基于视觉的微夹钳位移测试技术研究.pdf

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1、44传感器与微系统(TransducerandMicrosystemTechnologies)201i年第3O卷第2期基于视觉的微夹钳位移测试技术研究王文静，褚金奎，张然，张成(大连理工大学辽宁省微纳米技术及系统重点实验室。辽宁大连116023)摘要：微夹钳输出位移是它的一个重要特性，微夹钳整体尺寸比较小，不能用常规方法测量输出位移。针对微夹钳的特点，提出一种微夹钳位移测试方法，采用非接触式测量，设计了一种基于视觉的微位移测试装置，并开发了配套的测量软件。测试软件通过LabVIEW软件平台实现，能够实现图像标定、测量和图像标注等功能。给出了详细的图像标定方法，通过台

2、式测微尺实现。最后对微夹钳进行位移测试实验，验证了测量装置的可用性，并总结出微夹钳位移随电压变化的规律。位移测量装置的精度为±lm，且具有一定的通用性，可用于其他MEMS器件的位移测试。关键词：位移测量；微夹钳；机器视觉；LabVIEW中图分类号：TP206文献标识码：B文章编号：1000-9787(2011)02-0044-03StudyondisplacementmeasurementtechnologyofmlcrogrlpperbasedonvisionWANGWen—jing，CHUJin—kui，ZHANGRan，ZHANGCheng(KeyLabora

3、toryofMicro／NanoTechnologyandSystemofLiaoningProvince，DalianUniversityofTechnology，Dalian116023，China)Abstract：Displacementisoneofthemicrogripper~keyfeatures，theconventionalmethodscannotbeusedformeasuringitsoutputdisplacementbecauseofthesmallsizeofthemicrogripper．Accordingtoitscharacte

4、ristics，adisplacementtestmethodisproposedforthemicrogripper，usingthenon—contactmeasurement，avision-basedmicro—displacementmeasurementdevicesisdesignedandthemeasurementsoftwarepackageisdeveloped．ThetestsoftwareiscompiledbytheLabVIEWgraphicalprogramminglanguage．Theprogramcanberealizedima

5、gecalibration，measurement，andimageannotationfeatures．Adetailedimagecalibrationmethodisrealizedthroughadesktopmicrometer．Thedisplacementofmicrogrippertestingexperimentsiscarriedouttoverifytheavailabilityofmeasuringdevices，andsummarizesthechangingrulesofdisplacementvariationwithvoltage．T

6、hedevicehasacertaingenerality，canbeusedfordisplacementtestofotherMEMSdevices，anditsprecisionis±1m．Keywords：displacementmeasurement；microgripper；computervision；LabVIEW0引言距、全息干涉测量等。其中，视觉测量技术具有非接触和高微夹钳是一种重要的微执行器，用于完成微小目标的精度等特点J。本文研究了一种基于视觉的微夹钳位移测试装置，开夹持、移动和组装等动作，在微机电系统(MEMS)中有很重发了配套的图像测量软

7、件，建立了图像标定系统，能够连续要的作用。在微夹钳的设计开发过程巾，它的功能主要通测量一组图片，并能在图片上标注其实际长度和单位，最后过输出位移和夹持力来实现，因此，微夹钳位移的测量已成对微夹钳进行了位移测试实验。为其研发过程的重要内容。1测量系统与原理随着计算机技术的发展和数字图像处理技术的不断成1．1系统组成熟，基于视觉的微位移测量作为一种非接触测量方法应用微夹钳位移测试系统(图1所示)是由高倍率光学显也越来越广泛J。非接触式测量是以光电、电磁等技术为微镜、微操作台、CCD摄像机、测微尺、计算机显示、驱动和基础，在不接触被测物体表面的情况下，得到物体表面参数