[實(shí)用新型]一種柔性鉸接板振動(dòng)測(cè)量控制裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201920563535.8
• 申請(qǐng)日: 2019-04-24
• 公開（公告）號(hào): CN210603793U
• 公開（公告）日: 2020-05-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 邱志成;杜佳豪
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 華南理工大學(xué)
• 主分類號(hào): G01M7/02
• 分類號(hào): G01M7/02
• 代理公司: 廣州市華學(xué)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44245
• 代理人: 王東東

本實(shí)用新型公開了一種柔性鉸接板振動(dòng)測(cè)量控制裝置，包括柔性鉸接板本體部分、檢測(cè)部分及控制部分；所述柔性鉸接板本體部分包括由第一柔性板及第二柔性板通過鉸鏈連接構(gòu)成柔性鉸接板、伺服電機(jī)、加速度傳感器、壓電纖維傳感器及標(biāo)志點(diǎn)，所述檢測(cè)部分包括雙目視覺檢測(cè)單元及激光器檢測(cè)單元，所述控制部分，包括壓電纖維驅(qū)動(dòng)器及伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)器，本實(shí)用新型利用雙目視覺的視差原理與結(jié)構(gòu)光原理，得到檢測(cè)一定范圍的振動(dòng)信息，并實(shí)現(xiàn)可視化。

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及振動(dòng)控制領(lǐng)域，具體涉及一種柔性鉸接板振動(dòng)測(cè)量控制裝置。

背景技術(shù)

航天器中大量使用了大型柔性結(jié)構(gòu)，以及超輕、超薄的材料。輕型結(jié)構(gòu)可以增加有效載荷的重力，提高運(yùn)載工具的效率；大型結(jié)構(gòu)可以增加空間的功能和航天器設(shè)計(jì)、制造的靈活性。

不過輕型柔性結(jié)構(gòu)同時(shí)也存在一些不足。在系統(tǒng)調(diào)整姿態(tài)、變換速度時(shí)、以及外部擾動(dòng)的影響等不可避免地帶來柔性結(jié)構(gòu)的振動(dòng)問題。例如太陽(yáng)帆板在調(diào)整姿態(tài)對(duì)準(zhǔn)陽(yáng)光時(shí)，因?yàn)閼T性因素而引起航天器的撓性附件振動(dòng)。振動(dòng)將會(huì)導(dǎo)致設(shè)備疲勞損壞。因此大型柔性結(jié)構(gòu)振動(dòng)的測(cè)量與主動(dòng)控制是十分必要的課題。

現(xiàn)有技術(shù)中，研究模擬太空帆板等撓性結(jié)構(gòu)的振動(dòng)控制，主要采用壓電片、加速度傳感器等進(jìn)行振動(dòng)主動(dòng)控制研究。在大型柔性結(jié)構(gòu)振動(dòng)測(cè)量及主動(dòng)控制的研究中，利用雙目視覺非接觸測(cè)量有其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，且還能快速獲取測(cè)量數(shù)據(jù)。雙目視覺在不接觸被測(cè)物體表面的情況下，不改變振動(dòng)物體的頻率、振幅等特性。雙目視覺可以計(jì)算出空間點(diǎn)的三維坐標(biāo)，可以獲取物體多點(diǎn)的結(jié)構(gòu)振動(dòng)的參數(shù)信息，而不僅僅局限于一點(diǎn)的振動(dòng)信息等優(yōu)點(diǎn)。結(jié)構(gòu)光視覺大量程、大視場(chǎng)、較高精度、圖像信息易于提取、實(shí)時(shí)性強(qiáng)及主動(dòng)受控。結(jié)構(gòu)光視覺系統(tǒng)也是非接觸式測(cè)量，用光學(xué)投射器代替了一個(gè)相機(jī)，成本更低。

實(shí)用新型內(nèi)容

為了克服現(xiàn)有技術(shù)存在的缺點(diǎn)與不足，本實(shí)用新型提供一種柔性鉸接板振動(dòng)測(cè)量控制裝置，本實(shí)用新型模擬太陽(yáng)能帆板轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)柔性鉸接板多點(diǎn)非接觸、實(shí)時(shí)準(zhǔn)確測(cè)量。

為了達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案：

一種柔性鉸接板振動(dòng)測(cè)量控制裝置，包括柔性鉸接板本體部分、檢測(cè)部分及控制部分；

所述柔性鉸接板本體部分，包括柔性鉸接板、伺服電機(jī)、加速度傳感器、壓電纖維傳感器及標(biāo)志點(diǎn)，所述柔性鉸接板由第一柔性板及第二柔性板通過鉸鏈連接構(gòu)成；

所述柔性鉸接板一端與機(jī)械夾緊裝置固定為固定端，另一端處于垂掛狀態(tài)，為自由端；

所述第一柔性板靠近固定端一側(cè)安裝有壓電纖維傳感器，所述第二柔性板靠近自由端安裝加速度傳感器，所述第二柔性板粘貼標(biāo)志點(diǎn)，所述伺服電機(jī)通過行星減速器與柔性鉸接板連接，伺服電機(jī)帶動(dòng)柔性鉸接板轉(zhuǎn)動(dòng)；

所述檢測(cè)部分包括雙目視覺檢測(cè)單元、激光器檢測(cè)單元、電荷放大器、端子板、運(yùn)動(dòng)控制卡及計(jì)算機(jī)，所述電荷放大器與端子板連接，所述端子板與運(yùn)動(dòng)控制卡相互連接，所述運(yùn)動(dòng)控制卡與計(jì)算機(jī)相互連接；

所述激光器檢測(cè)單元包括激光器，所述激光器在第二柔性板的正前方，發(fā)射激光在第二柔性板上形成激光點(diǎn)；

所述視覺檢測(cè)單元拍攝標(biāo)志點(diǎn)及激光點(diǎn)振動(dòng)圖像信息，輸入計(jì)算機(jī)；

所述壓電纖維傳感器及加速度傳感器檢測(cè)柔性鉸接板的振動(dòng)信號(hào)，經(jīng)電荷放大器放大，通過端子板輸入運(yùn)動(dòng)控制卡，然后輸入計(jì)算機(jī)；

所述控制部分，包括壓電纖維驅(qū)動(dòng)器及伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)器，所述伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)器與端子板相互連接，所述壓電纖維驅(qū)動(dòng)器設(shè)置在柔性鉸接板上，所述計(jì)算機(jī)根據(jù)采集的信息生成相應(yīng)的控制信號(hào)，輸入運(yùn)動(dòng)控制卡，經(jīng)過端子板分別輸入至壓電纖維控制器及伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)器，進(jìn)一步驅(qū)動(dòng)壓電纖維驅(qū)動(dòng)器及伺服電機(jī)，抑制柔性鉸接板的振動(dòng)。

所述視覺檢測(cè)單元包括兩個(gè)高速相機(jī)，兩個(gè)高速相機(jī)固定在導(dǎo)軌上，導(dǎo)軌位于第二試驗(yàn)臺(tái)上，所述標(biāo)志點(diǎn)在兩個(gè)高速相機(jī)的視野范圍。