[发明专利]一种转向器异响监测装置和方法

权利要求书

1.一种转向器异响监测装置，设置在汽车转向系统上，所述转向系统包括：与方向盘相连接的管柱，转动安装在所述管柱上的中间轴，通过过渡套与所述中间轴转动连接的转向器，以及通过内球节安装在所述转向器两端的转向输出轴；其特征在于，在所述内球节上吸附有振动传感器；在所述过渡套上或所述过渡套附近安装有传感器安装座，在所述传感器安装座上安装有声发射传感器。

2.根据权利要求1所述的转向器异响监测装置，其特征在于，所述振动传感器为吸附式传感器，前端吸附在转向器的内球节上，后端与信号采集卡信号连接，然后将信号输送至信号处理单元，最后将处理后的信号输入到监测终端。

3.根据权利要求1所述的转向器异响监测装置，其特征在于，所述的声发射传感器为高灵敏度的压电陶瓷传感器，选用型号为R15a，频率范围在50KHz至400KHz，其中谐振频率为150KHz。

4.根据权利要求1所述的转向器异响监测装置，其特征在于，所述声发射传感器前端与过渡套接触，后端连接前置放大器，并将然后将信号输送至信号采集卡、信号处理单元，最后将处理后的信号输入到监测终端。

5.根据权利要求1所述的转向器异响监测装置，其特征在于，所述传感器安装座通过螺栓连接方式固定安装在所述过渡套上或过渡套附近；

所述传感器安装座包括：一侧与所述过渡套或旋转输出轴外轮廓相贴合、另一侧相对于所述过渡套或旋转输出轴留有预定空间的卡扣型本体部，设置在所述本体部一侧、用于固定所述本体部的螺栓和螺母，设置在所述本体部另一侧、并贯穿所述本体部的调节旋钮；

所述声发射传感器通过所述调节旋钮固定安装在所述预定空间内。

6.根据权利要求5所述的转向器异响监测装置，其特征在于，所述调节旋钮采用铝制金属材料制成，所述调节旋钮包括：设置在所述本体部外侧、位于上部的手动旋钮，贯穿在所述本体部且位于所述本体部内侧的螺纹部，设置在所述手动旋钮和所述本体部外侧之间的压板，以及设置在所述螺纹部末端的橡胶垫。

7.根据权利要求5所述的转向器异响监测装置，其特征在于，所述调节旋钮采用铝制金属材料制成。

8.根据权利要求1所述的转向器异响监测装置，其特征在于，所述监测终端包括：

时域特征参数分析模块，用于处理振动传感器和声发射传感器监测的信号并生成时域特征参数，所述的时域特征参数包括均值、均方根值、峰峰值；

功率谱分析模块，用于频域显示；

经验模态分解模块，用于时域显示；

Hilbert变换模块，用于定义出任意时刻的瞬时频率，瞬时相位及瞬时幅度，找到短信号和复杂信号的瞬时参数，从而得到所监测信号的解析信号。

9.一种转向器异响监测方法，其特征在于，所述方法包括：

获取第一信息，所述第一信息包括振动传感器和声发射传感器监测的信号；

通过时域特征分析模块处理第一信息并生成时域特征参数，所述的时域特征参数包括均值、均方根值、峰峰值；

判断所述时域特征参数是否超过所设定的相应阈值，所述所设定的相应阈值为转向器无异响时振动传感器和声发射传感器所监测的正常值；

若是，则判定转向器发生异响，并确定是振动传感器所监测的内球节发生异响和/或声发射传感器所监测的壳体内部发生异响。

10.根据权利要求9所述的转向器异响监测方法，其特征在于，当确定声发射传感器所监测的壳体内部发生异响时、且确定内球节未出现异响，所述监测方法还包括：

将通过结合经验模态分解模块的时域显示、所设定的相应阈值以及功率谱分析模块的频域显示，来确定转向器壳体异响发生区间；

在确定转向器壳体异响发生区间后，先通过小波包对信号进行分解和重构；

再通过Hilbert变换定义出任意时刻的瞬时频率，瞬时相位及瞬时幅度，找到短信号和复杂信号的瞬时参数，从而得到所监测信号的解析信号；

再根据小波包的时频显示和解析信号模作所组成的包络频谱，得到转向器不同监测部位对应的频率，从而确定转向器壳体内部的异响部位。