[发明专利]自动调平装置的测试台架和测试方法

权利要求书

1.一种自动调平装置的测试台架，包括调平平台、位于调平平台下方起支撑作用的底座，其特征在于：还包括自动调平装置和测试单元；

所述自动调平装置包括：

传感器模块，所述传感器模块为叠堆型压电陶瓷传感器；

驱动模块，所述驱动模块包括压电陶瓷驱动器、柔性铰链和可驱动支腿；

控制模块，用于接收、处理传感器模块的反馈信号，并根据反馈信号控制驱动模块做出调整动作，促使调平平台调整成理想位姿；

所述压电陶瓷驱动器和叠堆型压电陶瓷传感器固定连接，组成一体式的自感知压电陶瓷模块；所述可驱动支腿下方加工有条状空槽，所述柔性铰链分别设置在所述条状空槽的左右两侧，所述自感知压电陶瓷模块固定安装在所述条状空槽中；所述可驱动支腿的上端和下端分别与所述调平平台和底座固定连接；可驱动支腿具有三根，分别为第一驱动支腿、第二驱动支腿和第三驱动支腿；相应地，柔性铰链和自感知压电陶瓷模块分别对应设置有三组；第一驱动支腿、第二驱动支腿和第三驱动支腿呈三角形分布，其中第一驱动支腿和第二驱动支腿分别在磨削弧的对称线的延长线上，且第一驱动支腿和第二驱动支腿所在的位置沿磨削弧的弦线对称分布；所述第三驱动支腿位于磨削弧的弦线的延长线上；

所述测试单元包括：计算机、模数转换模块、数模转换模块、压电驱动放大器、电荷放大器、双轴倾角传感器和数据采集卡；

所述双轴倾角传感器具有a轴和b轴两个维度的检测方向，其中a轴与磨削弧的弦线重合，b轴与磨削弧的对称线平行，双轴倾角传感器固定在所述调平平台的底部中心处；

所述计算机、数模转换模块、压电驱动放大器、自感知压电陶瓷模块、电荷放大器、模数转换模块和数据采集卡依次导线连接；所述双轴倾角传感器与所述数据采集卡导线连接，所述数据采集卡插接在所述计算机的通信端口上。

2.如权利要求1所述的自动调平装置的测试台架，其特征在于：每根所述可驱动支腿的底部设置有预紧螺纹孔，所述预紧螺纹孔内设置有螺纹连接的预紧螺钉，所述预紧螺钉的上端抵住所述自感知压电陶瓷模块的底端。

3.如权利要求2所述自动调平装置测试台架的测试方法，其特征在于，包括以下步骤：

a)对调平平台进行预调平操作；

b)在调平平台任意位置施加负载，使得平台发生倾斜；

c)第一驱动支腿、第二驱动支腿和第三驱动支腿分别将对应分担的压力传递至相应的自感知压电陶瓷模块上，自感知压电陶瓷模块中的叠堆型压电陶瓷传感器受压力产生电压，产生的电压信号为模拟电压信号，经电荷放大器放大，再通过模数转换模块转换为数字信号，之后由数据采集卡传送至计算机；

d)双轴倾角传感器检测调平平台分别在a轴和b轴的倾斜角度信息，并经数据采集卡将倾斜角度信息传递至计算机存储；

e)计算机对自感知压电陶瓷模块中的叠堆型压电陶瓷传感器的电压输入信号进行对比并生成控制电压信号，控制电压信号经数模转换模块和压电驱动放大器后产生驱动电压，对自感知压电陶瓷模块中的各个压电陶瓷驱动器进行驱动，自感知压电陶瓷模块中的压电陶瓷驱动器在驱动电压的作用下产生伸缩，推动对应的可驱动支腿伸缩，从而使得调平平台的位姿产生调整；

f)调整完成后，双轴倾角传感器再次检测调平平台分别在a轴和b轴的倾斜角度信息，并经数据采集卡将倾斜角度信息传递至计算机存储；

g)根据计算机先后两次记录的双轴倾角传感器的倾斜角度信息和自感知压电陶瓷模块的压力信息，对测试结果进行分析和评价。

4.如权利要求3所述的自动调平装置测试台架的测试方法，其特征在于，所述步骤a的具体内容为：

a1)首先将双轴倾角传感器安装在标准水平仪器上进行标定归零；

a2)将双轴倾角传感器安装在调平平台的底部并使自感知压电陶瓷模块失电；

a3)计算机通过数据采集卡获取双轴倾角传感器分别在a轴和b轴的倾斜角度信息；

a4)双轴倾角传感器在a轴的倾斜角度量的修正调整，采取第一驱动支腿和第二驱动支腿不动，并单独对第三驱动支腿上的预紧螺钉进行调节；

a5)双轴倾角传感器在b轴的倾斜角度量的修正调整，采取第三驱动支腿不动，并分别对第一驱动支腿和第二驱动支腿上的预紧螺钉进行调节，且第一驱动支腿和第二驱动支腿上的预紧螺钉的调节量相同、方向相反；

a6)计算机再次通过数据采集卡获取双轴倾角传感器分别在a轴和b轴的倾斜角度信息，若双轴倾角传感器在a轴的倾斜角度信息仍然超出允许值，则再次执行步骤a4；若双轴倾角传感器在b轴的倾斜角度信息仍然超出允许值，则再次执行a5；若双轴倾角传感器在a轴和b轴的倾斜角度信息分别满足允许值，则步骤a完成。