[发明专利]基于视觉的刚性与柔性双五杆闭链机构装置与测控方法

说明书

本发明公开了一种基于视觉的刚性与柔性双五杆闭链机构装置与测控方法，包括刚性五杆机构、柔性五杆机构、静平台、工业相机、加速度传感器、运动控制卡、电压放大器、计算机、端子板及压电陶瓷片驱动器，本发明中采用伺服电机同时驱动刚性五杆机构和柔性五杆机构以对称的姿态、对称的轨迹进行运动且互不干涉；采用加速度传感器和工业相机来测量刚性五杆机构和柔性五杆机构运动过程中产生的振动信息，并且进行对比分析；最后结合主动控制算法，通过压电陶瓷片驱动器分别对刚性五杆机构和柔性五杆机构运动过程中产生的振动进行主动控制。

技术领域

本发明涉及振动测量领域，具体涉及一种基于视觉的刚性与柔性双五杆闭链机构装置与测控方法。

背景技术

传统意义上，机构一般设计成刚性机构；刚性结构由于其自身刚度比较大，稳定性比较好，其在受到干扰时，不易受影响。

随着经济的飞速发展，结构也不断趋于大型化、柔性化和低刚度。相对于传统的刚性机构，柔性机构具有许多优点，如：(1)各构件之间无缝隙和摩擦，机构的运动精度较高；(2)由于没有摩擦磨损，其工作中噪音会减少，而机构寿命也会延长；(3)柔性机构可以进行单片制造，易于小型化和批量生产。然而柔性结构具有阻尼小、质量轻、模态频率低等特征，其在受到干扰时，容易激起以低频为主的振动且持续时间长。如果不对这种振动进行抑制，其必会使结构产生疲劳损伤。因此，必须测量、分析和抑制柔性结构的振动。

现有技术中，柔性机构的振动测量通常采用压电陶瓷传感器、加速度传感器以及陀螺仪传感器，但这些传感器都为接触式传感器，会对被测物体的振动产生严重影响，降低测量精度，引入负载效应。压电材料由于自身强度、疲劳寿命及耐温性能等因素，应用受到一定的限制；加速度计传感器对噪声敏感，存在迟滞和温漂等问题影响其精度。

利用视觉非接触测量有其独特的优势，且能快速获取测量数据。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，可以很好的避免负载效应。和激光位移传感器相比，激光位移传感器只能进行行单点测量，而机器视觉传感器具有全局性测量特点，能够进行多点测量，而不仅仅局限于一点的振动信息等优点。

发明内容

为了克服现有技术存在的缺点与不足，本发明提供一种基于视觉的刚性与柔性双五杆闭链机构装置与测控方法。

本发明采用如下技术方案：

一种基于视觉的刚性与柔性双五杆闭链机构装置，包括机械本体部分、检测部分及驱动控制部分；

所述机械本体部分：包括静平台，两个柔性主动杆、两个柔性从动杆、两个刚性主动杆及两个刚性从动杆，所述静平台下面设置两个伺服电机，两个伺服电机分别与行星减速器连接，两个柔性主动杆的一端分别与两个行星减速器连接，两个柔性主动杆的另一端分别与两个柔性从动杆连接，所述两个柔性从动杆相互连接；

两个刚性主动杆的一端分别与两个行星减速器连接，两个刚性主动杆的另一端分别与两个刚性从动杆连接，所述两个刚性从动杆相互连接；

所述检测部分：包括工业相机及加速度传感器，所述加速度传感器设置在柔性从动杆及刚性从动杆的中间位置，所述工业相机具体为两个，分别安装在两个刚性从动杆及两个柔性从动杆的连接处上方；

所述加速度传感器检测刚性及柔性从动杆的振动信息经过适调放大器处理后，输出到端子板后经过运动控制卡输入到计算机中；

所述工业相机检测两个从动杆连接处的振动信号输入到计算机中；

所述驱动控制部分：包括压电陶瓷片驱动器，所述压电陶瓷片驱动器粘贴在柔性从动杆上，所述计算机得到振动信号后计算出控制量经过运动控制卡，再输出到端子板处理后得到模拟量输入到压电放大器，进一步驱动压电陶瓷片驱动器抑制闭链机构的振动。

还包括圆形标识，所述圆形标识有2个，分别设置在两个刚性从动杆及两个柔性从动杆的连接处，圆形标识在工业相机的视野范围内。