X轴分离式高速原子力显微镜系统设计

为了提高原子力显微镜(Atomic Force Microscope,AFM)的成像速度,本文提出了一种新的AFM结构设计方案并搭建了相应的实验系统。在该方案中,Y、Z扫描器集成于测头内驱动探针进行慢轴扫描和形貌反馈;X扫描器与测头分离,驱动样品做快轴扫描。X扫描器采用高刚性的独立一维纳米位移台,能够承载尺寸和质量较大的样品高速往复运动而不易发生共振;同时Z扫描器的载荷实现最小化,固有频率得以显著提高。为了避免测头的扫描运动引起检测光束与探针相对位置的偏差,设计了一种随动式光杠杆光路;为了便于装卸探针以及精确调整激光在探针上的反射位置,设计了基于磁力的探针固定装置和相应的光路调节方案。对所搭建的AFM系统的初步测试结果表明,该系统在采用三角波驱动和简单PID控制算法的情况下,可搭载尺寸达数厘米且质量超过10g的较大样品实现13μm×13μm范围50Hz行频的高速成像。

全站扫描点云支持下的铁路隧道横断面快速提取及变形分析

使用全站扫描仪对采动区的铁路隧道进行扫描,在分析了测边后方交会设站扫描方法精度的基础上对拱形隧道的变形进行了研究,提出了通过拱形隧道的拱顶轴线完成横断面快速提取的方法。该方法基于高程差异获得隧道拱顶点集,而后采用随机采样一致算法对其处理并对处理后的点云拟合得到拱顶轴线,以该轴线方向作为横断面的法向完成横断面点集的快速提取,并基于所提取横断面点集获得横断面轮廓线并计算隧道变形。使用全站扫描仪的点云数据进行试验并进行变形分析。结果表明该方法能够完成对拱形铁路隧道横断面的快速提取,并且所提取的横断面能够反映隧道变形情况。

汽轮机叶片多轴加工工艺与检测技术的研究

根据汽轮机叶片的结构特点,针对加工和检测中的难点,阐述使用UGNX 8.5软件的多轴加工功能对汽轮机叶片进行刀轨规划、生成、仿真以及后处理的方法。使用三维激光扫描技术对加工完成的零件进行扫描获得点云数据文件,采用逆向软件Geomagic对点云数据进行处理,输出曲面模型,进而与叶片理论模型进行整体匹配,从而检测零件是否满足设计精度要求。该加工与检测方案实用性强,具有一定的参考价值。

基于6轴工业机器人自动鞋底打磨系统方案设计

针对运动鞋中底打磨工艺的研究,提出了一种自动鞋底打磨方案,介绍了系统的硬件设计及软件方案,硬件系统包括激光扫描仪、6轴工业机器人、激光位移传感器以及步进电机等.软件部分分为机器人控制,鞋底3D点云数据处理及打磨轨迹生成.系统可以适应不同的鞋底样式,兼容性和自动化程度高.

一种光机扫描机构的设计

光机扫描机构是各种航天航空遥感扫描成像系统的重要组成部分,而扫描镜及转动轴系又是其关键因素。从实际工程应用出发,着重论述一种大尺寸扫描镜的制备工艺以及光机扫描机构转动轴系的设计及校核方案,提出了一种45°平面反射镜扫描机构的关键实现技术和解决方案,经检验该方案切实可行。

弹目相对运动特性加载技术框架初探

目前在靶场如何开展导引头抗干扰内外场联合试验已经成为急需解决的课题,其中弹目相对运动加载技术是制约该课题发展的瓶颈。针对这个问题,研究了弹目相对运动特性加载技术,提出了弹目相对运动加载方案。目标模拟器产生的模拟目标与导引头在俯仰和方位上角度的相对运动,采用X-Y轴扫描器的方式来实现,模拟目标与导引头在距离上的相对运动采用距离拖引,外加多普勒频移的方式来实现。并介绍了一种目标模拟器的实现方法,上述探讨的方法对靶场进行弹目相对运动特性加载工作具有一定的指导意义。

徕卡MS50全站扫描仪在地铁隧道断面中的应用

研究了基于激光点云数据的隧道中轴线提取方法,首先根据中轴线生成任意一处的隧道断面平面,把断面附近离散点集投影至断面空间平面,然后利用旋转矩阵把点集旋转至垂直于坐标轴的平面,最后用椭圆拟合对平面上的点集进行拟合,对椭圆参数进行分析,并与测量机器人的高精度点测量数据进行比较。通过对广州某地铁数据进行实验,结果表明本文提出的点云分析提取方法具有很好的精度。