可按序检测，可有效避免错漏检，检测数据传输到系统后自动整理成报告，有效减少后期处理的工作量。

以下结合实施例附图对本申请做进一步详细描述。

附图说明

图1手持式飞机铆钉平面齐平度检测仪外观示意图

图2检测仪整体结构示意图

图3检测端头及检测模块结构示意图

图4左侧壳体及电源模块结构示意图

图5右侧壳体结构示意图

图6操作显示模块结构示意图

图7飞机铆钉平面齐平度检测方法示意图

图中编号说明：1.检测端头；2.检测模块；3.电源模块；4.壳体；5.操作显示模块；11.稳定支脚固定螺丝；12.环形支撑盘；13.稳定支脚；14.球面触测头；15.环形LED灯；16.等高套筒；21.位移传感器固定螺丝；22.位移传感器；23.限位挡块；24.限位挡块固定螺丝；31.电池盖；32.电池；33.电池仓；41.壳体固定螺丝；42.左侧壳体；43.电池模块窗口；44.右侧壳体；45.环形LED灯窗口；46.检测模块限位内腔；47.扬声器窗口；48.操作显示模块限位内腔；操作显示模块窗口；51.防尘玻璃盖；52.显示屏；53.主板；54.扬声器；55.开关按钮；56.归零按钮；57.语音播报按钮；58.数据传输按钮。

具体实施方式

参见附图，如图1-6所示一种手持式飞机铆钉平面齐平度检测装置，包括检测端头1、检测模块2、电源模块3、壳体4和操作显示模块5。检测端头1包括稳定支脚13固定螺丝11、环形支撑盘12、稳定支脚13、球面触测头14、环形LED灯15、等高套筒16。将稳定支脚13与稳定支脚13固定螺丝11相连并装入环形支撑盘12的预留孔中，稳定支脚13固定螺丝11套入等高套筒16并将稳定支脚13固定螺丝11固定在右侧壳体44预留的螺纹孔中；稳定支脚13有三组并呈120°均布在环形支撑盘12上，其中一组稳定支脚13固定在右侧壳体44上，另两组稳定支脚13待右侧壳体44和左侧壳体42对接后固定在左侧壳体42上；等高套筒16的长度与位移传感器22的型号有关，使用特定长度的等高套筒16可以将三个稳定支脚13的接触点形成的平面调节在位移传感器22处于自由释放状态时球面触测头14的顶端向位移传感器22压缩方向偏移半个位移传感器22量程长度的位置；球面触测头14的前端长出环形支撑盘上稳定支脚13前端的水平距离大于铆钉误差阈值的二分之一。也就是说，位移传感器22量程的一半应大于铆钉齐平度允许的最大突出或凹陷量，这样可保证以量程一半位置作为零位可在铆钉齐平度公差范围内检测到所有铆钉的误差值；在右侧壳体44上的环形LED灯窗口45处固定环形LED灯15，将连接线在右侧壳体44内部固定并与主板53相连，且环形LED灯15与环形支撑盘12、球面触测头14的法向轴线相同。

检测模块2包括位移传感器固定螺丝21、位移传感器22、限位挡块23、限位挡块固定螺丝24。在位移传感器22的伸缩杆端头上固定球面触测头14，球面触测头14的前端长出环形支撑盘上稳定支脚13前端的水平距离大于铆钉误差阈值的二分之一。调整好固定球面触测头14的伸出位置后，将限位挡块23靠紧位移传感器22的尾端并用限位挡块固定螺丝24将限位挡块23固定在右侧壳体44内的检测模块限位内腔46中，再通过位移传感器固定螺丝21将位移传感器22固定在右侧壳体44内的检测模块限位内腔46中。

电源模块3包括电池盖31、电池32、电池仓33。电池仓33固定在左侧壳体42上的电池模块窗口43内部，电池32按正负极颠倒安装在电池仓33中，再将电池盖31固定在左侧壳体42上的电池模块窗口43处。

壳体4包括壳体固定螺丝41、左侧壳体42、电池模块窗口43、右侧壳体44、环形LED灯窗口45、检测模块限位内腔46、扬声器窗口47、操作显示模块限位内腔48、操作显示模块窗口49。将四个壳体固定螺丝41从外侧拧入右侧壳体44上预留的螺纹孔内，将四个壳体固定螺丝41从外侧拧入左侧壳体42上预留的螺纹孔内，共八个壳体固定螺丝41的对向固定可保证壳体4的密封和稳固；壳体4内侧设有检测模块2和操作显示模块5的限位内腔和固定孔，壳体4外侧设有便于扬声器54显露的扬声器窗口47，以及便于显示屏52、开关按钮55、归零按钮56、语音播报按钮57、数据传输按钮58显露的操作显示模块窗口49；

操作显示模块5包括防尘玻璃盖51、显示屏52、主板53、扬声器54、开关按钮55、归零按钮56、语音播报按钮57、数据传输按钮58。将显示屏52、开关按钮55、归零按钮56、语音播报按钮57、数据传输按钮58通过针脚与主板53相连，并将主板53固定在壳体4内部的操作显示模块限位内腔48处；在操作显示模块窗口49处、显示屏52的上方，盖有防尘玻璃盖51；将扬声器54通过连接线与主板53相连，并固定在壳体4内，使扬声器54通过扬声器窗口47显露；开关按钮55在操作显示模块窗口49处显露，单次按下该按钮可启动检测装置，再次按下可关闭该装置；归零按钮56在操作显示模块窗口49处显露，单次按下该按钮可使传感器读数归零；语音播报按钮57在操作显示模块窗口49处显露，单次按下该按钮可开启语音播报功能，再次按下可关闭该功能；数据传输按钮58在操作显示模块窗口49处显露，长按该按钮可将检测装置与在线监测系统相连，单次按下该按钮可将检测数据发送至在线监测系统。

如图7所示一种手持式飞机铆钉平面齐平度检测方法，将手持式飞机铆钉平面齐平度检测装置无线接入在线监测系统，并根据在线监测系统的规划，用手持式飞机铆钉平面齐平度检测装置对零件表面铆钉进行检测，具体做法如下：

步骤1对手持式飞机铆钉平面齐平度检测装置进行校准，校准时，将球面触测头14和稳定支脚13法向按压在一个标准平面上，标准平面包括但不限于生产现场常用的标准方箱、标准垫块、标准平台上的功能平面，按下归零按钮56，定义位移传感器22的零位并将显示屏52中读数归零；

步骤2对零件上的铆钉进行检测时，将球面触测头14接触铆钉端头，将环形支撑盘12上的稳定支脚13均压接在零件外表面上，位移传感器22会读出球面触测头14的位移量，该位移量即为铆钉与零件表面的齐平度误差值，数值为负代表铆钉端头凹陷于零件表面之下，数值为正代表铆钉端头突起于零件表面之上。

步骤3待位移传感器22读数稳定后，检测模块2将检测数据通过操作显示模块5的主板53上传至在线监测系统，由在线监测系统判断该齐平度误差值是否合格，并根据操作人员选择，将判断结果回传并展示在检测装置的显示屏52上或用扬声器54播报；

步骤4由操作人员确认检测数据是否有异议，若有则重新检测，若无则完成对该铆钉的检测工作；

步骤5重复步骤2至步骤4对下一个铆钉进行检测，直至检测完当前零件表面的全部待测铆钉；

步骤6操作人员从在线监测系统中提取出整个零件的铆钉齐平度的检测报告。