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监测机械前后运动装置

发布时间:2022-07-22 20:41:32

Ⅰ 一套动作捕捉设备包括什么

从技术的角度来说,运动捕捉的实质就是要测量、跟踪、记录物体在三维空间中的运动轨迹。典型的运动捕捉设备一般由以下几个部分组成:

  1. 传感器。所谓传感器是固定在运动物体特定部位的跟踪装置,它将向 Motion capture 系统提供运动物体运动的位置信息,一般会随着捕捉的细致程度确定跟踪器的数目。

  2. 信号捕捉设备。这种设备会因 Motion capture 系统的类型不同而有所区别,它们负责位置信号的捕捉。对于机械系统来说是一块捕捉电信号的线路板,对于光学 Motion capture 系统则是高分辨率红外摄像机。

  3. 数据传输设备。 Motion capture 系统,特别是需要实时效果的 Motion capture 系统需要将大量的运动数据从信号捕捉设备快速准确地传输到计算机系统进行处理,而数据传输设备就是用来完成此项工作的。

  4. 数据处理设备。经过 Motion capture 系统捕捉到的数据需要修正、处理后还要有三维模型向结合才能完成计算机动画制作的工作,这就需要我们应用数据处理软件或硬件来完成此项工作。软件也好硬件也罢它们都是借助计算机对数据高速的运算能力来完成数据的处理,使三维模型真正、自然地运动起来。


技术之一:机械式运动捕捉

机械式运动捕捉依靠机械装置来跟踪和测量运动轨迹。典型的系统由多个关节和刚性连杆组成,在可转动的关节中装有角度传感器,可以测得关节转动角度的变化情况。装置运动时,根据角度传感器所测得的角度变化和连杆的长度,可以得出杆件末端点在空间中的位置和运动轨迹。实际上,装置上任何一点的运动轨迹都可以求出,刚性连杆也可以换成长度可变的伸缩杆,用位移传感器测量其长度的变化。

早期的一种机械式运动捕捉装置是用带角度传感器的关节和连杆构成一个 " 可调姿态的数字模型 " ,其形状可以模拟人体,也可以模拟其他动物或物体。使用者可根据剧情的需要调整模型的姿态,然后锁定。角度传感器测量并记录关节的转动角度,依据这些角度和模型的机械尺寸,可计算出模型的姿态,并将这些姿态数据传给动画软件,使其中的角色模型也做出一样的姿态。这是一种较早出现的运动捕捉装置,但直到现在仍有一定的市场。国外给这种装置起了个很形象的名字: " 猴子 " 。

机械式运动捕捉的一种应用形式是将欲捕捉的运动物体与机械结构相连,物体运动带动机械装置,从而被传感器实时记录下来。

这种方法的优点是成本低,精度也较高,可以做到实时测量,还可容许多个角色同时表演。但其缺点也非常明显,主要是使用起来非常不方便,机械结构对表演者的动作阻碍和限制很大。而 " 猴子 " 较难用于连续动作的实时捕捉,需要操作者不断根据剧情要求调整 " 猴子 " 的姿势,很麻烦,主要用于静态造型捕捉和关键帧的确定。


技术之二:声学式运动捕捉

常用的声学式运动捕捉装置由发送器、接收器和处理单元组成。发送器是一个固定的超声波发生器,接收器一般由呈三角形排列的三个超声探头组成。通过测量声波从发送器到接收器的时间或者相位差,系统可以计算并确定接收器的位置和方向。

这类装置成本较低,但对运动的捕捉有较大延迟和滞后,实时性较差,精度一般不很高,声源和接收器间不能有大的遮挡物体,受噪声和多次反射等干扰较大。由于空气中声波的速度与气压、湿度、温度有关,所以还必须在算法中做出相应的补偿。


