收藏本站
《天津大学》 2008年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

关节臂式坐标测量机系统研究

王学影  
【摘要】: 关节臂式坐标测量机是一种新型的多自由度非笛卡尔式坐标测量系统,具有体积小、重量轻、运动灵活、方便现场行测量、价格较便宜等优点,因此具有广泛的应用前景。本文在对国内外关节臂式坐标测量机发展现状和趋势全面分析的基础上,围绕该类系统的关键技术展开研究。 本论文研究的课题是国家自然科学基金资助项目,项目编号是50475116。论文的主要研究工作包括以下几个方面: 针对关节臂式坐标测量机系统的测量特点,设计了系统整体结构,确保了系统的可靠性。在DH参数法基础上,提出了准球坐标系统定义,建立了更为简化和适合标定的系统数学模型,研究了不同关节数量和空间配置对测量空间的影响,对各臂长比例进行了优化设计。 从机构运动学基本关系出发,分析了关节臂式坐标测量机测头误差的产生原因,建立了测头误差数学模型。根据误差理论,对关节臂式坐标测量机进行了不确定度分析,研究了零件允差与测量机测头位置误差之间的定量关系,设计了关节臂式坐标测量机零件允差优化模型。 提出了一整套标定关节臂式坐标测量机各系统参数的新方法,使得标定过程简单实用,参数分离容易实现。克服了以往标定方法的算法复杂,初值选取敏感,矩阵病态等问题。整个测量方法的关键是要求其它参数以及各个关节臂的转角误差对标定结果基本上没有影响,即其它参数的标定误差和各个关节臂的转角误差对于被标定参数的影响仅为二次误差。 依据具体数据采集功能需求,在测量机的关节处分别设置由角度传感器以及单片机组成的智能传感器单元,提出了一种内部基于RS485总线的分布式采集系统,实现了各个关节角的角度处理功能。对编码器正交信号的辨向、四细分、可逆计数采用CPLD实现,并与传统的分立元件实现方案进行了对比。给出了采集板控制软件的基本结构,讨论了PC端USB驱动程序开发基本思路。 最后完成了与关节臂式坐标测量机精度有关的实验。通过实验分析了各结构参数误差的变化对测头位置误差的影响。基于反转法标定技术,对Faro Platinum 2.4m关节臂式坐标测量机的臂长、偏置以及垂直度误差参数完成了标定实验,实验结果验证了标定方法的可行性和精确性。在搭建的系统实验平台上,用逻辑发生卡产生光栅信号验证了数据采集系统的正确性。 总之,本文以上工作为研制具有自主知识产权的关节臂式坐标测量机奠定了良好的基础。
【学位授予单位】:天津大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2008
【分类号】:TH721

知网文化
【引证文献】
中国期刊全文数据库 前2条
1 李杰;于连栋;;柔性关节式坐标测量机多参数建模[J];计算机与现代化;2012年06期
2 程文涛;于连栋;费业泰;;关节式坐标测量机参数识别算法研究[J];中国科学技术大学学报;2011年01期
中国博士学位论文全文数据库 前4条
1 高贯斌;关节臂式坐标测量机自标定方法与误差补偿研究[D];浙江大学;2010年
2 程文涛;关节式坐标测量机标定技术研究[D];合肥工业大学;2011年
3 王志军;基于激光雷达测量原理的火箭推力线测量技术研究[D];长春理工大学;2011年
4 黄奎;多关节式坐标测量系统的关键技术研究[D];华中科技大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前6条
1 鲁娜娜;平行双关节坐标测量机精度分析和标定技术的研究[D];天津大学;2010年
2 李明宇;基于关节臂式坐标测量机的某飞行器装配测量方法研究[D];哈尔滨工业大学;2011年
3 李芳;柔性坐标测量机结构参数标定及测点规划[D];天津大学;2012年
4 张小伟;平行双关节三坐标测量机的误差检测及标定[D];天津大学;2012年
5 吕宠;舱外航天服操作能力测试机械臂的研制[D];北京交通大学;2010年
6 朱杰;柔性臂测量机误差补偿与系统标定的研究[D];华东交通大学;2012年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 郭明,蒋新松;多关节机器人的误差模型与误差校正的方法[J];兵工自动化;1986年00期
2 李广云;非正交系坐标测量系统原理及进展[J];测绘信息与工程;2003年01期
3 薛福连;碳素纤维展新姿[J];材料开发与应用;2002年03期
4 陈毅敏;;电子经纬仪在工业测量中的一些应用[J];地矿测绘;2005年04期
5 魏英钦;陈连坤;;基于PDIUSBD12的USB高速数据传输[J];单片机与嵌入式系统应用;2006年09期
6 但永平,杨雷;基于FPGA的光栅尺信号智能接口模块[J];国外电子元器件;2004年12期
