本發(fā)明屬于機(jī)械技術(shù)領(lǐng)域和自動(dòng)控制領(lǐng)域，具體來(lái)說(shuō)是一種變剛度可展機(jī)構(gòu)及其測(cè)控方法，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)構(gòu)的監(jiān)測(cè)和控制。

背景技術(shù)：

豆莢桿支撐式可展機(jī)構(gòu)是可展機(jī)構(gòu)中的一種典型形式，在衛(wèi)星通訊、深空探測(cè)等航天重大工程中有廣泛的應(yīng)用。豆莢桿與連接桿形成支撐框架，反射作用面與支撐框架相連支撐成形。豆莢展開(kāi)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)處于卷曲的豆莢桿展開(kāi)，進(jìn)而帶動(dòng)豆莢桿支撐的反射作用面展開(kāi)成形?，F(xiàn)有豆莢展開(kāi)機(jī)構(gòu)展開(kāi)過(guò)程中無(wú)法保證兩根豆莢桿展開(kāi)長(zhǎng)度一致，會(huì)發(fā)生展開(kāi)卡死以及由于展開(kāi)不同步導(dǎo)致的反射作用面損壞等現(xiàn)象。另外，現(xiàn)有展開(kāi)機(jī)構(gòu)完全展開(kāi)到位后，無(wú)法對(duì)反射作用面形面平整度進(jìn)行調(diào)整，也無(wú)法對(duì)機(jī)構(gòu)整體進(jìn)行剛度調(diào)整及剛度增強(qiáng)，極大的影響了可展機(jī)構(gòu)的整體性能。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)上述現(xiàn)有可展機(jī)構(gòu)的不足之處，本發(fā)明提出一種變剛度可展機(jī)構(gòu)及其測(cè)控方法，能夠?qū)崿F(xiàn)兩根豆莢桿同步展開(kāi)，并在機(jī)構(gòu)完全展開(kāi)時(shí)實(shí)現(xiàn)對(duì)反射作用面平整度的調(diào)整，同時(shí)還能對(duì)機(jī)構(gòu)剛度進(jìn)行調(diào)整，使其性能達(dá)到最優(yōu)。

本發(fā)明一種變剛度可展機(jī)構(gòu)，包括機(jī)架、豆莢展開(kāi)機(jī)構(gòu)、動(dòng)平臺(tái)與驅(qū)動(dòng)裝置。

所述豆莢展開(kāi)機(jī)構(gòu)為兩套對(duì)稱(chēng)安裝于機(jī)架左右兩側(cè)。兩套豆莢展開(kāi)機(jī)構(gòu)中具有激光測(cè)距儀，用來(lái)測(cè)量豆莢桿的展開(kāi)部分長(zhǎng)度。豆莢桿展開(kāi)部分前端端部安裝有動(dòng)平臺(tái)，動(dòng)平臺(tái)具有在垂直于豆莢桿軸線(xiàn)平面內(nèi)的轉(zhuǎn)動(dòng)副，且通過(guò)驅(qū)動(dòng)裝置實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)動(dòng)；機(jī)架、豆莢桿的展開(kāi)部分以及動(dòng)平臺(tái)間還安裝有反射作用面，通過(guò)豆莢桿的展開(kāi)與卷收，可實(shí)現(xiàn)反射作用面的展開(kāi)與收攏。

上述驅(qū)動(dòng)裝置采用繩驅(qū)動(dòng)方式，為四套，位于反射作用面兩側(cè)各兩套，左右設(shè)置；通過(guò)繞線(xiàn)輥上纏繞的繩索對(duì)動(dòng)平臺(tái)的兩端上下位置進(jìn)行牽拉，實(shí)現(xiàn)動(dòng)平臺(tái)的轉(zhuǎn)動(dòng)控制，進(jìn)而調(diào)整反射作用面的平整度。

