考虑关节摩擦效应的并联机构动力学分析 被引量：7

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作者 王庚祥 刘宏昭 +1 位作者 龚春园 原大宁 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第11期308-315,共8页

分析了一种4-SPS/CU并联机构的运动学,将该机构的关节摩擦力视为非保守力。定量分析关节摩擦力对该机构动力学特性的影响,关键在于求出关节摩擦力对应的正压力。为了简化其动力学模型,将该机构驱动支链作为整体分析使其驱动力和驱动摩... 分析了一种4-SPS/CU并联机构的运动学,将该机构的关节摩擦力视为非保守力。定量分析关节摩擦力对该机构动力学特性的影响,关键在于求出关节摩擦力对应的正压力。为了简化其动力学模型,将该机构驱动支链作为整体分析使其驱动力和驱动摩擦力视为内力,首先考虑该机构的恰约束从动关节的摩擦力,再以'库伦+粘性'摩擦模型为基础,利用牛顿-欧拉法分别对该机构的驱动支链、恰约束从动支链与上平台建立了含摩擦的动力学模型。在已知上平台运动轨迹的情况下,通过该动力学方程得到了该机构的关节约束反力/力矩。基于驱动支链正压力与各关节约束反力/力矩之间的关系,导出了该机构的驱动摩擦力模型,并成功地将驱动摩擦力引入到该机构的动力学模型中。为对该动力学模型进行有效的仿真计算,制定了其数值仿真迭代过程。仿真结果说明关节摩擦力的存在对该机构的驱动力产生显著的影响。 展开更多

关键词 并联机构 “库伦+粘性”摩擦模型 动力学 牛顿一欧拉法

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面向机械零件三角网格模型自动配准中增强特征的分割方法

2

作者 巫志辉 王立忠 +4 位作者 梁晋 龚春园 朱峰 常志文 徐建宁 《中国光学（中英文）》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第5期1112-1124,共13页

三角网格模型配准是工业自动化检测软件中的重要一环,其配准精度对检测机械零件的形位公差有重要影响。针对三角网格模型的自动配准精度低、鲁棒性差的问题,本文提出一种面向机械零件三角网格模型自动配准中增强特征的分割方法。首先,... 三角网格模型配准是工业自动化检测软件中的重要一环,其配准精度对检测机械零件的形位公差有重要影响。针对三角网格模型的自动配准精度低、鲁棒性差的问题,本文提出一种面向机械零件三角网格模型自动配准中增强特征的分割方法。首先,确定三角网格模型特征分割的K值,通过拉普拉斯矩阵确定种子点进行迭代初始化。其次,本文采用合适的区域形状代理和代价函数以加速该过程,并通过多源迭代聚类得到特征分割结果。最终,在三角网格模型特征分割结果的基础上进行基于奇异值分解法的粗配准,之后再根据EM-ICP进行精配准。与传统的特征描述子粗配准结合ICP精配准的方法进行对比,结果表明,本文方法的配准误差下降了25.2%,自动配准时间缩短了62.6%,有效地提高了三角网格模型自动配准的精度和效率。 展开更多

关键词 三角网格模型 特征分割 种子点选取 分割后处理 自动配准

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基于图像块分解融合的水下标定图像增强

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作者 常志文 王立忠 +4 位作者 梁晋 李壮壮 龚春园 巫志辉 徐建宁 《中国光学（中英文）》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第4期810-822,共13页

针对水下视觉测量中相机标定采集的水下标定图像退化造成标志点信息缺损的问题,提出了一种基于图像块分解融合的水下标定图像增强算法。首先,针对水下标定图像光照不均匀造成图像去雾困难的问题,基于同态滤波实现图像分割并计算全局背... 针对水下视觉测量中相机标定采集的水下标定图像退化造成标志点信息缺损的问题,提出了一种基于图像块分解融合的水下标定图像增强算法。首先,针对水下标定图像光照不均匀造成图像去雾困难的问题,基于同态滤波实现图像分割并计算全局背景光强,以实现图像去雾。然后,针对水下图像去雾后仍然存在噪声、模糊、光照不均匀等问题,分别进行对比度增强与细节信息增强以获得两幅互补增强图像,将互补图像划分成多个图像块,将图像块分解为平均强度、信号强度和信号结构3个独立分量,3个分量分开融合并求解最终增强图像。最后,采用主客观评价及标志点检测实验评价水下标定图像增强后的质量。实验结果表明,本文方法的视觉效果及客观评价得分均高于UDCP、MSR及ACDC方法,浑浊度为7.6NTU、11.4NTU、15.7NTU、18.4NTU时,标志点检测数量分别提高了2.0%、2.3%、9.3%、21.2%。因此,本文方法可以有效提高水下标定图像质量,为水下视觉测量提供一种稳定可靠的水下标定图像增强方法。 展开更多