7 邹璇,李德华;多关节机械臂的坐标模型和参数标定[J];光学精密工程;2001年03期
8 张国雄,林永兵,李杏华,李真;四路激光跟踪干涉三维坐标测量系统[J];光学学报;2003年09期
9 吴文炳;;三坐标测量机发展现状和趋势[J];航空精密制造技术;1991年05期
10 陆济湘,李德华,肖晓玲;多关节扫描仪的定标、数据处理和三维建模[J];华中科技大学学报(自然科学版);2004年08期
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 肖郑进;SCARA平面关节式装配机器人设计与精度分析[D];南京理工大学;2002年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 徐太龙;孟坚;;集成电路原理与设计课程的教学优化[J];合肥师范学院学报;2011年03期
2 张文盛;杨建华;;基于多重身份授权检查机制的操作系统安全模型[J];安徽广播电视大学学报;2008年01期
3 徐升槐;;音频功放制作实训教学中存在的问题及分析[J];安徽电子信息职业技术学院学报;2007年01期
4 李玉忠;;光纤传感测试装置中微弱信号的处理[J];安徽电子信息职业技术学院学报;2008年03期
5 何明;;改进的二次插值法[J];安徽大学学报(自然科学版);1988年01期
6 葛建中;黄松清;葛丛;;关于三坐标测量策略的探讨[J];安徽工程科技学院学报(自然科学版);2010年04期
7 王徐冬;马月坤;苏亚光;;灌区野外手动闸门智能测控仪的设计与实现[J];安徽农业科学;2008年23期
8 崔冬梅;;HPLC测定诺氟沙星胶囊含量的不确定度评定[J];安徽医药;2010年12期
9 王晓辉;;Ⅱ级工作用廉金属热电偶热电动势测量结果不确定度的评定分析[J];安装;2012年05期
10 江巨浪;吴昭方;郑江云;丁宪锟;;《模拟电子技术》教学改革初探[J];安庆师范学院学报(自然科学版);2006年01期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 李双双;;变频器调速系统在煤矿高强皮带中的设计及应用[A];煤炭机电与自动化实用技术[C];2012年
2 赵立;王佩贤;张贵豪;;基于T3000电子经纬仪的工业测量系统及其精度分析[A];第二届中国卫星导航学术年会电子文集[C];2011年
3 王伟;徐平;林德福;崔晓曦;;基于16位(MSP430F5419)单片机的数控直流电源设计[A];2011中国仪器仪表与测控技术大会论文集[C];2011年
4 李莲;翟丽霞;;动态轨道衡称重系统误差分析及数据处理的研究[A];中国仪器仪表学会第十三届青年学术会议论文集[C];2011年
5 李存龙;陈伟民;刘显明;雷小华;赖伟;曾海朋;王福权;;测量角度间隔对LED灯具光强分布测量的影响[A];中国光学学会2010年光学大会论文集[C];2010年
6 黄海乐;黄云;;光电检测前置放大电路的设计与实现[A];中国光学学会2010年光学大会论文集[C];2010年
7 倪晋平;卢红伟;董涛;;组合光幕阵列密集度测量方法[A];中国光学学会2011年学术大会摘要集[C];2011年
8 熊青春;王健强;;基于机构精度通用算法的机器人位姿误差建模[A];首届中国CAE工程分析技术年会暨2005全国计算机辅助工程(CAE)技术与应用高级研讨会论文集[C];2005年
9 程大伟;邢科礼;金侠杰;;电液比例控制器的设计[A];中国机械工程学会流体传动与控制分会第六届全国流体传动与控制学术会议论文集[C];2010年
10 杨德伟;王华;;基于FPGA实现的以太网和E1的协议转换[A];2005年海峡两岸三地无线科技学术会论文集[C];2005年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 吴德烽;计算智能在三维表面扫描机器人系统中的应用研究[D];大连海事大学;2010年
2 郑大腾;柔性坐标测量机空间误差模型及最佳测量区研究[D];合肥工业大学;2010年
3 陆济湘;三维物体建模和场景构造技术研究[D];华中科技大学;2010年
4 何锐波;基于指数积公式的串联机构运动学标定方法研究[D];华中科技大学;2010年
5 刘津甦;复杂环境中的人形机器人行走规划[D];中国科学技术大学;2010年
6 郑荣茂;基于NGGPS制造特征信息统一机理与实现方法[D];华南理工大学;2010年
7 孟凡文;面向光栅投影的点云预处理与曲面重构技术研究[D];南昌大学;2010年
8 冯其强;数字工业摄影测量技术研究与实践[D];解放军信息工程大学;2010年
