三维运动分析

什么是三维运动分析?

在三维运动分析中,通过使用立体相机传感器记录物体、机器部件或人体在三维空间中的运动,然后对采集到的数据进行分析,并用于优化措施。通过三维运动分析,可根据应用记录各种运动参数,例如加速度、旋转速度或导轨或驱动装置的挠度。

三维运动分析的工作原理是什么?

三维运动分析通常使用由立体相机传感器、数据处理硬件和软件以及测量标记组成的系统。根据用途的不同,这些测量标记可以是自粘性的,也可以是温度稳定型的,在测量过程之前,它们会被粘贴在物体的待测点上。然后将立体相机传感器(也称为测量头)放置在测量物体前方的三脚架上。带测量标记的测量物体开始移动,相机开始记录测试设置。在现代系统中,这种图像记录是针对一种或多种负载状态灵活触发的,因此相机的性能可自动适应待记录对象的条件。三维运动分析的显著优势:由于采用了立体相机技术,可以同时确定空间中任意数量的测量点,精度可达30-40 μm/m!

三维运动分析应用于哪些领域?

现代三维运动分析的测量设备以光学测量方法为基础。光学计量的应用多种多样,这也适用于三维运动分析的应用。光学计量可根据不同的样品尺寸(从几毫米到几米)进行调整,并适应测量任务和环境条件。

因此,现在许多行业都在使用光学测量系统进行三维运动分析,其中包括:

  • 汽车
  • 航空航天
  • 消费品行业
  • 生物力学
  • 机械性能分析、流程监控、制造流程优化
制造流程

制造技术中的三维运动分析

在成形或切割生产中,有些工艺需要更先进的分析方法。尽管有丰富的经验,也可能在工具测试过程中没有发现任何错误,但后来却在部件上发现了小缺陷。在这方面,三维运动分析系统为优化机器工艺提供了可靠的支持,例如在使用工具进行成形或排屑时常见的工艺。每当需要对角度位置、机器刚度或定心进行精准说明,三维运动分析就能获得数据集,用于优化生产流程和降低成本。

三维运动分析也能捕捉隐藏的部分吗?

立体相机传感器无法直接捕捉工作区域内的所有部件。如果要分析工具架覆盖的坯料或尖端,则需要使用适配器。这些适配器上的任何点组都是事先定义好的,适配器也会相应地进行校准。如此也能分析隐藏的复杂部件和组件。

三维运动分析也能用于实时评估吗?

通过将适当的软件与快速数据传输相结合,三维运动分析也可用于实时分析。这种应用的一个典型例子是钣金成形机的变形分析。利用三维位移矢量和图表,可以实时跟踪挠度、扭转或弯曲等变形,并检查加速度、速度或结构振动。这些系统可以根据需要以图像、视频、表格、图表或实用PDF文件的形式发布报告。

建立三维运动分析是否很复杂?

不,恰恰相反:蔡司ARAMIS等光学测量系统的设置时间最长不超过一小时,其中包括在样品上安装测量点。现代系统可以快速灵活地适应不同的测量区域尺寸——无论是最小的明信片大小的物体还是完整的风力涡轮机。ARAMIS等光学测量系统不仅可用于运动部件的精准测量,还可取代位移传感器(LVDT)和加速度传感器(加速度计)!

三维运动分析也能用于记录人体运动吗?

三维运动分析是骨科或创伤外科的常见应用。通过运动分析,可以对人体运动进行整体观察,从而找到新的治疗方法或检测姿势缺陷。三维运动分析在运动医学中也很普遍。


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