CN105116813B - 一种故障诊断系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种故障诊断系统，其包括:一故障诊断模块、一输入终端、一控制器、一输出设备和一输出终端，其中，所述输入终端与仓储车辆内部测量装置相连接，用于收集所述仓储车辆的运行信号；所述故障诊断模块与所述输入终端相连，接收所述运行信号，对信号进行合并并判断为正常信号或非正常信号；所述控制器接收所述正常信号，驱动电机运作；所述输出终端输出所述正常信号；所述输出设备显示所述非正常信号。这样，可以对仓储车辆故障进行诊断，并将故障显示出来，便于发现故障后的维修等处理。

Description

一种故障诊断系统

技术领域

本发明涉及一种故障诊断技术领域，特别涉及一种故障诊断系统。

背景技术

目前仓储车辆的使用群体一般是非专业的，其对仓储车辆的了解较少，一旦车辆出现故障，无法进行故障的判断以及后续的简单维修，需要专业的售后服务人员进行处理，这样就会造成客户使用不方便，而且售后人员对于故障的诊断及维修需要一定的时间，延误工期。

因此需要一种故障诊断系统，实现仓储车辆故障的诊断，以便于发现故障后的维修等处理。

鉴于上述缺陷，本发明创作者经过长时间的研究和实践终于获得了本发明。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种故障诊断系统，用以克服上述技术缺陷。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案在于，提供一种故障诊断系统，其包括:一故障诊断模块、一输入终端、一控制器、一输出设备和一输出终端，其中，所述输入终端与仓储车辆内部测量装置相连接，用于收集所述仓储车辆的运行信号；所述故障诊断模块与所述输入终端相连，接收所述运行信号，对信号进行合并并判断为正常信号或非正常信号；所述控制器接收所述正常信号，驱动电机运作；所述输出终端输出所述正常信号；所述输出设备显示所述非正常信号。

较佳的，所述运行信号包括仓储车辆各部位的信号及同一部位短时间内测得的多个信号，所述，故障诊断模块合并信号的合并公式为：

$x_j=\frac{{\mathrm{\Σ}}_{i=1}^n{x}_{ij}{N}_i}{{\mathrm{\Σ}}_{i=1}^n{N}_i}$

其中，N_i由下述公式确定：

N_i＝1-ε(M_i)

$M_i=d_i-\frac{m}{n}\underset{i=1}{\overset{n}{\Σ}}{d}_i$

$d_i=\sqrt{\underset{i=1}{\overset{k}{\Σ}}{(x_{ij}-\frac{1}{n}\underset{i=1}{\overset{n}{\Σ}}{x}_{ij})}^2}$

式中，j为仓储车辆不同部位的序号，k为仓储车辆测量运行信号的部位的数量，i为同一部位的信号的序号，n为短时间内同一部位测量的信号的数量，x_ij为第j个部位第i次测量的信号，x_j为第j个部位的合并信号，N_i为第i次测量的信号的判断值，M_i为第i次测量的信号的中间值，m为范围确定倍数，d_i为第i次测量的基础值，ε(M_i)为单位阶跃函数。

所述故障诊断模块包括一I/O接口、一MCU处理器和一第一存储器，其中，所述I/O接口、MCU处理器以及第一存储器依次相连，并进行信号的传递；由所述I/O接口接收所述输入终端中传递过来的信号，并将该信号传递给所述MCU处理器，由所述MCU处理判断该信号是否为正常信号，并将判断结果传递给所述第一存储器，由所述第一存储器对处理后的信号进行存储，并将处理后的信号传递给对应模块，如果为正常信号，则传递给所述控制器，再从所述控制器中输出，驱动电机运作；如果为非正常信号，则传递给所述输出设备。

