2.4 三维测力系统的工作原理
《激光三角法物体轮廓的三维测量系统》范文
《激光三角法物体轮廓的三维测量系统》篇一一、引言随着科技的不断进步，三维测量技术在众多领域中得到了广泛的应用，如机器人视觉、医疗影像、逆向工程和质量控制等。
其中，激光三角法因其非接触式测量、高精度及高效率等特点，成为三维测量技术中重要的分支之一。
本文将介绍一种基于激光三角法的物体轮廓三维测量系统，包括其工作原理、技术特点及系统构成。
二、激光三角法原理激光三角法是一种利用激光投射至物体表面，并通过接收到的光线与参考光线之间的夹角来测量物体表面的方法。
当激光照射在物体表面时，反射光会经过光学系统后投射至光电传感器上。
通过测量激光束的入射角和反射光线的角度变化，可以推算出物体表面的轮廓信息。
三、系统构成基于激光三角法的物体轮廓三维测量系统主要由以下几部分组成：1. 激光投影器：用于产生激光光束并投射至物体表面。
投影器内部结构精密，可以产生高质量的激光束。
2. 镜头：将投射到物体表面的激光光束聚焦至光电传感器上。
镜头的质量直接影响到测量精度和分辨率。
3. 光电传感器：接收反射光并转换为电信号。
传感器应具有高灵敏度和低噪声的特点。
4. 数据处理单元：对光电传感器输出的电信号进行处理，提取出物体表面的轮廓信息，并进行三维重建。
5. 计算机控制系统：负责整个系统的控制和管理，包括数据采集、处理、显示及存储等。
四、技术特点基于激光三角法的物体轮廓三维测量系统具有以下优点：1. 非接触式测量：不会对被测物体造成损伤或变形，适用于各种材质和形状的物体。
2. 高精度：通过精密的光学系统和光电传感器，可以实现高精度的测量。
3. 高效率：可以快速获取物体表面的三维信息，适用于大规模和连续测量的场合。
4. 适用性强：可以用于逆向工程、质量控制、医学诊断等领域。
五、结论基于激光三角法的物体轮廓三维测量系统在多个领域得到了广泛应用，成为了一种有效的三维测量方法。
该系统通过精确的激光投影、高质量的镜头和光电传感器以及强大的数据处理能力，实现了高精度、高效率的三维测量。
浅谈三维激光扫描技术原理及应用
浅谈三维激光扫描技术原理及应用摘要：三维激光扫描技术是—种新型的测绘技术，被称为“实景复制技术”。
本文介绍了三维激光扫描仪的系统分类、基本原理、技术特点，探讨了三维激光扫描技术的应用。
关键词：三维激光扫描技术工作原理技术特点应用1、引言近年来，随着工程测量服务领域的不断拓宽以及三维设计制造对测量精度的要求，传统的测量仪器如全站仪、断面仪等已不能满足高精度的三维坐标采集和“逆向工程”的需要。
相比这些传统的测量技术，三维激光扫描技术具有极大的技术优势，特别是在数据采集方面，具有高效、快捷、精确、简便等特点，被广泛的应用于各个领域。
2、三维激光扫描技术随着三维激光扫描仪在工程领域的广泛应用,这项国际上近期发展的高新技术已经引起了广大科研人员的关注。
这种技术采用非接触式高速激光测量方式，来获取地形或复杂物体的几何图形数据和影像数据，最终通过后处理软件对采集的点云数据和影像数据进行处理分析，转换成绝对坐标系中的三维空间位置坐标或者建立结构复杂、不规则场景的三维可视化模型，既省时又省力,同时点云还可输出多种不同的数据格式，做为空间数据库的数据源和满足不同应用的需要。
2.1 三维激光扫描系统组成整个系统通常由以下四部分组成：1)三维激光扫描仪；2）数码相机；3）后处理软件；4)电源以及附属设备。
如图1：图1 地面激光扫描仪系统组成与坐标系2.2 三维激光扫描仪的分类三维激光扫描仪按照扫描平台可以分为：机载(或星载)激光扫描系统、地面型激光扫描系统、便携式激光扫描系统。
三维激光扫描仪作为现今时效性最强的三维数据获取工具，按照其有效扫描距离可进行如下分类：(1)短距离激光扫描仪：其最长扫描距离不超过3m，一般最佳扫描距离为0.6～1.2m，通常这类扫描仪适合用于小型模具的量测，扫描速度快且精度较高，可以多达三十万个点，精度至±0.018mm。
例如:美能达公司的VIVID 910，手持式三维数据扫描仪FastScan等，属于此类。
第2章 三维数据测量技术
8 预对焦：进行拍照测量前，对测量物体、投影设备条纹 精度进行校正的过程。
9 采集区域：拍照扫描时，设备当前单次扫描能够采集的 最大区域。
汽车点云数据
2.3三维扫描仪操作 2.3.1三维扫描仪组成与连接
2.3.2设备操作步骤及方法 1.扫描仪幅面调节
层 ③扫描物体表面存在高强度的镜面反射
2） 标记点
标记点的作用：每一次采集都应至少识别 出三个标记点，作为拼接数据的依据。
贴标记点的情形：除物体表面纹理特征明 显之外的所有情形都应粘贴标记点。
①.标记点应无规则得分布在被测物体的表面上，且在相 机窗口中清晰可见。标记点不要贴在一条直线上，应该成 V 型分布。标记点尽量粘在物体表面上。
2.1.2接触式数据扫描 关节式
2.1.2接触式数据扫描
优点
1)精度高。由于该种测量方式已经有几十年的发展历史，技术已经相对 成熟，机结构稳定，因此测量数据准确。
2)被测量物体表面的颜色、外形对测量均没有重要影响，并且触发时 死角较小，光强没有要求。
3)可直接测量圆、圆柱、圆锥、圆槽、球等几何特征，数据可输出到 造型软件后期处理。
