CN107628539A - 基于案例推理的流动式起重机故障诊断系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种基于案例推理的流动式起重机故障诊断系统，所述系统表示层设置有用户图形界面模块，应用逻辑层设置有故障案例管理模块、案例推理模块以及案例推理引擎配置模块，数据服务层设置有案例数据库，故障诊断过程为用户通过用户图形界面模块与案例推理模块进行数据对接，实现人机交互模式；数据采集终端发送流动式起重机的各执行元件的运动状态给案件推理模块，案件推理模块结合案例推理引擎配置模块和数据服务层中的案件推理引擎配置文件，实现案件推理；利用案例数据库中的相应数据案例，实现案例的判断并通过用户图形界面反应流动式起重机的运行状态。本发明通过基于案例推理，实现对流动式起重机械故障诊断的便捷性和实用性。

Description

基于案例推理的流动式起重机故障诊断系统

技术领域

本发明涉及起重机的数据监控和维护领域，具体是一种基于案例推理的流动式起重机故障诊断系统，尤其适用于汽车起重机、轮胎起重机、履带起重机和专用流动式起重机。

背景技术

流动式起重机是臂架类型起重机械中无轨运行的起重设备。它具有自身动力装置驱动的行驶装置，转移作业场地时不需拆卸和安装。近几年随着国家经济建设规模的高速发展，以及投资主体多元化、设备租赁市场的迅速发展，流动式起重机数量激增。

对于流动式起重机而言，设备故障多且复杂，引起故障因素之间是相互交织。传统的诊断方式是技术人员根据系统原理图和动作顺序表，通过比较、分析并研判故障源，更换故障源来确定故障并消除，因此确认故障需花费大量的人力物力，诊断十分繁琐并诊断困难。目前流动式起重机的诊断技术是基于设备的监测仪器上，通过数据描述设备运行当前的状态，实现自我监控（如专利CN201020291471.X），但是该专利无法实现诊断设备故障的原因。

发明内容

为克服上述问题，本发明的目的是提供一种基于案例推理的流动式起重机故障诊断系统，通过故障现象建立案例数据库的基础上，能直接分析出故障原因并提出处理意见，且能快速进行查找故障。

本发明采用以下方案实现：一种基于案例推理的流动式起重机故障诊断系统，所述系统采用三层的C/S体系结构，所述三层的C/S体系结构将应用功能分成表示层、应用逻辑层和数据服务层，所述表示层设置有用户图形界面模块，所述应用逻辑层设置有故障案例管理模块、案例推理模块以及案例推理引擎配置模块，所述数据服务层设置有案例数据库，所述故障案例管理模块管理案例数据库中的数据案例，所述系统通过表示层、应用逻辑层和数据服务层完成用户、流动式起重机故障输出和逻辑推理的故障诊断过程；所述故障诊断过程为用户通过用户图形界面模块与案例推理模块进行数据对接，实现人机交互模式；一数据采集终端发送流动式起重机的各执行元件的运动状态给案件推理模块，案件推理模块结合案例推理引擎配置模块和数据服务层中的案件推理引擎配置文件，实现案件推理；利用案例数据库中的相应数据案例，实现案例的判断并通过用户图形界面反应流动式起重机的运行状态。

进一步的，所述案例数据库的建立方式：对流动式起重机进行搜集诊断对象会存在的问题，以及以往处理过的问题，描述成由问题的特征集和解决方案组成的案例数据，存储在一建立的案例数据库中，然后在案例数据库中搜索与新问题最相似的案例，把系统的建议解应用于新问题，如果在建议解不能解决问题时则必须对建议解进行修正，得到新问题的解决方案，并充实到案例数据库中，实现案例推理的自学习过程；所述问题的特征集为流动式起重机基本故障特征。

进一步的，案件推理模块结合案件推理引擎配置和数据层中的案件推理引擎配置文件，实现案件推理，具体为：案件推理模块从案例数据库中读取案例，采用加权编辑距离方法，实现案例推理，即用户通过用户图形界面模块将流动式起重机的故障特征进行输入，案件推理模块对从案例数据库中对故障案例进行检索，然后对故障案例进行匹配，将匹配的相似的案例进行排序，在反馈给客户，并将故障案例进行录入案例数据库进行重新利用。

进一步的，所述流动式起重机由吊臂伸缩机构、吊重起升机构、转台回转机构和支腿收放机构组成，所述流动式起重机基本故障特征包括：吊臂伸缩机构基本故障特征、吊重起升机构基本故障特征、转台回转机构基本故障特征以及支腿收放机构基本故障特征；

将吊臂伸缩机构基本故障特征、吊重起升机构基本故障特征、转台回转机构基本故障特征以及支腿收放机构基本故障特征建立对应的故障树；

即设定吊臂伸缩机构中故障树的元素为T：吊臂伸缩机构故障；M1：进入液压缸油压力不足；M2：液压缸泄漏；M3：系统供油油压不足；M4：系统油路故障；M5：溢流阀故障；X1：液压缸活塞磨损；X2：伸缩液压缸密封不良；X3：油温过高；X4：滤油器堵塞严重；X5：液压泵进油口密封不严；X6：油液供应不足；X7：单向阀故障；X8：节流阀故障；X9：换向阀阀芯磨损；X10：溢流阀阀芯磨损；X11：溢流阀主阀芯堵塞；X12：溢流阀调定压力过低；

则故障树T：吊臂伸缩机构故障为第一节点，M1：进入液压缸油压力不足；M2：液压缸泄漏为T的第二节点，M1节点下方有第三节点：M3：系统供油油压不足；M4：系统油路故障；M2：液压缸泄漏节点下方有第三节点：X1：液压缸活塞磨损；X2：伸缩液压缸密封不良；X3：油温过高；M3节点下方有第四节点：X3：油温过高；X4：滤油器堵塞严重；X5：液压泵进油口密封不严；X6：油液供应不足；M4节点下方有第四节点：X7：单向阀故障；M5：溢流阀故障；X8：节流阀故障；X9：换向阀阀芯磨损；M5节点下方有第五节点：X10：溢流阀阀芯磨损；X11：溢流阀主阀芯堵塞；X12：溢流阀调定压力过低；

设定吊重起升机构中故障树的元素为T：吊重起升机构故障；M1：马达未工作；M2：平衡阀未打开；M3：马达供油量不足；M4：泵供油不足；M5：溢油阀故障；M6：换向阀故障；M7：中心旋转接头故障；M8：绞车损坏；M9：马达故障；X1：阀芯在关闭位置卡死；X2：阀芯磨损，两腔串油；X3：弹簧太硬；X4：压力调得太高；X5：滤油器被油污堵塞；X6：油箱中心油面过低；X7：油温太高；X8：溢油阀阀芯磨损；X9：阀芯卡在开口位置；X10：换向阀弹簧损坏；X11：密封圈损坏；X12：中心旋转接头松动；

则故障树T：吊重起升机构故障为第一节点，M1：马达未工作；M8：绞车损坏为T的第二节点，M1节点下方有第三节点：M2：平衡阀未打开；M3：马达供油量不足；M9：马达故障；M2节点下方有第四节点：X1：阀芯在关闭位置卡死；X2：阀芯磨损，两腔串油；X3：弹簧太硬；X4：压力调得太高；M3节点下方有第四节点：M4：泵供油不足；M5：溢油阀故障；M6：换向阀故障；M7：中心旋转接头故障；M4节点下方有第五节点：X5：滤油器被油污堵塞；X6：油箱中心油面过低；X7：油温太高；M5节点下方有第五节点：X8：溢油阀阀芯磨损；X9：阀芯卡在开口位置；M6节点下方有第五节点：X7：油温太高；X11：密封圈损坏；M7节点下方有第五节点：X8：溢油阀阀芯磨损；X12：中心旋转接头松动；

