两端支撑太阳翼的视觉振动测量装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种两端支撑太阳翼的视觉振动测量装置，所述装置包括单铺开太阳翼和振动检测机构，所述单铺开太阳翼的两端支撑固定，所述振动检测机构包括两组双目视觉系统和两个桁架，所述两个桁架前后平行设置，所述两组双目视觉系统和两个桁架一一对应，且每组双目视觉系统设置在对应的桁架上，两组双目视觉系统用于检测单铺开太阳翼的前、后部上表面的振动检测标志点区域。本实用新型专利技术将单铺开太阳翼的两端支撑固定，并将两组双目视觉系统设置在两个前后平行设置的桁架上，对单铺开太阳翼的前、后部上表面的振动检测标志点区域进行检测，具有非接触、响应快的优点，能够实现单铺开太阳翼振动的精确测量，避免接触式测量所带来的误差。

【技术实现步骤摘要】
两端支撑太阳翼的视觉振动测量装置
本技术涉及一种振动测量装置，尤其是一种两端支撑太阳翼的视觉振动测量装置，属于振动测量领域。
技术介绍
航天事业的飞速发展，航天器所承担的任务的复杂性不断增加，航天器朝着低刚度、柔性化、大型化的趋势发展，大柔性称为现代航天器的一大特点。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。现代航天器大多带有太阳能帆板等大型柔性结构，具有模态阻尼小，受激易产生大幅持续振动的特点。为使航天器所带有效载荷正常工作，必须有效抑制柔性体的振动，而振动测量是振动抑制的先决条件。目前振动测量研究的热点主要分为：智能结构，加速度、角速度式，光学测量三大类。柔性薄膜电池由于使用原材料少，工艺集成度高、成本低、重量轻和柔性可弯曲等特性，在空间技术、建设光伏以及便携式可穿戴光伏器件等领域具有独特的发展空间。柔性薄膜太阳能电池主要有硅基、铜铟镓硒和碲化镉。在薄膜电池中硅基技术相对成熟，但是柔性硅基电池在国内还缺乏卷对卷大规模生产的核心技术和设备。非接触式测量对比传统的传感器接触式测量有很多优点。非接触式测量不会影响被测对象的动态性能，不会因为对被测物体附加质量而影响它的正常工作，对被测对象无损而且抗干扰能力强。但是，非接触式测量的精度普遍比接触式测量要低。非接触式测量是一种简单而有效的测振方法，常见的有激光测振仪、激光传感器、双目视觉系统等方法，其中，由两个高速相机组成的双目视觉系统测振方法随着图像处理和分析技术的发展成熟，越来越成为一种简单便捷的具有很高使用价值的测振方法。双目视觉系统测振方法具有很多有点：首先，这种方法结构简单，不需要激光光源和其他辅助装置；其次，高速相机测量振动是一种多点测量方法，相比于一些的单点测量的方法，高速相机测量振动在测量多个点的模态变化的时候具有很大的优势，只要高速相机的分辨率和拍摄频率足够高，拍摄的范围足够大，只需要在被测范围里面作上若干个标记点，它可以在一个范围里面精确测量多个点的振动，获取多个点的模态信息，最后，双目视觉系统可以对被测物体的振动的多阶模态进行解耦，可以将复杂的多阶模态简化为多个一阶模态的叠加，将振动的信息更加直观的表现出来。机器视觉起源于摄影测量学和统计模式识别。20世纪70年代中期到80年代初期，美国麻省理工学院David教授提出了全新的机器视觉理论。David把机器视觉系统的研究分为三个层次：第一是计算机理论层次，第二是表示与算法层次，第三是硬件实现。在第一层次中，David将视觉过程自下而上分为初级视觉、中级视觉和高级视觉三个级别。该理论为机器视觉成为一门学科奠定了良好的基础。因此，从20世纪80年代开始，机器视觉在全球掀起了研究的热潮。从理论上说，机器视觉的研究尚未形成一个完整的理论体系；从技术上说，机器视觉许多方面都未达到实际应用水平。
技术实现思路
本技术的目的是为了解决上述现有技术的缺陷，提供了一种两端支撑太阳翼的视觉振动测量装置，该装置将单铺开太阳翼的两端支撑固定，并将两组双目视觉系统设置在两个前后平行设置的桁架上，利用两组双目视觉系统对单铺开太阳翼的前、后部上表面的振动检测标志点区域进行检测，具有非接触、响应快的优点，能够实现单铺开太阳翼振动的精确测量，避免接触式测量所带来的误差。本技术的目的可以通过采取如下技术方案达到：两端支撑太阳翼的视觉振动测量装置，包括单铺开太阳翼和振动检测机构，所述单铺开太阳翼的两端支撑固定，所述振动检测机构包括两组双目视觉系统和两个桁架，所述两个桁架前后平行设置，所述两组双目视觉系统和两个桁架一一对应，且每组双目视觉系统设置在对应的桁架上，两组双目视觉系统用于检测单铺开太阳翼的前、后部上表面的振动检测标志点区域。进一步的，所述单铺开太阳翼包括固定部件、开卷部件、太阳能电池薄膜和两个充气臂架，所述两个充气臂架左右对称设置，且两个充气臂架的两端分别与固定部件、开卷部件连接，所述太阳能电池薄膜设置在两个充气臂架之间，且太阳能电池薄膜的两端分别与固定部件、开卷部件连接。进一步的，所述装置还包括支撑平台，所述单铺开太阳翼与支撑平台的表面保持平行关系，所述固定部件通过两根竖直方杆固定在支撑平台上，所述开卷部件通过两根竖直方杆固定在支撑平台上，所述两个桁架分别通过角件固定在支撑平台内侧。进一步的，所述支撑平台包括基板和四根支撑脚，所述固定部件通过两根竖直方杆固定在基板上表面，所述开卷部件通过两根竖直方杆固定在基板上表面，所述两个桁架分别通过角件固定在基板内侧，所述四根支撑脚与基板的下表面固定连接。进一步的，每组双目视觉系统包括两台高速相机、一条导轨、两个滑块和两个云台，所述导轨固定在对应的桁架上，所述两个滑块滑动设置在导轨上，所述两台高速相机、两个云台和两个滑块均为一一对应，每台高速相机设置在对应的云台上，每个云台固定在对应的滑块上；其中一组双目视觉系统的两台高速相机的镜头对准单铺开太阳翼的前部上表面的振动检测标志点区域；另一组双目视觉系统的两台高速相机的镜头对准单铺开太阳翼的后部上表面的振动检测标志点区域。进一步的，所述每组双目视觉系统中，两台高速相机之间的水平距离为400mm，且两台高速相机的镜头与单铺开太阳翼上表面之间的距离为800mm～1000mm。进一步的，每个桁架包括一根水平杆和两根竖直杆，所述水平杆的两端分别与两根竖直杆的一端连接，两根竖直杆的另一端固定。进一步的，所述单铺开太阳翼上的标志点有四种形状，分别为圆形、矩形、三角形和星形。本技术相对于现有技术具有如下的有益效果：1、本技术采用了两组双目视觉系统，将单铺开太阳翼的两端支撑固定，并将两组双目视觉系统设置在两个前后平行设置的桁架上，在不带附加效应的前提下对单铺开太阳翼进行非接触式振动测量，由此测量获得的单铺开太阳翼振动信息精度相对较高。2、本技术通过两根竖直方杆将固定部件固定在支撑平台上，以及通过两根竖直方杆将开卷部件固定在支撑平台上，使得太阳能电池薄膜处于张紧的状态，从而使单铺开太阳翼稳定处于重力场中。3、本技术将两个桁架分别通过角件固定在支撑平台内侧，通过控制角件的松紧，可以调整桁架的水平杆与支撑平台表面之间的距离，即调整桁架的高度，从而调整双目视觉系统的拍摄高度。4、本技术的两组双目视觉系统各设有两台高速相机，通过移动导轨上的两个滑块，可以调节两台高速相机的水平位置，从而改变两台高速相机之间的位置关系，每台高速相机设置在对应的云台上，通过云台可以改变高速相机与拍摄表面的角度，从而实现多点测量，由于单铺开太阳翼的体积较大，采用多点测量方式对单铺开太阳翼进行检测，能够对单铺开太阳翼的多阶模态耦合振动进行解耦，较准确的还原单铺开太阳翼的振动情况。5、本技术采用的双目视觉系统可以水平位移，也可以竖直位移，并且可以调整高速相机的拍摄角度，有利于相机的标定以及不同形状大小的单铺开太阳翼的振动测量，获得更精确的单铺开太阳翼的振动特性。6、本技术采用不同形状的标志点编码的方法，确保和提高两套双目视觉系统图像的识别和拼接问题，具体是通过对圆形、三角形、矩形和星形标志点的顺序进行排列，使中间图像重叠部分的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.两端支撑太阳翼的视觉振动测量装置，其特征在于：包括单铺开太阳翼和振动检测机构，所述单铺开太阳翼的两端支撑固定，所述振动检测机构包括两组双目视觉系统和两个桁架，所述两个桁架前后平行设置，所述两组双目视觉系统和两个桁架一一对应，且每组双目视觉系统设置在对应的桁架上，两组双目视觉系统用于检测单铺开太阳翼的前、后部上表面的振动检测标志点区域。

