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大型回转类零件圆柱度误差非接触式测量系统设计与应用

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河南科技 2024年第13期51卷 33-39页

作者：周燕罗小燕易国涛江西理工大学机电工程学院江西赣州341000

【目的】为解决大型回转类零件形位误差测量困难、采样不便等问题,针对大型回转类零件的圆柱度误差设计了一种适宜的非接触式测量系统。【方法】使用STM32单片机作为主控制器,设计定位夹紧装置配合激光位移传感器实现非接触式测量,通过L... 详细信息

【目的】为解决大型回转类零件形位误差测量困难、采样不便等问题,针对大型回转类零件的圆柱度误差设计了一种适宜的非接触式测量系统。【方法】使用STM32单片机作为主控制器,设计定位夹紧装置配合激光位移传感器实现非接触式测量,通过LabVIEW软件平台对采集的距离信息进行数据处理和分析,同时设计出圆柱度误差显示界面以便于用户直观地查看测量结果。【结果】测量装置满足大型回转类零件的圆柱度误差测量,显示界面可实时显示测量截面的轮廓状态,并自动显示计算所得的圆柱度误差值。在面板中输入零件的圆柱度公差值,当测得误差值超过其公差值时,相应的指示灯会亮起进行提醒。【结论】该系统较好地解决了大型回转类零件非接触式测量的需求,具有较好的应用价值和应用前景。

关键词：大型回转类零件圆柱度误差非接触式测量 LabVIEW界面

基于OpenPose计算机视觉算法的健身操能量消耗非接触式测量方法

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上海体育学院学报 2022年第8期46卷 23-32,55页

作者：温煦杨雨馨高元龙李宽杨建党杨小倩刘勇浙江大学教育学院浙江杭州310012 浙江旅游职业学院旅游规划与设计学院浙江杭州311231 浙江大学控制科学与工程学院浙江杭州310013

目的基于OpenPose计算机视觉算法(以下简称“OpenPose”)获得的运动学参数,构建并验证一种健身操运动能量消耗的非接触式测量方法。方法通过Qualisys运动捕捉系统验证OpenPose识别关节运动角度的准确性;以COSMED K5便携式气体分析仪测... 详细信息

目的基于OpenPose计算机视觉算法(以下简称“OpenPose”)获得的运动学参数,构建并验证一种健身操运动能量消耗的非接触式测量方法。方法通过Qualisys运动捕捉系统验证OpenPose识别关节运动角度的准确性;以COSMED K5便携式气体分析仪测量的能量消耗数据为标准,构建并验证基于OpenPose获得运动学参数的健身操运动能量消耗测量方法。结果OpenPose能较为准确地估算人体运动中大多数关节的运动角度;基于OpenPose的能量消耗估算方法误差较小(MAE=0.81,MSE=1.11,RMSE=1.02,MRE=13.60%),测试精度可达到86.4%。结论初步建立了一种基于OpenPose的非接触式能量消耗测量方法,这种新方法能较为准确而简便地测量健身操运动的能量消耗。

关键词： OpenPose算法计算机视觉健身操能量消耗非接触式测量

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非接触式测量

世界制造技术与装备市场 1998年第4期 60-62页

作者：求实

非接触式测量可以在工件的运动过程中高速获得测量数据,并不需增加循环时间,因而常在生产过程中使用并得到良好的效果。

关键词：测量非接触式测量视频技术激光

基于非接触式测量技术的捣固车作业线路纵向水平检测系统的研发及试验研究

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铁道建筑 2023年第4期63卷 25-29页

作者：张世红高春雷何国华徐济松张钰荧王鹏中国铁道科学研究院集团有限公司铁道建筑研究所北京100081

捣固车作业线路纵向水平测量采用传统钢丝绳弦线法,长周期使用存在钢弦磨损、断裂的风险,且钢弦抖动会影响测量精度及稳定性。针对这些问题,本文研发了一套基于非接触式测量技术的捣固车作业线路纵向水平检测系统。该系统基于位敏探测器... 详细信息

