激光测距与光速测量实验方法研究

本文给出了采用相位式进行激光测距的实验原理,根据相位式激光测距原理提出了一种激光测距实验方法。在此基础上,通过对实验方法的调整,同时实现了对光速的测量,并对距离测量和光速测量测量的结果进行了误差分析。     

论曲面测量各向异性

曲面测量面对复杂化和高精度化的挑战,除不断优化测量方法和测量仪器外,被测曲面内禀性对测量结果的影响也应给予重视。从曲面被测点微分邻域分析出发,全面阐述曲面测量中由被测对象自身特征引起的测量误差各向异性问题,提出曲面测量各向异性概念,定义各向异性误差,并详细分析其与各影响因素的关系。概括各向异性在曲面测量中的仪器综合定位误差与测量误差关系、确定工件安置方位、仪器设计和加工误差对测量误差影响四个方面的应用,提出测量仪器最大允许定位误差计算方法。以渐开螺旋面测量为例分析验证各向异性及其测量误差计算方法。研究表明曲面测量各向异性对测量仪器设计、测量方法确定和测量结果不确定度分析等方面既有理论价值又有实际意义。     

时栅传感器电气误差分析及补偿

测量仪器误差分析是测量仪器研制过程中的重要一环。为了确定影响仪器测量精度的主要误差因素,本文讨论了时栅传感器电气误差中零电平误差、电源误差的产生原因,提出用误差补偿技术来提高时栅的测量精度,对时栅传感器的批量化生产具有重要作用。     

铝合金船舶的建造工艺研究

通过分析钢-铝混合船舶上层建筑建造过程中铝材预处理、零件加工、分段建造及分段总组等工艺,主船体与上层建筑合拢的焊接工艺,阐述铝合金船舶建造的下料切割难点和焊接难点,可为铝合金在船舶中的应用提供参考。     

经济型大尺寸激光自动坐标测量系统

利用手持式激光测距仪和二轴转台,设计了一种经济型大尺寸激光三维自动测量系统,用于船舶等大型工件的现场测量.介绍了系统的测量原理和主要组成部分,系统无需合作目标,在计算机的控制下自动对目标进行测量来获得相对系统的三维坐标数据.分析了系统的主要误差对测量结果的影响,完成了主要误差的提取实验.最后,利用激光跟踪仪对系统测试水平两点间的距离的测量精度进行了评定,并对船分段模型进行了测量实验.实验表明,该系统对水平放置物体的两点间距离的测量精度达到了1.73 mm,对船分段模型的平行平面之间的距离测量精度达到了1.5 mm.由于系统构成简单,硬件成本较低,测量精度较高,测量速度大约为1 point/s,非常适用于船分段的测量.     

激光制导测量机器人几何误差分析

目的: 为了实现对工件进行自动高效地测量,建立了激光制导测量机器人系统,研制了测量机器人样机。对测量机器人的光靶自动跟踪装置旋转轴偏心误差和光靶与两轮中心连线误差进行了研究。方法:首先,介绍了基于“光束运动-光靶跟踪”理论的激光制导测量机器人技术和原理。接着,根据系统原理,研制了实验样机,并给出其理想的几何关系。然后,推出了旋转轴偏心误差和光靶与两轮中心连线误差几何误差数学模型。最后,利用三坐标测量机与激光制导测量机器人系统对样机进行了比对实验。结果：实验结果表明：光靶中心偏离理想位置的误差（x轴）为0.13mm。结论：对激光制导测量机器人移动反馈控制系统的设计和实现具有指导性作用。     

基于仿真的船舶分段建造动态空间调度

为缩小船舶分段空间调度计划与实际作业安排之间的差别,提出了一种基于仿真的船舶分段建造动态空间调度方法。针对分段建造的不同阶段,在分析影响因素的影响形式基础上提出了动态调整策略,包括定位延时策略、进度控制策略和吊运等待策略,调整分段建造过程以适应影响因素的作用。构建了船舶分段建造仿真模型,实现了分段建造在影响因素作用下动态空间调度的仿真。以实际数据为输入进行仿真分析,结果表明,该方法制定的调度计划与实际作业情况接近,且能够为分段生产计划优化调整提供指导。     