技术之三:电磁式运动捕捉

电磁式运动捕捉系统是比较常用的运动捕捉设备。一般由发射源、接收传感器和数据处理单元组成。发射源在空间产生按一定时空规律分布的电磁场;接收传感器(通常有 10 ~ 20 个)安置在表演者身体的关键位置,随着表演者的动作在电磁场中运动 , 通过电缆或无线方式与数据处理单元相连。

表演者在电磁场内表演时,接收传感器将接收到的信号通过电缆传送给处理单元,根据这些信号可以解算出每个传感器的空间位置和方向。 Polhemus 公司和 Ascension 公司均以生产电磁式运动捕捉设备而著称。这类系统的采样速率一般为每秒 15 ~ 120 次(依赖于模型和传感器的数量),为了消除抖动和干扰,采样速率一般在 15Hz 以下。对于一些高速运动,如拳击、篮球比赛等,该采样速度还不能满足要求。电磁式运动捕捉的优点首先在于它记录的是六维信息,即不仅能得到空间位置,还能得到方向信息,这一点对某些特殊的应用场合很有价值。其次是速度快,实时性好,表演者表演时,动画系统中的角色模型可以同时反应,便于排演、调整和修改。装置的定标比较简单,技术较成熟,鲁棒性好,成本相对低廉。

它的缺点在于对环境要求严格,在表演场地附近不能有金属物品,否则会造成电磁场畸变,影响精度。系统的允许表演范围比光学式要小,特别是电缆对表演者的活动限制比较大,对于比较剧烈的运动和表演则不适用。


技术之四:光学式运动捕捉

光学式运动捕捉通过对目标上特定光点的监视和跟踪来完成运动捕捉的任务。常见的光学式运动捕捉大多基于计算机视觉原理。从理论上说,对于空间中的一个点,只要它能同时为两部相机所见,则根据同一时刻两部相机所拍摄的图像和相机参数,可以确定这一时刻该点在空间中的位置。当相机以足够高的速率连续拍摄时,从图像序列中就可以得到该点的运动轨迹。

典型的光学式运动捕捉系统通常使用 6 ~ 8 个相机环绕表演场地排列,这些相机的视野重叠区域就是表演者的动作范围。为了便于处理,通常要求表演者穿上单色的服装,在身体的关键部位,如关节、髋部、肘、腕等位置贴上一些特制的标志或发光点,称为 "Marker" ,视觉系统将识别和处理这些标志。系统定标后,相机连续拍摄表演者的动作,并将图像序列保存下来,然后再进行分析和处理,识别其中的标志点,并计算其在每一瞬间的空间位置,进而得到其运动轨迹。为了得到准确的运动轨迹,相机应有较高的拍摄速率,一般要达到每秒 60 帧以上。

如果在表演者的脸部表情关键点贴上 Marker ,则可以实现表情捕捉。大部分表情捕捉都采用光学式。

有些光学运动捕捉系统不依靠Marker 作为识别标志,例如根据目标的侧影来提取其运动信息,或者利用有网格的背景简化处理过程等。研究人员正在研究不依靠Marker而应用图像识别、分析技术,由视觉系统直接识别表演者身体关键部位并测量其运动轨迹的技术,估计将很快投入实用。

光学式运动捕捉的优点是表演者活动范围大,无电缆、机械装置的限制,表演者可以自由地表演,使用很方便。其采样速率较高,可以满足多数高速运动测量的需要。Marker 数量可根据实际应用购置添加,便于系统扩充。

这种方法的缺点是系统价格昂贵,它可以捕捉实时运动,但后处理(包括 Marker 的识别、跟踪、空间坐标的计算)的工作量较大,适合科研类应用。


技术之五:惯性导航式动作捕捉

通过惯性导航传感器AHRS(航姿参考系统)、IMU(惯性测量单元)测量表演者运动加速度、方位、倾斜角等特性。 不受环境干扰影响,不怕遮挡。捕捉精确度高,采样速度高,达到每秒1000次或更高。由于采用高集成芯片、模块,体积小、尺寸小,重量轻,性价比高。惯导传感器佩戴在表演者头上,或通过17个传感器组成数据服穿戴,通过USB线、蓝牙、2.4Gzh DSSS无线等与主机相联,分别可以跟踪头部、全身动作,实时显示完整的动作。