【技术特征摘要】
1.两端支撑太阳翼的视觉振动测量装置，其特征在于：包括单铺开太阳翼和振动检测机构，所述单铺开太阳翼的两端支撑固定，所述振动检测机构包括两组双目视觉系统和两个桁架，所述两个桁架前后平行设置，所述两组双目视觉系统和两个桁架一一对应，且每组双目视觉系统设置在对应的桁架上，两组双目视觉系统用于检测单铺开太阳翼的前、后部上表面的振动检测标志点区域。2.根据权利要求1所述的两端支撑太阳翼的视觉振动测量装置，其特征在于：所述单铺开太阳翼包括固定部件、开卷部件、太阳能电池薄膜和两个充气臂架，所述两个充气臂架左右对称设置，且两个充气臂架的两端分别与固定部件、开卷部件连接，所述太阳能电池薄膜设置在两个充气臂架之间，且太阳能电池薄膜的两端分别与固定部件、开卷部件连接。3.根据权利要求2所述的两端支撑太阳翼的视觉振动测量装置，其特征在于：所述装置还包括支撑平台，所述单铺开太阳翼与支撑平台的表面保持平行关系，所述固定部件通过两根竖直方杆固定在支撑平台上，所述开卷部件通过两根竖直方杆固定在支撑平台上，所述两个桁架分别通过角件固定在支撑平台内侧。4.根据权利要求3所述的两端支撑太阳翼的视觉振动测量装置，其特征在于：所述支撑平台包括基板和四根支撑脚，所述固定部件通过两根竖直方杆固定在基板上表面，所述开卷部件通过两根竖直方杆固定在基板上...

【专利技术属性】
技术研发人员：邱志成，王嘉玺，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：新型
国别省市：广东,44