本发明所述的故障诊断系统具有模块化，便于与其他设备或者系统连接，方便售后维修人员及时处理设备或者系统，提高生产效率。

较佳的，所述故障诊断模块还包括一WIFI接口、一GPS接口和一USB接口，其中，所述WIFI接口、所述GPS接口和所述USB接口均与所述MCU处理器相连，作为所述故障诊断模块的信号接收的接口；所述WIFI接口经由互联网，通过无线接收所述输入终端传递的信号；所述GPS接口通过远程控制接收所述输入终端传递的信号；所述USB接口通过数据线的接收所述输入终端传递的信号。

增加所述故障诊断模块接收信号的方式，使得所述故障诊断系统的多样化。

较佳的，所述故障诊断系统还包括一自检单元，其中，所述自检单元与所述故障诊断模块中的所述I/O接口相连，与所述故障诊断模块共用所述I/O接口，同时接收所述运行信号。

采用这样的自检模式，可提高产品的合格率，而且相应的可以减少产品后期维修的成本与时间，提高了工作效率，而且通过自检单元还可以检测出产品最容易出现故障的结构或者模块，以此来激励生产厂商的自主研发能力，提高产品的可靠性。

较佳的，所述自检单元包括一模数转换器、一比对器、一第二存储器和一监视设备，其中，所述比对器的输入端分别与所述模数转换器以及所述第二存储器相连，所述比对器的输出端与所述监视设备相连；所述模数转换器接收由所述I/O接口传递的信号，并将此信号进行模数转换，由模拟信号转换成数字信号，然后将所述数字信号传递给所述比对器；所述比对器接收所述数字信号，调取所述第二存储器中的正常信号，将其进行比对，判断是否一致，并将比对的结果通过所述监视设备进行显示。

本发明还一种应用所述故障诊断系统集中处理故障车辆的方法，

步骤a：将所述故障诊断系统安装于每一辆出厂的电动工业车辆中；

步骤b：将一WIFI模块安装于所述电动工业车辆中，并与所述故障诊断系统中的WIFI接口相连接；

步骤c：将故障的所述电动工业车辆中的故障情况通过所述WIFI模块，远程传输到一中转站中；

步骤d：将存储于所述中转站中的所述电动工业车辆的故障信息通过互联网传送到服务器中，并对故障车辆进行实时监控；

步骤e：及时派遣维修人员去现场处理。

本发明所述的故障诊断系统与电动工业车辆相结合，方便维修工人能及时发现车辆故障，及时做出相应的维修方案，省时、方便。

与现有技术比较本发明的有益效果在于：本发明所述的故障诊断系统可以对故障进行诊断，并将故障显示出来，便于发现故障后的维修等处理；具有模块化，便于与其他设备或者系统连接，方便售后维修人员及时处理设备或者系统，提高生产效率；增加所述故障诊断模块接收信号的方式，使得所述故障诊断系统的多样化；通过距离公式，将一次测量的信号转换为距离，这样当一次测量出现异常值时距离会明显变大，放大了因为机械误差等出现的信号的异常，以便于检测并剔除这些异常信号；通过阶跃函数将中间值转换为判断值，这样将判断值作为系数可以直接计算合并信号，而不需要将每个信号分别进行比较剔除异常值，提高了判断速度，节约了时间，提高了效率；通过放大和判断值转换，消除了因机械误差等原因出现的信号异常，减小了最终合并信号的误差，提高了测量的信号的准确度，且节约了系统资源，提高了系统的工作效率，使得可以快速、及时地得到更准确的判断结果；采用这样的自检模式，可提高产品的合格率，而且相应的可以减少产品后期维修的成本与时间，提高了工作效率，而且通过自检单元还可以检测出产品最容易出现故障的结构或者模块，以此来激励生产厂商的自主研发能力，提高产品的可靠性；本发明所述的故障诊断系统与电动工业车辆相结合，方便维修工人能及时发现车辆故障，及时做出相应的维修方案，省时、方便。

