球棒標(biāo)準(zhǔn)器是一種常用的一維長度標(biāo)準(zhǔn)件,它提供的標(biāo)準(zhǔn)距離為球棒兩端的標(biāo)準(zhǔn)球之間的球心距。球棒標(biāo)準(zhǔn)器具有魯棒性好、易于使用、便攜性好、成本較低等優(yōu)點(diǎn),廣泛應(yīng)用于關(guān)節(jié)式坐標(biāo)測(cè)量機(jī)、激光跟蹤儀、機(jī)床、工業(yè)機(jī)器人的標(biāo)定與測(cè)量。本文提出了一種新穎的球棒設(shè)計(jì)方法,這種設(shè)計(jì)使得球棒標(biāo)準(zhǔn)器能夠在10-30℃之間保持2μm以內(nèi)的相對(duì)長度變化量,實(shí)現(xiàn)近零熱膨脹。本文具體闡述了這種球棒標(biāo)準(zhǔn)器的三維模型設(shè)計(jì);對(duì)這類球棒標(biāo)準(zhǔn)器的熱變形補(bǔ)償原理進(jìn)行了分析;對(duì)球棒標(biāo)準(zhǔn)器的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了變形分析、模型凝練和公式推導(dǎo);對(duì)處于不同溫度環(huán)境下的球棒進(jìn)行了熱變形的有限元仿真分析;利用三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)對(duì)不同溫度下的球棒進(jìn)行初步長度測(cè)量實(shí)驗(yàn);利用萬能測(cè)長機(jī)對(duì)變溫后的球棒標(biāo)準(zhǔn)器進(jìn)行了進(jìn)一步的長度測(cè)量實(shí)驗(yàn),驗(yàn)證了球棒的近零熱膨脹特性。在驗(yàn)證了球棒性能之后,將球棒的熱變形測(cè)量轉(zhuǎn)化為微位移測(cè)量,探究了球棒熱變形的激光干涉測(cè)量法、四象限探測(cè)器測(cè)量法以及光纖同軸位移傳感器測(cè)量法等全新的測(cè)量方法,并對(duì)這些測(cè)量系統(tǒng)及方法進(jìn)行了可行性分析與實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。所設(shè)計(jì)的球棒標(biāo)準(zhǔn)器能夠應(yīng)用于關(guān)節(jié)式坐標(biāo)測(cè)量機(jī)、激光跟蹤儀、機(jī)床、工業(yè)機(jī)器人等高精度儀器的在線標(biāo)定,降低離線標(biāo)...

【文章頁數(shù)】：71 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖1.1典型的長度標(biāo)準(zhǔn)件實(shí)物圖

合肥工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文零熱膨脹性能對(duì)于在線標(biāo)定和在位測(cè)量的發(fā)展具有重要的研究現(xiàn)狀準(zhǔn)件包括一維標(biāo)準(zhǔn)件（量塊、球桿、步距規(guī)等），二維標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)件（三維球板、正四面體、正八面體等）。球棒（或者標(biāo)準(zhǔn)件，由一根低熱膨脹系數(shù)的桿件和兩個(gè)高精度標(biāo)準(zhǔn)球離為球棒兩端標(biāo)準(zhǔn)球的球心距[6][7]。

圖2.2溫度補(bǔ)償器爆炸視圖

（b）（a）圖2.1球棒結(jié)構(gòu)圖(a)球棒結(jié)構(gòu)的爆炸圖；(b)球棒結(jié)構(gòu)的剖面圖Figure2.1Structureoftheballbardedviewoftheballbar;(b)Sectionaldrawingof

圖3.5球棒有無補(bǔ)償器時(shí)在0-40℃之間的相對(duì)熱膨脹值對(duì)比圖

2bi11332(')AAiitiAiESSLLTRlkkEtltl以上公式，將溫度從0℃變化到40℃，每隔4℃記錄一次相應(yīng)量bL，計(jì)算結(jié)果如表3.1所示（為了與ANSYS中的仿真結(jié)果為參考....

圖3.6楊氏模量與溫度的關(guān)系圖

圖3.6楊氏模量與溫度的關(guān)系圖igure3.6RelationshipbetweentheYoung'smodulusandthetempera的外文文獻(xiàn)也能看出相同的規(guī)律，在一定范圍內(nèi)的溫度下的彈性模量隨溫度的升高而減小。從微觀的角度講，隨著的距離膨脹，原....

本文編號(hào)：3897935