本發(fā)明中驅(qū)動(dòng)裝置包括繞線(xiàn)輥、繩索、扭矩傳感器、輸出軸、箱體、編碼器與蝸輪蝸桿機(jī)構(gòu)；通過(guò)蝸輪蝸桿機(jī)構(gòu)將蝸輪蝸桿電機(jī)的動(dòng)力經(jīng)扭矩傳感器傳遞至繞線(xiàn)輥，控制繞線(xiàn)輥上纏繞的繩索的收放；扭矩傳感器用來(lái)測(cè)量繞線(xiàn)輥上的扭矩；編碼器用來(lái)測(cè)量蝸輪蝸桿驅(qū)動(dòng)電機(jī)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)信息。

上述激光測(cè)距儀、扭矩傳感器、編碼器結(jié)合上位機(jī)、運(yùn)動(dòng)控制器、數(shù)據(jù)采集卡共同構(gòu)成測(cè)控系統(tǒng)；

其中，數(shù)據(jù)采集卡接收激光測(cè)距儀測(cè)量的數(shù)據(jù)，傳送給上位機(jī)，由上位機(jī)通過(guò)運(yùn)動(dòng)控制器控制兩套豆莢展開(kāi)機(jī)構(gòu)中的滾筒電機(jī)同步運(yùn)動(dòng)；數(shù)據(jù)采集卡接收扭矩傳感器測(cè)量的數(shù)據(jù)，傳送給上位機(jī)，進(jìn)而在繩索到達(dá)指定張力時(shí)，由上位機(jī)通過(guò)運(yùn)動(dòng)控制器控制滾筒電機(jī)與蝸輪蝸桿驅(qū)動(dòng)電機(jī)運(yùn)動(dòng)停止。

針對(duì)上述變剛度可展機(jī)構(gòu)的測(cè)控方法，通過(guò)如下步驟實(shí)現(xiàn)：

步驟1：操作開(kāi)始，將上位機(jī)、數(shù)據(jù)采集卡與運(yùn)動(dòng)控制器初始化。

步驟2：控制兩個(gè)滾筒電機(jī)以相同的速度同時(shí)開(kāi)始運(yùn)動(dòng)。

步驟3：實(shí)時(shí)判斷兩個(gè)激光測(cè)距儀的測(cè)量值之差是否在設(shè)定的許可范圍內(nèi)；如果是，繼續(xù)進(jìn)行步驟4；如果否，則大測(cè)量值所對(duì)應(yīng)的滾筒電機(jī)停止運(yùn)動(dòng)，小測(cè)量值所對(duì)應(yīng)的滾筒電機(jī)繼續(xù)運(yùn)動(dòng)，隨后重復(fù)進(jìn)行步驟3。

步驟4：根據(jù)兩個(gè)激光測(cè)距儀的測(cè)量值，進(jìn)一步判斷是否均達(dá)到設(shè)定目標(biāo)值；如果是，則繼續(xù)進(jìn)行步驟5；如果否，則控制達(dá)到設(shè)定目標(biāo)值得激光測(cè)距儀所對(duì)應(yīng)的滾筒電機(jī)停止運(yùn)動(dòng)，未達(dá)到設(shè)定目標(biāo)值對(duì)應(yīng)的滾筒電機(jī)繼續(xù)運(yùn)動(dòng)，隨后重復(fù)步驟4。

步驟5：兩個(gè)滾筒電機(jī)停止運(yùn)動(dòng)，此時(shí)豆莢桿處于完全展開(kāi)狀態(tài)。

步驟6：控制四個(gè)蝸輪蝸桿電機(jī)開(kāi)始運(yùn)動(dòng)。

步驟7：判斷四個(gè)編碼器監(jiān)測(cè)的蝸輪蝸桿電機(jī)運(yùn)動(dòng)位移值是否達(dá)到設(shè)定值，以及四個(gè)扭矩傳感器監(jiān)測(cè)的扭矩值是否均達(dá)到設(shè)定值；如果是，則繼續(xù)進(jìn)行下一步；如果否，則扭矩值未達(dá)到設(shè)定值的蝸輪蝸桿電機(jī)繼續(xù)運(yùn)動(dòng)；隨后重復(fù)進(jìn)行步驟7。