设定转台回转机构中故障树的元素为T：回转机构异常工作；E1：漏油；E2：起转回转操作振动；E3：回转操作中动作迟钝或发出噪声以及异常振动；E4：回转制动阀锁不紧；E5：回转操作中流量异常增大；E6：液压马达故障；E7：减速器故障；E8：控制阀故障；E9：制动器故障；X1：控制阀漏油；X2：液压马达漏油；X3：减速器漏油；X4：制动阀小孔旋进量不足；X5：储能器充气压力过大；X6：制动瓦与制动轮之间间隙调整不当；X7：制动瓦磨损严重；X8：制动瓦与制动轮间有油或水；X9：液压马达止回阀座表面沾灰或损伤；X10：液压马达内部泄漏量增大；X11：轴承损伤；X12：柱塞与液压缸筒卡滞；X13：齿轮损伤；X14：两齿轮间渗入杂质；X15：过载溢流阀预设压力过小；X16：制动阀滑阀不良；X17：溢流阀滑阀工作面脏污；X18：制动器调整不良；X19：制动瓦与制动轮间有杂质；

则故障树T：回转机构异常工作为第一节点，E1：漏油；E2：起转回转操作振动；E3：回转操作中动作迟钝或发出噪声以及异常振动；E4：回转制动阀锁不紧；E5：回转操作中流量异常增大为T的第二节点，E1节点下方有第三节点：X1：控制阀漏油；X2：液压马达漏油；X3：减速器漏油；E2节点下方有第三节点：X4：制动阀小孔旋进量不足；X5：储能器充气压力过大；E3节点下方有第三节点：E6：液压马达故障；E7：减速器故障；E8：控制阀故障；E4节点下方有第三节点：X6：制动瓦与制动轮之间间隙调整不当；X7：制动瓦磨损严重；X8：制动瓦与制动轮间有油或水；E5节点下方有第三节点：X9：液压马达止回阀座表面沾灰或损伤；X10：液压马达内部泄漏量增大；E6节点下方有第四节点：X11：轴承损伤；X12：柱塞与液压缸筒卡滞；E7节点下方有第四节点：X13：齿轮损伤；X14：两齿轮间渗入杂质；E8节点下方有第四节点：X15：过载溢流阀预设压力过小；X16：制动阀滑阀不良；X17：溢流阀滑阀工作面脏污；E9节点下方有第四节点：X18：制动器调整不良；X19：制动瓦与制动轮间有杂质；

设定支腿收放机构中故障树的元素为T：支腿收放机构液压缸不动作；E1：液压泵故障；E2：换向阀故障；E3：溢流阀故障；E4：液压缸故障；E5：泵漏油严重；E6：泵供油油量不足；E7：溢流阀压力上不去；E8：液压缸摩擦阻力太大；X1：油箱油量不足；X2：过滤器或油路堵塞；X3：换向阀弹簧失效或太软；X4：换向阀被异物卡住；X5：溢流阀调整压力太低；X6：缸筒进油口被活塞堵塞；X7：液压缸负载过大；X8：液压缸漏油严重；X9：泵轴与油封损坏；X10：泵中心弹簧损坏；X11：泵柱塞与缸体磨损；X12：泵缸体与配流盘磨损；X13：泵吸入管路漏油；X14:变量泵偏角太小；X15：泵体内未充满液压轴并存有空气；X16：溢流阀主阀芯在开起位置卡住；X17：溢流阀主阀芯与阀座配套不良；X18：溢流阀主阀芯与尼孔堵塞；X19：溢流阀导阀与阀座密封不良；X20：溢流阀导（主）阀弹簧失效或太软；X21：液压缸活塞杆与缸盖卡住；X22：液压缸活塞与缸筒卡住；

则故障树T：支腿收放机构液压缸不动作为第一节点，E1：液压泵故障；E2：换向阀故障；E3：溢流阀故障；E4：液压缸故障；X1：油箱油量不足；X2：过滤器或油路堵塞；为T的第二节点，E1节点下方有第三节点：E5：泵漏油严重；E6：泵供油油量不足；E2节点下方有第三节点：X3：换向阀弹簧失效或太软；X4：换向阀被异物卡住；E3节点下方有第三节点：E7：溢流阀压力上不去；X5：溢流阀调整压力太低；E4节点下方有第三节点：E8：液压缸摩擦阻力太大；X6：缸筒进油口被活塞堵塞；X7：液压缸负载过大；X8：液压缸漏油严重；E5节点下方有第四节点：X9：泵轴与油封损坏；X10：泵中心弹簧损坏；X11：泵柱塞与缸体磨损；X12：泵缸体与配流盘磨损；E6节点下方有第四节点：X13：泵吸入管路漏油；X14:变量泵偏角太小；X15：泵体内未充满液压轴并存有空气；E7节点下方有第四节点：X16：溢流阀主阀芯在开起位置卡住；X17：溢流阀主阀芯与阀座配套不良；X18：溢流阀主阀芯与尼孔堵塞；X19：溢流阀导阀与阀座密封不良；X20：溢流阀导（主）阀弹簧失效或太软；E8节点下方有第四节点：X21：液压缸活塞杆与缸盖卡住；X22 ：液压缸活塞与缸筒卡住。

进一步的，所述检索采用两级相似匹配的策略，首先进行故障特征的相似匹配，然后再进行整个案例的相似匹配，经过这样两级匹配出的案例诊断结果数量上会相应的减少，在案例的正确性上得到提高。

进一步的，检索案例方式包括有以下四种：

1）模板检索：关系数据库的 SQL 查询，根据用户输入的问题描述，形成一个检索模板，再依据这个模板在案例数据库查找与之完全匹配的案例，若有，则返回，否则不进行处理；

2）分层检索：常与归纳索引相配合使用，其检索过程以归纳索引形成的决策树为基础，由树根开始逐层下降，直到不能下降为止，此时，返回停止点以下所有的案例集；

3）关联检索：与近邻索引配合使用，其检索过程是基于近邻索引重定义的案例特征矢量的类似度，将用户输入的新案例与案例数据库中案例进行比较，选出相似度高的案例返回给用户；

4）基于知识的检索：利用现存的有关案例数据库案例的知识来确定检索案例时需要哪些重要的故障特征。

进一步的，所述案件推理引擎配置文件包括：设置案例匹配的权值、案例配置的相似度值、案例数据库的位置以及案例数据库的关键词及项目。

进一步的，所述数据采集终端是设置在所述流动式起重机控制台上的控制盒，所述控制盒的上表面具有一手机放置凹槽，所述手机放置凹槽下方设置有由螺杆实现前后推送的档板，所述挡板上端设置有一用于包裹手机前端的橡胶垫；所述螺杆下方设置有一电路板，所述电路板上设置有MCU，所述MCU连接有数据采集模块的接口电路、GPS定位模块、无线通讯模块以及手机接口电路；所述数据采集模块包括流动式起重机的液压系统检测电路、四个加速度传感器、六个雷达测距模块以及流动式起重机的油箱检测电路；所述流动式起重机故障诊断系统设置于一中心服务器，所述无线通讯模块经无线网络与一中心服务器通讯，所述中心服务器连接有短信报警终端和GPS定位电子地图显示屏。

进一步的，所述螺杆与所述手机放置凹槽下表面之间设置有一轨道，所述挡板穿过轨道，由螺杆实现前后推送。

进一步的，所述六个雷达测距模块其中三个等距离设置于所述流动式起重机的前侧，另外三个等距离设置于所述流动式起重机的后侧，用于所述流动式起重机的碰撞监测。

本发明的有益效果在于：1、本发明使用专业的案例数据库，当一个新的待解决问题提出以后抽象成为一个新案例，通过案例剖析补充新的案例数据库，具有案例自学习和自动补充案例数据库功能。

2、故障判断方式，通过案例数据库和案例推理模块，从现象直接判断故障源；并利用系统的数据采集终端采集的相关数据，利用系统计算各运行机构的运行姿态并通过对比，从理论上确认故障源，确认案例推理模块的正确性。

3、索引方法，本发明的案例检索采用两级相似匹配的策略，首先进行故障特征的相似匹配，然后再进行整个案例的相似匹配，经过这样两级匹配出的案例诊断结果数量上会相应的减少，但在案例的正确性上有很高的保证。

