[发明专利]一种基于LabVIEW的远程齿轮箱故障监测系统

说明书

本发明涉及一种基于LabVIEW的远程齿轮箱故障监测系统。包括振动传感器、恒流适配器、数据采集卡、树莓派、单片机、WIFI模块、继电器、上位机单元；所述振动传感器吸附于齿轮箱表面且靠近轴承端盖的上方；所述恒流适配器用于调节振动传感器测取的振动信号；所述数据采集卡用于将恒流适配器输出的振动信号数据传输给所述树莓派；所述树莓派用于驱动数据采集卡工作，并将振动信号数据上传到上位机单元；所述上位机单元通过WIFI模块与单片机通信，继而通过继电器控制恒流适配器、树莓派的工作与否。本发明能够克服有线监测对工作环境的要求以及满足工作人员测试的方便性，可以实时远程掌握齿轮箱的运行状态，实现远程状态监控和故障诊断。

技术领域

本发明属于齿轮箱故障监测领域，具体涉及一种基于LabVIEW的远程齿轮箱故障监测系统。

背景技术

齿轮箱作为一种机械设备，在工业生产中广泛应用，其故障也时常发生，常见的故障往往是出现在齿轮及轴承部位。

齿轮通常在变转速、变负荷等复杂工况条件下工作，极易受到损伤产生故障。齿轮故障又是诱发机器故障的重要因素。据统计，传动机械80％的故障是由齿轮引起的，旋转机械中齿轮故障占其故障的10％左右。

滚动轴承作为机械设备中极为重要的零部件，滚动轴承拥有结构简单紧凑、装配拆卸方便、运行摩擦阻力小、机械效率高等诸多优点，因此得到了广泛的应用。据统计有30％以上的机械设备故障都因轴承故障而引发其运行状态正常与否常常直接影响到整个机械设备的工作性能，甚至对设备操作人员的人身安全产生威胁，造成经济损失。

从采集方式来看：齿轮箱诊断通常经过有线连接的方式连接上位机进行数据采集，通常为串口通讯形式，但对于在工厂环境下对齿轮进行监测存在较多不便。而无线传感器则价格比较昂贵。

从故障识别来看：时域、频域分析以及时频联合分析，涉及较多的数字信号处理运算，整个过程略显繁琐，往往只能判断故障发生的部位，对于不同状态下的故障往往较难分辨。随着人工智能在各领域的广泛应用，神经网络分析方法也已经被应用十分广泛，神经网络特有的非线性适应性信息处理能力，可以学习到数据深层次的抽象特征表达，具有更强更复杂的数据表达能力，其在故障诊断领域的应用潜能被广泛重视并引发很多学者研究。

发明内容

本发明的目的在于针对有线监测对工作环境的要求以及满足工作人员测试的方便性，提供一种基于LabVIEW的远程齿轮箱故障监测系统，该系统针对齿轮箱不同故障状态的监测，通过在监测系统上位机软件LabVIEW中调用MATLAB加入了时、频域分析以及概率神经网络故障分类方法，针对概率神经网络分类准确率受平滑参数影响较大这一特点，提出改进果蝇优化概率神经网络，便且将其应用到系统中，也使得监测过程更加合理；整个系统，下位机设置好后，工作人员只需在上位机操作即可。

为实现上述目的，本发明的技术方案是：一种基于LabVIEW的远程齿轮箱故障监测系统，包括振动传感器、恒流适配器、数据采集卡、树莓派、单片机、WIFI模块、继电器、上位机单元；

所述振动传感器吸附于齿轮箱表面且靠近轴承端盖的上方；

所述恒流适配器与振动传感器相连接，用于调节振动传感器测取的振动信号；

所述数据采集卡与恒流适配器连接，用于将恒流适配器输出的振动信号数据传输给所述树莓派；

所述树莓派内存储有数据采集卡的驱动及相关的设置程序，以驱动数据采集卡工作；所述树莓派还通过WIFI模块与上位机单元通信，以将振动信号数据上传到上位机单元；

所述单片机通过继电器控制恒流适配器、树莓派的工作与否；所述单片机还通过WIFI模块与上位机单元通信，以使得上位机单元能够远程控制恒流适配器、树莓派的工作与否；