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根据三维测量系统要求设计了中刀结构和轴承结构方案，为便于通过试验手段比较这2种方案的性能优劣，对试验样机提出了各种设计要求．制订了具体的虚拟设计流程，基于Pro／E软件建立了参数化实体模型，循环进行了有限元静力学分析和重心坐标计算等．设计了试验样机的具体结构，分析表明设计结果符合试验样机的各种要求．虚拟设计技术的应用显著提高了设计质量和效率，简化了分析计算过程．该设计流程为其他试验样机的设计提供了参考．