一种机械臂驱动电推力器的角动量卸载方法

为利用电推力器实现地球静止轨道卫星的飞轮角动量卸载和位置保持,提出了一种利用机械臂动态调整电推力器位置以及推力方向的方案,并给出了机械臂指令关节角的求解方法。首先设计了基于三自由度机械臂和单电推进器的构型方案,之后利用机械臂运动学关系建立了电推力器的推力模型以及相对系统质心的力矩模型。以飞轮角动量卸载效率为最优指标,以机械臂各关节转角范围和电推力器推力方向角的限制为约束条件,建立了系统的优化问题模型,并通过粒子群算法对该优化问题进行求解,得到机械臂指令关节角。位置保持的功能通过推力方向角的约束实现。基于地球静止轨道卫星的三轴对地姿态稳定控制数值仿真结果表明,所提出的方案和算法可有效对飞轮组三轴角动量进行卸载,且优化结果满足给定的约束条件。

变形测量数据采集自动化技术比较

对现有变形测量数据采集自动化的测量机器人技术、GPS技术、传感器技术、航空摄影测量技术、合成孔径雷达干涉测量技术进行了分析比较,并指出各种方法的优缺点。提出了综合各种技术优势,克服相应不足,进而组成综合数据采集自动化系统是今后变形测量数据采集自动化的发展方向。

精密三角高程测量在港珠澳青州航道桥中的应用

由于海上日照辐射强,桥位处昼夜温差较大,温度环境较为复杂,同时二等水准观测存在夜间作业困难、观测效率低以及劳动强度大等问题。文中采用高精度全站仪徕卡TS30测量机器人进行精密三角高程测量代替二等水准测量,从精密三角高程测量的原理和误差改正角度进行分析,并结合港珠澳青州航道桥的工程案例进行验证。结果表明:在一定的距离和竖直角监测范围内,精密三角高程测量可以代替二等水准测量。

基于测量机器人实现特大桥梁水准控制测量

通过对三角高程跨河精密水准测量的主要误差来源进行分析,提出了一种利用测量机器人和特殊的观测手段,实现长距离跨河高精密水准测量的方法,并在生产实践中得到了验证,所提出的方法对指导生产实践具有重要参考意义和实用价值。

基于NHRI离心机机械手的港池开挖模拟研究

离心模型试验中模拟板桩码头港池开挖过程大多是在1g条件下完成,这种开挖方式相比原型增加了一个离心加速度从1g到Ng的升速过程,虽然模型与原型土体的最终应力状态一致,但两者应力路径完全不同;新研制成功的南京水利科学研究院离心机机械手可在超重力场中同时完成X,Y,Z3个方向的线性运动及θ轴方向无限制地转动,借助于该机械手和特制的开挖工具开展了在50g条件下港池分层开挖模拟研究,此开挖方式完全符合离心模型相似准则。比较两种不同开挖模拟方式下得到的板墙弯矩值和板墙水平侧向位移值,结果表明:板墙弯矩变化规律基本一致,但在超重力场中进行开挖模拟试验得到的前墙弯矩极大值明显偏大,锚碇墙弯矩极大值偏小;1g条件下开挖得到的板墙水平测向位移值偏大。

弓长岭露天矿排岩场边坡变形观测方法

为解决弓长岭露天矿排岩场边坡不稳定对周边产生安全隐患问题.利用世界最高精度的测量机器人TM30,采用极坐标与测距三角高程测量方法来确定边坡的水平位移与垂直位移,并结合中国《工程测量规范》中对排岩场边坡变形观测等级与精度要求,对观测点点位及高程所能达到的精度进行了理论分析与论证.研究结果表明:采用TM30测量机器人对排岩场边坡进行水平位移与垂直位移测量时,如果将观测距离控制在500 m以内,并按二等9测回进行水平角、垂直角与距离观测来确定观测点的坐标与高程,可以满足排岩场边坡变形对观测点点位和高程精度的要求,并通过工程实际验证了其正确性.

超高层建筑施工基准传递方法探讨

超高层建筑的上部楼体在日照等因素的影响下会周期性形变.在这种情况下,传统的用激光垂准仪进行高层建筑竖向投测的方法将较难实施.本文介绍一种利用测量机器人进行超高层建筑施工基准传递的新方法,简要分析该方法的精度及可行性,并提出一些应用建议.

