【摘 要】
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并联机构具有模块化程度高、动态性能好和结构简单等一系列优点，经过三十年的发展，在智能机器人、并联机床和微纳米微动工作台等领域得到广泛的应用。本课题在国家自然科学基金
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并联机构具有模块化程度高、动态性能好和结构简单等一系列优点，经过三十年的发展，在智能机器人、并联机床和微纳米微动工作台等领域得到广泛的应用。本课题在国家自然科学基金项目的支持下，尝试将并联机构引入到精密测量中来。采用并联机构来构建坐标测量机，可以部分弥补传统串联式坐标测量机的应用局限和不足，并且有望实现高精度、高速测量。本课题选用3-PSS对称型三平移弱耦合并联机构来设计和制造坐标测量机的主体结构，该构型能实现三维空间内的平动，有利于建立符合实际工件测量的传统正交坐标系；同时，该机型测量模型和误差模型简单，从而使得系统控制简便，软件精度补偿方便可行。测量机在硬件上只需要一根光栅、一条导轨和三个读数头即可实现三维空间内的精密测量。本课题首先介绍了样机的设计和制造，通过坐标转换法和空间机构学建立了运动学正反解模型和测量误差模型；基于所得到的测量方程，通过计算机仿真出工作空间并提出了优化方法，并利用Jacobian矩阵对从代数上求得机构可能出现的奇异轨迹；接着分析了整个测量机的误差源，并重点对结构参数误差和驱动参数误差对测头位置精度的影响进行了分析；随后对测量系统进行了总体设计，包括测量系统硬件设计和软件开发等。最后，通过实验测试了数据采集系统的功能，并进行了整机性能的评估。
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