[发明专利]挖掘设备健康监测系统及方法

权利要求书

1.一种用于工程机械健康监测的方法，其特征在于，该方法包括：

S1)确定工程机械的工作姿态，并获取所述工作姿态下与所述工程机械的工作装置对应的应变检测点数据；

S2)根据所述应变检测点数据中与至少两个应变检测点对应的应变数据，确定载荷方向信息，再通过所述应变检测点数据，获得具有所述载荷方向信息的载荷历程数据；

S3)将所述载荷历程数据转换为所述工作装置的应力统计数据，并通过所述应力统计数据，评估所述工程机械的损伤程度；

步骤S1)中的应变检测点数据与所述工作装置的动臂对应；

步骤S3)中将所述载荷历程数据转换为所述工作装置的应力统计数据，包括：

根据所述载荷方向信息，对每个载荷方向的载荷历程数据分别进行计数、分割和重构，获得与所述动臂对应的载荷统计数据，其中，所述载荷方向信息中每个载荷方向均分别与所述工作装置的铲斗部件载荷方向对应，

选取损伤等效模型，利用所述损伤等效模型，将所述载荷统计数据转化为与所述动臂对应的应力统计数据，

利用与所述动臂对应的应力统计数据，结合预设映射关系，获得与所述铲斗部件对应的载荷统计数据，其中，所述预设映射关系被配置为通过与所述动臂对应的应力和所述工作装置的油缸作用力获得与所述铲斗部件对应的载荷的映射关系。

2.根据权利要求1所述的用于工程机械健康监测的方法，其特征在于，步骤S1)中确定工程机械的工作姿态，具体为：

获取工程机械的油缸采集信号，通过所述油缸采集信号确定所述工程机械的工作姿态，其中，所述油缸采集信号包括：压力信号、位移信号和角度信号。

3.根据权利要求1所述的用于工程机械健康监测的方法，其特征在于，步骤S2)中根据所述应变检测点数据中与至少两个应变检测点对应的应变数据，确定载荷方向信息，包括：

从所述应变检测点数据中选择至少两个应变检测点对应的应变数据，计算选择的应变数据的差值；

确定所述差值的变化历程符合预设载荷方向分类规则，利用所述选择的应变数据，获得载荷方向信息。

4.根据权利要求1或3所述的用于工程机械健康监测的方法，其特征在于，步骤S2)中根据所述应变检测点数据中与至少两个应变检测点对应的应变数据，确定载荷方向信息，包括：

从所述应变检测点数据内，选定与所述工作装置中动臂对应的两个应变检测点的应变数据，其中，所述两个应变检测点被布置于所述动臂的盖板且在所述动臂的横截面内投影为相互独立；

若所述应变数据的差值的绝对值小于第一预设应力阈值，则确定载荷方向为正载荷方向，获得当前的载荷方向信息，或者，

若所述应变数据的差值的绝对值属于预设应力范围，则确定载荷方向为侧载荷方向，获得当前的载荷方向信息，或者，

若所述应变数据的差值的绝对值大于第二预设应力阈值，则确定载荷方向为偏载荷方向，获得当前的载荷方向信息。

5.根据权利要求1所述的用于工程机械健康监测的方法，其特征在于，步骤S2)中的载荷方向信息，包括：

正载荷方向信息、偏载荷方向信息、侧载荷方向信息和复合载荷方向信息，其中，所述复合载荷方向信息被定义为在选定的时间范围内，具有正载荷方向信息、偏载荷方向信息和侧载荷方向信息中任意至少两类载荷方向信息。

6.根据权利要求1所述的用于工程机械健康监测的方法，其特征在于，步骤S3)在获得与所述铲斗部件对应的载荷统计数据之后，且在评估所述工程机械的损伤程度之前，还包括：

建立所述工作装置的有限元模型，通过与所述动臂对应的应力统计数据和/或与所述铲斗部件对应的载荷统计数据，结合所述有限元模型，转换获得所述工作装置的剩余部件的应力统计数据。