关节臂式柔性坐标测量机测量空间分析

【摘要】本文阐述了关节臂式坐标测量机的机械结构与数学模型，讨论了结构对于测量空间的影响，分析了测量死角的情况，并且利用数值分析法分析了测量机的测量空间，为测量死角的情形进行了验证。

【关键词】坐标测量机；空腔；测量空间

传统的笛卡尔式正交坐标测量机[1]由于体积大、结构复杂、造价昂贵，而且受相互垂直的导轨和安装环境的限制，因此有量程小、不易实现在线测量等缺点，不能满足很多场合的应用要求。随着柔性化和在线测量等要求的不断提出，新型非笛卡尔式的柔性关节臂式坐标测量机以其便携、灵活、造价低、量程大的特点发展迅速，应用也愈发广泛，测量精度也越来越高，适宜于工业现场的使用。

1.测量机结构

3.测量空间分析

4.测量机测量空间

5.结论

本文阐述了关节臂式坐标测量机的结构与数学模型，并基于结构讨论了测量机测量空间中测量“死角”的情况，采用了蒙特卡洛理论对测量空间进行了分析与软件仿真，验证了我们坐标测量机测量空间当中并无测量“死角”的存在，证明了我们坐标测量机结构设计的合理性。为我们今后找寻坐标测量机的空间误差分布规律与最佳测量区域奠定了理论基础并提供了帮助。

参考文献

[1]张国雄.三坐标测量机[M].天津:天津大学出版社, 1999:1-3.

[2]于连栋,程文涛,费业泰.基于激光跟踪仪的关节式坐标测量机参数标定[J].中国科学技术大学学报,2009, 39(12):1329-1332.

[3]汪平平.柔性坐标测量机精度理论及应用技术研究[D].合肥:合肥工业大学,2006.

[4]王兴海,周迢.机器人工作空间的数值计算[J].机器人,1988,2(1):50-53.

[5]Rastegar J,FardaneshB.Manipulator workspace analysis using the Monte Carlo method[J].Mechanism & Machine Theory,1990,25(2):233-239.

[6]曹毅,王树新,李群智.基于随机概率的机器人工作空间及其解析表达[J].组合机床与自动化加工技术, 2005(2):1-6.

[7]张孝泽.蒙特卡罗方法在统计物理中的应用[M].河南:河南科学技术出版社,1991.

基金项目：国家自然科学基金项目（51075117）。