基于复合位姿的二维自校准研究

自校准与校准相比,无需精度等级高于被校准对象的标准样板,能以较低的条件成本实现精密测量仪器系统误差的校准。二维自校准中的标准样板常采用初始、相对旋转和平移的传统三位姿组合。位姿之间相互独立且所有位姿变换均以初始位姿为基础。采用旋转和平移两种位姿复合后的位姿,能避免两次位姿变换之间必须将标准样板回归初始位姿的冗余操作,简化了二维自校准流程。基于复合位姿的二维自校准经仿真实验证明能在模拟噪声环境中有效分离被校准对象的误差,其不确定度与传统非复合位姿组合的相等。复合位姿的引入不影响二维自校准的噪声抑制能力。在影像测量仪上实施二维自校准实验,采用包含复合位姿的三位姿组合的二维自校准分离的工作台系统误差接近传统三位姿组合。两种位姿组合对应的工作台系统误差结果相差0.167μm。另外通过采用包含复合位姿的四位姿组合的实验结果,进一步论证了基于复合位姿的二维自校准效果。

推土机PAT型工装机构建模与解析

为解决全液压推土机整机数字化仿真平台中PAT(power angle tilt)型工装机构的复合位姿设计与控制难题,建立了五变量空间的三维机构模型,应用齐次坐标变换矩阵和复数向量法推导位姿与加速度表达;针对全液压推土机典型复合工况,将所得公式程序化并嵌入数字化平台中进行仿真.运行结果证明了所建模型的有效性,为构建全液压推土机整机数字化虚拟动态性能样机提供了有效的参数化机构学模型.

分体组合式矩形顶管机关键技术探究——结合中铁装备地下停车场项目

为解决分体组合式矩形顶管机高精高效掘进难题,以中铁装备厂区地下停车场项目为依托,对矩形顶管机分体组合式结构适应性、位姿(位置与姿态)控制、组合式小刀盘开挖系统设计等关键技术展开研究:1)提出新型组合连接形式,解决因设备组合带来的密封、管线联通等结构适应性问题; 2)创新盾体铰接结构,提出分体组合式顶管机复合位姿控制方法,即以纠偏油缸为主,双螺旋输送机互馈出渣为辅的协同纠偏策略,多刀盘转向转速控制与主机周向多点加压控制相结合的纠滚策略,实现浅覆土、零间距隧洞的高精度施工; 3)基于回归分析方法,探讨小刀盘扭矩系数随刀盘直径、刀盘布置位置的变化规律,建立直径3 m以下小刀盘扭矩系数的计算模型,为多刀盘系统驱动配置提供理论依据。

基于Open Inventor的六自由度并联机器人虚拟同步运动研究

针对六自由度大载荷并联机器人的工作监控问题,以Open Inventor为开发平台,对并联机器人虚拟同步运动进行了研究。首先,用Pro/E进行了零部件建模,并导入Open Inventor开发环境,用VRML虚拟现实语言描述了各零部件的连接关系,搭建了虚拟机器人;然后,构建了由立体视觉和位置正解算法组成的复合检测系统,用以实时检测实体并联机器人的位姿;最后,将位姿信息传送至虚拟机器人,由Open Inventor借助其场景渲染能力,利用内置的引擎工具完成了虚拟机器人的同步运动。试验研究结果表明,该机器人虚拟运动逼真流畅,位姿检测精度能控制在0.05 mm内,位姿检测与计算带来的虚拟运动延迟能够控制在0.5 s内;系统不仅能够满足并联机器人一般监控的需要,还提供了一种可供参考的精确位姿检测方式。