[实用新型]一种柔性机械臂主动振动控制器

说明书

技术领域

本实用新型属于对柔性机械臂的振动实现振动抑制的技术，涉及一种柔性机械臂主动振动控制器。

背景技术

柔性机器人在高速运动的场合，运动结构的惯性力将变大，导致了柔性结构的弹性变形，产生了柔性臂的振动。由于柔性机械臂的弹性变形，执行末端难以获得较高的工作精度。传统被动控制方法通过布置阻尼材料降低结构振动水平，这些方法附加质量大，控制频带窄，低频控制效果差。

柔性臂振动主动控制方法控制频带宽，且基于压电陶瓷(PZT)材料的主动控制虽然相比于被动控制具有机构简单，压电效率高等优点，但大多致力于使用一对或多对PZT传感器与驱动器构建闭环控制系统实现抑振。基于压电材料的控制器大多以固定数量及位置的PZT片构建。然而，对于不同频率振动下的柔性机构，可变位置与结构的压电材料控制器的控制效果更佳。对于不同频率的振动，PZT材料的最优粘贴位置也是不同的。

发明内容

根据以上现有技术的不足，本实用新型所要解决的技术问题是提出一种柔性机械臂主动振动控制器，通过在柔性机械臂上定位安装传感压电片和驱动压电片，解决了传统柔性机械臂被动或主动控制方法的问题，具有机构简单、压电效率高等优点，根据传感压电片的检测数据不同，振动的驱动压电片位置不同，抑振效果更好。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案为：一种柔性机械臂主动振动控制器，所述柔性机械臂主动振动控制器包括传感压电片、驱动压电片、数据采集板、驱动电源、驱动电源系统和上位机，柔性机械臂通过夹具紧固在激振台上，激振台依次连接有功率放大器和信号发生器，传感压电片可拆卸粘贴在柔性机械臂的一侧连接到数据采集板上，在柔性机械臂的另外一侧粘贴四块驱动压电片，驱动电源连接驱动压电片，上位机通过驱动电源系统控制驱动电源。

上述装置中，所述传感压电片粘贴在柔性臂表面动态应变幅值最大处处。所述驱动压电片安装在柔性机械臂在一阶谐振频率、二阶谐振频率和三阶谐振频率下的最大应变处。所述传感压电片可拆卸地粘贴固定在柔性机械臂在一阶谐振频率、二阶谐振频率和三阶谐振频率下的最大应变处。所述驱动压电片包括第一驱动压电片、第二驱动压电片、第三驱动压电片和第四驱动压电片，第一驱动压电片安装在柔性机械臂在一阶谐振频率下的最大应变处，第三驱动压电片安装在柔性机械臂在二阶谐振频率下的最大应变处，第二驱动压电片和第四驱动压电片安装在柔性机械臂在三阶谐振频率下的最大应变处。所述将传感压电片粘贴在柔性机械臂表面应变较大处后在常温下静置24小时。

本实用新型有益效果是:本实用新型具有机构简单、抑振效率高等优点。基于多组传感压电片/驱动压电片的振动控制方法，可实现在较宽频带范围内柔性机械臂的振动抑制。通过闭环反馈控制策略，使得柔性机械臂的主动控制具备较好的鲁棒性。

附图说明

下面对本说明书附图所表达的内容及图中的标记作简要说明：

图1是本实用新型的具体实施方式的柔性机械臂主动振动控制器的结构示意图。

图2是本实用新型的具体实施方式的驱动压电片的安装位置示意图。

图中1、激振台，2、夹具，3、柔性机械臂，4、驱动压电片，5、传感压电片，6、驱动电源，7、数据采集板，8、上位机，9、功率放大器，10、信号发生器，11、第一驱动压电片，12、第二驱动压电片，13、第三驱动压电片，14、第四驱动压电片。

具体实施方式

下面对照附图，通过对实施例的描述，本实用新型的具体实施方式如所涉及的各构件的形状、构造、各部分之间的相互位置及连接关系、各部分的作用及工作原理、制造工艺及操作使用方法等，作进一步详细的说明，以帮助本领域技术人员对本实用新型的发明构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解。

如图1和2所示，1、激振台1，2、夹具2，3、柔性机械臂3，4、驱动压电片，5、传感压电片5，6、驱动电源6，7、数据采集板7，8、上位机8，9、功率放大器9，10、信号发生器10，11、第一驱动压电片11，12、第二驱动压电片12，13、第三驱动压电片13，14、第四驱动压电片14。