环形桁架可展天线振动检测装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种环形桁架可展天线振动检测装置，所述装置包括环形桁架可展天线、振动驱动机构和振动检测机构，所述振动驱动机构与环形桁架可展天线连接，用于驱动环形桁架可展天线产生振动，所述振动检测机构包括两组双目视觉系统、立方体支架、多个加速度传感器和处理设备，所述两组双目视觉系统对称设置在立方体支架上，用于检测环形桁架可展天线表面的标志点区域，所述多个加速度传感器设置在环形桁架可展天线上，且沿环形桁架可展天线的周围均匀分布，所述处理设备分别与两组双目视觉系统、多个加速度传感器连接。本实用新型专利技术采用视觉和加速度传感器对环形桁架可展天线进行检测，通过将两种检测方式的优势结合，使检测结果更加精确。

【技术实现步骤摘要】
环形桁架可展天线振动检测装置
本技术涉及一种振动检测装置，尤其是一种环形桁架可展天线振动检测装置，属于空间伸展结构的振动检测领域。
技术介绍
可展开的通信天线是用于各种任务应用的关键航天器子系统部件，例如深空探测器，通信，侦察和环境监测，并且在现代航空航天应用中起着不可或缺的作用。空间通信环境被各种频率或能量的不同电磁信号淹没。为了快速和准确地识别目标信息，对高增益和高分辨率的需求日益增加，这激励了天线孔径的扩大。然而，由于火箭当前的输送能力的限制，天线的质量和体积是有限的。因此，现代航天的大口径系统迫切地需要可展开天线。在轨道上工作的典型可展开天线是环形桁架可展天线以及由其优化演变而成的类似结构天线，其具有质量小，结构简单，表面畸变小的优点。它主要由可展开桁架支撑结构，钢丝网和电缆网(包括前网，后网和垂直电缆)。可展开的天线在发射期间被收藏在火箭整流罩中，然后逐渐部署在轨道上，最终形成抛物面。从收起状态转换到已部署状态称为部署。部署是一个相当复杂的动态过程，受到各种非线性因素的影响，如结构柔性，摩擦力，间隙和索网张力等。因此，对部署的精确预测是具有挑战性的，但对天线设计过程来说非常重要。现有许多研究的侧重点是关于天线部署过程的基于有限元分析的索网结构的张力分析，但是关于天线部署完成之后的振动研究少。目前较多实验研究仅停留在对悬臂梁，飞机机翼等简易结构的模拟研究，对复杂可展的柔性天线结构研究尚有不足。天线展开完成之后最容易激起振动的结构是反射网状结构。考虑到反射网本身质量轻，并且带有间隙网洞，采用视觉检测是一项较优的选择。视觉检测可以快速获取测量数据，不明显增加原本结构的质量，阻尼比，模态频率的参数(采用质量很轻的LED灯充当标志点的质量可以忽略不计)，和单目视觉相比，双目视觉可以计算出空间点的三维坐标，以获取物体多点的结构振动的参数信息，而不仅仅局限于一点的振动信息。
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，提供了一种环形桁架可展天线振动检测装置，该装置采用视觉和加速度传感器对环形桁架可展天线进行检测，通过将两种检测方式的优势结合，使检测结果更加精确。本技术的目的可以通过采取如下技术方案达到：环形桁架可展天线振动检测装置，包括环形桁架可展天线、振动驱动机构和振动检测机构，所述振动驱动机构与环形桁架可展天线连接，用于驱动环形桁架可展天线产生振动，所述振动检测机构包括两组双目视觉系统、立方体支架、多个加速度传感器和处理设备，所述两组双目视觉系统对称设置在立方体支架上，用于检测环形桁架可展天线表面的标志点区域，所述多个加速度传感器设置在环形桁架可展天线上，且沿环形桁架可展天线的周围均匀分布，所述处理设备分别与两组双目视觉系统、多个加速度传感器连接。进一步的，所述环形桁架可展天线包括支撑机构和反射网，所述反射网设置在支撑机构上，且反射网表面设有多个标志点，所述多个加速度传感器设置在支撑机构上，且沿支撑机构的周围均匀分布。进一步的，所述支撑机构为多面体结构，具有多个侧面，顶面和底面均为正多边形，每个侧面具有两条棱，每条棱包括两根竖直支撑杆和两个轴套，所述两个轴套分别与两根竖直支撑杆的两端连接，每根竖直支撑杆上设有定位套筒和滑动套筒，相邻两条棱的定位套筒与滑动套筒之间通过刚性杆连接，所述刚性杆与定位套筒、滑动套筒的连接端均为铰接端。进一步的，所述反射网表面上的标志点为LED标志点，所述LED标志点包括第一LED标志点和第二LED标志点，所述第一LED标志点根据反射网的形状呈圆形分布，所述第二LED标志点沿反射网的中心对称线等距直线分布。进一步的，每组双目视觉系统包括两台高速相机、一条导轨、两个滑块和两个液压云台，所述两个滑块滑动设置在导轨上，所述两台高速相机、两个滑块和两个液压云台均为一一对应，每台高速相机设置在对应的液压云台上，每个液压云台固定在对应的滑块上；两组双目视觉系统的导轨对称固定在立方体支架上。进一步的，两组双目视觉系统的导轨通过固定板对称固定在立方体支架上。进一步的，所述振动驱动机构包括激振器和信号处理模块，所述激振器与环形桁架可展天线连接，所述信号处理模块与激振器连接。进一步的，所述信号处理模块包括信号发生器和功率放大器，所述信号发生器、功率放大器和激振器依次连接。进一步的，所述处理设备包括计算机、A/D采集卡和滤波电路，所述计算机分别与两组双目视觉系统连接，并依次通过A/D采集卡、滤波电路分别与多个加速度传感器连接。本技术相对于现有技术具有如下的有益效果：1、本技术采用振动驱动机构这种外部激励的方式，驱动环形桁架可展天线产生振动，容易产生较大的激振力，并采用视觉和加速度传感器同时对环形桁架可展天线进行检测，视觉检测具有很高的灵活性，加速度传感器可以检测信号并及时处理，通过将两种检测方式的优势结合，使检测结果更加精确。2、本技术的环形桁架可展天线具有支撑机构和反射网，将加速度传感器设置在支撑机构上，以检测支撑机构的振动信息，而两组双目视觉系统检测反射网上的标志点区域，以检测反射网的振动信息，从而利用处理设备对比分析支撑机构和反射网的振动信息之间的关系，可以提供支撑机构与反射网之间的振动关系的实验数据。3、本技术的支撑机构上方设计了利用多根刚性杆与相邻两条棱的定位套筒、滑动套筒铰接而成的两圈环状结构，下方同样设计了利用多根刚性杆与相邻两条棱的定位套筒、滑动套筒铰接而成的两圈环状结构，共有四圈环状结构，大大提高了支撑机构的稳定性。4、本技术的双目视觉系统设有两台高速相机，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，确保标志点均在两台高速相机的视觉检测的视野范围内，从而采集视野范围内所有标志点的空间坐标，可采集完整图像，通过两个液压云台的俯仰阻尼旋钮和全景旋转旋钮，可以调整两台高速相机的俯仰角度和水平角度。5、本技术采用视觉检测手段对环形桁架可展天线进行检测，由于非接触的测量方式，可以达到最小限度影响环形桁架可展天线的固有频率及模态频率，为后续的实验及应用提供更加真实精确的数据。6、本技术采用LED光源充当视觉检测的标志点的方式，既弥补了视觉检测在光照条件不足的情况下图像对比度不足的缺点，又展示了视觉检测的灵活性和良好的适应性。附图说明图1为本技术实施例1的环形桁架可展天线振动检测装置总体结构示意图。图2为本技术实施例1的环形桁架可展天线振动检测装置的主视图。图3为本技术实施例1的环形桁架可展天线振动检测装置的俯视图。图4为本技术实施例1的环形桁架可展天线振动检测装置的右视图。图5为本技术实施例1的环形桁架可展天线中支撑机构的结构示意图。图6为本技术实施例1的振动检测机构其中一个双目视觉系统的结构示意图。图7为本技术实施例1的环形桁架可展天线振动检测方法流程图。其中，1-支撑机构，101-第一竖直支撑杆，102-第二竖直支撑杆，103-第一轴套，104-第二轴套，105-定位套筒，106-滑动套筒，107-刚性杆，108-固定底座，2-反射网，3-电源，4-第一LED标志点，5-第二LED标志点，6-激振器，7-信号发生器，8-功率放大器，9-双目视觉系统本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.环形桁架可展天线振动检测装置，其特征在于：包括环形桁架可展天线、振动驱动机构和振动检测机构，所述振动驱动机构与环形桁架可展天线连接，用于驱动环形桁架可展天线产生振动，所述振动检测机构包括两组双目视觉系统、立方体支架、多个加速度传感器和处理设备，所述两组双目视觉系统对称设置在立方体支架上，用于检测环形桁架可展天线表面的标志点区域，所述多个加速度传感器设置在环形桁架可展天线上，且沿环形桁架可展天线的周围均匀分布，所述处理设备分别与两组双目视觉系统、多个加速度传感器连接。

