[發明專利]基于局部特征提取模型的塔機塔身損傷嚴重程度確定方法

有效

• 申請號: 202211306452.3
• 申請日: 2022-10-25
• 公開（公告）號: CN115374660B
• 公開（公告）日: 2023-03-24
• 發明（設計）人: 楊蕊;宋世軍;吳月華;張永光;靳義新
• 申請（專利權）人: 山東建筑大學;山東富友科技有限公司;山東省住房和城鄉建設發展研究院;大漢科技股份有限公司
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06F30/15;G06F119/04
• 代理公司: 濟南竹森知識產權代理事務所(普通合伙) 37270
• 代理人: 王臣超

本發明涉及建筑機械設備狀態監測技術領域，具體為一種基于局部特征提取模型的塔機塔身損傷嚴重程度確定方法，本發明以塔機塔身同一損傷類型不同損傷嚴重程度下的健康監測數據為分析對象，通過計算塔機塔身頂端在回轉臂回轉相同角度時所經過的空間域內兩相鄰點位移的變化量，實現對塔機塔身損傷狀態嚴重程度的判定：具體地說，是以塔機塔身頂端空間位置點集作為基礎分析數據集，計算相同損傷類型不同損傷嚴重程度的塔機塔身相鄰工作點的局部空間位置點距集，求取不同損傷嚴重程度下點的同一相鄰位移變化量作為故障嚴重程度量化指標，實現塔機塔身損傷嚴重程度的確定。

技術領域

本發明涉及一種基于局部特征提取模型的塔機塔身損傷嚴重程度確定方法，屬于建筑機械設備狀態監測的技術領域。

背景技術

塔機作為一種廣泛應用的大型起重運輸設備，常年工作在重載、沖擊特性較大的復雜、危險性場所，在自身重力及外界環境的干擾下極易發生損傷，一旦損傷可能會帶來嚴重的經濟損失和人員傷亡。

塔身作為塔機的主要承載結構件，是易發故障件之一，為保障塔機運行安全，及時準確地評估塔機塔身的損傷嚴重程度能防止塔身損傷狀態急劇惡化，提高維修決策機制并延長塔機的使用壽命，（“基于圖譜特征的塔式起重機塔身損傷判斷方法研究”，張會敏等，中國工程機械學報，第19卷第3期，2021年6月）公開了一種基于圖譜特征的塔式起重機塔身損傷判斷方法，并公開了以下技術方案：通過對塔身頂端軌跡圖譜數據獲取，塔身頂端軌跡圖譜數學建模，最終可以對損傷類型和程度進行判定，但是該種方法建立在塔機塔身頂端運行數據必須是塔機上轉臺回轉一周內的完整數據，而塔機在實際工作過程中很難采集到一周內的完整數據，故在數據不完整的情況下該種方法的應用受到限制。

中國專利CN113868785A公開了一種塔機塔身損傷狀態特征點映射模型的建立方法與快速判別損傷的方法，并具體公開了通過采集不同狀態下的塔機塔身狀態數據集的具體步驟，并應用塔機塔身頂端的空間位移量，通過參數化模型擬合與特征提取，將塔機塔身在圓周方面的高維特征向量映射到二維平面點云模型，建立單點特征與損傷狀態的對應關系，上述專利文件中雖然公開了塔機塔身損傷狀態的判定方法，同樣，該種方法同樣建立在塔機塔身頂端運行數據必須是塔機上轉臺回轉一周內的完整數據，在數據不完整的情況下不適用于塔機塔身結構損傷嚴重程度的判別。

發明內容

本發明的目的是針對上述存在的問題，本發明提供一種基于局部特征提取模型的塔機塔身損傷嚴重程度確定方法，本發明以塔機塔身同一損傷類型不同損傷嚴重程度下的健康監測數據為分析對象，通過計算塔機塔身頂端在回轉臂回轉相同角度時所經過的空間域內兩相鄰點位移的變化量，實現對塔機塔身損傷狀態嚴重程度的判定：具體地說是以塔機塔身頂端空間位置點集作為基礎分析數據集，計算相同損傷類型不同損傷嚴重程度的塔機塔身相鄰工作點的局部空間位置點距集，求取不同損傷嚴重程度下同一相鄰點間的位移變化量作為故障嚴重程度量化指標，實現塔機塔身損傷嚴重程度的確定。

實現本發明的技術方案為：

一種基于局部特征提取模型的塔機塔身損傷嚴重程度確定方法，包括以下步驟：

1）獲取塔機塔身多種不同嚴重程度的損傷狀態下的基礎分析數據集，

在所述損傷狀態下，分別使塔機回轉臂在恒定載荷下繞塔身回轉一周，每旋轉ω°采集一個相對坐標系的塔機塔身頂端空間位置點集（x_i,w，y_i,w），其中i=1，2，……，I，i表示塔機塔身的多種損傷狀態，I表示損傷狀態總數；w=1，2，……，W，W=360/ω，w表示空間位置點，W表示回轉臂每旋轉一周采集的空間位置點總數；基礎分析數據集為塔機塔身頂端空間位置點集；