[发明专利]基于音频分析的步进丝杆马达缺陷诊断装置及缺陷识别方法

权利要求书

1.一种基于音频分析的步进丝杆马达缺陷诊断装置，其特征在于：包括用于安装待测试步进丝杆马达(15)的测试治具(12)、用于驱动步进丝杆马达(15)运行的驱动板(13)、位于步进丝杆马达(15)旁侧的音频采集机构(11)、负载牵引机构以及计算机(22)；

所述测试治具(12)包括载物台和用于将步进丝杆马达(15)压紧固定于载物台上的压紧机构，所述载物台上设置有与步进丝杆马达(15)外型匹配的容纳空间，所述压紧机构包括压板(4)和锁紧机构，所述压板(4)宽度与载物台宽度相匹配，其一侧与载物台相应侧面转动连接，另一侧通过锁紧机构与载物台连接，将步进丝杆马达(15)压紧；所述压板(4)上还设置有与步进丝杆马达(15)接电口对应的插针以及与插针相连接的电极(14)，所述驱动板(13)与电极(14)相连接；

所述音频采集机构(11)包括固定支架(32)和通过柔性约束安装于支架内的声音传感器(34)，声音传感器(34)的声音收纳端对准步进丝杆马达(15)，所述计算机(22)与声音传感器(34)连接，用于对接收到的声音信号进行处理得到倍频程分贝谱和Mel频谱，首先依据Mel频谱判断步进丝杆马达是否存在杂音，再根据设定标准，结合倍频程分贝值，辨认步进丝杆马达(15)是否存在缺陷及缺陷类型；

所述负载牵引机构包括沿步进丝杆上驱动螺母移动方向布设于载物台上的滑轨(10)、与滑轨(10)滑动连接的滑块(6)、固定于滑轨(10)尾部的滑轮(9)以及负载，所述滑块(6)与驱动螺母连接，所述负载经跨接于滑轮(9)上的绳索与滑块(6)连接，使步进丝杆马达(15)进行带负载运行测试；

步进丝杆马达(15)存在缺陷的设定标准为：分贝值超过阈值且伴随杂音为噪音件；分贝值超过阈值且无杂音为声音大件；分贝值不超过阈值且伴随杂音为异音件；分贝值不超过阈值且无杂音为良品件。

2.根据权利要求1所述的基于音频分析的步进丝杆马达缺陷诊断装置，其特征在于：所述锁紧机构由在压板(4)和载物台侧面相对位置配套设置的转轴和压板卡扣(5)组成，压板卡扣通过转轴固定于载物台侧面。

3.根据权利要求1所述的基于音频分析的步进丝杆马达缺陷诊断装置，其特征在于：该诊断装置还包括设置于载物台上的隔音箱(23)，所述测试治具(12)、驱动板(13)以及音频采集机构(11)均设置于隔音箱(23)内。

4.根据权利要求1所述的基于音频分析的步进丝杆马达缺陷诊断装置，其特征在于：所述音频采集机构(11)为两组，分别设置在两个相互垂直的方向，一组用于检测分贝值，另一组用于缺陷检测。

5.根据权利要求1所述的基于音频分析的步进丝杆马达缺陷诊断装置，其特征在于：所述声音传感器(34)的声音采收端位于以步进丝杆马达(15)中心位置为中心形成的音强包络面上。

6.根据权利要求1所述的基于音频分析的步进丝杆马达缺陷诊断装置，其特征在于：所述音频采集机构(11)还设计有防止声音漫反射的环形罩，环形罩通过固定在支架上的支撑杆(33)悬置在声音传感器(34)前端。

7.一种使用权利要求1-6任一所述诊断装置对步进丝杆马达缺陷进行识别的方法，其特征在于：包括以下步骤：

(1)将待测试步进丝杆马达(15)通过定位柱(8)固定于载物台上，使用压紧机构将步进丝杆马达(15)压紧；

(2)启动步进丝杆马达(15)使驱动螺母做往复直线运动；

(3)音频采集机构(11)的声音传感器(34)采集音频信号，将采集的音频信号传输至计算机(22)；

(4)计算机(22)对接收到的音频信号进行处理得到倍频程分贝谱和Mel频谱，首先依据Mel频谱判断步进丝杆马达是否存在杂音，再根据设定标准，结合倍频程分贝值，辨认步进丝杆马达(15)是否存在缺陷及缺陷类型。