步驟9：四個(gè)蝸輪蝸桿電機(jī)停止運(yùn)動(dòng)；此時(shí)反射作用面3達(dá)到指定平整度，變剛度可展機(jī)構(gòu)達(dá)到指定剛度；操作結(jié)束。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于：

1、本發(fā)明變剛度可展機(jī)構(gòu)，能夠?qū)崿F(xiàn)兩根豆莢桿同步展開(kāi)，并在機(jī)構(gòu)完全展開(kāi)時(shí)實(shí)現(xiàn)對(duì)反射作用面平整度的調(diào)整，同時(shí)還能對(duì)機(jī)構(gòu)剛度進(jìn)行調(diào)整，使其性能達(dá)到最優(yōu)；

2、本發(fā)明變剛度可展機(jī)構(gòu)，針對(duì)豆莢桿支撐式可展機(jī)構(gòu)增加激光測(cè)距儀，用于實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)兩根豆莢桿展開(kāi)長(zhǎng)度，使得兩根豆莢桿展開(kāi)過(guò)程長(zhǎng)度始終保持一致；

3、本發(fā)明變剛度可展機(jī)構(gòu)，在豆莢桿連桿處增添動(dòng)平臺(tái)，可以對(duì)反射作用面平整度進(jìn)行調(diào)整，防止了反射作用面褶皺現(xiàn)象的發(fā)生；

4、本發(fā)明變剛度可展機(jī)構(gòu)，通過(guò)繩驅(qū)動(dòng)裝置中繩索的作用，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)構(gòu)整體剛度的調(diào)整，實(shí)現(xiàn)機(jī)構(gòu)剛度最優(yōu)化；

5、本發(fā)明變剛度可展機(jī)構(gòu)的測(cè)控方法，能夠?qū)烧箼C(jī)構(gòu)的所有動(dòng)作進(jìn)行控制，并監(jiān)測(cè)相關(guān)數(shù)據(jù)，且上位機(jī)能自動(dòng)記錄檢測(cè)的數(shù)據(jù)，操作簡(jiǎn)單、數(shù)據(jù)處理方便。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明變剛度可展機(jī)構(gòu)整體示意圖；

圖2為本發(fā)明變剛度可展機(jī)構(gòu)中豆莢展開(kāi)機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明變剛度可展機(jī)構(gòu)中連接桿部分結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本發(fā)明變剛度可展機(jī)構(gòu)中反射作用面結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為本發(fā)明變剛度可展機(jī)構(gòu)中繩驅(qū)動(dòng)裝置結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6為本發(fā)明變剛度可展機(jī)構(gòu)中測(cè)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖；

圖7為本發(fā)明變剛度可展機(jī)構(gòu)的測(cè)控方法流程圖。

圖中：

1-機(jī)架 2-豆莢展開(kāi)機(jī)構(gòu) 3-連接桿部分

4-反射作用面 5-繩驅(qū)動(dòng)裝置 6-上位機(jī)

7-運(yùn)動(dòng)控制器 8-數(shù)據(jù)采集卡 101-安裝臺(tái)

102-支撐梁 201-左側(cè)支架 202-右側(cè)支架

203-滾筒 204-激光測(cè)距儀 205-豆莢桿

206-豆莢桿連接件 207-側(cè)向橫桿 208-導(dǎo)向輥

209-支撐片 210-固定板 301-豆莢桿連桿

302-球鉸 303-動(dòng)平臺(tái) 401-左側(cè)連接點(diǎn)

402-右側(cè)連接點(diǎn) 403-前側(cè)連接點(diǎn) 404-后側(cè)連接點(diǎn)

501-繞線(xiàn)輥 502-繩索 503-扭矩傳感器

504-輸出軸 505-箱體 506-編碼器

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖來(lái)對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說(shuō)明。