附图说明

图1为本发明故障诊断系统的结构示意框图；

图2为本发明故障诊断系统中故障模块的结构示意框图；

图3为本发明故障诊断系统中实施例一的结构示意框图；

图4为本发明故障诊断系统中实施例二的结构示意框图；

图5为本发明故障诊断系统中实施例二中的自检单元的结构示意框图；

图6为本发明具有故障诊断系统的电动工业车辆的结构示意框图；

图7为本发明具有故障诊断系统的电动工业车辆中电动工业车辆的具体结构示意框图；

图8为本发明具有故障诊断系统的电动工业车辆中实施例五的结构示意图；

图9为本发明应用故障诊断系统集中处理故障车辆的方法流程图。

具体实施方式

以下结合附图，对本发明上述的和另外的技术特征和优点作更详细的说明。

请参阅图1所示，其为本发明故障诊断系统的结构示意框图；所述故障诊断系统包括一故障诊断模块1、一输入终端3、一控制器4、一输出设备5和一输出终端6，其中，所述故障诊断模块1的输入端与所述输入终端3相连，所述故障诊断模块1的输出端与所述控制器4、所述输出设备5以及所述输出终端6相连，其作为信号的监测与判断；若此信号为正常信号，则直接通过所述故障诊断模块1、所述控制器4，再从所述控制器4中输出，驱动电机运作；或者直接通过所述故障诊断模块1，从所述输出终端6输出；若此信号为非正常信号，则通过所述故障诊断模块1对该信号进行处理，并在所述输出设备5中显示；所述输入终端3均作为信号的输入端，其一方面将信号直接经所述控制器4，由所述输出终端6输出；另一方面将信号传递给所述故障诊断模块1，由所述故障诊断模块1对该信号进行监测，判断其是否为正常信号。

输入终端3与仓储车辆内部测量装置相连接，用于收集仓储车辆的运行信号，其收集的运行信号包括仓储车辆各部位的信号及同一部位短时间内测得的多个信号；故障诊断模块1输入终端3的运行信号后，对信号进行合并并判断为正常信号或非正常信号；若此信号为正常信号，则直接通过所述控制器4中输出，驱动电机运作；或者直接从所述输出终端6输出；若此信号为非正常信号，则通过所述故障诊断模块1对该信号进行处理，并在所述输出设备5中显示，输出设备5可以为显示器；所述输入终端3均作为信号的输入端，其一方面将信号直接经所述控制器4，由所述输出终端6输出；另一方面将信号传递给所述故障诊断模块1，由所述故障诊断模块1对该信号进行监测，判断其是否为正常信号。

这样，可以对仓储车辆故障进行诊断，并将故障显示出来，便于发现故障后的维修等处理。

输出终端6与输出设备5可以为同一装置，也可以为不同装置，输出终端6也可以为信号发射装置，将正常信号发送至外部的其他设备上。

结合图2所示，其为本发明故障诊断系统中故障模块的结构示意框图；所述故障诊断模块1包括一I/O接口11、一MCU处理器12和一第一存储器13，其中，所述I/O接口11、MCU处理器12以及第一存储器13依次相连，并进行信号的传递；由所述I/O接口11接收所述输入终端3中传递过来的信号，并将该信号传递给所述MCU处理器12，由所述MCU合并处理并判断该信号是否为正常信号，并将判断结果传递给所述第一存储器13，由所述第一存储器13对处理后的信号进行存储，并将存储后的信号传递给对应的模块，如果为正常信号，则传递给所述控制器4，再从所述控制器4中输出，驱动电机运作；如果为非正常信号，则传递给所述输出设备5，其中，输出设备5为仪表。