基于抗差自适应滤波的轨道在线检测

针对测量机器人在大型导轨检测中的应用设计了一套动态跟踪检测系统。由于受各种干扰的影响,系统测量得到的测量值与目标真实状态往往不尽相同,因此提出了一种基于Singer模型的抗差自适应滤波算法。首先,采用Singer模型建立目标的运动模型;在此基础上,发展了抗差自适应滤波技术来进行在线测量数据处理;最后,进行了轨道检测的跟踪测量应用。结果证明,该系统未经滤波处理时的测量误差能够达到mm级,通过滤波能够对测量数据进行平滑处理,准确定位误差点,降低了检测误差,能够满足长轨道在线检测的准确度要求。

测量机器人在工程监测中的应用

测量机器人在建筑物变形监测中的应用日益广泛。文中结合大孤山露天铁矿西北帮边坡位移监测探讨了LeicaT-CA2003智能全自动全站仪在工程建筑物监测中的应用,通过多周期观测从而得到相应监测点的位移变化。

GEO编队空间机器人系统交会方法

针对地球静止轨道(GEO)上被服务航天器的远距离和非合作特点,提出一种高自主、高协同、多任务的编队空间机器人在轨服务系统方案,实现对非合作目标的自主交会接近。首先,分析GEO卫星轨道约束力小的轨道特征和非合作的信息交互特征,给出由操作空间机器人和监视空间机器人组成的编队在轨服务系统,设计交会接近相对测量分系统以及在轨服务飞行任务;接着,给出典型远距离交会接近的多视线相对导航方法与多冲量相对制导律;最后,进行远距离交会任务仿真校验,结果表明编队空间机器人交会接近方法是有效的。

基于测量机器人的黄土滑坡变形监测及结果分析

研究测量机器人应用于黄土滑坡地质灾害监测时的精度和可靠性等问题,结合泾河南塬庙店黄土滑坡监测实例,采用移动式半自动变形监测作业方式进行外业观测,对实测数据进行计算,并将测量机器人的监测成果同位移计的结果对比。结果表明,测量机器人的实测平均平面点位中误差为±4.0 mm,垂直方向的平均高程中误差为±2.4 mm,满足工程测量规范设计要求,并且两种监测结果具有很好地一致性。基于测量机器人对黄土滑坡变形监测的成果精度高、可靠性强,完全可应用于高精度滑坡地质灾害监测。

基于GeoCom接口远程控制软件研究与设计

研究GeoCom接口通信协议,将PC与测量机器人通过串口数据线建立连接,并在VS2010平台下调用GeoCom动态链接库,开发一套PC版测量控制系统。基于Socket网络通信原理,实现对测量机器人的远程控制,并建立友好的远程客户端功能界面、设计了快捷键控制仪器转动和模拟显示实时测量状态的功能;结合SQL Server数据库完成了本系统的开发,并在最后做了测试,结果显示本系统测量数据可靠,可用于实际测量工作中,实现测量内外业作业的一体化。

基于Socket的测量机器人变形监测系统

为了实现对高陡边坡、尾矿坝、基坑、地质灾害区域等危险源进行连续、实时、在线的变形监测,采集变形体绝对和相对水平位移及垂直位移,建立了基于Socket的测量机器人变形监测系统,以反映变形体的变形特征,并及时发布变形监测结果,在发生位移或沉降超限时自动发送预警信息.该系统应用于某校区高陡边坡的位移变形监测,结果表明系统能够准确、及时地反映变形体的变形情况,实现了全自动、无人值守、全天候、在线、实时的监控.

测量机器人用于超高层建筑竖向投测的可行性

激光垂准仪法是超高层建筑竖向投测的主要方法之一。当建筑高度特别大时,楼体在日照等因素作用下会产生缓慢的摆动,此时,激光垂准仪法的应用将受到一定限制。本文介绍一种利用测量机器人进行超高层建筑竖向投测的方法,并分析其投测精度和可行性。

工程变形监测网布设新方法及其应用研究

提出了一种全新的不设站和自由设站边角交会法,详细论述了其原理、要求及特点,并通过理论论证、仿真计算分析和实例验证,表明本方法不仅科学实用,简便易行,自动化程度高,精度和可靠性能满足多种典型工程的变形预警要求,而且明显地提高了效率,可节省大量的人力和财力。

吊车轨道监测数据分析管理程序的开发

介绍了吊车轨道监测数据分析管理程序,分析了其基本原理、作业流程、设计思想、主要功能,实现了数据采集与后处理一体化。