4、数据采集终端是设置在所述流动式起重机控制台上的控制盒，不仅能固定手机，避免司机通过对起重器操作时玩手机，还能通过手机进行指纹签到，而且控制盒端能够采集起重机的数据，反馈到中心服务器，中心服务器能对数据进行监控并短信预警，由于手机固定在控制台，司机能第一时间看到手机的信息，避免不规范操作造成事故的发生。

附图说明

图1是本发明系统的原理示意图。

图2是本发明各模块的交互的结构示意图。

图3是本发明案例管理模块的处理示意图。

图4是本发明的案例推理模块的工作原理示意图。

图5是本发明的案例推理引擎配置模块对案例推理引擎配置文件配置的示意图。

图6是本发明系统工作流程示意图。

图7是本发明吊臂伸缩机构基本故障特征对应的故障树的示意图。

图8是本发明吊重起升机构基本故障特征对应的故障树的示意图。

图9是本发明转台回转机构基本故障特征对应的故障树的示意图。

图10是本发明支腿收放机构基本故障特征对应的故障树的示意图。

图11是本发明实施例控制盒结构剖面示意图。

图12是本发明实施例控制盒结构俯视示意图。

图13是本发明实施例硬件控制电路原理框图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步说明。

请参阅图1至图10所示本发明的一种基于案例推理的流动式起重机故障诊断系统，所述系统采用三层的C/S体系结构，所述三层的C/S体系结构将应用功能分成表示层、应用逻辑层和数据服务层，所述表示层设置有用户图形界面模块，所述应用逻辑层设置有故障案例管理模块、案例推理模块以及案例推理引擎配置模块，所述数据服务层设置有案例数据库，所述故障案例管理模块管理案例数据库中的数据案例，所述系统通过表示层、应用逻辑层和数据服务层完成用户、流动式起重机故障输出和逻辑推理的故障诊断过程；所述故障诊断过程为用户通过用户图形界面模块与案例推理模块进行数据对接，实现人机交互模式；一数据采集终端发送流动式起重机的各执行元件的运动状态给案件推理模块，案件推理模块结合案例推理引擎配置模块和数据服务层中的案件推理引擎配置文件，实现案件推理；利用案例数据库中的相应数据案例，实现案例的判断并通过用户图形界面反应流动式起重机的运行状态。所述案件推理引擎配置文件包括：设置案例匹配的权值、案例配置的相似度值、案例数据库的位置以及案例数据库的关键词及项目。

其中，本发明的所述案例数据库的建立方式：对流动式起重机进行搜集诊断对象会存在的问题，以及以往处理过的问题，描述成由问题的特征集和解决方案组成的案例数据，存储在一建立的案例数据库中，然后在案例数据库中搜索与新问题最相似的案例，把系统的建议解应用于新问题，如果在建议解不能解决问题时则必须对建议解进行修正，得到新问题的解决方案，并充实到案例数据库中，实现案例推理的自学习过程；所述问题的特征集为流动式起重机基本故障特征。如图1所示，通过基于案例推理，实现对流动式起重机械故障诊断的便捷性和实用性。如图3所示，故障案例管理模块通过Access数据库，采用SQL语言，实现案例数据库的读取、显示、修改、添加和删除功能。

案例推理模块如图4所示，从案例数据库中读取案例，采用加权编辑距离方法，实现案例推理。然后根据案例重用的策略，决定是否将新匹配的案例添加到案例数据库。

案例推理引擎配置模块中，如图5，可以设置案例匹配的权值，以及案例配置的相似度值，并管理案例数据库的位置以及案例数据库的关键词及项目。

案件推理模块结合案件推理引擎配置和数据层中的案件推理引擎配置文件，实现案件推理，具体为：案件推理模块从案例数据库中读取案例，采用加权编辑距离方法，实现案例推理，即用户通过用户图形界面模块将流动式起重机的故障特征进行输入，案件推理模块对从案例数据库中对故障案例进行检索，然后对故障案例进行匹配，将匹配的相似的案例进行排序，在反馈给客户，并将故障案例进行录入案例数据库进行重新利用。

另外，本发明的所述流动式起重机由吊臂伸缩机构、吊重起升机构、转台回转机构和支腿收放机构组成，所述流动式起重机基本故障特征包括：吊臂伸缩机构基本故障特征、吊重起升机构基本故障特征、转台回转机构基本故障特征以及支腿收放机构基本故障特征；

故障树用来表示事件间的因果关系及逻辑关系。在故障树的每个分支中，上层故障事件是下一层故障事件的结果，下层事件是引起上一层故障事件的原因。事件间的逻辑关系用逻辑门表示。因此，把作为结果的上层事件称作逻辑门的输出事件，而把作为原因的下层事件称作输入事件。

故障树中的事件分为顶事件、中间事件和基本事件。位于故障树最上部的事件叫做顶事件，一般为造成严重后果的故障事件或事故，是故障树分析、研究的对象。位于故障树各分支末端的事件叫做基本事件，它们是造成顶事件发生的最初始的原因。在系统安全分析中，故障树的基本事件主要是物的故障及人的失误。位于故障树顶事件与基本事件之间的诸事件被称为中间事件，它们是造成顶事件发生的原因，又是基本事件造成的结果。

故障树的各种事件的内容记在事件符号之内。常用的事件符号有如下几种：

1、矩形符号。表示需要进一步分析的故障事件，如顶事件和中间事件。

2、圆形符号。表示作为基本事件的故障事件。

3、房形符号。表示作为基本事件的正常事件。有时，系统元素的正常状态对于上一层故障事件的发生是必不可少的，但是正常事件并非分析研究和采取措施的对象，故用特殊记号区别于其他故障事件。

4、菱形符号。表示当前不能进一步分析或认为没有进一步分析必要的省略事件。在故障树分析中，菱形符号内的事件按基本事件对待。

5、椭圆形符号。是一种条件事件符号。条件事件是指输入事件发生能够导致输出事件发生;输入事件不发生。椭圆形符号要与限制门结合使用。

故障树的邻近两层事件之间用逻辑门相连接。对于任一上层故障事件，作为其发生原因的下层事件可能有两个或两个以上，即对应于每个输出事件有多个输入事件。输出事件和输入事件之间的逻辑关系有逻辑与、逻辑或及逻辑非等。

逻辑“与门”表示全部输入事件都发生则输出事件才发生，只要有一个输入事件不发生则输出事件就不发生的逻辑关系。逻辑“或门”表示只要有一个或一个以上输入事件发生则输出事件就发生，只有全部事件都不发生，输出事件才不发生的逻辑关系。有时把“与门”记为“AND门”，“或门”记为“OR门”。异或门不能同时发生输入事件中任一个发生而其他都不发生的时候，输出事件发生。在故障树中，除了上述几种逻辑门外，还有一种叫做限制门的逻辑门，它与条件事件符号相结合，表示只有满足一定条件的输入事件发生时，输出事件才发生，如果该条件未被满足，则输出事件不会发生的逻辑关系。

当故障树比较复杂时，用转移符号可省去与其他部分内容相同的部分，或把故障树的一部分画在另外的地方，使故障树变得简明、清晰。表示由其他部分引入的为转入符号;表示向其他部分转出的是转出符号。输入符号及转出符号应有相互一致的编号。

因此，将吊臂伸缩机构基本故障特征、吊重起升机构基本故障特征、转台回转机构基本故障特征以及支腿收放机构基本故障特征建立对应的故障树；通过对流动式起重机的组成部分进行建立对应的故障树，这样形成一个故障特征池，用户通过用户图形界面模块输入故障特征的关键字到案例数据库的故障特征池中进行检索，这样起重机的故障查询比较快。

