五連桿機構測量儀及其標定方法研究.pdf

1、五連桿機構測量儀是用于測量平面曲線的并聯機構，輕巧靈活，重復精度高，但參數標定困難是亟需解決的問題。本文針對五連桿機構測量儀，在誤差分析與標定方面進行了如下研究。
　　首先，分析了五連桿機構測量儀的機械結構，針對半徑較小的地鐵車輪，重新設計了測量儀。給出了測量儀的正逆解模型，并對測量儀的測量域進行優(yōu)化仿真。
　　其次，分析儀器的誤差源，用Matlab對誤差進行仿真，結果表明，桿長誤差和編碼器位置誤差引起的測量誤差為10-3m

2、m數量級，量化誤差和編碼器（3600線）零點位置誤差引起的測量誤差在±0.03mm以內，同時量化誤差存在整體趨勢，可通過補償半個脈沖來消除。采用閉環(huán)矢量鏈法推導出參數誤差與末端坐標誤差之間的傳遞函數，建立了測量儀的誤差模型，并根據誤差模型計算出末端位置關于各個參數誤差的靈敏度系數。結果表明，編碼器零點位置誤差的靈敏度系數最高。
　　然后，本文分析了測量輪半徑補償過程的原理以及傳統半徑補償方法中的二點法。針對偏移和量化JM3樣板標準

3、曲線后得到的輪心坐標，采用Fourier級數擬合輪心坐標的方法對其進行半徑補償，補償結果與二點法相比有明顯改善，用擬合曲線導數補償后的誤差在±3×10-4mm以內。
　　最后，以建立的誤差模型為基礎，設定了四組標定仿真試驗，每組試驗分別以水平直線和豎直線為標定路徑，建立標定模型，得出標定結果并計算標定后的測量誤差。此四組試驗分別為:1）考慮參數誤差，不考慮量化誤差;2）考慮參數誤差和量化誤差;3）只考慮編碼器零點位置誤差與量化誤差