微小齿轮测量技术的现状与发展

综述了微小齿轮测量技术及其测量仪器的研究现状,分析了微小齿轮高效测量领域的关键技术,并展望了将整体误差测量技术用于微小齿轮测量的可能性。     

齿轮误差三维评定方法

研究了齿轮误差三维评定方法,以消除测量仪器定位误差对齿轮误差评定的影响,提高齿轮测量仪器的测量精度。分析了传统齿轮二维评定方法的弊端,提出将齿轮误差评定从二维评定模式转变为三维评定模式。该评定模式不再要求齿轮各项误差测量点位于特征面内,实现了三维空间内的齿轮误差测量与评定。为提高齿轮三维误差评定算法的效率,通过螺旋降维方法将三维数据降至二维数据,再对二维测量数据进行各项误差的评定。以特大型齿轮激光跟踪在位测量系统作为实验对象,对4级标准齿轮的齿廓误差进行了测量,并与传统的齿轮二维误差评定方法以及德国ZEISS公司InvolutePro软件的评定结果进行了对比。结果表明:传统齿轮二维误差评定方法有较大误差,三维齿廓评定方法与德国ZEISS公司InvolutePro软件评定结果一致,精度达到0.1μm,证明了提出的齿廓误差三维评定方法完全正确,可以消除仪器定位误差对测量结果的影响,提高了测量仪器的测量精度。     

18000TEU超大集装箱船舵鳍分段结构特点及建造工艺研究

舵鳍分段是船舶结构的重要组成部分,是连接船舶操纵装置舵叶的分段,其重要性不言而喻。设计及建造过程中如何保证其结构顺利装配及建造精度,关系到后续舵系的拉线照光、镗孔和安装是否顺利,进而会影响到整个船舶的建造进度。现重点分析上海外高桥造船有限公司承接的首艘18000TEU超大集装箱船舵鳍分段的结构特点、生产设计及建造相关工艺,并对比三大主流船舶在该分段的主要差异点。     

片层体积无损测量装置体积测量系统研究

研究了在基于片层体积测量的三维无损测量装置中,体积测量系统的总体设计、各零部件的选型和设计、以及体积测量系统的误差分析和补偿。根据体积测量系统功能需求,设计高精度溢出容器的溢出口、溢出管角度。同时经过理论分析可得被测物体的周长与片层体积测量误差呈线性关系,通过实验建立体积测量系统输入端与输出端之间的联系,并通过测量的实验数据拟合出体积测量系统总误差补偿公式,实现被测物体在体积测量系统中的分层误差补偿,经过误差补偿的片层误差均值由0.0842cm3优化到0.0071cm3,误差补偿效果明显。     

车体尺寸和几何量检测系统设计

为实现轨道车辆车体尺寸和几何量检测,提出一种基于激光测距的移动龙门式三坐标测量系统.在结构上,采用在龙门架上布置激光测距传感器阵列的形式,并利用高精度直线导轨实现龙门沿车体长度方向的直线运动,通过激光测距传感器阵列点位测量的方式实现整个车体的精确检测.针对车体的测量需求,建立测量系统的有限元模型,对关键部件进行静力学分析,确保机械结构的可靠性.     

基于HoloLens的船舶分段建造工艺信息引导技术

船舶分段具有船体结构复杂、零件数量多等特点。为减少建造过程返工,提出基于HoloLens的船舶分段建造工艺信息AR引导方法。基于分段三维模型和工艺视图,建立面向AR引导的船舶分段建造过程工艺信息模型。基于标志物识别和SLAM定位技术,实现CAD三维模型与虚拟环境的坐标映射,并构建工艺过程信息的虚实融合AR引导模式和浏览模式,通过手势和语音控制分段建造过程的信息引导。开发了原型系统,经应用案例测试,验证了系统的有效性和应用价值。     