吊臂伸缩机构的主要组成元件有如下：伸缩臂液压缸、平衡阀、软管卷筒和液压阀等。吊臂伸缩系统主要包括两个油路，分别是：伸出油路和缩回油路。在吊臂进行臂杆伸出动作时，首先是先伸出第二节臂，而后一起伸出第三节臂和顶节臂。压力油经过液压阀和平衡阀最后流到液压缸，这时可以伸出第二节臂。完全伸出第二节臂后，一个电压将由力矩限制器产生。而后，第二节臂完全伸出后，顶节臂和第三节臂的伸出开关将被压下，此时，电磁铁将会产生通电现象，液压油路将由第一液压缸油路转换成第二液压缸油路，这时，将伸出顶节臂和第三节臂。顶节臂和第三节臂的动作会是完全一致的。吊臂臂杆的缩回与臂杆伸出的部件的运行顺序是刚好反过来的。此时，压力油被一起输送给第一油缸和第二油缸，然而，液压阀完全锁死了第一油缸的回路，所以，这时只有第二油缸可以进行缩回的动作。第二油缸的行程接近终了时，顶节臂和第三节臂的缩回检测的开关启动，这时，将会断掉电磁铁的通电电路。一旦电磁铁的通电电路被切断，液压阀将使油路由第二油缸油路转换懂第一油缸油路，这个时候，第二节臂就会进行缩回的动作。吊臂伸缩系统主要有如下故障：进入液压缸的油压力不足和液压缸泄漏。其中，进入液压缸压力不足包括系统供油油压不足和系统油路故障。而液压缸泄漏则包括液压缸活塞损坏、伸缩液压缸密封不良、油温过高。而系统供油油压不足又包括油温过高、滤油器堵塞严重、液压泵进油口密封不严、油液供应不足。而系统油路故障则包括以下几点：单向阀故障、溢流阀故障、节流阀故障和换向阀阀芯磨损。其中溢流阀故障又包括以下几点：阀芯磨损、主阀芯堵塞严重和调定压力过低。

吊臂伸缩机构所建立的故障树请参见图7所示，即设定吊臂伸缩机构中故障树的元素为T：吊臂伸缩机构故障；M1：进入液压缸油压力不足；M2：液压缸泄漏；M3：系统供油油压不足；M4：系统油路故障；M5：溢流阀故障；X1：液压缸活塞磨损；X2：伸缩液压缸密封不良；X3：油温过高；X4：滤油器堵塞严重；X5：液压泵进油口密封不严；X6：油液供应不足；X7：单向阀故障；X8：节流阀故障；X9：换向阀阀芯磨损；X10：溢流阀阀芯磨损；X11：溢流阀主阀芯堵塞；X12：溢流阀调定压力过低；

则故障树T：吊臂伸缩机构故障为第一节点，M1：进入液压缸油压力不足；M2：液压缸泄漏为T的第二节点，M1节点下方有第三节点：M3：系统供油油压不足；M4：系统油路故障；M2：液压缸泄漏节点下方有第三节点：X1：液压缸活塞磨损；X2：伸缩液压缸密封不良；X3：油温过高；M3节点下方有第四节点：X3：油温过高；X4：滤油器堵塞严重；X5：液压泵进油口密封不严；X6：油液供应不足；M4节点下方有第四节点：X7：单向阀故障；M5：溢流阀故障；X8：节流阀故障；X9：换向阀阀芯磨损；M5节点下方有第五节点：X10：溢流阀阀芯磨损；X11：溢流阀主阀芯堵塞；X12：溢流阀调定压力过低；

吊重起升机构由液压马达、起升机构、起升离合器、离合器阀、液压阀、平衡阀、主动缸、起升制动带、电磁阀和蓄能器等元件构成。起升的动力源自于液压马达，其中液压马达把泵输出的流体压力转化为旋转力，然后把旋转力输送给起升机构。而起升机构的组成元件则是双级行星齿轮减速器。液压马达把流体压力转化为的旋转力被双级齿轮减速，然后由起升离合器输送给起升机构中的卷筒，从而达到起升和下降钢丝绳。起升系统故障包括绞车已损坏和马达未工作。其中马达未工作包括平衡阀没有打开、马达故障和马达供油不足。而平衡阀没有打开又包括以下几点：平衡阀阀芯在关闭位置卡死、平衡阀阀芯磨损，两腔串油、弹簧太硬和压力调得太高。马达没有供油主要包括以下几点：泵供油不足、溢流阀故障、换向阀故障和中心旋转接头故障。而其中，泵供油不足包括滤油器被油污严重堵塞、油箱中心油面过低和油温过高。溢流阀故障包括以下两点：溢流阀阀芯磨损和溢流阀阀芯卡在开口位置。换向阀故障又包括以下两点：油温过高和换向阀弹簧损坏。而中心旋转接头故障则包括密封圈损坏和中心旋转接头松动两点。

吊重起升机构所建立的故障树请参见图8所示，设定吊重起升机构中故障树的元素为T：吊重起升机构故障；M1：马达未工作；M2：平衡阀未打开；M3：马达供油量不足；M4：泵供油不足；M5：溢油阀故障；M6：换向阀故障；M7：中心旋转接头故障；M8：绞车损坏；M9：马达故障；X1：阀芯在关闭位置卡死；X2：阀芯磨损，两腔串油；X3：弹簧太硬；X4：压力调得太高；X5：滤油器被油污堵塞；X6：油箱中心油面过低；X7：油温太高；X8：溢油阀阀芯磨损；X9：阀芯卡在开口位置；X10：换向阀弹簧损坏；X11：密封圈损坏；X12：中心旋转接头松动；

则故障树T：吊重起升机构故障为第一节点，M1：马达未工作；M8：绞车损坏为T的第二节点，M1节点下方有第三节点：M2：平衡阀未打开；M3：马达供油量不足；M9：马达故障；M2节点下方有第四节点：X1：阀芯在关闭位置卡死；X2：阀芯磨损，两腔串油；X3：弹簧太硬；X4：压力调得太高；M3节点下方有第四节点：M4：泵供油不足；M5：溢油阀故障；M6：换向阀故障；M7：中心旋转接头故障；M4节点下方有第五节点：X5：滤油器被油污堵塞；X6：油箱中心油面过低；X7：油温太高；M5节点下方有第五节点：X8：溢油阀阀芯磨损；X9：阀芯卡在开口位置；M6节点下方有第五节点：X7：油温太高；X11：密封圈损坏；M7节点下方有第五节点：X8：溢油阀阀芯磨损；X12：中心旋转接头松动；

转台回转机构的回转驱动及其运动控制主要依赖液压系统，因此，回转机构常见故障首先与液压系统有关。其次，回转机构由支承装置、回转驱动装置和转台三部分组成，其重要机械部件——回转支承，是重要的受力部件，它不仅承受吊车回转部分的自重，还要承受起吊载荷的垂直作用力和倾翻力矩的作用力。使用过程中，必然存在磨损，并逐渐使相关机械部件性能变差乃至损坏，所以，回转机构常见故障也与机械部分相关。具体常见故障主要有回转支承游隙过大（旷动）、回转系统动作缓慢（无力）或不动、系统压力不正常、漏油以及回转制动阀不能锁等。其中回转无力或不能回转（系统压力正常）产生的原因为：1、液压马达发生故障，动力不能正常输出，修理或更换。2、减速器出现故障，影响动力传递，检查、调整。3、出现过载，须重新核对起重量，避免过载。4、溢流阀、手动控制阀故障。而不能回转（系统压力正常）产生的原因主要是：1、回转减速器齿轮或蜗轮、蜗杆损坏，检查维修。2、液压马达柱塞或轴承卡住或磨损严重，检查维修。3、液压马达输出轴折断。当回转液压系统压力偏低时，其产生的主要原因是：故障现象吊车若在空载、轻载时，其回转时的声音和速度等均正常，而当吊车重载时就出现回转困难甚至转不动的现象。产生这种现象的可能原因有：回转液压系统溢流阀压力低、液压马达磨损、内漏严重或者操纵阀的压力定的低，以及操纵阀阀杆磨损严重、内泄大、压力流失等。若是回转支承游隙过大（旷动）原因：回转减速器蜗轮、驱动齿轮和回转支承齿轮磨损严重。

