大型回转类零件圆柱度误差非接触式测量系统设计与应用

【目的】为解决大型回转类零件形位误差测量困难、采样不便等问题,针对大型回转类零件的圆柱度误差设计了一种适宜的非接触式测量系统。【方法】使用STM32单片机作为主控制器,设计定位夹紧装置配合激光位移传感器实现非接触式测量,通过LabVIEW软件平台对采集的距离信息进行数据处理和分析,同时设计出圆柱度误差显示界面以便于用户直观地查看测量结果。【结果】测量装置满足大型回转类零件的圆柱度误差测量,显示界面可实时显示测量截面的轮廓状态,并自动显示计算所得的圆柱度误差值。在面板中输入零件的圆柱度公差值,当测得误差值超过其公差值时,相应的指示灯会亮起进行提醒。【结论】该系统较好地解决了大型回转类零件非接触式测量的需求,具有较好的应用价值和应用前景。

基于非接触式测量技术的高强螺栓预紧力检测方法研究

为了研究非接触式测量技术检测高强螺栓预紧力的可行性,以8.8级M16高强螺栓为研究对象,采用有限元软件对高强螺栓施加预紧力进行了模拟,分析了不同螺栓预紧力下螺帽表面应变分布。通过电阻应变片检测试验测量了高强螺栓施加预紧力过程中的螺帽表面应变,将测量结果与模拟结果进行对比,验证了有限元模拟的正确性和螺栓预紧力与螺帽表面应变之间的线性关系。采用三维数字图像相关法检测了高强螺栓预紧力施加过程中的螺帽表面应变,并与有限元分析结果进行了对比。最后,采用正态分布完全样本可靠度置信下限计算方法得到了20%失效概率、50%置信度下的8.8级M16高强螺栓螺帽表面应变检测目标值。结果表明:采用三维数字图像相关法通过检测螺帽表面应变从而确定高强螺栓预紧力理论上是可行的。

几何量检测中非接触式测量技术的应用研究

随着我国机械零件精密度的逐步提高,对机械制造中的几何量检测工作提出了更高要求。通过对非接触式测量技术的运用,不仅可以提高测量精度,还能减少安全隐患的发生。基于此,本文重点分析激光测距法、视觉测量法、结构光法、光学干涉法、工业CT法等非接触式测量技术的应用,并对其技术进行分析与展望。旨在充分发挥非接触式测量技术的优点,不断提高其技术水准,助力几何量检测工作的顺利开展。

基于电场传感器阵列的输电线路电压非接触式测量方法

电压作为表征线路运行状态的重要参量,实现其灵活准确的测量对保证电力系统稳定运行至关重要。传统的接触式电压测量方法,因电压互感器体积较大、会产生电磁谐振和高频振荡、额外测量需断电安装等问题,对于海量化测量并不便利。相比较而言,非接触式测量不接触导线,更加安全和便捷,将成为未来电压测量的发展方向。文中提出了基于电场传感器阵列的输电线路电压非接触式测量方法,该方法为了解决导线位置信息未知的问题,设计了与导线方向垂直排列的电场传感器阵列;求解了含导线未知信息量的方程组;构建了比例系数矩阵,反推出导线电压瞬时值;分析了电场传感器对测量的影响;最后,进行了10 kV电压等级电压瞬时值仿真验证,结果显示最大测量误差为2.219%。

基于高斯圆的导管扩口锥角非接触式测量

导管扩口形状成圆锥面,其快速精确的角度测量十分困难,致使扩口角度误差过大成为管道渗漏问题的主要因素。提出了一种导管扩口锥角的非接触式精确测量方法,首先采用激光视觉测量技术完成导管扩口锥面的非接触扫描,获取点云数据;然后通过最小二乘进行拟合,并利用高斯映射圆确定锥体法、轴线方向,根据法轴线夹角计算锥体顶角;最后将实验测量结果与三坐标机测量结果比较说明方法的有效性。

