[實用新型]基于絲桿驅動的雙移動壓電鉸接柔性梁振動控制裝置

有效

• 申請號: 201520045593.3
• 申請日: 2015-01-22
• 公開（公告）號: CN204374799U
• 公開（公告）日: 2015-06-03
• 發明（設計）人: 邱志成;許燕飛
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: G05D19/02
• 分類號: G05D19/02
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 羅觀祥

技術領域

本實用新型涉及柔性機器人領域，特別涉及基于絲桿驅動的雙移動壓電鉸接柔性梁振動控制裝置。

背景技術

柔性結構應用在航天領域以及工業生產，相對于剛性結構，具有質量輕、能耗低、效率高、操作靈活等優點，但柔性結構的剛度低、柔性大等特點將產生振動問題，影響控制精度。近年來，柔性結構的振動主動控制就成為當今世界普遍關注而富有挑戰性的重要課題。

采用壓電片驅動器驅動主動控制作動器，具有響應快、頻帶寬、線性度好、容易加工等特點，特別適合于航天器柔性梁等撓性結構的振動控制應用，但是它的驅動位移較小，無法進行大幅值的變形調整。

對應航天結構中的帆梁，基本上是中心浮動本體，帶有兩翼柔性鉸接結構，在航天器變軌的過程中，太陽能帆梁容易引起同向對稱的振動。

實用新型內容

為了克服現有技術存在的缺點與不足，本實用新型提供一種基于絲桿驅動的雙移動壓電鉸接柔性梁振動控制裝置。

本實用新型采用如下技術方案：

一種基于絲桿驅動的雙移動壓電鉸接柔性梁振動控制裝置，包括鉸接柔性梁本體部分、絲桿傳動部分、彎曲振動信號檢測部分及彎曲振動驅動控制部分；

所述鉸接柔性梁本體部分包括第一柔性梁、第二柔性梁及第三柔性梁，所述第一柔性梁通過第一鉸鏈與第二柔性梁固定，所述第二柔性梁通過第二鉸鏈與第三柔性梁固定，所述第二柔性梁的中心由機械夾緊裝置固定在滑塊上，所述滑塊沿滑動導軌移動；

所述彎曲振動信號檢測部分包括壓電傳感器、加速度傳感器、端子板、固高運動控制器、計算機及電荷放大器，所述壓電傳感器及加速度傳感器粘貼在鉸接柔性梁本體部分上，所述壓電傳感器及加速度傳感器檢測到振動信號后傳輸到電荷放大器，所述電荷放大器將振動信號傳輸給端子板，所述端子板與固高運動控制器相互連接，所述固高運動控制器與計算機相互連接；

所述彎曲振動驅動控制部分包括壓電片驅動器及壓電片放大電路，所述壓電片驅動器粘貼在第二柔性梁上，所述計算機得到控制信號通過固高運動控制器及端子板傳輸給壓電片放大電路，所述壓電片放大電路與壓電片驅動器連接；

所述絲桿傳動部分包括伺服電機、絲桿及電機伺服放大器，所述伺服電機通過聯軸器與絲桿連接，所述滑塊與絲桿連接，所述電機伺服放大器通過端子板及固高運動控制器接收計算機的控制信號，所述電機伺服放大器驅動伺服電機轉動。

所述壓電驅動器具體包括八片壓電陶瓷片，分別粘貼在第二柔性梁中線兩側的正反面，每面各兩片，對稱粘貼，并聯連接；

所述壓電傳感器包括兩片壓電陶瓷片，分別位于第二柔性梁中線兩側，單面粘貼，且位于長度方向的中線上。

所述加速度傳感器具體包括兩個，分別為第一、第二加速度傳感器，所述第一、第二加速度傳感器分別位于第一、第三柔性梁的自由端，且位于第一、第三柔性梁長度方向的中線處。

本實用新型的有益效果：

本實用新型使得柔性梁結構在較大的直線范圍內運動,并使之在較大的工作空間上實現穩定、準確、快速的到達預設定的定位及指向，并快速抑制振動；為模擬航天器太陽能帆梁在變軌過程中柔性梁結構的振動測量和控制提供研究平臺。

附圖說明

圖1是本實用新型基于絲桿驅動的雙移動壓電鉸接柔性梁振動控制裝置的總體結構示意圖；

圖2是雙移動壓電鉸接柔性梁的局部示意圖；

圖3是基于絲桿驅動的雙移動壓電鉸接梁振動控制的流程框圖。

圖中示出：

1-伺服電機，2-聯軸器，3-電機固定座，4-底座，5-滑動導軌，6-滑塊，7-機械夾緊裝置，8-絲桿，9-第一加速度傳感器，10-第一柔性梁，11-第一鉸鏈，12-壓電傳感器，13-壓電驅動器，16-第二柔性梁，17-第二鉸鏈，18-第三柔性梁，19-第二加速度傳感器。

具體實施方式

下面結合實施例及附圖，對本實用新型作進一步地詳細說明，但本實用新型的實施方式不限于此。

實施例

如圖1-圖2所示，一種基于絲桿驅動的雙移動壓電鉸接柔性梁振動控制裝置，包括鉸接柔性梁本體部分、絲桿傳動部分、彎曲振動信號檢測部分及彎曲振動驅動控制部分；