四路激光跟踪柔性坐标测量系统的跟踪器设计

激光跟踪器是激光跟踪坐标测量系统的关键部件。采用双电机驱动的单转镜结构,模拟式的P ID与单片机的数字式P ID相结合的闭环控制方案,设计了一种新型的激光跟踪器。该跟踪器具有跟踪快速、平稳,反射基点在跟踪过程中保持不动,跟踪精度高等优点,并成功的应用于四路激光跟踪柔性坐标测量系统。实验表明,激光跟踪测量系统的有效跟踪速度优于0.4m/s,综合测量精度1.2μm。     

空间三维坐标动态输入装置的研究

介绍了空间三维坐标动态输入装置的测量原理及系统结构图,详细讨论了超声波发射、接收、比较整形电路和单片机接口电路的原理和特点。实验结果证明,该输入装置可完成预定的功能。     

基于超声波原理的直升机驾驶员头部位置检测方法研究

超声波测距是一项价格实惠的非接触性技术,利用超声波测距原理实现驾驶舱中驾驶员头部位置的检测。首先介绍了测量系统的工作流程,然后阐述了测量装置的组成并提供了三维坐标的计算方法,最后建立了测量装置的检测精度及测量范围的测试平台。     

红外图像电视跟踪器的设计

介绍一种基于红外视频图像电视跟踪器的设计方法.介绍了红外电视跟踪器的整体结构,分析了红外传感器的特点,根据这些特点设计了红外电视跟踪器.详细分析了这种方法的原理,给出了具体实现方法和应用实例.     

轴承超声波清洗技术应用探讨

对超声波清洗技术从原理、工艺、适用范围等方面进行了分析,比较了超声波清洗与其它清洗方式的效果,给出了轴承套圈超声波清洗的具体工艺参数,阐述了超声波清洗技术的优点及发展前景。     

基于超声波平行轴珩齿的振动系统设计

超声波平行轴硬珩齿是一种新型的齿轮精加工方法。介绍了基于超声波平行轴珩齿的超声波振动系统的设计原理,重点介绍了确定各组成部分参数的方法。     

基于LabVIEW的超声波坐标定位仪设计

为提供一种新型的物体平面定位方法,设计一种操作简单、工程上容易实现的坐标定位仪。将超声波测距原理应用到物体的平面定位中,利用AT89S52单片机作为核心处理器,驱动两舵机进行旋转,带动两超声波测距模块US-100进行扇形扫描,分时发射超声波信号并采集反馈信号,计算测量距离,由RS-232串行口与计算机连接通信,将测量数据传输给主计算机,利用虚拟仪器LabVIEW,实时动态显示物体的坐标方位并绘制其移动路线。结果表明:单个超声波收发装置4 500mm以内测量误差在0~17mm之间,测量盲区为23mm。整个超声波定位仪样机各项功能完成良好。     

CCD星跟踪器光学系统

本文论述了星跟踪器光学系统设计的特点及其像差校正,给出了确定参数的依据。最后,以设计实例说明了点扩散函数的变化。在星光制导的空间飞行器中是由星跟踪器来提供精确的空间方位信息。自七十年代以来,由于,电荷耦合器件(CCD)的问世使星跟踪器的精度、稳定性和可靠性都得到了大大地提高。以CCD作为探测器的星跟踪器应用图像求心技术可以获得比象素角分辨率还要高的测量和跟踪精度。星跟踪器光学系统的结构参数、成像质量和最佳离焦量(用来获得最佳的点扩散函数)的选择对提高测量和跟踪精度都是至关重要的。     

基于Open CASCADE的弯管参数提取与建模系统研发

为解决自动化弯管CAD/CAM系统中弯管数字化模型到加工坐标参数之间的转换问题,提出了基于Open CASCADE的弯管参数提取与参数化建模的方法。通过开源三维几何引擎Open CASCADE读取弯管数字化模型并提取弯管的几何参数信息,然后通过弯管几何参数信息到加工坐标参数的转换方法获得弯管加工坐标参数。根据弯管加工原理通过弯管加工坐标参数使用Open CASCADE来建立弯管数字化模型。根据以上参数提取和参数化建模方法,开发了弯管参数提取与参数化建模软件系统,实现了弯管数字化模型与加工坐标参数的相互转换。该系统能应用于弯管的设计与制造过程,为实现自动化弯管CAD/CAM系统奠定了基础。     

3自由度并联坐标测量机运动学参数标定与计算机仿真

首先对3自由度并联坐标测量机的组成结构及工作原理进行了介绍,然后针对该坐标测量机的运动特点,提出了一种基于逐次逼近算法的运动学参数标定方法,并利用该方法对所研究的并联坐标测量机的22个主要运动学参数进行了辨识,最后通过计算机仿真,对辨识结果进行了验证,从而为提高该坐标测量机的测量精度奠定了理论基础。     

光束平差在激光跟踪仪系统精度评定中的应用

对自主研制的激光跟踪仪的精度评定进行研究,以期解决大尺寸空间坐标测量系统的空间坐标精度难于评定的问题.考虑现场环境条件、仪器状态和操作者技能等因素对测量精度影响都很大,提出了基于光束平差原理对激光跟踪仪系统进行精度评定的方法.通过Matlab软件对激光跟踪仪的精度评定进行了仿真,仿真结果显示光束平差法能客观地反映激光跟踪仪的测量精度.另外,使用Faro生产的激光跟踪仪进行了实物实验,实验结果显示其水平角精度σH为1.97″,垂直角精度σV为2.61″,测距精度σD为3.75×10-6,对比Faro生产的激光跟踪仪精度(σH =2.0″;σV =2.0″;σD=4 μm)可证明采用光束平差法评定自主研发的激光跟踪仪测量精度是正确、可行的.该方法为探索激光跟踪仪新的应用技术、开展面向对象的测量不确定评定奠定了基础.     

