[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

本發明提供一種挖掘設備健康監測系統及方法，屬于工程機械監測技術領域。所述方法包括：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；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；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。本發明用于挖掘設備工作裝置的健康狀況評估。

技術領域

本發明涉及工程機械監測技術領域，具體地涉及一種用于工程機械健康監測的方法、一種用于挖掘設備健康監測的信號采集方法、一種用于工程機械健康監測的系統、一種用于挖掘設備的健康監測系統、一種設備、一種工程機械和一種計算機可讀存儲介質。

背景技術

液壓挖掘機是應用最為廣泛、產銷量最大的工程機械之一，廣泛運用于能源、水利、交通、建筑等基礎工程建設中，是國家建設過程中重要的施工產品；據統計，60％以上的土石方開挖是由液壓挖掘機完成的。

挖掘機的服役載荷復雜多變，挖掘機工作裝置長期承受隨機的交變載荷，容易產生疲勞破壞。實際使用中，挖掘機工作裝置頻繁發生疲勞斷裂，導致結構失效，嚴重影響挖掘機整機的工作性能。據統計，由疲勞造成的破壞占機械破壞的80％左右。影響挖掘機疲勞開裂的因素眾多，主要分為內因與外因，內因主要是工作裝置的使用的材料、焊接工藝、結構形式等，外因為服役過程中的挖掘力復雜載荷。目前，行業內暫無有效的辦法可對挖掘機鏟斗的受力狀態進行采集或求取，導致挖掘機生產企業很難在設計和產品出廠的驗證階段很難排除產品中的設計缺陷。

掌握挖掘機工作裝置服役歷程，并進行數據分析與處理，是進行產品設計、壽命預估與維護決策的關鍵。

發明內容

本發明的目的是提供一種挖掘設備健康監測系統及方法，解決現有技術因缺少載荷信息或應力信息分類而導致的無法統計損傷分解數據以及不能切實反映工程機械健康狀況等技術問題。

為了實現上述目的，本發明實施例提供一種用于工程機械健康監測的方法，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，其中，所述載荷歷程數據的屬性可以是頻域或時域；

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；

在步驟S2)中獲得具有所述載荷方向信息的載荷歷程數據之前，還可以配置循環監測操作，循環監測操作中，每獲得一次應變檢測點數據，則返回步驟S1)，其中，應變檢測點數據可以是部分時刻的數據，具有實時性，循環監測操作執行至預設時間后，再形成載荷時間歷程數據；

此外，在獲得載荷時間歷程數據之前，還可選地執行傅里葉變換等數據轉換步驟，從而獲得的載荷時間歷程數據的屬性可以是頻域，以符合頻域內的統計規則的數據要求。

具體的，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。

具體的，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；