基于非接触式测量技术的捣固车作业线路纵向水平检测系统的研发及试验研究

捣固车作业线路纵向水平测量采用传统钢丝绳弦线法,长周期使用存在钢弦磨损、断裂的风险,且钢弦抖动会影响测量精度及稳定性。针对这些问题,本文研发了一套基于非接触式测量技术的捣固车作业线路纵向水平检测系统。该系统基于位敏探测器(Position Sensitive Detector,PSD)激光测量原理,采用E型激光发射器和接收器实现激光偏移量的测量。以DCL-32连续式捣固车为例,通过加速度传感器和激光传感器获取捣固车的振动特性,在振动实验室利用该系统进行现场工况模拟试验,并与现场试验数据进行对比。结果表明:该系统能够实现35 Hz振动频率跟随,可靠、稳定地采集线路纵向水平数据。

矿山边坡非接触式测量标定优化设计

为了减少非接触式摄影测量方法在矿山边坡应用时产生的误差,提高准确性,以3GSM非接触式测量系统为例,针对其标定误差问题,进行了标定设计的优化研究。结果表明,在3GSM系统中,摄影坐标系与世界坐标系(WCS)转换关系主要来源于现场拍摄测量时放置的标定设备的产状数据;标定系统存在的误差主要来源于标定设备是否共面及产状测量结果的准确性,标盘不共面引起研究区结构面倾向、倾角误差,标定设备产状测量误差主要影响研究区结构面倾向结果。针对3GSM中标定系统误差,提出一种指针带激光发射器的罗盘,发出激光经过3个标盘中心棱镜折射,保证标盘三点共面,进而有效地减少标定系统误差。

自由曲面非接触式测量路径规划及相关算法研究

针对研制的自由曲面非接触式测量系统的硬件组成和工作原理 ,对CAD模型已知自由曲面零件的测点自适应布置、CAD模型未知曲面的测量路径规划和测点数据处理算法进行了研究 。

基于数字化立体裁剪的人体非接触式测量技术

研究了服装数字化立体裁剪中的人体非接触式测量技术。依据计算机视觉中的双目视觉理论 ,进行人体特征曲线的三维重建 ,并根据服装CAD的特点 ,提出了人体特征线上对应元的匹配方法。将该技术应用于人体模型表面三维信息的采集 ,所测数据表明 ,其符合工业设计要求。

三维曲面非接触式测量系统机械设计及误差补偿研究

研究了三维曲面非接触式测量系统的工作原理 ,明确了机械误差是影响测量系统误差的关键 ,在测量系统机械设计基础上分析了其几何误差和热误差 。

非接触式测量机器人的自标定研究

介绍了一种新型的测量机器人。该系统以串联机械手作为主体 ,激光位移传感器为测量探针 ,对球壳类、回转类部件的几何尺寸、表面缺陷进行非接触、高精度测量。针对该测量系统的特点 ,提出了一种新的自标定方法来识别机器人的运动学参数 ,并设计了专用的实物基准。该方法将机器人相对于基坐标系的关节位移分成两部分 :相对于参考位形的关节位移和参考位形相对于基坐标系的关节位移 ,将后者和其它常值参数引入到误差模型。使用该方法不需要测量机器人相对于基坐标系的关节变量的值 ,不需要外部的测量系统 ,简便易行。仿真和实验均证明该方法是可行的。

不同进电方式对铝电解槽阳极电流非接触式测量的影响

针对目前铝电解槽阳极电流在线测试方法的不足,基于铝电解槽电磁场的理论,借鉴国外学者通过测试导杆附近的磁场来得到阳极电流的思想,提出了一种阳极电流非接触式测试方法,并着重针对铝电解槽不同的进电方式分析了阳极电流的测量误差,并对误差进行了修正,对测试方案进行了优化,旨在实现阳极电流的实时监测和在线控制。研究结果表明,300kA大面五点进电槽的阳极电流测量误差可以控制在±0.25%之内,而400kA大面六点进电槽、200kA大面四点进电槽的阳极电流测量误差分别达到了±0.8%和±3%;可见不同进电方式对阳极电流的测量误差有较为明显的影响,但最大误差均不超过3%。因此,对于不同进电方式及结构的铝电解槽阳极电流的在线监测,该非接触式测试方法均具有较好的适用性。

