齿轮激光跟踪在位测量的姿态调整模型

为了提高特大型齿轮激光跟踪在位测量系统的精度,降低测量过程中三维测量平台的运动自由度,设计了三维测量平台姿态调整系统。为实现三维测量平台的自动姿态调整,建立了2个姿态调整模型来实现姿态调整量的计算,构建姿态调整系统并分析姿态调整模型的调整精度。通过姿态调整系统的3个高度调整电机与1个角度调整电机,实现三维测量平台的姿态调整,最终实现三维测量平台坐标系与特大型齿轮工件坐标系的平行,在最佳姿态下测量特大型齿轮的误差项目。实验结果表明,姿态调整模型正确,系统可实现119"的调整精度,可应用于特大型齿轮激光跟踪在位测量系统。     

光学测量的飞行器空间姿态测量方法

针对飞行器近景实验中的三维运动姿态参数测量,提出了一种基于序列图像的屏幕光斑成像法的数学模型.通过安装在飞行器表面的激光发射装置向屏幕上投射激光光斑的方法,首先用激光跟踪仪对实验场地内的多方位高速摄像机和固定屏幕进行全局标定并建立各坐标系间的转换关系,利用高速相机同步拍摄记录下屏幕上随飞行器姿态变化而变化的光斑位置,并对拍摄下来的光斑序列图像进行分析以确定飞行器的姿态参数.该方法避开了飞行器运动过程中因喷火等特性对拍摄图像的影响,同时将飞行器的姿态变化进行有效放大,从而使整体测量精度得到提高.实验数据表明,在一定转动范围内,该方法的测量精度不超过0.03°.     

机器人加工系统累积误差逐级闭环优化策略

针对机器人加工系统的误差累积问题,提出逐级闭环优化策略. 构建以激光跟踪仪、机器人基坐标系和末端工具坐标系组成的核心闭环,以激光跟踪仪、末端工具坐标系、视觉测量坐标系和工件组成的辅助闭环,以激光跟踪仪、视觉测量坐标系和末端工具坐标系组成的相关性闭环. 基于3个闭环独立优化,构建神经网络模型,以数据驱动的方式融合闭环优化结果,提高系统闭环优化的稳定性. 仿真实验结果表明,利用该方法有效地减小系统累积误差,提高机器人末端工具的定位精度,有助于指导后续的样机实验和加工应用.     

月球车地面试验位姿测量技术研究

为了在地面验证月球车的位姿确定性能和移动控制性能,文中设计了一种基于室内GPS测量系统的月球车跟踪测量方案,首先介绍了室内GPS系统的构成和测量原理,然后针对月球车地面验证试验,设计了试验场地坐标系建立方案、月球车坐标系建立方案和月球车坐标系的跟踪测量方案,最后对试验测量系统进行了精度分析．     

车载平台变形的激光自准直测量方法研究

以自准直原理为基础,提出了测量车载平台的变形的激光自准直非接触测量方法,分析了测量系统的工作原理,并根据该原理设计了一套非接触测量系统,采用该系统测量车载平台的变形,利用视频判读系统对CCD图像进行处理和判读,得出的脱靶量数据,进行计算得出车载平台变形量。采用最小二乘法和正交多项式等方法对数据进行处理,拟合出车栽平台变形量与经纬仪速度和加速度的关系曲线,建立了车载平台变形量与经纬仪加速度关系的数学模型,为进一步研究如何进行反馈补偿,提高经纬仪的跟踪精度和使用精度打下理论基础。     

并联机构实现舱段对接的位姿测量方法及试验研究

针对目前串联对接技术的不足,为实现舱段自动对接,研制了一套以激光跟踪仪为测量设备,并联机构为对接机构的舱段对接系统,提出了一种位姿测量及换算方法,旨在为并联机构实现舱段对接提供可靠的调姿运动参数.首先,以特征测量为基础,匹配移动舱段与激光跟踪仪之间的坐标系关系,将移动舱段坐标系作为中间坐标系,分别构造移动舱段与动平台及...     

基于激光跟踪测量系统的叶片平整度检测

根据某厂风机叶片平整度的检测项目实例,研究新型三维工业测量系统——激光跟踪仪应用于大型工业产品成果质量的检验.首先运用激光跟踪仪测量待测截面上均匀分布的离散点三维坐标,其次利用最小二乘法计算出离散点的最佳拟合平面,最后计算出各离散点到此平面的距离作为评价的指标,进而确定待截面平整度是否满足设计要求.实践证明激光跟踪测量系统完全满足截面平整度检测亚毫米级精度的要求,对于其它工业产品平整度检测有很好的借鉴意义.     

基于三维直线拟合的机器人与跟踪仪坐标系转换方法

为降低工业机器人标定中测量粗差数据对坐标系转换精度的影响,提出了一种基于三维直线拟合的机器人与跟踪仪坐标系转换方法.首先,利用激光跟踪仪测量机器人空间中规划的三条两两正交的直线轨迹,获取测量数据集;然后,基于最小二乘拟合得到基准直线;最后,通过判断各数据点到基准直线距离与设定距离阈值的大小关系滤除粗差数据,达到优化坐标...     

