基于行星減速器驅(qū)動擺動雙智能柔性梁裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及大型旋轉(zhuǎn)柔性結(jié)構(gòu)的定位和振動控制領(lǐng)域，特別涉及基于行星減速器驅(qū)動擺動雙智能柔性梁裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]伺服電機驅(qū)動技術(shù)與其他傳動和控制方式相比，有如下優(yōu)點:控制精度高，調(diào)速范圍寬、動態(tài)特性好，操作簡便，編程容易，能實現(xiàn)定位伺服；響應(yīng)快、易與CPU相接，體積小、動力較大，無污染；與氣壓驅(qū)動相比，伺服電機驅(qū)動技術(shù)能大大提高傳動和控制的精度，電機體積小，動作平穩(wěn)，更適用于遠距離傳輸，工作噪聲較小；與液壓驅(qū)動相比，液壓驅(qū)動難以小型化，液壓源或液壓油要求(雜質(zhì)、溫度、油量、質(zhì)量)嚴格，易泄漏且有污染，伺服電機驅(qū)動技術(shù)可以在惡劣的環(huán)境下工作，且無污染。
[0003]伺服電機驅(qū)動技術(shù)往往采用減速器實現(xiàn)輸出速度轉(zhuǎn)換。行星減速器作為常用的減速器，具有明顯的間隙特性和復(fù)雜的摩擦特性。這些特性將影響伺服電機控制的精度，甚至降低被控對象的穩(wěn)定性。同時，伺服電機驅(qū)動過程中，會產(chǎn)生較大的顫振現(xiàn)象，影響控制效果。這些由伺服電機驅(qū)動技術(shù)產(chǎn)生的影響仍然是世界普遍關(guān)注和需要解決的課題。
[0004]柔性結(jié)構(gòu)具有大撓度、低剛度、低阻尼等物理特性，相對于剛性結(jié)構(gòu)，具有質(zhì)量輕、能耗低、效率高等優(yōu)點。但柔性結(jié)構(gòu)受到某種外部激勵時，振動將會持續(xù)較長時間。長時間的振動不但會影響系統(tǒng)的正常工作和系統(tǒng)性能，而且有可能引起構(gòu)件的疲勞破壞，影響其使用壽命。針對旋轉(zhuǎn)柔性梁系統(tǒng)設(shè)計控制裝置，使結(jié)構(gòu)振動得到快速抑制具有重要研宄意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為了克服現(xiàn)有技術(shù)存在的缺點與不足，本發(fā)明提供一種基于行星減速器驅(qū)動擺動雙智能柔性梁裝置。
[0006]本發(fā)明充分考慮了行星減速器的間隙特性和摩擦特性、雙梁的強耦合作用的影響。
[0007]本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
[0008]一種基于行星減速器驅(qū)動擺動雙智能柔性梁裝置，包括柔性梁本體部分、振動檢測部分及驅(qū)動控制部分；
[0009]所述柔性梁本體部分包括:
[0010]第一柔性梁，其一端為自由端，另一端為固定端；
[0011]第二柔性梁，其一端為自由端、另一端為固定端；
[0012]所述第一柔性梁及第二柔性梁平行放置；
[0013]壓電驅(qū)動器及壓電傳感器粘貼在第一、第二柔性梁的固定端；
[0014]振動檢測部分包括:
[0015]所述壓電傳感器檢測柔性梁的振動信號通過電荷放大器傳輸?shù)蕉俗影?，所述端子板與運動控制卡相互連接，所述運動控制卡與計算機相互連接；
[0016]所述驅(qū)動控制部分包括行星減速器、伺服電機、伺服電機驅(qū)動器及電壓放大電路，所述計算機產(chǎn)生控制信號通過運動控制卡及端子板的兩個通道傳輸?shù)诫妷悍糯箅娐芳八欧姍C驅(qū)動器，所述電壓放大電路與壓電驅(qū)動器連接，所述伺服電機驅(qū)動器與伺服電機連接，所述伺服電機與行星減速器進行驅(qū)動連接，所述第一、第二柔性梁的固定端安裝在行星減速器的輸出軸上。
[0017]所述壓電驅(qū)動器具體為2個，分別為第一驅(qū)動器及第二驅(qū)動器，所述第一、第二驅(qū)動器均由四片壓電片構(gòu)成，分別對稱粘貼在第一柔性梁及第二柔性梁固定端的正反兩面，每面2片且并聯(lián)連接；所述壓電傳感器由兩片壓電片構(gòu)成，分別粘貼在第一、第二柔性梁固定端寬度方向的中間位置。
[0018]還包括兩塊質(zhì)量塊，分別位于第一、第二柔性梁的自由端寬度方向的中線處。
[0019]還包括固定支架及底座，所述固定支架安裝在底座上，所述行星減速器安裝在固定支架上。