Ⅱ 有什么机械原理是让东西前后不停的来回运动

曲柄滑块机构:曲柄不停地转动,带动滑块前后不停地来回运动。

【问题补回充: (我想了解电答动牙刷的原理,他的传动轴是上下动的)】

其他机构都需要原动元件改变运动方向。

只有曲柄滑块机构不需要改变原动元件的运动方向:曲柄不停地转动,带动滑块前后不停地来回运动。

Ⅲ 如何机械控制物体上下左右前后移动动

微型轨道有很多的,使运动的是电机,看你是想开环还是闭环的控制了,对应的继电器布置传感器布置)单片机电路程序都不同de的

Ⅳ 能够记录机械手臂运动轨迹,然后重复改该轨迹的东西叫什么

控制单元,它是靠读取电机编码器的位置

Ⅳ 交流伺服运动控制系统中常用的位置检测装置有哪几种 各有何优点测量精度如何保证

间接测量常制用的检测器件包括:脉冲编码器,圆感应同步器,旋转变压器,圆光栅和圆磁栅.等.
光电编码器利用光电原理把机械角位移变换成电脉冲信号.
光栅利用光的透射、衍射原理,通过光敏元件测量莫尔条纹移动的数量来测量 机床工作台的位移量,一般用于机床数控系统的闭环控制.

Ⅵ 起重机械安全监测系统具体是监测哪几种施工设备

具体是监测塔机、吊钩、升降机等大型起重机械吧。好比如 “全球共德” 的起重机械安全监控整体解决方案,就包括了:塔机安全监控系统、升降机安全监测系统、塔机+吊钩可视化一体化管理系统、吊钩可视化管理系统。。谢谢您能够认可我的回答并采纳

Ⅶ 旋转机械状态监测系统有哪几部分组成

软件:能提示你振动的变化以及报警,常见或者基本的时域频域参数,或者是远程监控
硬件:24位AD,传感器的选择(速度,加速度,位移传感器)
设备运行状态监测和故障诊断在线测试系统
1系统简介
设备运行状态监测和故障诊断在线测试系统适合于对重点设备的运行状态进行长期连续的振动、温度、压力、转速、噪音等信号在线监测,监测报警、故障记录和数据管理等过程自动进行,无需人工干预。
该系统提供实际设备运行仿真图、监测参数、结构参数等,并定期自动生成监测报表和趋势数据。可以管理企业中多个部门的任意多台设备,为每台设备建立运行状态和测点数据库,得到长期运行状态变化趋势。利用该系统可以为每台设备设置不同的测点监测参数和结构参数,自动检查所有设备是否达到巡检周期,逐个对所有设备定期进行监测。通过每日、每周、每月和每年的记录数据对设备的运行状态进行趋势分析以及预测。
对超过报警限的信号可进行故障分析,采用神经网络模型,给出初步诊断结果,并考虑齿轮、叶轮、滚动轴承等结构特点,给出信号的时域统计和频谱分析的特征参数,帮助人工进行诊断,实现对设备故障的有效判断。此外,该系统对每次故障诊断进行数据库管理,可记录故障诊断的时域和频域特征数据,以及故障征兆、故障原因、维修对策和验证结果等信息,对故障信息进行长期记录、保存和验证,为日后的设备状态评价提供充分的依据。