9 雷波;直线边缘光学精密测量系统研究与开发[D];武汉理工大学;2010年
10 高贯斌;关节臂式坐标测量机自标定方法与误差补偿研究[D];浙江大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 宋抗;压缩机活塞圆度误差数字检测系统研究[D];河南理工大学;2010年
2 饶吉来;基于图像处理的型面联接件检测技术研究[D];河南理工大学;2010年
3 梁育雷;基于单片机与FPGA的单相程控功率源研究[D];山东科技大学;2010年
4 李保勇;基于时序鉴别的井下低压供电网选择性漏电保护系统的研究[D];山东科技大学;2010年
5 孙磊;集成多路单体液压支柱密封质量监测仪的设计[D];山东科技大学;2010年
6 沈国新;实时操作系统核心算法的硬件实现[D];山东科技大学;2010年
7 孙晓红;小口径深井救援机器人的设计研究[D];山东科技大学;2010年
8 田恩国;基于EKF无速度传感器矢量控制系统的研究[D];山东科技大学;2010年
9 高圆圆;基于FPGA的跑步机变频调速系统的设计研究[D];山东科技大学;2010年
10 周谦;工业机器人离线编程及其在光纤激光加工平台中的应用[D];山东科技大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 张持健,陈建平,沈宏;虚拟仪器实验平台的汉化技术及实现[J];安徽师范大学学报(自然科学版);2001年04期
2 宁殿民;余钢;李文宾;张鹏;;提高沉降观测精度方法[J];鞍山科技大学学报;2006年02期
3 曾汉平;李登红;;潜水异步电机转速高准确度测量方法研究[J];安徽水利水电职业技术学院学报;2008年03期
4 郭明,蒋新松;多关节机器人的误差模型与误差校正的方法[J];兵工自动化;1986年00期
5 刘江省,姚英学,赵焕菊;数字化装配技术[J];兵工自动化;2004年05期
6 田桂军,袁亚雄,张小兵;库存弹药内弹道性能检测方法研究[J];兵工学报;2004年02期
7 杨瑞宁;安志勇;曹维国;向阳;刘立欣;;光学瞄具出瞳直径、出瞳距离与放大率现代测试技术研究[J];兵工学报;2008年09期
8 王少文;;基于VBA的Excel常用测量函数开发[J];北京测绘;2008年02期
9 高绍伟;;激光铅垂仪向上投点在地铁隧道工程中进行联系测量的实践[J];北京测绘;2008年02期
10 刘枝梅;邓文怡;娄小平;;结构光测量系统中光条中心的提取算法[J];北京机械工业学院学报;2009年01期
中国重要会议论文全文数据库 前1条
1 乔珊;;异构平台CAD/CAM系统之间信息传递与数据接口的指导性意见与准则研究[A];中国造船工程学会2007年优秀学术论文集[C];2008年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 程文涛;关节式坐标测量机标定技术研究[D];合肥工业大学;2011年
2 周维虎;大尺寸空间坐标测量系统精度理论若干问题的研究[D];合肥工业大学;2000年
3 李磊;数字化产品预装配序列生成、评价与优化研究[D];西北工业大学;2002年
4 李杏华;激光跟踪系统的设计[D];天津大学;2003年
5 胡寅;三维扫描仪与逆向工程关键技术研究[D];华中科技大学;2005年
6 卞晓东;基于机器视觉的车辆几何尺寸测量系统研究[D];东南大学;2005年
7 杨洪涛;坐标测量机误差建模与修正技术研究[D];合肥工业大学;2007年
8 田美丽;结晶器搅拌桨快速设计与制造关键技术研究[D];天津大学;2007年
9 史庆伟;特种脆性材料回转体零件内外表面自动测量系统研究[D];天津大学;2007年
10 张春富;基于激光跟踪仪的固体火箭发动机推力线测量技术研究[D];哈尔滨工业大学;2007年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 胡汝豪;轮廓仪信号滤波调理与数字技术研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
2 鲁娜娜;平行双关节坐标测量机精度分析和标定技术的研究[D];天津大学;2010年
3 吴一凡;基于UG二次开发的整体叶轮测量规划与仿真[D];南京航空航天大学;2011年
4 汪平平;三坐标测量机虚拟坐标测量系统研究[D];合肥工业大学;2003年
5 肖郑进;SCARA平面关节式装配机器人设计与精度分析[D];南京理工大学;2002年
6 谢勇辉;三维激光扫描系统的标定自动化技术及精度研究[D];华中科技大学;2004年
7 方艳辉;增量式编码器全数字量相加技术的研究[D];中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所);2005年