②.打开标定窗口 点击工具条中的 按钮，打开标定窗口。 ③.点击工具条中的 按钮，对标定靶进行图像采集。如图
2-14 所示。
⑩.点击工具条中的 按钮，进行角点检测。 观察角点检测结果是否正确，角点的排列 是否整齐（如图2-19所示）。
3 扫描前准备工作
1） 显像剂 有下列情况之一需要使用显像剂 ①.扫描物体是深黑色 ②.扫描物体表面透明，或者有一定的透光
2.1.2接触式数据扫描
接触式三维数据测量设备，是利用测量探头与被 测量物体的接触，触发一个记录信息，并通过相 应的设备记录下当时的标定传感器数值，从而获 得三维数据信息。
三向力传感器工作原理
三向力传感器工作原理三维力传感器是一种用于测量物体的受力情况并对其进行定量分析的装置，它在机器人、工业自动化、医疗设备等领域中得到了广泛的应用。
三维力传感器能够实时测量物体受到的力的大小和方向，从而为控制系统提供重要的反馈信息。
下面将详细介绍三维力传感器的工作原理。
1. 三维力传感器的基本原理三维力传感器的基本原理是利用应变或位移传感器来检测受力物体的微小变形，然后根据物体的材料性质和结构来推导出物体受力的大小和方向。
常见的三维力传感器包括平板式力传感器、悬挂式力传感器、柔性力传感器等，它们在结构和测量原理上各有特点，但基本的测力原理是相似的。
2. 三维力传感器的测力原理三维力传感器通常采用应变片或者薄膜传感器来测量受力物体的微小变形。
当物体受到外力作用时，会引起传感器材料的应变，进而导致传感器内部的电阻、电容或电压发生变化。
通过检测这些电学信号的变化，可以计算出受力的大小和方向。
3. 应变片传感器应变片传感器是三维力传感器中常用的传感器类型之一，它使用金属或者半导体材料制成的应变片贴附在受力物体的表面。
当受力物体发生微小变形时，应变片的电阻、电容或电压会发生相应的变化，通过测量这些变化可以计算出受力的大小和方向。
应变片传感器具有灵敏度高、响应速度快等优点，广泛应用于静态和动态力的测量。
4. 薄膜传感器薄膜传感器是另一种常见的三维力传感器类型，它由一层薄膜材料构成，可以贴合到受力物体的表面。
当受力物体受到力的作用时，薄膜传感器会发生微小的形变，从而引起传感器内部的电学信号变化。
通过检测这些电学信号的变化可以计算出受力的大小和方向。
薄膜传感器具有结构简单、成本低廉等优点，适合于对传感器体积和重量有较高要求的场合。
5. 三维力传感器的工作原理三维力传感器的工作原理可以分为静态测量和动态测量两种情况。
静态测量时，通过测量受力物体的微小变形来计算出受力的大小和方向；而在动态测量时，需要考虑到受力物体的运动和变形对传感器测量结果的影响，因此需要根据传感器的动态响应特性对测量数据进行处理和修正。
RTK使用原理及应用
俄罗斯的GLONASS
GLONASS
。
格洛纳斯（GLONASS），是俄语“全球卫星导航系统GLOBAL NAVIGATION SATELLITE SYSTEM”的缩写，该 系统最早开发于苏联时期，后由俄罗斯继续该计划。俄罗斯 1993年开始独自建立本国的全球卫星导航系统。该 系统于2007年开始运营，当时只开放俄罗斯境内卫星定位及导航服务。到2009年，其服务范围已经拓展到全球。 该系统主要服务内容包括确定陆地、海上及空中目标的坐标及运动速度信息等。 格洛纳斯”系统标准配置为24颗卫星，而18颗卫星就能保证该系统为俄罗斯境内用户提供全部服务。该系统卫星 分为“格洛纳斯”和“格洛纳斯－M”两种类型，后者使用寿命更长，可达7年。研制中的“格洛纳斯－K”卫星 的在轨工作时间可长达10年至12年。目前有24颗卫星正常工作、3颗维修中、3颗备用、1颗测试中。
23
网络RTK技术
。 24
网络RTK技术的优点
1.无需架设基准站，省去了野外工作中的值守人员和架设基准站的时间，降低了作业 成本，提高了生产效率；
2.传统“1+1”GNSS接收机真正等于2，生产效率双倍提高 ；
。
3.不需要在四处搬站，加密控制点；
4.扩大了作业半径，不受基站距离限制，网络覆盖范围内能够得到均等的精度；
2、网络传输差分数据（GPRS\GSM\CDMA） 新的差分数据传输模式：差分数据通过手机网络传到移动站 优点：距离不受受地形限制，作用距离远。
（手机网络信号，不受距离限制，因为主板解算原因，解算距离可达30KM ） 缺点：信号受手机网络信号质量影响，手机网络信号不好的地方无法使用
。 20
03
网络RTK技术
5.在网络覆盖区域内，能够实现测绘系统和定位精度的统一，便于测量成果的系统转 换和多用途处理。
三坐标测力机的工作原理
三坐标测力机的工作原理三坐标测力机是一种可以测量三个坐标方向(X、Y、Z)力的传感器,它的工作原理主要有:1. 电阻应变片工作原理:在测力机的三个互相垂直的轴向上,都安装有电阻应变片。
它是一种薄而柔软的金属片,在受力时会产生微小的应变和电阻值变化。
通过电桥电路可以测量这种电阻变化,进而计算出应变和受力大小。
2. 飞行器平衡原理:测力机的三轴心在一个点交汇,形成类似飞行器的平衡装置。
当外力作用时,会引起各轴微小转动和位移,通过电阻应变片检测各轴的应变就可以计算出不同方向的分力。
3. 矩阵变换算法:三轴测得的分力先转换到各自的坐标轴上,然后通过矩阵变换转换到总体坐标系中,合成出三个方向的分力大小,用以表示总的受力情况。
