六自由度柔性机械臂的结构设计毕业设计论文

中国计量学院

本科毕业设计（论文）

六自由度柔性机械臂的结构设计Structure Design of Six-degree of freedom Flexible Mechanical Arms

毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明

原创性声明

本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。

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使用授权说明

本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。

作者签名：日期：

郑重声明

本人呈交的毕业设计论文，是在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果，所有数据、图片资料真实可靠。尽我所知，除文中已经注明引用的内容外，本学位论文的研究成果不包含他人享有著作权的内容。对本论文所涉及的研究工作做出贡献的其他个人和集体，均已在文中以明确的方式标明。本学位论文的知识产权归属于培养单位。

学生签名：日期：

分类号：TH721 密级：公开

UDC：62 学校代码：10356

中国计量学院

本科毕业设计（论文）六自由度柔性机械臂的结构设计

Structure Design of Six-degree of

freedom Flexible Mechanical Arms

申请学位工学学士指导教师

学科专业机械电子工程培养单位中国计量学院

答辩委员会主席评阅人

2011 年 6 月

六自由度柔性机械臂的结构设计

摘要：

随着工业的发展，三坐标测量机在现代制造工程领域中的应用越来越广泛。工业生产对于测量的要求也越来越高，传统的正交直角测量机已经不能完全满足测量的需求。柔性机械臂式非正交测量机正是在这种情况下产生的。

本文研究的六自由度柔性机械测量臂即是基于以上产生的。柔性机械臂式测量机拥有结构简单、测量范围大、灵活轻便等优点，并能进行现场测量，可以解决很多以往传统三坐标测量机不能解决的问题。

本文重点对柔性臂测量机的机械结构设计进行了研究。首先介绍了柔性臂式三坐标测量机的基本结构和工作原理，给出了整体的机械设计方案。简单介绍了测量机的测量空间及相关概念。根据要测量臂系统的特点择了臂身材料，并对臂长进行了优化设计。并对薄弱的环节进行了强度和刚度的校核，以确保设计的方案符合要求。给出了包括基座，横纵关节，臂身在内的具体结构的设计。对柔性测量臂系统进行了误差分析，分析了其主要的误差及误差源。并对关节晃动和杆件参数导致的误差建立了误差模型并对其进行了分析。提出了提高精度的一些方法。

最后对本文进行了总结和展望。

关键词：柔性臂三坐标测量机机械结构设计误差分析

中图分类号：TH721

Structure Design of Six-degree of freedom Flexible Mechanical Arms Abstract:

With the development of industrial special, 3-coordinate measuring machine is being used in the modern manufacturing engine more and more widely. The requirements for the measurement of industrial production have become more sophisticated, the traditional right-angle measuring machine is not orthogonal to fully meet the needs of measurement.

Flexible three coordinate measuring machine is generated in this case. In this paper, six degrees of freedom mechanical measuring arm that is generated based on the above. Flexible three coordinate measuring machine has a simple structure, wide measurement range, light and flexible, etc., and can carry out site survey, can solve a lot of traditional coordinate measuring machine cannot solve the problem.

This article focuses on the study of the mechanical structure design of flexible arm measuring machine . First we introduced the flexible arm CMM's basic structure, working principle and the overall mechanical design. Briefly introduces the measuring space and related concepts of CMM. According to characteristics of the measuring arm system selecting the arm body materials, and arm length is optimized. And checking the strength and stiffness of the weakest link, to ensure that the program meets the requirements of the design. Given, including base, vertical and horizontal joints, the arm itself, including the design of the concrete structure. Error analysis on flexible measuring arm systems, analysis of its main source of errors and error. Establishing joint bars with shaking error and parameter error model and making a preliminary analysis. Proposed some methods to improve the accuracy of the measuring machine.

Finally, it's the summarizes and prospects of this paper.

Keyword: flexible arm, coordinate measuring machine, structure design, error analysis

Classification: TH721