关节机器人激光超声检测系统：无损检测复合材料的关键技术

本文主要探讨了"机器人辅助激光超声检测系统及参量匹配方法"这一主题，针对飞行器复合材料构件的非接触、高精度无损检测需求进行研究。作者采用了一种创新性的技术路径，即设计了一种基于关节型机器人的激光超声检测系统。系统的关键组件包括1064纳米波长的Nd:YAG脉冲激光器，用于激发超声波；利用光折变效应的双波混合干涉测量系统来探测这些超声信号，确保了信号的准确捕捉。 研究者首先通过有限元方法建立了层状复合材料的模型，深入分析了材料各向异性对激光超声检测的影响，如非对称分布、声束倾斜和畸变。这些特性对于理解激光超声如何表征材料的分层结构至关重要。实验分析部分，他们通过实际操作，确定了适合用来描述分层的光声学参量匹配方法，这种方法有助于提高检测的精确性和可靠性。 在系统设计中，光纤被用于将激光引导到被检测的碳/环氧复合材料表面，精确的六轴关节型机器人作为C型扫描装置，使得系统能够实现对大面积工件的扫描检测，尤其是针对直径1毫米以上的分层结构。通过检测碳/环氧复合材料试样中的模拟缺陷，验证了整个检测系统和参量匹配方法的有效性。 这项研究的结果显示，所研发的机器人辅助激光超声检测系统对于飞行器复合材料构件的无损检测具有显著的优势，它不仅能够实现内部结构的精细检测，还能提供图像化的结果，这对于确保航空制造业的安全和质量控制具有重要的实践价值。因此，该技术在复合材料检测领域的应用前景广阔。 关键词集中在几个核心概念上：激光超声、无损检测、复合材料以及航空制造，这反映了文章的核心研究内容和其在工业界的实际应用价值。整体来看，这篇论文为机器人辅助的非接触式复合材料检测技术提供了一个创新且实用的解决方案。