8 邹锋;坐标测量法中圆参数测量不确定度的研究[D];合肥工业大学;2005年
9 黄志东;关节式坐标测量机机械结构和测量误差研究[D];华中科技大学;2005年
10 李茂西;视觉关节式坐标测量机关键技术研究[D];华中科技大学;2005年
【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前1条
1 奚思;于连栋;;关节式坐标测量机结构参数标定优化采样策略[J];电子科技;2012年08期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 胡毅;关节式坐标测量机热变形误差建模及修正研究[D];合肥工业大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前4条
1 崔连柱;柔性三坐标测量机的理论及误差分析[D];长春理工大学;2011年
2 李芳;柔性坐标测量机结构参数标定及测点规划[D];天津大学;2012年
3 张小伟;平行双关节三坐标测量机的误差检测及标定[D];天津大学;2012年
4 颜秋男;基于ARM Cortex-M3嵌入式汽车车身电子测量系统设计[D];合肥工业大学;2012年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 孙贤颐,安维蓉,王志晓,任红忠;提高光栅测距精度的四倍频判向电路[J];北方交通大学学报;1996年06期
2 徐卫良;;机器人工作空间分析的蒙特卡洛方法[J];东南大学学报;1990年01期
3 纪松,李哲英;单片机通信性能分析和评价方法[J];单片机与嵌入式系统应用;2001年02期
4 何立民;单片机应用技术选编(9)[J];单片机与嵌入式系统应用;2003年07期
5 彭志龙,岳永坚;一种硬件细分方法的研究与应用[J];电子工程师;2003年04期
6 付中正,叶东,张之江,车仁生;新型关节式三坐标测量机的研究[J];工具技术;1997年01期
7 叶东,黄庆成,车仁生;六自由度关节式坐标测量机关节零位偏差的标定算法[J];工具技术;1999年04期
8 叶东,黄庆成,车仁生;多关节坐标测量机的误差模型[J];光学精密工程;1999年02期
9 徐祥,戴本祁;CAN总线在煤矿监控数据采集系统中的应用[J];工业控制计算机;2005年08期
10 李瑞琴,杜平泽;孔柱型装配机器人的关键技术探讨[J];华北工学院学报;1997年02期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 钟明;大量程光纤绝对测距仪研究[D];天津大学;2004年
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 陈继华;激光跟踪仪和全站仪测量系统在上海光源(SSRF)工程中的应用研究[D];解放军信息工程大学;2001年
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 王学影;岩君芳;叶树亮;王晓娜;;关节臂式坐标测量系统关键技术研究[J];中国计量学院学报;2010年01期
2 叶东,车仁生;仿人多关节坐标测量机的数学建模及其误差分析[J];哈尔滨工业大学学报;1999年02期
3 祝世平,强锡富;基于坐标测量机的双目视觉测距误差分析[J];电子测量与仪器学报;2000年02期
4 方平;坐标测量机检测同轴度误差分析[J];中国计量;2004年10期
5 叶东,陈丽艳,车承钧,车仁生;坐标测量机组合系统[J];宇航计测技术;1995年02期
6 沈福金;坐标测量机在质量认定上的关键作用[J];世界制造技术与装备市场;1999年01期
7 沙垒;新型坐标测量机工作台[J];工具技术;1997年11期
8 范继业;;坐标测量机在生产中的应用[J];机械设计与制造;1990年02期
9 沙垒;航空工业总公司在青岛召开坐标测量机研讨会[J];工具技术;1997年03期
10 王信化;新的坐标测量机及其施测方法[J];航空计测技术;1997年06期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 邵建新;江苏华;;电脑配料秤误差分析及控制[A];第二届全国称重技术研讨会论文集[C];2000年
2 王晋生;蔡光起;原所先;胡明;史家顺;;基于微分变换的机器人误差分析[A];企业应用集成系统与技术学术研究会论文集[C];2006年
3 朱德良;杨栋;;混凝土搅拌楼配料系统检测方法与误差分析[A];江苏省计量测试学会2006年论文集[C];2006年