4. 电荷输出:测力机内置荷电耦合器件(CCD),可以将测得的微小机械信号转化为电荷量输出,经放大后变为电压信号,通过A/D转换获取数字信号。
5. 信号放大与处理:微小的电阻信号需要经放大电路处理,滤波去噪后进行模数转换,最后在数字化电路中进行校正和计算,输出标准化的数值结果。
6. 动态补偿技术:由于测力机自身质量的存在,在动态测力中需要对设备的动态效应进行补偿,一般采用模拟或数字滤波的方式来实现。
7. 标定技术:测力机需进行多点标定,建立各轴的标定函数,确保各个测量范围内的输出线性度和准确度。
8. 传感接口技术:采用数字式接口如USB、RS-485等,实现测力机的远程控制和数据采集,更好地应用于风洞、动力学测试等场合。
9. 特殊结构设计:针对特定应用需求,设计各种内置底座结构,或者多组测力机的组合,实现更复杂的力测量。
综上所述,三坐标测力机通过电阻应变片、精密机械结构、模拟数字混合电路等多项技术手段共同实现了精密的三维力测量功能。
它在汽车、航空、机械等领域的动力学测试中有广泛应用。
工业测量系统
工业测量系统摘要:工业测量是现代工业技术的主要组成部分，是测绘学科的重要分支。
目前主要介绍了除经纬仪外的五种工业测量系统包括全站仪极坐标测量系统、坐标测量机系统、数字近景摄影测量系统、激光跟踪测量系统、激光扫描测量系统的原理、特点及最新进展。
关键词：工业测量系统；全站仪极坐标测量系统；坐标测量机系统；数字近景摄影测量系统；激光跟踪测量系统；激光扫描测量系统1.前言随着现在科技的迅猛发展，特别是计算机技术、通信技术等的发展，在我们测绘领域出现了很多的技术创新。
其中工业测量系统就是应用广阔、测量精度高、简单方便的一种测量新技术。
2.工业测量系统分类二十世纪八十年代开始，工业测量系统在现代工业部门得到广泛的应用。
根据所用的测量仪器的不同，可分为三坐标测量机系统、电子经纬仪工业测量系统、全站仪极坐标测量系统、数字近景摄影测量系统、激光跟踪测量系统、激光扫描测量系统等。
2.1.三坐标测量机系统三坐标测量机系统又包括了固定式的三坐标测量机（如图1）和便携式的关节式坐标测量机（如图2）。
三坐标测量机是指在一个三维空间内，能够对几何形状、长度等进行测量的仪器，它是传统通用三维坐标测量仪器的代表，通过测头沿导轨的直线运动来实现精确的坐标测量。
目前，通过计算机自动控制的运用，计算机数字控制测量机已经出现并在生产实践中得到广泛的应用。
具有自动瞄准定位的功能同时能按照预先编制好的程序自动完成全部测量和计算过程。
其优点是测量精度高、效率高、操作便捷、应用广；其不足是属于接触式测量，对非刚体的测量误差大，同时是固定的，只适合室内作业，适用性弱。
因此，一般测绘单位已经不配备这类仪器，只在工厂等生产单位使用。
便携式-关节臂式三坐标测量机取代传统的直尺/卷尺/测径器/千分尺/深图1坐标式测量机度计/直径仪器/测隙规/厚薄规/柱形测孔规/显示测径器/标尺角度测量器甚至小型台式三坐标测量机。
是专为现场测量而设计，是当下通用的在线检测、数字化和质量验证的现代化检测工具。
《激光三角法物体轮廓的三维测量系统》范文
《激光三角法物体轮廓的三维测量系统》篇一一、引言随着科技的不断进步，三维测量技术在众多领域中得到了广泛的应用，如机器人视觉、工业检测、医学影像等。
激光三角法作为一种非接触式的三维测量技术，以其高精度、高效率、非破坏性等优点，在物体轮廓测量中占据了重要地位。
本文将详细介绍一种基于激光三角法的物体轮廓三维测量系统。
二、系统概述本系统采用激光三角法原理，通过激光器发射激光束至物体表面，利用光学系统和图像传感器捕捉反射光信息，进而实现对物体轮廓的三维测量。
系统主要由激光器、光学系统、图像传感器、数据处理与显示模块等部分组成。
三、系统工作原理激光三角法的基本原理是通过激光束照射到物体表面产生的反射光与基准光路之间的夹角变化，来计算物体表面的高度信息。
本系统的工作原理如下：1. 激光器发射激光束至物体表面，形成反射光。
2. 光学系统将反射光聚焦至图像传感器上，形成光斑。
3. 图像传感器捕捉光斑的位置信息，并将数据传输至数据处理与显示模块。
4. 数据处理与显示模块根据光斑位置信息，结合激光器与图像传感器的相对位置关系，计算出物体表面的高度信息。
5. 通过扫描不同位置的光斑，可以获得物体表面的三维轮廓信息。
四、系统组成及功能1. 激光器：发射激光束至物体表面，为测量提供光源。
2. 光学系统：包括透镜、反射镜等光学元件，用于将反射光聚焦至图像传感器上。
3. 图像传感器：捕捉光斑的位置信息，将数据传输至数据处理与显示模块。
通常采用高分辨率的相机或CCD传感器。
4. 数据处理与显示模块：对图像传感器传输的数据进行处理，计算出物体表面的高度信息，并显示三维轮廓图像。
五、系统特点及优势1. 高精度：激光三角法具有较高的测量精度，可达到微米级别。
2. 高效率：系统扫描速度快，可在短时间内完成大面积的三维测量。
3. 非接触式测量：不会对物体造成损伤，适用于各类材料的测量。
4. 灵活性强：可针对不同形状、尺寸的物体进行测量，应用范围广泛。
06三维坐标测量数据处理
四、形位公差评定
一、三维坐标基本概念 1.1 坐标系的定义（Coordinate System）
