基于时间差法的共焦测头算法改进

近年来,三坐标测量机正在迅速发展。测头作为三坐标测量机的基本部件之一,与测量机的功能、工作效率、精度密切相关。光学非接触测头具有测量精度高,没有测量力,没有摩擦,测量速度与采样频率高等特点,是目前研究比较活跃的领域。本文中所讲到的共焦测头就是光学非接触测头的一种。本文在研究了共焦法测量传感器及其测量系统的基础上,提出了一种通过测量连续两个峰值信号的时间差来计算被测表面位置的方法。这种测头舍弃了参考信号,简化了系统结构,降低了成本,实用性更强。     

红外串行通信

基于AT89C51研制了一种红外遥控按摩椅装置,通过合理的电路、通信协议设计使按摩椅可以按照设定的规则对人体进行按摩.并对如何去除主从机通信过程中的干扰问题做了介绍.     

螺纹测端姿态测量系统的非线性矫正

螺纹测端姿态测量是数字化轮廓包络法螺纹综合测量的关键技术之一。设计了基于AD598的螺纹测端姿态测量系统。为了提高螺纹测端姿态测量的精度,需要对螺纹测端姿态测量系统的非线性进行矫正。通过对信号采集系统的传递函数进行标定,将传递函数的线性部分和非线性部分进行分离,通过求解非线性部分的转换函数,在软件算法中实现了非线性部分的矫正。实验结果表明,非线性矫正后螺纹测端姿态测量系统的转角测量非线性误差减小1'17.25″,将测量系统的非线性误差控制在0.12%内,满足了测量系统的要求。     

用于液滴分析的光电液滴传感器的设计研究

介绍一种用于液体特性研究的光电液滴传感器(PLDS),其原理是基于插入液滴内部的光纤,及由滴头和环形极板构成的电容传感器。传感器中集成了二极管及部分处理电路,并对滴头及相关零件作了特殊的机械结构设计,从而能够有效地解决光信号强度损失严重、输出信号易受干扰、光纤位置不稳定、气泡影响液滴形状和滴头部件难以清洗等问题。同时,传感器中通过两路输入光纤引入了不同波长的光信号,通过可拆卸的环形极板便于进行CCD图像液滴分析。     

回转体内腔测量的虚拟防碰撞算法

由于工件的遮挡,无法直接观察回转体测量机内表面测量系统的运行情况。为防止非接触测头与工件在测量过程中发生碰撞,利用OpenGL建立了回转体测量机的虚拟三维运动仿真模型进行实时监测。同时,提出了虚拟环境下一种基于点面最短有效距离的防碰撞算法,通过软件监控关键点与待测物体表面的距离作为真实系统的防碰撞检测依据,并且将其应用于虚拟回转体测量系统中,作为防止测头与回转体工件碰撞的重要手段。实验证明测试点与工件内表面最小距离控制在误差允许的范围内,而且系统运行时能够在测头与工件碰撞产生前及时发出警报,停止当前的测量机运行,可以有效避免测头与工件之间的碰撞。该算法具有判断简单、响应快速的特点,对于非接触测量中测头的安全防护具有实际的工作意义。     

微型靶标的半自动装配系统设计

设计了微型靶标半自动装配系统的机械结构和微动机构，装配系统采用真空吸头固定微型靶标的半圆柱和靶球，采用步进电机控制精密丝杠带动平移台进行粗调与压电陶瓷微机械臂进行微调相结合的方式进行精密定位，并用CCD在线监测装配过程中靶标各部件的相对位置。实验证明系统的装配精度为2μm。     

基于时间差法的共焦测头信号处理

基于时间差法的共焦测头测量的位移量是测头输出的光电信号中相邻驼峰之间对应时间差的一一映射。为了更加准确稳定地计算出光电信号中的时间差,本文分析了改进后测头输出光电信号的特点,指出了目前信号处理方法的缺陷,进而提出了相似形态分析法,用于计算相邻驼峰之间对应的时间间隔。实验数据显示,在采样频率为2MHz的数据采集系统中,使用相似形态分析法计算得到的时间间隔的标准差为0.33μs,高于最大值法的3.37μs。结果表明,相似形态分析法计算结果准确,不受噪声的影响,对信号的前期处理要求低,易于实现,计算结果稳定且不受激光光强变动的影响和环境光的干扰。     

疲劳监测调节系统的设计

采用温度传感器AD7416、光电开关和时钟芯片DS1302作为测量元件,采集环境温度以及工作者工作起止时间。核心元件AT89S52根据情况启动语音提醒、音乐理疗及冷暖调节装置,以实现对工作者疲劳状态的监测和调节。     

精密实验平台的非线性摩擦建模与补偿

非线性摩擦是影响高精度机械伺服系统动静态性能的主要因素之一。针对精密实验平台随行程位置不同表现出不同的摩擦特性,提出了一种基于LuGre模型的改进型摩擦建模方法,以速度和行程位置信号作为模型的输入变量,并用遗传算法对该模型的动静态参数进行辨识。基于改进型摩擦模型,分别通过精密实验运动平台及其相应的伺服仿真平台进行了摩擦现象和摩擦前馈补偿的实验和仿真。实验结果表明,摩擦补偿后的跟踪误差值约为补偿前的1/3,系统的静差也由原来1.4μm减小到0.4μm,与仿真平台摩擦补偿前后的现象基本一致。该改进型LuGre摩擦模型能直观、精确地描述实验平台的摩擦特性,基于该摩擦模型的前馈补偿减小了系统的跟踪误差,提高了系统的定位精度。     

非接触激光测头测量轴线标定系统

提出一种用于三坐标测量机的非接触激光测头的标定系统，该系统利用位置敏感探测器和特别设计的测头夹具机构对非接触激光测头测量光束的轴线进行调整，使其通过测头回转体的回转中心。文中对具体的夹具结构标定方法以及数据分析方法做了详细的论述。