[實用新型]柔性桁架振動檢測裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201821103659.X
• 申請日: 2018-07-12
• 公開（公告）號: CN208847329U
• 公開（公告）日: 2019-05-10
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 邱志成;吳郭烽
• 申請（專利權(quán)）人: 華南理工大學(xué)
• 主分類號: G01H9/00
• 分類號: G01H9/00;G01H11/06
• 代理公司: 廣州市華學(xué)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44245
• 代理人: 李君

本實用新型公開了一種柔性桁架振動檢測裝置，所述裝置包括柔性桁架、壓電驅(qū)動機構(gòu)和振動檢測機構(gòu)，所述壓電驅(qū)動機構(gòu)與柔性桁架連接，用于驅(qū)動柔性桁架產(chǎn)生振動，所述振動檢測機構(gòu)包括雙目視覺系統(tǒng)、工作平臺、加速度傳感器和處理設(shè)備，所述雙目視覺系統(tǒng)設(shè)置在工作平臺上，用于檢測柔性桁架上的標志點區(qū)域，所述加速度傳感器設(shè)置在柔性桁架上，所述處理設(shè)備分別與雙目視覺系統(tǒng)、加速度傳感器連接。本實用新型采用視覺和加速度傳感器對柔性桁架進行檢測，通過將兩種檢測方式的優(yōu)勢結(jié)合，既彌補了視覺檢測在光照條件不足的情況下圖像對比度不足的缺點，又展示了視覺檢測的靈活性和良好的適應(yīng)性。

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及一種振動檢測裝置，尤其是一種柔性桁架振動檢測裝置，屬于空間伸展結(jié)構(gòu)的振動檢測領(lǐng)域。

背景技術(shù)

柔性結(jié)構(gòu)在航天及工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域應(yīng)用廣泛，相對于剛性結(jié)構(gòu)，具有質(zhì)量輕、能耗低、效率高、操作靈活等優(yōu)點，但柔性結(jié)構(gòu)的固有頻率低，低頻模態(tài)振動易被激起等特點限制了其在航天器天線，帆板上的應(yīng)用與發(fā)展。

近幾年以來，人們對航天器結(jié)構(gòu)的研究成為研究重點和熱門課題。由于火箭的搭載能力提升有限，對天線等采用柔性結(jié)構(gòu)是首要的選擇。該柔性桁架在太空上的應(yīng)用主要是在航天器的體外伸展機構(gòu)。電機驅(qū)動柔性桁架伸展，桁架的自由端連接另一個信號發(fā)射及接收裝置。另外，也可以通過這種柔性伸展桁架在兩側(cè)展開反射薄膜。實際應(yīng)用中，由于桁架結(jié)構(gòu)為柔性，質(zhì)量輕，太空中阻尼小，桁架易激起振動，對探測系統(tǒng)的精度產(chǎn)生更大的偏差。為了提高航天器的精度，對空間柔性結(jié)構(gòu)的振動研究愈加迫切。由于桁架結(jié)構(gòu)本身固有頻率分布十分復(fù)雜，因此對振動檢測的方法要求較高。加速度傳感器具有頻帶寬，結(jié)構(gòu)簡單，質(zhì)量輕，易于安裝等優(yōu)點，利用加速度傳感器合理分布可以實時處理柔性桁架的振動反饋信號，實際應(yīng)用比較方便。

視覺檢測是近年來新型的檢測手段，由于其對原本柔性桁架系統(tǒng)的動力學(xué)性能影響非常小，適合應(yīng)用于對空間柔性伸展結(jié)構(gòu)的振動檢測。

一般在地面模擬實驗時，除了重力對桁架結(jié)構(gòu)的特性產(chǎn)生影響之外，實驗室的硬件條件也是其中影響因素之一。需要對實際天線結(jié)構(gòu)進行模型代替，采取合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計。

實用新型內(nèi)容

本實用新型的目的是為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供了一種柔性桁架振動檢測裝置，該裝置采用視覺和加速度傳感器對柔性桁架進行檢測，通過將兩種檢測方式的優(yōu)勢結(jié)合，既彌補了視覺檢測在光照條件不足的情況下圖像對比度不足的缺點，又展示了視覺檢測的靈活性和良好的適應(yīng)性。

本實用新型的目的可以通過采取如下技術(shù)方案達到：

柔性桁架振動檢測裝置，包括柔性桁架、壓電驅(qū)動機構(gòu)和振動檢測機構(gòu)，所述壓電驅(qū)動機構(gòu)與柔性桁架連接，用于驅(qū)動柔性桁架產(chǎn)生振動，所述振動檢測機構(gòu)包括雙目視覺系統(tǒng)、工作平臺、加速度傳感器和處理設(shè)備，所述雙目視覺系統(tǒng)設(shè)置在工作平臺上，用于檢測柔性桁架上的標志點區(qū)域，所述加速度傳感器設(shè)置在柔性桁架上，所述處理設(shè)備分別與雙目視覺系統(tǒng)、加速度傳感器連接。

進一步的，所述柔性桁架具有多層結(jié)構(gòu)，每層結(jié)構(gòu)由十六根柔性桿相互連接而成，最底層結(jié)構(gòu)與壓電驅(qū)動機構(gòu)連接。

進一步的，所述柔性桁架的每層結(jié)構(gòu)中，十六根柔性桿包括八根水平柔性桿、四根豎直柔性桿以及四根傾斜柔性桿，其中四根水平柔性桿與另外四根水平柔性桿上下對稱設(shè)置，四根豎直柔性桿與八根水平柔性桿構(gòu)成一個立方體，四根傾斜柔性桿分別設(shè)置在立方體的四個側(cè)面上。

進一步的，所述柔性桁架的最底層結(jié)構(gòu)中，兩根柔性桿分別與壓電驅(qū)動機構(gòu)連接，柔性桁架除這兩根柔性桿外的每根柔性桿上均勻分布有多圈標志點。

進一步的，所述裝置還包括支撐平臺，所述柔性桁架的最底層結(jié)構(gòu)固定在支撐平臺上。