在机械加工与制造、设备安装与检测、光学工程、精密工业
与工程测量等领域，经常需要对物体的尺寸、位置、形位公 差等参数进行测量和误差评定。 三维坐标测量是主要的测量方法。
一、三维坐标基本概念 1.1 坐标系的定义（Coordinate System）
二、三维坐标测量技术 2.5 激光跟踪仪测量系统
角 度 仪器 分 辨 率
ADM 测距 精度 IFM测距 精度 测角精度 点位精度 测量 范围 最大 采点速 度 3000点/ 秒
AT90 0.1 10um 1-B 4″
0.5um/m
15m+6m/ m
15m+6m/ m 0.049mm
160m
误差分析与数据处理(The error analysis and data processing)
第四讲
三维坐标测量数据处理
3D Coordinate Processing
主讲：范百兴
2016.04.05
本次课程内容
一、三维坐标基本概念
定义、要素、常见坐标系
二、三维坐标测量技术 三、测量坐标系生成转换
（1）由于测角误差是主要误差源，因此可以进行双面测量消
弱测角误差，提高点位精度； （2）进行温度、压力、湿度的实时改正； （3）采用基距尺和基准尺进行现场校准；
在航天器位置、形位公差测量中有着广泛应用，在航天器 震动试验中也有着良好应用。
二、三维坐标测量技术 2.6 数字摄影测量系统
基于计算机视觉方法的检测，利用 数字相机作为图象传感器，综合运用 图象处理、精密测量等技术进行非接 触二维或三维坐标测量。基本原理是 摄影测量中的目标点、相机中心和像 点三点共线方程。
三坐标测量仪工作原理
三坐标测量仪工作原理三坐标测量仪是一种用于测量物体尺寸和形状的精密测量设备。
其工作原理基于三个数控轴的运动，通过测头和测量软件来实现对目标物体三维坐标的测量和分析。
三坐标测量仪由测头、主机和测控软件组成。
测头是测量仪的核心部件，它具有高精度的感应元件和信号处理芯片。
其内部结构包括光学测量系统、机械系统和信号传输系统。
光学测量系统由光源、衍射光栅、检测光栅和接收器等组件构成，通过射出光线并接收反射光线来测量物体的位置。
机械系统则是测头的机械部分，用来支持和移动测头，实现对物体的扫描和测量。
信号传输系统用于将测量数据传输至主机进行处理。
在实际测量过程中，用户需要将待测物体放置在测台上，并固定好。
然后，通过测控软件设置测头的起点位置和测量范围，选择测量方式和测量参数。
测头按照预设的路径进行扫描，并通过光电传感器获取反射光信号。
测量仪将这些信号转化成电信号，并通过测控软件对其进行处理和分析。
软件会提取出物体的坐标信息，并计算出尺寸、边距、角度等相关数据。
三坐标测量仪的工作原理基于坐标系和三个数控轴的运动。
一般来说，三坐标测量仪采用笛卡尔坐标系，其中X轴为水平轴，Y轴为垂直轴，Z轴为测头的运动轴。
通过控制三个轴的运动，可以实现测头在三维空间中的位置定位。
测量仪中的测控软件起到了关键作用，它负责测量数据的采集、处理和分析。
测控软件通过与测量仪的接口通信，获取测量仪传输的信号，并将其转换为可视化的三维模型或者二维图形。
同时，软件还会提供大量的测量工具，如测量线、测量圆、测量角度等，用于用户对测量结果的分析和计算。
三坐标测量仪具有精度高、重复性好、测量速度快等优点，广泛应用于制造业、航空航天、汽车、电子等工业领域。
它能够对复杂形状的工件进行精确测量，能够检测到微小尺寸的偏差，并且测量结果具有高可靠性。
同时，三坐标测量仪还可以实现测量数据的存储和共享，方便后续的数据分析和制造过程的优化。
总之，三坐标测量仪通过测头和测控软件的协同工作，实现了对三维空间中物体位置和尺寸的测量。
测力传感器测力原理
测力传感器测力原理测力传感器是一种用于测量物体受力的设备，它能够将物体所受的力转化为电信号输出。
通过对测力传感器的测力原理的深入理解，我们可以更好地了解它的工作原理和应用。
一、测力传感器的概述测力传感器是一种能够测量物体受力的装置，它通常由金属应力元件、敏感元件和信号处理电路组成。
当物体施加在测力传感器上时，金属应力元件会发生形变，进而导致敏感元件电阻值的改变。
信号处理电路会将这个变化转化为电信号输出，供后续的数据处理和分析。
二、测力传感器的测力原理1. 应变片原理应变片是测力传感器中常用的敏感元件之一，它是一个金属片，具有良好的弹性和导电性。
当物体施加在测力传感器上时，应变片会发生形变，形成由拉伸或压缩引起的应变。
这些应变会导致应变片电阻值的变化，进而改变电流或电压的输出。
2. 压阻式传感器原理压阻式传感器也是常见的测力传感器之一，它通过测量压阻材料电阻值的变化来判断受力情况。
当物体施加在测力传感器上时，压阻材料会受到压力，导致电阻值发生变化。
通过测量这个变化，可以确定受力的大小。
3. 电容式传感器原理电容式传感器是另一种应用广泛的测力传感器类型。
它利用电容的变化来测量物体的受力情况。
当物体施加在测力传感器上时，电容器间的距离或者电容介质的介电常数会发生变化，从而改变电容的值。
通过测量电容的变化，可以确定物体所受的力的大小。
三、测力传感器的应用测力传感器在各个领域中都有广泛的应用，以下是其中几个典型的应用案例：1. 工业自动化测力传感器在工业自动化中扮演着重要的角色。
