摘要：为了实现大尺寸空间异面角度的非接触精确测量,采用机器视觉的方法检测系统公共基准与待测元素的夹角。首先,分析了大尺寸空间角度检测系统的测量原理,沿被测元素公垂线方向应用线结构光的平面传播特性在几米至十余米的距离内建立角度公共基准。提出了光学基准信息的提取方法。其次,设计了待测元素的图像处理算法,采用两个视觉系统分别对标杆轴线与基准光线的夹角进行计算。然后,为保证系统的抗干扰能力和测量精度,研究了图像分割的在线阈值自适应选择方法,设计了具有较强抗干扰能力的边缘提取算法和目标选择判据。最后,对系统测量精度进行了实验分析。在物距为300mm、两测量工位的光照分别为182lux和150lux的条件下,空间异面夹角测量重复性精度为±0.0115°。实验表明,所设计的算法满足系统在线测量的精度要求。

摘要：为了实现对精密减速器输入端和输出端角位移的精密测量,建立精密减速器角位移测量系统。对该系统的机械结构、角度测量及标定方法、基于非线性最小二乘法的误差补偿模型进行研究。通过"立式筒状"结构和圆光栅角度传感器"前置"避免了传统检测仪的弱刚度结构和轴系形变对角度测量造成的影响。使用光电自准直仪与24面棱体结合的方式离散标定圆光栅角度传感器的角位移测量误差,研究基于谐波分析的误差补偿方法,对角坐标进行补偿,进一步消除误差。实验结果显示,通过优化检测仪的结构设计,角位移测量精度达到±7″;误差补偿后,角位移最终测量精度达到±2″,满足减速器角位移测量的高精度要求,对类似测角系统也有参考价值。

摘要：为了实现大尺寸空间异面直线夹角检测系统的现场标定,提出了基于待测对象的现场标定方法。结合一个具体的工程实例介绍了系统的测量方法,针对系统内部机器视觉子模块的测量对象提出了适于现场快速实施的标定策略。分析了影响系统检测精度的各项误差源,给出了系统标定板的设计加工方案。研究了系统的框架设计和标定板布局的合理性。设计了标定环节的数字图像处理流程,并给出了各个步骤的处理结果。实验结果表明,在光照条件为355lx的情况下,采用所提出的标定方法使视觉检测系统的误差均值由0.065123°缩减为0.00219°,补偿效果满足要求,系统对于间隔7m的异面角度的标准测量不确定度为0.114°。

摘要：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。

摘要：针对实际工程中相距数米至数十米的若干几何元素之间的空间夹角,提出了大尺寸空间异面直线夹角激光检测系统的设计方案。首先,根据常见待测直线元素不同的实体存在形式,设计了相应的实体体现方法,并建立了异面夹角测量所需的公共基准;对于待测元素在公垂线方向距离很远的情况,采用单束线结构激光作为公共基准。然后,针对一个具体的工程实例,给出了系统检测框架的设计思路。最后,提出了公共基准与待测元素空间关系的获取方法。采用数字图像处理技术检测公共基准与各个待测元素构成的夹角并通过三角关系间接获得了待测元素异面夹角的检测结果。在30次系统测量中,系统重复性精度达到±0.020 85°,表明所提出的检测系统满足测量要求,验证了测量原理的可行性。

摘要：为满足微靶装配过程中靶球和靶腔相对位置的严格的要求,保障惯性约束聚变实验的成功,针对机器视觉的几何量测量精度很难达到5μm以下的不足,设计了利用具有亚μm级精度的激光共焦测头对装配中的靶球进行采点扫描以获取其尺寸和位置的非接触测量方法,借助于在线监测系统运动轴的高精度定位,通过上下两个激光共焦测头的组合测量,并采用一种快速而准确的基于点阵插值细分和目标两级提取的测量算法,使在线监测系统的球体几何量测量精度达到了2μm。

摘要：工业机器人在智能制造领域具有举足轻重的地位,其末端执行器位姿的重复性是衡量机器人完成精密作业能力的重要指标。针对机器人末端执行器的位姿重复性在线检测,提出了基于方向余弦的位姿重复性测量的理论模型,设计了一种基于改进的高斯曲线拟合-改进的B样条曲线拟合(IGCF-IBSCF)算法和最小二乘曲线拟合-改进的贝叶斯粒子群优化-非线性回声状态网络(BCF-IBPSO-NESN)算法的位姿重复性检测方法,通过获取十字线偏角和中心点位置,实现了机器人末端执行器位姿重复性的多点测量。实验结果表明:测量系统的位移测量精度为±1.5μm,角度测量精度为±2"。所述方法可用于工业机器人末端执行器的位姿重复性在线检测。

摘要：为了保证液滴分析在液滴的准平衡状态下进行 ,提出了一套由计算机软件控制、单步进电机及其细分驱动器驱动的精密微量供液系统 ,它能够提供流量极小且流速稳定的液流。通过特殊设计的机械结构 ,包括阶跃半径拨盘和内置沟槽的连杆等 ,实现一个步进电机在时序上错开分别驱动传动部分和切换阀部分。光电传感器用于解决可能出现的丢步问题。平均值滤波用于剔除测量过程中各种扰动因素对信号造成的高频噪声。

摘要：微米级测量光斑是激光非接触共焦法测量核聚变微靶的一项重要指标。要使测量精度达到1μm,测量光斑直径也应在微米级。根据激光高斯分布理论,设计加工了在GJ—Ⅳ共焦测头上实现微米级焦点光斑的光学系统进行了测量误差分析。通过实验和测试,激光测量光斑为10μm,工作距离为20 mm,测量精度为0.04%。实验数据证明:设计的光学系统从测量范围、测量光斑尺寸、测量精度等方面均满足微靶球测量的要求。

摘要：针对液滴分析仪光纤、电容传感器多次测量重复性不高,影响液滴分析测量精度的关键问题,重新设计了传感器结构,在电容环形极板外部增加屏蔽结构。采用数字电容信号测量法代替原有激励模拟测量方法,电容传感器测量极小值标准差为0.001 7 p F,极大值标准差为0.002 4 p F。改进光纤信号测量电路,利用无限增益低通滤波器避免由于放大倍率过高引起的自激震荡,光纤传感器测量峰值标准差为0.019 9 V,提高了液滴分析仪测量精度。