[发明专利]一种基于振动传感器的起升机构变幅性能测试装置及方法

说明书

本发明公开一种基于振动传感器的起升机构变幅性能测试装置，该测试装置包括振动传感器集成模块、监测主节点和供电模块，所述供电模块用于向振动传感器集成模块和检测主节点提供电源，所述传感器集成模块设置于起升机构上且用于采集起升机构变幅过程的振动信号，并将振动信号转化为总线信号且通过总线发送至监测主节点，所述监测主节点对接收的总线信号进行解码，并对解码后的振动信号进行分析以提取起升机构变幅过程中的运动参数。本发明的基于振动传感器的起升机构变幅性能测试装置及方法采用前后两次滤波处理，并采用趋势项分析方法提取变幅加速度特征、变幅角度以及角速度，则有效防止振动信号噪声较大导致趋势项不收敛现象。

技术领域

本发明属于机械与仪器工程领域，具体涉及一种基于振动传感器的起升机构变幅性能测试装置及方法。

背景技术

起升机构包括起升液压缸、驱动系统、安全装置及控制系统等组成，完成起升及回平任务，广泛应用于工程、军事领域，现有的起升驱动系统多采用液压控制，且随着控制精度需求的增加，起升机构的控制由传统的开关控制，转变为电液比例控制和电液伺服控制。为高效完成起升和回平，需时刻监测、反馈起升机构的变幅特性，在起升控制系统中增加传感器，常见的起升反馈控制传感器包括：液压缸位移传感器和起升倾角传感器，基于倾角传感器的监测方法存在信号单一的问题；基于压力传感器的监测方法存在介入式安装，改造安装不方便等问题，因此亟需一种非介入式的起升机构变幅特性监测方法与装置。

发明内容

本发明针对上述存在的技术问题，提出了一种基于振动传感器的起升机构变幅性能测试装置及方法,利用三向振动传感器，可实现变幅过程中振动信号的分析获得变幅角度、角速度、液压缸冲击加速度及油缸伸出位移，满足起升机构变幅特性监测与反馈控制的需求。

本发明采用的技术方案：

一种基于振动传感器的起升机构变幅性能测试装置，

该测试装置包括振动传感器集成模块、监测主节点和供电模块，所述供电模块用于向振动传感器集成模块和检测主节点提供电源，所述传感器集成模块设置于起升机构上且用于采集起升机构变幅过程中的振动信号，并将振动信号转化为总线信号且通过总线发送至监测主节点，所述监测主节点对接收的总线信号进行解码，并对解码后的振动信号进行分析以提取起升机构变幅过程中的运动参数。

优选的，所述运动参数包括起升结构旋转面起升或回平过程中的变幅角度、角速度、液压缸冲击加速度以及油缸伸出位移。

优选的，所述振动传感器集成模块包括

振动传感器，通过纳米胶带吸附在起升机构旋转面上，用于获取起升机构变幅过程中的振动信号，并将振动信号转换为数字信号且发送至硬件滤波电路；

硬件滤波电路，集成于振动传感器上且用于对接收的数字信号进行第一次滤波处理，并将滤波后的振动信号发送至控制器；

控制器，用于对接收的滤波后的数字信号进行第二次滤波处理，并将滤波后的数字信号发送至第一总线收发器；

第一总线收发器，用于根据设定的总线协议对接收的数字信号进行转化为总线信号，并将总线信号通过总线发送至监测主节点上。

优选的，所述振动传感器集成模块可设置多个且均固定于起升机构旋转面上，通过总线与监测主节点连接。

优选的，所述监测主节点包括

第二总线收发器，用于接收第一总线收发器发送的总线信号且进行解码，转换为振动信号且发送至微处理器；

微处理器，用于对接收的振动信号进行趋势项分析以提取起升机构变幅过程中的变幅角度、角速度以及液压缸冲击加速度；并基于几何关系，计算油缸的伸出位移。

优选的，所述总线采用CAN总线、RS232总线、485总线及flexry总线中任意一种。