纱线速度的非接触式测量方法的研究

指出接触式测量纱线速度的不足之处，提出了基于数字信号处理技术的非接触测试该指标的方法，实验结果表明此方法是可行的。

基于非接触式测量的人体点云简化方法

针对服装领域需求所开发的人体扫描系统获取的人体点云数据特征,提出了人体截面曲线点云的扇形栅格简化方法。该方法运算速度快,且简化率易于调整,能较好地保持点云凹部细节特征,防止轮廓失真。简化后的点云可以直接快速地通过扇形的角度和栅格进行排序,优化了后续点云的光顺去噪及孔洞修补。

BP神经网络补偿三维曲面非接触式测量系统热变形误差研究

针对一个三维非接触式测量系统 ,在简要介绍系统工作原理的基础上 ,指出机械部分的热变形误差是影响系统误差的关键。该文在分析测量系统机械部分的基础上对它进行了热误差的分析和建模 。

基于OpenPose计算机视觉算法的健身操能量消耗非接触式测量方法

目的基于OpenPose计算机视觉算法(以下简称“OpenPose”)获得的运动学参数,构建并验证一种健身操运动能量消耗的非接触式测量方法。方法通过Qualisys运动捕捉系统验证OpenPose识别关节运动角度的准确性;以COSMED K5便携式气体分析仪测量的能量消耗数据为标准,构建并验证基于OpenPose获得运动学参数的健身操运动能量消耗测量方法。结果OpenPose能较为准确地估算人体运动中大多数关节的运动角度;基于OpenPose的能量消耗估算方法误差较小(MAE=0.81,MSE=1.11,RMSE=1.02,MRE=13.60%),测试精度可达到86.4%。结论初步建立了一种基于OpenPose的非接触式能量消耗测量方法,这种新方法能较为准确而简便地测量健身操运动的能量消耗。

基于CCD的钢轨表面几何尺寸非接触式测量方法

针对当前人工对钢轨几何尺寸的手工测量存在检查率低、工作效率低、人为检查误差大的现状,提出了基于CCD成像和激光三角测距的非接触式测量方法。通过一次测量完成钢轨的扭曲度、弯曲度和外形尺寸精确检测,并通过计算机图形图像处理技术自动生成钢轨外形的仿真图。该方法测量过程全自动在线完成,避免了人工的参与和干预,具有重复性能好、故障率低、精度高的优点。

电鳗放电非接触式测量系统的设计与实现

在已有生物电研究的基础上,设计了一种非接触式电鳗放电电压实时监测系统。数据采集端利用电容充放电原理收集电荷,并将所收集电荷通过换算转换成相应的电压。利用JN5139无线模块发送和接收数据,避免了采集端和接收端电源共地串扰问题。该系统可实时监测、显示电鳗放电电压。现场测试结果表明,非接触式方法在测量生物电过程中具有良好的稳定性和可靠性。

蒸发器液位的非接触式测量

针对蒸发器液位测量的特殊性,即物料具有高温,高压,强腐蚀,易结垢且是气液两相混合的特性,提出非接触式测量方法。对放射性料位计的特点、原理、安装以及放射性辐射的安全防护作了详细介绍。

接触网参数非接触式测量系统的研制

采用CCD图象传感器的接触网参数测量系统已研制出来。本文对图象测量原理、系统结构硬件和软件以及信号处理等作了较详细的介绍。给出了实测的拉出值曲线,并对系统的实用化提出了改进措施。