[实用新型]一种基于超声波传感器柔性铰接板振动测量装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及柔性铰接板振动检测领域，具体涉及一种基于超声波传感器柔性铰接板振动测量装置。

背景技术

在航空航天领域，存在着大量像太阳能帆板这类柔性结构，随着航天器复杂程度的增加以及对能量、精度要求的提高，太阳能帆板这类航天结构越来越向着大型化和柔性化方向发展，更大的太阳能帆板可以转换更多的太阳能为航天器提供更加充足的能量，柔性化可减轻航天器质量，有助于降低成本，减少运行能耗。常见的太阳能帆板一端与航天器相连，另一端自由伸展，呈对称布置，并且是由多块矩形帆板连接而成，具有很长的跨度和较大的柔性。大跨度，低刚度的太阳能帆板处于无阻尼的太空环境中，宇宙风、微粒子流和温度冲击等空间环境以及航天器变轨、帆板伸展和收拢等自身激励都不可避免的会对其产生干扰；一旦受到这种干扰的作用，其产生的大幅值振动很难在短时间内自然衰减下来，特别是低阶的振动将会持续很长时间；如果不对这种振动进行抑制的话，势必将会影响航天器的正常工作，而进行振动测量是振动控制的基础。现有技术中，研究模拟太阳能帆板结构的弯曲模态和扭转模态振动控制，一般忽略连接铰链的刚度的影响，将太阳能帆板简化成柔性板结构。现有技术对柔性铰接板振动测量通常采用压电片、加速度传感器以及PSD传感器，但此类传感器都为接触式传感器，会对被测体的振动产生严重影响，降低测量精度。

实用新型内容

为了克服现有技术存在的缺点与不足，本实用新型提供一种基于超声波传感器柔性铰接板振动测量装置。

本实用新型采用如下技术方案：

一种基于超声波传感器柔性铰接板振动测量装置，包括铰接板、多个超声波传感器、A/D数据采集卡、计算机及显示器；

所述铰接板由柔性板Ⅰ及柔性板Ⅱ通过铰链连接构成，所述铰接板的一端通过机械夹持装置与底座固定，铰接板的另一端为自由端，所述多个超声波传感器安装在铰接板的正前方；

所述多个超声波传感器将采集到的电信号经过A/D数据采集卡传输到计算机，所述计算机与显示器连接。

所述超声波传感器具体有8个，分别为第一、第二、第三、第四、第五、第六、第七及第八超声波传感器。

所述第一、第二及第三超声波传感器通过第一支架分别安装在柔性板Ⅰ的中心点及靠近铰链一侧的上下两端，所述第四、第五、第六、第七及第八超声波传感器通过第二支架分别安装在柔性板Ⅱ的中心点及柔性板Ⅱ的四个角。

还包括磁性底座，所述第一、第二支架分别通过磁性底座安装在底座上。

所述机械夹持装置包括等腰梯形夹板及矩形柱状支架，所述等腰梯形夹板通过螺栓安装在矩形柱状支架上。

本实用新型的有益效果：

(1)通过将两块柔性板经铰链连接成铰接板，其动力学特性与实际的太阳能帆板结构更为接近，在此基础上进行振动测量研究更具有实际意义。

(2)本装置安装了多个传感器来检测各个测量点处的振动，能测量铰接板的多阶低模态振动，同时在铰链两边安装了传感器，可以得到铰链对铰接板振动的影响。

(3)采用超声波传感器，为非接触式测量，没有负载效应。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是本实用新型图1中的主视图。

图中示出：

1-柔性板Ⅰ，2-第一超声波传感器，3-第二超声波传感器，4-第一铰链，5-第四超声波传感器，6-柔性板Ⅱ，7-第六超声波传感器，8-第七超声波传感器，9-第八超声波传感器，10-第五超声波传感器，11-第二铰链，12-第三超声波传感器，13-第一磁性底座，14-第二磁性底座，15-底座，16-矩形柱状支架，17-等腰梯形夹板。

具体实施方式

下面结合实施例及附图，对本实用新型作进一步地详细说明，但本实用新型的实施方式不限于此。

实施例

如图1、图2所示，一种基于超声波传感器柔性铰接板振动测量装置，包括铰接板、多个超声波传感器、A/D数据采集卡、计算机及显示器；

所述铰接板由柔性板Ⅰ1及柔性板Ⅱ6通过第一、第二铰链4、11连接构成，所述铰接板的一端通过机械夹持装置与底座15固定，铰接板的另一端为自由端，所述多个超声波传感器安装在铰接板的正前方，所述机械夹持装置由等腰梯形夹板17及矩形柱状支架16构成，所述等腰梯形夹板17通过螺栓安装在矩形柱状支架16上。