[發明專利]一種面向大柔度基底的運動力學測試方法

在審

• 申請號: 202310137272.5
• 申請日: 2023-02-20
• 公開（公告）號: CN116124437A
• 公開（公告）日: 2023-05-16
• 發明（設計）人: 王周義;馮一平;王昊宇;張寶文;袁清松;王炳誠
• 申請（專利權）人: 南京航空航天大學;南京航空航天大學深圳研究院
• 主分類號: G01M13/00
• 分類號: G01M13/00;G01M13/025;G06F30/20;G06F119/14
• 代理公司: 北京睿智保誠專利代理事務所(普通合伙) 11732
• 代理人: 韓鳳穎

1.一種面向大柔度基底的運動力學測試方法，其特征在于，包括：

步驟一、根據目標研究基底對象的運動特性，確定直線傳動設備的數量；

步驟二、獲取目標研究基底的力學模型，所述力學模型通過力與位移、速度、加速度之間的關系確定；

步驟三、確定直線傳動設備控制模型，并將目標研究基底力學模型的相關參數作為直線傳動設備的控制參數；

步驟四、完成實驗臺的設計和搭建，并獲取實驗臺的參數屬性；

步驟五、對實驗臺中的傳感器和直線傳動設備進行標定，完成控制參數的修正；

步驟六、直線傳動設備與力采集設備同步運行，完成仿生機構的運動力學測試實驗；

步驟七、確定所要求解的作用力，對實驗臺進行動力學分析，獲得解算公式；

步驟八、根據獲得的解算公式對原始力數據進行處理，獲得目標研究基底對象的力學特性。

2.根據權利要求1所述的一種面向大柔度基底的運動力學測試方法，其特征在于，所述步驟一中還包括在分析目標研究基底對象的運動特性之后，確定其運動方向并在相應方向上設置直線傳動設備模擬其運動，其余各個方向上對運動自由度進行限制。

3.根據權利要求1所述的一種面向大柔度基底的運動力學測試方法，其特征在于，步驟二中所述目標研究基底的力學模型為：

轉化為標準振動形式為：

式中，項為x方向慣性力，項為y方向慣性力，Mz項為z方向慣性力，與K和C相關的為剛度-阻尼特性，M為目標研究基底質量，C為目標研究基底阻尼，K為目標研究基底剛度，ζ_x為目標研究基底x方向阻尼比，ζ_y為目標研究基底y方向阻尼比，ζ_z為目標研究基底z方向阻尼比。

4.根據權利要求3所述的一種面向大柔度基底的運動力學測試方法，其特征在于，所述目標研究基底的剛度K和阻尼C的求解過程為：通過自由衰減法對目標基底進行振動特性標定實驗，分別求出各個方向上的固有頻率與阻尼比，進而求出目標研究基底的剛度K和阻尼C。

5.根據權利要求1所述的一種面向大柔度基底的運動力學測試方法，其特征在于，步驟三中所述直線傳動設備控制模型為：

式中，F_x為x方向直線傳動設備的控制模型，F_y為y方向直線傳動設備的控制模型，F_z為z方向直線傳動設備的控制模型，剛度、阻尼參數與步驟二中所得的模型參數一致。

6.根據權利要求1所述的一種面向大柔度基底的運動力學測試方法，其特征在于，步驟四中所述實驗臺設計和搭建的具體過程為：

根據所述步驟一的分析結果設計實驗臺，其中，x向直線傳動設備的定子與三維力傳感器頂面固定連接，y向直線傳動設備的定子與x向直線傳動設備的動子固定連接，z向直線傳動設備的定子與y向直線傳動設備的動子固定連接，等效基底平面與z向直線傳動設備的動子固定連接，三維力傳感器底面通過安裝板與機架固定連接，實驗臺搭建完成，并獲取各方向參與運動的質量M_apx-x、M_apx-y、M_apx-z。