雙軸轉(zhuǎn)臺(tái)的設(shè)計(jì)【2張CAD圖紙+PDF圖】
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期刊來(lái)自哈爾濱理工學(xué)院(新系列)第12卷,第三,2005三軸轉(zhuǎn)臺(tái)的兩個(gè)十字絲目標(biāo)軸線交匯測(cè)量 任順清, 馬廣程, 王常虹(空間控制和慣性技術(shù)研究中心、哈爾濱理工學(xué)院,哈爾濱150001,中國(guó))摘要:為了測(cè)量三軸交角誤差,兩個(gè)十字目標(biāo)被固定在一個(gè)三軸轉(zhuǎn)臺(tái)內(nèi)軸架。也有采用經(jīng)緯儀的望遠(yuǎn)鏡的目標(biāo)和測(cè)量水平角時(shí),三軸都等距角度位置。計(jì)算方程的軸交叉口是從經(jīng)緯儀的安裝位置推斷,兩個(gè)目標(biāo)的位置,三個(gè)軸的角位置,并用經(jīng)緯儀測(cè)量水平角度。最后,一個(gè)實(shí)際的測(cè)量是在一個(gè)水平的三軸轉(zhuǎn)臺(tái)和誤差分析進(jìn)行了。關(guān)鍵詞:軸相交;三軸轉(zhuǎn)臺(tái);經(jīng)緯儀;誤差分離技術(shù),均勻轉(zhuǎn)換 三軸轉(zhuǎn)臺(tái)是一個(gè)慣性導(dǎo)航測(cè)試設(shè)備的校準(zhǔn)慣性單元如陀螺儀和加速度計(jì)。它的準(zhǔn)確性有軸承的慣性器件的標(biāo)定精度,及轉(zhuǎn)盤軸交角誤差有一個(gè)影響轉(zhuǎn)臺(tái)的精度一般 1 。交叉誤差也在機(jī)床的一個(gè)重要的位移參數(shù)。 對(duì)三軸相交的規(guī)范三軸轉(zhuǎn)臺(tái)是小于0.5毫米。在轉(zhuǎn)臺(tái)的總體設(shè)計(jì)階段,視孔必須在內(nèi)環(huán)軸和外軸設(shè)計(jì)所以這兩個(gè)目標(biāo)的視線可以穿過(guò)。當(dāng)內(nèi)軸,中軸,和外軸在等間隔的角位置分別,目標(biāo)的位置會(huì)隨著位置的變化三軸。在參考坐標(biāo)系統(tǒng)的兩個(gè)目標(biāo)的坐標(biāo)可以通過(guò)齊次變換方法計(jì)算了文獻(xiàn) 5 隨著創(chuàng)建的坐標(biāo)系統(tǒng)的幫助。由兩個(gè)目標(biāo)和測(cè)量計(jì)算出的坐標(biāo)horizontal angles of theodolite (when its telescope經(jīng)緯儀水平角(當(dāng)望遠(yuǎn)鏡點(diǎn)目標(biāo)),實(shí)現(xiàn)三軸相交。針對(duì)臥式轉(zhuǎn)臺(tái),闡述了計(jì)算過(guò)程和實(shí)踐測(cè)量進(jìn)行了。1測(cè)量理論 該結(jié)構(gòu)表示圖和檢查錯(cuò)誤儀器如圖1所示。坐標(biāo)系統(tǒng),如圖2所示的建立為研究方便連接1測(cè)量方法。1.1參考坐標(biāo)系 o0x0y0z0固定在底座上的基礎(chǔ)o0z0是經(jīng)緯儀縱軸線;o0x0是平行于外軸的三軸轉(zhuǎn)臺(tái)的線。圖1結(jié)構(gòu)表示圖的水平轉(zhuǎn)臺(tái)和錯(cuò)誤檢查儀器的樹人圖2中坐標(biāo)系的建立1.2外部坐標(biāo)系 o1x1y1z1 外軸是固定. 常見的的外軸線與中軸線的法線線 o1o2, O1群之間的交叉點(diǎn)外軸線o1x1和公法線O1O2,O2的中軸線之間的交叉點(diǎn)o2z2和O1O2。當(dāng)瞄準(zhǔn)經(jīng)緯儀的望遠(yuǎn)鏡O1,在外軸坐標(biāo)的姿態(tài)誤差系統(tǒng)與參考坐標(biāo)系的XY,和Z.o1x1y1z1轉(zhuǎn)換的初始位置旋轉(zhuǎn)x x0,旋轉(zhuǎn)y y01左右旋轉(zhuǎn)z z02左右,最后翻譯位移(- l,mymz)的基礎(chǔ)上系統(tǒng)o0x0y0z0。