[0020]本發(fā)明的有益效果:
[0021](I)采用伺服電機和壓電驅(qū)動器復(fù)合驅(qū)動雙柔性梁結(jié)構(gòu)，既可以使得雙柔性梁在水平面內(nèi)實現(xiàn)梁的定位及指向，又可以通過伺服電機轉(zhuǎn)動和壓電陶瓷驅(qū)動器實現(xiàn)梁的振動抑制。
[0022](2)本裝置的驅(qū)動減速部分采用了行星減速器，相比于諧波減速器，它具有傳動速比大、承載能力高、傳動精度高、傳動效率高、結(jié)構(gòu)簡單、零件數(shù)少、體積小、安裝方便等優(yōu)點。
[0023](3)實驗裝置考慮了行星減速器存在的間隙特性、摩擦特性等非線性特性，以及伺服電機控制存在的顫振現(xiàn)象，能更好的分析模型存在的間隙特性、摩擦特性、時延特性和時變特性，為控制方法的實現(xiàn)提供良好的硬件條件。
[0024](4)本裝置是一個多通道的輸入一輸出的檢測和控制系統(tǒng)，而且既有各控制之間相互耦合，又有各輸出量的相互耦合，既有伺服電機驅(qū)動控制，還有壓電驅(qū)動控制，利用該裝置可以很好地模擬復(fù)雜柔性結(jié)構(gòu)的剛?cè)狁詈险駝涌刂蒲绣场?br>【附圖說明】
[0025]圖1是本發(fā)明行星減速器驅(qū)動擺動雙智能梁裝置的總體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026]圖2是本發(fā)明行星減速器驅(qū)動擺動雙智能梁裝置的主視圖；
[0027]圖3是本發(fā)明行星減速器驅(qū)動擺動雙智能梁裝置的左視圖；
[0028]圖4是本發(fā)明行星減速器驅(qū)動擺動雙智能梁裝置的右視圖；
[0029]圖5是本發(fā)明行星減速器驅(qū)動擺動雙智能梁裝置的俯視圖；
[0030]圖6是本發(fā)明擺動雙智能梁同相振動的示意圖；
[0031]圖7是本發(fā)明擺動雙智能梁反相振動的示意圖。
[0032]圖中示出:
[0033]1-第一集中質(zhì)量塊，2-第一柔性梁，3-第一壓電傳感器，4-第一壓電驅(qū)動器，5-夾板，6-第二壓電驅(qū)動器，7-第二壓電傳感器，8-第二柔性梁，9-第二集中質(zhì)量塊，10-固定支架，Il-輪穀，12-彳丁星減速器，13-伺服電機，14-底座。
【具體實施方式】
[0034]下面結(jié)合實施例及附圖，對本發(fā)明作進一步地詳細說明，但本發(fā)明的實施方式不限于此。
[0035]實施例
[0036]如圖1-圖5所示，一種基于行星減速器驅(qū)動擺動雙智能柔性梁裝置，包括
[0037]第一柔性梁2，其一端為自由端，另一端為固定端；第二柔性梁8，其一端為自由端、另一端為固定端，所述第一、第二柔性梁的固定端通過輪彀11和夾板5安裝在行星減速器12的輸出軸上，使得第一柔性梁2及第二柔性梁8可以繞行星減速器12的輸出軸做水平旋轉(zhuǎn)，所述行星減速器12固定在固定支架10上，所述固定支架10安裝在底座14上，使得其輸出軸可以繞垂直軸線轉(zhuǎn)動，行星減速器12和伺服電機13進行驅(qū)動連接，伺服電機驅(qū)動器將計算機發(fā)出的控制信號轉(zhuǎn)化為驅(qū)動伺服電機的信號，驅(qū)動伺服電機13輸出軸旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)動量經(jīng)由行星減速器12減速，驅(qū)動雙柔性梁轉(zhuǎn)動；
[0038]所述壓電傳感器包括第一壓電傳感器3及第二壓電傳感器7，所述第一、第二壓電傳感器均由一片壓電片構(gòu)成，分別粘貼在第一、第二柔性梁靠近固定端寬度方向的中間位置，用于檢測柔性梁振動信號。
[0039]所述壓電驅(qū)動器包括第一壓電驅(qū)動器4及第二壓電驅(qū)動器6，所述第一、第二壓電驅(qū)動器均由四片壓電片構(gòu)成，分別對稱粘貼在第一柔性梁及第二柔性梁固定端的正反兩面，每面2片且并聯(lián)連接。
[0040]集中質(zhì)量塊包括兩個，具體為第一、第二集中質(zhì)量塊1、9，分別安裝在第一柔性梁及第二柔性梁的自由端寬度方向的中間處，所述第一、第二集中質(zhì)量塊1、9的作用是降低柔性梁的各階固有頻率，降低對控制器可控頻率范圍的要求，同時降低信號采集速度的要求，質(zhì)量塊不位于中線處，可能激勵起梁少量的扭轉(zhuǎn)振動，影響裝置的控制效果。
[0041 ] 本裝置中，第一、第二壓電傳感器3、7檢