基于拉绳编码器的串联运动机构参数误差测量装置及方法
【专利摘要】本发明公开了一种基于拉绳编码器的串联运动机构参数误差测量装置及方法，包括底座、拉线编码器、转动轴、动滑轮、定滑轮、数据采集卡和PC机，所述底座上设置有定位孔，所述拉线编码器设置于所述底座的一端，所述定滑轮固定于所述底座的另一端，所述转动轴设置与所述拉线编码器上的一侧，所述动滑轮安装于所述转动轴上，所述拉线编码器的拉线依次绕过定滑轮和所述动滑轮后与被测物体连接，所述拉线编码器的信号输出端通过所述数据采集卡与所述PC机连接。与现有技术相比，本发明测量系统结构简单，只用一台结构简单的拉绳编码器，维护方便，成本低；对环境要求低，操作简单；携带方便。
【专利说明】基于拉绳编码器的串联运动机构参数误差测量装置及方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种机械结构参数测量装置和方法，尤其涉及一种基于拉绳编码器的 串联运动机构参数误差测量装置及方法。
【背景技术】
[0002] H坐标测量仪是一种常见的用于空间测量的大型H维测量系统，能够W很高的精 度测出工件的曲面特征参数，但该系统的缺点在于体积过于鹿大，价格高，移动不方便。另 一种是常用的是激光跟踪仪，其测量精度高，测量范围广，但其动态测量速度有所限制，且 价格过于昂贵。目前还没有一套价格低廉，结构简单、操作方便的运动机构的结构参数误差 测量装置。
【发明内容】
[0003] 本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种基于拉绳编码器的串联运动 机构参数误差测量装置及方法。
[0004] 本发明通过W下技术方案来实现上述目的：
[0005] 本发明基于拉绳编码器的串联运动机构参数误差测量装置，包括底座、拉线编码 器、转动轴、动滑轮、定滑轮、数据采集卡和PC机，所述底座上设置有定位孔，所述拉线编码 器设置于所述底座的一端，所述定滑轮固定于所述底座的另一端，所述转动轴设置与所述 拉线编码器上的一侧，所述动滑轮安装于所述转动轴上，所述拉线编码器的拉线依次绕过 定滑轮和所述动滑轮后与被测物体连接，所述拉线编码器的信号输出端通过所述数据采集 卡与所述PC机连接。
[0006] 本发明基于拉绳编码器的串联运动机构参数误差测量方法，其特征在于，包括W 下步骤：
[0007] (1)固定一台拉绳编码器于被测物体的运动空间合适位置；
[0008] (2)拉绳端固定于被测物体运动机构的末端并随运动机构运动；
[0009] (3)给定被测物体的运动指令让其运动到指令位置；
[0010] (4)计算理论运动距离与拉绳编码器测出的实际运动距离之差；
[0011] (5)重复步骤H和步骤四获得多组运动距离误差；
[0012] (6)建立基于运动距离误差的参数误差计算模型；
[0013] (7)把空间变换矩阵A和运动距离误差代入参数误差计算模型，获得各参数的误 差。
[0014] 进一步，所述步骤化）中的参数误差计算模型具体步骤如下：
[0015] (a)建立被测物体运动机构相邻轴坐标系的齐次变换矩阵；
【权利要求】
1. 一种基于拉绳编码器的串联运动机构参数误差测量装置，其特征在于：包括底座、 拉线编码器、转动轴、动滑轮、定滑轮、数据采集卡和PC机，所述底座上设置有定位孔，所述 拉线编码器设置于所述底座的一端，所述定滑轮固定于所述底座的另一端，所述转动轴设 置与所述拉线编码器上的一侧，所述动滑轮安装于所述转动轴上，所述拉线编码器的拉线 依次绕过定滑轮和所述动滑轮后与被测物体连接，所述拉线编码器的信号输出端通过所述 数据采集卡与所述PC机连接。
2. -种基于拉绳编码器的串联运动机构参数误差测量方法，其特征在于，包括以下步 骤： (1) 固定一台拉绳编码器于被测物体的运动空间合适位置； (2) 拉绳端固定于被测物体运动机构的末端并随运动机构运动； (3) 给定被测物体的运动指令让其运动到指令位置； (4) 计算理论运动距离与拉绳编码器测出的实际运动距离之差； (5) 重复步骤三和步骤四获得多组运动距离误差； (6) 建立基于运动距离误差的参数误差计算模型； (7) 把空间变换矩阵A和运动距离误差代入参数误差计算模型，获得各参数的误差。
3. 根据权利要求2所述的基于拉绳编码器的串联运动机构参数误差测量方法，其特征 在于：所述步骤￠)中的参数误差计算模型具体步骤如下： (a)建立被测物体运动机构相邻轴坐标系的齐次变换矩阵；
(c) 计算被测物体运动机构每个相邻轴的坐标系误差矩阵C，为I Xn阶矩阵，其每一项 (d) 串联运动机构在笛卡尔工作空间的任意两点i、i+1间的距离误差与绝对位置误 差、参数误差间的关系可表述为：
式中：xK(i)、yK(i)、zK(i)为指令轨迹上任意一点在串联运动机构坐标系0 K、XK、Yk、Zk中的笛卡尔位置坐标，lR(i，i+1)为指令轨迹上第i点与i+1点间的距离。
【文档编号】G01B21/20GK104359445SQ201410637388
【公开日】2015年2月18日 申请日期:2014年11月13日 优先权日:2014年11月13日
【发明者】张得礼, 王珉, 陶克梅, 丁力平, 陈文亮, 王仙苗, 周伟, 王夫康, 宏伟松 申请人:张得礼