[发明专利]一种高速机车走行部齿轮箱智能监测单元

说明书

本发明公开了一种高速机车走行部齿轮箱智能监测单元，包含底板1、及安装在底板上的电源处理模块2、工业通讯模块3、多类型调理模块4、数据采集模块5、主控制模块6，及与主控制模块相连的高速缓存模块7、数据存储模块8、加密管理模块9和报警指示模块10。在主控制模块6实时计算信号的统计特征，判断是否出现故障；出现故障时，数据存储模块8同时存储原始数据和特征数据，并通过报警指示模块10进行灯光报警；无故障时，数据存储模块8只存储特征数据。智能监测单元采用PXIE总线架构，板卡外形，直接安装在高速机车监测机柜中。该发明具备智能监测、存储与报警功能，适用于高速机车走行部齿轮箱在线监测与健康管理。

技术领域

本发明属监测诊断领域，具体涉及一种高速机车走行部齿轮箱智能监测单元。

背景技术

随着我国铁路的高速发展，高速列车已经成为中国高端制造业崛起的重要标志。然而，高速列车属于典型复杂机电系统，以分布式、网络化方式集成了机、电、气、热等多个物理域的部件，部件之间以多种物理作用复杂交互，导致故障表现方式高度复杂化。高速列车的维护普遍沿用不计成本保安全的劳动力密集型计划维修体制，已成为制约我国高铁发展乃至出口的瓶颈，为此，铁路维修保障部门特别提出未来维修方式应该在精确掌握列车状态的前提下，逐渐向状态维修体制过渡，从而保障运行安全、提高维修效率，满足国内和海外维修保障需求。

目前，高速列车上的电气元件的控制与监测已趋已成熟，而针对机械部分监测还非常少，主要原因在于机械故障诊断和健康管理的难度非常大。常规的监测设备无法直接在高速列车上使用，无法在特定的空间安装，无法在监测的基础上智能报警，无法满足高速机车的特殊工作条件。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种高速机车走行部齿轮箱智能监测单元，具备智能监测、存储与报警功能，适用于高速机车走行部齿轮箱在线监测与健康管理。

为了实现上述目的，本发明采取的技术方案是：

包含底板1、及安装在底板上的电源处理模块2、工业通讯模块3、多类型调理模块4、数据采集模块5、主控制模块6，及与主控制模块相连的高速缓存模块7、数据存储模块8、加密管理模块9和报警指示模块10。在主控制模块6实时计算信号的统计特征，判断是否出现故障；出现故障时，数据存储模块8同时存储原始数据和特征数据，并通过报警指示模块10进行灯光报警；无故障时，数据存储模块8只存储特征数据。智能监测单元采用PXIE总线架构，板卡外形，直接安装在高速机车监测机柜中。

所述的工业通讯模块3包含RS485、CAN、100/1000M以太网和WiFi，其中RS485、CAN用于多类型调理模块4、数据采集模块5、主控制模块6之间的内部通讯；100/1000M以太网用于智能监测单元与计算机、服务器之间的通讯，在固定站点由智能监测单元主动向服务器发送数据，更新服务器数据库；WiFi用于智能监测单元与无线优盘之间的通讯，保证在不开机柜、不影响列车工作的情况下实现数据的下载。

所述的多类型调理模块4包含电压型调理子模块41、电流型调理子模块42和电阻型调理子模块43，主要实现对模拟信号的调理、放大，使其转化为标准的可直接采集的电压信号。其中电压型调理子模块41，输入为模拟电压信号，由恒流源电路411为电压输出型传感器供电，经交流耦合电路412和阻抗变换电路413将电压量调节至可采集范围，经差分变换电路414将其转化为标准电压输出。电流型调理子模块42输入为4～20mA的电流信号，经电流电压转换电路421将信号转化为电压，经变压隔离电路422转化为标准电压输出。电阻型调理子模块43采用双恒流源调理，一路为激励恒流源电路431，另一路为转换恒流源电路432，经电阻电压转换电路433转为电压信号，经变压隔离电路434转化为标准电压输出。