[发明专利]一种可直线伸缩柔性结构振动测量装置与方法

说明书

本发明公开了一种可直线伸缩柔性结构振动测量装置与方法，包括直线位移传感器、直线运动驱动器、可伸缩柔性梁、双转动轮、安装支架、加速度传感器、激光位移传感器、电荷放大器、运动控制卡、伺服放大器和计算机，可伸缩柔性梁的两侧通过双转动轮夹持，伸缩柔性梁的伸缩长度随着直线运动驱动器的运动而变化，分析伸缩时柔性梁的振动特性，将激光位移传感器、直线位移传感器及加速度传感器检测的信号，输入到计算机处理，得到运动特性与伸缩位移之间的关系。

技术领域

本发明涉及柔性结构振动特性分析领域，具体涉及一种可直线伸缩柔性结构振动测量装置与方法。

背景技术

随着空间飞行器的发展，对通信天线的精度要求越来越高，天线的尺寸也越来越大，由于发射时运载火箭整流罩的容积有限，许多天线采用大型展开结构和可伸缩的结构形式，目前大型可伸缩杆状结构已应用与天线结构中。

大型可伸缩天线，由于在伸缩过程中的几何尺寸的变化，所以弹性振动特性也是随着伸缩过程变化的，即振动的频率和幅值都是变化的。

发明内容

为了克服现有技术存在的缺点与不足，本发明提供一种可直线伸缩柔性结构振动测量装置与方法。

本发明采用如下技术方案：

一种可直线伸缩柔性结构振动测量装置，包括直线位移传感器、直线运动驱动器、可伸缩柔性梁、安装支架、加速度传感器及激光位移传感器；

所述安装支架为L形，且水平放置，所述可伸缩柔性梁的一端安装在安装支架的竖直杆一侧，另一端为自由端，所述激光位移传感器安装在安装支架的水平杆上，且位于可伸缩柔性梁的下方；

所述直线运动驱动器的输出杆固定在安装支架的竖直杆另一侧，用于驱动可伸缩柔性梁直线运动，所述直线位移传感器与安装支架的竖直杆另一侧连接；

所述可伸缩柔性梁的两侧通过一对双转动轮夹持，当可伸缩柔性梁运动时，双转动轮转动，其右侧的长度为可伸缩柔性梁的伸缩长度，所述加速度传感器安装在可伸缩柔性梁的自由端；

还包括电荷放大器、伺服放大器、运动控制卡、电荷放大器及计算机；

所述计算机输出运动控制信号到运动控制卡，输入到伺服放大器驱动直线运动驱动器运动，所述直线位移传感器检测直线运动驱动器的位移信号输入到运动控制卡，经过转换后输入到计算机。

加速度传感器检测可伸缩柔性梁的振动信号经过电荷放大器放大后，经过运动控制卡转换后输入计算机；

激光位移传感器检测的可伸缩柔性梁的振动信号经过运动控制卡转换后输入到计算机。

所述直线位移传感器采用FAGOR光栅尺。

双转动轮在可伸缩柔性梁长度方向上的安装位置大于直线运动驱动器的输出杆的最大行程位移。

一种可直线伸缩柔性结构振动测量装置的方法，包括如下步骤：

第一步计算机产生伸缩运动的信号，输出运动控制信号到运动控制卡，进一步输出到伺服放大器驱动直线运动驱动器，直线位移传感器检测直线运动驱动器的位移；

第二步直线运动驱动器的运动进一步激励可伸缩柔性梁的伸出长度变化，激励柔性梁产生振动，加速度传感器检测可伸缩柔性梁的振动经过电荷放大器放大后，经过运动控制卡转换后输入到计算机，激光位移传感器检测的振动信号经过运动控制卡转换后输入到计算机；

第三步经过计算机运行振动分析处理相关算法，得到柔性可伸缩量伸缩运动时的振动特性，即振动随着伸缩位移的特性。

本发明的有益效果：

(1)该装置简单，容易搭建，物理上实现容易，采用滚动夹持双转动轮装置，对柔性梁的伸缩阻力小，实验方便；