[發明專利]挖掘設備健康監測系統及方法

有效

• 申請號: 202010055646.5
• 申請日: 2020-01-17
• 公開（公告）號: CN111091310B
• 公開（公告）日: 2020-12-08
• 發明（設計）人: 佘玲娟;尹莉;付玲;吳達鑫
• 申請（專利權）人: 中聯重科股份有限公司
• 主分類號: G06Q10/06
• 分類號: G06Q10/06;G06F30/23;G06F119/14;G06F119/04;G06F17/18
• 代理公司: 北京潤平知識產權代理有限公司 11283
• 代理人: 肖冰濱;王曉曉

1.一種用于工程機械健康監測的方法，其特征在于，該方法包括：

S1)確定工程機械的工作姿態，并獲取所述工作姿態下與所述工程機械的工作裝置對應的應變檢測點數據；

S2)根據所述應變檢測點數據中與至少兩個應變檢測點對應的應變數據，確定載荷方向信息，再通過所述應變檢測點數據，獲得具有所述載荷方向信息的載荷歷程數據；

S3)將所述載荷歷程數據轉換為所述工作裝置的應力統計數據，并通過所述應力統計數據，評估所述工程機械的損傷程度；

步驟S1)中的應變檢測點數據與所述工作裝置的動臂對應；

步驟S3)中將所述載荷歷程數據轉換為所述工作裝置的應力統計數據，包括：

根據所述載荷方向信息，對每個載荷方向的載荷歷程數據分別進行計數、分割和重構，獲得與所述動臂對應的載荷統計數據，其中，所述載荷方向信息中每個載荷方向均分別與所述工作裝置的鏟斗部件載荷方向對應，

選取損傷等效模型，利用所述損傷等效模型，將所述載荷統計數據轉化為與所述動臂對應的應力統計數據，

利用與所述動臂對應的應力統計數據，結合預設映射關系，獲得與所述鏟斗部件對應的載荷統計數據，其中，所述預設映射關系被配置為通過與所述動臂對應的應力和所述工作裝置的油缸作用力獲得與所述鏟斗部件對應的載荷的映射關系。

2.根據權利要求1所述的用于工程機械健康監測的方法，其特征在于，步驟S1)中確定工程機械的工作姿態，具體為：

獲取工程機械的油缸采集信號，通過所述油缸采集信號確定所述工程機械的工作姿態，其中，所述油缸采集信號包括：壓力信號、位移信號和角度信號。

3.根據權利要求1所述的用于工程機械健康監測的方法，其特征在于，步驟S2)中根據所述應變檢測點數據中與至少兩個應變檢測點對應的應變數據，確定載荷方向信息，包括：

從所述應變檢測點數據中選擇至少兩個應變檢測點對應的應變數據，計算選擇的應變數據的差值；

確定所述差值的變化歷程符合預設載荷方向分類規則，利用所述選擇的應變數據，獲得載荷方向信息。

4.根據權利要求1或3所述的用于工程機械健康監測的方法，其特征在于，步驟S2)中根據所述應變檢測點數據中與至少兩個應變檢測點對應的應變數據，確定載荷方向信息，包括：

從所述應變檢測點數據內，選定與所述工作裝置中動臂對應的兩個應變檢測點的應變數據，其中，所述兩個應變檢測點被布置于所述動臂的蓋板且在所述動臂的橫截面內投影為相互獨立；

若所述應變數據的差值的絕對值小于第一預設應力閾值，則確定載荷方向為正載荷方向，獲得當前的載荷方向信息，或者，

若所述應變數據的差值的絕對值屬于預設應力范圍，則確定載荷方向為側載荷方向，獲得當前的載荷方向信息，或者，

若所述應變數據的差值的絕對值大于第二預設應力閾值，則確定載荷方向為偏載荷方向，獲得當前的載荷方向信息。

5.根據權利要求1所述的用于工程機械健康監測的方法，其特征在于，步驟S2)中的載荷方向信息，包括：

正載荷方向信息、偏載荷方向信息、側載荷方向信息和復合載荷方向信息，其中，所述復合載荷方向信息被定義為在選定的時間范圍內，具有正載荷方向信息、偏載荷方向信息和側載荷方向信息中任意至少兩類載荷方向信息。

6.根據權利要求1所述的用于工程機械健康監測的方法，其特征在于，步驟S3)在獲得與所述鏟斗部件對應的載荷統計數據之后，且在評估所述工程機械的損傷程度之前，還包括：

建立所述工作裝置的有限元模型，通過與所述動臂對應的應力統計數據和/或與所述鏟斗部件對應的載荷統計數據，結合所述有限元模型，轉換獲得所述工作裝置的剩余部件的應力統計數據。