学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

盾构头位姿角光学干涉测量研究

作　者: 李波淼
导　师: 刘晓军
学　校: 华中科技大学
专　业: 精密仪器及机械
关键词: 盾构机位姿角角度测量激光干涉双角锥镜
分类号: TH744.3
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 28次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载

内容摘要

盾构施工是当前地下交通建设中广泛采用的高效率施工技术。盾构施工中,盾构头位姿准确监测与控制是保证盾构机掘进轨迹正确的基础。因此准确、高精度地检测盾构机姿态角是盾构施工中的一个重要环节。本文运用激光干涉测量的原理,设计了高精度、抗环境干扰的盾构机位姿角测量系统。该系统主要由双角锥棱镜构成的标靶,准直激光源和光电探测器及信号与数据处理电路组成,借助角位移到光程差的转换,光程差与干涉特征的对应关系,通过光电传感装置、信号处理电路和单片机计数一系列的步骤获取干涉特征的变化,从而获取光程差变化,进一步获得角位移,实现盾构机位姿角的测量。论文主要工作如下:首先,提出了基于双角锥棱镜激光干涉盾构位姿角测量技术,建立了测量系统原理模型,并对其特性进行了分析;其次,设计并建构了双角锥棱镜激光干涉盾构位姿角测量实验装置;第三,设计了双角锥棱镜激光干涉信号及数据处理电路,包括光电信号处理、单片机数据采集与结果显示的硬件和软件程序设计;第四,在建构的实验装置上完成了初步实验,取得了初步实验结果。最后,完成了系统误差因素的分析,为本方法进一步的发展与完善提供了理论支持。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-8
1 绪论  8-13
  1.1 研究背景及意义  8-9
  1.2 盾构头位姿角检测现状  9-11
  1.3 本文研究内容  11-13
2 测量系统原理  13-22
  2.1 系统测量原理  13-14
  2.2 基本原理  14-18
  2.3 偏振相移实现原理  18-21
  2.4 本章小结  21-22
3 信号处理电路设计  22-29
  3.1 信号处理电路整体设计  22-23
  3.2 光电转换与放大电路原理  23-26
  3.3 整形电路  26-28
  3.5 本章小结  28-29
4 单片机系统设计  29-35
  4.1 单片机介绍  29
  4.2 单片机程序的设计  29-33
  4.3 本章小结  33-35
5 实验整体架构与误差分析  35-47
  5.1 实验整体架构  35-41
  5.2 光学分析  41-46
  5.3 本章小结  46-47
6 结论与展望  47-49
  6.1 全文总结  47
  6.2 展望及今后工作建议  47-49
致谢  49-50
参考文献  50-53
附录 1:放大滤波鉴向电路  53-54
附录 2:单片机计数程序的 C 语言编程  54-56
附录 3:角锥棱镜夹持机械结构  56

盾构头位姿角光学干涉测量研究

内容摘要

全文目录

相似论文