【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及振动试验，具体地，涉及一种燃油晃动试验中激光测振仪的调节装置及方法。
技术介绍
1、油箱内燃油的晃动是指液体自由表面由于受到外加扰动或激励而产生的运动，燃油的晃动问题在航空航天、船舶、化工领域非常常见。燃油晃动不仅会对油箱壁产生冲击载荷，引起结构的疲劳破坏；而且对于载液比重大的载液系统，如飞行器，在运动过程中，短时间内液体的大幅晃动引发的重心变化还会对飞行器的运动轨迹或飞行姿态产生不利的影响。因此，燃油晃动特性研究对飞行器结构强度和系统设计至关重要。常见的研究方法是通过振动台模拟油箱受到的载荷，通过激光测振仪采集燃油液面的晃动特性。但是，一方面，现代飞行器大多为整体油箱，并采用内部框板将整体区域划分为多隔舱的布局形式，因此每个隔舱都需要使用激光测振仪进行测试，但仅有油箱顶部有很小的开孔供激光测振仪测试液面，调整入射位置非常困难；另一方面，激光通过燃油反射后反射光损失非常严重，信号强度大幅降低，甚至会出现采集不到信号的情况。传统的试验方法一般是试验准备阶段时，在油箱每个隔舱的顶部都安装有激光测振仪，并且手动调节激光测振仪的测试位置和入射角度，使激光测点可以穿过油箱顶部的小孔入射到液面上，并进一步微调入射角度和位置，在这个过程中找到一个反光强度可以接受的安装状态后再进行试验。一方面，这种试验方法需要准备较多数量的激光测振仪，并需要频繁且细致地手动调节激光测振仪的测试位置和入射角度，才能获得勉强可以接受的反光强度；另一方面，在试验过程中一旦受到振动台激励的干扰，激光测振仪的安装状态可能会被影响，此时需要中止试验重复进行上
2、通过现有技术检索，存在以下已知的技术方案：
3、现有技术1：
4、申请号：202111271170.x。申请日：2021.10.29。公开(公告)日：2021.11.30。该现有技术公开了一种光学仪器的角度调节机构，底座的顶部远离底座中心处固定有两个中空板，两个中空板之间固定有横板，横板的顶部固定有连杆，连杆的顶部铰接有承载板，承载板的左侧和右侧分别设置有辅助固定装置，底座的顶部远离底座中心处设置有调节装置，底座的底部设置有车轮装置。
5、该现有技术通过齿轮与双向齿板配合，在转杆带动齿轮转动过程中，双向齿板向上或者向下移动，使得双向齿板调节光学仪器的角度，从而避免了光学仪器上下移动的幅度较小，调节速度慢的问题，进而提高了光学仪器的调节的工作效率。但该方法还是依赖手动操作，不能显著提高调整效率，不适用于需要频繁调整的场合。
6、现有技术2：
7、申请号：201922087595.x。申请日：2019.11.26。公开(公告)日：2020.07.28。该现有技术公开了一种相机拍摄角度调节设备，包括相机云台、六自由度机械臂和相机转动座；其中，六自由度机械臂的一端与相机云台相连，六自由度机械臂的另一端与相机转动座相连；相机拍摄角度调节设备还包括：固定连接于相机转动座的拍摄角度测量传感器；与拍摄角度测量传感器电连接的第一控制芯片；与第一控制芯片和六自由度机械臂分别电连接的驱动机构。
8、该现有技术方案能解决相机的拍摄角度受限，难以全面拍摄到图像的问题。但仍然依赖于人工对准，如果应用于晃动试验中激光测振仪测点的调整过程中，效率较低。
技术实现思路
1、针对现有技术中的缺陷，本专利技术的目的是提供一种燃油晃动试验中激光测振仪的调节装置及方法。
2、根据本专利技术提供的燃油晃动试验中激光测振仪的调节装置，包括：龙门架、导轨基座、机械手基座、机械手、导轨、直线驱动器、激光测振仪、被试油箱、试验夹具、振动台、ccd相机和工控机；
3、所述被试油箱通过试验夹具固定在振动台上，所述振动台放置在龙门架之间；
4、所述激光测振仪固定在机械手上，所述机械手安装在机械手基座上，所述机械手基座连接在导轨和直线驱动器上，所述导轨和直线驱动器固定在导轨基座上，所述导轨基座安装在龙门架顶端；
5、所述ccd相机固定在龙门架上；
6、所述工控机连接振动台和ccd相机，工控机操控振动台以及接收ccd相机采集的图像数据。
7、优选地，所述机械手包括立柱、大臂和小臂；
8、所述立柱安装在机械手基座上；
9、所述大臂两端分别连接立柱和小臂；
10、所述小臂的末端与激光测振仪连接。
11、优选地，所述机械手包括大臂回转、大臂俯仰、小臂俯仰和小臂伸缩四个运动自由度，并通过直线驱动器在导轨上直线移动。
12、优选地，所述小臂伸缩距离大于激光测振仪的腔长。