本發(fā)明一種變剛度可展機(jī)構(gòu)，包括機(jī)架1、豆莢展開(kāi)機(jī)構(gòu)2、連接桿部分3、反射作用面4、繩驅(qū)動(dòng)裝置5，如圖1所示。

所述機(jī)架1為矩形框架結(jié)構(gòu)豎直放置；機(jī)架1中部與底部橫向設(shè)置有水平框架結(jié)構(gòu)安裝臺(tái)101，中部與底部安裝臺(tái)101間通過(guò)一體設(shè)計(jì)的支撐梁102支撐。

所述豆莢展開(kāi)機(jī)構(gòu)2為兩套，結(jié)構(gòu)完全相同，包括左側(cè)支架201、右側(cè)支架202、滾筒203、激光測(cè)距儀204、豆莢桿205與豆莢桿連接件206，如圖2所示。其中，左側(cè)支架201與右側(cè)支架202左右對(duì)稱(chēng)設(shè)置，均為末端圓形框架與前端矩形框架構(gòu)成的一體框架結(jié)構(gòu)。滾筒203設(shè)置于左側(cè)支架201與右側(cè)支架202中圓形框架之間，兩端與左側(cè)支架201和右側(cè)支架202中圓形框架間通過(guò)軸承連接；滾筒203用于纏繞豆莢桿205壓縮卷曲部分。左側(cè)支架201與右側(cè)支架202間不同位置通過(guò)相互平行設(shè)置的側(cè)向橫桿207相連，由側(cè)向橫桿207實(shí)現(xiàn)左側(cè)支架201與右側(cè)支架202間的穩(wěn)固支撐。本實(shí)施例中側(cè)向橫桿207具有四根，其中兩根側(cè)向橫桿207安裝于左側(cè)支架201和右側(cè)支架202中圓形框架外緣，分別位于圓形框架末端上方與前端下方外緣處；另兩根側(cè)向橫桿207安裝于左側(cè)支架201和右側(cè)支架202中矩形框架外緣，分別位于矩形框架末端上部與下部外緣。

左側(cè)支架201與右側(cè)支架202間不同位置還通過(guò)相互平行設(shè)置的導(dǎo)向輥208相連。由于豆莢桿205具有彈性變形特性，因此通過(guò)導(dǎo)向輥208防止豆莢桿205傳輸過(guò)程中彈起展開(kāi)，起到壓緊約束的作用。本實(shí)施例中導(dǎo)向輥208具有三根，其中兩根導(dǎo)向輥208安裝于左側(cè)支架201和右側(cè)支架202中圓形框架外緣，分別位于圓形框架頂端外緣，以及前端上方外緣處；另一根安裝于左側(cè)支架201和右側(cè)支架202中矩形框架末端中部。

左側(cè)支架201與右側(cè)支架202中矩形框架之間還安裝有上下對(duì)稱(chēng)的兩個(gè)支撐片209。兩支撐片209中部設(shè)計(jì)為弧形面，進(jìn)而在兩支撐片209間形成筒狀豆莢桿穿過(guò)通道，與豆莢桿205展開(kāi)部分外壁周向配合。豆莢桿205展開(kāi)部分由豆莢桿穿過(guò)通道穿過(guò)，實(shí)現(xiàn)對(duì)豆莢桿205展開(kāi)部分的支撐以及約束成形。豆莢桿205展開(kāi)部分末端固定安裝有垂直于豆莢桿205展開(kāi)部分設(shè)置的板狀豆莢連接件206，豆莢桿連接件206用來(lái)實(shí)現(xiàn)豆莢桿205展開(kāi)部分末端與連接桿部分3間的連接。

