[发明专利]转向齿轮实时远程智能监控系统

说明书

技术领域

本发明涉及汽车的故障监控与诊断领域，尤其涉及到一种汽车转向齿轮实时远程监控与故障诊断系统。

背景技术

近年来我国汽车工业飞速发展，已经成为世界第一大汽车生产国，各型汽车也已经走进千家万户，与此同时由于汽车故障所导致的车祸时有发生，虽然汽车的安全性和可靠性相较过去都有极大提高，但是汽车在运行时发生故障难以避免。特别是汽车的转向系统一旦发生故障，极有可能导致严重的安全事故，所以很有必要对汽车的转向齿轮的进行状态进行实时监控，分析并预测出汽车转向齿轮可能发生的各类故障情况，从而指导汽车用户及时维修或跟换汽车转向系统，最大可能的避免因转向齿轮所导致的交通事故。

目前在各型汽车中还没有任何装置来实现对汽车转向齿轮的实时在线监控。由于汽车转向齿轮的振动信号属于高频信号，普通监控和故障诊断系统不具有针对性，无法满足汽车转向齿轮的监控和故障诊断的要求。同时，为了满足汽车远距离移动的要求，有必要开发一种能够符合汽车实际使用特点的远程监控系统。本发明正是为了解决这一难题而提出的，通过一种汽车转向齿轮实时远程监控系统，实时采集汽车转向齿轮运行状态信息，并传输给远端服务器，通过智能诊断算法实现对汽车齿轮故障的在线诊断。

发明内容

鉴于上述现有技术中存在的缺陷，本发明提供一种汽车转向齿轮实时监控系统，实时采集汽车转向齿轮运行状态信息，并传输给远端服务器，通过智能诊断算法实现对汽车齿轮故障的在线诊断。

根据本发明提供的一种转向齿轮实时远程智能监控系统，包括：转向齿轮检测系统、远程故障诊断系统；

所述转向齿轮检测系统，包括：振动传感器、采集器、工控机、无线发射模块；

振动传感器，用于将转向齿轮的振动加速度信号转变为电信号传输给采集器；

采集器，用于对所述电信号进行A/D采集，并将A/D采集得到的数字信号传输给工控机；

工控机，用于将数字信号存储在本地形成转向齿轮状态振动信息；

无线发射模块，用于将转向齿轮状态振动信息进行远程数据传输给远程故障诊断系统；

所述远程故障诊断系统，包括：服务器、数据库管理系统、智能诊断模块、诊断信息发布平台；

服务器，用于通过互联网实时接收无线发射模块发来的转向齿轮状态振动信息；

数据库管理系统，用于存储来自服务器的转向齿轮状态振动信息；

智能诊断模块，用于对转向齿轮状态振动信息进行特征提取，从而判别出转向齿轮的运行状态，对故障进行提前预警；

诊断信息发布平台，用于对转向齿轮的运行状态进行实时发布，并提供转向齿轮的运行状态的历史数据的查询服务。

优选地，所述振动传感器，包括非接触式电涡流位移振动传感器，所述非接触式电涡流位移振动传感器包括：传感器探头、前置调理模块；

所述传感器探头，用于向转向齿轮安装轴的金属被测表面发射电涡流和感应金属被测表面的磁通，根据电磁效应将磁通变化转换为电流变化，进而输出电流信号；

所述前置调理模块，包括：振荡器、检测电路、放大器以及线性补偿电路；

振荡器，用于将传感器探头输出的电流信号转化成调频和调幅的载波信号；

检测电路，用于从经过振荡器调频和调幅后的载波信号中提取低频信号；

放大器，用于对检测电路输出的低频信号进行放大后作为放大输出信号输出；

线性补偿电路，用于对放大输出信号进行调理得到的反馈信号反馈给振荡器。

优选地，所述振动传感器包括两个同规格的非接触式电涡流位移振动传感器，该两个同规格的非接触式电涡流位移振动传感器以分布对称的方式安装在转向齿轮的两侧，并且非接触式电涡流位移振动传感器距离转向齿轮的相对位置保持不变，从而在转向齿轮安装轴向方向上的振动情况由这两个非接触式电涡流位移振动传感器分别监测得到。

优选地，所述的智能诊断模块，包括如下装置：

第一处理装置，用于小波包分解，具体地，将转向齿轮状态振动信息k(t)进行分解，公式如下：

x＝<k(t),ψ(t)>

式中，<·,·>为内积运算，ψ(·)为小波包分解滤波器组，t为时间变量，x表示分解系数序列；

第二处理装置，用于节点重采样，具体地，对所得分解系数序列x按每个小波包底层节点进行重采样，采样函数为：

x'＝G(sort(x,assending),0.5)

式中，x′表示重采样后的系数序列，G(·,0.5)表示采样函数，0.5为重采样比例参数，即：