转台回转机构故障树请参见图9所示，设定转台回转机构中故障树的元素为T：回转机构异常工作；E1：漏油；E2：起转回转操作振动；E3：回转操作中动作迟钝或发出噪声以及异常振动；E4：回转制动阀锁不紧；E5：回转操作中流量异常增大；E6：液压马达故障；E7：减速器故障；E8：控制阀故障；E9：制动器故障；X1：控制阀漏油；X2：液压马达漏油；X3：减速器漏油；X4：制动阀小孔旋进量不足；X5：储能器充气压力过大；X6：制动瓦与制动轮之间间隙调整不当；X7：制动瓦磨损严重；X8：制动瓦与制动轮间有油或水；X9：液压马达止回阀座表面沾灰或损伤；X10：液压马达内部泄漏量增大；X11：轴承损伤；X12：柱塞与液压缸筒卡滞；X13：齿轮损伤；X14：两齿轮间渗入杂质；X15：过载溢流阀预设压力过小；X16：制动阀滑阀不良；X17：溢流阀滑阀工作面脏污；X18：制动器调整不良；X19：制动瓦与制动轮间有杂质；

则故障树T：回转机构异常工作为第一节点，E1：漏油；E2：起转回转操作振动；E3：回转操作中动作迟钝或发出噪声以及异常振动；E4：回转制动阀锁不紧；E5：回转操作中流量异常增大为T的第二节点，E1节点下方有第三节点：X1：控制阀漏油；X2：液压马达漏油；X3：减速器漏油；E2节点下方有第三节点：X4：制动阀小孔旋进量不足；X5：储能器充气压力过大；E3节点下方有第三节点：E6：液压马达故障；E7：减速器故障；E8：控制阀故障；E4节点下方有第三节点：X6：制动瓦与制动轮之间间隙调整不当；X7：制动瓦磨损严重；X8：制动瓦与制动轮间有油或水；E5节点下方有第三节点：X9：液压马达止回阀座表面沾灰或损伤；X10：液压马达内部泄漏量增大；E6节点下方有第四节点：X11：轴承损伤；X12：柱塞与液压缸筒卡滞；E7节点下方有第四节点：X13：齿轮损伤；X14：两齿轮间渗入杂质；E8节点下方有第四节点：X15：过载溢流阀预设压力过小；X16：制动阀滑阀不良；X17：溢流阀滑阀工作面脏污；E9节点下方有第四节点：X18：制动器调整不良；X19：制动瓦与制动轮间有杂质；

支腿收放机构中一般为H型支腿结构,使用中经常出现故障,主要表现在以下几方面:1.水平支腿上挠表现为起重机支起后,水平支腿上挠。此故障一般是由于支腿与箱壁间隙过大造成。同时还存在液压缸负载过大、泵缸体与配流盘磨损、溢流阀导（主）阀弹簧失效或太软、液压缸活塞与缸筒卡住等；在回转机构中，比较容易引起顶事件失效的基本事件有：储能器充气压力过大、液压马达内部泄漏量增大、轴承损伤、柱塞与液压缸筒卡滞等。

支腿收放机构所建的故障树请参见图10所示，设定支腿收放机构中故障树的元素为T：支腿收放机构液压缸不动作；E1：液压泵故障；E2：换向阀故障；E3：溢流阀故障；E4：液压缸故障；E5：泵漏油严重；E6：泵供油油量不足；E7：溢流阀压力上不去；E8：液压缸摩擦阻力太大；X1：油箱油量不足；X2：过滤器或油路堵塞；X3：换向阀弹簧失效或太软；X4：换向阀被异物卡住；X5：溢流阀调整压力太低；X6：缸筒进油口被活塞堵塞；X7：液压缸负载过大；X8：液压缸漏油严重；X9：泵轴与油封损坏；X10：泵中心弹簧损坏；X11：泵柱塞与缸体磨损；X12：泵缸体与配流盘磨损；X13：泵吸入管路漏油；X14:变量泵偏角太小；X15：泵体内未充满液压轴并存有空气；X16：溢流阀主阀芯在开起位置卡住；X17：溢流阀主阀芯与阀座配套不良；X18：溢流阀主阀芯与尼孔堵塞；X19：溢流阀导阀与阀座密封不良；X20：溢流阀导（主）阀弹簧失效或太软；X21：液压缸活塞杆与缸盖卡住；X22 ：液压缸活塞与缸筒卡住；

则故障树T：支腿收放机构液压缸不动作为第一节点，E1：液压泵故障；E2：换向阀故障；E3：溢流阀故障；E4：液压缸故障；X1：油箱油量不足；X2：过滤器或油路堵塞；为T的第二节点，E1节点下方有第三节点：E5：泵漏油严重；E6：泵供油油量不足；E2节点下方有第三节点：X3：换向阀弹簧失效或太软；X4：换向阀被异物卡住；E3节点下方有第三节点：E7：溢流阀压力上不去；X5：溢流阀调整压力太低；E4节点下方有第三节点：E8：液压缸摩擦阻力太大；X6：缸筒进油口被活塞堵塞；X7：液压缸负载过大；X8：液压缸漏油严重；E5节点下方有第四节点：X9：泵轴与油封损坏；X10：泵中心弹簧损坏；X11：泵柱塞与缸体磨损；X12：泵缸体与配流盘磨损；E6节点下方有第四节点：X13：泵吸入管路漏油；X14:变量泵偏角太小；X15：泵体内未充满液压轴并存有空气；E7节点下方有第四节点：X16：溢流阀主阀芯在开起位置卡住；X17：溢流阀主阀芯与阀座配套不良；X18：溢流阀主阀芯与尼孔堵塞；X19：溢流阀导阀与阀座密封不良；X20：溢流阀导（主）阀弹簧失效或太软；E8节点下方有第四节点：X21：液压缸活塞杆与缸盖卡住；X22 ：液压缸活塞与缸筒卡住。

且在本发明中所述检索采用两级相似匹配的策略，首先进行故障特征的相似匹配，然后再进行整个案例的相似匹配，经过这样两级匹配出的案例诊断结果数量上会相应的减少，在案例的正确性上得到提高。

检索案例方式包括有以下四种：

1）模板检索：关系数据库的 SQL 查询，根据用户输入的问题描述，形成一个检索模板，再依据这个模板在案例数据库查找与之完全匹配的案例，若有，则返回，否则不进行处理；

2）分层检索：常与归纳索引相配合使用，其检索过程以归纳索引形成的决策树为基础，由树根开始逐层下降，直到不能下降为止，此时，返回停止点以下所有的案例集；

3）关联检索：与近邻索引配合使用，其检索过程是基于近邻索引重定义的案例特征矢量的类似度，将用户输入的新案例与案例数据库中案例进行比较，选出相似度高的案例返回给用户；

4）基于知识的检索：利用现存的有关案例数据库案例的知识来确定检索案例时需要哪些重要的故障特征。

其中，案例推理CBR是人们求解现实问题过程的一个合理描述和一种基本方法，是通过一些基本步骤来实现其思想的方法，如图6所示。当一个新的待解决问题提出以后，可以把它抽象成为一个新案例，为了解决这个问题我们从案例数据库中找出一个和新案例最相近的案例，其解决方案就可作为新问题的参考，如果对此方案有什么不满意，可进行修改，修改后的案例成为一个新学习到的案例被存到案例数据库中，如果下一次碰到类似的问题就可以以此作为参考。从上面可以看到 CBR 的原理和人们日常解决问题的方法基本相同，当我们碰到一个不熟悉的新问题时，我们通常会回忆起以往的成功经验，并以之为参考做出新的解决方案，如果方案成功，则这次经验被作为成功经验记下来，若失败，则作为失败经验记下来，这就是我们不断学习的过程。

1）案例的表示与存储

案例表示的目的在于把领域专家的知识以一定的表达方法表示出来。一种有效的表示方法应具有简洁性、灵活性和透明性，并且易于诊断推理。表示方法目前已有多种形式，如基于谓词逻辑的形式、基于语义网络的形式、基于规则的形式、基于框架的形式、基于剧本的形式和基于过程的形式等。

案例的存储形式是影响 CBR 系统效率的关键。案例组织的合理，案例检索系统就能够迅速的从案例数据库中检索出所要的案例，从而使效率提高。案例中包含的许多信息对以后的推理十分有用，例如结果中既可以包含执行解方案后的结果，还可以包含对这种结果的解释及修正解的方法等，这些信息可以为以后修正失败解做出指导。

