五連桿機(jī)構(gòu)測量儀及其標(biāo)定方法研究.pdf

1、五連桿機(jī)構(gòu)測量儀是用于測量平面曲線的并聯(lián)機(jī)構(gòu)，輕巧靈活，重復(fù)精度高，但參數(shù)標(biāo)定困難是亟需解決的問題。本文針對(duì)五連桿機(jī)構(gòu)測量儀，在誤差分析與標(biāo)定方面進(jìn)行了如下研究。
　　首先，分析了五連桿機(jī)構(gòu)測量儀的機(jī)械結(jié)構(gòu)，針對(duì)半徑較小的地鐵車輪，重新設(shè)計(jì)了測量儀。給出了測量儀的正逆解模型，并對(duì)測量儀的測量域進(jìn)行優(yōu)化仿真。
　　其次，分析儀器的誤差源，用Matlab對(duì)誤差進(jìn)行仿真，結(jié)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(shù)量級(jí)，量化誤差和編碼器（3600線）零點(diǎn)位置誤差引起的測量誤差在±0.03mm以內(nèi)，同時(shí)量化誤差存在整體趨勢，可通過補(bǔ)償半個(gè)脈沖來消除。采用閉環(huán)矢量鏈法推導(dǎo)出參數(shù)誤差與末端坐標(biāo)誤差之間的傳遞函數(shù)，建立了測量儀的誤差模型，并根據(jù)誤差模型計(jì)算出末端位置關(guān)于各個(gè)參數(shù)誤差的靈敏度系數(shù)。結(jié)果表明，編碼器零點(diǎn)位置誤差的靈敏度系數(shù)最高。
　　然后，本文分析了測量輪半徑補(bǔ)償過程的原理以及傳統(tǒng)半徑補(bǔ)償方法中的二點(diǎn)法。針對(duì)偏移和量化JM3樣板標(biāo)準(zhǔn)

3、曲線后得到的輪心坐標(biāo)，采用Fourier級(jí)數(shù)擬合輪心坐標(biāo)的方法對(duì)其進(jìn)行半徑補(bǔ)償，補(bǔ)償結(jié)果與二點(diǎn)法相比有明顯改善，用擬合曲線導(dǎo)數(shù)補(bǔ)償后的誤差在±3×10-4mm以內(nèi)。
　　最后，以建立的誤差模型為基礎(chǔ)，設(shè)定了四組標(biāo)定仿真試驗(yàn)，每組試驗(yàn)分別以水平直線和豎直線為標(biāo)定路徑，建立標(biāo)定模型，得出標(biāo)定結(jié)果并計(jì)算標(biāo)定后的測量誤差。此四組試驗(yàn)分別為:1）考慮參數(shù)誤差，不考慮量化誤差;2）考慮參數(shù)誤差和量化誤差;3）只考慮編碼器零點(diǎn)位置誤差與量化誤差