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1、2016年8月宇航计测技术Aug.,2016第36卷第4期JournalofAstronauticMetrologyandMeasurementVol.36,No.4試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試文章编号:1000-7202(2016)04-0051-04中图分类号:TN249文献标识码:A超长桁架变形的多点实时测量方法研究易力陶卫高文俊赵辉(上海交通大学电子信息与电气工程学院仪器系,上海200240)摘要超长可伸展桁架结构广泛应用于各领域
2、,对其变形测量有着重要意义,比较国内外现有的几种常见的超长可伸展桁架结构变形测量方法,指出现有方法的缺点和局限性。提出一种新的基于激光准直的无导轨超长桁架结构变形测量方法,以激光准直光束为测量基准,利用递进分光的方式,实现桁架结构的多点实时测量。分析方法原理后设计实验系统,完成初步测试,实验结果表明基于该方法的测量系统能测量桁架结构二维变形,且稳定性好,重复性误差小于1.1%,非线性误差小于0.6%。该方法无需采用移动的方式或利用导轨即可完成多点实时测量,环境适用性大大提高,还具有测量精度高、测量距离远
3、、可拓展性好等优点,具有很好的发展前景。关键词超长桁架变形测量分光激光准直ResearchontheMultipointReal-timeMeasurementofLargeTrussYILiTAOWeiGAOWen-junZHAOHui(Dept.ofInstrumentScienceandEngineering,ShanghaiJiaoTongUniversity,Shanghai200240)AbstractLargedeployabletrussiswidelyappliedinvariousf
4、ields.Itisimportanttomeasurethelargedeployabletruss.Thecurrentmeasurementmethodswerecomparedandtheirdisadvantageswerepointedout.Anewlargedeployabledistortionmeasurementmethodbasedonlasercollimationwaspro-posed.Thenewmethodcarriesoutmultipointreal-timemea
5、surementbasedoncollimatedlaserbeamsplit.Byanalyzingitsprincipal,anexperimentsystemisdesigned.Theresultsshowthemeasurementsystemcanmeasuretwo-dimensionaldeformationoflargedeployabletrusswithgoodstability.Therepeat-abilityerroriswithin1.1%andthenonlinearer
6、roriswithin0.6%.Thenewmethodcancarryoutmul-tipointreal-timemeasurementwithoutguiderailormovingdevice.Withgoodenvironmentalapplicabili-ty,highmeasurementprecisionandgoodexpansibility,thenewmeasurementmethodhasgreatprospect.KeywordsLargetrussDeformationmea
7、surementBeamsplitLaserbeamcollimation1引言天等各个领域。可伸展桁架结构是在航空航天领域[1]研究最早、最丰富、应用最广泛的一维展开结构。桁架结构由于其轻量化、节约材料、结构简单被随着可伸展桁架结构的尺寸大型化和精度不断提广泛应用于建筑工程、制程工业、水利科技、航空航高,对其精密测量方法提出了新的要求,尤其是大尺收稿日期:2015-10-22作者简介:易力(1991-),女,硕士研究生,主要研究方向:光电检测技术、位移传感器等。·52·宇航计测技术2016年寸、高精度
8、的可伸展桁架结构的精度测量方法和手段需要不断的创新和改进。目前,对超长可伸展桁架的结构变形检测方法正在向多样化发展,主要的方法有摄影测量法、基于激光干涉的测量法和基于激光准直的测量法等。摄影测量法的基础为三角测量原理,由两台或两台以上的摄像机从不同的位置同时摄取被测物体,利用图1超长桁架变形的多点实时测量方法原理示意图不同像面上的成像差异,得到目标物体的三维坐标,从而计算得到变形量[2]。摄影测量法最主要的缺到光斑位置变化为Sy和Sx。当桁
