[实用新型]伞状反射器振动测量装置

说明书

本实用新型公开了一种伞状反射器振动测量装置，所述装置包括伞状反射器、振动激励机构和视觉检测机构，所述伞状反射器具有反射薄膜，所述振动激励机构与伞状反射器连接，用于激励伞状反射器产生振动，所述视觉检测机构包括投影仪、双目视觉系统和工作平台，所述投影仪和双目视觉系统设置在工作平台上，所述投影仪的镜头正对反射薄膜中心，用于将标志点投射到反射薄膜的表面，所述双目视觉系统用于检测反射薄膜表面的标志点区域。本实用新型采用非接触式视觉检测，通过投影仪将标志点投射到反射薄膜表面，并利用双目视觉系统识别标志点匹配反射薄膜的特征，从而处理分析振动信息，实时反映反射薄膜的动态形态。

技术领域

本实用新型涉及一种振动测量装置，尤其是一种伞状反射器振动测量装置，属于空间伸展结构的振动检测领域。

背景技术

可展开的通信天线是用于各种任务应用的关键航天器子系统部件，例如深空探测器，通信，侦察和环境监测，并且在现代航空航天应用中起着不可或缺的作用。空间通信环境被各种频率或能量的不同电磁信号淹没。为了快速和准确地识别目标信息，对高增益和高分辨率的需求日益增加，这激励了天线孔径的扩大。一般在5-8米范围内的孔径将不得不在固定和广播卫星业务(FSS/BSS)和宽带卫星Ku-Ka频段的C-Ku频段内工作服务。投影口径高达25米的较大反射镜已投入使用，主要用于移动卫星服务的L和S波段。其他应用包括L频段的空中交通管理卫星业务，以及VHF/UHF的应急和战术通信系统。Mangenot等人对空间通信任务场景和天线结构进行了广泛的评论。

然而，由于火箭当前的输送能力的限制，天线的质量和体积是有限的。因此，现代航天的大口径系统迫切地需要可展开天线。未来太空任务中，需要大量部署用于电信和特定科学以及地球观测应用的大型可展反射器。对于未来这种孔径超过了15米的大型可展反射器，需要侧重研究其反射薄膜的振动对天线效率，系统分辨率的影响。

基于大型抛物面反射器天线的概念提供了几个优点，其中包括天线效率，带宽，质量，能量消耗，复杂性和成本可以更加可控。

非接触式的视觉检测可以快速获取测量数据，不增加原本结构的质量，阻尼比，模态频率的参数，与粘合剂靶相比，标志点提供了一些明显的优点，用于膜的形状和动态测量(例如，可以在不增加质量或硬度的情况下使用数千个靶)，但也存在一些缺点。例如，在有光泽的膜上，大部分投射光将从镜面反射，而不会进入相对于投影仪大多数视角的摄像机。这导致标志点区域图像中明显的光强度变化，使摄影测量分析复杂化，并限制可达到的测量精度。显然，这膜表面的反射特性将直接影响用点投影技术测量的图像质量。漫射表面对于摄影测量通常是最佳的，因为光线在所有方向上散射，导致图像中对比度更均匀。和单目视觉相比，双目视觉可以计算出空间点的三维坐标，以获取物体多点的结构振动的参数信息，而不仅仅局限于一点的振动信息。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了解决上述现有技术的缺陷，提供了一种伞状反射器振动测量装置，该装置考虑到传感器对薄膜结构的测量困难，并且容易改变伞状反射器原有的力学性能和振动特性，采用非接触式视觉检测降低振动测量装置对伞状反射器的影响，通过投影仪将标志点投射到反射薄膜表面，并利用双目视觉系统识别标志点匹配反射薄膜的特征，从而处理分析振动信息，实时反映反射薄膜的动态形态。

本实用新型的目的可以通过采取如下技术方案达到：

伞状反射器振动测量装置，包括伞状反射器、振动激励机构和视觉检测机构，所述伞状反射器具有反射薄膜，所述振动激励机构与伞状反射器连接，用于激励伞状反射器产生振动，所述视觉检测机构包括投影仪、双目视觉系统和工作平台，所述投影仪和双目视觉系统设置在工作平台上，所述投影仪的镜头正对反射薄膜中心，用于将标志点投射到反射薄膜的表面，所述双目视觉系统用于检测反射薄膜表面的标志点区域。

进一步的，所述伞状反射器包括竖直支撑杆、直角梯形底座、多个反射薄膜和多根肋骨，所述反射薄膜和肋骨的数量相一致；