基于视觉正交迭代法改进的激光跟踪姿态测量

针对航空航天、汽车船舶以及机器人应用等领域对姿态精准测量的需求,研究了一种基于视觉加权加速正交迭代 (WAOI)的激光跟踪姿态角测量方法。 首先阐述了测量系统组成、建立了数学测量模型,并分析了系统的主要误差源;其次 在正交迭代(OI)的基础上,通过物方重投影误差设置参考点权重系数,引入常系数矩阵整合迭代过程中的冗余计算,提出了 一种 WAOI 算法,并通过实验验证了算法的性能;最后搭建实验平台,利用精密二维转台对基于 WAOI 的姿态角测量进行精 度评定。 结果表明,在-20° ~ 20°角度范围内,3 ~ 15 m 测量范围内,方位角精度可达 0. 11°,俯仰角精度可达 0. 26°。 相较比 例正交投影迭代变化(POSIT) ,方位角和俯仰角测角精度均提升 75% 以上。 本文提出的 WAOI 算法有效提升了激光跟踪姿 态测量系统的精度。     

高速高精度实时相位式激光测距系统

为解决工业现场测量对高速实时精密测距的需求,设计并搭建了一套高速高精度的激光测距系统。系统采用双测尺同时调制的激光光源以及双路信号同步探测的信号处理技术,提高了系统测量速度以满足高速测距的需求;分析验证了欠采样方法应用于的高频信号测鉴相的有效性,基于欠采样可有效降低了鉴相处理电路的复杂度。采用201 MHz+3 MHz的双测尺调制光源及40 MHz的采样频率,结合收发光学系统及信号解算电路,搭建了高速激光测距系统;进行了激光测距系统的测量速度和测量精度实验。实验结果表明,该测量系统的测量速度可达62次/s,测距精度可达±0.2mm。该系统具有高速高精度的实时测量性能,可用于高精度激光扫描仪、动态跟踪测量等高速测距系统。     

大型船舶分段涂装机器人的应用和发展

随着对自动化、智能化和绿色化制造理念的推动,工业机器人被越来越广泛地应用于制造业。在现代船舶制造中,船舶分段涂装作为船舶分段建造方法的关键一环,推广适用的机器人操作,可缩短其作业周期、提高分段建造质量,以确保船舶质量。对国内外船舶建造现状展开分析,探究大型船舶分段涂装工艺和适用的涂装机器人,比较国内外涂装机器人在搭载方式、结构机理、作业效率、绿色环保等方面的特点,阐述其优缺点,以期为大型船舶分段涂装机器人的研发提供参考。最后,对船舶分段涂装机器人未来的发展趋势进行展望。     

用反演迭代算法提高粉体粒径分段沉降测量精度

为了减小分段沉降法在测量粉体粒径中的误差,采用Chahine算法进行反演,并用硼酸锌粉体进行了验证性试验.结果表明:Chahine算法经过预处理改进后,所得粒径分布与自然沉降法所测结果相比,误差最大值为5.9%,平均误差为1.9%;验证试验最大误差为5.02%,平均误差为2.03%,说明该算法能很好地应用于分段沉降测量的反演过程中.     

适合多种测量仪器的直线度测评软件的开发

分析了水平仪、自准直仪、激光准直仪等几种主要的直线度误差测量仪器的测量数据类型，结合直线度误差的角差和线差两类测量方法以及直线度误差评定的两种精确算法进行了软件开发。实验结果表明该软件不仅具有运算精度高、运算速度快的特点，而且可与多种直线度误差测量仪器配合使用。     

船体分段建造现场精度控制工艺研究

船体分段建造现场精度控制工艺是精益造船的重要部分，是精度控制的具体实施阶段。根据分段建造过程中不同工艺的特点，对分段建造过程中的胎架制作、划线检查、装配、构件焊接、分段运输、变形等问题的现场精度控制要点进行讨论，并对现场精度控制数据进行收集及分析。文章以公务海工船舶为例，阐述了分段建造过程中现场精度控制的具体应用方法。     

形位误差测量的误差分析

分析了影响形位误差测量精度的各种误差因素,指出回转精度是测量仪器最重要的精度指标,轴向导轨直线度误差将影响被测工件圆柱度误差和素线直线度误差的测量精度,轴向导轨对回转轴线的平行度误差主要影响圆柱度误差评定结果,工件安装误差对测量结果的影响可以忽略。