[發(fā)明專利]基于物聯(lián)網(wǎng)的結(jié)構(gòu)形變檢測裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310057664.7
• 申請日: 2013-02-25
• 公開（公告）號: CN103148830A
• 公開（公告）日: 2013-06-12
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 鄧健志;程小輝
• 申請（專利權(quán)）人: 桂林理工大學(xué)
• 主分類號: G01B21/32
• 分類號: G01B21/32;H04L29/08
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種基于物聯(lián)網(wǎng)的結(jié)構(gòu)形變檢測裝置，其特征在于裝置包括檢測結(jié)點、主控結(jié)點和數(shù)據(jù)服務(wù)中心；

檢測結(jié)點：包括控制模塊、通信模塊、存儲模塊和傳感器模塊；通信模塊包括短距無線通信子模塊和有線通信子模塊；傳感器模塊包括三軸陀螺儀、三軸加速度傳感器和三軸地磁傳感器；

主控結(jié)點：包括控制模塊、通信模塊、存儲模塊和本地數(shù)據(jù)庫；通信模塊包括短距無線通信子模塊、遠(yuǎn)距無線通信子模塊和有線通信子模塊；本地數(shù)據(jù)庫存儲包括所安裝的運動機(jī)械設(shè)備各部件的檢測結(jié)點在正常工作、形變或故障的數(shù)據(jù)；

數(shù)據(jù)服務(wù)中心：支持以太網(wǎng)、移動無線網(wǎng)絡(luò)和有線通信接口，包括專家系統(tǒng)和專家數(shù)據(jù)庫，專家數(shù)據(jù)庫存儲有不同類型、不同型號的運動機(jī)械設(shè)備的各部件檢測結(jié)點正常工作、形變或故障的詳細(xì)數(shù)據(jù)；支持各運動機(jī)械設(shè)備的主控結(jié)點上傳、下載數(shù)據(jù)；通過專家系統(tǒng)建立的運動模型，進(jìn)行形變或故障數(shù)據(jù)分析；

在一套運動機(jī)械設(shè)備上，安裝一個主控結(jié)點和不只一個檢測結(jié)點；

檢測結(jié)點與主控結(jié)點之間采用短距無線方式通信；主控結(jié)點通過短距無線通信子模塊構(gòu)建的無線局域網(wǎng)與檢測結(jié)點通信，并通過遠(yuǎn)距無線通信子模塊或者有線通信子模塊連接到數(shù)據(jù)服務(wù)中心；主控結(jié)點通過通信模塊從數(shù)據(jù)服務(wù)中心下載基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和更新數(shù)據(jù)；并向數(shù)據(jù)服務(wù)中心上傳數(shù)據(jù)；主控結(jié)點和各檢測結(jié)點的數(shù)據(jù)保存在本地數(shù)據(jù)庫和檢測結(jié)點中，本地數(shù)據(jù)庫存儲有該運動機(jī)械設(shè)備各部件在正常工作、形變或故障的數(shù)據(jù)；

在該套運動機(jī)械設(shè)備上，有至少一個檢測結(jié)點作為初級基準(zhǔn)檢測結(jié)點，該初級基準(zhǔn)檢測結(jié)點安裝位置選在運動機(jī)械設(shè)備上結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，且運動方向、速度與運動機(jī)械設(shè)備本身的運動形式保持一致的地方，用于其他檢測結(jié)點的初始定位標(biāo)準(zhǔn)，其他檢測結(jié)點安裝在對運動機(jī)械設(shè)備的結(jié)構(gòu)形變感應(yīng)較敏感的位置或者運動機(jī)械設(shè)備上的兩個連接件相互連接固定的位置；

