[发明专利]基于激光双目视觉的双柔性悬臂梁振动测控装置与方法

摘要

本发明公开了一种基于激光双目视觉的双柔性悬臂梁振动测控装置与方法，包括两块串联配置的柔性悬臂梁，所述柔性悬臂梁上设置压电陶瓷驱动器，压电陶瓷传感器及加速度计，还包括线激光器、工业相机、伺服电机及行星减速器，线激光器产生激光光源，结合工业相机以完全非接触的方式，检测悬臂梁的弯曲振动；伺服电机经由行星减速器减速，用于控制悬臂梁的旋转，同时接收由振动控制算法得到的抑振信号，抑制悬臂梁的振动。本发明装置可以用于模拟空间柔性关节的振动测量和控制，并且使用激光作为光源可以不受太阳光的影响而保持工作稳定性，为柔性航天结构的测振抑振提供参考。

主权项

一种基于激光双目视觉的双柔性悬臂梁振动测控装置，其特征在于，包括柔性悬臂梁本体部分、检测部分及驱动控制部分；所述柔性悬臂梁本体部分包括台座、第一柔性悬臂梁、第二柔性悬臂梁、第一行星减速器、第一伺服电机、第二伺服电机及第二行星减速器；所述第一柔性悬臂梁与第二柔性悬臂梁串联，第一柔性悬臂梁的一端通过夹板固定在第一行星减速器的输出轴称为固定端，另一端为自由端，第一伺服电机与第一行星减速器连接，所述第二伺服电机及第二行星减速器固定在第一柔性悬臂梁的自由端，所述第二行星减速器的输出轴与第二柔性悬臂梁的一端连接称为固定端，其另一端为自由端，所述第一伺服电机及第一行星减速器由立柱支撑安放在台座上；所述检测部分包括接触式检测单元及非接触式检测单元；所述接触式检测单元，包括压电陶瓷传感器及加速度计，所述压电陶瓷传感器设置在柔性悬臂梁宽度方向的中线处，加速度计安装在柔性悬臂梁的自由端中间位置；所述压电陶瓷传感器及加速度计检测的柔性悬臂梁的振动信号经由电荷放大器放大后，通过Galil运动控制卡将模拟标准电信号转换成数字信号输入到计算机中；所述非接触式检测单元，包括工业相机、线激光器、滑轨及相机架，工业相机具体为两台，第二柔性悬臂梁定位后的振动范围位于两个工业相机的视场内，工业相机通过云台设置在滑轨上，线激光器设置在两台工业相机的中间位置，且通过滑块置于滑轨上，所述滑轨置于相机架上，所述工业相机拍摄的图像传输到计算机中；所述驱动控制部分，包括压电陶瓷驱动器，所述压电陶瓷驱动器安装在柔性悬臂梁靠近固定端位置，计算机得到驱动控制信号经过Galil运动控制卡分别输出到电机伺服单元及压电放大电路，电机伺服单元分别驱动第一伺服电机及第二伺服电机，进一步驱动第一及第二柔性悬臂梁固定端的转动；压电放大电路将驱动控制信号放大后输出到压电陶瓷驱动器中，抑制柔性悬臂梁的弯曲振动。