系统结构图
2. 系统特点
系统包括硬件和软件两部分。硬件主要是传感器、数据采集前端、数据服务器和具备WDS功能的无线路由或者网络接入模块。软件主要是运行在数据服务器上的数据库管理、网络通讯和网络管理软件以及状态监测、信号分析等软件。
2.1. 开放式的系统总体设计
本系统的软硬件系统采用模块化设计,可根据用户的需要进行灵活配置。
•良好的扩展性 可方便地根据监测对象和监测信号的数量进行扩展,对象可以从单台设备扩展到多台设备,监测信号可以是振动、温度、压力、流量、转速等参量。
•高度的数据共享 可方便地与厂区的计算机系统(DCS、MIS、SIS)进行通讯,实现数据共享。
•Browser/Server架构,用户可通过任意接入互联网的计算机登录操作,形成远程状态监测网和故障诊断中心。
•基于WDS-AP方式组网,现场无线布置通讯电缆,信号传输通过无线分布式系统,到达更广范围的无线网络覆盖。
2.2 高性能数据采集硬件
•高性能数据采集模块 每个模块含4个数据采集通道,24位AD,每通道独立AD,并行无时差采样;每通道最高51.2kHz采样率;AC、DC,ICP输入模式程控可选;1、10、100倍程控放大;程控滤波;1通道转速输入(20MHz内部采样速率),与模拟输入通道同步输出;网络接口;内嵌ARM系统;16GB内存储;支持本机数据备份,保证了数据采集的实时性、准确性和可靠性。
•模块化结构,系统扩展、安装、维护方便,可靠性高。
•采用多重冗余和抗干扰技术,确保系统安全可靠。
•可直连各种传感器 可直接与ICP型加速度传感器、电涡流传感器、速度式振动传感器及转速传感器相接,并可为传感器供电。
2.3专业实用的软件设计
• 模块化、分布式软件设计,可以灵活地根据用户要求进行配置,实现系统功能扩展。
• 基于MySQL数据库的数据存储和管理,可以方便地与其他系统实现数据共享和数据整合。
• 根据状态监测和故障诊断的需要,建立了多个独立的数据库和事件库,保证在设备发生异常时能够提供完整、详尽的原始数据提供分析诊断。
• 提供多种专业有效的振动分析手段,对设备运行状态进行深入分析,提供设备运行状态报告和分析结果。
3. 系统功能
3.1. 实时监测和报警
提供设备运行状态参数棒图及设备仿真运行图。 提供设备振动通频值显示画面。提供振动幅值趋势图,可选监视测点振动幅值变化趋势。提供时间、转速显示。对各通道振动信号提供多级报警功能,并实时列表显示通道报警状态。
3.2. 历史数据存储
存贮设备日常运行时的振动动态信号原始波形数据和重要振动、或其他过程参量的特征数据。各通道振动特征数据存贮包括: 通频幅值、烈度/间隙电压(涡流传感器) 1/2X、1X、2X倍频幅值和1X相位。提供运行数据及历史存贮的备份功能,可提取重要阶段数据进行离线分析。
3.3. 事故追忆及报警档案存贮
记录系统各通道数据最近100条报警、打闸和恢复正常的情况,包括测点名称、报警或恢复的时间、转速、通频值和报警状态等。提供报警列表显示功能。当设备由正常状态转为有通道出现报警状态时,系统自动转入报警存贮状态,加大存贮密度,将记录报警点出现前后一段时间(可设置)的振动特征数据和原始波形数据。
3.4. 报表打印
对除棒图之外的所有监视、分析图表提供图形打印和打印预览功能。 提供振动特征历史数据、升降速数据报表打印功能。
3.5. 参数设置
系统设置不同的用户权限,密码管理。用户登录浏览器后,可对采集仪运行参数进行设置。提供通道信息配置手段,包括:测点号、传感器类型、安装方向、报警阈值、监测对象特征等。提供存贮方式设置,设置定时存贮间隔和时长、定转速变化率存贮的转速变化率及报警档案的存贮。 提供灵活的监视、分析图表的显示参数设置。 提供报表打印设置。
3.6. 历史数据库管理
对设备多次启停的振动历史数据提供专门管理,为振动治理和预测维修提供帮助。通过数据库查询,提取振动故障诊断征兆,综合比较设备在不同启停阶段的振动变化情况,为故障诊断提供依据。对历史数据进行分类管理(波形、振动特征、升降速数据、报警数据等)。提供方便的查询、显示、删除、下载、报表打印等功能。

