双铺开太阳翼振动测量装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种双铺开太阳翼振动测量装置及方法，所述装置包括双铺开太阳翼、振动激励机构和振动检测机构，振动激励机构与双铺开太阳翼连接，用于激励双铺开太阳翼产生振动，振动检测机构包括两组双目视觉系统和两个桁架，两个桁架前后平行设置，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双铺开太阳翼的前、后部上表面的振动检测标志点区域。本发明专利技术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双铺开太阳翼的前、后部上表面的振动检测标志点区域进行检测，能够对双铺开太阳翼进行非接触式测量，得到双铺开太阳翼较为精确的振动信息。

Vibration measuring device and method for double spreading solar wings

The invention discloses a vibration measuring device and a method for a double-spread solar wing. The device comprises a double-spread solar wing, a vibration exciting mechanism and a vibration detecting mechanism. The vibration exciting mechanism is connected with the double-spread solar wing to excite the double-spread solar wing to produce vibration. The vibration detecting mechanism comprises two sets of binocular vision systems and a vibration detecting mechanism. Two trusses and two trusses are arranged in parallel. Two groups of binocular vision system and two trusses correspond one by one. Each group of binocular vision system is set on the corresponding truss. The two groups of binocular vision system are used to detect the vibration detection marking points on the front and rear surfaces of the solar wing. The invention sets two groups of binocular vision systems on two parallel trusses, and uses two groups of binocular vision systems to detect the vibration detection marker area of the front and rear upper surfaces of the double-spread solar wing, which can carry out non-contact measurement of the double-spread solar wing, and obtains the double-spread solar wing with more accurate results. Vibration information.

【技术实现步骤摘要】
双铺开太阳翼振动测量装置及方法
本专利技术涉及一种振动测量装置，尤其是一种双铺开太阳翼振动测量装置及方法，属于振动测量领域。
技术介绍
近年来，航天器所承担的任务的复杂性不断增加，人们对其结构的要求越来越高，一方面要求提高承载能力，一方面要求降低结构的总质量，因此，航天器朝着低刚度、柔性化、大型化的趋势发展，大柔性成为现代航天器的一大特点。柔性结构广泛存在于航天器中，如卫星或太空工作站的太阳能帆板结构、航天机翼、空间站柔性机械臂、大型抛物面天线等，从其结构特征，带柔性结构的航天器可分为三类：中心刚体带各类大型柔性附件类航天器、中心刚体带大型复合柔性结构附件类航天器、全柔性结构类航天器。这些柔性结构的空间尺度比较大，可达几十米甚至上百米，采用密度小、低刚度的材料制作，具有大挠度、非线性、小阻尼、模态频率低且密集等物理特性。目前，以玻璃硬性材料为衬底的单晶硅和多晶硅太阳能电池占生产量的大多数，但是由于其本身制造过程的高能耗与高真空条件使这类电池的发电成本较高，而且其容易破碎、不佳而弯曲等特点限制了某些应用场合。薄膜太阳能电池属于新一代太阳能电池，按照衬底的种类可分为硬衬底和柔性衬底两大类。柔性衬底薄膜太阳能电池是指在柔性材料上制作的薄膜太阳能电池。新的无机和有机太阳能材料的研究，新型太阳能电池结构的探索，卷对卷的印刷生产工艺以及喷墨印刷为降低柔性薄膜太阳能电池成本提供了可能。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。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。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了解决上述现有技术的缺陷，提供了一种双铺开太阳翼振动测量装置，该装置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双铺开太阳翼的前、后部上表面的振动检测标志点区域进行检测，能够对双铺开太阳翼进行非接触式测量，得到双铺开太阳翼较为精确的振动信息。本专利技术的另一目的在于提供一种基于上述装置的双铺开太阳翼振动测量方法。本专利技术的目的可以通过采取如下技术方案达到：双铺开太阳翼振动测量装置，包括双铺开太阳翼、振动激励机构和振动检测机构，所述振动激励机构与双铺开太阳翼连接，用于激励双铺开太阳翼产生振动，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双铺开太阳翼的前、后部上表面的振动检测标志点区域。进一步的，所述双铺开太阳翼包括盘绕式展开部件、三角桁架、固定部件、开卷部件和两片太阳能电池薄膜，所述盘绕式展开部件设置在固定部件中部，所述三角桁架的一端与盘绕式展开部件连接，三角桁架的另一端与开卷部件的中部连接，两片太阳能电池薄膜对称设置在三角桁架的左右两边，且两片太阳能电池薄膜的两端分别与固定部件、开卷部件连接，所述振动激励机构与开卷部件的中部连接。进一步的，所述装置还包括支撑平台和地面垫板，所述双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，所述两个桁架分别通过角件固定在支撑平台内侧，所述开卷部件通过两根竖直方杆固定在地面垫板上。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个竖直杆固定在基板的上表面，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、一台激光器、一条导轨、三个滑块和两个云台，所述导轨固定在对应的桁架上，所述三个滑块滑动设置在导轨上，所述两台高速相机、两个云台和其中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，所述激光器固定在另一个滑块上，且位于两台高速相机之间；其中一组双目视觉系统中，激光器的发射口对准双铺开太阳翼的前部中间位置，用于将振动检测标志点投射到双铺开太阳翼的前部上表面，两台高速相机的镜头对准双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中，激光器的发射口对准双铺开太阳翼的后部中间位置，用于将振动检测标志点投射到双铺开太阳翼的后部上表面，两台高速相机的镜头对准双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双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，所述振动激励机构包括激振器和信号处理模块，所述激振器与双铺开太阳翼连接，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。本专利技术的另一目的可以通过采取如下技术方案达到：基于上述装置的振动测量方法，所述方法包括：两组双目视觉系统的激光器对着双铺开太阳翼发射激光，将振动检测标志点投射到双铺开太阳翼的前、后部上表面；振动激励机构的信号发生器发出振动信号，经功率放大器放大后发送给激振器；激振器接收信号后产生振动，激励双铺开太阳翼产生不同频率的振动；在双铺开太阳翼振动的过程中，由两组双目视觉系统的高速相机对双铺开太阳翼的前、后部上表面的振动检测标志点区域进行同步高频拍摄，采集到图像序列，发送给计算机；计算机读取两组双目视觉系统的高速相机拍摄到的图像，对两组双目视觉系统的高速相机进行标定，提取图像光斑特征计算激光点的坐标，进一步处理得到双铺开太阳翼的振动信息，并进行可视化处理，将结果呈现在显示器上。本专利技术相对于现有技术具有如下的有益效果：1、本专利技术采用了两组双目视觉系统，将两组双目视觉系统设置在两个前后平行设置的桁架上，通过振动激励机构激励双铺开太阳翼产生振动，在不带附加效应的前提下对双铺开太阳翼进行非接触式振动测量，由此测量获得的双铺开太阳翼振动信息精度相对较高。2、本专利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地面垫板上，使得太阳能电池薄膜处于张紧的状态，从而使双铺开太阳翼稳定处于重力场中。3、本专利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，从而调整双目视觉本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.双铺开太阳翼振动测量装置，其特征在于：包括双铺开太阳翼、振动激励机构和振动检测机构，所述振动激励机构与双铺开太阳翼连接，用于激励双铺开太阳翼产生振动，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双铺开太阳翼的前、后部上表面的振动检测标志点区域。

