[發(fā)明專(zhuān)利]一種板簧應(yīng)力循環(huán)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)及其方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710647109.8
• 申請(qǐng)日: 2017-08-01
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107449529B
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-05-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉海寧;宋方臻;竇仁杰;孫選;劉成良
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 濟(jì)南大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): G01L1/10
• 分類(lèi)號(hào): G01L1/10;G01L1/26;G01M13/00
• 代理公司: 濟(jì)南圣達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 37221
• 代理人: 趙敏玲

1.一種板簧應(yīng)力循環(huán)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，包括：進(jìn)行數(shù)據(jù)交互的應(yīng)力循環(huán)監(jiān)測(cè)裝置和人機(jī)交互裝置；所述應(yīng)力循環(huán)監(jiān)測(cè)裝置安裝在板簧上，包括振動(dòng)采集部、信息處理部、信息存儲(chǔ)部和報(bào)警部；所述振動(dòng)采集部用于實(shí)時(shí)采集板簧因受外力作用而產(chǎn)生的振動(dòng)信號(hào)并傳送至信息處理部；所述信號(hào)處理部用于對(duì)振動(dòng)信號(hào)進(jìn)行處理獲取應(yīng)力循環(huán)累計(jì)次數(shù)并存儲(chǔ)至信息存儲(chǔ)部，當(dāng)所述應(yīng)力循環(huán)累計(jì)次數(shù)大于或等于應(yīng)力循環(huán)閾值時(shí)，判定板簧已達(dá)到疲勞工作狀態(tài)并向報(bào)警部輸出報(bào)警信號(hào)，由報(bào)警部進(jìn)行報(bào)警提示；信息存儲(chǔ)部存儲(chǔ)的應(yīng)力循環(huán)次數(shù)進(jìn)行累加生成應(yīng)力循環(huán)累計(jì)次數(shù)，此時(shí)如果應(yīng)力循環(huán)累計(jì)次數(shù)超過(guò)應(yīng)力循環(huán)閾值，則通過(guò)報(bào)警部進(jìn)行聲音報(bào)警，反之則繼續(xù)循環(huán)執(zhí)行采集振動(dòng)信號(hào)、獲取應(yīng)力循環(huán)累計(jì)次數(shù)以及是否超限的判斷過(guò)程；

所述信號(hào)處理部包括濾波模塊和應(yīng)力循環(huán)累計(jì)次數(shù)獲取模塊，所述濾波模塊用于對(duì)接收到的振動(dòng)信號(hào)經(jīng)低通濾波去除其中的高頻信號(hào)，所述應(yīng)力循環(huán)累計(jì)次數(shù)獲取模塊，用于基于過(guò)零檢測(cè)算法對(duì)濾波后的振動(dòng)信號(hào)獲取應(yīng)力循環(huán)累計(jì)次數(shù)；

應(yīng)力循環(huán)累計(jì)次數(shù)獲取的方法為：振動(dòng)信號(hào)經(jīng)低通濾波去除其中的高頻信號(hào)，進(jìn)而輸出低頻振動(dòng)信號(hào)；針對(duì)低頻振動(dòng)信號(hào)，采用過(guò)零檢測(cè)算法獲取應(yīng)力循環(huán)累計(jì)次數(shù)，即當(dāng)?shù)皖l振動(dòng)信號(hào)的波形從正半周向負(fù)半周或從負(fù)半周向正半周轉(zhuǎn)換而經(jīng)過(guò)零點(diǎn)時(shí)，對(duì)應(yīng)板簧承受了一次循環(huán)應(yīng)力，對(duì)從監(jiān)測(cè)起始時(shí)間算起的每一次循環(huán)應(yīng)力進(jìn)行累加，就得到了所述應(yīng)力循環(huán)累計(jì)次數(shù)；

所述信息存儲(chǔ)部還用于存儲(chǔ)監(jiān)測(cè)起始時(shí)間、應(yīng)力循環(huán)閾值和板簧型號(hào)；

所述應(yīng)力循環(huán)監(jiān)測(cè)裝置還包括無(wú)線通信部，所述無(wú)線通信部與信號(hào)處理部相連，所述無(wú)線通信部用于負(fù)責(zé)與人機(jī)交互裝置進(jìn)行基于無(wú)線通信的數(shù)據(jù)交互；

所述人機(jī)交互裝置提供人機(jī)數(shù)據(jù)交互接口界面，通過(guò)所述無(wú)線通信部接收板簧應(yīng)力循環(huán)監(jiān)測(cè)信息，并顯示上述信息；板簧應(yīng)力循環(huán)監(jiān)測(cè)信息包括應(yīng)力循環(huán)累計(jì)次數(shù)、監(jiān)測(cè)起始時(shí)間、應(yīng)力循環(huán)閾值、板簧型號(hào)信息，人機(jī)交互裝置還提供監(jiān)測(cè)起始時(shí)間、應(yīng)力循環(huán)閾值、板簧型號(hào)信息的用戶編輯輸入接口。

