激光数字化采集和加工系统的精度分析

激光数字化采集和加工系统实验是在激光数字化采集和加工系统设计、安装、调试完成后进行的一些探索性实验.本文主要进行了激光数字化仪稳定性测量实验、重复精度测量实验和线性精度测量实验.实验表明,本系统可以测量采集倾角≤±75.的自由表面.激光数字化仪的稳定性精度为±0.01 6 2 mm,重复精度为±0.035 1 mm,在±1 mm测量范围内的线性精度为±0.077 0mm.在激光数字化采集时,数字激光化仪只工作在零点附近,因此,上述精度能够满足一般数控仿形加工中的精度要求.通过复杂曲面的采集实验结果,表明该激光数字化采集和加工系统原理正确,使用方便,跟踪稳定可靠,具有广阔的应用前景.     

大射电望远镜馈源精调试验平台的标定

为提高大射电望远镜馈源精调试验平台的定位精度,提出基于激光跟踪仪测量的标定方法.激光跟踪仪可间接测量出平台的空间6自由度位姿.为保证参数辨识性能,在腿长输入空间内选择测量位形.进行了仿真研究和实际试验,并检验了误差补偿后的实际精度效果.采用较少的测量数据时,精度仍有明显的改善效果.通过标定,试验平台定位精度大约提高到0.2mm,满足了大射电望远镜馈源精调的定位要求.试验结果证明基于激光跟踪仪测量标定大射电望远镜馈源精调平台是可行的.     

DCL-32型连续式捣固车激光测量系统的改进

既有的DCL-32型连续式捣固车的作业精度已不能完全满足高速铁路客运专线线路对轨道几何精度的要求。通过研究发现具备"长弦测量"特点和"起拨道自动跟踪"功能的"二维激光准直系统"能提供准确的"前端起道量及拨道量偏差输入值",能较好地消除捣固车作业的"残余误差"。并且通过对二维激光准直系统在DCL-32型连续式捣固车上的安装和调试表明,正确使用该系统可以消除长波不平顺,提高DCL-32型连续式捣固车的作业精度,从而满足高速铁路线路的要求。     

激光数字化采集和加工系统的精度分析

激光数字化采集和加工系统实验是在激光数字化采集和加工系统设计、安装、调试完成后进行的一些探索性实验.本文主要进行了激光数字化仪稳定性测量实验、重复精度测量实验和线性精度测量实验.实验表明,本系统可以测量采集倾角 ±75°的自由表面.激光数字化仪的稳定性精度为±0.0162mm,重复精度为±0.0351mm,在±1mm测量范围内的线性精度为±0.0770mm.在激光数字化采集时,数字激光化仪只工作在零点附近,因此,上述精度能够满足一般数控仿形加工中的精度要求.通过复杂曲面的采集实验结果,表明该激光数字化采集和加工系统原理正确,使用方便,跟踪稳定可靠,具有广阔的应用前景.     

基于激光跟踪仪的轨道静态平顺性检测系统

研究了基于激光跟踪仪的轨道静态平顺性检测方法,集成激光跟踪仪、轨检小车(位移传感器和倾角传感器)、靶球及靶球支座等硬件设备,开发了轨道静态平顺性检测系统软件,建立了基于激光跟踪仪的轨道静态平顺性检测系统(TDS).在上海地铁13号线某区间,利用TDS进行了轨道静态平顺性检测试验,并采用SGJ-T-CEC-Ⅰ型客运专线轨道几何状态测量仪进行了对比测量.TDS测量系统轨道检测数据结果与SGJ-T-CEC-Ⅰ型客运专线轨道几何状态测量仪测量结果基本一致,验证了TDS测量系统可行性.     

