[发明专利]挖掘设备健康监测系统及方法

说明书

本发明提供一种挖掘设备健康监测系统及方法，属于工程机械监测技术领域。所述方法包括：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；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；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。本发明用于挖掘设备工作装置的健康状况评估。

技术领域

本发明涉及工程机械监测技术领域，具体地涉及一种用于工程机械健康监测的方法、一种用于挖掘设备健康监测的信号采集方法、一种用于工程机械健康监测的系统、一种用于挖掘设备的健康监测系统、一种设备、一种工程机械和一种计算机可读存储介质。

背景技术

液压挖掘机是应用最为广泛、产销量最大的工程机械之一，广泛运用于能源、水利、交通、建筑等基础工程建设中，是国家建设过程中重要的施工产品；据统计，60％以上的土石方开挖是由液压挖掘机完成的。

挖掘机的服役载荷复杂多变，挖掘机工作装置长期承受随机的交变载荷，容易产生疲劳破坏。实际使用中，挖掘机工作装置频繁发生疲劳断裂，导致结构失效，严重影响挖掘机整机的工作性能。据统计，由疲劳造成的破坏占机械破坏的80％左右。影响挖掘机疲劳开裂的因素众多，主要分为内因与外因，内因主要是工作装置的使用的材料、焊接工艺、结构形式等，外因为服役过程中的挖掘力复杂载荷。目前，行业内暂无有效的办法可对挖掘机铲斗的受力状态进行采集或求取，导致挖掘机生产企业很难在设计和产品出厂的验证阶段很难排除产品中的设计缺陷。

掌握挖掘机工作装置服役历程，并进行数据分析与处理，是进行产品设计、寿命预估与维护决策的关键。

发明内容

本发明的目的是提供一种挖掘设备健康监测系统及方法，解决现有技术因缺少载荷信息或应力信息分类而导致的无法统计损伤分解数据以及不能切实反映工程机械健康状况等技术问题。

为了实现上述目的，本发明实施例提供一种用于工程机械健康监测的方法，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，其中，所述载荷历程数据的属性可以是频域或时域；

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；

在步骤S2)中获得具有所述载荷方向信息的载荷历程数据之前，还可以配置循环监测操作，循环监测操作中，每获得一次应变检测点数据，则返回步骤S1)，其中，应变检测点数据可以是部分时刻的数据，具有实时性，循环监测操作执行至预设时间后，再形成载荷时间历程数据；

此外，在获得载荷时间历程数据之前，还可选地执行傅里叶变换等数据转换步骤，从而获得的载荷时间历程数据的属性可以是频域，以符合频域内的统计规则的数据要求。

具体的，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。

具体的，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；