本发明所述的故障诊断系统具有模块化，便于与其他设备或者系统连接，方便售后维修人员及时处理设备或者系统，提高生产效率。

实施例一

如上述所述的故障诊断系统，本实施例与其不同之处在于，参阅图3所示，其为本发明故障诊断系统中实施例一的结构示意框图；所述故障诊断模块1还包括一WIFI接口14、一GPS接口15、一USB接口16和一GPRS子模块17，其中，WIFI接口14、GPS接口15、USB接口16和GPRS子模块17均与所述MCU处理器12相连，作为所述故障诊断模块1的信号接收的接口；所述WIFI接口14与互联网配套使用，采用无线接收所述输入终端3传递过来的信号；所述GPS接口15采用远程控制来接收所述输入终端3传递过来的信号；所述USB接口16采用数据线的方式来接收所述输入终端3传递过来的信号；所述GPRS子模块17经由通讯网络来接收所述输入终端3传递过来的信号。增加所述故障诊断模块1接收信号的方式，使得所述故障诊断系统的多样化。

实施例二

如上述所述的故障诊断系统，本实施例与其不同之处在于参阅图4所示，其为本发明故障诊断系统中实施例二的结构示意框图；结合图5所示，其为本发明故障诊断系统中实施例二中的自检单元的结构示意框图；所述故障诊断系统还包括一自检单元7，其中，所述自检单元7与所述故障诊断模块1中的I/O接口11相连，使得所述自检单元7与所述故障诊断模块1共用一个信号接收口，同时接收从所述输入终端3中传递过来的信号，并对该信号进行检测，判断其是否为正常信号；所述自检单元7主要用以产品在出厂之前的质检，用以提高产品出厂的合格率。

所述自检单元7包括一模数转换器71、一比对器72、一第二存储器73和一监视设备74，其中，所述比对器72的输入端分别与所述模数转换器71以及所述第二存储器73相连，所述比对器72的输出端与所述监视设备74相连，用以信号的比对；所述模数转换器71接收由所述I/O接口11传递过来的信号，并将此信号进行模数转换，由原先的模拟信号转换成数字信号，然后将数字信号传递给所述比对器72，所述比对器72接收该数字信号，再调取所述第二存储器73中的正常信号，将两组信号进行比对，判断是否一致，最后将比对的结果通过所述监视设备74进行显示。上述所述自检单元7中的第二存储器73可以与所述故障诊断模块1中的第一存储器13共用一个，也可以分开使用，各自用各自的存储器。

采用这样的自检模式，可提高产品的合格率，而且相应的可以减少产品后期维修的成本与时间，提高了工作效率。通过自检单元7还可以检测出产品最容易出现故障的结构或者模块，以此来激励生产厂商的自主研发能力，提高产品的可靠性。

实施例三

如上述所述的故障诊断系统，本实施例与其不同之处在于，运行信号包括仓储车辆各部位的信号及同一部位短时间内测得的多个信号，故障诊断模块1合并信号的合并公式为：

$x_j=\frac{{\mathrm{\Σ}}_{i=1}^n{x}_{ij}{N}_i}{{\mathrm{\Σ}}_{i=1}^n{N}_i}$

其中，N_i由下述公式确定：

N_i＝1-ε(M_i)

式中，j为仓储车辆不同部位的序号，k为仓储车辆测量运行信号的部位的数量，i为同一部位的信号的序号，n为短时间内同一部位测量的信号的数量，x_ij为第j个部位第i次测量的信号，x_j为第j个部位的合并信号，N_i为第i次测量的信号的判断值，M_i为第i次测量的信号的中间值，m为范围确定倍数，d_i为第i次测量的基础值，ε(M_i)为单位阶跃函数。

其中，ε(t)为单位阶跃函数，其值为：

$\mathrm{\&epsiv;}\left(t\right)=\left\{\begin{array}{cc}1,& t\&GreaterEqual;0\\ 0,& t<0\end{array}\right.$

具体思路为：通过距离公式，将每次测量的不同部位的信号转换成本次的基础值，基础值与其m倍平均值之差为此次的中间值，通过阶跃函数将中间值转为判断值，则基础值小于其m倍平均值的判断值为1，其余为0；将判断值作为所有信号的系数可以排除判断值为0的信号，剩余信号的同一部位的平均值为合并信号。