通過(guò)計(jì)算, 如果水平角為0時(shí),望遠(yuǎn)鏡的斧頭是的經(jīng)緯儀的軸線平行于外1.3軸坐標(biāo)系統(tǒng) o2x2y2z2固定在中間的軸,軸中間行是o2z2。它的初始位置是改變了翻譯位移(0,dy1,0)的基礎(chǔ)上系統(tǒng)o1x1y1z1和dy1外軸之間的交叉線和軸中間線。中間的公法線行軸線和內(nèi)軸線Go3.G是常見的法線之間的交點(diǎn)Go3和軸中間線o2z2,o3是常見的法線之間的交點(diǎn)Go3 o3x3和內(nèi)部軸行,.1.4內(nèi)部軸坐標(biāo)系統(tǒng) o3x3y3z3內(nèi)軸是固定的。它的初始位置是改變了翻譯位移(0、dy2dz2)的基礎(chǔ)上系統(tǒng)o2x2y2z2。dy2是中間的軸之間的軸相交線和內(nèi)軸線dy1,dy2和dz2稱為三軸交點(diǎn)的坐標(biāo)。目標(biāo)系統(tǒng)上的一個(gè)o3x3y3z3(R1,ly3lz3),協(xié)調(diào)的目標(biāo)系統(tǒng)上的B o3x3y3z3(-R2、ly4lz4)當(dāng)外部軸,軸,和內(nèi)部軸位置,B,C,分別在齊次坐標(biāo)(X Y Z 1T目標(biāo)參考系統(tǒng)o0x0y0z0三軸轉(zhuǎn)臺(tái),和水平角iswhen望遠(yuǎn)鏡指向一個(gè)目標(biāo),Eq。(2)從圖中獲得。1. X和Y是目標(biāo)的坐標(biāo)參考系統(tǒng)o0x0y0z0。當(dāng)外,中間,和內(nèi)部軸位置,B和C,分別和一個(gè),B和C有角測(cè)量誤差,我們可以獲得方程式。(3)(6)從情商。(1)(二階無(wú)窮小被忽視)。 方程式。(3)和(5),經(jīng)緯儀的讀數(shù)是1y()和3y(),當(dāng)內(nèi)心的軸位置,=2i /n (i=0,1,2, n -1).自然后方程式(4)和(6),經(jīng)緯儀的讀數(shù)是2y()和4y(),當(dāng)內(nèi)心的軸位置,=2i /n (i=1,2, n -1).所以因?yàn)?iy() -0是一個(gè)小角,iy() -00,這是根據(jù)方程(7)和(8);以方程9得出方程10根據(jù)方程9和10根據(jù)方程(3)和(4),應(yīng)用諧波分析方法在方程(13),因此 從方程式(11),(12)和(14)、三軸相交dy1,dy2和可以實(shí)現(xiàn)三軸轉(zhuǎn)臺(tái)的dz2。越來(lái)越多的態(tài)度錯(cuò)誤xy和z經(jīng)緯儀的角位置error1,B1,B2,C1三軸,安裝錯(cuò)誤兩個(gè)目標(biāo)ly3lz3、ly4lz4可以忽視或抵消。這些錯(cuò)誤沒(méi)有影響根據(jù)數(shù)據(jù)選項(xiàng)卡。1日1的計(jì)算結(jié)果,2,3和4:替代L、R1、R2、1、2、3和4成方程式。(11)和(12),然后軸相交外軸線和中間的軸線之間中間的軸之間的軸相交線和內(nèi)心的軸心線根據(jù)方程(14)三軸相交的測(cè)量結(jié)果。2測(cè)量實(shí)例當(dāng)中央軸在0到180的位置,旋轉(zhuǎn)的軸和外部軸12角位置,然后將經(jīng)緯儀的望遠(yuǎn)鏡指向目標(biāo)A和B,測(cè)量水平角度選項(xiàng)卡。1所示,和L的測(cè)量值,R1和R2是:L =1140 mm,R1=540 mm, R2=271 mm.外軸之間的軸相交線和內(nèi)軸線是:dz2 = 77 lm。因此,三軸十字路口。3誤差分析西奧- 010 b的標(biāo)準(zhǔn)偏差經(jīng)緯儀在瑞士是RH =俄文= 2 d =根據(jù)方程式10-5rad。