2）案例的检索与匹配

CBR 系统的强大功能来源于它能从其记忆库中迅速准确地检索出相关案例。案例索引过程的目标是搞清在将来相似的情形下，在什么时候应该检索一个案例。案例记忆库和检索过程的目的是建设一个结构或过程来得到最适当的案例。案例检索应达到以下两个目标：1）检索出来的案例应该尽可能少；2）检索出来的案例应尽可能与当前案例相关或相似。

具体的检索案例方法有以下四种：

1） 模板检索：类似于关系数据库的 SQL 查询，它根据用户输入的问题描述，形成一个检索模板，再依据这个模板在案例数据库查找与之完全匹配的案例，若有，则返回，否则什么也不返回。

2） 分层检索：常与归纳索引相配合使用。其检索过程以归纳索引形成的决策树为基础，由树根开始逐层下降，直到不能下降为止，此时，返回停止点以下所有的案例集。

3） 关联检索：又称近邻检索，与近邻索引配合使用。其检索过程是基于近邻索引重定义的案例特征矢量的类似度，将用户输入的新案例与库中案例进行比较，选出相似度高的案例返回给用户。

4） 基于知识的检索：由于基于知识的索引没有特定的模式，因此，不同的知识索引及其检索机制差异较大。如果领域的知识以规则的形式表示，则基于知识的检索依赖于一个推理算法。有的将领域的知识反映到特征属性的权重上，并且可以动 态的调整权重，使检索更具有灵活性和动态性。

最近邻法是指用户利用与记忆库案例相匹配的输入案例的特征权数和来检索案例。如果检索目标未能很好定义或可用案例不多，这一方法是较好的。单独使用这一方法的最大问题是不可能覆盖全局特征的权值集，在所有情况下难以准确检索到案例。许多问题的特征权重是相互依赖的，在确定要检索的适当案例时，一个给定特征的重要性取决于这个案例的其它特征的权值。

如果检索的目标或案例的结果是被定义的，并且有足够的案例进行归纳比较，那么归纳索引法比最近邻法好。前者的任务是在需要被分类的各种各样的案例之中，归纳确定哪一特征判别能力最好。归纳法有两个优点：（1）能自动的、客观的、严格的分析案例，确定能区别这些案例的最佳特征；（2）案例可以组织成分层结构供检索用，其检索时间成对数而不是线性增加。归纳索引法的主要缺点是:当使用的案例数据库包括数以千计的案例时，为了完成归纳，系统需要相当数量的案例来生成判别特征，归纳分析时间长。

基于知识的索引法尝试利用现存的有关案例数据库案例的知识来确定检索案例时哪些特征是重要的。如果这样的解释性知识是可用的，并且可表示的话，这种方法是可取的。问题是，常常难以代码化足够的解释性知识，在大范围的可能案例输入上完成完备的基于知识索引。因此，许多系统使用与其他索引技术相结合的基于知识的索引法。

3）案例的重用修改

案例的重用（重新利用）被公认为是 CBR 中最具挑战性的问题，也是继案例检索之后的又一个热点，也称为案例的修改。由于案例的重用实质上是用旧的经验解决新的问题。那么显而易见，不管实际经验多么丰富都可能无法解决当前出现的问题。在具体应用技术中，重用大多采用基于规则的方式来改写案例以适应新的情况。因为采用 CBR 的一个主要原因是缺乏领域的知识，通过 CBR 可以绕开知识获取的瓶颈，但采用基于规则的改写方法又会面临知识获取（规则的提取）的问题，又回到了老问题上，因此重用的方法一直没有像检索方法那样有相对成型的方法。更深层的原因是 CBR 在理论方面比较缺乏，尽管都知道CBR 有效，但很难从理论上给予严格的证明，加上现实世界的多样性，从而导致了对案例的重用只能具体问题具体分析而没有相对通用的方法。因此，案例的重用是实现 CBR 目前最困难的问题，不是难在无法构造一种重用的方法，而是构造不出相对通用的重用方法。也因此在这个问题上分为两派：一派主张把重用的工作留给使用者自己来完成，实际上回避了这个问题;另一派则主张要实现重用的功能，但目前也没有一个较通用的技术。这两派并没有根本的分歧，只是在实际应用中对案例重用采取不同的态度。一般来说，在 CBR 中有两种案例修改的方法：结构修改，就是直接应用规则或公式修改所存储案例的结论以适应新的问题：诱导修改，重用得出以前案例结果的规则或公式。采用这种方法时，需另外存储如何得出案例结论的步骤和知识，以便改写时应用。案例修改在很多方面是 CBR 唯一致命的弱点。尽管在很多场合修改是有用的，但决不是必不可少的。事实上，人只凭经验就可以解决所出现的新问题也是不可能的。即使 CBR 系统能主动地思考，也很难只凭案例数据库中的案例解决所出现的新问题。在可以预见的将来，这个工作只能针对具体问题，具体分析来采用一些重用的方法。根据所在领域的具体规律，构造一种较为通用的重用方法。

另外，本发明主要完成了流动式起重机械故障征兆的获取，形成流动式起重机故障模块的故障特征树，完成流动式起重机案例表达，提出流动式起重机案例库索引机制，建立流动式起重机案例库，完善流动式起重机案例的维护，生成流动式起重机故障诊断报告等。 具体的研究工作如下：

1）故障征兆的获取。针对具体的流动式起重机的故障实例，通过数据采集或者人工观察，从人工添加的数据中选择与实际相符合征兆数据。

2）基于故障树的流动式起重机故障特征建立。流动式起重机按吊臂伸缩机构、吊重起升机构、转台回转机构和支腿收放机构等四大部分，根据各部分的基本故障特征，建立对应的故障树。

3）基于相似匹配策略及Levenshtein距离（编辑距离算法）和加权平均算法的案例索引机制的研究。利用案例库的索引机制，根据相似性度量方法，提出两级相似匹配的策略、Levenshtein距离匹配算法改进和加权平均算法，在案例库中找出一组与新案例匹配较好的实例，并从中选择最佳的案例作为我们的建议解。

4）基于数据结构的故障案例表达及基于关系型数据库的案例库建立。根据数据结构的属性要求完成故障案例的表达，并按照案例的表示方式建立故障案例，它是用各个故障案例的流动式起重机特征指标值进行描述的，采用关系数据库技术来建立案例库。

5）案例推理技术在流动式起重机故障诊断中应用。研究案例推理的工作机制，并结合流动式起重机的故障特性，提出流动式起重机案例推理的推理执行流程，实现案例库自学习功能。

6）基于案例推理的流动式起重机故障诊断系统的开发。根据对系统需求分析、系统功能划分和系统架构分析，结合数据库技术和Visual studio的开发平台，设计开发基于案例推理的流动式起重机故障诊断系统，该系统基本功能完善。

另外，参阅图11至图13所示，本发明的所述数据采集终端是设置在所述流动式起重机控制台上的控制盒1，所述控制盒1的上表面具有一手机放置凹槽2，所述手机放置凹槽2下方设置有由螺杆3实现前后推送的档板4，所述挡板上端设置有一用于包裹手机前端的橡胶垫5；所述螺杆下方设置有一电路板6，所述电路板上设置有MCU7，所述MCU7连接有数据采集模块8的接口电路9、GPS定位模块10、无线通讯模块11以及手机接口电路12；所述数据采集模块8包括流动式起重机的液压系统检测电路13、四个加速度传感器14、六个雷达测距模块15以及流动式起重机的油箱检测电路16；所述流动式起重机故障诊断系统设置于一中心服务器中，所述无线通讯模块11经无线网络17与中心服务器18通讯，所述中心服务器18连接有短信报警终端19和GPS定位电子地图显示屏20。

请继续参见图12，进一步地，所述螺杆与所述手机放置凹槽下表面之间设置有一轨道21，所述挡板穿过轨道，由螺杆实现前后推送。请继续参见图11，所述螺杆前端设置有便于转动的手柄22。该挡板穿过所述手机放置凹槽内的条形开口24，这样，用户通过转动手柄22，即可实现所述橡胶垫5对手机上端部进行夹紧固定。