【技术特征摘要】
1.双铺开太阳翼振动测量装置，其特征在于：包括双铺开太阳翼、振动激励机构和振动检测机构，所述振动激励机构与双铺开太阳翼连接，用于激励双铺开太阳翼产生振动，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双铺开太阳翼的前、后部上表面的振动检测标志点区域。2.根据权利要求1所述的双铺开太阳翼振动测量装置，其特征在于：所述双铺开太阳翼包括盘绕式展开部件、三角桁架、固定部件、开卷部件和两片太阳能电池薄膜，所述盘绕式展开部件设置在固定部件中部，所述三角桁架的一端与盘绕式展开部件连接，三角桁架的另一端与开卷部件的中部连接，两片太阳能电池薄膜对称设置在三角桁架的左右两边，且两片太阳能电池薄膜的两端分别与固定部件、开卷部件连接，所述振动激励机构与开卷部件的中部连接。3.根据权利要求2所述的双铺开太阳翼振动测量装置，其特征在于：所述装置还包括支撑平台和地面垫板，所述双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，所述两个桁架分别通过角件固定在支撑平台内侧，所述开卷部件通过两根竖直方杆固定在地面垫板上。4.根据权利要求3所述的双铺开太阳翼振动测量装置，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个竖直杆固定在基板的上表面，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。5.根据权利要求1-4任一项所述的双铺开太阳翼振动测量装置，其特征在于：每组双目视觉系统包括两台高速相机、一台激光器、一条导轨、三个滑块和两个云台，所述导轨固定在对应的桁架上，所述三个滑块滑动设置在导轨上，所述两台高速相机、两个云台和其中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，所述激光器固定在另一个滑块上，且位于两台高速相机之间；其中一组双目视觉系统中，激光器的发射口对准双铺开太阳...

【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：发明
国别省市：广东,44