摘要：为了研究声波探雷机理,设计一个基于声-地震耦合的实验系统,并用曲线拟合的方法研究了复杂的测试信号变化规律。简述了声-地震耦合基本原理,分析了土壤-地雷系统的共振作用;然后,分别用扬声器和地震检波器串激发和接收地表振动;最后,采用平均值算法进行地表振动速度曲线拟合,并解释实验现象。结果显示,有地雷的地表振动速度与无雷的比值在很宽的频带内都>1,其峰值达24。表明地雷能引起地表振动的明显变化,所提出的实验系统及曲线拟合方法可用于声波探雷信号的进一步研究。

摘要：现场环境下工业机器人连续作业运行容易导致定位漂移问题,利用外部高精度测量系统获取其末端执行器精确三维位置信息是机器人绝对定位误差的有效补偿方式。针对误差补偿三维测量高效率、高精度、高适应性要求,提出了一种基于工作空间测量定位系统的工业机器人精度补偿方法。利用测量定位系统的动态特性,设计了针对机器人工作轨迹空间的网格划分策略,根据定位误差实际分布情况调整网格边长,通过采集网格节点绝对定位误差矢量值,研究了反距离加权算法以完成轨迹关键节点定位误差矢量的插值计算,最终完成末端执行器绝对定位误差补偿。试验结果表明,所研究方法实时性好、效率高,安装20kg负载补偿后机器人绝对定位误差平均值由1.36mm降为0.19mm,提升了约86%,能够显著改善工业机器人现场作业精度。

摘要：基于传统的空间前方角度交汇测量原理,提出了一种旋转平面激光坐标测量系统,它具有独特的自动化单站测角方式和多任务同时进行的优点,能满足先进大型装备制造工业现场测量的要求。介绍了系统的组成,以及单站的几何结构和测角原理,分析了系统测量的几何约束。在此基础上,建立了精确的数学模型,并对模型参数进行分类,设计附件并对基站结构参数采用辅助仪器进行了离线标定,研究了一种基于光束平差法的现场系统定向方法。搭建了完整的系统,重复性精度较高,整体测量精度达到0.1mm。实验证明:文中数学模型精确可靠,内外参标定方法有效、精度高,系统是可行的。

摘要：为解决传统工业机械臂在进行拾放操作时自主性弱、可移植性差、运动路径非最优等方面的问题,基于ROS机器人操作系统,以六自由度工业机械臂为研究对象,设计了一种机械臂零件自动拾放系统。系统利用RGBD相机作为视觉传感器,通过生成残差卷积神经网络(GR-ConvNet)处理图像信息进行目标点定位。在路径规划上,基于传统RRT算法,设计采样点偏置选择策略、动态步长调整策略以及局部最小值优化机制,对算法进行了改进,又结合五次多项式插补方法,保障了机械臂运行过程中各关节的轨迹平滑性,令机械臂运行时间减少36.05%,运行路径降低16.47%。仿真与实验结果验证了本系统可以较好地完成自动拾放操作。

摘要：谐振式传感器是一种新型高精度的传感器。选用薄壁圆筒作为谐振子 ,设计了短管谐振式密度传感器。用有限元法建立了圆筒谐振子的模型 ,通过MATLAB软件编程 ,计算出合理的谐振子参数 ,对其频率密度特性进行了分析 ,并给出了振子的振型分布。仿真结果表明 ,传感器系数为K0 =- 181 5 9kg/m3,K1 =1 17× 10 - 8kg/m3·s,K2=4 93× 10 + 8kg/m3·s2 。

摘要：高速旋转叶片振动实时检测技术是航空工业亟待解决的难题 ,传统的接触式测量方法如电阻应变片法 ,已不能满足测振系统对高转速、实时、全面监测的要求 ,并且很难做到监测所有叶片振动。为提高旋转叶片振动测量系统的性能 ,国外一直在发展非接触式旋转叶片测振技术。本文设计了一种新型的基于叶尖定时原理和光纤传感的、旋转叶片测振用的光纤传感器 (叶尖定时传感器 ) ,满足了旋转叶片振动监测系统对叶片振动信号拾取的要求。

摘要：航空发动机可调尾喷管喉部面积直接影响其气动性能,传统上使用内径千分尺测量喉部尺寸,存在效率低下、喷口密封片下垂影响测量精度等问题。因此,提出一种基于激光干涉的可调圆形尾喷管喉部面积标定方法,设计激光干涉光路内置的同轴式长度测量结构,采用压力传感器实时反馈实现推力自适应控制,利用喉部尺寸测量数据计算喉部多边形面积,基于最小二乘法建立喉部面积与发动机控制信号之间的关联模型,实现喉部面积快速标定。试验结果证明,研制系统的尺寸测量精度为41μm,建立面积标定模型的拟合优度为0.98147,具有操作简捷、快速的特点,满足航空发动机测试需求。

摘要：提出了基于模型预测控制(model predictive control,MPC)的统一电能质量调节器(unified power quality conditioner,UPQC)以改善电网电能质量。介绍了UPQC的基本原理、结构,并对其进行建模得到其状态空间模型,以这个模型为基础,将MPC控制算法应用到UPQC系统中,设计了MPC控制器。仿真结果表明,基于MPC的UPQC能够有效补偿谐波、抑制干扰。

摘要：为了克服传统光栅光谱仪小体积与高分辨率无法共存的缺点,提出一种以中阶梯光栅为核心色散元件、反射棱镜为辅助色散元件的光谱仪光学设计方法。具体分析了中阶梯光栅的基本原理,从光路设计和元件参数设计两方面进行仪器光学设计,最后设计了一个焦距为150 mm、光谱范围为200 nm^600 nm、理论光谱分辨能力为0.1 nm的中阶梯光栅光谱仪,仿真和实验表明,设计的光谱仪在Hg灯253.652 nm处光谱分辨能力为0.023 9 nm,在Hg灯546.074 nm处光谱分辨能力为0.061nm,满足设计指标要求。

摘要：高精度、高完备性的三维形貌测量是精密智能制造与检测的关键技术,但现有的形貌测量传感相对较小的测量范围无法满足大尺寸测量任务要求,为此设计了一种基于多相机跟踪定位技术的大尺寸形貌测量方法,并对其精度和稳定性的性能参数进行评估分析。首先,由基于光栅投影原理的结构光传感器(蓝光扫描仪)获取位于局部坐标系下的待测对象三维点云数据;其次,由固定于蓝光传感器周围的九个相机在线获取蓝光传感器的全局位姿信息;最后,通过蓝光与多相机手眼标定来实现三维数据从局部到全局拼接整合。实验过程中,从拼接后的点云数据中提取被测球的球心坐标并与跟踪仪数据进行精度及稳定性评价;重点分析了机械臂的示教器慢速和自动全速模式的两种运动模式下的测量性能。研究将有助于提高对多相机测量现场在线测量性能认识,为大尺寸坐标测量研究提供重要技术支持。