有益效果为：通过距离公式，将一次测量的信号转换为距离，这样当一次测量出现异常值时距离会明显变大，放大了因为机械误差等出现的信号的异常，以便于检测并剔除这些异常信号；通过阶跃函数将中间值转换为判断值，这样将判断值作为系数可以直接计算合并信号，而不需要将每个信号分别进行比较剔除异常值，提高了判断速度，节约了时间，提高了效率；通过放大和判断值转换，消除了因机械误差等原因出现的信号异常，减小了最终合并信号的误差，提高了测量的信号的准确度，且节约了系统资源，提高了系统的工作效率，使得可以快速、及时地得到更准确的判断结果。

实施例四

如上述所述的故障诊断系统，本实施例与其不同之处在于，请参阅图6所示，其为本发明具有故障诊断系统的电动工业车辆的结构示意框图；结合图7所示，其为本发明具有故障诊断系统的电动工业车辆中电动工业车辆的具体结构示意框图；本实施例是将所述故障诊断系统运用于电动工业车辆8中，并与电动工业车辆8中的各个系统相连接，实时监测各个系统的工作状态。

所述电动工业车辆8包括一启动系统81、一行走系统82、一电气系统83、一声控系统84、一执行系统85、一液压系统87、一转向系统88和一提升系统89，其中，所述启动系统81、行走系统82、电气系统83、声控系统84以及执行系统85分别与所述故障诊断系统相连，通过所述故障诊断系统来监测判断所述启动系统81、行走系统82、电气系统83、声控系统84、执行系统85、液压系统87、转向系统88和提升系统89是否处于正常的工作状态。所述启动系统81用以开启或者关闭所述电动工业车辆8；所述行走系统82用以所述电动工业车辆8的前进、倒退等行走动作；所述电气系统83作为所述电动工业车辆8的指挥部，控制整个所述电动工业车辆8的运行；所述声控系统84用以控制所述电动工业车辆8中的语音设备；所述执行系统85用以操作所述电动工业车辆8外部机构作业；液压系统87用以控制所述电动工业车辆8中液压部分的工作；转向系统88用以控制所述电动工业车辆8的转向动作；提升系统89用以控制所述电动工业车辆8工作时搬运插头的上升和下降动作。

本发明所述的故障诊断系统与电动工业车辆相结合，方便维修工人能及时发现车辆故障，及时做出相应的维修方案，省时、方便。

实施例五

如上述所述的电动工业车辆，本实施例与其不同之处在于，参阅图8所示，其为本发明具有故障诊断系统的电动工业车辆中实施例五的结构示意图；所述电动工业车辆8还包括一储备系统86，所述储备系统86与所述故障诊断系统相连，所述储备系统86作为所述电动工业车辆8的备用系统，用以处理所述电动工业车辆8的紧急状况。

实施例六

如上述所述的电动工业车辆，本实施例与其不同之处在于，参阅图9所示，其为本发明应用故障诊断系统集中处理故障车辆的方法流程图；

步骤a：将所述故障诊断系统安装于每一辆出厂的电动工业车辆中；

将所述故障斩断系统设置于所述电动工业车辆中，并与所述电动工业车辆中的各个系统相连接，并实时监测每个系统的运行情况，同时判断每个系统中的设备与终端发出的信号是否为正常信号。

步骤b：将一WIFI模块安装于所述电动工业车辆中，并与所述故障诊断系统中的WIFI接口相连接；

步骤c：将故障的所述电动工业车辆中的故障情况通过所述WIFI模块，远程传输到一中转站中；

所述中转站接收来自不同区域的所述电动工业车辆的故障情况，并进行汇总和分类，同时储存所述电动工业车辆的故障信息。

步骤d：将存储于所述中转站中的所述电动工业车辆的故障信息通过互联网传送到服务器中，并对故障车辆进行实时监控；

步骤e：及时派遣维修人员去现场处理。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，对本发明而言仅仅是说明性的，而非限制性的。本专业技术人员理解，在本发明权利要求所限定的精神和范围内可对其进行许多改变，修改，甚至等效，但都将落入本发明的保护范围内。