上述豆莢展開(kāi)機(jī)構(gòu)2，通過(guò)滾筒電機(jī)驅(qū)動(dòng)滾筒203轉(zhuǎn)動(dòng)，可使纏繞在滾筒上的豆莢桿205壓縮卷曲部分沿豆莢桿205軸向向前運(yùn)動(dòng)并展開(kāi)；通過(guò)滾筒電機(jī)驅(qū)動(dòng)滾筒203反向轉(zhuǎn)動(dòng)，可使豆莢桿205展開(kāi)部分沿豆莢桿205周向向后運(yùn)動(dòng)，并受到導(dǎo)向輥208作用壓縮卷曲后纏繞到滾筒203上；進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)豆莢桿205展開(kāi)部分長(zhǎng)度的控制。所述豆莢桿205展開(kāi)部分長(zhǎng)度由激光測(cè)距儀204進(jìn)行測(cè)量，激光測(cè)距儀204固定安裝于左側(cè)支架201或右側(cè)支架202中矩形框架上，位于豆莢桿穿過(guò)通道靠近滾筒203一側(cè)，且激光測(cè)距儀204發(fā)射的激光束平行于豆莢桿205軸向，由此激光測(cè)距儀204發(fā)射出的激光束會(huì)通過(guò)豆莢桿連接件206反射回來(lái)，進(jìn)而測(cè)得豆莢桿205展開(kāi)部分長(zhǎng)度。

上述結(jié)構(gòu)的兩個(gè)豆莢展開(kāi)機(jī)構(gòu)2，安裝于機(jī)架1的中部安裝臺(tái)101左右兩端，安裝方式相同，均通過(guò)在左側(cè)支架201和右側(cè)支架202中圓形框架底部安裝的固定板210與機(jī)架1的中部安裝臺(tái)101間的固定，實(shí)現(xiàn)豆莢展開(kāi)機(jī)構(gòu)2與機(jī)架1間的固定；且需保證兩套豆莢展開(kāi)機(jī)構(gòu)2的豆莢桿205展開(kāi)過(guò)程中，豆莢桿205展開(kāi)部分軸線(xiàn)平行。

所述連接桿部分3包括豆莢桿連桿301、球鉸302與動(dòng)平臺(tái)303，如圖3所示。其中，豆莢桿連桿301兩端分別與兩套豆莢展開(kāi)機(jī)構(gòu)2的豆莢桿205展開(kāi)部分末端安裝的豆莢連接件206固連。豆莢桿連桿301中部安裝有球鉸302，球鉸302與動(dòng)平臺(tái)303中部通過(guò)球副相連；由此，在豆莢桿205展開(kāi)過(guò)程中動(dòng)平臺(tái)303隨之一同向前運(yùn)動(dòng)。