导轨精度检测方法

提出一种运用激光跟踪仪检测某发射架导轨精度的方法。该方法在分析激光跟踪仪的测量原理基础上,应用激光跟踪仪实现对垂直发射架导轨的检测,给出了详细的检测步骤,最后进行测量不确定度的评定,验证了该方法的有效性和可行性。     

激光跟踪仪在重型车床几何精度检测中的应用

为了对重型车床装配中相关各几何精度进行快速准确的测量,提出了一种基于激光跟踪仪的多基点分时测量方法。该方法建立了一种新基准,即在主轴与尾座两顶尖之间建立虚轴,以此虚轴为基准来调节导轨及其他部件的精度,从而实现车床各几何精度的快速准确测量。该基准是在基于激光跟踪仪的多基点分时测量方法的基础上,采用圆柱拟合算法得到两轴心线,将两轴心线调节到同轴而实现的。针对激光跟踪仪无法对挡光部位进行测量的问题,专门设计了轴心线辅助测量装置,以解决挡光的问题。对多基点分时测量方法的仿真及实验结果表明,采用该方法测量重型车床的几何精度,只需要一台激光跟踪仪,且测量一台重型车床的几何精度大约只需要4h,因此大大提高了测量效率。     

无人机着舰姿态对尾钩定位的影响

鉴于无线电引导系统无法满足大型轮式固定翼无人机着舰引导的高精度要求,提出一种通过机身加装合作反射镜实现对无人机尾钩定位的光电引导系统,避免了传统光学引导中图像识别引起的跟踪定位误差。讨论了激光反射定位方法,重点分析了无人机姿态变动对基准点测量精度的影响,提出了激光反射镜安装位置的选择方法。最后通过仿真,给出了飞机姿态变动对尾钩测量精度影响的程度。     

激光跟踪坐标测量系统的双线法基点自标定

激光跟踪三维坐标测量是一种新型的大范围坐标测量方法.在实际测量中,系统首先要经过标定,确定系统参数,然后才可以进行测量.因此,系统参数自标定的精度直接影响测量的精度.为了分析误差起因,提高标定精度.提出了一种新型的标定方法,用激光干涉仪双直线法来标定测量系统的基点坐标,通过仿真和实验,证明该标定方法可提高激光跟踪系统基点坐标的标定精度.     

大视场多视觉传感器测量系统的全局标定方法

研究了姿态测量系统中多视觉传感器在大视场条件下的标定技术.提出了一种基于激光跟踪仪的多视觉测量系统的全局标定法.利用激光跟踪仪在现场构建系统总体坐标系.通过对测量系统中的屏幕扫描拟合基准面作为标定板,然后在其表面设置标定点,并精确测定共面标定点位置.针对一阶径向畸变的摄像机模型,分步标定各参数,且全部采用线性方法求解,避免了非线性优化中的不稳定性.通过坐标反求的方法应用贝塞尔公式计算标准差.实验结果表明,在8000mm×6000mm范围内可以得到0.47mm的测量精度.可以满足多视觉测量系统的总体测量精度要求.     

高精度火箭橇试验轨道动力学方程组的建立

针对高速火箭橇试验用无碴、无缝、平直的高精度轨道系统,利用轨道动力学理论,推导建立了该系统在竖向、横向与扭转的耦合动力学方程组.解决了高精度火箭橇轨道系统动态特性计算问题,为火箭橇轨道设计提供了理论基础.     

载荷识别技术在火箭推力偏心测试中的应用

目的 研究将载荷识别技术应用于火箭发动机推力偏心测试,用载荷识别方法提高推力偏心测试精度。方法 推导火箭发动机推力载荷识别的基本关系式,对推力偏心测试装置进行动态特性测试,获取其动态传递函数矩阵,用推力偏心测试得到的响应数据反求火箭发动机推力载荷。结果 获得了某火箭发动机的推力偏心角数据。结论 载荷识别技术应用于火箭发动机推力偏心测试,方法简便,数据处理可靠。     

