强度调制光纤位姿传感器的检测性能提高技术

本文研究了强度调制光纤传感器的反射信号检测技术,提出基于自扫描光电二极管阵列(SSPA)取样积分的时域光强检测方法,它具有信号处理简单,有效抑制环境光和电路背景噪声影响的特点,该方法的实施有效地提高了强度调制传感器的测量精度和稳定性.     

基于激光传感器的多移动机器人位姿测量系统

为机器人准确定位设计了一个基于激光传感器的移动机器人位姿测量系统。测量系统用激光传感器扫描区域内的以矩形为标识的机器人,将测量数据传输到计算机上,通过数据处理软件进行数据处理,提取属于机器人的特征,同时结合机器人前一时刻的位姿,实时计算机器人当前位姿。实验结果表明,此系统能迅速识别机器人,并准确地确定每个机器人位置和姿态,通过网络向机器人发送其位姿数据,实现多移动机器人的精确定位。     

基于激光位移传感器的角焊缝位姿检测

针对工字梁、箱梁等焊接结构自动化生产中工件偏移和偏转问题,提出了一种基于激光位移传感器的角焊缝位姿检测方法。建立了角焊缝位姿的弧长模型,分析了角焊缝位姿对弧长的影响规律;基于傅里叶分析,提出了角焊缝位姿解耦算法,实现了对角焊缝横向偏差、纵向偏差、坡口角度和工件偏转角度的检测;通过对存在坡口间隙和定位焊缝的角焊缝进行位姿检测试验。结果表明,所提出方法具有检测误差小、抗干扰能力强等优点,在焊接自动化生产中具有良好的应用前景。     

基于机器视觉的吊具位姿检测系统

提出1种基于单目机器视觉的吊具空间位姿的传感检测系统,在装卸箱过程中实时检测吊具位姿。首先在起重机小车上选取基准点,并安装近红外相机,在吊具上安装由3个发射灯组成的结构光源。用单目相机拍摄吊具上的结构光源,并在暗图像中通过图像识别算法识别出光源在相机中的坐标。然后根据相机标定参数和相机、基准点坐标关系等得到吊具在基准点坐标中的位置和姿态。相较于现有的设备,此检测系统具有成本低、全天候、快速准确等特点,其能为吊具控制系统提供了可靠的反馈数据。     

焊缝位姿及焊枪位姿的模型

针对机器人弧焊条件下的特殊要求,建立了焊缝位姿和焊枪位姿模型,以坐标系的形式定量描述焊缝及焊枪的位置和方向,确定了能够准确且严格地描述焊缝的焊接位置和焊枪姿态的参数：焊缝倾角、焊缝转角及焊枪工作角和行走角,并给出了计算方法。上述参数不但计算简便,而且可以直接代表焊接位置和焊枪姿态对焊接质量的影响因素。模型对于焊接工艺的建模与仿真以及机器人焊接的建模与离线编程具有非常重要的意义。     

新型预紧式六维力传感器及其位姿误差分析

为了获得综合性能指标优良的六维力传感器,本文提出一种新型的基于Stewart平台的预紧式六维力传感器结构,并对其进行了位姿误差分析。首先以经典Stewart平台六维力传感器为比较对象,描述了此预紧式六维力传感器的结构特点;而后综合利用影响系数法和矢量法建立其位姿误差模型,进而定义位姿误差灵敏度指标并据此绘制误差灵敏度直方图以分析不同误差因素对传感器位姿误差的影响情况;最后研制出传感器样机并完成标定实验,实验结果表明该传感器测力精度在1%以内。所研究内容对六维力传感器的设计制造和实验标定具有理论指导意义。     

移动机器人的位姿误差分析

从静态和动态两个方面分析了移动机器人平台位姿误差的主要来源,采用矩阵微分法建立了平台位姿误差的模型,并根据建模分析和平台实时位姿检测结果对机器人平台进行位姿补偿。     

齿轮三维测量中线激光传感器位姿标定方法

在齿轮三维测量中,传感器位姿标定的结果直接影响测量结果的准确性.本文提出了一种基于特征标准件的线激光传感器位姿标定方法,并设计了一款具有一定几何特征的标准件.该方法解耦了传感器与仪器之间的位姿关系,通过运动过程中传感器与标准件的几何关系计算传感器的三个姿态角并调整至标定零位,然后通过多次偏置求等区域均值的方法依次计算传...     

移动机器人平台的位姿检测

主要研究非平整地面移动机器人平台位姿分析以及位姿检测的问题.根据移动机器人在复杂地形条件下的工作要求以及所研究机器人的结构特点,设计了2种机器人平台位姿检测的方法.     

