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摘要：传统的坐标测量机渐渐不能满足大型工程测量的需求，由于非正交坐标测量机具有便携、易操作、在线测量的特点，近年来针对非正交坐标测量机的探讨和运用越来越广泛。本论文针对一种含有平行关节的非正交式柔性关节式坐标测量机进行探讨，围绕测量机的多参数模型和模型参数标定不足而展开。关节式坐标测量机常采取DH（Denit-Hartenberg）策略进行建模，但当用它来描述平行关节运动时，DH矩阵是病态的。由此文中针对这种病态矩阵不足探讨了另外两种建模策略，五参数模型和改善的四参数模型。经过浅析之后，文中研制的测量机采取了改善的四参数模型并结合标准DH模型的策略建立多参数测量模型。该测量机设计有三个不同的测头工位，文中分别对测量机的测头安装在这三个工位时建立了测量模型，所建立测量模型的参数个数和测头参数作用不同。本论文还对该测量机进行了全面误差浅析，并建立了系统误差模型，另外还针对测量机随机误差源中对测量精度影响较大的关节晃动建立了测量模型。在多参数模型的基础上，利用高斯牛顿法对测量机模型参数进行辨识。标定历程中剔除了模型中的冗余参数，经过多次高斯牛顿迭代后得到模型参数的最佳估计值。实验数据表明，这种改善的四参数模型能很好地描述具有平行关节的柔性关节式坐标测量机。将辨识后的模型参数的最佳估计值带入测量机模型，重新多次测量标准件发现测量机的精度得到了极大的提升。关键词：关节式坐标测量机论文DH模型论文测量模型论文参数标定论文高斯牛顿法论文
摘要5-6
ABSTRACT6-8
致谢8-13
第1章 绪论13-18
1.1 引言13
1.2 课题背景及国内外探讨近况13-16
1.3 课题来源、目的及作用16-18
第2章 汽车底盘柔性关节式测量系统建模18-29
2.1 引言18
2.2 常用建模策略介绍18-22
2.2.1 DH 模型18-19
2.2.2 五参数模型19-20
2.2.3 改善的 DH 模型20-22
2.3 汽车底盘柔性关节式测量系统的机械结构22-24
2.4 汽车底盘柔性关节式测量系统建模策略探讨24-29
2.4.1 零位姿及测量机方程24-26
2.4.2 测量机的三个测头工位26-29
第3章 测量机全面误差浅析与关节晃动建模29-40
3.1 引言29
3.2 汽车底盘柔性关节式测量系统全面误差浅析29-32
3.2.1 系统误差浅析29-31
3.2.2 随机误差浅析31-32
3.3 汽车底盘柔性关节式坐标测量系统误差建模32-34
3.4 汽车底盘柔性关节式坐标测量系统关节晃动建模34-37
3.5 关节晃动测量案例设计37-40
第4章 汽车底盘柔性关节式测量系统的参数标定40-48
4.1 引言40
4.2 标定常用的标准量40-44
4.2.1 量块40-42
4.2.2 锥窝标准杆42-44
4.3 高斯牛顿法标定模型参数44-46
4.4 其他标定算法46-48
第5章 汽车底盘柔性关节式测量系统标定实验48-56
5.1 引言48
5.2 标定步骤及采样48-50
5.3 标定模型参数50-53
5.3.1 90°工位参数标定50-51
5.3.2 45°工位参数标定51-52
5.3.3 0°工位参数标定52-53
5.4 标定前后测量机精度比较53-56
第六章 总结与展望56-58