它可以用于测量机械设备受力情况，从而判断设备的健康状况和工作效率。
例如，测力传感器可以用于测量机械臂的受力情况，以确保其正常运行并避免超负荷工作。
2. 负载监测测力传感器常用于负载监测系统中，用于测量各式各样的物体的重力或受力。
比如，在一个起重机中，安装了测力传感器可以准确测量吊物的重量，确保安全起吊，并防止超重。
3. 材料测试测力传感器还可以用于材料测试领域，例如在拉伸试验中。
运动生物力学实验3
实验三、纵跳实验
【实验目的】
1、用不同的起跳方法来验证肌肉力学中的有关理论和人体基本活动原理。
2、了解动力学测定的基本方法
【实验器材】
1、三维测力台
2、电荷放大器
3、模/数转换器
4、计算机（包括测试软件）
【实验原理】
图3——1
如图3——1所示，系统的工作过程为：外力作用到测力台以后，通过力传感器把力信号转换成相应的电流和电压变化，经放大器把电信号放大，放大器输出的力参数模拟电信号送入模/数转换器（A/D），把模拟电信号转换成数字电信号，送入电脑便可贮存和进行各种处理。
【实验方法和步骤】
要求全体同学均穿运动鞋。
每名实验对象要完成三种姿势的纵跳。
即：
1、从半蹲开始无反向运动的不摆臂纵跳
2、从站立开始不摆臂纵跳
3、从站立开始加摆臂的自由纵跳
一般可只记录垂直力曲线。
【结果与分析】
本部分可参见教材P229~P232《运动生物力学》第四章，第二节。
三维测量技术在输电线路测量工作中的应用
随着电力行业的飞速发展，输电线路的建设不断扩大。
可靠性是电力系统的核心要素，因此，对输电线路的检测和维护非常重要。
三维测量技术是电力行业用于测量和维护输电线路的一项重要技术。
在这篇论文中，将重点讨论三维测量技术在输电线路测量工作中的应用。
一、三维测量技术概述三维测量技术是目前最常用的测量技术。
它主要使用雷达、激光、摄像头、GPS 等设备，通过三维数学模型算法，获取测量物体的三维坐标和形状等信息。
在实际应用中，三维测量技术具有高精度、高效率、高自动化等优势，在航空、航天、地质、建筑、医学、机械等领域都有广泛应用。
二、三维测量技术在输电线路测量中的应用1. 输电线路综合测量传统的输电线路测量方法是通过现场人工测量，然后制作二维图纸，再进行数据处理。
这种方法存在精度低、效率低等问题。
而三维测量技术可以在短时间内高效地获取输电线路的三维形态信息，并且精度高于传统测量方法。
在输电线路综合测量中，三维测量技术的应用可以大大提高测量精度和效率。
2. 输电杆塔的坐标测量输电杆塔是输电线路的基本建设单元，其位置和坐标的精度会直接影响到整个输电线路的性能。
传统的测量方法是在现场通过GPS 等设备进行坐标测量。
而使用三维测量技术，只需要在杆塔上安装少量的标志点，通过激光扫描等方式即可快速获取杆塔的坐标和位置信息，大大提高了测量效率和精度。
3. 输电线路局部沟槽测量输电线路沟槽的深度和宽度等参数对于线路的性能有着重要的影响。
传统的测量方法是通过现场测量得出沟槽的参数，但精度和效率不够高。
使用三维测量技术，只需在沟槽缘部设置少量标志点，即可快速获取沟槽的三维形态信息，大大提高了测量的精度和效率。
4. 输电线路雷击实验输电线路雷击实验是一种用于测试线路运行性能的方法，在实验中，需要尽可能还原自然雷击的情形，以进行可靠性测试。
三维测量技术可以在实验中高效地获取线路各部分的形态参数，为实验结果的可靠性提供了有力的保障。
三、三维测量技术在输电线路测量工作中的应用优势1.提高测量精度传统的输电线路测量方法需要现场人工测量，数据准确性很大程度上受到测量人员技能水平和现场环境等因素的影响。
南体生物力学期末复习重点
生物力学期末复习一、名解1、运动生物力学：是研究体育运动中人体机械运动规律的科学.2、转动惯量:物体转动时惯性大小的量度。
3、影片比例系数：物体实际尺寸与物体影片图像尺寸之比.4、生物力学：研究活体系统机械运动规律的科学。
5、机械运动：物体的空间位置随时间变化的运动。
6、影片数字化：在拍摄的影片上取出人体各关节点及有关点的坐标。
7、应力：物体某一截面上单位面积所受的力.包括：正应力和剪应力两种。
8、应变：受载物体结构形变时，单位长度的变化称线应变、结构单元体角度的变化称剪应变.9、。
肌肉离心收缩：当肌肉收缩力小于外力，肌肉长度变长的收缩。
10、肌肉的静息长度：收缩元的张力随长度变化，表现最大张力时的长度.11、肌肉等长性收缩：当肌肉收缩力等于外力，肌肉长度不变的收缩。
二、填空1、人体惯性参数是指人体整体以及环节的质量、质心位置及转动惯量.2、落地缓冲的原理是因为增加了力的作用时间，因而减少了外力对人体作用。
3、动量矩守恒原理和人体转动惯量的实验观察结果：上体向左转，下体向右转；上体向右转,下体向左转；哑铃从胸前变到侧平举时，角速度由大变小；哑铃从侧平举变到胸前时，角速度由小变大；调速器半径由大减小时，角速度由小变大；调速器半径由小增大时，角速度由大变小。
4、跳高踏跳时使肢体向上摆动可增加人体总重心向上的惯性力或加速度，且也能提高身体重心的高度。
5、足球踢角球时产生“香蕉球”的原因是运动员踢球时使球产生旋转,由于空气流体动力学的作用，根据伯努利定理，流速大的地方压强小,流速小的地方压强大 .产生了马格努斯效应的结果.6、运动生物力学使用的三大测量仪器系统是高速摄象解析系统，三维测力系统, 肌电测量系统。
