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柔性关节式坐标测量机结构参数标定的采样策略研究
柔性关节式坐标测量机结构参数标定的采样策略研究
摘要：柔性关节式坐标测量机是一种用于测量大型物体的工业机器人。为了保证测量精度，需要对其结构参数进行准确标定。本文通过研究柔性关节式坐标测量机的运动学模型，提出了一种采样策略，可以有效地标定其结构参数。通过对该策略进行仿真和实验验证，结果表明该策略能够准确地标定柔性关节式坐标测量机的结构参数。
关键词：柔性关节式坐标测量机，结构参数标定，采样策略，运动学模型
1.引言
柔性关节式坐标测量机是一种具有较高自由度的工业机器人，可以用于测量大型物体的尺寸和形状。为了保证测量精度，需要对其结构参数进行准确标定。结构参数标定是指确定机械系统的各个参数，包括关节长度、关节角度和关节刚度等。
目前，关于柔性关节式坐标测量机结构参数标定的研究还比较有限。现有的研究多数采用试验方法，即通过实际测量来获取结构参数。这种方法的缺点是成本较高且耗时较长。因此，研究一种高效准确的结构参数标定方法具有重要意义。
2.方法
2.1柔性关节式坐标测量机运动学模型
首先，建立柔性关节式坐标测量机的运动学模型。该模型描述了机器人各个关节之间的几何关系和运动规律。基于运动学模型，可以推导出机器人的正向和逆向运动学方程。
2.2采样策略设计
为了准确标定柔性关节式坐标测量机的结构参数，需要设计一种合理的采样策略。采样策略应能够覆盖整个工作空间，并且能够获得足够多的数据点以提高标定精度。
本文提出了一种基于二进制采样的策略。具体来说，将工作空间划分为若干个离散的小区域，并在每个区域内选择若干个采样点进行测量。然后，根据采样点的运动学坐标计算出关节空间的关节角度。通过将关节角度与采样点的测量值进行比较，可以确定机器人的结构参数。
3.仿真与实验
为了验证所提出的采样策略的有效性，进行了仿真与实验研究。首先，通过建立柔性关节式坐标测量机的运动学模型，得到了真实的关节角度和运动学坐标值。然后，基于所提出的采样策略，在工作空间内进行采样，并记录了采样点的运动学坐标。最后，通过将采样点的运动学坐标与计算得到的关节角度进行比较，可以得到结构参数的估计值。
仿真结果和实验结果均表明，所提出的采样策略能够准确地标定柔性关节式坐标测量机的结构参数。与传统的试验方法相比，该策略具有成本低、效率高的特点，可以为工程实践提供参考。
4.结论
本文研究了柔性关节式坐标测量机结构参数标定的采样策略。通过对柔性关节式坐标测量机的运动学模型的分析，提出了一种基于二进制采样的策略。通过仿真和实验验证，结果表明该策略能够准确地标定柔性关节式坐标测量机的结构参数。这对于提高柔性关节式坐标测量机的测量精度具有重要意义，并可在工程实践中得到应用。
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