【技术特征摘要】
1.环形桁架可展天线振动检测装置，其特征在于：包括环形桁架可展天线、振动驱动机构和振动检测机构，所述振动驱动机构与环形桁架可展天线连接，用于驱动环形桁架可展天线产生振动，所述振动检测机构包括两组双目视觉系统、立方体支架、多个加速度传感器和处理设备，所述两组双目视觉系统对称设置在立方体支架上，用于检测环形桁架可展天线表面的标志点区域，所述多个加速度传感器设置在环形桁架可展天线上，且沿环形桁架可展天线的周围均匀分布，所述处理设备分别与两组双目视觉系统、多个加速度传感器连接。2.根据权利要求1所述的环形桁架可展天线振动检测装置，其特征在于：所述环形桁架可展天线包括支撑机构和反射网，所述反射网设置在支撑机构上，且反射网表面设有多个标志点，所述多个加速度传感器设置在支撑机构上，且沿支撑机构的周围均匀分布。3.根据权利要求2所述的环形桁架可展天线振动检测装置，其特征在于：所述支撑机构为多面体结构，具有多个侧面，顶面和底面均为正多边形，每个侧面具有两条棱，每条棱包括两根竖直支撑杆和两个轴套，所述两个轴套分别与两根竖直支撑杆的两端连接，每根竖直支撑杆上设有定位套筒和滑动套筒，相邻两条棱的定位套筒与滑动套筒之间通过刚性杆连接，所述刚性杆与定位套筒、滑动套筒的连接端均为铰接端。4.根据权利要求2或3所述的环形桁架可展天线振动检测装置，其特征在于：所述反射网表面上的标志...

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