柔性关节臂式测量机的误差仿真分析

基于局部指数积(local POE)公式建立了柔性关节臂式测量机的理想运动学模型,依据各种误差因素修正得到实际运动学模型,详细分析了各种运动学参数误差对测量精度的影响.仿真结果表明,长度类的运动学参数误差对测量结果不会引起放大或缩小,而角度类的运动学参数误差会引起测量结果的严重放大.     

基于半导体器件的弯管非接触测量原理研究

在接触式弯管测量机的基础上,采用半导体激光器和光敏二极管设计的测量叉来实现对弯管的非接触测量．给出了测量叉的光学结构,研究了测量原理,推导了数学模型,分析了该方法产生误差的原因,提出了提高测量精度的措施．     

基于半导体器件的弯管非接触测量原理研究

在接触式弯管测量机的基础上,采用半导体激光器和光敏二极管设计的测量叉来实现对弯管的非接触测量,给出了测量叉的光学结构,研究了测量原理,推导了数学模型,分析了该方法产生误差的原因,提出了提高测量精度的措施。     

一种7-DOF机械臂的结构设计及其几何位置误差分析

基于双电机伺服驱动的关节设计制造了一种7-DOF协作机械臂,建立了该型机械臂末端执行器的几何误差模型,并且基于原始参数误差独立作用原理对参数误差进行分析与合成.基于数理统计大数定律,利用蒙特卡洛的方法对几何位置误差影响因素的灵敏度进行了数值仿真计算分析,找出对机械臂几何位置误差影响程度相对较大的参数误差.通过对机械臂末端执行器的几何位置误差计算分析,可知误差在工作空间内服从瑞利分布.经过实验测量,机械臂的重复定位误差不超过0.0591mm,并且绝对定位误差服从瑞利分布是显著性的,证明了双电机伺服驱动关节具有回差小、传动精度高的特点和误差分析的正确性,为机械臂的精度设计与应用提供理论依据.     

惠斯登电桥灵敏度与测量精度的探究

介绍了惠斯登电桥测量电阻的原理,通过实验数据验证了影响惠斯登电桥测量精度的因素.主要有电桥灵敏度及桥臂电阻的误差两个方面,电桥的灵敏度与电源电压、检流计、桥臂总阻值有关.推导出电桥灵敏度与比例臂电阻取值的极值条件.指出进行换臂测量能够消除由比例臂R1和R2带来的相对误差,提高测量精度.     

虚拟关节臂式坐标测量机模型的构建与验证

关节臂式坐标测量机的测量误差受到众多因素的影响,且由物理构件带来的误差无法被消除。为此,笔者旨在构建一种虚拟关节臂式坐标测量机。首先,采用 D-H 矩阵建立其运动学模型,其次,利用 PC-DMIS 测量软件分析测量机数据并对模型的精确性进行检验,最后使用蒙特卡罗法和测量机模型完成仿真测量。通过与实际参数构建的模型、制造商参数构建的模型相对比,可知所构建测量机模型的测量精度能够满足要求。仿真结果表明提出的模型构建与验证方法对坐标测量的应用具有较高的工程价值。     

悬臂式结晶器坐标测量机的数学模型

为提高悬臂式三坐标测量机的测量精度,对其各项误差源进行了分析,使用齐次坐标变换理论建立了测量机的准刚体测量模型,并在其基础上建立了几何误差模型对影响测量机精度较大的21项几何误差进行补偿。以在不提高制造成本的情况下,提高测量机的整体精度。该数学模型为悬臂式三坐标测量机的误差补偿技术提供了理论依据。     

柔性测量臂运动学建模及参数标定方法

利用局部指数积模型,建立了6自由度参数的运动学模型,克服了传统D-H模型只有4自由度参数的缺点,考虑了沿Y轴平移和绕Y轴旋转2个自由度运动学参数的误差对测量精度的影响.以单点测量值的标准差为目标函数,采用基于模拟退火的粒子群优化算法,通过全局寻优,避免了最小二乘法在求导和求逆时产生的较大计算误差,从而优化出运动学参数的标定值.实验结果表明,所提出的新模型及新运动学参数标定方法可以将柔性测量臂X、Y、Z轴的重复性精度分别提高95.91%、96.42%和96.10%.     

弯管非接触测量研究

在接触式弯管测量机的基础上,采用激光ＣＣＤ对测量叉进行改进,实现弯管的非接触测量．研究了弯管非接触测量的原理．通过移动测量叉沿弯管连续扫描测量获得的大量数据,采用最佳拟合线来确定弯管轴线的空间方位,提高了测量精度．     

隧道工程测量的精度分析与测量方案设计

横向贯通误差是评价隧道工程施工质量的重要精度指标.合理分配允许贯通误差并进行相应的施测精度方案设计是隧道工程测量工作的关键.对影响隧道贯通的不同测量阶段的精度及其对贯通误差的影响进行了详细分析,提出了基于贯通误差限差"按需分配"原则进行测量方案设计的方法.通过必要的数值计算,为多种隧道工程的测量方案设计提供比较直观的理论参考.     