The ATLAS transition radiation tracker

The transition radiation tracker of the ATLAS setup, which is one of the two multipurpose detectors at the Large Hadron Collider (LHC), its design, and the tasks it performs are described. The tracker is fully assembled and commissioned. The first physical results obtained by the tracker in the ATLAS cosmic muon runs are presented.     

激光跟踪仪测角误差的现场评价

激光跟踪仪是基于角度传感和测长技术相结合的球坐标测量系统,其长度测量采用激光干涉测长方法,可直接溯源至激光波长,因此,激光跟踪仪的长度测量精度远高于角度测量精度,相对而言,测角误差就成为评价跟踪仪测量精度的重要指标。为了对现场测量激光跟踪仪的测角误差进行快速有效地评价,采用跟踪仪多站位对空间中测量区域内若干个被测点进行测量,与传统基于角度交汇原理的多站位冗余测量不同,利用各站位所观测的高精度测长值建立误差方程,并通过测长方向的矢量位移对跟踪仪测长误差进行约束,获得被测点三维坐标在跟踪仪水平角和垂直角方向上的改正值,以此来评价激光跟踪仪的测角误差。通过Leica激光跟踪仪AT901-LR进行了多站位测角误差评价实验,在现场测量条件下,跟踪仪水平和垂直方向测角误差约为0.003 mm/m(1σ),符合跟踪仪的测量误差特性。     

Station-transfer measurement accuracy improvement of laser tracker based on photogrammetry

Laser tracker has been used in a diverse range of applications due to its high accuracy and efficient, specifically as measuring the coordinates of points or scanning shape of objects. In real applications, we often need to measure common points on multi-stations by using this technology if objects are large scale. To ensure every common point within the range of laser tracker, common points are usually placed far from the laser tracker. However, the long distance between common points and laser tracker will decrease the accuracy of the result. In this research, we proposed a new method where photogrammetry and laser tracker are integrally used to measure common points to reduce measurement error. With the help of photogrammetry, we first constructed the geometric constraints of common points. Then, by using graphic correction method, the coordinates of common points on laser tracker will be corrected. Both of the theoretical and experimental study results indicated the great success of improving the measurement accuracy of laser tracker. We consider that this method we reported can highly increase the accuracy of measurement on laser tracker station-transfer.     

高帧频电视跟踪器

本文介绍了高帧频电视跟踪器的原理及单元电路,提出了一种快速求目标重心的方法。目标重心位置与系统复合光轴的误差脱靶量在场扫描结束后0.1ms的时间内实时输出,采用此跟踪器后.子系统的跟踪精度在最大加速度为20°/s²最大速度为20°/s时可达到20”～30”。本文的最后给出了实验结果。     

光电跟踪器传递函数参数的测试及其相位补偿

由于电视跟踪器图像信号建立、图像处理等原因造成的延时和采样频率直接影响了电视跟踪伺服系统的性能.针对电视跟踪器对跟踪伺服系统影响进行探讨,给出测试电视跟踪器滞后时间常数的方法;针对电视延迟和零节保持环节造成的相位损失提出了补偿方法.经过插值外推补偿和零阶保持器补偿以后,系统的阶跃响应超调量减小约6%～9%,而稳定时间基本不变,改善了电视跟踪系统的动态性能.在实际工程应用中所述方法对于指导电视跟踪系统的伺服设计和拓展频带取得显著效果.     

Calibrating the volumetric errors of a precision machine by a laser tracker system

In this paper, a quick solution for measuring the volumetric errors of a precision machine is presented. It requires a laser tracker system and a plate including three caves on it. The laser tracker system can detect the coordinate of a sensor ball anywhere in the working space. The plate is fixed on the machine spindle. After installation, the spindle is moved toward the diagonal of the working space. The real movements are along the x, y, and z-axis directions, respectively; it will back to the diagonal line for one complete cycle motion. In each step movement, the spindle is stopped and the laser tracker detects the coordinates of the three caves by putting the target sensor ball into caves sequentially. By means of the coordinates, the volumetric errors at that position can be derived. The overall volumetric errors can be measured quickly by just one setup and many step movements with laser tracker detections.     

激光跟踪测量系统原理及在制造业中的应用

主要介绍了激光跟踪测量系统的原理和优点。在现代制造业中,特别是在逆向工程中,激光跟踪测量系统应用于大型结构件测量,可提高测量效率和精度。     

激光跟踪测量系统的原理及其在机床检测中的应用

激光跟踪测量系统由于具有测量范围大、精度高、可进行现场测量等优点,被广泛应用于飞机、汽车、机械制造等领域。本文介绍了激光跟踪测量系统的组成及其工作原理,制定了激光跟踪测量系统检测大型机床的方法。测量实例结果显示,激光跟踪测量系统能够精确、高效地对机床进行检测,指导工人对机床进行维护和修正。     

激光跟踪视觉导引测量系统的全局校准方法

针对柔性装配中现有激光跟踪测量系统存在效率低、成本高、自动化程度低等问题,提出用单目视觉系统联合激光跟踪仪实现大尺寸组合式自主导引测量.为实现该系统的全局校准,提出了一种新的基于平面的全局校准方法,该方法通过获取靶标平面分别在视觉系统和激光跟踪仪坐标系中的平面方程,求解两坐标系间转换矩阵,完成系统全局校准.建立了数学模型,进行了算法仿真和全局校准实验.实验中测量30个不同位姿的平面靶标,并进行全局校准.结果表明,该方法操作简单,稳定性强,有实际应用价值,校准后平面法向量夹角、原点到平面距离的RMS误差分别为0.13°和1.50 mm.