[发明专利]用于远程光学地测量表面的位置的方法和装置

说明书

公开了用于远程光学地测量表面的位置的方法和装置。用于光学地测量测量表面相对于基准位置的位置的系统和方法。该系统为无线网络，其包括位于中心的数据采集计算机和位于远处的安装在中心接收器的无线通信范围内的不同位置处的多个传感器模块。每个传感器模块都安装到特定于控制面位置的夹具上，并嵌入RFID标签以表示夹具位置。选择传感器模块的光学部件以能够指示测量表面相对于基准位置的线性位置，然后广播测量结果。广播结果由中心接收器接收，并由数据采集计算机处理，该计算机宿留有显示测量数据的人机接口软件。

技术领域

本文公开的技术总体上涉及用于测量测量表面相对于基准位置的位置的系统和方法。具体地，本文公开的技术涉及用于相对于飞行器操作员控制机构校准转向装置的系统和方法，并且更具体地涉及相对于飞机操作员控制机构操纵飞机控制面的系统和方法。

背景技术

流体动力学包括空气动力学和流体动力学学科，以优化流体在飞行器控制面上的流动。操作员在飞行器运动期间会精确地移动控制面，以产生转向力，以将飞行器引导至指定的路径并提供飞行期间的稳定性。例如，可以调节方向舵以操纵飞机，或者可以将水平尾翼上的升降舵定位以稳定升力。复杂的三维形状通常用作控制面，以优化燃料消耗并提供有效的操作。这些形状与其他表面的组合决定了飞行器的性能特征。

用于校准控制面的各种操纵方法和相关系统是已知的。可枢转的控制面(例如，方向舵，升降舵，副翼或襟副翼)可以引导飞行器(例如，飞机)。控制面形状的偏差可能会使飞行器控制机构和控制面之间的关系失真。校准通过建立作为控制面的一部分的对准特征来恢复关系，该对准特征可以对准至与已知控制设置相关联的飞行器上的操纵点。计量装置和/或计算机软件可以用于校准。计量装置可以定义飞行器上的基准面(例如，包括多个线性测量标记的对准标定板)、控制面的旋转轴线以及对准特征的目标位置(例如，中立或零位置)之间的位置关系。通过相对于基准面将控制面操纵在目标关系，可以相对于操作员控制机构校准对准特征在控制面上的位置。以这种方式，可以操纵操作员控制机构以准确反映控制面的真实位置，以改善飞行器性能。

当前用于在某些飞机上进行控制面操纵的工具可能会带来关于确保测试准确性以及飞机和人员安全的担忧。需要一种系统和方法，该系统和方法将使用户能够测量各种控制面的位置以通过非接触方式进行操纵。

发明内容

以下详细公开的主题涉及用于光学地测量测量表面相对于基准位置的位置的系统和方法。该系统为无线网络，其包括位于中心的数据采集计算机和位于远处的安装在中心接收器的无线通信范围内的不同位置处的传感器(下文称为“传感器模块”)的套件(下文称为“多个”)。每个传感器模块被配置为测量测量表面相对于基准位置的位置，然后广播测量结果，该广播结果由中心接收器接收并由数据采集计算机处理。数据采集计算机宿留有显示测量数据的人机接口软件。

根据下面更详细地公开的示例实施例，传感器模块被安装到飞机上以用于控制面操纵程序。包括多个传感器模块的系统在下文中被称为“远程光学控制面指示系统”，该传感器模块被安装在飞机上并被配置为相对于基准位置测量控制面的位置，然后广播测量结果。远程光学控制面指示系统允许用户通过非接触方式测量控制面的位置以进行操纵，从而消除了人员与危险飞机能量接触的风险。

更具体地，远程光学控制面指示系统包括一组相同的传感器模块，其出于飞行控制机构操纵的目的而被固定到飞机的各个位置。传感器配备有光学部件，其相对于相邻飞机几何形状测量飞行控制面的位置。传感器通过定制的夹持组件被标定到飞机上，每个夹持组件具有用于识别夹具的装置和附接到夹具的传感器。测量结果以无线方式发送到宿留有数据采集(DAQ)软件应用的中心计算机。DAQ计算机能够将简单的远程命令发送到传感器模块。该套件配备了用于软件归零的传感器归零支架组件。当将远程光学控制面指示系统用于飞行控制机构操纵的目的时，将产生指示控制面何时处于其零度(中立)位置的数据信号。[如本文所用，术语“零位置”和“中立位置”为同义词。]