关键词 图像块分解融合 水下图像增强 图像去雾 标志点 浑浊度

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歪斜状况下对数修形圆锥滚子轴承的凸度分析与仿真 被引量：1

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作者 龚春园 刘宏昭 +2 位作者 杨程 赵会荣 李文丽 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2015年第1期37-41,共5页

针对对数修形的高铁圆锥滚子轴承在运行时滚子产生的歪斜现象,根据弹性接触理论,建立了圆锥滚子轴承滚子与内/外滚道在歪斜状况下的接触几何模型。利用切片法对单个滚子/滚道进行数值计算,分析了歪斜对滚子接触应力分布的影响,计算了歪... 针对对数修形的高铁圆锥滚子轴承在运行时滚子产生的歪斜现象,根据弹性接触理论,建立了圆锥滚子轴承滚子与内/外滚道在歪斜状况下的接触几何模型。利用切片法对单个滚子/滚道进行数值计算,分析了歪斜对滚子接触应力分布的影响,计算了歪斜状况下滚子的最佳凸度量。通过MATLAB仿真得出,歪斜角较小时,增加凸度量可降低歪斜效应引起的应力集中,歪斜角较大时,修形的方法不能改善滚子的应力集中,应避免滚子大角度歪斜。 展开更多

关键词 滚子轴承 歪斜状况 凸度 弹性接触

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基于数字图像相关的旋转叶片全场测量 被引量：1

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作者 叶美图 梁晋 +2 位作者 千勃兴 宗玉龙 龚春园 《中南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第7期1757-1766,共10页

为了解决使用相关算法难以匹配变形前后叶片大角度旋转的问题,基于数字图像相关,提出一种稳定的用于旋转叶片全场变形的测量方法。首先,针对图像序列中参考图像与变形图像的相关匹配,使用SURF算法得到被测表面旋转前后的特征点对。然后... 为了解决使用相关算法难以匹配变形前后叶片大角度旋转的问题,基于数字图像相关,提出一种稳定的用于旋转叶片全场变形的测量方法。首先,针对图像序列中参考图像与变形图像的相关匹配,使用SURF算法得到被测表面旋转前后的特征点对。然后,利用特征点对将变形图像反向旋转变换后得到校正图像。接着,对校正图像和参考图像使用数字图像相关进行匹配。最后,将匹配得到的校正图像上的目标节点再进行正向旋转变换,即可得到原变形图像上的对应节点坐标。对旋转匹配策略进行数值模拟验证,并对高速旋转下的换气扇叶片位移场和应变场进行测量。研究结果表明:所提旋转匹配策略的校正精度为±0.0075像素,结合数字图像相关法能够进行旋转运动的位移和应变的全场、精确测量。 展开更多

关键词 数字图像相关 旋转叶片 SURF算法 反向旋转 全场测量

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单弓形小圆孔折流板换热器壳程流体特性

6

作者 杨程 刘宏昭 +1 位作者 龚春园 李文丽 《中南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第8期2863-2870,共8页