Claims (5)

1.一种故障诊断系统，其特征在于，包括:一故障诊断模块、一输入终端、一控制器、一输出设备和一输出终端，其中，所述输入终端与仓储车辆内部测量装置相连接，用于收集仓储车辆的运行信号；所述故障诊断模块与所述输入终端相连，接收所述运行信号，对信号进行合并并判断为正常信号或非正常信号；所述控制器接收所述正常信号，驱动电机运作；所述输出终端输出所述正常信号；所述输出设备显示所述非正常信号；

所述运行信号包括仓储车辆各部位的信号及同一部位短时间内测得的多个信号，所述故障诊断模块合并信号的合并公式为：

$x_j=\frac{{\&Sigma;}_{i=1}^n{x}_{ij}{N}_i}{{\&Sigma;}_{i=1}^n{N}_i}$

其中，N_i由下述公式确定：

N_i＝1-ε(M_i)

$M_i=d_i-\frac{m}{n}\underset{i=1}{\overset{n}{\&Sigma;}}{d}_i$

$d_i=\sqrt{\underset{j=1}{\overset{k}{\&Sigma;}}{(x_{ij}-\frac{1}{n}\underset{i=1}{\overset{n}{\&Sigma;}}{x}_{ij})}^2}$

式中，j为仓储车辆不同部位的序号，k为仓储车辆测量所述运行信号的部位的数量，i为同一部位的信号的序号，n为短时间内同一部位测量的信号的数量，x_ij为第j个部位第i次测量的信号，x_j为第j个部位的合并信号，N_i为第i次测量的信号的判断值，M_i为第i次测量的信号的中间值，m为范围确定倍数，d_i为第i次测量的基础值，ε(M_i)为单位阶跃函数。

2.根据权利要求1所述的故障诊断系统，其特征在于，所述故障诊断模块包括一I/O接口、一MCU处理器和一第一存储器，其中，所述I/O接口、所述MCU处理器以及所述第一存储器依次相连，并进行信号的传递；由所述I/O接口接收所述运行信号，并将信号传递给所述MCU处理器，由所述MCU合并信号并判断该信号是否为所述正常信号，并将判断结果传递给所述第一存储器，由所述第一存储器对处理后的信号进行存储。

3.根据权利要求2所述的故障诊断系统，其特征在于，所述故障诊断模块还包括一WIFI接口、一GPS接口和一USB接口，其中，所述WIFI接口、所述GPS接口和所述USB接口均与所述MCU处理器相连，作为所述故障诊断模块的信号接收的接口；所述WIFI接口经由互联网，通过无线接收所述输入终端传递的信号；所述GPS接口通过远程控制接收所述输入终端传递的信号；所述USB接口通过数据线接收所述输入终端传递的信号。

4.根据权利要求2或3中所述的故障诊断系统，其特征在于，所述故障诊断系统还包括一自检单元，其中，所述自检单元与所述故障诊断模块中的所述I/O接口相连，其与所述故障诊断模块共用所述I/O接口，同时接收所述运行信号。

5.根据权利要求4所述的故障诊断系统，其特征在于，所述自检单元包括一模数转换器、一比对器、一第二存储器和一监视设备，其中，所述比对器的输入端分别与所述模数转换器以及所述第二存储器相连，所述比对器的输出端与所述监视设备相连；所述模数转换器接收由所述I/O接口传递的信号，并将此信号进行模数转换，由模拟信号转换成数字信号，然后将所述数字信号传递给所述比对器；所述比对器接收所述数字信号，调取所述第二存储器中的所述正常信号，将其进行比对，判断是否一致，并将比对的结果通过所述监视设备进行显示。