基于无人机和SfM的地貌数据采集精度影响研究

无人机低空摄影测量与SfM方法作为最新的地貌信息测量手段,受到了越来越多的关注,已经应用于多个研究领域.本文基于无人机摄影测量与SfM技术,应用大疆悟二飞行器、禅思X5S云台相机、Agisoft PhotoScan软件,研究了拍摄高度、拍摄角度和照片重叠度对地貌数据的测量精度,以及对区域三维重建模型效果与生成时间的影响.结果表明:拍摄高度越低,照片重叠度越高,测量结果精度越高.当拍摄高度200m,单点重复次数8.0时,测量结果的空间分辨率4.1cm,水平误差和垂直误差在25cm以内.拍摄角度对结果的水平精度和垂直精度呈现出不同的影响,拍摄角度越垂直于地面,测量结果的水平误差越小,垂直误差越大,反之亦反.另外,在三维模型重建中,拍摄角度越倾斜,模型的侧面纹理越完整清晰,反之模型的侧面纹理越不完整甚至缺失.此外,测量精度与测量的内外业工作量及三维模型的可视化效率之间存在制约,因此需根据具体的需求设计相应的测量方案.本文的研究成果可以为基于无人机与SfM方法的地貌数据采集与三维重建的精度控制和采集方案设置提供定量参考.     

广义动态测量精度模型及不确定度研究

对采用数学方法逼近动态测量系统传输特性的传统理论所存在的问题进行了分析。基于全面考虑动态测量系统各误差因素的影响,提出包含所有误差对动态系统精度影响的广义动态测量精度模型的理论与建模方法,并给出了典型动态测量系统的精度模型及不确定度的评定方法。     

在蒸汽测量中弯管流量计采用水平导压管取代冷凝罐

讨论了弯管流量计在蒸汽测量中使用冷凝罐对计量精度的影响,重点进行弯管流量计采用水平导压管用于蒸汽测量的可行性分析,得出可以用水平导压管取代冷凝罐的结论.     

弯管非接触测量研究

在接触式弯管测量机的基础上，采用激光ＣＣＤ对测量叉进行改进，实现弯管的非接触测量，研究了弯管非接触测量的原理。通过移动测量叉沿弯管连续扫描测量获得的大量数据，采用最佳拟合线来确定弯管轴线的空间方位，提高了测量精度。     

滑坡模型试验γ透射法坡体水分测量精度探讨

在运用γ射线透射法测量大型滑坡模型土体含水量的过程中,为了提高试验的精度,综合分析了影响γ射线透射法测量精度的多种因素.其中,重点分析了水的质量吸收系数μ对测量精度的影响以及影响μ值的各种客观因素.针对大型滑坡模型试验的特殊条件,提出了相应的应对措施,以提高γ射线透射法测量含水量的精度.γ射线透射法测量滑坡模型中部土体的含水量是比较准确的,但对于滑坡模型表层和底层土壤,其含水量的观测受γ射线层间分辨率及边界条件的影响,误差较大.实践结果表明,采用修正μ值的方法处理试验数据对于提高滑坡模型表层和底层土体含水量的测量精度是有效的.     

在蒸汽测量中弯管流量计采用水平导压管取代冷凝罐

讨论了弯管流量计在蒸汽测量中使用冷凝罐对计量精度的影响，重点进行弯管流量计采用水平导压管用于蒸汽测量的可行性分析，得出可以用水平导压管取代冷凝罐的结论。     

发动机循环模拟中有关参数对充气效率的影响度

采用进排气管流动为一维非定常模型的发动机循环模拟方法计算充气效率时,若模型中给定的参数不合适,可能引起充气效率的计算误差超过５％．为提高充气效率的计算精度,由模拟计算和相关试验,分析了管道的摩擦系数、弯管的压力损失系数、进气管壁和气缸壁温度及其传热系数对充气效率的影响程度．结果表明,进气管和气缸的传热对充气效率的影响较显著,而管道摩擦系数和弯管压力损失系数对充气效率的影响较小．     

硅臂加工误差对微靶装配精度的影响研究

为预测加工误差对微靶装配精度的影响,开展了加工误差对硅臂刚度及应力分布的影响研究. 基于PRO/E逆向工程对实际加工的硅臂样品建模,并搭建实验平台,建立微力与微位移关系的数学模型. 采用仿真与实验相结合的方法,对硅臂存在加工误差与无加工误差的情况下的刚度进行对比,定量预测微靶的装配精度. 研究表明为提高装配精度,必须充分考虑装配力和形位误差形成的非线性误差和非均匀应力场的影响.      

工业机器人误差建模与仿真研究

误差模型是机器人标定的基础,针对机器人姿态的视觉测量方式,建立了适用于机器人全标定的运动学模型,在此基础上推导了以世界坐标系为标定的基准坐标系且包含所有参数的误差模型。明确指出了误差模型的参考坐标系,解决了仿真上的关键技术,研究了验证误差模型正确性和精度的公式,并对误差模型的正确性和误差辨识精度进行了仿真对比,得到了误差模型的重要特性：误差模型有一定的精度限制;随着测量次数的增加,误差辨识的精度会提高,但当测量次数达到一定数量时,辨识精度提高不明显。     

反应堆压力容器检查机周向旋转臂的精度修正

反应堆压力容器检查机(reactor pressure vessel inspection machine,RPV检查机)周向旋转臂的精度影响在役检查中超声数据的质量。分析了回程误差在齿轮传动的位置伺服系统中对精度的影响。给出了一种回差修正方法:依据实际测量数据计算回差值;设置换向阈值以避免由于系统中微小颤动导致误判断;逐次分解回差值,防止修正影响系统稳定性。针对RPV检查机的周向旋转臂应用该修正方法,在不影响系统的稳定性、不产生超调的前提下,实现了提高旋转臂精度的目的。通过对修正前后超声数据对比,验证了该方法的有效性。