[实用新型]柔性桁架振动检测装置

说明书

本实用新型公开了一种柔性桁架振动检测装置，所述装置包括柔性桁架、压电驱动机构和振动检测机构，所述压电驱动机构与柔性桁架连接，用于驱动柔性桁架产生振动，所述振动检测机构包括双目视觉系统、工作平台、加速度传感器和处理设备，所述双目视觉系统设置在工作平台上，用于检测柔性桁架上的标志点区域，所述加速度传感器设置在柔性桁架上，所述处理设备分别与双目视觉系统、加速度传感器连接。本实用新型采用视觉和加速度传感器对柔性桁架进行检测，通过将两种检测方式的优势结合，既弥补了视觉检测在光照条件不足的情况下图像对比度不足的缺点，又展示了视觉检测的灵活性和良好的适应性。

技术领域

本实用新型涉及一种振动检测装置，尤其是一种柔性桁架振动检测装置，属于空间伸展结构的振动检测领域。

背景技术

柔性结构在航天及工业生产领域应用广泛，相对于刚性结构，具有质量轻、能耗低、效率高、操作灵活等优点，但柔性结构的固有频率低，低频模态振动易被激起等特点限制了其在航天器天线，帆板上的应用与发展。

近几年以来，人们对航天器结构的研究成为研究重点和热门课题。由于火箭的搭载能力提升有限，对天线等采用柔性结构是首要的选择。该柔性桁架在太空上的应用主要是在航天器的体外伸展机构。电机驱动柔性桁架伸展，桁架的自由端连接另一个信号发射及接收装置。另外，也可以通过这种柔性伸展桁架在两侧展开反射薄膜。实际应用中，由于桁架结构为柔性，质量轻，太空中阻尼小，桁架易激起振动，对探测系统的精度产生更大的偏差。为了提高航天器的精度，对空间柔性结构的振动研究愈加迫切。由于桁架结构本身固有频率分布十分复杂，因此对振动检测的方法要求较高。加速度传感器具有频带宽，结构简单，质量轻，易于安装等优点，利用加速度传感器合理分布可以实时处理柔性桁架的振动反馈信号，实际应用比较方便。

视觉检测是近年来新型的检测手段，由于其对原本柔性桁架系统的动力学性能影响非常小，适合应用于对空间柔性伸展结构的振动检测。

一般在地面模拟实验时，除了重力对桁架结构的特性产生影响之外，实验室的硬件条件也是其中影响因素之一。需要对实际天线结构进行模型代替，采取合理的结构设计。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了解决上述现有技术的缺陷，提供了一种柔性桁架振动检测装置，该装置采用视觉和加速度传感器对柔性桁架进行检测，通过将两种检测方式的优势结合，既弥补了视觉检测在光照条件不足的情况下图像对比度不足的缺点，又展示了视觉检测的灵活性和良好的适应性。

本实用新型的目的可以通过采取如下技术方案达到：

柔性桁架振动检测装置，包括柔性桁架、压电驱动机构和振动检测机构，所述压电驱动机构与柔性桁架连接，用于驱动柔性桁架产生振动，所述振动检测机构包括双目视觉系统、工作平台、加速度传感器和处理设备，所述双目视觉系统设置在工作平台上，用于检测柔性桁架上的标志点区域，所述加速度传感器设置在柔性桁架上，所述处理设备分别与双目视觉系统、加速度传感器连接。

进一步的，所述柔性桁架具有多层结构，每层结构由十六根柔性杆相互连接而成，最底层结构与压电驱动机构连接。

进一步的，所述柔性桁架的每层结构中，十六根柔性杆包括八根水平柔性杆、四根竖直柔性杆以及四根倾斜柔性杆，其中四根水平柔性杆与另外四根水平柔性杆上下对称设置，四根竖直柔性杆与八根水平柔性杆构成一个立方体，四根倾斜柔性杆分别设置在立方体的四个侧面上。

进一步的，所述柔性桁架的最底层结构中，两根柔性杆分别与压电驱动机构连接，柔性桁架除这两根柔性杆外的每根柔性杆上均匀分布有多圈标志点。

进一步的，所述装置还包括支撑平台，所述柔性桁架的最底层结构固定在支撑平台上。