[实用新型]多柔性板振动检测装置

说明书

本实用新型公开了一种多柔性板振动检测装置，所述装置包括2N+1块柔性板、直线移动机构、振动检测机构和控制组件，其中一块柔性板位于中心位置，其余柔性板对称设置在该块柔性板的左右两边，所有柔性板垂直于水平面，并通过铰链铰接在一起，形成柔性铰接板，所述柔性铰接板设置在直线移动机构上；所述振动检测机构包括两台幻灯机、两组双目视觉系统和2N个加速度传感器，每台幻灯机用于将标志点投射在柔性铰接板上，每组双目视觉系统用于检测对应幻灯机投射在柔性铰接板上的标志点区域，每个加速度传感器设置在对应的柔性板上。本实用新型能够反映柔性铰接板的全局特性，并且对研究基于多传感器的主动振动控制提供了条件。

技术领域

本实用新型涉及一种振动检测装置，尤其是一种多柔性板振动检测装置，属于柔性结构的刚度和振动检测领域。

背景技术

柔性结构在航天及工业生产领域应用广泛，柔性结构相对于刚性结构，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某些领域内的应用与发展。

在航天航空领域，存在着大量的太阳能帆板。实际中的太阳能帆板由多块矩形帆板连接而成，第一块帆板的一段与航天器相连接，另一端通过铰链与第二块帆板相连接，第二块帆板则以同样的方式与第三块帆板相连接；这样，多块矩形帆板连接构成了太阳能帆板。在此连接条件下，太阳能帆板具有大跨度和高柔性的特点。而在无外阻的太空环境下，极易受到外部激励作用而产生持续时间较长的低频大幅值振动，因此，对大型柔性结构的振动分析和控制研究是很有必要的。现有技术中，连接铰链的刚度对太阳能帆板结构的弯曲模态和扭转模态振动的影响不容忽视，研究不同刚度的连接铰链对柔性板振动的影响对研究太阳能帆板结构的振动模态具有指导意义。

加速度传感器质量轻，易安装，并且频带较宽，利用加速度传感器反馈控制可在较宽频带范围增加系统的主动阻尼，增强系统鲁棒性。由于加速度传感器的应用会给系统引进大量的高频噪声信号，因此要进行滤波处理。同时加速度传感器对噪声敏感，存在迟滞和温漂等问题影响其精度，且只能测量物体上某一点的位移，要想获得全部信息，必须在铰接板上分别布置几个加速度传感器。

利用双目视觉非接触测量有其独特的优势，且还能快速获取测量数据。双目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，和单目视觉相比，单目视觉只能获取柔性结构的面内位移，而双目视觉不仅可以获取面内位移，还可以获取面外位移。

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，提供了一种多柔性板振动检测装置，该装置采用双目视觉检测能够反映柔性铰接板的全局特性，并且使用加速度传感器检测和双目视觉检测相结合的方法对柔性铰接板的振动信息进行比较，有利于提高检测精度，对研究基于多传感器的主动振动控制提供了条件。

本实用新型的目的可以通过采取如下技术方案达到：

多柔性板振动检测装置，包括2N+1块柔性板、直线移动机构、振动检测机构和控制组件，其中一块柔性板位于中心位置，其余柔性板对称设置在该块柔性板的左右两边，所有柔性板垂直于水平面，并通过铰链铰接在一起，形成柔性铰接板，所述柔性铰接板设置在直线移动机构上；所述振动检测机构包括两台幻灯机、两组双目视觉系统和2N个加速度传感器，两台幻灯机与两组双目视觉系统一一对应，每台幻灯机用于将标志点投射在柔性铰接板上，每组双目视觉系统用于检测对应幻灯机投射在柔性铰接板上的标志点区域，加速度传感器与除中心位置外的柔性板一一对应，且每个加速度传感器设置在对应的柔性板上；所述控制组件分别与直线移动机构、双目视觉系统、加速度传感器连接；其中，N为自然数。