[发明专利]旋转柔性铰接梁的振动测量控制装置与方法

摘要

本发明公开了旋转柔性铰接梁的振动测量控制装置与方法，包括柔性铰接梁本体部分、振动信号检测部分及驱动控制部分；柔性铰接梁由两块梁通过铰链连接，两块梁之间安装预拉伸形状记忆合金丝，用于抑制连接处的低频大幅值弯曲振动；在柔性铰接梁靠近机械加紧装置处的前后面分别粘贴压电陶瓷片传感器和压电陶瓷片驱动器，用于检测和抑制铰接梁的弯曲振动；铰接梁末端安装用于检测振动的加速度传感器。本发明装置用于模拟空间柔性关节和柔性机械臂的振动测量和控制，采用多传感器和多组合控制驱动器，通过运行相应控制算法，实现对旋转铰接柔性梁的弯曲振动的主动控制。

主权项

一种旋转柔性铰接梁的振动测量控制装置，其特征在于，包括柔性铰接梁本体部分、振动信号检测部分及驱动控制部分；—柔性铰接梁本体部分：柔性铰接梁由柔性梁Ⅰ(9)及柔性梁Ⅱ(12)通过铰链铰接而成，所述柔性铰接梁一端自由，另一端通过机械夹持装置(6)与谐波齿轮减速器(4)的输出轴轮彀(5)连接；—振动信号检测部分：包括压电陶瓷片传感器(8)及加速度传感器(13)，所述压电陶瓷片传感器(8)及加速度传感器(13)安装在柔性铰接梁上；所述压电陶瓷片传感器(8)检测的柔性铰接梁的弯曲振动信号及加速度传感器(13)检测的振动加速度信号经过电荷放大器(22)放大后，通过AD采样模块(23)传输到运动控制器(20)，再由运动控制器(20)处理后输入到计算机(21)得到反馈信号；—驱动控制部分包括交流伺服电机驱动控制通路、压电驱动器驱动控制通路及形状记忆合金丝驱动控制通路；所述交流伺服电机驱动控制通路包括交流伺服电机(2)，所述交流伺服电机采用速度控制或者位置控制的方式与运动控制器(20)相互连接，所述交流伺服电机(2)的输出轴通过联轴器(3)连接到谐波齿轮减速器(4)的输入轴，用于驱动柔性铰接梁的转动，所述运动控制器(20)与计算机(21)相互连接；所述压电驱动器驱动控制通路包括压电陶瓷片驱动器(7)，所述压电陶瓷片驱动器安装在柔性铰接梁上，所述计算机(21)得到振动信号，运算后产生反馈信号，所述反馈信号由运动控制器的DA输出模块I(15)输出，经过压电片放大电路(14)放大信号，输出到压电陶瓷片驱动器，从而达到抑制柔性铰接梁弯曲振动的目的；所述形状记忆合金丝驱动控制通路包括形状记忆合金丝(11)，所述形状记忆合金丝(11)安装在柔性铰接梁上，预拉伸后，两端分别固定在柔性梁Ⅰ及柔性梁Ⅱ上，所述形状记忆合金丝(11)在柔性铰接梁长度方向上跨过铰链，并接出驱动导线；将采集到的振动信号输入计算机(21)作相应的处理，得到反馈信号，该反馈信号由运动控制器(20)的DA输出模块II(19)输出，经过SMA驱动器(18)将输入的电流放大，输出到形状记忆合金丝(11)，用于分时控制形状记忆合金丝(11)的变形恢复，从而达到控制柔性铰接梁弯曲振动的作用。