汽车传动轴防尘罩旋转膨胀量测试系统设计研究

摘要

近年以来,随着国民经济的不断发展,汽车工业在国家经济生活中的作用显得越来越重要.而汽车传动性能的好坏,更是直接影响着汽车的性能.汽车多采用万向节传动,万向节性能的好坏,关系着传动轴的传动性能和使用寿命.因此万向节传动部分,一般都用防尘罩与外界隔离开来.防尘罩多采用橡胶材料制成,起着防止灰尘、泥浆、水等侵入的作用.对于防尘罩性能的检测就显得越来越重要,现在对于防尘罩的性能检测多是检测其物理化学性能,并不能测试出防尘罩工作时的性能变化情况.在这种背景下,自行研制一套实时检测防尘罩特性的系统显得十分必要和紧迫.本课题针对各种型号的汽车传动轴,设计了实时测试其防尘罩最大膨胀量的系统,具体研究内容如下:本文第一章介绍了课题研究的相关背景和国内外现状.第二章首先确定总体方案,在此基础上,将系统从总体上分为机械系统,控制系统以及数据采集处理系统,并对这三个部分作了总体上阐述.分析确定了系统驱动装置、控制部分总体方案,并对相关设备进行了选择.第三章设计了机械部分的关键零部件,并建立了系统运动模型,计算出系统的功率,为系统选择了电动机.图像采集和处理方法是贯穿整个系统设计的一个中心.如何采集图像以及对图像进行预处理和结果分析是课题设计过程中关注的重点.因此第四章,首先阐述了有关视频采集的原理和特性,并在此基础上完成了照明部分设计,图像采集方案设计,并为系统图像选择了合适的存储格式.数据处理和分析也是本系统的一个重要环节,因此第五章主要针对防尘罩图像的特点,应用图像处理方法对其进行预处理.第六章,提出了防尘罩最大膨胀量测试的主要算法以及系统软件的结构组成,并编制了系统软件.

目录

文摘

英文文摘

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第一章绪论

1.1课题研究背景

1.1.1汽车等速万向节传动现状

1.1.2汽车等速万向节性能测试

1.2汽车传动轴防尘罩及测试研究

1.3本课题的研究内容及性能指标

1.4本章小结

第二章系统总体设计

2.1引言

2.2机械部分总体设计

2.2.1机械本体设计

2.2.2驱动装置选择

2.2.3电动机选择

2.3控制部分总体方案

2.3.1工控机的选择

2.3.2转速控制部分设计

2.3.3温度控制部分设计

2.4数据采集与处理部分设计

2.4.1图像传感器选择

2.4.2图像采集卡选择

2.4.3数据采集处理部分设计

2.5本章小结

第三章机械结构设计

3.1引言

3.2箱内主体部分设计

3.2.1电机输出端接头设计

3.2.2箱内接头设计

3.2.3回转盘设计

3.3保温箱外部分设计

3.3.1保温箱设计

3.3.2底座和安全罩设计

3.3.3 CCD安装架结构设计

3.4系统运动模型分析和功率计算

3.4.1传动轴万向节运动分析

3.4.2传动轴万向节动力学计算

3.4.3电动机选择

3.5本章小结

附录：系统机械结构总图

第四章防尘罩图像采集部分设计

4.1引言

4.2视频采集系统设计

4.2.1视频信号概述

4.2.2图像采集系统接线设计

4.2.3视频采集过程中的问题

4.3照明系统设计

4.3.1照明光源选择

4.3.2照明方式设计

4.3.3照明系统中的噪声干扰

4.4图像采集部分设计

4.4.1图像采集总体方案

4.4.2 OK系列图像采集卡采集图像

4.4.3图像存储格式选择

4.5本章小结

第五章防尘罩图像预处理

5.1引言

5.2图像处理概述

5.3防尘罩图像的增强处理

5.3.1图像增强处理

5.3.2防尘罩图像的灰度修正

5.3.3防尘罩图像的区域变化

5.4防尘罩图像的边缘检测与二值化处理

5.4.1梯度算子

5.4.2常用的边缘检测算子

5.4.3防尘罩图像二值化变换

5.5本章小结

第六章传动轴防尘罩数据处理

6.1引言

6.2防尘罩最大膨胀量测量

6.2.1主要测量原理

6.2.2主要算法设计

6.2.3测量标定

6.2.4膨胀系数计算

6.3系统软件编制

6.3.1软件总体设计

6.3.2控制软件设计

6.3.3数据处理软件设计

6.4本章小结

第七章实验及分析

7.1引言

7.2实验装置及设备

7.4本章小结

总结与展望

参考文献

攻读学位期间发表的论文

致谢

论文说明