[发明专利]基座摆动的多柔性板振动检测控制装置及方法

权利要求书

1.一种基座摆动的多柔性板振动检测控制装置，其特征在于，包括多柔性板本体部分、定向指向驱动部分、摆动基座部分及控制部分；

所述多柔性板本体部分包括四个铰接板叶结构和一个中心本体，所述四个铰接板叶结构关于中心本体中轴线呈90°圆周分布安装，每个铰接板叶结构包括两块铰链连接的柔性板，每个铰接板叶结构一端自由，另一端与机械夹持装置固定，所述机械夹持装置固定在中心本体上，跟随中心本体运动，每块柔性板设置压电陶瓷传感器及压电驱动器，所述中心本体的指向端前侧中心位置安装陀螺仪传感器，用于中心本体指向的姿态检测，所述中心本体上安装用于设置双目视觉测量单元的框型支架；

所述定向指向驱动部分包括转动关节、伺服电缸及单轴伺服转台，伺服电缸的电机端与转动关节连接，其伸长端与中心本体前侧指向端连接，转动关节与中心本体的后侧固定端连接，通过控制伺服电缸伸缩能够实现控制中心本体的俯仰运动；转动关节与单轴伺服转台连接，单轴伺服转台驱动转动关节进行转向；

所述摆动基座部分包括底座、弧形齿条、摆动基座、伺服电机及驱动齿轮，所述弧形齿条设置在底座上，底座的两侧设置导轨，伺服电机带动驱动齿轮，驱动齿轮与弧形齿条啮合，实现摆动基座在底座上摆动，定向指向驱动部分及柔性板本体部分均设置在摆动基座上；

所述控制部分，用于接收检测振动信号，处理后得到控制信号，驱动相应元件用于抑制柔性板的振动。

2.根据权利要求1所述的多柔性板振动检测控制装置，其特征在于，所述控制部分包括计算机、运动控制卡、端子板、压电放大电路、电荷放大器、伺服电机驱动器、转动驱动器及电缸驱动器，所述计算机与运动控制卡相互连接，所述运动控制卡与端子板相互连接，所述端子板分别与伺服电机驱动器、转台驱动器及电缸驱动器相互连接，所述端子板输出信号到压电放大电路，进一步驱动压电驱动器，所述压电陶瓷传感器检测信号输入电荷放大器，所述电荷放大器与端子板连接，所述双目视觉测量单元与计算机连接，所述陀螺仪传感器与端子板连接。

3.根据权利要求1所述的多柔性板振动检测控制装置，其特征在于，所述压电陶瓷传感器具体为八片，每个柔性板安装一片，单面粘贴。

4.根据权利要求1所述的多柔性板振动检测控制装置，其特征在于，所述压电驱动器包括三十二片压电陶瓷片，每块柔性板有四片，正反两面对称粘贴，每面两片，并联连接。

5.根据权利要求1所述的多柔性板振动检测控制装置，其特征在于，所述双目视觉测量单元包括四组，与四个铰接板叶结构一一对应，每组双目视觉测量单元包括两个CCD相机及一个激光点阵投射器，CCD相机与激光点阵投射器均固定在导轨上，导轨固定在框型支架上，通过激光点阵投射器将标志点投射到柔性板，两个CCD相机实时拍摄图像。

6.根据权利要求5所述的多柔性板振动检测控制装置，其特征在于，激光点阵投射器将激光点阵投射到铰接板叶结构外侧的柔性板。

7.根据权利要求1所述的多柔性板振动检测控制装置，其特征在于，所述框型支架采用合金铝材料。

8.根据权利要求1所述的多柔性板振动检测控制装置，其特征在于，所述底座为弧形。

9.一种如权利要求1-8任一项所述的多柔性板振动检测控制装置的控制方法，其特征在于，包括如下步骤：

第一步，参数标定，对四组双目视觉测量单元进行标定，获得每组双目视觉测量系统的内参与外参；

第二步，调节多柔性板指向，计算机规划驱动轨迹后传输相应控制指令给驱动伺服电缸与单轴伺服转台，在避免引起较大振动的前提下控制多柔性板的指向一定方向；

第三步 基座摆动干扰：计算机通过运动控制卡经由端子板传输摆动指令给伺服电机驱动器，摆动基座内部的伺服电机开始驱动，摆动基座开始摆动；

第四步 定向指向控制，根据陀螺仪传感器、电缸驱动器和转台驱动器通过端子板经由运动控制卡的传输到计算机的反馈信息，经过相应算法运算后，计算机传输对应的控制信号通过运动控制卡经由端子板传输到电缸驱动器与转台驱动器，调节伺服电缸伸缩量与单轴伺服转台转动量，维持多柔性板的定向指向；

第五步 振动检测，利用压电陶瓷传感器与双目视觉测量系统分别检测多柔性板的振动，将压电陶瓷传感器信号经由电荷放大器放大，经由端子板传输，通过运动控制卡内部的模数转换模块将模拟信号转换成数字信号后输入到计算机；双目视觉测量系统中的CCD相机将拍摄的标志点阵图像通过USB接口传输到计算机中进行处理解算，获取振动信息；

第六步 振动控制，根据步骤四获得的振动检测信号，计算机运行相应的主动控制算法，得到相应的振动控制反馈信号通过运动控制卡的数模转换模块输出，经由端子板的传递，通过压电放大电路放大信号后，输出到压电驱动器中进行响应，控制柔性板的振动；

第七步 通过改变相关控制参数，进行反复试验，获得多次实验结果，得到多柔性板定向指向准确度以及多柔性板的振动特性及控制效果。