[实用新型]基于丝杆驱动的双移动压电铰接柔性梁振动控制装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及柔性机器人领域，特别涉及基于丝杆驱动的双移动压电铰接柔性梁振动控制装置。

背景技术

柔性结构应用在航天领域以及工业生产，相对于刚性结构，具有质量轻、能耗低、效率高、操作灵活等优点，但柔性结构的刚度低、柔性大等特点将产生振动问题，影响控制精度。近年来，柔性结构的振动主动控制就成为当今世界普遍关注而富有挑战性的重要课题。

采用压电片驱动器驱动主动控制作动器，具有响应快、频带宽、线性度好、容易加工等特点，特别适合于航天器柔性梁等挠性结构的振动控制应用，但是它的驱动位移较小，无法进行大幅值的变形调整。

对应航天结构中的帆梁，基本上是中心浮动本体，带有两翼柔性铰接结构，在航天器变轨的过程中，太阳能帆梁容易引起同向对称的振动。

实用新型内容

为了克服现有技术存在的缺点与不足，本实用新型提供一种基于丝杆驱动的双移动压电铰接柔性梁振动控制装置。

本实用新型采用如下技术方案：

一种基于丝杆驱动的双移动压电铰接柔性梁振动控制装置，包括铰接柔性梁本体部分、丝杆传动部分、弯曲振动信号检测部分及弯曲振动驱动控制部分；

所述铰接柔性梁本体部分包括第一柔性梁、第二柔性梁及第三柔性梁，所述第一柔性梁通过第一铰链与第二柔性梁固定，所述第二柔性梁通过第二铰链与第三柔性梁固定，所述第二柔性梁的中心由机械夹紧装置固定在滑块上，所述滑块沿滑动导轨移动；

所述弯曲振动信号检测部分包括压电传感器、加速度传感器、端子板、固高运动控制器、计算机及电荷放大器，所述压电传感器及加速度传感器粘贴在铰接柔性梁本体部分上，所述压电传感器及加速度传感器检测到振动信号后传输到电荷放大器，所述电荷放大器将振动信号传输给端子板，所述端子板与固高运动控制器相互连接，所述固高运动控制器与计算机相互连接；

所述弯曲振动驱动控制部分包括压电片驱动器及压电片放大电路，所述压电片驱动器粘贴在第二柔性梁上，所述计算机得到控制信号通过固高运动控制器及端子板传输给压电片放大电路，所述压电片放大电路与压电片驱动器连接；

所述丝杆传动部分包括伺服电机、丝杆及电机伺服放大器，所述伺服电机通过联轴器与丝杆连接，所述滑块与丝杆连接，所述电机伺服放大器通过端子板及固高运动控制器接收计算机的控制信号，所述电机伺服放大器驱动伺服电机转动。

所述压电驱动器具体包括八片压电陶瓷片，分别粘贴在第二柔性梁中线两侧的正反面，每面各两片，对称粘贴，并联连接；

所述压电传感器包括两片压电陶瓷片，分别位于第二柔性梁中线两侧，单面粘贴，且位于长度方向的中线上。

所述加速度传感器具体包括两个，分别为第一、第二加速度传感器，所述第一、第二加速度传感器分别位于第一、第三柔性梁的自由端，且位于第一、第三柔性梁长度方向的中线处。

本实用新型的有益效果：

本实用新型使得柔性梁结构在较大的直线范围内运动,并使之在较大的工作空间上实现稳定、准确、快速的到达预设定的定位及指向，并快速抑制振动；为模拟航天器太阳能帆梁在变轨过程中柔性梁结构的振动测量和控制提供研究平台。

附图说明

图1是本实用新型基于丝杆驱动的双移动压电铰接柔性梁振动控制装置的总体结构示意图；

图2是双移动压电铰接柔性梁的局部示意图；

图3是基于丝杆驱动的双移动压电铰接梁振动控制的流程框图。

图中示出：

1-伺服电机，2-联轴器，3-电机固定座，4-底座，5-滑动导轨，6-滑块，7-机械夹紧装置，8-丝杆，9-第一加速度传感器，10-第一柔性梁，11-第一铰链，12-压电传感器，13-压电驱动器，16-第二柔性梁，17-第二铰链，18-第三柔性梁，19-第二加速度传感器。

具体实施方式

下面结合实施例及附图，对本实用新型作进一步地详细说明，但本实用新型的实施方式不限于此。

实施例

如图1-图2所示，一种基于丝杆驱动的双移动压电铰接柔性梁振动控制装置，包括铰接柔性梁本体部分、丝杆传动部分、弯曲振动信号检测部分及弯曲振动驱动控制部分；