4 谈格;;流量积算仪参数设置常见错误及其误差分析[A];江苏省计量测试学会2006年论文集[C];2006年
5 刘朝山;肖松;马涛;刘光斌;;基于双视场弹载星敏感器的姿态测量及误差分析[A];2007年光电探测与制导技术的发展与应用研讨会论文集[C];2007年
6 李昶;赵志根;熊华庚;;EXCEL在计算煤层气资源量中的应用[A];中国煤炭学会矿井地质专业委员会2007年学术论坛专辑[C];2007年
7 朱林;;冷库用冷风机试验装置的研制及冷风机制冷量试验误差分析[A];全国暖通空调制冷1994年学术年会资料集[C];1994年
8 王金敏;韩永辉;周永旭;李乃华;;双螺杆泵试验系统管路设计及数据采集误差分析[A];面向制造业的自动化与信息化技术创新设计的基础技术——2001年中国机械工程学会年会暨第九届全国特种加工学术年会论文集[C];2001年
9 魏可惠;于勇;;惯性仪表测速定位误差分析[A];中国惯性技术学会光电技术专业委员会第五次学术交流会暨重庆惯性技术学会第九次学术交流会论文集[C];2002年
10 王志;谢华锟;王贵成;;锥齿轮测量新方法的误差分析[A];江苏省机械工程学会第六次会员代表大会论文集[C];2002年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 记者 郑千里;我国率先开展遥感误差分析[N];科技日报;2001年
2 张树民;中和滴定与误差分析[N];山西科技报;2003年
3 山西杏花村汾酒集团有限责任公司王凤仙 刘小宇 韩红 武艳荣 雷艳兰 武爱萍 于小莲;白酒中总酯测定的误差分析[N];华夏酒报;2009年
4 沃都;让“死数据”变成“活信息”[N];中国石油报;2003年
5 三门峡水文水资源局总工程师 屠新武 彭世想 赵双权;对黄河潼关至三门峡河段水量不平衡的几点认识[N];黄河报;2007年
6 全超庄学召;电压互感器二次回路压降误差分析及改进措施[N];国家电网报;2008年
7 潞安矿业(集团)公司五阳热电厂 张俊锋 张路明;小电流接地系统接地在检测工程应用分析[N];山西科技报;2006年
8 罗孝玲吴桥林;沪深300期现套利现货头寸模拟构建新思路[N];期货日报;2008年
9 杨前进 仝秀丽;用知识撑起一片蓝天[N];科技日报;2003年
10 记者 胡波 通讯员 贺先胜;前哨朗普技术创新的魅力[N];中国航空报;2001年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 王学影;关节臂式坐标测量机系统研究[D];天津大学;2008年
2 高贯斌;关节臂式坐标测量机自标定方法与误差补偿研究[D];浙江大学;2010年
3 郑大腾;柔性坐标测量机空间误差模型及最佳测量区研究[D];合肥工业大学;2010年
4 周文祥;非正交系坐标测量机理论及轮轨外形测量技术研究[D];西南交通大学;2005年
5 陈诚;θFXZ型坐标测量机结构分析与驱动系统热误差模型的研究[D];天津大学;2010年
6 陶忠祥;位置敏感探测器在头位跟踪中的应用研究[D];中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所);2005年
7 阎敬业;星载三维成像雷达高度计系统设计与误差分析[D];中国科学院研究生院(空间科学与应用研究中心);2005年
8 方海燕;非正交系非接触坐标测量机关键技术研究[D];西安理工大学;2005年
9 李晓平;WDM薄膜滤光片和分束器的设计与制造研究[D];华中科技大学;2005年
10 夏豪杰;高精度二维平面光栅测量系统及关键技术研究[D];合肥工业大学;2006年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 张选高;可重构的关节臂式坐标测量机研究[D];浙江大学;2012年
2 鲁娜娜;平行双关节坐标测量机精度分析和标定技术的研究[D];天津大学;2010年
3 焦胜利;射影重建的误差分析[D];哈尔滨工业大学;2006年
4 王征;电视收视率调查质量控制研究[D];对外经济贸易大学;2007年
5 王会;平面连杆机构的计算机辅助设计系统研究与实现[D];天津工业大学;2004年
6 李伟;基于模糊控制的气体流速控制仪设计[D];吉林大学;2005年
7 陈振;空间光通信中的ATP系统分析与研究[D];南京理工大学;2005年
8 胡霞珍;用于万能工具显微镜的图像处理技术研究[D];哈尔滨理工大学;2005年
9 毕业;导弹半实物仿真系统误差分析[D];西北工业大学;2006年
10 李德维;非接触式轮对几何参数测量精度研究[D];西南交通大学;2006年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026