现场大尺寸测量量值溯源

为了评价大尺寸测量量值的准确性,需要建立大尺寸测量的量值溯源体系．针对研究的大尺寸配对视觉测量网的溯源难题,以激光跟踪仪作为高精度标准仪器,利用四元数空间配准算法将所有视觉传感器测量值统一到激光跟踪仪坐标系下,对其测量值现场原位溯源,并通过空间性能评价实验对激光跟踪仪溯源．实验表明,激光跟踪仪的不确定度为10μm＋0.8μm／m,配对式视觉测量网的不确定度优于0．2mm．应用本文的方法可现场快速对多数大尺寸测量仪器溯源。研制的配对式视觉测量网络满足多数大尺寸测量任务．     

基于虚拟仪器的电梯导轨多参数测量系统

提出了一种基于虚拟仪器平台的电梯导轨多参数测量系统，系统中采用基于位置敏感探测器(PSD)的激光准直测量技术，实现了对导轨弯曲、失调、接口处台阶等参数的测量：采用双电感传感器差动测量法实现了对两列导轨间距变化的测量；采用数字量接近传感器实现了对导轨接头及支架的位置的准确测量，在软件设计中．应用COM技术将LabVIEW与MATLAB相结合构成功能强大的虚拟仪器开发平台，实现了整个测量系统的集成化和自动化．现场试验证明，该测量系统可以高效、准确地完成对电梯导轨的多参数测量任务．导轨表面形状误差的测量标准偏差在70m的测量范围内为0．3mm。     

组合测量设备不确定度的实验研究

为了弥补传统组合式测量系统仅通过仪器的机械组合与测量数据的融合来扩大测量范围、从而提高测量精度的不足,通过分析典型近端与远端测量设备——七关节测量臂与激光跟踪仪的测量模型,提取影响测量不确定度的关键参数,进而基于静态单点重复测量实验,综合评定了各关键参数对测量不确定度分布规律的影响趋势.实验结果表明:测量臂腰部支撑关节1的精度(小于0.04 mm)明显高于其他关节,因此对终端测量不确定度的影响较小;关节7对测量不确定度的影响最小(小于0.03 mm),而其余各关节转角的增大对测量不确定度的影响均有增大的趋势,其中铰链关节的增幅明显大于转动关节,且越靠近基座端的关节转角变化对不确定度的影响越大;激光跟踪仪水平、竖直方位角对不确定度的影响对称分布于90°两侧,且随测量极径的增大呈上升趋势.     

轨/姿控发动机推力矢量测试平台动态特性分析

采用模态分析法解耦矩阵,建立轨/姿控火箭发动机推力与推力矢量测试平台系统的传递函数,采用有限元方法预估了固有频率,并通过实验模态分析方法对测试平台系统进行了精确测试,得出了测试平台在实际安装状态下4 kHz以内的各阶固有频率、阻尼比、主振型、留数等模态参数.验证了有限元方法的分析结果和测试平台系统的合理性,并通过仿真计算和模拟实际试车状态的实验,验证了所建立的传递函数的准确性.     

基于激光跟踪仪的关节式坐标测量机参数标定

给出了一种6自由度(degree of freedom,DOF)关节式坐标测量机的总体结构设计,运用Denavit-Hartenberg(D-H)方法建立了该测量机的测量方程,并研究了测量机的误差模型,基于激光跟踪仪建立了基于空间坐标变换原理的测量机参数标定模型.对关节式坐标测量机标定前后的测量精度进行了实验验证,实验结果证明高精度激光跟踪仪可实现对关节式坐标测量机的快速标定.     

基于单片机的低速旋转机械转速测量系统设计

针对低速旋转机械转速测量系统由于硬件电路设计原因造成的测速精度较低及需要拆卸、安装方可测速引起的操作不便问题,设计了一套低速旋转机械测速系统．该系统由硬件电路和软件程序组成,以单片机AT89C52为核心,通过霍尔传感器采集转速信号,经过光电耦合器隔离后整形,然后信号被送入单片机系统进行计数运算,所得转速测量结果显示在LCD屏上．该转速测量系统精度高,调试方便,可广泛应用于各种控制系统中对低速旋转机械的转速进行测量．