外置式激光跟蹤測距方法的研究.pdf

1、激光跟蹤測量是近年來發(fā)展起來的一種無導(dǎo)軌精密測長技術(shù)，可以應(yīng)用于航天航空、機(jī)械制造及水電建筑等行業(yè)的大型機(jī)械現(xiàn)場組裝與安裝。目前激光跟蹤測量系統(tǒng)大都采用一體化的結(jié)構(gòu)，即直接轉(zhuǎn)動激光器和干涉系統(tǒng)達(dá)到測量過程中光路不間斷的目的。這樣的測量系統(tǒng)實現(xiàn)比較容易，但必須對整個系統(tǒng)統(tǒng)籌進(jìn)行設(shè)計，現(xiàn)有的激光干涉儀無法實現(xiàn)跟蹤測量。這是因為要控制完整的激光干涉儀轉(zhuǎn)動以實現(xiàn)光線的跟蹤難度很大，儀器的自重較重、轉(zhuǎn)動慣量大、重心隨儀器型號各異等嚴(yán)重影響跟蹤性能

2、。因此研究獨(dú)立于激光干涉儀的跟蹤系統(tǒng)——外置式激光跟蹤測距系統(tǒng)非常有意義。 作者根據(jù)國內(nèi)外激光跟蹤測量系統(tǒng)發(fā)展情況，介紹了外置式激光跟蹤測距系統(tǒng)的原理，采用球形跟蹤伺服裝置的設(shè)計思想，設(shè)計了兩維旋轉(zhuǎn)跟蹤伺服裝置。通過理論分析和試驗研究，設(shè)計了一套涉及光學(xué)、精密機(jī)械、電子、計算機(jī)和自動控制等多學(xué)科技術(shù)的測量控制方案，建立了以光電池為光斑位置信號檢測傳感器，采用ADuC812數(shù)據(jù)采集芯片進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和不完全微分?jǐn)?shù)字PID控制算法的跟

3、蹤測量控制系統(tǒng)，通過跟蹤測量實驗驗證了這種方法的可行性。本文提出的外置式激光跟蹤測距系統(tǒng)應(yīng)用于無導(dǎo)軌曲線測量的設(shè)計方法在大型機(jī)械現(xiàn)場組裝與安裝中具有較高的參考價值和實用價值，提出的球形跟蹤伺服機(jī)構(gòu)的設(shè)計思想，不僅簡化了伺服機(jī)構(gòu)，對跟蹤伺服機(jī)構(gòu)的設(shè)計提供了新思路，而且對機(jī)器人設(shè)計及其他工業(yè)領(lǐng)域機(jī)構(gòu)設(shè)計都具有一定的參考價值。實驗結(jié)果表明這套跟蹤測量系統(tǒng)能夠適用于高精度、響應(yīng)速度快和動態(tài)性能要求高的工業(yè)現(xiàn)場安裝與測量，具有廣泛的應(yīng)用前景，同時