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激光制导测量机器人控制算法研究
  • ISSN号:0254-3087
  • 期刊名称:仪器仪表学报
  • 时间:0
  • 页码:1530-1534
  • 语言:中文
  • 分类:TP24[自动化与计算机技术—控制科学与工程;自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
  • 作者机构:[1]天津大学精密测试技术及仪器国家重点实验室,天津300072, [2]河南科技学院机电学院,新乡453003
  • 相关基金:国家自然科学基金(50475038,50575158)、精密测试技术及仪器国家重点实验室开放基金(116043)资助项目
  • 相关项目:一种新的大尺寸截面几何形状测量方法的研究
中文摘要:

激光跟踪测量系统是目前最新型的空间大尺寸坐标测量系统之一,具有精度高、实时快速、动态测量等特点;但在测量大型被测对象时,人工布点及测量过程繁杂,测量效率低,并造成被测对象几何形状变形,严重影响其测量精度。为解决以上问题.提出了新型的“光束运动-光靶跟踪”激光跟踪测量方法,并在此理论基础上,研究激光制导测量机器人技术,研制并开发了一种能够在水平和垂直被测对象表面上运动的小型轮臂复合式激光制导测量机器人。建立了机器人轮式运动学数学模型并对其运动特性进行了分析,给出了机器人位置跟踪控制算法、姿态跟踪控制算法和路径规划算法。通过激光跟踪仪和三坐标测量机对所提出控制算法进行了实验验证,结果证明了该算法的有效性与正确性。

英文摘要:

Laser tracking system (LTS) is one of the latest portable 3D large size coordinate measuring machines (CMM), it measures 3D coordinates with laser beam by following a spherically mounted retro-reflector (SMR) with the advantages of broad range, high speed and high accuracy. However, current inspection task of LTS is performed manually by moving SMR along different positions on the surface of a given part and doing measurement. Because of the complex course, low efficiency and the trlal-and-error approach, current method will cause the deformation of the measured part and affect the measurement accuracy seriously. In order to perform LTS more efficiently and automatically, this paper introduces a miniature wheel-armed laser guided measuring robot (LGMR) based on a new theory " laser beam moving and SMR tracking" instead of traditional method "SMR moving and laser beam tracking" , which can move on the horizontal and vertical surface of the measured part. The wheeled-mechanism kinematics model of LGMR is established, and the motion characteristics of LGMR are analyzed. A control algorithm for generating the movement orientation, position and optimal inspection planning is proposed for LGMR to inspect the surfaces of the given part. The laser tracker and coordinate measuring machine were used to test the control algorithm of LGMR. Experimental results demonstrate that the LGMR can track laser beam automatically and effectively carry out meas- urement on the surfaces of the given part, and also prove efficiency and correctness of this control algorithm.

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期刊信息
  • 《仪器仪表学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:中国仪器仪表学会
  • 主编:张钟华
  • 地址:北京东城区北河沿大街79号
  • 邮编:100009
  • 邮箱:yqyb@vip.163.com
  • 电话:010-84050563
  • 国际标准刊号:ISSN:0254-3087
  • 国内统一刊号:ISSN:11-2179/TH
  • 邮发代号:2-369
  • 获奖情况:
  • 1983年评为机械部科技进步三等奖,1997年评为中国科协优秀科技期刊三等奖
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),英国英国皇家化学学会文摘,中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:42481