基于流体力学基本原理和周期性充分发展模型理论对换热器壳程流体进行分析。提出一种单弓形小圆孔折流板管束支撑结构,即在传统的单弓形折流板上开孔,减小传热死区和换热管束的振动。利用CFD技术对这种单弓形小圆孔折流板换热器壳程流... 基于流体力学基本原理和周期性充分发展模型理论对换热器壳程流体进行分析。提出一种单弓形小圆孔折流板管束支撑结构,即在传统的单弓形折流板上开孔,减小传热死区和换热管束的振动。利用CFD技术对这种单弓形小圆孔折流板换热器壳程流体的流动和传热性能进行数值模拟。分析结构和操作参数对单弓形小圆孔折流板换热器综合换热性能的影响,利用多元线性回归推导其壳程压降和对流换热系数的准数关系式。研究结果表明：单弓形小圆孔折流板换热器的壳程压降、对流换热系数和综合换热性能分别为传统单弓形折流板换热器的34.25%-50.86%,73.17%-95.29%和1.4389-2.7822倍。 展开更多

关键词 周期性 换热器 数值模拟 对流换热系数 压降

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一种对薄板焊接全场变形的图像测量方法 被引量：7

7

作者 龚春园 梁晋 +1 位作者 温广瑞 千勃兴 《中南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第11期2936-2942,共7页

为解决焊接过程中由于高温高亮而使焊件变形难以测量的问题,采用改进的数字图像相关法和双目立体视觉对金属薄板焊接全场变形进行测量。对弱相关图像匹配的解决方法和数字图像相关的算法进行分析,并通过去噪和分段基准保证弱相关图像的... 为解决焊接过程中由于高温高亮而使焊件变形难以测量的问题,采用改进的数字图像相关法和双目立体视觉对金属薄板焊接全场变形进行测量。对弱相关图像匹配的解决方法和数字图像相关的算法进行分析,并通过去噪和分段基准保证弱相关图像的正确匹配:首先,使用高斯平滑对原始图像进行去噪处理,消除焊接强光干扰;然后,采用分段建立基准的方法解决了焊点区域因散斑质量下降而出现的难以匹配的问题。对Newton-Raphson算法的二阶梯度矩阵进行简化,提高相关计算的速度。在测量实验中,首先对板料表面进行预处理与散斑制备,然后在氩弧堆焊(TIG)过程中利用高速相机拍摄板料焊接及冷却自由变形的全过程,最后计算所有图像中变形点的位移,获得板料特别是焊缝区的全场变形数据。研究结果表明:将此方法应用于焊接变形测量,能得到整个焊接过程中任意点的变形曲线,并且可在高温焊缝区获得准确的变形趋势。测量结果可用于分析影响焊接变形的因素,进而对焊接变形实施控制,也可用于检验焊接变形数值模拟方法的正确性。 展开更多

关键词 数字图像相关 双目立体视觉 薄板焊接 全场变形 分段基准

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一种风洞中单双目混合的机翼弯扭变形快速测量方法 被引量：1

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作者 龚春园 呼煜超 +2 位作者 梁晋 刘家乐 祝家浚 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第6期236-243,共8页

风洞中飞机模型因承受高速气流冲击等影响,机翼产生动态弯曲和扭转变形,提出了一种单双目混合的快速测量方法,利用荧光标志点对风洞中机翼的弯曲和扭转变形进行测量。首先,提出工况下机翼弯扭变形的布局和计算方案;然后,根据风洞坐标系... 风洞中飞机模型因承受高速气流冲击等影响,机翼产生动态弯曲和扭转变形,提出了一种单双目混合的快速测量方法,利用荧光标志点对风洞中机翼的弯曲和扭转变形进行测量。首先,提出工况下机翼弯扭变形的布局和计算方案;然后,根据风洞坐标系、飞机模型自身坐标系的关系,建立相机坐标系实现相机自标定;最后,根据已知Y轴向约束的机翼点构建单相机三维重建模型,再计算吹风状态下各截面弯曲和扭转量。通过建立一套专用的机翼变形动态测试系统布局方案,以飞机模型初始位姿作为约束,实现模型动态变形的快速检测,得到的扭转角平均误差为0.228°,可有效解决双目相机难以高帧率实时重建的问题,为优化机身设计参数提供数据支撑。 展开更多

关键词 风洞 弯扭变形 单双目混合 快速测量

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在线测量薄板焊缝区的变形 被引量：2

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作者 郭楠 梁晋 +1 位作者 龚春园 王晓光 《焊接学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第8期1-4,共4页