所述反射作用面4為塑料薄膜材質(zhì)的反射平面，周向設(shè)計(jì)有多個(gè)連接點(diǎn)。如圖4所示，本實(shí)施例中在左側(cè)邊等間隔設(shè)定有三個(gè)左側(cè)連接點(diǎn)401，且三個(gè)左側(cè)連接點(diǎn)401將左側(cè)邊等分為4份；同樣在右側(cè)邊等間隔設(shè)定有三個(gè)右側(cè)連接點(diǎn)402，三個(gè)右側(cè)連接點(diǎn)402與三個(gè)左側(cè)連接點(diǎn)401位置相對(duì)。前側(cè)邊設(shè)定有兩個(gè)前側(cè)連接點(diǎn)403，且兩個(gè)前側(cè)連接點(diǎn)403將前側(cè)邊等分為3份；同樣在后側(cè)邊設(shè)定有兩個(gè)后側(cè)連接點(diǎn)404，兩個(gè)后側(cè)連接點(diǎn)404與兩個(gè)前側(cè)連接點(diǎn)403位置相對(duì)。在兩套豆莢展開(kāi)機(jī)構(gòu)2的豆莢桿處于展開(kāi)狀態(tài)時(shí)，上述三個(gè)左側(cè)連接點(diǎn)401分別與位于機(jī)架1左端豆莢展開(kāi)機(jī)構(gòu)2的豆莢桿205展開(kāi)部分側(cè)壁上，沿展開(kāi)部分軸向設(shè)定的三個(gè)連接頭相連。三個(gè)右側(cè)連接點(diǎn)402分別與位于機(jī)架1右端豆莢展開(kāi)機(jī)構(gòu)2的豆莢桿205展開(kāi)部分側(cè)壁上，沿展開(kāi)部分軸向設(shè)定的三個(gè)連接頭連接。兩個(gè)前側(cè)連接點(diǎn)403分別與動(dòng)平臺(tái)303上的兩個(gè)固定點(diǎn)連接固定；兩個(gè)后側(cè)連接點(diǎn)404分別與機(jī)架1的中部安裝臺(tái)101上設(shè)定的兩個(gè)固定點(diǎn)固定；且上述連接頭與豆莢桿205側(cè)邊間均采用滑動(dòng)連接，可沿著豆莢桿205軸向滑動(dòng)；由此完成反射作用面4的安裝，且安裝后使反射作用面4拉緊呈一平面；由此，在兩套豆莢展開(kāi)機(jī)構(gòu)2的豆莢桿205壓縮卷曲過(guò)程中，三個(gè)左側(cè)連接點(diǎn)401與右側(cè)連接點(diǎn)402會(huì)隨著豆莢桿115的展開(kāi)部分一同向后運(yùn)動(dòng)，兩個(gè)前側(cè)連接點(diǎn)403在豆莢桿115的展開(kāi)過(guò)程中會(huì)隨著動(dòng)平臺(tái)303向前運(yùn)動(dòng)；由于兩個(gè)后側(cè)連接點(diǎn)404在機(jī)架上的位置固定，由此反射作用面4會(huì)隨豆莢桿205的壓縮卷曲一同進(jìn)行收攏運(yùn)動(dòng)。同理，在兩套豆莢展開(kāi)機(jī)構(gòu)2的豆莢桿205展開(kāi)過(guò)程中，反射作用面4會(huì)隨豆莢桿205的展開(kāi)曲一同展開(kāi)。

所述繩驅(qū)動(dòng)裝置5為四套，分別安裝于機(jī)架1頂梁與底梁兩端對(duì)應(yīng)位置。四套繩驅(qū)動(dòng)裝置5結(jié)構(gòu)相同，均包括繞線(xiàn)輥501、繩索502、扭矩傳感器503、輸出軸504、箱體505、編碼器506與蝸輪蝸桿機(jī)構(gòu)，如圖5所示。其中，繞線(xiàn)輥501兩端通過(guò)軸承安裝于機(jī)架1上固定的軸承座上，繞線(xiàn)輥501上纏繞繩索502，繩索502固定端與繞線(xiàn)輥501固定，牽引端用來(lái)連接連接桿部分3中的動(dòng)平臺(tái)303。扭矩傳感器503固定于機(jī)架1上，扭矩傳感器503一端軸與繞線(xiàn)輥501通過(guò)聯(lián)軸器同軸相連，另一端軸通過(guò)聯(lián)軸器同軸連接輸出軸504。蝸輪蝸桿機(jī)構(gòu)安裝于由前箱體與后箱體兩部分構(gòu)成的整體箱體505內(nèi)，包括蝸輪507與蝸桿508，蝸輪507與蝸桿508相互嚙合。其中，蝸輪507與輸出軸504間通過(guò)鍵連接；蝸桿508由固定于箱體505上的蝸輪蝸桿驅(qū)動(dòng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)，蝸輪蝸桿驅(qū)動(dòng)電機(jī)軸與蝸桿508間通過(guò)鍵連接；蝸輪蝸桿驅(qū)動(dòng)電機(jī)的尾部還安裝有編碼器506，用于監(jiān)測(cè)蝸輪蝸桿驅(qū)動(dòng)電機(jī)的速度、時(shí)間、位移等運(yùn)行參數(shù)。由此通過(guò)電機(jī)驅(qū)動(dòng)蝸桿508轉(zhuǎn)動(dòng)，通過(guò)蝸輪507與蝸桿508傳動(dòng)，將動(dòng)力通過(guò)輸出軸504傳遞到繞線(xiàn)輥501上，帶動(dòng)繞線(xiàn)輥501轉(zhuǎn)動(dòng)，繞線(xiàn)輥501轉(zhuǎn)動(dòng)使得繩索502隨之運(yùn)動(dòng)，進(jìn)而能夠使得繩索502對(duì)動(dòng)平臺(tái)303產(chǎn)生作用。繩驅(qū)動(dòng)裝置5中扭矩傳感器503可用于測(cè)量繞線(xiàn)輥501上的扭矩，進(jìn)而可以轉(zhuǎn)換為繩索502上的張力。本發(fā)明中采用蝸輪蝸桿傳動(dòng)方式，可以實(shí)現(xiàn)機(jī)械自鎖，即當(dāng)電機(jī)處于斷電狀態(tài)時(shí)，仍能保證繞線(xiàn)輥501不轉(zhuǎn)動(dòng)，即可保證繩索502上的張力不改變。

