[实用新型]一种柔性梁末端振动特性测试装置

说明书

技术领域

本实用新型是一种柔性梁末端振动特性测试装置，属于柔性梁末端振动特性测试装置的创新技术。

背景技术

在机器人、高速板材送料、高速封装等设备的工程应用中,针对这些设备的运行特点，可提炼出这样一类带末端质量体的柔性梁系统，其作快速、频繁点到点的运动，且要求末端质量在目标点处高精度定位。这一类带末端质量体的柔性梁系统在许多领域中有着强烈的工程应用背景，且由于实际工程的特殊性，梁末端一般无法安装反馈检测装置。因此有必要研制一套简单、实用的无状态反馈的柔性梁机械装置，可进行运动特性的测试以及模型、定位控制算法有效性的验证，这样验证后的成果才能有效、节能、安全地应用到实际工程中去。

目前，可用于带末端质量体的柔性梁系统的振动特性测试的实验装置主要是采用伺服电机或者直线电机驱动运动平台，采用磁栅或者光栅作为位置检测元件，形成一个全闭环的控制系统，与实际的工程应用中不能安装有反馈检测装置相矛盾。另外，常见的实验装置中的梁及末端质量一般都是固定在运动平台上，不能随意改变其参数，一旦控制系统的机械参数发生变化，就必须要改动整个机械装置，灵活性差。此外，目前很多的实验装置在模拟系统阻尼时，通常都是在控制器上外加一个干扰电信号，然后通过设计算法来进行控制，虽然能够达到一定的模拟和控制效果，但与实际系统的物理结构不符。

实用新型内容

本实用新型的目的在于考虑上述问题而提供一种柔性梁末端振动特性测试装置。本实用新型在无状态反馈情况下，当系统作快速、频繁点到点运动时，能有效测试梁末端质量体的振动特性，为模型及其定位控制算法的验证提供一种结构简单的测试装置。本实用新型操作方便、扩展性强、方便实用。

本实用新型的技术方案是：本实用新型的柔性梁末端振动特性测试装置，包括操作平台、工作台、直线滑台、可调节支架、柔性梁、末端质量体、阻尼可调节装置及其控制系统，控制系统包括有运动控制器、激光位移测量系统、计算机，工作台固定在操作平台上，工作台的上部分固定有交流伺服电机和滑台，伺服电机的伺服电机输出轴直接与滑台中的滚珠丝杆相连；滑台两端固定有第一限位开关和第二限位开关，第一限位开关和第二限位开关的信号输出端与运动控制器相连；滑块与丝杠螺母相连；滚珠丝杆与丝杠螺母组成螺旋传动副，可调节支架固定在滑块上；末端质量体装设在柔性梁的一端；阻尼调节装置固定在工作台上，激光位移测量系统测量滑块和末端质量体的位移量，且激光位移测量系统的信号输出端与计算机连接，计算机与运动控制器相连，运动控制器与驱动器相连，伺服电机的编码器检测伺服电机的转速，编码器的信号输出端与驱动器的信号输入端连接，驱动器的信号输出端与伺服电机连接。

上述激光测量系统包括有第一激光感测头、第二激光感测头以及激光控制器，第一激光感测头和第二激光感测头分别无接触测量滑块和末端质量体的位移量，第一激光感测头和第二激光感测头的信号输出端与激光控制器连接，激光控制器通过导线与计算机相连。

上述可调节支架包括有底板、底板中部的竖直架以及竖直架上部的调节架，竖直架固定在可调节支架的底板上，调节架通过固定螺栓将柔性梁固定在竖直架上，通过固定螺栓调节柔性梁的有效梁长。

上述阻尼调节装置固定在工作台上，阻尼调节装置包括有阻尼材料放置架、调节阀门、移动杆、第一放置架固定机构和第二放置架固定机构、第一连接轴和第二连接轴、放置架移动机构，其中第一放置架固定机构和第二放置架固定机构固定在工作台上，第一连接轴和第二连接轴通过连接螺栓固定在第一放置架固定机构和第二放置架固定机构的两端，阻尼材料放置架固定在放置架移动机构的上方，放置架移动机构的两端通过通孔穿过第一连接轴和第二连接轴，且底部不与工作台接触，调节阀门固定在移动杆的顶端，移动杆通过通孔穿过第一放置架固定机构和第二放置架固定机构，移动杆通过螺纹孔穿过放置架移动机构，移动杆为螺纹杆，旋转调节阀门，放置架移动机构能前后移动，从而使得阻尼材料放置架能沿柔性梁的方向前后移动。