[發(fā)明專利]一種多柔性懸臂梁移動(dòng)旋轉(zhuǎn)振動(dòng)分析裝置及控制方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010816621.2
• 申請(qǐng)日: 2020-08-14
• 公開（公告）號(hào): CN112098024A
• 公開（公告）日: 2020-12-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 杜佳豪;邱志成
• 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

1.一種多柔性懸臂梁移動(dòng)旋轉(zhuǎn)振動(dòng)分析裝置，其特征在于，包括多柔性懸臂梁本體部分、傳動(dòng)部分及控制部分；

所述多柔性懸臂梁本體部分包括兩根水平放置的伸長臂，兩根伸長臂的一端連接，每根伸長臂的另一端分別安裝三根柔性梁，三根柔性梁的朝向分別是豎直向上、豎直向下及水平方向，柔性梁一端為固定端，其另一端為自由端；

每根柔性梁上靠近固定端處粘貼壓電傳感器及壓電致動(dòng)器，柔性梁的自由端設(shè)置位置靈敏探測器；

所述傳動(dòng)部分包括驅(qū)動(dòng)柔性梁移動(dòng)的移動(dòng)傳動(dòng)鏈和驅(qū)動(dòng)柔性梁旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)傳動(dòng)鏈；

所述控制部分，用于接收壓電傳感器及位置靈敏探測器的振動(dòng)信息，根據(jù)預(yù)定軌跡得到控制信號(hào)驅(qū)動(dòng)移動(dòng)傳動(dòng)鏈及旋轉(zhuǎn)傳動(dòng)鏈，進(jìn)一步對(duì)柔性梁進(jìn)行控制；接收壓電傳感器及位置靈敏探測器的振動(dòng)信息得到控制信號(hào)驅(qū)動(dòng)壓電致動(dòng)器，抑制柔性梁振動(dòng)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多柔性懸臂梁移動(dòng)旋轉(zhuǎn)振動(dòng)分析裝置，其特征在于，所述移動(dòng)傳動(dòng)鏈包括第一伺服電機(jī)、聯(lián)軸器、絲杠導(dǎo)軌、彎板及連接板，所述第一伺服電機(jī)通過聯(lián)軸器與絲杠導(dǎo)軌連接，絲杠導(dǎo)軌的滑塊與連接板連接，彎板固定在連接板上。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種多柔性懸臂梁移動(dòng)旋轉(zhuǎn)振動(dòng)分析裝置，其特征在于，所述旋轉(zhuǎn)傳動(dòng)鏈包括第二伺服電機(jī)、減速器及連接塊，所述第二伺服電機(jī)通過減速器與連接塊緊固，兩根伸長臂的一端固定在連接塊的兩面。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多柔性懸臂梁移動(dòng)旋轉(zhuǎn)振動(dòng)分析裝置，其特征在于，還包括激光器，所述激光器安裝在伸長臂上，每一個(gè)位置靈敏探測器對(duì)應(yīng)一個(gè)激光器，調(diào)整激光器射出的激光平面與位置靈敏探測器相垂直，且照射至位置靈敏探測器中間。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多柔性懸臂梁移動(dòng)旋轉(zhuǎn)振動(dòng)分析裝置，其特征在于，每根柔性梁上的壓電傳感器的個(gè)數(shù)為一個(gè)，其位姿與柔性梁的朝向相同，單面粘貼。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多柔性懸臂梁移動(dòng)旋轉(zhuǎn)振動(dòng)分析裝置，其特征在于，每根柔性梁上的壓電致動(dòng)器的個(gè)數(shù)為四個(gè)，其位姿與柔性梁朝向相同，雙面對(duì)稱粘貼，每面兩片。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多柔性懸臂梁移動(dòng)旋轉(zhuǎn)振動(dòng)分析裝置，其特征在于，每根柔性梁安裝一個(gè)位置靈敏探測器，其位姿為垂直于柔性梁的平面。

8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種多柔性懸臂梁移動(dòng)旋轉(zhuǎn)振動(dòng)分析裝置，其特征在于，所述控制部分包括電荷放大器、壓電驅(qū)動(dòng)器、第一伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)器、第二伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)器、端子板、運(yùn)動(dòng)控制卡及計(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)與運(yùn)動(dòng)控制卡相互連接，運(yùn)動(dòng)控制卡與端子板相互連接，端子板與第一及第二伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)器相互連接；

壓電傳感器采集振動(dòng)信息，傳輸至電荷放大器中，通過端子板及運(yùn)動(dòng)控制卡輸入計(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)得到控制信號(hào)后，通過運(yùn)動(dòng)控制卡及端子板輸出壓電驅(qū)動(dòng)器及第一及第二伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)器，進(jìn)一步控制柔性梁。

9.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種多柔性懸臂梁移動(dòng)旋轉(zhuǎn)振動(dòng)分析裝置，其特征在于，所述激光器為線激光。

10.一種基于權(quán)利要求1-9任一項(xiàng)所述的多柔性懸臂梁移動(dòng)旋轉(zhuǎn)振動(dòng)分析裝置的控制方法，其特征在于，包括如下：

第一步：計(jì)算機(jī)輸出預(yù)定軌跡路線控制信號(hào)，通過運(yùn)動(dòng)控制卡，傳輸至第一伺服電機(jī)和第二伺服電機(jī)，產(chǎn)生相應(yīng)的運(yùn)動(dòng)，柔性梁引起振動(dòng)；

第二步：利用壓電傳感器和位置靈敏探測器測得振動(dòng)信號(hào)；

第三步：根據(jù)第二步得到的檢測信號(hào)，計(jì)算機(jī)得到相應(yīng)的控制量，經(jīng)運(yùn)動(dòng)控制卡輸出至壓電驅(qū)動(dòng)器，作用于壓電致動(dòng)器，對(duì)柔性梁進(jìn)行振動(dòng)抑制；

第四步：通過改變控制參數(shù)，回到第一步，反復(fù)試驗(yàn)，獲取多次實(shí)驗(yàn)結(jié)果，得到多柔性移動(dòng)梁的振動(dòng)特性及控制效果。