[发明专利]一种基于数字孪生的大型回转设备同轴度测量装置及方法

说明书

一种基于数字孪生的大型回转设备同轴度测量装置及方法，涉及同轴度测量领域。解决回转装备同轴度测量校准问题。所述装置包括：标准器实体同轴度测量装置、采集装置和标准器；实体同轴度测量装置包括：水平导轨、主竖直导轨、副竖直导轨、传感器、配重块、钢丝绳、定滑轮、气浮模块；主、副竖直导轨顶部均固定定滑轮，配重块与气浮模块分别与副竖直导轨、主竖直导轨滑块连接；钢丝绳一端与配重块连接、一端与气浮模块连接；气浮模块一端固定水平导轨、一端固定传感器，用于测标准器同轴度；采集装置包括AR眼镜和计算机，AR眼镜用于获取信息，计算机将信息处理分析，获取虚拟测量装置，并动态调控标准器实体同轴度测量装置。用于超精密测量领域。

技术领域

本发明涉及同轴度测量领域，尤其涉及一种基于数字孪生的大型回转设备同轴度测量装置。

背景技术

孪生概念最早应用于美国的阿波罗计划，NASA利用物理孪生成功模拟了月球表面情况，大大提高了航天员登月的安全性。2003年格里夫斯教授在美国密歇根大学第一次提出了数字孪生概念，随后镜像空间模型、信息镜像模型等相关技术理念也逐步诞生。2011年格里夫斯教授正式了确定完善了数字孪生概念，2012年美国航天局公布了数字孪生路线图，至此数字孪生得到正式发展。美国空军USFA在2013年提出数字线程驱动数字孪生，通用电气、西门子、美国空客随之也都布局数字孪生战略，提出各类数字孪生解决方案。可视化技术作为数字孪生的一部分同样得到大力发展，微软在2015年和2019年分别发布了Hololens和Holoens2两个产品，使得混合现实技术在各行各业得到极大普及。德勤公司联合全球顶级企业和学者在2020年发布《德勤2020技术趋势报告》指出数字孪生极有可能在短时间内引发颠覆性变革，数字孪生已经成为工业4.0时代最为瞩目的技术理念。随着混合现实技术以及工业通讯、高精度建模等技术的飞速发展，实现高精度、低延时的数字孪生已经有了相当的技术基础。将数字孪生技术与大型回转装备复杂构件(航空发动机、燃气轮机等)智能装配相结合，将明显改善智能装配的效率。

目前，国内大型回转装备同轴度测量主要基于超精密同轴度测量仪，包括单通道同轴度测量仪、双通道同轴度测量仪、四通道同轴度测量仪、五通道同轴度测量仪等。目前此类装置在测量过程中依赖手工调试，并且由于数据分析和装配流程分离，需要多个操作者进行协同工作，装置整体缺乏智能化手段。因此，实现大型回转装备(航空发动机、燃气轮机等)同轴度测量校准以及误差补偿的智能化，是超精密测量领域发展面临的重大问题。

发明内容

本发明通过利用数字孪生技术，将同轴度测量可视化，利用高保真模型和实物配准，实现同轴度测量装置的智能化操作。解决了大型回转装备(航空发动机、燃气轮机等)同轴度测量校准以及误差补偿的智能化的问题。

本发明提供一种基于数字孪生的大型回转设备同轴度测量装置，所述装置包括：

标准器实体同轴度测量装置、采集装置和标准器；

所述实体同轴度测量装置包括：水平导轨、主竖直导轨、副竖直导轨、电感传感器、配重块、钢丝绳、定滑轮、气浮模块、调心调倾台和回转台；

所述主竖直导轨的顶部固定定滑轮，所述副竖直导轨的顶部固定定滑轮，所述配重块与副竖直导轨上的滑块固定连接，气浮模块与所述主竖直导轨的滑块固定连接，钢丝绳的一端与所述配重块顶部固定连接，所述钢丝绳的另一端穿过副竖直导轨顶部的定滑轮、所述主竖直导轨顶部的定滑轮与气浮模块固定连接；

所述气浮模块上固定水平导轨，所述远离副竖直导轨的水平导轨一端固定有电感传感器，所述电感传感器与标准器接触，用于测量标准器同轴度；所述调心调倾台固定于回转台上，所述标准器固定于调心调倾台上，且调心调倾台、回转台和标准器同轴，所述采集装置用于获取标准器的同轴度；

所述采集装置包括增强现实眼镜和计算机，所述增强现实眼镜用于获取电感传感器信息和标准器信息，所述计算机将增强现实眼镜获取的信息进行处理分析，获取虚拟测量装置，并动态调控标准器实体同轴度测量装置进行测量。