1、激光跟踪测量系统
激光跟踪空间坐标测量技术是近年来发展起来的一种新的坐标测量方法,并逐步受到重视。激光跟踪测量法最初发展于机器人计量学,这种测量方法具有连续、柔性、动态、非接触和高精度的特点。目前激光跟踪测量已经成为许多领域不可替代的测量方法。它可用于测量大型零部件、组装件及整体外形几何参数和运动轨迹,具有很高的精度潜力。激光跟踪测量系统实主要由以下四个部分组成:
1)距离测量部分
包括激光干涉法距离测量装置和放置在被测物体上的逆反射器等。干涉测距是利用光学干涉法原理,通过测量干涉条纹的变化来测量距离的变化量。一般的干涉测距只能测量相对距离,如果激光束被打断,则必须重新回到基点以重新初始化。最新研制的激光跟踪系统已经能够实现绝对距离的测量。
2)角度测量部分
包括方位角和高度角的角度编码器。
3)跟踪控制部分
包括控制器、力矩电机和位置监测器(PSD)。逆反射器反射回的光束经过分光镜时,有一部分光进入位置检测器,当逆反射器移动时,这一部分光将会在位置探测器上产生一个偏移置,根据偏移值,位置检测器输出偏移信号至控制器控制力矩电机转动直到偏移值趋向零,从而达到跟踪的目的。因此当逆反射器在空间运动时,激光跟踪头能一直跟踪逆反射器。
4)测量电路部分
该部分用于读出距离变化量和两个编码器的输出脉冲数。与计算机之间进行大量的数据交换,计算机进行数据处理,实时显示运动目标的三维位置。
激光跟踪系统测量原理图
schematic diagram of LTS
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2、人体全消化道微型智能介入式诊查系统
该项目利用微细加工技术、微传感技术、微机电系统集成技术,研制成功“人体全消化道微型智能介入式诊查系统”,根据人体肠道的蠕动规律,在体内对人体消化道压力信号进行采集、预处理和体内发射。从体内发射出的肠压信号,通过“便携式体外接收和存储装置",进行接收、预处理、存储,并传送到“体外数据处理站",实现上述存储数据的后处理,包括数据分析结果的输出等。该系统在患者无痛苦、无创伤、无需清肠及禁食等正常生理状态的情况下,24小时监测人体消化道内生理参数的变化以及食物在消化道内通过的过程,了解被测者在各时间段各段消化道的功能情况,为人体消化道病变的诊断、评估提供定量依据。
目前,人体全消化道微型智能介入式诊查系统已进行人体临床实验,证明能被正常口服、不影响人体正常消化及运输功能、对人体无毒和无损害、不被胃肠消化液破坏和不受消化道内环境(如:物理、化学、压力、冷热、气体等)的干扰,将在上海市部分医院投入使用。
帮助医生诊断肠道疾病的人体全消化道运动生理参数检测胶囊
3、用于海底管线检测的智能机器人及检测系统
管道运输是石油、天然气运输采用的主要方式。目前,在我国近70%的原油、100%的天然气通过管道运输的。由于输送管线穿越地域广阔,服役环境复杂,位置隐蔽,管道一旦发生事故,不仅会造成巨大的经济损失,而且对社会和环境也会产生严重的后果,其直接、间接经济损失巨大,修理费用也非常之高。为解决管道安全生产的问题,世界上一些先进国家早在60年代就开始管内检测设备的研制。在十五国家863高科技项目“海底管道爬行器及其检测技术”支持下,研制采用漏磁和超声检测原理的检测系统,对我国的各种管道进行全面检测和安全评价,防止恶性事故的发生,大幅度降低管道维护、更换费用,具有重大的经济、社会、环境效益。
用于海底20公里长管线检测的智能机器人及检测系统
4、油、气管道机器人实时探测系统关键技术及其实用化研究
信息检测技术及仪器系承担的国家高技术研究发展计划(863计划)和上海市科委重点项目"油、气管道机器人实时探测系统关键技术及其实用化研究",于2004年10月26日在我校通过了由上海市科委组织的专家鉴定。以同济大学李同保院士为主任,7位专家组成的鉴定委员会听取了项目组所作的技术总结报告,审阅了测试报告、用户报告,观看了系统演示,经过认真讨论后,一致认为:项目完成单位提供的文档资料齐全,符合鉴定要求。该项目完成了计划任务书所规定的技术指标。样机具有驱动能力强,适用管径范围大(400-650mm),检测距离长(1km),控制可靠等特点。该样机为已有和新建油气管道解决了油气管道管内有机物的堵塞状况、管内壁腐蚀状况、管壁剩余壁厚的检测等关键技术问题。
本研究在机器人本体结构设计、网络体系架构、系统集成技术、管道壁厚检测等方面的研究具有创新性;在嵌入式控制系统、视频图像的采集压缩传输技术、基于网络的在线控制技术、远程机器人调压技术等方面的研究具有先进性,并申请了6项专利。鉴定委员会一致认为:该项研究的总体水平达到国内领先。鉴定委员会一致同意通过该项目的鉴定,并希望课题组加强实用化研究,加快产业化步伐。 (更多>>)