捣固车作业线路纵向水平测量采用传统钢丝绳弦线法,长周期使用存在钢弦磨损、断裂的风险,且钢弦抖动会影响测量精度及稳定性。针对这些问题,本文研发了一套基于非接触式测量技术的捣固车作业线路纵向水平检测系统。该系统基于位敏探测器(Position Sensitive Detector,PSD)激光测量原理,采用E型激光发射器和接收器实现激光偏移量的测量。以DCL-32连续式捣固车为例,通过加速度传感器和激光传感器获取捣固车的振动特性,在振动实验室利用该系统进行现场工况模拟试验,并与现场试验数据进行对比。结果表明:该系统能够实现35 Hz振动频率跟随,可靠、稳定地采集线路纵向水平数据。

关键词：有砟轨道捣固车非接触式测量试验研究线路纵向水平 PSD激光测量原理激光弦线

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基于高斯圆的导管扩口锥角非接触式测量

制造业自动化 2023年第1期45卷 1-4页

作者：龙翔宇张修瑞傅莉陈新禹席剑辉中航工业成都飞机工业集团有限公司成都610000 沈阳航空航天大学沈阳110136

导管扩口形状成圆锥面,其快速精确的角度测量十分困难,致使扩口角度误差过大成为管道渗漏问题的主要因素。提出了一种导管扩口锥角的非接触式精确测量方法,首先采用激光视觉测量技术完成导管扩口锥面的非接触扫描,获取点云数据;然后通... 详细信息

导管扩口形状成圆锥面,其快速精确的角度测量十分困难,致使扩口角度误差过大成为管道渗漏问题的主要因素。提出了一种导管扩口锥角的非接触式精确测量方法,首先采用激光视觉测量技术完成导管扩口锥面的非接触扫描,获取点云数据;然后通过最小二乘进行拟合,并利用高斯映射圆确定锥体法、轴线方向,根据法轴线夹角计算锥体顶角;最后将实验测量结果与三坐标机测量结果比较说明方法的有效性。

关键词：导管扩口锥角非接触式测量高斯圆

高压断路器机械特性的非接触式测量及其缺陷诊断

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高压断路器机械特性的非接触式测量及其缺陷诊断

作者：刘幸西安科技大学

学位级别：硕士

目前,高压断路器的机械特性测量及缺陷诊断大多是停电后利用传感器获取其机械特性参数从而进行缺陷诊断。本文以弹簧操动机构高压断路器为对象展开了研究,提出了一种无需停电的高压断路器机械特性非接触式测量及其缺陷诊断方法,主要研... 详细信息

目前,高压断路器的机械特性测量及缺陷诊断大多是停电后利用传感器获取其机械特性参数从而进行缺陷诊断。本文以弹簧操动机构高压断路器为对象展开了研究,提出了一种无需停电的高压断路器机械特性非接触式测量及其缺陷诊断方法,主要研究内容和研究成果如下:首先,本文提出了一种高压断路器分闸电磁铁行程的非接触式测量方法,基于主动视觉标定的原理设计了安全电气距离下的测量系统,利用K-Means图像聚类算法结合CLSD直线检测算法计算出了电磁铁行程像素值。同时结合激光传感器精准定位的功能,利用游标卡尺进行标定得到固定距离下的像素当量,从而计算出电磁铁行程实际物理值。通过计算结果与塞尺测量结果的对比,验证了该方法的有效性。其次,搭建了一种包括电磁铁行程缺陷在内的高压断路器机械特性模拟实验平台,考虑到动触头密封于灭弧室内,且当光照不足时易发生目标物局部缺失,本文将深度学习方法应用于与动触头刚性连接的标志物行程曲线测量上,先利用YOLOv5框架对图像中的标志物进行了检测,其次基于DeepSort算法对其运动轨迹进行跟踪得到了标志物行程曲线,根据标志物与动触头的刚性连接关系最终得到动触头行程曲线。利用小波变换在突变点检测方面的优点提取出分闸电流波形,经低通滤波后与行程曲线相结合,得出了高压断路器常见缺陷状态的曲线变化规律。通过特征定义法和导数定义法分别计算出每种状态的行程与电流曲线特征值,为高压断路器缺陷诊断提供了样本数据集。最后,提出了一种基于随机森林特征优选的灰狼优化支持向量机高压断路器缺陷诊断方法,先利用随机森林算法结合支持向量机模型确定最优特征子集数据库,再基于灰狼算法对支持向量机进行参数寻优来实现高压断路器缺陷诊断。计算结果表明,经随机森林算法特征优选后,可以一定程度的提升模型诊断准确率,降低诊断时间,其次结合灰狼优化算法对支持向量机参数寻优可以进一步提升诊断准确率。