在運動機(jī)械設(shè)備上安裝的檢測結(jié)點，利用傳感器模塊采集該檢測點的線加速度、角速度和地磁數(shù)據(jù)，經(jīng)過檢測結(jié)點的控制模塊預(yù)處理后，由通信模塊將數(shù)據(jù)發(fā)送給主控結(jié)點，主控結(jié)點負(fù)責(zé)處理檢測結(jié)點數(shù)據(jù)；主控結(jié)點建立有本地數(shù)據(jù)庫，主控結(jié)點將收集到的各檢測結(jié)點數(shù)據(jù)處理后，與本地數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)進(jìn)行對比，如出現(xiàn)形變、故障數(shù)據(jù)，就發(fā)出警報，并將檢測數(shù)據(jù)通過通信模塊上傳給數(shù)據(jù)服務(wù)中心；

為了數(shù)據(jù)服務(wù)中心的統(tǒng)一管理和數(shù)據(jù)的分析，同類型、同型號的運動機(jī)械設(shè)備所安裝的檢測結(jié)點數(shù)量和位置一致；數(shù)據(jù)服務(wù)中心的專家數(shù)據(jù)庫，由兩部分?jǐn)?shù)據(jù)來源：1、在運動機(jī)械設(shè)備出廠前的生產(chǎn)、設(shè)計、測試階段，給運動機(jī)械設(shè)備安裝檢測結(jié)點，并對運動機(jī)械設(shè)備進(jìn)行較為全面的調(diào)試，獲取在正常運轉(zhuǎn)工作時，行駛、顛簸、負(fù)重、碰撞等容易產(chǎn)生結(jié)構(gòu)扭曲、形變、松脫等情況下的傳感器數(shù)據(jù)；2、運動機(jī)械設(shè)備在出廠后的工作工程中，由運動機(jī)械設(shè)備上的檢測結(jié)點采集，通過主控結(jié)點上傳的傳感器數(shù)據(jù)；

數(shù)據(jù)服務(wù)中心的專家系統(tǒng)給不同類型、不同型號的運動機(jī)械設(shè)備建立了3維動態(tài)運動模型，3維動態(tài)運動模型可以導(dǎo)入各主控結(jié)點上傳的數(shù)據(jù)，并通過數(shù)據(jù)分析，還原運動機(jī)械設(shè)備運動軌跡和形變、故障情況，從而發(fā)現(xiàn)運動機(jī)械設(shè)備上的其他潛在的問題；

在一套運動機(jī)械設(shè)備上，根據(jù)彼此的連接關(guān)系將部件進(jìn)行分類分級處理，分為：初級連接部件，一級連接部件，M級連接部件；M為大于或等于2的自然數(shù)；

初級連接部件：安裝在運動機(jī)械設(shè)備上結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，且運動方向、速度等與運動機(jī)械設(shè)備本身的運動形式保持一致的部件；初級基準(zhǔn)檢測結(jié)點安裝在這一級連接部件上；

一級連接部件：通過初級連接部件，連接安裝在運動物體上，在運動機(jī)械設(shè)備工作運轉(zhuǎn)時，有相對初級連接部件的相對運動發(fā)生或者形變發(fā)生的連接部件；一級基準(zhǔn)檢測結(jié)點和用于檢測一級連接部件形變的其他檢測結(jié)點，安裝在這一級連接部件上；

M級連接部件：通過M-1級連接部件，連接安裝在運動機(jī)械設(shè)備上，在運動機(jī)械設(shè)備工作運轉(zhuǎn)時，有相對M-1級連接部件的相對運動發(fā)生或者形變發(fā)生的連接部件；M級基準(zhǔn)檢測結(jié)點和用于檢測M級連接部件形變的其他檢測結(jié)點，安裝在這一級連接部件上；M為大于或等于2的自然數(shù)；

如果有不止一個同一級的連接部件，且彼此間獨立，無直接的連接關(guān)系時，每一個連接部件應(yīng)選擇各自獨立的基準(zhǔn)檢測結(jié)點；

各基準(zhǔn)檢測結(jié)點，同時用做本級各檢測結(jié)點的數(shù)據(jù)和該連接部件連接的下一級連接部件的基準(zhǔn)檢測結(jié)點向上一級結(jié)點傳輸數(shù)據(jù)的路由結(jié)點。