机械臂的运动精度对于完成精准的操作任务非常重要,而机械臂在使用过程中会由于磨损或维修等原因发生关节参数的变化而失去精度,因此需要再标定。传统的标定方法较为繁琐,依赖于对机械臂模型的建立和解算,且有可能因为关节扭角接近零度而无法收敛。对此对于常见的六自由度机械臂提出了基于粒子群智能优化算法的标定方法,通过测量机械臂多组关节位形及其对应的末端位姿,选取收敛效果最好的理论位姿误差作为适应度函数,编程实现了ABB IRB 120工业机器人关节参数的标定。标定结果表明,该方法虽然需要更长的运算时间,但简单有效、稳定性高,易于实现对长度参数和转角参数的分步标定,且对扭角为零不敏感,精度上也略优于传统方法,可用于不同构型工业机械臂的标定,具有良好的普适性。

传统的刮研工艺主要是工人手持刮刀依靠人力刮削高点,效率低下且危害身体健康。随着计算机视觉技术与机器人技术的发展,用视觉图像信息控制机器人作业成为一种趋势。设计了一种新型的基于图像信息控制的自动刮研机器人,对其机械结构和控制系统进行了阐述,并对设备所用相机进行了标定与图像鸟瞰化。针对刮研高点之间相互粘连的现象,研究开发了针对平面高点的分割识别图像处理算法,实际图像处理实验显示该算法可以准确的定位刮研高点,达到使用高点的位置信息来控制直角坐标机器人刮削作业的目的。

对风洞天平进行动态特性研究有助于评估天平结构设计的合理性,频响函数可以直观反映测试系统的动态特性。针对一种新型悬挂式测力天平,设计一种动态标定装置并进行了相关实验。采用电磁铁和砝码对飞行器模型施加负阶跃载荷,由输入载荷和天平输出辨识频响函数。辨识频响函数时,通过布莱克曼窗和数据段重叠对数据进行预处理以回避周期延拓问题。在时域中模拟了时域频响函数和输入数据乘积的输出曲线,数据在非振荡环节的相似度为91.7%,说明天平在低频下的线性度良好,满足工程要求。

装载机传动轴的功率是评价其能耗特性的重要指标,为了测量某型轮式装载机液力变矩器输出轴的功率,本次研究采用应变式扭矩传感器和霍尔转速传感器分别测量输出轴的扭矩和转速。通过Catia建立并简化了输出轴各组成部分的三维模型,装配完成后将模型导入到Ansys Workbench中进行静力学分析。通过对比分析三组不同约束条件下得到的输出轴的应力云图,初步确定应变片在输出轴上的粘贴位置。通过拉压机对扭矩传感器进行了标定,标定结果表明该扭矩测试系统工作稳定,线性度良好。将整套轴功率测试系统安装在轴上测点处,选取装载机的典型工况进行实车实验。实验结果表明设计的轴功率测试系统工作稳定,测量结果准确有效。

为满足惯性约束聚变（inertial confinement fusion,ICF）等离子体诊断的需求,研制多档位X射线条纹相机.该相机工作面积为25 mm×2 mm,8个工作量程,扫描速度可在16.11～0.11 mm/ns范围内变化,符合技术指标要求.搭建基于波长为266 nm紫外激光器的X射线条纹相机联调实验系统,测试得到相机时间分辨优于45 ps,动态范围达到127,7个扫描速度非线性优于3%.

研究了基于数字近景摄影原理的三维坐标精密视觉测量方法,可用于工业现场大尺寸范围内的坐标测量.对其核心技术,即数字成像器件高精度模型及标定、成像器件空间精密定向、高精度亚像素图像处理算法以及光学编码与精密测头技术,进行了深入的讨论,给出了原理和实现思路,为工业现场数字近景摄影三维坐标精密测量系统的设计提供了理论依据.

五孔气动探针常用于风洞或旋转机械内流场的三维速度、总压及静压测量,为标定五孔气动探针,设计用于标定五孔气动探针的小型低速风洞,改变探针俯仰角和偏转角的二自由度旋转台,并编制了基于Labview的测控软件,对所制作的五孔探针进行了标定试验。结果表明风洞和测控系统可以进行五孔气动探针的标定试验,所制作的五孔探针偏转角和俯仰角的有效测量范围可达到-24°~24°。

针对超声速火箭橇试验对被试品表面压力场分布高精度测试需求,提出了一种基于标定技术和数据算法优化处理的气动压力测试方法。该方法在气动压力特性高精度采集、存储测试、气密性检测的基础上,分析了温度对压力传感器响应特性的影响,通过测试系统构建和对压力传感器标定,建立了有关算法,并经过验证。结果表明,利用标定的数据通过数据处理算法修正,提高了测试精度。

针对超声速火箭橇试验中被试品表面压力场分布的高精度测试需求,考虑到气动压力传感器受温度影响较大,存在明显的基线温度漂移和线性温度漂移,提出一种基于高低温试验箱的气动压力传感器温度响应特性标定方法。基于温度对压力传感器响应特性影响分析,将压力传感器在模拟试验温度环境下进行标定,建立了算法并进行了试验验证。试验结果表明,该方法能准确地反映压力传感器灵敏度系数随温度的变化关系,通过修正数据处理算法,显著提高了测试精度。

本文针对在流场中流速、流向的测量问题,介绍了一种新型测速管的设计方案及其特点,阐明了其实施方式及标定.