13、优选地，所述立柱通过螺栓和防松螺母安装在机械手基座上，所述小臂的末端与激光测振仪通过螺钉固定连接。
14、优选地，所述导轨基座在龙门架上的最低安装位置使得激光测振仪与被试油箱的距离大于2倍的激光测振仪的腔长。
15、优选地，所述导轨的长度使得激光测振仪的移动范围覆盖被试油箱的长度。
16、优选地，所述直线驱动器的驱动距离使得激光测振仪的移动范围覆盖被试油箱的长度。
17、优选地，所述ccd相机通过螺钉与龙门架紧固连接。
18、根据本专利技术提供的燃油晃动试验中激光测振仪的调节方法，包括如下步骤：
19、步骤一：将导轨和直线驱动器安装在导轨基座上，并确保导轨的长度及直线驱动器的驱动距离大于被试油箱的长度；
20、步骤二：将机械手基座连接在导轨和直线驱动器上，并确保直线驱动器驱动机械手基座在导轨上直线运动；
21、步骤三：将机械手的立柱底部与机械手基座通过螺栓和防松螺母固定；
22、步骤四：将激光测振仪通过螺钉与机械手的小臂的末端固定；
23、步骤五：将龙门架对称固定在振动台两侧，确保其间距满足导轨基座的安装距离需要，且不干涉被试油箱；
24、步骤六：将被试油箱通过试验夹具固定在振动台上，做出定位标记，确保每个被试油箱安装状态相同；
25、步骤七：将导轨基座固定在龙门架顶端，高度确保激光测振仪与被试油箱的距离大于2倍的激光测振仪的腔长；
26、步骤八：将ccd相机固定在龙门架上，通过直接线性变换方法确定出5个以上标定参照物特征点的坐标对应的实际图像坐标，结合非线性畸变校正后的坐标，由此确定像平面的坐标变换关系；
27、步骤九：开启激光测振仪，重新采集图像后，根据坐标转换关系，求解出激光测点与被试油箱第一个隔舱开孔的坐标及到达路径；
28、步骤十：根据路径通过工控机调节直线驱动器移动机械手基座的位置，并对应调节机械手的大臂回转角度、大臂俯仰角度和小臂俯仰角度，通过工控机观察激光测振仪的反光强度，确保激光垂直入射进被本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种燃油晃动试验中激光测振仪的调节装置，其特征在于，包括：龙门架(1)、导轨基座(2)、机械手基座(3)、机械手(4)、导轨(5)、直线驱动器(6)、激光测振仪(7)、被试油箱(8)、试验夹具(9)、振动台(10)、CCD相机(11)和工控机(12)；
2.根据权利要求1所述的燃油晃动试验中激光测振仪的调节装置，其特征在于，所述机械手(4)包括立柱(41)、大臂(42)和小臂(43)；
3.根据权利要求2所述的燃油晃动试验中激光测振仪的调节装置，其特征在于，所述机械手(4)包括大臂(42)回转、大臂(42)俯仰、小臂(43)俯仰和小臂(43)伸缩四个运动自由度，并通过直线驱动器(6)在导轨(5)上直线移动。
4.根据权利要求2所述的燃油晃动试验中激光测振仪的调节装置，其特征在于，所述小臂(43)伸缩距离大于激光测振仪(7)的腔长。
5.根据权利要求2所述的燃油晃动试验中激光测振仪的调节装置，其特征在于，所述立柱(41)通过螺栓和防松螺母安装在机械手基座(3)上，所述小臂(43)的末端与激光测振仪(7)通过螺钉固定连接。
<...【技术特征摘要】
1.一种燃油晃动试验中激光测振仪的调节装置，其特征在于，包括：龙门架(1)、导轨基座(2)、机械手基座(3)、机械手(4)、导轨(5)、直线驱动器(6)、激光测振仪(7)、被试油箱(8)、试验夹具(9)、振动台(10)、ccd相机(11)和工控机(12)；
2.根据权利要求1所述的燃油晃动试验中激光测振仪的调节装置，其特征在于，所述机械手(4)包括立柱(41)、大臂(42)和小臂(43)；
3.根据权利要求2所述的燃油晃动试验中激光测振仪的调节装置，其特征在于，所述机械手(4)包括大臂(42)回转、大臂(42)俯仰、小臂(43)俯仰和小臂(43)伸缩四个运动自由度，并通过直线驱动器(6)在导轨(5)上直线移动。
4.根据权利要求2所述的燃油晃动试验中激光测振仪的调节装置，其特征在于，所述小臂(43)伸缩距离大于激光测振仪(7)的腔长。
5.根据权利要求2所述的燃油晃动试验中激光测振仪的调节装置，其特征在于，所述立柱(41)通过螺栓和防松螺母安装在机械手...
【专利技术属性】
技术研发人员：盛鹏，王者蓝，陈洋，陈怡，吴蔚，吴佳伟，庄建宇，
申请(专利权)人：上海航天精密机械研究所，
类型：发明
国别省市：
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