LiNbO3集成光学元件在光纤传感器中的应用

Li Nb O3 集成光学元件在光纤传感器中占有重要地位。叙述了 Li Nb O3 集成光学元件在光纤传感器中的应用情况及最新发展 ,为光纤传感器深入研究提供了有益参考     

光纤传感在炮口测速中的研究

介绍了光纤传感器的基本原理和炮口测速的测量原理,进行了光纤束排列方式选择的实验和选用不同反射面进行探头与反射面探测距离的实验。根据实验结果绘制了关系曲线并对其进行了详细的分析。通过分析可知,最佳的测试方法是采用共轴内发射分布排列方式的光纤束,探头与反射面的探测距离为1.2mm时反射光强最大。从而为精确测定炮口速度提供了一定的理论基础。     

基于DSP的通用型光纤位姿传感信息处理模块

本文研制一种基于DSP的通用光纤位姿传感信息处理模块,借助于DSP强大的数字信号处理能力,简化了信号处理的硬件结构,降低了成本。DSP的应用对提高光纤传感器的精度,响应速度和智能化程度具有很大的作用。该模块在数控方面也有广阔的应用前景。     

利用光纤曲率传感器重建三维曲面结构

为了实现对弯曲结构的三维空间数据的测量与重建,建立了光纤曲率传感器的准分布式测量系统。对该系统中传感器的布置方式、空间弯曲曲率和扭转角的测量及三维结构重建方法进行了研究。首先,将光纤曲率传感器绕成环形,布置在柔性基底的两个对称表面,组成准分布式测量系统。根据线性叠加原理,同时测量出结构的弯曲和扭转变形。使用光纤曲率传感器提供的弯曲和扭转信息,采用微分几何的方法,建立由曲线切线和曲率确定的运动坐标系,在运动坐标系中根据空间结构的扭转角确定密切平面。然后,在密切平面中进行曲线的弯曲计算和运动坐标系的变换分析,并进行拟合过程的公式推导。最后,对该方法进行了试算验证,并利用准分布式测量系统对两支点间距为500 mm的简支梁进行了结构重建。结果显示,在相邻两检测点进行20点插值时,简支梁曲线的最大偏差为1.1 mm,表明设计的系统和重建方法能够较高精度地实现曲面结构的三维重建。     

光纤位移传感器在低温装置中测量超导转子悬浮微位移的应用

介绍了一种补偿式光纤位移传感器,对比分析了该传感器在室温(293 K)下和液氮温度(77 K)下的传输特性。结果表明,该传感器能有效地消除外界环境的影响,可用于宽温度范围的位移测量。在液氦温度(4.2 K)下测量超导转子悬浮微位移的实验结果表明,该传感器可在低温下进行位移测量,测量分辨率达到10 μm。实验结果为光纤位移传感器在低温环境下的应用提供了参考。     

石油生产多组分监测光纤电导一体式传感器研究

为了解决石油生产多组分监测问题,基于光纤技术和电导技术成功研制了一种用于石油生产多组分监测光纤电导一体式传感器.利用ZEMA光线追迹方法和FEM方法建立FOCIS仿真模型.对电导测量模块(CMM)电场分布、CMM响应特性、光纤测量模块(OFMM)返回光照强度分布、OFMM响应特性等进行了仿真分析.不同油气水三相流流型条...     

光纤荧光温度传感器用于高压设备温度在线监测的研究

设计了一种基于荧光寿命的光纤温度传感器,用于高压开关柜触头温度的监测。采用稀土作为敏感材料,将其粘贴到被测体表面,实现了非接触测温。     

光纤电流传感器的延迟光纤偏振串音误差

为了减小保偏延迟光纤偏振串音对光纤电流传感器测量精度的影响,利用琼斯矩阵研究了全光纤电流传感器的偏振耦合误差。简化了保偏延迟光纤的偏振串音模型,并基于简化模型得出了保偏延迟光纤偏振串音与输出的关系。通过理论仿真分别分析了在常温和变温条件下偏振串音对传感器变比的影响。对比实验结果与理论分析结论,验证了简化的偏振串音模型的合理性和仿真结果的正确性。测量了实际保偏延迟光纤偏振串音的温度特性,结果表明:在延迟光纤存在一定偏振串音时,光纤电流传感器的变比误差随电流的增加而增大;电流一定时,延迟光纤串音越高,光纤电流传感器的变比误差越大。最后,给出了满足光纤电流传感器0.2S级误差要求时延迟光纤偏振串音的允许波动范围。     

Sample preparation and image acquisition using optical-reflective microscopy in the measurement of fiber orientation in thermoplastic composites

A complete sample preparation procedure used to determine three-dimensional fiber orientation from optical micrographs of glass fiber-reinforced thermoplastic composites is presented. Considerations for elimination of irregularities in the elliptical footprints, contrast enhancement between fibers and surrounding polymer matrix, controlled-etching that allows the identification of small shadows where fiber recedes into the matrix, and topographical reconstruction of the elliptical footprint are described in the procedure. This procedure has produced high-quality optical micrographs employed to obtain accurate fiber orientation data for thermoplastic composites using the method of ellipses. The optimal definition of the nonelliptical footprints' borders allows an accurate measurement of orientation in small sampling areas.