印制电路板及元器件引脚振动分析

航天产品发射升空过程中,会发生不可避免的振动,振动分析与振动控制是电子设备结构设计中必不可少的一部分,而印制电路板及其元器件是电子设备的关键部件。根据某航天产品内部的印制电路板结构及元器件分布,利用MSC.Patran建造有限元模型,为精确计算电路板及元器件响应,使用梁单元对FPGA元器件的引脚进行建模,再模拟引脚与焊盘的连接。使用MSC.Patran/Nastran有限元软件,分析了印制电路板的基频以及正弦振动与随机振动时的加速度和应力响应。结果表明电路板和FPGA元器件引脚可以承受火箭发射阶段的力学载荷。     

幂函数正弦柔性铰链设计与分析

提出了一种新型幂函数正弦柔性铰链,利用卡氏第二定理推导了柔性铰链的柔度与转动精度计算公式,并取不同参数值对柔度和转动精度进行了有限元仿真分析和理论值计算,相对误差在10%以内,验证了计算公式的正确性;分析了柔性铰链的曲线方程参数对铰链性能的影响。结果表明,最小厚度对柔性铰链的性能影响最大。此外,将椭圆、双曲线与新型铰链进行了对比。结果表明,椭圆柔性铰链的柔度最大,但是转动精度最小;双曲线柔性铰链的转动精度最大,但是柔度最小。通过引入柔度精度比β,分析对比得知,在相同L的情况下,改变d,幂函数正弦柔性铰链的β值分别比椭圆和双曲线柔性铰链平均提高了2.68倍和1.237倍;在相同d的情况下,改变L,幂函数正弦柔性铰链的β值分别比椭圆和双曲线柔性铰链平均提高了2.60倍和1.18倍。表明幂函数正弦柔性铰链的综合性能更有优势。     

结构光三维测量系统精度分析及验证

文中建立了结构光测量系统数学模型,并分析了结构光测量精度的影响因素。同时在结构光光条图像处理中改进了原有方法,使用了一种新的快速光条中心提取算法。文章通过设计标准板进行了精度检测实验,分析了系统对标准宽度和深度的测量精度。实验结果表明,该测量方法对深度的检测精度优于0.2 mm,对宽度的检测精度优于0.3 mm,可以满足亚毫米级微小变形检测的精度要求,是一种有效的微小变形检测和三维测量方法。     

空间机械臂在轨刚度计算与验证北大核心

空间机械臂在执行空间任务时具有不同的构型,采用有限元法分析它在各构型下的基频时工作量巨大而难以实现。为此,提出一种基于柔度矩阵理论建模的计算方法并进行验证。根据机械臂结构特性建立运动学模型;提出柔度矩阵理论建模的计算方法;通过有限元仿真分析机械臂2种典型构型,验证柔度矩阵理论;对机械臂进行地面展开基频实验。结果表明:柔度矩阵计算偏差为3.4%,理论分析基频与有限元计算基频偏差为1%,验证了所提出的柔度理论建模方法对机械臂在轨基频计算的准确性;理论分析基频与实验基频偏差为7.2%,偏差主要来源于有限元仿真,满足工程上10%的偏差要求。该方法将柔度矩阵与机械臂构型相结合,能快速计算机械臂在不同构型下的基频。相对于有限元法,该方法得到较大简化,具有一定的工程应用价值。     

基于图像处理的非规则形状检测方法

针对工业产品中非规则形状检测方法少、检测效率低的现状,本文提出了一种基于图像处理的快速高效检测方法。该方法首先对实际拍摄图像与参考模型进行特征点匹配,通过匹配寻找两幅图像中轮廓位置的映射关系,进而求解实际拍摄图像到参考模型的透视变换参数;然后对实际拍摄图像中的非规则形状进行高精度边缘提取,利用求取的透视变换参数对提取的边缘点进行变换;最后将计算得到的数据与参考图像中的数据进行比较,以此进行非规则形状检测。该方法为非接触式,设备少,环境影响小,数据对象仅是摄影图像,检测速度快,适用于各种非规则形状。标准实验分析表明,该方法检测精度优于0.2 mm,具有较高的检测精度及较好的检测效率。     

面激光测量传感器快速标定方法

本文提出了一种基于平面靶标的结构光系统参数快速标定方法。该方法基于摄影测量技术,使用编码点制作的平面靶标,由相机获取靶标平面光条图像,根据编码点的图像坐标以及靶标坐标,经过仿射变换和后方交会等处理,可以快速方便的得到光平面标定点的相机坐标,将标定点进行拟合即可完成标定。实验表明,该方法的光平面拟合中误差优于0.07 mm,系统测量精度的平均相对误差优于0.33%,具有较高的标定精度。同时该方法可以实现点、线、面等模式的结构光参数标定,通用性较强,标定效率较高,方法灵活,适合现场标定。