7、物体的机械运动是指物体的空间位置随时间变化的运动.8、人体处于腾空状态，由于不受外力矩作用,因此人体运动服从角动量守恒定律。
当人体某一环节有转动角动量时，必然被另一环节的反向角动量所抵消。
9、重心移动规律是人体总重心的运动由人体各环节分体质心的运动决定的。
运动生物力学题库
运动生物力学题库一、判断题1、运动生物力学研究的核心是技术动作（×）2、运动生物力学的研究对象是生物体（×）3、肌肉收缩力是人体的外力。
（×）4、运动生物力学研究的核心是人体内部结构。
（×）5、人体运动器系的形态和构造同它的功能相适应。
（√）6、由于外力作用引起的固体内各质点之间相互作用力的改变量，称之为外力。
（×）7、一般δ>5%称为塑性材料，δ<5%称为脆性材料。
（√）8、弹性材料的特点是：应力与应变成正比，材料不能保持固定形状，在外力作用下，外力功转换为动能。
（×）9、物固体材料如骨、软骨、肌肉、血管壁、皮肤等都具有粘弹性。
（√）10、骨对生理应力刺激的反应往往处于平衡状态，应力越大，骨的增生和密度增厚越强。
（√）11、应力的大小与至骨干中性轴的距离成反比，距中性轴越远，应力越小。
（×）12、剪应力的量值与其距中性轴的距离成正比，距中轴越远，剪应力越大。
（√）13、当载荷或变形接近骨的极限强度时，骨就迅速疲劳。
（×）14、体育锻炼可促进骨的形态结构发生变化，使骨变得更加粗壮和坚固，抵抗和种载荷的能力不断提高。
（√）15、骨对冲击力的抵抗比较小，耐持续性能比较差，同其他材料相比，抗疲劳性能亦差。
（√）16、压缩负荷能够刺激新生骨的生长，促进骨折的愈合。
（√）17、恒定的压应力会引起骨生长，而间歇的压力则促使骨的萎缩。
（×）18、骨在压力情况下易损坏，在张力情况下不易损坏。
（×）19、关节的作用一是保证人体的的运动，二是起到支点的作用。
（×）20、正常成人关节软骨的抗张硬度和抗张强度，随着离关节面的距离增加而增加。
（×）21、两关节面弧度差越大，关节的运动幅度就越大。
（√）22、从希尔方程可知骨骼肌收缩时，负荷P增加，速度V减小；反之，P减小，V 增加。
（√）23、掷标枪最后用力阶段，运动员用力效果很大程度上依赖于力的梯度。
浅谈GPSRTK技术在工程测量中的应用
科技应用50 2015年18期浅谈GPSRTK技术在工程测量中的应用李洪伟新疆云鼎勘察测绘有限公司，新疆乌鲁木齐 830000摘要：在工程测量之中GPSRTK技术具有着十分广泛的应用，可以有效提升测量工程测量的质量，基于此，本文从实际出发分析了GPSRTK技术在工程测量之中的应用。
关键词：GPSRTK；工程测量；应用中图分类号：TU198.2 文献标识码：A 文章编号：1671-5780(2015)18-0050-01引言GPS，也就是全球定位系统，RTK，是实时动态差分法。
GPS-RTK，利用的是载波相位动态差分的方法，来实现野外实时厘米级精度测量，具有相当高的野外工作效率，其作业条件要求较低，且操作简便、高效，不会有测量误差的积累，定位精度较高，数据处理可靠，对于工程测量有着重要的作用。
1 GPS-RTK技术简介随着建筑行业的快速发展，在建筑测量工作中GPR-RTK 测量技术也日趋成熟，这主要是由于GPS-RTK技术在应用过程中具备精度高、实时性、高效性等优点，可以极大地提高施工测量质量和精度。
1GPS-RTK基本原理。
GPS-RTK测量系统一般由GPS接收设备、数据传输设备和软件系统三部分组成。
（1）基准站。
双频GPS接收机；如果测区内想要使用基准站的控制点，这就首先要进行设计，对RTK数据链的实际有效覆盖半径进行合理的分析。
一般情况下，会在测区的中央位置上安置基准站，并且确保测区周围没有信号反射物、视野开阔。
（2）流动站。
双频GPS接收机、实时差分软件系统；2 GPSＲTK技术的操作思路2.1 信息搜集在工程测量开始之前，需要收集好相应的控制资料，并且遵循GPS测量的一般要求，快速而准确地搜集到相应控制点的具体信息，这样才能顺利完成检测过程，提高工程测量工作的效率与精准度。
2.2 设置基准站基准站的设置也是GPSＲTK技术应用中需要重点注意的问题。
基准站需要设置在比较开阔的环境中，有利于提高观测精度。
三维力传感器工作原理
三维力传感器也称为三轴力传感器、三分量力传感器、三轴称重传感器、三分量称重传感器、三分量测力天平、多维力传感器等。
它可以同时检测空间中三个方向的力值变化情况，X轴、Y轴、Z轴(垂直拉压力)，同时输出三组电压信号，该传感器有三种测量载荷可选(每通道)，可以通过多通道显示仪表显示数据值。
它的工作原理是：基于应变式测力传感器的基础上采用电阻应变式原理，也称应变式三维力传感器。
有弹性元件、电阻应变计和惠斯通电桥电路组成。
被测物体的重量作用在弹性元件上使其变形而产生应变量，粘贴在弹性元件上的电阻应变计将与物体重量成正比的应变量转化为电阻变化，再通过惠斯通电桥电路将电阻变化转化为电压输出，通过显示仪表或多通道放大器将测得此电压输出值或数字量输出值即可完成测量计量任务。
广泛应用于汽车制造、航空航天、轻纺工业、机器人、康复医疗、磨削测试、换挡测试等领域。