较佳的，为了监测起重机工作过程是否发生倾斜，进一步地，所述四个加速度传感器分别对应设置于所述流动式起重机的四周侧，用于检测流动式起重机的倾斜度。

为了避免起重机在行驶个过程发生碰撞，进一步地，所述六个雷达测距模块其中三个等距离设置于所述流动式起重机的前侧，另外三个等距离设置于所述流动式起重机的后侧，用于所述流动式起重机的碰撞监测。

为了能对应多种手机，进一步地，所述手机接口电路连接有多个手机接头23，所述手机为指纹识别手机，所述手机接头从所述手机放置凹槽的底部侧壁穿出，以利于用户连接手机。值得一提的是，本发明将指纹手别手机固定好后，用户通过指纹可以进行指纹验证能用于考勤和避免替代作业，此外，手机固定后，可以进行手机锁定，这样司机就不会在作业的过程中玩手机，而且在发生警情是，控制中心能第一时间发送信息，由于控制台设置在比较直观的位置，司机能够第一时间看到，并做好应对措施。本发明保护的是结构特点，至于考勤和锁定等软件功能本申请并不要求保护。

进一步地，所述的MCU为PLC。

进一步地，所述GPS定位模块的型号为：北斗GGSTAR-2000。其是目前市面上体积最小的GPS+GLONASS双系统模块，定位精度高， 5Hz更新率，具备位置推算功能。能实现对分布在全国范围内的起重机进行定位。

进一步地，所述无线通讯模块的型号为：GPTS无线通讯模块YJ200。该模块具有格式数据和透明数据两种传输方式，既有GPRS功能，也有GSM短信功能，且YJ200具有RS232、RS485、TTL三种接口与设备连接，可通过RS485与PLC连接通讯。

进一步地，所述四个加速度传感器为BOSCH数字式三轴加速度传感器BMA250。该传感器是一种低功耗三轴加速度传感器，具有从±2g到±16g四个可编程的测量范围，提供应用程序设计者更多的开发弹性，较高的测量精度，其十位的数据可提供最高精确度小于4mg。应用起来方便。

进一步地，所述六个雷达测距模块为US-020超声波雷达测距模块。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。

Claims (10)

1.一种基于案例推理的流动式起重机故障诊断系统，其特征在于：所述系统采用三层的C/S体系结构，所述三层的C/S体系结构将应用功能分成表示层、应用逻辑层和数据服务层，所述表示层设置有用户图形界面模块，所述应用逻辑层设置有故障案例管理模块、案例推理模块以及案例推理引擎配置模块，所述数据服务层设置有案例数据库，所述故障案例管理模块管理案例数据库中的数据案例，所述系统通过表示层、应用逻辑层和数据服务层完成用户、流动式起重机故障输出和逻辑推理的故障诊断过程；所述故障诊断过程为用户通过用户图形界面模块与案例推理模块进行数据对接，实现人机交互模式；一数据采集终端发送流动式起重机的各执行元件的运动状态给案件推理模块，案件推理模块结合案例推理引擎配置模块和数据服务层中的案件推理引擎配置文件，实现案件推理；利用案例数据库中的相应数据案例，实现案例的判断并通过用户图形界面反应流动式起重机的运行状态。

2.根据权利要求1所述的一种基于案例推理的流动式起重机故障诊断系统，其特征在于：所述案例数据库的建立方式：对流动式起重机进行搜集诊断对象会存在的问题，以及以往处理过的问题，描述成由问题的特征集和解决方案组成的案例数据，存储在一建立的案例数据库中，然后在案例数据库中搜索与新问题最相似的案例，把系统的建议解应用于新问题，如果在建议解不能解决问题时则必须对建议解进行修正，得到新问题的解决方案，并充实到案例数据库中，实现案例推理的自学习过程；所述问题的特征集为流动式起重机基本故障特征。

3.根据权利要求1所述的一种基于案例推理的流动式起重机故障诊断系统，其特征在于：案件推理模块结合案件推理引擎配置和数据层中的案件推理引擎配置文件，实现案件推理，具体为：案件推理模块从案例数据库中读取案例，采用加权编辑距离方法，实现案例推理，即用户通过用户图形界面模块将流动式起重机的故障特征进行输入，案件推理模块对从案例数据库中对故障案例进行检索，然后对故障案例进行匹配，将匹配的相似的案例进行排序，在反馈给客户，并将故障案例进行录入案例数据库进行重新利用。

4.根据权利要求1所述的一种基于案例推理的流动式起重机故障诊断系统，其特征在于：所述流动式起重机由吊臂伸缩机构、吊重起升机构、转台回转机构和支腿收放机构组成，所述流动式起重机基本故障特征包括：吊臂伸缩机构基本故障特征、吊重起升机构基本故障特征、转台回转机构基本故障特征以及支腿收放机构基本故障特征；

将吊臂伸缩机构基本故障特征、吊重起升机构基本故障特征、转台回转机构基本故障特征以及支腿收放机构基本故障特征建立对应的故障树；

即设定吊臂伸缩机构中故障树的元素为T：吊臂伸缩机构故障；M1：进入液压缸油压力不足；M2：液压缸泄漏；M3：系统供油油压不足；M4：系统油路故障；M5：溢流阀故障；X1：液压缸活塞磨损；X2：伸缩液压缸密封不良；X3：油温过高；X4：滤油器堵塞严重；X5：液压泵进油口密封不严；X6：油液供应不足；X7：单向阀故障；X8：节流阀故障；X9：换向阀阀芯磨损；X10：溢流阀阀芯磨损；X11：溢流阀主阀芯堵塞；X12：溢流阀调定压力过低；

则故障树T：吊臂伸缩机构故障为第一节点，M1：进入液压缸油压力不足；M2：液压缸泄漏为T的第二节点，M1节点下方有第三节点：M3：系统供油油压不足；M4：系统油路故障；M2：液压缸泄漏节点下方有第三节点：X1：液压缸活塞磨损；X2：伸缩液压缸密封不良；X3：油温过高；M3节点下方有第四节点：X3：油温过高；X4：滤油器堵塞严重；X5：液压泵进油口密封不严；X6：油液供应不足；M4节点下方有第四节点：X7：单向阀故障；M5：溢流阀故障；X8：节流阀故障；X9：换向阀阀芯磨损；M5节点下方有第五节点：X10：溢流阀阀芯磨损；X11：溢流阀主阀芯堵塞；X12：溢流阀调定压力过低；

设定吊重起升机构中故障树的元素为T：吊重起升机构故障；M1：马达未工作；M2：平衡阀未打开；M3：马达供油量不足；M4：泵供油不足；M5：溢油阀故障；M6：换向阀故障；M7：中心旋转接头故障；M8：绞车损坏；M9：马达故障；X1：阀芯在关闭位置卡死；X2：阀芯磨损，两腔串油；X3：弹簧太硬；X4：压力调得太高；X5：滤油器被油污堵塞；X6：油箱中心油面过低；X7：油温太高；X8：溢油阀阀芯磨损；X9：阀芯卡在开口位置；X10：换向阀弹簧损坏；X11：密封圈损坏；X12：中心旋转接头松动；

则故障树T：吊重起升机构故障为第一节点，M1：马达未工作；M8：绞车损坏为T的第二节点，M1节点下方有第三节点：M2：平衡阀未打开；M3：马达供油量不足；M9：马达故障；M2节点下方有第四节点：X1：阀芯在关闭位置卡死；X2：阀芯磨损，两腔串油；X3：弹簧太硬；X4：压力调得太高；M3节点下方有第四节点：M4：泵供油不足；M5：溢油阀故障；M6：换向阀故障；M7：中心旋转接头故障；M4节点下方有第五节点：X5：滤油器被油污堵塞；X6：油箱中心油面过低；X7：油温太高；M5节点下方有第五节点：X8：溢油阀阀芯磨损；X9：阀芯卡在开口位置；M6节点下方有第五节点：X7：油温太高；X11：密封圈损坏；M7节点下方有第五节点：X8：溢油阀阀芯磨损；X12：中心旋转接头松动；

