(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211173309.1 (22)申请日 2022.09.26 (71)申请人 哈尔滨工业大 学 地址 150001 黑龙江省哈尔滨市南岗区西 大直街92号 (72)发明人 谭久彬　张源　刘永猛　孙传智　 (74)专利代理 机构 哈尔滨市阳光惠远知识产权 代理有限公司 2321 1 专利代理师 高原 (51)Int.Cl. G06F 30/17(2020.01) (54)发明名称 基于基准变换的大型高速回转装备垂直度 堆叠方法 (57)摘要 基于基准变换的大型高速回转装备垂直度 堆叠方法涉及大型高速回转装备精密装配技术 领域。 解决大型高速回转装备在装配后， 出现垂 直度的超差， 导致大型高速回转装 备故障率增加 的问题。 所述方法为： 建立三维坐标系变换关系 和变换矩阵； 将所述三维坐标系变换关系代入变 换矩阵中， 得到多级转子垂直度预测模型； 根据 多级转子垂直度预测模型， 得到垂直度的基准平 面的法向量和最高级转子轴向测量面的法向量， 并将所述垂直度的基准平面的法向量和最高级 转子轴向测量面的法向量进行基准变换之后代 入多级转子垂直度预测模型中， 得到大型高速回 转装备垂直度调控模型， 根据所述模型指导装 配。 本发明适用于大 型高速回转装备的装配 。 权利要求书2页 说明书7页 附图2页 CN 115481507 A 2022.12.16 CN 115481507 A 1.一种基于基准变换的大 型高速回转装备垂直度堆叠方法， 其特 征在于， 所述方法为： S1、 按照转子的装配顺序， 以最下方转子底部装配面圆心为中心的坐标系依次往最上 方转子装配面的圆心为中心的坐标系进行坐标变换， 建立 三维坐标系变换关系； S2、 建立变换矩阵； S3、 将所述三维坐标系变换关系代入所述变换矩阵中， 得到多级转子垂直度预测模型 h； S4、 根据所述多级转子垂直度 预测模型， 得到垂直度的基准平面的法向量P和最高级转 子轴向测量 面的法向量 Q； S5、 建立基准变换矩阵； S6、 将所述垂直度的基准平面的法向量P进行基准变换， 得到基准变换的垂直度的基准 平面的法向量P ′； S7、 将所述最高级转子轴向测量面的法向量Q进行基准变换， 得到基准变换的最高级转 子轴向测量 面的法向量 Q′； S8、 将所述基准变换的垂直度的基准平面的法向量P ′和所述基准变换的最高级转子轴 向测量面的法向量Q ′代入所述多级转子垂直度预测模型中， 得到大型高速回转装备垂 直度 调控模型h′。 2.根据权利要求1所述的一种基于基准变换的大型高速回转装备垂直度堆叠方法， 其 特征在于， 所述 步骤S1中的三维坐标系变换关系表示 为： 其中： T0‑n为转子坐标系由OXYZ变换至On XnYnZn的变换矩阵， Ti(i＝1,2, …,n)为第i级 转子坐标系由OiAXiA′YiA′ZiA′旋转至OiAXiA″YiA″ZiA″的旋转矩阵， T(i‑1)‑i为第i‑1级转子坐标 系O(i‑1)AX(i‑1)A″Y(i‑1)A″Z(i‑1)A″绕ZiA″轴旋转至第i级转子坐 标系O(i‑1)BX(i‑1)BY(i‑1)BZ(i‑1)B的旋 转矩阵。 3.根据权利要求1所述的一种基于基准变换的大型高速回转装备垂直度堆叠方法， 其 特征在于， 所述 步骤S2中的变换矩阵表示 为： 其中： Ti为第i级转子坐标系OiAXiA′YiA′ZiA′到OiAXiA″YiA″ZiA″的变换矩阵， θti为第i级转 子上端面相对下端面 的倾斜角， θli为第i级转子上端面圆心指向采样最低点方向与XiA′轴 之间的夹角， T(i‑1)‑i为第i‑1级转子坐标系O(i‑1)AX(i‑1)A″Y(i‑1)A″Z(i‑1)A″绕ZiA″轴旋转至第i级 转子坐标系O(i‑1)BX(i‑1)BY(i‑1)BZ(i‑1)B的旋转矩阵， θri为第i级转子的安装相位角。 4.根据权利要求1所述的一种基于基准变换的大型高速回转装备垂直度堆叠方法， 其 特征在于， 所述 步骤S3中的多 级转子垂直度预测模型h表示 为：权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115481507 A 2h＝2rnsinθ 其中， P为垂直度的基 准平面的法向量； Q为最高级转子轴向测量面的法 向量， h为多 级转子垂直度； rn为最高级转子轴向测量 面半径。 5.根据权利要求1所述的一种基于基准变换的大型高速回转装备垂直度堆叠方法， 其 特征在于， 所述 步骤S5中的基准变换矩阵表示 为： 其中： l为旋转轴方向 向量， w为旋转轴方向 向量的单位向量， θ 为旋转角。 6.根据权利要求1所述的一种基于基准变换的大型高速回转装备垂直度堆叠方法， 其 特征在于， 所述 步骤S6中的基准变换的垂直度的基准平面的法向量P ′表示为： P'＝AP 其中： A为基准变换矩阵， P为垂直度的基准平面的法向量。 7.根据权利要求1所述的一种基于基准变换的大型高速回转装备垂直度堆叠方法， 其 特征在于， 所述 步骤S7中的基准变换的最高级转子轴向测量 面的法向量 Q′表示为： Q'＝AQ 其中： Q为最高级转子轴向测量 面的法向量。 8.根据权利要求1所述的一种基于基准变换的大型高速回转装备垂直度堆叠方法， 其 特征在于， 所述 步骤S8中的大型高速回转装备垂直度调控 模型h′表示为： h'＝2rnsinθ 其中， P′为基准变换的垂直度的基准平面的法向量， Q ′为基准变换的 最高级转子轴向测量 面的法向量， rn为最高级转子轴向测量 面半径。 9.一种计算机可读存储介质， 其特征在于， 该计算机可读存储介质上存储有计算机程 序， 该计算机程序被处 理器运行时执 行如权利要求1 ‑8任意一项所述的方法。 10.一种计算机设备， 其包括存储器和 处理器， 其特征在于， 所述存储器中存储有计算 机程序， 当所述处理器运行所述存储器存储的计算机程序时， 所述处理器执行权利要求 1‑8 任意一项所述的方法。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115481507 A 3