传感器的出现，加速了科技强国的发展，促进经济的发展，也让我们的生活变得更加智能化，生活更加便利。
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该企业销售的产品种类多，能满足不同用户的需求，同时得到了广大消费者的好评。
三轴加速度计原理
三轴加速度计原理
三轴加速度计原理是基于物体受力情况下的加速度测量原理，通过测量物体在三个相互垂直的轴向上的加速度来确定物体的运动状态。
三轴加速度计内部一般由微机械系统(MEMS)组成，包括微结
构加速度传感器和信号处理电路。
微结构加速度传感器利用微机械加工技术制造出微小的质量块和弹簧系统，当物体在某一方向上加速度发生变化时，质量块会产生相应的位移，并通过弹簧的力反馈到壳体上。
这一位移或力的变化会导致电容、电阻或震动频率的变化，从而产生电信号。
在三轴加速度计中，三个相互垂直的轴向分别称为X轴、Y
轴和Z轴。
当物体在一定轴向上受到加速度时，对应轴向的
加速度计会测量到相应的电信号。
通过将三个轴向的加速度信号进行处理和整合，可以得到物体在三维空间内的加速度矢量。
进一步地，通过积分计算，可以得到物体的速度和位移信息。
三轴加速度计广泛应用于各种领域。
例如，它可以用于汽车碰撞检测、智能手机中的自动旋转屏幕功能、运动测量和姿势识别等。
三维力传感器的技术原理
三维力传感器的技术原理三维力传感器是一种用于检测物体受力情况的传感器。
它可以测量三个方向的受力情况，包括拉力、压力、剪切力等。
三维力传感器广泛应用于机器人、医疗器械、汽车工业等领域。
本文将讨论三维力传感器的技术原理及其工作原理。
技术原理三维力传感器的技术原理基于敏感元件的变形原理。
敏感元件是指传感器中用于测量压缩、拉伸、弯曲、剪切等力的元件。
敏感元件主要分为金属、陶瓷和半导体等材料。
这些材料都具有良好的塑性变形能力和良好的力学性能，通常由高可靠性的微机电系统（MEMS）技术组成。
在三维力传感器内部，敏感元件受到外力作用，会发生形变。
这种形变可以通过弹性原理来进行计算。
具体来说，三维力传感器中的敏感元件会受到力的作用，并且会发生形变。
这个形变被传感器中的电路测量出来，从而获得了力的大小和方向。
工作原理三维力传感器通常由三个单向力传感器构成。
这些单向传感器用于测量力的大小和方向。
每个单向传感器都包含一个敏感元件和一个机械结构。
在受力情况下，每个敏感元件将发生变形，导致各个敏感元件上的应变传感器产生电压信号。
这些单向传感器的电压信号被处理电路采集，然后通过系统中的算法计算出所有三个方向的力。
三维向量测量可以将三个方向的力量组合成一个三维向量力的结果。
当力作用在三维力传感器上时，引起其内部敏感元件的形变，由敏感元件上的应变传感器将形变转化为电信号输入到信号处理器中，经过计算后可以获得引起形变的力，进而可以测量出该力在各个方向上的分量。
总结三维力传感器是一种重要的测量装置，可以测量三个方向的受力情况。
其技术原理基于敏感元件的变形原理，可以通过弹性原理进行计算。
在工作原理中，三维力传感器通过三个单向力传感器构成，采用敏感元件和机械结构的方式进行力量的检测，并将信号输入到处理电路中进行处理。
因此，三维力传感器在各种领域中具有广泛的应用前景。
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计算外展—内收、内旋—外旋和屈伸的关节角度 使用适应性技术过滤线性变量和角度变量，以自动识别光波段，不会丢失或更改原始数据
1 计算力矢量分量和施力点（COP）分量
计算关节力矩和力
2 分析决定人体运动的特定神经肌肉策略
自动分辨不同的步态阶段。计算步态参数：总持续时间、支撑期时间，双侧支撑器时间、 长度和宽度
0011通0过01V0is1u0al130D步11态01分0析00软1件01来0进0 行10数11据集成和 完整的步态分析。
• 软件中有一个独立的模块用以建立人体模型， 有灵活的模型创建和在六个自由度上的定义划 分功能。 该软件可以增加报告的模板并产生统一的 报告。报告中的所有数据都可以输出为EXCEL 或WORD来打开的文档，并可输入到MATLAB 作进一步的分析，使数据有很高的可读性和可 操作性。 在软件中提供了一个模块，便于用户对信 号处理方法的选择和对于相关的运动阶段的自 动识别。 该软件支持同时输入多组实验数据，可在 报告中将多组数据进行统计计算。
2 好
高
4瑞士KISTLER
五、三维测力系统的应用
步态分析系统：（gait 0011 0010 1010 1101 0001 0100 1011 analysis system ） 是利用生物力学的概念、处理手段和已知 的人体解剖学、生理学知识，借助现代计
1 算机技术和图形图像技术，对人体行走的
42 功能状态进行对比分析的研究方法。
（2）组成 • 平台：长方形 • 踏板 • 底座
1 其中：踏板和底座由4个圆柱形传感器，即三片环状的石英压电晶体叠
在一起，分别对对X，Y，Z轴方向的力敏感。
2 （3）工作原理：由于石英的切割方向不同，分别对x，y，z三个不同方向
4 产生压电效应。
