【摘 要】
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随着科技的进步和工业的发展,越来越多的领域存在着大范围空间三维坐标测量的需求,诸如:大尺寸工件的机器人装配对接、导弹发射箱装填中的测量;大型物料体积测量、山体土石方测量等,因此有必要研究一种分离式、大范围测量方法。本文首先介绍了几种常见的空间三维测量技术的工作原理和国内外发展现状,在分析总结现有技术的基础上,设计了一种基于并联机构的激光三维测量定位系统方案,介绍了该方案的测量定位原理和系统构成,并
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随着科技的进步和工业的发展,越来越多的领域存在着大范围空间三维坐标测量的需求,诸如:大尺寸工件的机器人装配对接、导弹发射箱装填中的测量;大型物料体积测量、山体土石方测量等,因此有必要研究一种分离式、大范围测量方法。本文首先介绍了几种常见的空间三维测量技术的工作原理和国内外发展现状,在分析总结现有技术的基础上,设计了一种基于并联机构的激光三维测量定位系统方案,介绍了该方案的测量定位原理和系统构成,并完成了部分零件的结构设计。其次对系统的3UPS＿UP并联机构进行位置分析,利用边界搜索法求出该机构的工作空间,并分析了结构参数对工作空间大小的影响;基于并联机构的误差模型,分析了激光测距误差、激光点位置误差对测量定位精度的影响。接着完成了系统的硬件设计,主要包括基于DSP的通讯电路、无刷直流电机的驱动电路、各传感电路等,以及基于STM32主控的传感电路、通讯电路等。在此基础上,完成了无刷直流电机的控制程序、无线通讯程序、基于Qt的客户端程序等设计;分析比较了常用的数字滤波方法;对模糊PID控制器进行研究,并结合电机进行仿真分析;对改进阈值的小波去噪算法进行设计与仿真。最后分析了激光测距传感器的性能以及改进阈值小波的去噪效果,采用最小二乘法对测量平台的安装误差进行修正,测试了无刷直流电机的动、静态特性;对系统的三维测量定位性能进行实验分析,包括测量精度以及稳定性。
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