上述結(jié)構(gòu)的四套繩驅(qū)動(dòng)裝置5中，位于機(jī)架1頂梁兩端的兩套，繩索502的牽引端分別與動(dòng)平臺(tái)303兩端上部連接定位；位于機(jī)架1底梁兩端的兩套，繩索502的牽引端分別與動(dòng)平臺(tái)303兩端下部連接定位。由此，在各繩索502的拉力作用下，動(dòng)平臺(tái)303可繞球鉸302轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)而可以調(diào)整反射作用面的平整度。

上述激光測(cè)距儀204、扭矩傳感器503、編碼器506結(jié)合上位機(jī)、運(yùn)動(dòng)控制器、數(shù)據(jù)采集卡共同作為本發(fā)明變剛度可展機(jī)構(gòu)的測(cè)控系統(tǒng)。

如圖6所示，上位機(jī)與運(yùn)動(dòng)控制器、數(shù)據(jù)采集卡通過(guò)USB線(xiàn)相連，接收數(shù)據(jù)采集卡采集的數(shù)據(jù)，并根據(jù)采集的數(shù)據(jù)向運(yùn)動(dòng)控制器發(fā)送相應(yīng)的控制信號(hào)、控制滾筒電機(jī)與驅(qū)動(dòng)蝸輪蝸桿驅(qū)動(dòng)電機(jī)的運(yùn)動(dòng)；上位機(jī)還可以用來(lái)顯示滾筒電機(jī)與驅(qū)動(dòng)蝸輪蝸桿驅(qū)動(dòng)電機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)以及所采集的各種數(shù)據(jù)。

上述數(shù)據(jù)采集卡還與激光測(cè)距儀204與扭矩傳感器503相連；數(shù)據(jù)采集卡接收激光測(cè)距儀204測(cè)量的數(shù)據(jù)，并傳送給上位機(jī)，進(jìn)而由上位機(jī)控制滾筒電機(jī)同步運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)滾筒203的同步運(yùn)動(dòng)控制，從而使得兩根豆莢桿205在展開(kāi)過(guò)程中展開(kāi)部分長(zhǎng)度保持一致。數(shù)據(jù)采集卡接收扭矩傳感器503測(cè)量的數(shù)據(jù)，并傳送給上位機(jī)，上位機(jī)根據(jù)該數(shù)據(jù)，在繩索502到達(dá)指定張力時(shí)，控制滾筒電機(jī)與蝸輪蝸桿驅(qū)動(dòng)電機(jī)運(yùn)動(dòng)停止。

上述運(yùn)動(dòng)控制器還與蝸輪蝸桿驅(qū)動(dòng)電機(jī)與編碼器506，通過(guò)運(yùn)動(dòng)控制器控制蝸輪蝸桿驅(qū)動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，并接收編碼器506讀取的蝸輪蝸桿驅(qū)動(dòng)電機(jī)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)信息。