2.如權(quán)利要求1所述的一種板簧應(yīng)力循環(huán)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述無(wú)線通信部為藍(lán)牙模塊或Wifi模塊。

3.如權(quán)利要求1所述的一種板簧應(yīng)力循環(huán)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述應(yīng)力循環(huán)監(jiān)測(cè)裝置還包括電源供給部，所述電源供給部用于為所述應(yīng)力循環(huán)監(jiān)測(cè)裝置的需電部提供電源供給，所述電源供給部包括電池及電源調(diào)理電路。

4.一種基于如權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)所述的板簧應(yīng)力循環(huán)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的工作方法，其特征在于，包括：

應(yīng)力循環(huán)監(jiān)測(cè)裝置的振動(dòng)采集部實(shí)時(shí)采集板簧因受外力作用而產(chǎn)生的振動(dòng)信號(hào)并傳送至信息處理部；信號(hào)處理部對(duì)振動(dòng)信號(hào)進(jìn)行處理獲取應(yīng)力循環(huán)累計(jì)次數(shù)，所述應(yīng)力循環(huán)累計(jì)次數(shù)存儲(chǔ)于信息存儲(chǔ)部中，將所述應(yīng)力循環(huán)累計(jì)次數(shù)與應(yīng)力循環(huán)閾值比較，當(dāng)前者大于或等于后者時(shí)，判定板簧已達(dá)到疲勞工作狀態(tài)并向報(bào)警部輸出報(bào)警信號(hào)，由報(bào)警部進(jìn)行報(bào)警提示；信息存儲(chǔ)部存儲(chǔ)的應(yīng)力循環(huán)次數(shù)進(jìn)行累加生成應(yīng)力循環(huán)累計(jì)次數(shù)，此時(shí)如果應(yīng)力循環(huán)累計(jì)次數(shù)超過(guò)應(yīng)力循環(huán)閾值，則通過(guò)報(bào)警部進(jìn)行聲音報(bào)警，反之則繼續(xù)循環(huán)執(zhí)行采集振動(dòng)信號(hào)、獲取應(yīng)力循環(huán)累計(jì)次數(shù)以及是否超限的判斷過(guò)程；當(dāng)人機(jī)交互裝置與應(yīng)力監(jiān)測(cè)裝置連接時(shí)，所述由報(bào)警部進(jìn)行報(bào)警提示的信息可以傳送至人機(jī)交互裝置，用于提醒用戶對(duì)其及時(shí)進(jìn)行更換以避免安全事故的發(fā)生；

所述信號(hào)處理部對(duì)振動(dòng)信號(hào)進(jìn)行處理獲取應(yīng)力循環(huán)累計(jì)次數(shù)包括：

振動(dòng)信號(hào)經(jīng)低通濾波去除其中的高頻信號(hào)，進(jìn)而輸出低頻振動(dòng)信號(hào)；針對(duì)低頻振動(dòng)信號(hào)，采用過(guò)零檢測(cè)算法獲取應(yīng)力循環(huán)累計(jì)次數(shù)，即當(dāng)?shù)皖l振動(dòng)信號(hào)的波形從正半周向負(fù)半周或從負(fù)半周向正半周轉(zhuǎn)換而經(jīng)過(guò)零點(diǎn)時(shí)，對(duì)應(yīng)板簧承受了一次循環(huán)應(yīng)力，對(duì)從監(jiān)測(cè)起始時(shí)間算起的每一次循環(huán)應(yīng)力進(jìn)行累加，生成所述應(yīng)力循環(huán)累計(jì)次數(shù)；

在應(yīng)力循環(huán)監(jiān)測(cè)裝置與人機(jī)交互裝置之間進(jìn)行數(shù)據(jù)交互時(shí)，人機(jī)交互裝置向應(yīng)力循環(huán)監(jiān)測(cè)裝置發(fā)送板簧應(yīng)力循環(huán)監(jiān)測(cè)信息寫(xiě)入請(qǐng)求，應(yīng)力循環(huán)狀態(tài)監(jiān)測(cè)裝置的無(wú)線通信部接收該請(qǐng)求，并交由信息處理部存入信息存儲(chǔ)部，存儲(chǔ)成功后信息處理部協(xié)調(diào)無(wú)線通信部向人機(jī)交互裝置返回寫(xiě)入成功結(jié)果，否則返回寫(xiě)入失敗結(jié)果；

通過(guò)人機(jī)交互裝置向應(yīng)力循環(huán)監(jiān)測(cè)裝置發(fā)送板簧應(yīng)力循環(huán)監(jiān)測(cè)信息讀取請(qǐng)求，應(yīng)力循環(huán)狀態(tài)監(jiān)測(cè)裝置的無(wú)線通信部接收該請(qǐng)求，并交由信息處理部讀取信息存儲(chǔ)部存儲(chǔ)的板簧應(yīng)力循環(huán)監(jiān)測(cè)信息，讀取成功后信息處理部協(xié)調(diào)無(wú)線通信部向人機(jī)交互裝置返回板簧應(yīng)力循環(huán)監(jiān)測(cè)信息，否則返回讀取失敗結(jié)果。