（4）特点： a. 测力范围广（几克～106kg） 001b1.0刚01性0 1好01（0 1石10英1 0晶00体1 0的10弹0 1性01系1 数为钢材的1/2,在外力作用下变
（5）步态分析系统的软件功能
• 通过数据库指导对测试和患者进行选择和管理
• 可显示各个患者的情况图，并可打印所有数据的报告
00• 11对0不01同0步1态01和0人1群10类1型0的00统1计0：10可0就1几01次1治疗情况、病症、左右肢体与正常的时间和步态 长度进行对比
• 详细分析平均步态的参数
（1）轮辐式传感器的组成 a、踏板 b、底座
内盘 c、轮辐式传感器：外环
412
短梁（4个）：联结内盘和外环 Nhomakorabea3、两种传感器的比较
（1）固有振动频率 0011 0010 1010 1101 0001 0100 1011
（2）向间干扰
定义：在坐标轴某一方向上加力时，在其
1 它两个方向上仍然会有信号输出，并可换
4 步态视频录像与数据获取通过专用视频控制器实现同步
步态分析系统
0011 0010 1010 1101 0001 0100 1011
412
0011 0010 1010 1101 0001 0100 1011
依据传感器的不同分类： • 以压电晶体为传感器的测力平台
412 • 以电阻应变片为传感器的测力平台
1、以压电晶体为传感器的测力平台
（1）基本原理 0011 以00某10些1晶01体0 1受1力01后00，01在0其10表0 面10产11生电荷的压电效应为基本原理。
形很小，在测试过程中不会引起时间延迟） c. 灵敏度高 d. 线性好（当晶体片加载负荷时，传感器输出的电信号与外
1 力呈很好的线性关系）
e. 固有频率高
42 f. 重量较轻，体积较小，结构简单，性能稳定，使用方便。
2、以电阻应变片为传感器的测力平台
0011 0010 1010 1101 0001 0100 1011
412
例2：Elite Clinic 三维步态（运 动）分析系统 （儿科领域）
人体运动是中枢神经系统进行的精密复杂连续 序列过程的最终结果。BTS使医生通过同时计 算神经肌肉参数和生物力学参数来获得所有必
0011 0010 1010 1101 0001 0100 1011要信息。 新型的ELITE Clinic一体化系统，采用最精确和
1 • 三维测量台测定力：大小、方向、作用时间，
42 梯度。
二、组成
• 测力平台 0011 0010 1010 1101 0001 0100 1011 • 信号调节放大器 • 计算机采集与处理
1 作用于测力台上的力Fx、Fy、Fz
2 测量信号：力矩信号Mx、M y、M z
4 作用点的坐标
三、分类
步态分析系统
(1)步态分析系统的组成 0011 0步01态0分10析10系1统10由1 运00动01捕01捉0系0 1统01，1 测力平衡系统和表面肌电系统三个部
分组成，可以运用各种测试手段对行进中的各种参数进行适时采集和 处理（如脚与地面之间的相互影响力，各关节点在空间的坐标位置等） 并在此基础上计算出某些反映人体步态特点的特征参数（如关节角度， 质心位移，肌肉产生的内力矩及肌肉功率等），从而实现对人体运动
算为力，后者的数值与前者的数值的比称
42 为相间干扰。
两种传感器性能比较
性能
应变片测力台
0011 0固010有10振10动110频1 0率001 0较10低0 1011
向间干扰
大
测力范围
较小
静态力
效果好
动态力
一般
冲击力
差
价格
低
产品
BERTEC（美国）
压电式测力台 高 小（<1%） 大 效果差
1 好
1 功能进行定量分析。
（2）步态分析系统的优点
42 步态分析系统具有安全、无创、可靠、精度高等优点。
（3）步态分析系统的测量参数 步态分析结合人体测量学、生理解剖等可以得到以下的相关
0011 0参01数0 1：010 1101 0001 0100 1011
• 步频、步幅、步速、步长、步宽、支撑期、摆动期、双支撑 期、下肢各关节位移、速度、角度，关节屈曲/伸展、内旋/ 外旋、内收/外展。
实时的技术，为临床医生在日常工作中提供更
快的速度和更高的可靠性。根据国际科学界确 认的协议获取数据并进行加工。 解剖学协议
1 在美国开发，汇集了步态分析的精华，在世界
范围内广泛应用，尤其是在儿科方面。
2 功能协议
为需要假肢和矫形支具以进行步行锻炼的患者 设计。专用的标记物定位可使数据分析不影响
4 患者的自然运动。
1 • 关节合力、关节力矩及功率。
2 • 下肢肌肉的肌电原始信号、应激激活状态的起始时间，肌电
4 积分，信号的各种频谱分析，肌肉疲劳分析等。
（4）步态分析系统的应用（例1）
• GAITECHTM (Pro 2.0)步态分析系统是采用红 外跟踪的原理实时采集人体三维/六维运动数据， 同步采集测力台和肌电模拟信号并做信号处理，
力学传感与检测
0011 0010 1010 1101 0001 0100 1011
412 2.4 三维测力系统的工作原理
一、适用范围
• 体育运动中，动作的动力主要来自下肢的蹬伸
0011 0010 1010 1101 0001 0100 1011
力及上肢的摆动反作用力，这两种力作用于地 面，地面产生等大、反向，作用于一条直线上， 反作用于人体，推动人体向前上方运动。