【摘 要】
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由于制造工艺的原因，细长火箭发动机壳体内表面存在表面形状复杂和不确定等特性，而且火箭发动机的制造成本较高，在再加工过程中不允许破坏其内、外表面，因此我们需要寻求准确简便
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由于制造工艺的原因，细长火箭发动机壳体内表面存在表面形状复杂和不确定等特性，而且火箭发动机的制造成本较高，在再加工过程中不允许破坏其内、外表面，因此我们需要寻求准确简便的方法来探测物体表面形状。激光位移传感器对位移的测量不仅是非接触式的测量方式，而且方向性好、亮度高、单色性好、相干性好，具有较高的精度，十分适合于对细长火箭发动机壳体内表面的测量及重构。 本论文搭建了一个三自由度激光测试实验平台。研究了基于PC的开放式机器人控制器的硬件、软件结构和具体的工作模式，其中包括IPC、PMAC和各个伺服电机间的分级控制结构，PMAC附件在系统的应用，伺服驱动器的控制模式等问题。针对实际的激光测量系统，建立了特殊的实验平台机械手的运动学模型，增加一个虚拟关节，并进行了运动学正问题及逆问题研究。提出了一种实用的激光曲面测量方法，在已知曲面理论设计数据的基础上分两步实现对曲面进行快速的、实时调整的测量。采用Qt编程语言在Windows VS2008编译环境中，结合试验台控制系统编写了激光曲面测量的程序并进行了联机调试。选取不同的测量步长对实验壳体内表面进行了测量，得到了大量的实测数据。采用不同的数据拟合方法对采集到的实验数据进行了拟合，并将拟合曲线与理想参考曲线比对，研究了各种数据拟合方法的原理与效果，分析了不同参数对数据拟合效果的影响，得到了曲面测量及拟合的理想参数选取范围。最后在根据实测曲线拟合的曲线基础上重建了试验壳体内壁的三维模型。
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