王 超， 张晓琳， 唐文彦， 王 军， 马 强

（哈尔滨工业大学，黑龙江哈尔滨 150001）

质量特性测量系统的运动学标定

王 超， 张晓琳， 唐文彦， 王 军， 马 强

（哈尔滨工业大学，黑龙江哈尔滨 150001）

质量特性测量过程中测量位姿的定位精度直接影响测量结果的精度。针对该问题利用D-H参数建立了系统机械结构的运动学方程，进而得到了终端产品坐标系的位置误差模型。利用激光跟踪仪测量产品坐标系上一点在不同位姿下的坐标，通过测量点的位置误差和D-H参数的雅克比矩阵建立标定方程，并求解得到系统实际的运动学参数。最后通过实验，对标定方法进行了验证，结果表明经过标定后的系统定位精度较标定前有明显的提高。

计量学；质量特性测量；运动学；D-H模型；标定

1 引 言

质量特性参数［1］包括质量质心、转动惯量和惯性积。这些参数能够直接影响导弹、火箭、卫星等飞行器的飞行姿态以及稳定性，因此为了精确地测量质量特性参数，在使用前需要对测量系统进行标定。

现有的质量特性测量设备标定技术主要集中在两个方面，第一，对测量质量质心所用到的称重传感器进行标定［2］；第二，对计算惯性积和惯性矩所需要参数（比如扭摆法中的扭杆系数［3］，三线摆法中的空摆质量、摆长等）进行标定。上述标定方法理论成熟，应用广泛，但由于研究对象主要是中小型测量设备，且机械结构简单，因此没有考虑在加工装配过程中机械结构的几何参数误差对结果产生的影响，而对于大尺寸复杂测量设备来说，在测量过程中需要变换产品位姿，然后将与位姿相关的参数带入数学模型中进行计算，因此产品位姿微小的变化（微分平移、微分旋转）会对最后的计算结果造成较大的误差［4］。……