[實用新型]水下機器人驅動電機故障灰色預測裝置

無效

• 申請號: 201020191208.3
• 申請日: 2010-05-11
• 公開（公告）號: CN201672969U
• 公開（公告）日: 2010-12-15
• 發明（設計）人: 朱大奇;劉乾;顧偉;楊勇生;顏明重
• 申請（專利權）人: 上海海事大學
• 主分類號: G01H11/08
• 分類號: G01H11/08
• 代理公司: 上海天翔知識產權代理有限公司 31224
• 代理人: 王裕

技術領域

本實用新型涉及機械設備故障診斷預測技術領域，具體的來說涉及一種適用于水下機器人驅動電機故障預測的小波分析與灰色故障預測的裝置。

背景技術

目前水下機器人已有結果報道，在公開號為CN1709766的專利，介紹了一種浮力和推進器雙驅動方式遠程自治水下機器人，用于海洋水下工程技術領域。該專利包括：機器人主體，一對主翼，一對推進器和垂直尾翼，機器人主體的外部是整流用的透水殼，主翼和垂直尾翼具有低流體阻力翼型，主翼設置于透水殼后部，對稱分布于透水殼左右兩側，垂直尾翼設置于透水殼尾部，在透水殼的垂直對稱面內。推進器設置在主翼的外側。該專利具有推進器驅動和浮力驅動兩種驅動方式，在浮力驅動模式下依靠浮力和重心的調節產生推力和控制運動方向，具有高的續航能力，在推進器驅動模式下依靠推進器產生推力，依靠左右推進器的推力差和重心調節控制運動方向，具有高機動能力。

美國專利號為US5995992的專利公開了一種用于海洋科學測量與搜索的6英尺長，直徑為13英寸的自治水下機器人。介紹了它的計算機系統，I/O口，水下浮力，回收框架，電池能力，高速串口，實時數據采集及其控制系統的設計。

以上專利均是有關無人水下機器人裝置的設計，但由于海洋深處工作環境的復雜性，不可預測性，水下機器人一旦出現故障，不僅機器人無法完成水下作業任務，而且機器人本身也難以回收，損失巨大。由此可見其可靠性研究十分重要。而驅動電機作為水下機器人推進系統的核心裝置，是水下機器人最重要的故障來源之一。因此，開展水下機器人驅動電機故障診斷及故障預測預報技術研究，實現水下機器人早期“預報”，對保證水下機器人系統可靠性具有重要意義。

實用新型內容

為了解決上述問題，本實用新型提供一種水下機器人驅動電機故障灰色預測裝置，以解決現有技術中水下機器人驅動電機故障無法預測、而導致水下機器人無法進行水下作業的問題。

為了實現上述目的，本實用新型的技術方案如下：

一種水下機器人驅動電機故障灰色預測裝置，其特征在于，設置在水下機器人主體上并與該水下機器人主體連接，包括：

一用于測試電機振動位移并輸出電壓信號的振動位移信號傳感器，所述振動位移信號傳感器固定水下機器人主體的驅動電機上；

一與所述振動位移信號傳感器電路連接的位移信號采樣調理裝置；

一與所述位移信號采樣調理裝置以232串行接口連接并接受振動位移信號并分析預測未來時刻振動信號的故障預測裝置。

進一步，在本實用新型中，所述位移信號采樣調理裝置，包括有振動位移數值顯示窗口、232串行通信口、電源開關、信號放大濾波模塊、與信號放大濾波模塊電路輸入端連接的A/D轉換器，所述A/D轉換器信號輸入端與振動位移信號傳感器連接，所述信號放大濾波模塊電路的輸出端與232串行通信口連接。

進一步，在本實用新型中，所述故障預測裝置，包括振動位移數值顯示模塊、DSP硬件電路接口模塊、給整個水下機器人驅動電機故障灰色預測裝置供電的供電電源、控制開關，DSP硬件電路接口模塊的輸入端與位移信號采樣調理裝置連接，DSP硬件電路接口模塊的輸出端接振動位移數值顯示模塊。

所述DSP硬件電路接口模塊，包括DSP系統電源電路、時鐘與復位電路、液晶顯示接口電路；所述DSP硬件電路接口模塊的芯片為數字信號處理器。

所述振動位移數值顯示模塊包括一液晶顯示器，所述液晶顯示器為可以顯示字母、數字符號、中文字型及圖形、具有繪圖及文字畫面混合顯示功能的顯示器。

本實用新型的有益效果：

1.本實用新型的故障預測裝置對來自位移信號采樣調理裝置的不同時間系列的電壓信號進行小波分析處理，得到水下機器人的驅動電機不同頻段的能量函數大小，然后再利用灰色預測原理預測未來各個時刻的不同頻段的能量函數大小，利用反小波變換得到未來各個時刻的驅動電機振動位移數值，從而準確預測驅動電機未來工作狀況。本實用新型解決了現有技術中水下機器人驅動電機故障無法預測、而導致水下機器人無法進行水下作業的問題。

2.本實用新型不僅可以預測水下機器人驅動電機故障狀況，而且可以預測正常工作狀況的振動信號數值。

3.本實用新型的水下機器人驅動電機故障灰色預測裝置設計方便、結構合理、部件采購周期短、成本低。

附圖說明

下面結合附圖和具體實施方式來詳細說明本實用新型：

圖1為本實用新型的水下機器人驅動電機故障灰色預測裝置的結構關系圖；

圖2為本實用新型的故障預測流程圖；