(9)和(10)和錯(cuò)誤轉(zhuǎn)移理論,假設(shè)錯(cuò)誤參數(shù)無(wú)關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)偏差1,2,3 和 4 是:的標(biāo)準(zhǔn)偏差R1,R2,L是:根據(jù)方程(11),使部分R1,R2和L分別和替換值1,2,3,4、R1、R2、L到部分導(dǎo)數(shù),最后我們得到:e組dy2 1,2,3,4,標(biāo)準(zhǔn)偏差的計(jì)算dy2由以下方程。計(jì)算結(jié)果是dy2 = 2156。根據(jù)方程。(12),標(biāo)準(zhǔn)偏差dy1可以以同樣的方式獲得的。dy1 = 2160米。根據(jù)情商。(14)。標(biāo)準(zhǔn)偏差的計(jì)算結(jié)果dz2是:dz2 = 3148。因?yàn)闇y(cè)量的次數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)差is12dy2,dy1dz2相應(yīng)減少。因此標(biāo)準(zhǔn)經(jīng)緯儀的偏差更小的影響標(biāo)準(zhǔn)差的dy2dy1和dz2.But直徑燈絲的直接目標(biāo)影響dy2的標(biāo)準(zhǔn)差,dy1和dz2.The絲直徑為30米,應(yīng)該校準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)偏差是20米,所以dy2總體標(biāo)準(zhǔn)差,dy1和dz2這種測(cè)量方法的準(zhǔn)確性滿足三軸轉(zhuǎn)臺(tái)的需求的軸相交規(guī)范是小于0.5毫米。4 .結(jié)束語(yǔ)軸交叉用經(jīng)緯儀測(cè)量和兩個(gè)十字絲的目標(biāo)是可行的。這種方法只需要一次性安裝;三軸十字路口的三軸轉(zhuǎn)臺(tái)可以測(cè)量通過(guò)外軸和內(nèi)心的軸旋轉(zhuǎn)時(shí)中間的軸位置0樂(lè)隊(duì)180。進(jìn)行誤差分析,的直徑絲的兩個(gè)目標(biāo)有很大的影響標(biāo)準(zhǔn)偏差的軸相交測(cè)量.絲的直徑可以提高定位精度,最后將嗎增加軸的測(cè)量精度十字路口,角位置誤差幾乎沒(méi)有對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響,這測(cè)量方法和數(shù)據(jù)過(guò)程簡(jiǎn)單和容易攜帶ou.t這種方法可用于垂直三軸轉(zhuǎn)盤,但經(jīng)緯儀安裝比水平更困難三軸轉(zhuǎn)臺(tái)。引用:1張上,梁迎春,張顯通。研究測(cè)量軸十字路口的三軸測(cè)試錯(cuò)誤表J.雜志上1996年中國(guó)慣性技術(shù),4(3):80 - 80中國(guó))。2陳Jenq Shyong,口TzuWei,邱ShenHwa。多軸的幾何誤差校準(zhǔn)機(jī)器使用一個(gè)autoalignment激光干涉儀J.精度工程,1999,23(4):243 - 252。3奧利弗Jh高效的表面法線的十字路口離散三軸銑工具卷卷數(shù)控驗(yàn)證J。機(jī)械的美國(guó)社會(huì)工程師、工程設(shè)計(jì)部門(出版)德,1990,23(1):59 - 164。4NIJ,吳S m .在線測(cè)量技術(shù)機(jī)器體積誤差補(bǔ)償J。雜志工業(yè)工程、1993、115(1):85 - 92。5陳J s .計(jì)算機(jī)輔助精度提高多軸數(shù)控機(jī)床研究J。國(guó)際期刊機(jī)床和制造,1995,35(4):593-604年。
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