陈立群 杨天智

1 哈尔滨工业大学(深圳)理学院力学系, 广东深圳 518055

2 东北大学机械学院, 沈阳 110819

1 引 言

结构的振动、冲击等动态性能测试, 需要使用接触式或非接触式传感器. 接触式传感器需要粘贴或安装于装备表面, 常用的传感器包括加速度计、位移计、倾角仪、应变片等. 非接触式的测量仪器有激光测振仪、电涡流传感器、微波传感器、光电子传感器等. 这些传感器以“单点”的方式进行测量. 若对机械装备表面进行全场测量, 则需要在装备表面大量安装传感器. 实验人员长时间重复劳动, 安装条件的一致性难以保证. 这导致实验准备时间长且增加了冗余质量. 虽然激光测振仪等可用内置“振镜”来实现多点连续扫描, 提高了测量效率和精度, 但异形三维曲面需要设计专门机构来辅助扫描. 例如,图1为德国Polytec公司的机器人辅助激光扫描测振平台,由两套机器人手臂来辅助扫描式激光测振仪完成车身的全场振动测试. 该系统的硬件搭建较为复杂、昂贵, 校准较难且测量过程耗时多. 相比于传统的接触式传感器测量方法, 基于视频的测量技术可与其互相补充、相互验证并进一步对全局动力学行为进行可视化演示. 而相比于激光测量设备(如激光多普勒原理), 其全场测量速度有较大优势.

图1

2 原理与研究进展概述

成功应用于机械故障诊断、流体力学、智能控制等领域的机器视觉和人工智能等技术, 为装备全场测量提供新的手段, 实现……