关键词：高压断路器机械特性非接触式测量缺陷诊断

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基于非接触式测量的旋转叶片动应变重构方法

航空动力学报 2020年第3期35卷 569-580页

作者：敖春燕乔百杰刘美茹孙瑜陈雪峰西安交通大学机械工程学院西安710049 西安交通大学机械制造系统工程国家重点实验室西安710061 中国航空发动机有限公司四川燃气涡轮研究院成都610500

基于叶端定时非接触式测量和振动响应传递比的概念,开展高速旋转叶片动应变重构方法的研究。在频域内推导了叶片任意测点位移与任意测点动应变的传递比,给出了单模态共振下响应传递比关于位移和应变模态振型的解析表达式;建立旋转叶片... 详细信息

基于叶端定时非接触式测量和振动响应传递比的概念,开展高速旋转叶片动应变重构方法的研究。在频域内推导了叶片任意测点位移与任意测点动应变的传递比,给出了单模态共振下响应传递比关于位移和应变模态振型的解析表达式;建立旋转叶片的三维(3D)有限元模型,开展考虑旋转预应力效应的叶片模态分析,提取位移和应变模态振型,获得任意转速下叶端位移与叶根关键点动应变的传递比。开展高速旋转叶片叶端定时非接触式测量实验,采用周向傅里叶算法对叶端定时信号进行处理,获得叶片在不同转速单模态共振下的叶端位移,结合响应传递比,重构5个旋转叶片的关键点动应变。结果表明:旋转叶片在9000 r/min和13000 r/min转速下发生1阶共振时,与应变片实测结果相比,叶根处应力最大点、次大点和边缘点3个关键点的动应变平均重构误差均小于15%,验证了旋转叶片动应变重构方法的有效性。

关键词：旋转叶片动应变重构非接触式测量响应传递比模态振型

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UDV非接触式测量的壁效应及其校正模型

清华大学学报（自然科学版） 2002年第10期42卷 1304-1308页

作者：王铁峰王金福金涌清华大学化学工程系北京100084

为了校正商用超声 Doppler测速仪由于没有考虑壁效应而在 Doppler角度和测量位置的确定上引起的较大误差 ,对超声 Doppler测速仪 (UDV)在非接触式测量的壁效应进行了实验研究。从超声传播和界面折射的基本规律以及测量体积的基本概念出... 详细信息

为了校正商用超声 Doppler测速仪由于没有考虑壁效应而在 Doppler角度和测量位置的确定上引起的较大误差 ,对超声 Doppler测速仪 (UDV)在非接触式测量的壁效应进行了实验研究。从超声传播和界面折射的基本规律以及测量体积的基本概念出发 ,利用系统提供的时间信息 ,建立了壁效应的校正模型。应用此模型对系统软件给出的Doppler角度和测量位置进行校正。

关键词： UDV 非接触式测量壁效应校正模型超声Doppler测速仪 Doppler角度流速测量测量位置

高冲击复杂动态运动的非接触式测量方法及试验研究

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红外与激光工程 2018年第S1期47卷 138-146页

作者：李飞胤马少杰满晓飞南京理工大学机械工程学院江苏南京210094

具有短间隔连续冲击加载能力的多次冲击试验台是实验室验证多层侵彻引信高冲击性能和多层起爆控制策略的关键设备，其运动件在高冲击下的运动规律对过载加速度的一致性有着重要影响。针对连续高冲击加载下复杂动态运动过程测量的技术难... 详细信息

具有短间隔连续冲击加载能力的多次冲击试验台是实验室验证多层侵彻引信高冲击性能和多层起爆控制策略的关键设备，其运动件在高冲击下的运动规律对过载加速度的一致性有着重要影响。针对连续高冲击加载下复杂动态运动过程测量的技术难题，研究了一种基于高速摄影及图像处理算法的非接触式测量方法，通过背景差分和特征点检测的方法获得了运动件特征点的像素坐标，结合亚像素处理算法，进一步提升了测量精度；通过对比试验和动力学仿真对高速摄影测量结果进行了验证，证明了该方法应用于高冲击加载下复杂动态运动过程测量的合理性与可行性，为多次冲击实验台的进一步优化设计提供了支撑，也丰富了现有的高动态运动过程测量手段。

关键词：多次冲击复杂动态运动非接触式测量亚像素