摘要：在现代工程领域中,模拟信号和数字信号同步采集的重要性变得越来越显著。同步采集这两种类型的信号可以提高数据采集和处理的准确性、可靠性,并避免数据延迟、抖动等问题,尤其对于一些特定应用场景具有极高的必要性。为了适应低相干干涉测量系统中多类型多路信号的同步采集与处理需求,基于已有的数据采集仪,设计并制作了数字信号调理板,并通过实验验证了数字信号与模拟信号的同步采集情况。实验结果表明:所设计的系统不仅可以实现两种信号的高速同步采集,而且系统整体位移采集的精度很高:电动位移台在0~70 mm行程内,系统测量值与干涉仪测量值最大误差为2.52μm;压电位移台在0~320μm内,系统测量值与干涉仪测量值最大误差仅为0.54μm。

摘要：为全面实现白光干涉测量系统的搭建及应用,在硬件结构的基础上对软件系统进行了设计和开发。以LabVIEW图形化编程语言为开发工具,分别通过.NET控件、ActiveX控件与运动控制器和数据采集仪建立通信,实现对5个运动轴的协调控制及数据的实时采集及分析处理。最后通过对标准环规的测试,验证了此软件不仅能精确高效地完成白光干涉测量系统的测试任务,其所输出的点云数据还可以进一步处理获得直径、圆柱度等形位公差信息。

摘要：针对目前车辆振动能量回收率较低的问题,为探究路面振动能量俘获技术,笔者对基于压电效应的道路振动能量俘获系统进行了研究。设计并搭建了能量俘获模拟系统,并进行了测试。首先,基于PZT-5H系列压电陶瓷设计了压电振子,并对影响压电振子能量转化效率的振动模态及支撑方式进行分析及设计;然后,对整流电路、稳压电路及储能电路进行了分析,并基于集成芯片LTC3588-1设计了外围电路,通过引脚选择3.3 V的输出电压并将其输出的电能储存在超级电容中;最后,利用激振器搭建了道路振动能量俘获模拟系统对压电振子进行了测试。LED灯的模拟负载电路验证了该能量俘获系统的可行性;激振器载荷加载试验结果表明该能量俘获系统的能量转换效率约为0.5%。

摘要：针对目前激光跟踪仪测量工作中靶球容易断光、需要人工引导激光的问题,课题组设计出了一种能够自动对光的主动激光靶球(spherically mounted retroreflector,SMR)装置。基于STM32系列单片机实现了控制电路的设计,通过实时检测跟踪仪的转角以及靶球自身的自转角度,能够准确计算出靶球收光口与跟踪仪出射激光之间的偏角,进而控制步进电机带动靶球作相应的旋转实现对光;将主动靶球装置安装在4足机器人上进行了性能测试。研究结果表明使用该主动靶球装置可以有效减少激光跟踪仪断光次数,提高了跟踪仪在机器人在线检测等领域的测量效率,具有良好的实用性。

摘要：传统校准方法只能辨识空载工况下机器人杆件及关节误差,当机器人在大负载工况下由于变形会导致末端精度显著下降。提出了大负载机器人在重载条件下关节变形的模型,通过激光跟踪仪测量辨识机器人关节刚度系数,并优化控制律设计。该方法基于指数积(POE)模型和微分误差模型,在空载工况下计算出结构参数,零位误差,将补偿结果写回机器人控制器;在满载条件下基于之前的坐标准直,辨识机器人关节刚度系数,完成校准过程。本算法在新松、埃斯顿等多家机器人公司的产品上进行了验证。结果表明:该校准方法能够使大负载机器人在重载工况下的绝对定位精度与空载工况下接近。