基于双目视觉跟踪的三维拼接技术

为了扩大三维面形测量的视场,提出了基于双目视觉跟踪的三维拼接技术。采用了两套双目测量系统,一个为全局的跟踪系统,一个为测量系统。在测量系统上固定一个7×7棋格靶标作为中介,将每次测量系统测得的物体三维点坐标转换到统一的全局坐标系下完成拼接。测量系统采用的是投影格雷码结构光加上双目视觉原理的方法获得物体三维点坐标,实验结果证明了该方法的可行性和有效性。     

双目立体视觉测量系统的研究与实现

根据双目视觉原理,介绍了双目立体视觉测量系统的组成,对系统涉及的关键技术进行了有关的探讨和研究.利用VC 6.0与HALCON软件开发平台结合相关硬件设备,实现了双目立体视觉测量系统.系统各模块经过试验测试和验证,能够对空间物体的三维位置坐标进行高精度的测量,满足对物体三维测量要求.     

基于光电扫描的工作空间测量定位系统误差分析

为研究工作空间测量定位系统的误差传递特性,建立了单发射站方位角/俯仰角测量模型及双发射站单元坐标测量模型。提出了以扫描角测量误差为基础的精度评价方法,通过分析扫描角与方位角/俯仰角之间的测量误差传递关系优化了激光发射站的几何结构。推导了双发射站单元坐标测量误差传递函数,并通过对坐标测量误差空间分布规律的分析求出了双发射站单元的最佳测量位置。使用两台发射站测量了某大型夹具顶端平台的位移,并通过与激光跟踪仪进行数据对比验证了所得结构。实验结果表明,当扫描角测量误差控制在5″以内时,双发射站系统可在5m×5m×3m的空间内实现优于0.25mm的精度。     

增材制造椭圆锥齿轮的齿面与齿距误差分析

为提高椭圆锥齿轮增材制造的加工精度,减少其加工误差,对增材制造加工的椭圆锥齿轮进行误差测量,并分析误差产生的原因．运用齿轮啮合空间传动原理及增材制造的基本原理,建立了椭圆锥齿轮空间啮合坐标系、增材加工坐标系、分层模型、椭圆锥齿轮的理论误差模型和误差检测模型;对椭圆锥齿轮进行前处理分析,并对增材制造过程进行研究,获得该齿轮增材制造的加工方法;采用超景深三维显微系统和三坐标测量机对该齿轮进行检测,分析其表面误差精度与齿距误差．结果表明:利用增材制造法加工的椭圆锥齿轮误差偏大;优化STL模型,减小金属粉末直径,减少激光半径和热效应对加工层的影响,均有助于提高增材制造加工精度．     

大型直齿圆柱齿轮误差测量系统研究

针对大型齿轮在机测量存在必须停止加工过程,影响加工效率和经济效益的问题,研制了一种大型直齿圆柱齿轮离线自动测量系统．测量系统以PC为控制中心,可根据用户选择自动生成测量路径;其选用高精度测头和光栅尺,利用数控系统驱动x,y、Z轴及旋转载物台,可以实现测量位置的精确定位;可以实现齿形误差、齿距误差和齿向误差的自动测量．     

基于iGPS和机器人的大尺寸接触式测量系统

针对传统大尺寸复杂曲面特征点坐标测量过程中存在的被测工件与测量系统进行坐标系统一时会存在较大偏差、被测工件在测量过程中易产生移动和深孔中心位置点无法准确测量等问题,设计了一种用于大尺寸复杂曲面特征点的坐标测量系统。首先,对手持框架和探针的结构进行了设计,使用iGPS定位系统和工业机器人搭建了测量系统。然后,采用微平面法对探针测头进行了补偿。测量系统可同时实现对大尺寸曲面上特征点三维坐标的自动化测量和动态测量。实验结果表明:采用微平面法的测头补偿误差不超过±0.2mm,深孔中心位置点的测量精度在±0.2mm左右,测量系统不确定度为0.279mm。测量系统可实现大型复杂曲面坐标的动态跟踪测量,且适用于带有深孔特征的曲面测量。     

六自由度摇摆台检测方案设计

针对六自由度摇摆台的定位精度检测问题,设计了一套基于激光跟踪法的检测系统,实现六自由度摇摆台静态线位移与角位移指标的检测。根据六自由度摇摆台的运动姿态及高精度、大范围的运动特性,提出了一种基于激光跟踪法、包含绝对测距法的总体检测方案,并根据检测方案与检测原理运用激光跟踪仪作为检测仪器。然后对检测系统进行误差分析,得出了检测系统误差的最大值为10.27μm。最后对六自由度摇摆台技术指标进行检测,实验结果验证了检测系统的可行性。     

超精密机床及其定位测量系统

分析了国内外起精密机床及其测量系统的发展，并在我国首次提出将双路双频激光测量系统用于超精密机床的在线测量．该系统具有采集速度快、结构紧凑、通用性好的特点，为超精密机床的研制奠定了基础．     

曲臂轴线平行度误差激光扫描测量方法

基于激光扫描检测技术和光栅位移检测技术 ,提出了一种用于曲臂轴线平行度误差非接触检测的激光扫描测量方法和激光扫描式平行度误差光电检测系统 ,本文论述了系统的组成和总体结构 ,对曲臂轴线平行度测量方法、系统测量原理进行了理论分析 ,并通过实验对检测系统的精度进行验证。结果表明该测量方法切实可行 ,系统测量精度优于 0 0 5mm ,重复性测量精度优于± 0 0 1mm。     

Calibration of a Parallel Kinematic Machine Tool

The parallel kinematic machinetool(PKMT)is anew-style machine tool[1].Though it has an advan-tage over traditional NC machine tool due to a seriesof characteristics such as si mple structure,fast re-sponse speed and non cumulative errors[2,3],its abso-lute accuracy is not sufficient for a machine tool re-quiring high accuracy.A mainfactor reducingthe ac-curacy is kinematic parameter errors caused by ma-chining and assembling errors[4].Calibration is a solution to this problem.It ismore prac…