基于上述測(cè)控系統(tǒng)的測(cè)控方法，如圖7所示，具體通過(guò)如下步驟實(shí)現(xiàn)：

步驟1：操作開(kāi)始，將上位機(jī)、數(shù)據(jù)采集卡與運(yùn)動(dòng)控制器初始化。

步驟2：控制兩個(gè)滾筒電機(jī)以相同的速度同時(shí)開(kāi)始運(yùn)動(dòng)。

步驟3：實(shí)時(shí)判斷兩個(gè)激光測(cè)距儀204的測(cè)量值之差是否在設(shè)定的許可范圍內(nèi)；如果是，繼續(xù)進(jìn)行步驟4；如果否，則大測(cè)量值所對(duì)應(yīng)的滾筒電機(jī)停止運(yùn)動(dòng)，小測(cè)量值所對(duì)應(yīng)的滾筒電機(jī)繼續(xù)運(yùn)動(dòng)，隨后重復(fù)進(jìn)行步驟3。

步驟4：根據(jù)兩個(gè)激光測(cè)距儀204的測(cè)量值，進(jìn)一步判斷是否均達(dá)到設(shè)定目標(biāo)值；如果是，則繼續(xù)進(jìn)行步驟5；如果否，則控制達(dá)到設(shè)定目標(biāo)值得激光測(cè)距儀204所對(duì)應(yīng)的滾筒電機(jī)停止運(yùn)動(dòng)，未達(dá)到設(shè)定目標(biāo)值對(duì)應(yīng)的滾筒電機(jī)繼續(xù)運(yùn)動(dòng)，隨后重復(fù)步驟4。

步驟5：兩個(gè)滾筒電機(jī)停止運(yùn)動(dòng)，此時(shí)豆莢桿205處于完全展開(kāi)狀態(tài)。

步驟6：控制四個(gè)蝸輪蝸桿電機(jī)開(kāi)始運(yùn)動(dòng)。

步驟7：判斷四個(gè)編碼器506監(jiān)測(cè)的蝸輪蝸桿電機(jī)運(yùn)動(dòng)位移值是否達(dá)到設(shè)定值，以及四個(gè)扭矩傳感器503監(jiān)測(cè)的扭矩值是否均達(dá)到設(shè)定值；如果是，則繼續(xù)進(jìn)行下一步；如果否，則扭矩值未達(dá)到設(shè)定值的蝸輪蝸桿電機(jī)繼續(xù)運(yùn)動(dòng)；隨后重復(fù)進(jìn)行步驟7。

步驟9：四個(gè)蝸輪蝸桿電機(jī)停止運(yùn)動(dòng)；此時(shí)反射作用面3達(dá)到指定平整度，變剛度可展機(jī)構(gòu)達(dá)到指定剛度；操作結(jié)束。

本發(fā)明通過(guò)驅(qū)動(dòng)滾筒104使得豆莢桿205展開(kāi)，并且通過(guò)激光測(cè)距儀114實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)豆莢桿205展開(kāi)部分的長(zhǎng)度，使得兩根豆莢桿205在展開(kāi)過(guò)程中展開(kāi)長(zhǎng)度保持一致；在四套繩驅(qū)動(dòng)裝置5的作用下，使得動(dòng)平臺(tái)303姿態(tài)可變，進(jìn)而可以調(diào)整與之相連的反射作用面3的平整度，除此之外還能將繩索404張緊到指定張力，對(duì)機(jī)構(gòu)剛度進(jìn)行調(diào)整，使得機(jī)構(gòu)剛度最優(yōu)。同時(shí)還能通過(guò)測(cè)控系統(tǒng)控制電機(jī)運(yùn)動(dòng)，并且將相應(yīng)的測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)，操作簡(jiǎn)單、數(shù)據(jù)處理方便。