大型螺旋桨叶片激光测量的装置设计与精度控制

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1、分类号学号M201270427学校代码10487密级硕士学位论文大型螺旋桨叶片激光测量的装置设计与精度控制学位申请人：熊忠星学科专业：机械电子工程指导教师：刘红奇副教授答辩日期：2015年5月23日AThesisSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofEngineeringPlantDesignandPrecisionControlofLargePropellerBlade’sLaserMeasurementCandida

2、te:XiongZhongxingMajor:MechanicalEngineeringSupervisor:Ass.Prof.LiuHongqiHuazhongUniversityofScienceandTechnologyWuhan,Hubei430074,P.R.ChinaMay,2015独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除文中已经标明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中

3、以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权华中科技大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。保密□，在年解密后适用本授权书。本论文属于不保密□。（请在以上方框内打“√”）学位论文作者签名：指导教师签名：日期：年月日日期：年月日华中

4、科技大学硕士学位论文摘要螺旋桨叶片加工的前提和基础是如何对螺旋桨进行精确的检测。大型船用螺旋桨质量和体积大，装夹定位困难，传统的接触式测量方法依靠人手工操作，费时费力，而且检测的精度容易受到人为因素的干扰。为实现螺旋桨叶片的自动化智能化检测，本课题以为江苏省支撑计划项目“大型螺旋桨叶片激光智能化检测与质量评估装备”为背景，专门开发了针对大型螺旋桨叶片的激光测量系统，该测量系统是在专门设计的双横臂测量机上集成了非接触式激光测头和专用检测软件模块，实现螺旋桨叶片毛坯的精确检测和加工后成品件的质量评估。本文的主要内容包括以

5、下几个方面：首先，详细介绍了目前各种针对大型螺旋桨叶片的检测方法，在对比分析了传统手工测量方式和接触式测头测量方式的优缺点的基础上，引出了非接触式激光检测方法，并设计了专门的检测设备，改进了测量工艺，解决螺旋桨测量过程中的翻面问题。然后，分析螺旋桨测量工况，深入研究激光测量的精度问题。搭建了激光测量实验平台，对影响测量精度的因素进行深入的理论分析，包括粗糙度、倾斜度、激光束倾斜等对测量结果的影响规律。对于曲面倾斜度，根据空间光强分布，提出了误差补偿模型。对于激光束的倾斜度，提出了一种激光束空间倾斜角度的标定方法。之后

6、，介绍了测量数据的采集和存储方式，分析了螺旋桨铸造缺陷对最终测量结果的影响。提出了对数据进行预处理的方法，包括：如何对测量数据中的瑕疵数据进行判别和剔除，如何进行数据精简以及如何拆分拓扑结构。再后，详细介绍了针对大型螺旋桨的激光测量系统的实现，分别从软件功能和硬件组成进行了介绍，并且在现场验证了本文所研究的精度补偿方法、激光束偏角标定方法和数据处理方法的有效性。最后，总结本论文中的主要研究工作，对后续的研究进行了展望。关键词：螺旋桨激光测量精度控制数据处理1华中科技大学硕士学位论文AbstractTheaccurat

7、emeasurementofthepropelleristhebasisandpremiseforthesubsequentprocessing.Theheavyweightandbigvolumeofthemarinepropellermakesitdifficulttofix,thetraditionalcontactmeasurementmethodistime-consumingandtheprecisioniseasyaffectedbyman-madefactors.Inordertoachievethe

8、automationandintellectualizationofdetectionforpropellerblade,thissubjectisbasedontheJiangSuprovince’ssupportprogram“Theintelligentdetectionandqualityevaluationequipmentforth