[發明專利]一種高速機車走行部齒輪箱智能監測單元

在審

• 申請號: 201910310779.X
• 申請日: 2019-04-17
• 公開（公告）號: CN110849614A
• 公開（公告）日: 2020-02-28
• 發明（設計）人: 申中杰;李盼;宮云杰
• 申請（專利權）人: 西安英特邁思信息科技有限公司
• 主分類號: G01M13/021
• 分類號: G01M13/021;G01M13/028;G05B19/042;G01D21/02
• 代理公司: 北京前審知識產權代理有限公司 11760
• 代理人: 張波濤;尹秀峰

本發明公開了一種高速機車走行部齒輪箱智能監測單元，包含底板1、及安裝在底板上的電源處理模塊2、工業通訊模塊3、多類型調理模塊4、數據采集模塊5、主控制模塊6，及與主控制模塊相連的高速緩存模塊7、數據存儲模塊8、加密管理模塊9和報警指示模塊10。在主控制模塊6實時計算信號的統計特征，判斷是否出現故障；出現故障時，數據存儲模塊8同時存儲原始數據和特征數據，并通過報警指示模塊10進行燈光報警；無故障時，數據存儲模塊8只存儲特征數據。智能監測單元采用PXIE總線架構，板卡外形，直接安裝在高速機車監測機柜中。該發明具備智能監測、存儲與報警功能，適用于高速機車走行部齒輪箱在線監測與健康管理。

技術領域

本發明屬監測診斷領域，具體涉及一種高速機車走行部齒輪箱智能監測單元。

背景技術

隨著我國鐵路的高速發展，高速列車已經成為中國高端制造業崛起的重要標志。然而，高速列車屬于典型復雜機電系統，以分布式、網絡化方式集成了機、電、氣、熱等多個物理域的部件，部件之間以多種物理作用復雜交互，導致故障表現方式高度復雜化。高速列車的維護普遍沿用不計成本保安全的勞動力密集型計劃維修體制，已成為制約我國高鐵發展乃至出口的瓶頸，為此，鐵路維修保障部門特別提出未來維修方式應該在精確掌握列車狀態的前提下，逐漸向狀態維修體制過渡，從而保障運行安全、提高維修效率，滿足國內和海外維修保障需求。

目前，高速列車上的電氣元件的控制與監測已趨已成熟，而針對機械部分監測還非常少，主要原因在于機械故障診斷和健康管理的難度非常大。常規的監測設備無法直接在高速列車上使用，無法在特定的空間安裝，無法在監測的基礎上智能報警，無法滿足高速機車的特殊工作條件。

發明內容

本發明的目的在于，提供一種高速機車走行部齒輪箱智能監測單元，具備智能監測、存儲與報警功能，適用于高速機車走行部齒輪箱在線監測與健康管理。

為了實現上述目的，本發明采取的技術方案是：

包含底板1、及安裝在底板上的電源處理模塊2、工業通訊模塊3、多類型調理模塊4、數據采集模塊5、主控制模塊6，及與主控制模塊相連的高速緩存模塊7、數據存儲模塊8、加密管理模塊9和報警指示模塊10。在主控制模塊6實時計算信號的統計特征，判斷是否出現故障；出現故障時，數據存儲模塊8同時存儲原始數據和特征數據，并通過報警指示模塊10進行燈光報警；無故障時，數據存儲模塊8只存儲特征數據。智能監測單元采用PXIE總線架構，板卡外形，直接安裝在高速機車監測機柜中。

所述的工業通訊模塊3包含RS485、CAN、100/1000M以太網和WiFi，其中RS485、CAN用于多類型調理模塊4、數據采集模塊5、主控制模塊6之間的內部通訊；100/1000M以太網用于智能監測單元與計算機、服務器之間的通訊，在固定站點由智能監測單元主動向服務器發送數據，更新服務器數據庫；WiFi用于智能監測單元與無線優盤之間的通訊，保證在不開機柜、不影響列車工作的情況下實現數據的下載。

所述的多類型調理模塊4包含電壓型調理子模塊41、電流型調理子模塊42和電阻型調理子模塊43，主要實現對模擬信號的調理、放大，使其轉化為標準的可直接采集的電壓信號。其中電壓型調理子模塊41，輸入為模擬電壓信號，由恒流源電路411為電壓輸出型傳感器供電，經交流耦合電路412和阻抗變換電路413將電壓量調節至可采集范圍，經差分變換電路414將其轉化為標準電壓輸出。電流型調理子模塊42輸入為4～20mA的電流信號，經電流電壓轉換電路421將信號轉化為電壓，經變壓隔離電路422轉化為標準電壓輸出。電阻型調理子模塊43采用雙恒流源調理，一路為激勵恒流源電路431，另一路為轉換恒流源電路432，經電阻電壓轉換電路433轉為電壓信號，經變壓隔離電路434轉化為標準電壓輸出。