[发明专利]一种玉米收获机传动系故障诊断系统和方法

说明书

本发明提供了一种玉米收获机传动系故障诊断系统和方法，所述系统包括采集模块和诊断模块；采集模块用于对待诊断收获机传动系的传动部件进行参数信息的采集，并将参数信息发送至诊断模块；诊断模块用于根据接收的参数信息，建立用于表示各传动部件工作状态的特征矩阵；并将特征矩阵内的特征值与预先建立的标准特征矩阵中对应的标准特征值进行比较，根据比较结果输出传动部件的故障诊断结果。本发明通过采集收获机传动系传动部件的参数信息，建立特征矩阵，并与标准特征矩阵进行对比，获取故障诊断结果，能够定位传动系中发生故障的传动部件，便于操作人员进行检修，提高作业效率。

技术领域

本发明涉及农业机械故障诊断领域，具体涉及一种玉米收获机传动系故障诊断系统和方法。

背景技术

近年来，我国农业机械化水平不断提高，但作为最重要的农业机械设备之一的收获机械，其性能和自动化水平同国外同类型机械相比，仍有较大差距。目前的收获机主要存在整体可靠性不高、作业效率难以提升、整机维护费用高等问题；而造成这些问题的主要原因，客观上是收获机本身结构复杂、零配件多以及其作业环境恶劣；但更重要的是主观上智能监测和故障诊断技术落后，故障前不能对其进行预测和有效维护，故障后不能准确判断故障来源和故障原因。

玉米收获机传动系是保证其行走和摘穗、堆集、茎秆还田等作业环节的重要部件。由于收获机特殊的作业要求，其传动系一般包括皮带传动、链传动和齿轮传动三种方式，其故障形式多表现为皮带轮磨损异常或断裂、链轮打滑或掉链、轴承温升异常等；因此，由于传动系工况复杂且类型多样，现有技术难以实现传动系的工况监测和故障诊断。

发明内容

针对现有技术中存在的上述缺陷，本发明提供一种玉米收获机传动系故障诊断系统和方法。

本发明的一方面提供一种玉米收获机传动系故障诊断系统，包括采集模块和诊断模块；采集模块用于对待诊断收获机传动系的传动部件进行参数信息的采集，并将参数信息发送至诊断模块；诊断模块用于根据接收的参数信息，建立用于表示各传动部件工作状态的特征矩阵；并将特征矩阵内的特征值与预先建立的标准特征矩阵中对应的标准特征值进行比较，根据比较结果输出传动部件的故障诊断结果。

其中，所述采集模块具体包括传感器单元、处理器单元和无线传输单元；传感器单元用于在待诊断收获机运行时，对传动部件进行数据采集，并将采集得到的传感器数据发送至处理器单元；处理器单元用于对传感器单元发送的传感器数据进行数据转换处理，获取传感器数据对应的参数信息，并将参数信息通过无线传输单元发送至诊断模块。

其中，所述传感器单元具体包括温度传感器、转速传感器和振动速度传感器；温度传感器用于采集发动机输出轴、变速箱主驱动轴、割台齿轮箱主驱动轴和茎秆粉碎器转轴的温度信息；转速传感器用于采集发动机输出轴、前桥边减速器输出轴、茎秆粉碎器中间轴、茎秆粉碎器滚筒轴和割台齿轮箱输出轴的转速信息；振动速度传感器用于采集发动机安装底座、割台齿轮箱、变速箱和茎秆粉碎器的振动速度信息。

其中，所述诊断模块具体包括矩阵建立单元；矩阵建立单元用于根据接收的参数信息建立特征矩阵，所述特征值矩阵具体为，

式中，T1为发动机输出轴的温度特征值，T2为变速箱主驱动轴的温度特征值，T3为割台齿轮箱主驱动轴的温度特征值，T4为茎秆粉碎器转轴的温度特征值；R1为前桥边减速器输出轴与发动机输出轴的传动比特征值，R2为割台齿轮箱输出轴与前桥边减速器输出轴的传动比特征值，R3为茎秆粉碎器中间轴与发动机输出轴的传动比特征值，R4为茎秆粉碎滚筒轴与茎秆粉碎器中间轴的传动比特征值；V1为发动机安装底座的最大振动速度幅值特征值，V2为变速箱的最大振动速度幅值特征值，V3为割台齿轮箱的最大振动速度幅值特征值，V4为茎秆粉碎器的最大振动速度幅值特征值。