针对薄板在堆焊过程中焊缝区发生较大塑性变形的问题,提出一种基于数字图像弱相关技术的光学非接触在线测量焊接变形的方法,在焊接及冷却过程对焊缝区域全场及关键点的变形状态进行跟踪测量,获取变形规律.对Q235薄板进行钨极惰性气体保... 针对薄板在堆焊过程中焊缝区发生较大塑性变形的问题,提出一种基于数字图像弱相关技术的光学非接触在线测量焊接变形的方法,在焊接及冷却过程对焊缝区域全场及关键点的变形状态进行跟踪测量,获取变形规律.对Q235薄板进行钨极惰性气体保护焊(TIG)堆焊试验,结果表明,垂直于薄板方向上的变形量远大于其余两个方向;薄板焊缝区在焊接过程中先呈凸起状,逐渐冷却后呈马鞍状;薄板焊缝关键点及焊缝区的面外变形量随焊接电流的增大而明显增大.此方法对验证薄板焊接变形的数值模拟预测和揭示焊接变形机理等具有重要的指导意义. 展开更多

关键词 焊缝区 数字图像弱相关 焊接变形 测量

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筒形件焊接三维全场变形测量 被引量：1

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作者 冯超 梁晋 +2 位作者 牌文延 龚春园 王晓光 《中南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第10期2607-2614,共8页

针对传统测量方式难以实现焊接条件下筒形件全场变形测量的问题,提出一种筒形件焊接三维全场静态变形测量方法。首先,通过引入编码点坐标配准方法,实现不同变形状态下相同变形点的坐标统一;其次,提出一种基于深度搜索的相同变形点匹配算... 针对传统测量方式难以实现焊接条件下筒形件全场变形测量的问题,提出一种筒形件焊接三维全场静态变形测量方法。首先,通过引入编码点坐标配准方法,实现不同变形状态下相同变形点的坐标统一;其次,提出一种基于深度搜索的相同变形点匹配算法,实现焊缝区弱变形点的成功匹配;最后,根据以上关键技术并借助VS2010开发环境,研制出三维全场静态变形测量系统。为验证该变形测量方法的可行性,设计并实施筒形件熔化极惰性气体保护电弧焊(MIG)和激光焊焊接实验,并采用标定十字架进行精度验证实验。研究结果表明:该方法测得的变形测量精度为0.020 mm/1 m,能够实现筒形件焊接三维全场静态变形测量,具有非接触、高精度和显示直观等优点,可为结构件焊接三维全场静态变形提供一种有效的测量方法。 展开更多

关键词 筒形件 焊接变形 三维测量 坐标配准 深度搜索

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投影仪全参数平面线性估计的高精度标定方法 被引量：1

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作者 龚春园 梁晋 +2 位作者 温广瑞 牌文延 李磊刚 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第11期36-42,共7页

针对投影仪光路结构复杂、主点偏差大导致高精度标定难以实现的问题,提出一种全参数平面线性估计的方法,为投影仪标定过程提供精确的主点偏差初值,实现了投影仪的全参数高精度标定。首先将投影仪作为虚拟相机,利用多频相移原理得到投影... 针对投影仪光路结构复杂、主点偏差大导致高精度标定难以实现的问题,提出一种全参数平面线性估计的方法,为投影仪标定过程提供精确的主点偏差初值,实现了投影仪的全参数高精度标定。首先将投影仪作为虚拟相机,利用多频相移原理得到投影仪和标定板的坐标对应关系,然后采用两步法对非线性方程进行求解计算,通过引入向量参数的方法实现非线性方程的线性化,再利用仿射变换关系选取最优点集,得到稳定的直接参数预估算法,最后利用一种全局捆绑调整算法实现投影仪的高精度标定。采用此方法对投影仪单相机系统完成标定之后,测量了标准球以验证精度,实验表明投影仪单相机系统的平均重投影误差为0.04像素,测得标准球直径平均偏差小于0.1mm,球心距偏差小于0.05mm。结果证明,所提出的投影仪标定方法计算模型简单、稳定性高并具有较高的精度,适用于主点偏差较大和投影仪焦距未知的情况。 展开更多

关键词 结构光测量 投影仪标定 平面模型 全参数

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