设定转台回转机构中故障树的元素为T：回转机构异常工作；E1：漏油；E2：起转回转操作振动；E3：回转操作中动作迟钝或发出噪声以及异常振动；E4：回转制动阀锁不紧；E5：回转操作中流量异常增大；E6：液压马达故障；E7：减速器故障；E8：控制阀故障；E9：制动器故障；X1：控制阀漏油；X2：液压马达漏油；X3：减速器漏油；X4：制动阀小孔旋进量不足；X5：储能器充气压力过大；X6：制动瓦与制动轮之间间隙调整不当；X7：制动瓦磨损严重；X8：制动瓦与制动轮间有油或水；X9：液压马达止回阀座表面沾灰或损伤；X10：液压马达内部泄漏量增大；X11：轴承损伤；X12：柱塞与液压缸筒卡滞；X13：齿轮损伤；X14：两齿轮间渗入杂质；X15：过载溢流阀预设压力过小；X16：制动阀滑阀不良；X17：溢流阀滑阀工作面脏污；X18：制动器调整不良；X19：制动瓦与制动轮间有杂质；

则故障树T：回转机构异常工作为第一节点，E1：漏油；E2：起转回转操作振动；E3：回转操作中动作迟钝或发出噪声以及异常振动；E4：回转制动阀锁不紧；E5：回转操作中流量异常增大为T的第二节点，E1节点下方有第三节点：X1：控制阀漏油；X2：液压马达漏油；X3：减速器漏油；E2节点下方有第三节点：X4：制动阀小孔旋进量不足；X5：储能器充气压力过大；E3节点下方有第三节点：E6：液压马达故障；E7：减速器故障；E8：控制阀故障；E4节点下方有第三节点：X6：制动瓦与制动轮之间间隙调整不当；X7：制动瓦磨损严重；X8：制动瓦与制动轮间有油或水；E5节点下方有第三节点：X9：液压马达止回阀座表面沾灰或损伤；X10：液压马达内部泄漏量增大；E6节点下方有第四节点：X11：轴承损伤；X12：柱塞与液压缸筒卡滞；E7节点下方有第四节点：X13：齿轮损伤；X14：两齿轮间渗入杂质；E8节点下方有第四节点：X15：过载溢流阀预设压力过小；X16：制动阀滑阀不良；X17：溢流阀滑阀工作面脏污；E9节点下方有第四节点：X18：制动器调整不良；X19：制动瓦与制动轮间有杂质；

设定支腿收放机构中故障树的元素为T：支腿收放机构液压缸不动作；E1：液压泵故障；E2：换向阀故障；E3：溢流阀故障；E4：液压缸故障；E5：泵漏油严重；E6：泵供油油量不足；E7：溢流阀压力上不去；E8：液压缸摩擦阻力太大；X1：油箱油量不足；X2：过滤器或油路堵塞；X3：换向阀弹簧失效或太软；X4：换向阀被异物卡住；X5：溢流阀调整压力太低；X6：缸筒进油口被活塞堵塞；X7：液压缸负载过大；X8：液压缸漏油严重；X9：泵轴与油封损坏；X10：泵中心弹簧损坏；X11：泵柱塞与缸体磨损；X12：泵缸体与配流盘磨损；X13：泵吸入管路漏油；X14:变量泵偏角太小；X15：泵体内未充满液压轴并存有空气；X16：溢流阀主阀芯在开起位置卡住；X17：溢流阀主阀芯与阀座配套不良；X18：溢流阀主阀芯与尼孔堵塞；X19：溢流阀导阀与阀座密封不良；X20：溢流阀导（主）阀弹簧失效或太软；X21：液压缸活塞杆与缸盖卡住；X22：液压缸活塞与缸筒卡住；

则故障树T：支腿收放机构液压缸不动作为第一节点，E1：液压泵故障；E2：换向阀故障；E3：溢流阀故障；E4：液压缸故障；X1：油箱油量不足；X2：过滤器或油路堵塞；为T的第二节点，E1节点下方有第三节点：E5：泵漏油严重；E6：泵供油油量不足；E2节点下方有第三节点：X3：换向阀弹簧失效或太软；X4：换向阀被异物卡住；E3节点下方有第三节点：E7：溢流阀压力上不去；X5：溢流阀调整压力太低；E4节点下方有第三节点：E8：液压缸摩擦阻力太大；X6：缸筒进油口被活塞堵塞；X7：液压缸负载过大；X8：液压缸漏油严重；E5节点下方有第四节点：X9：泵轴与油封损坏；X10：泵中心弹簧损坏；X11：泵柱塞与缸体磨损；X12：泵缸体与配流盘磨损；E6节点下方有第四节点：X13：泵吸入管路漏油；X14:变量泵偏角太小；X15：泵体内未充满液压轴并存有空气；E7节点下方有第四节点：X16：溢流阀主阀芯在开起位置卡住；X17：溢流阀主阀芯与阀座配套不良；X18：溢流阀主阀芯与尼孔堵塞；X19：溢流阀导阀与阀座密封不良；X20：溢流阀导（主）阀弹簧失效或太软；E8节点下方有第四节点：X21：液压缸活塞杆与缸盖卡住；X22 ：液压缸活塞与缸筒卡住。

5.根据权利要求3所述的一种基于案例推理的流动式起重机故障诊断系统，其特征在于：所述检索采用两级相似匹配的策略，首先进行故障特征的相似匹配，然后再进行整个案例的相似匹配，经过这样两级匹配出的案例诊断结果数量上会相应的减少，在案例的正确性上得到提高。

6.根据权利要求5所述的一种基于案例推理的流动式起重机故障诊断系统，其特征在于：检索案例方式包括有以下四种：

1）模板检索：关系数据库的 SQL 查询，根据用户输入的问题描述，形成一个检索模板，再依据这个模板在案例数据库查找与之完全匹配的案例，若有，则返回，否则不进行处理；

2）分层检索：常与归纳索引相配合使用，其检索过程以归纳索引形成的决策树为基础，由树根开始逐层下降，直到不能下降为止，此时，返回停止点以下所有的案例集；

3）关联检索：与近邻索引配合使用，其检索过程是基于近邻索引重定义的案例特征矢量的类似度，将用户输入的新案例与案例数据库中案例进行比较，选出相似度高的案例返回给用户；

4）基于知识的检索：利用现存的有关案例数据库案例的知识来确定检索案例时需要哪些重要的故障特征。

7.根据权利要求1所述的一种基于案例推理的流动式起重机故障诊断系统，其特征在于：所述案件推理引擎配置文件包括：设置案例匹配的权值、案例配置的相似度值、案例数据库的位置以及案例数据库的关键词及项目。

8.根据权利要求1所述的一种基于案例推理的流动式起重机故障诊断系统，其特征在于：所述数据采集终端是设置在所述流动式起重机控制台上的控制盒，所述控制盒的上表面具有一手机放置凹槽，所述手机放置凹槽下方设置有由螺杆实现前后推送的档板，所述挡板上端设置有一用于包裹手机前端的橡胶垫；所述螺杆下方设置有一电路板，所述电路板上设置有MCU，所述MCU连接有数据采集模块的接口电路、GPS定位模块、无线通讯模块以及手机接口电路；所述数据采集模块包括流动式起重机的液压系统检测电路、四个加速度传感器、六个雷达测距模块以及流动式起重机的油箱检测电路；所述流动式起重机故障诊断系统设置于一中心服务器，所述无线通讯模块经无线网络与中心服务器通讯，所述中心服务器连接有短信报警终端和GPS定位电子地图显示屏。

9.根据权利要求1所述的一种基于案例推理的流动式起重机故障诊断系统，其特征在于：所述螺杆与所述手机放置凹槽下表面之间设置有一轨道，所述挡板穿过轨道，由螺杆实现前后推送。

10.根据权利要求1所述的一种基于案例推理的流动式起重机故障诊断系统，其特征在于：所述六个雷达测距模块其中三个等距离设置于所述流动式起重机的前侧，另外三个等距离设置于所述流动式起重机的后侧，用于所述流动式起重机的碰撞监测。