甲方具备条件
甲方须建立一台拥有固定IP地址的数据服务器,并能够接入互联网。
4. 系统组成及报价
5.1系统组成
系统由传感器、智能数据采集仪、无线AP、服务器、监测分析系统软件及网络系统等组成。
KL智能数据采集仪负责现场信号的采集、预处理及数据存储。每个智能数据采集仪具有1路键相输入和4路振动或模拟量输入。根据机组测点数量的需要,可以配置多个智能数据采集仪。多台智能数据采集仪通过无线路由器或无线AP进行无线互联。采集仪的数据传输到服务器端进。服务器完成设备运行状态监视、振动情况分析、历史数据库存储与管理、故障分析等功能。 用户通过互联网,通过浏览器方式登录到服务器,实现运行设备状态监测、振动分析、数据库管理、故障诊断、网络通信等功能。

Ⅷ 利用按钮控制机械运动的设备有哪些

利用按钮控制机械运动的设备有哪些?《机电一体化系统》考试复习题

选择题:

1.受控变量是机械运动的一种反馈控制系统称( )

A.顺序控制系统

B.伺服系统

C.数控机床

D.工业机器人

2.齿轮传动的总等效惯量随传动级数( )

A.增加而减小

B.增加而增加

C.减小而减小

D.变化而不变

3.滚珠丝杠螺母副结构类型有两类:外循环插管式和( )

A.内循环插管式

B.外循环反向器式

C.内、外双循环

D.内循环反向器式

4.某光栅的条纹密度是100条/mm,光栅条纹间的夹角θ=0.001孤度,则莫尔条纹的宽度是( )

A.100mm

B.20mm

C.10mm

D.0.1mm

5.直流测速发电机输出的是与转速( )

A.成正比的交流电压

B.成反比的交流电压

C.成正比的直流电压

D.成反比的直流电压

6.电压跟随器的输出电压( )输入电压。

A.大于

B.大于等于

C.等于

D.小于

7.某4极交流感应电动机,电源频率为50Hz,当转差率为0.02时,其转速为( )

A.1450[r/min]

B.1470[r/min]

C.735[r/min]

D.2940[r/min]

8.右图称( )

A.直流伺服电动机调节特性

B.直流伺服电动机机械特性

C.直流伺服电动机动态特性

D.直流伺服电动机调速特性

9.计算步进电动机转速的公式为( )

A. B.T sm cos C. D. 180°-

10.一般说来,如果增大幅值穿越频率ωc的数值,则动态性能指标中的调整时间t s( )

A.增大

B.减小

C.不变

D.不定

11.已知f(t)=a+bt,则它的拉氏变换式为( )

A.+b

B.

C.

D.

12.连续路径控制类中为了控制工具沿任意直线或曲线运动,必须同时控制每一个轴的( )使得它们同步协调到达目标点。

A.位置和加速度

B.速度和加速度

C.位置和速度

D.位置和方向

Ⅸ 交流伺服运动控制系统中常用的位置检测装置有哪几种

间接复测量常用的检测器件包制括: 脉冲编码器,圆感应同步器,旋转变压器,圆光栅和圆磁栅.等。
直接测量常用的检测器件包括: 直线感应同步器,磁尺激光干涉仪,计量光栅. 等。http://www.suoyuan.com.cn/jingpin/shukong/qustion.html
光电编码器利用光电原理把机械角位移变换成电脉冲信号。
光栅利用光的透射、衍射原理,通过光敏元件测量莫尔条纹移动的数量来测量 机床工作台的位移量,一般用于机床数控系统的闭环控制。

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