[实用新型]一种柔性铰接板振动测量控制装置

说明书

本实用新型公开了一种柔性铰接板振动测量控制装置，包括柔性铰接板本体部分、检测部分及控制部分；所述柔性铰接板本体部分包括由第一柔性板及第二柔性板通过铰链连接构成柔性铰接板、伺服电机、加速度传感器、压电纤维传感器及标志点，所述检测部分包括双目视觉检测单元及激光器检测单元，所述控制部分，包括压电纤维驱动器及伺服电机驱动器，本实用新型利用双目视觉的视差原理与结构光原理，得到检测一定范围的振动信息，并实现可视化。

技术领域

本实用新型涉及振动控制领域，具体涉及一种柔性铰接板振动测量控制装置。

背景技术

航天器中大量使用了大型柔性结构，以及超轻、超薄的材料。轻型结构可以增加有效载荷的重力，提高运载工具的效率；大型结构可以增加空间的功能和航天器设计、制造的灵活性。

不过轻型柔性结构同时也存在一些不足。在系统调整姿态、变换速度时、以及外部扰动的影响等不可避免地带来柔性结构的振动问题。例如太阳帆板在调整姿态对准阳光时，因为惯性因素而引起航天器的挠性附件振动。振动将会导致设备疲劳损坏。因此大型柔性结构振动的测量与主动控制是十分必要的课题。

现有技术中，研究模拟太空帆板等挠性结构的振动控制，主要采用压电片、加速度传感器等进行振动主动控制研究。在大型柔性结构振动测量及主动控制的研究中，利用双目视觉非接触测量有其独特的优势，且还能快速获取测量数据。双目视觉在不接触被测物体表面的情况下，不改变振动物体的频率、振幅等特性。双目视觉可以计算出空间点的三维坐标，可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等优点。结构光视觉大量程、大视场、较高精度、图像信息易于提取、实时性强及主动受控。结构光视觉系统也是非接触式测量，用光学投射器代替了一个相机，成本更低。

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柔性铰接板振动测量控制装置，本实用新型模拟太阳能帆板转动，实现对柔性铰接板多点非接触、实时准确测量。

为了达到上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种柔性铰接板振动测量控制装置，包括柔性铰接板本体部分、检测部分及控制部分；

所述柔性铰接板本体部分，包括柔性铰接板、伺服电机、加速度传感器、压电纤维传感器及标志点，所述柔性铰接板由第一柔性板及第二柔性板通过铰链连接构成；

所述柔性铰接板一端与机械夹紧装置固定为固定端，另一端处于垂挂状态，为自由端；

所述第一柔性板靠近固定端一侧安装有压电纤维传感器，所述第二柔性板靠近自由端安装加速度传感器，所述第二柔性板粘贴标志点，所述伺服电机通过行星减速器与柔性铰接板连接，伺服电机带动柔性铰接板转动；

所述检测部分包括双目视觉检测单元、激光器检测单元、电荷放大器、端子板、运动控制卡及计算机，所述电荷放大器与端子板连接，所述端子板与运动控制卡相互连接，所述运动控制卡与计算机相互连接；

所述激光器检测单元包括激光器，所述激光器在第二柔性板的正前方，发射激光在第二柔性板上形成激光点；

所述视觉检测单元拍摄标志点及激光点振动图像信息，输入计算机；

所述压电纤维传感器及加速度传感器检测柔性铰接板的振动信号，经电荷放大器放大，通过端子板输入运动控制卡，然后输入计算机；

所述控制部分，包括压电纤维驱动器及伺服电机驱动器，所述伺服电机驱动器与端子板相互连接，所述压电纤维驱动器设置在柔性铰接板上，所述计算机根据采集的信息生成相应的控制信号，输入运动控制卡，经过端子板分别输入至压电纤维控制器及伺服电机驱动器，进一步驱动压电纤维驱动器及伺服电机，抑制柔性铰接板的振动。

所述视觉检测单元包括两个高速相机，两个高速相机固定在导轨上，导轨位于第二试验台上，所述标志点在两个高速相机的视野范围。