CN109673155A - 利用摩擦音预测滚子链的链销磨损量的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及当滚子链与链轮的槽啮合转动时，利用由滚子和链轮的槽的摩擦而产生的摩擦音来预测链销磨损量的方法。根据本发明实施例的利用摩擦音预测滚子链的链销的磨损量的方法，该方法是滚子链由链轮的转动力而驱动时测量滚子链的链销磨损量的方法，其包括：在噪音感测单元感测上述滚子链的周围噪音的步骤；在音源分离单元中将上述滚子链的滚子和上述链轮的齿形之间的摩擦音与感测到的链条的上述周围噪音分离的步骤；以及利用从音源分析单元中分离的上述滚子和齿形之间的摩擦音来预测上述链销的磨损量的步骤。

Description

利用摩擦音预测滚子链的链销磨损量的方法
技术领域
本发明涉及滚子链的销磨损量的预测方法，尤其涉及当链条与链轮(sprocket)的槽啮合转动时，利用由链条的滚子和链轮的槽的摩擦而产生的摩擦音来预测链销(Chainpin)磨损量的方法。
背景技术
通常，输送机作为输送物体的装置，包括以规定间隔具备多个滚子来支撑物体的滚子型，以及具备履带而支撑物体并用滚子链驱动的滚子链型等。
如图1所示，通常用于输送的滚子链连续地链接有第一链接单元和第二链接单元。
第一链接单元由以规定间隔平行设置的多个滚子103、能够贯通所述滚子103而以轴向旋转地夹入的多个套筒(bush)102、固定结合在一对套筒102的两端外周面的链板101构成，每个滚子103可旋转地套在套筒102的外周面，并且链轮被插入到一对滚子103之间并支撑滚子，使得链轮的驱动力传递到滚子103。
第二链接单元102由贯通套筒102而轴向旋转地夹入的销104、以及在一个链板101的销104和另一个链板101的销104的两端结合的销链节105构成。销链节105通过销104而与第一链接单元的套筒102轴结合，从而可回旋地与链板101联结。
如图2所示，当滚子103由链轮S支撑时，滚子103将链轮S的驱动力传递到套筒102和销104，滚子103相对于套筒102进行旋转。此时，如果链轮S在滚子103、套筒102和销104连续内接的状态下旋转，则扭矩大大传递到销104，使得销104相对于链板101可以轴旋转，并且这种动作由于长时间的运转而反复进行，从而发生销104磨损的现象。
滚子链的销104磨损，则销104的外表面和套筒102的内表面之间的间隙(图2中的A所示)扩大，从而改变相邻滚子103之间的距离。在这种情况下，如图3所示，在左侧(a)的正常状态下的滚子103之间的距离是恒定的，但是在右侧(b)中，由于销104的磨损，滚子103之间的间距变长，使得滚子103不能稳定地安放在链轮S的槽中，并且由于在链轮S的齿形上的持续性地施加冲击而可能损坏链轮S。
然而，在现有技术中，没有提出一种用于在滚子链的运转期间预测链销的磨损量的技术。现有技术中，通过用尺测量使用一段时间的滚子链的长度来检测链销的磨损量。然而，其存在必须停止滚子链才能测量链销的磨损量的问题。
发明内容
本发明要解决的技术问题
为此，本发明提供一种链销磨损量预测方法，其能够在滚子链由链轮的驱动力而运转时预测链销的磨损量。
本发明提供一种利用摩擦音来预测链销的磨损量的方法，其中，该摩擦音是当滚子链与链轮的槽啮合转动时，由于链销的磨损而在滚子链的滚子和链轮的齿形之间通过摩擦而产生的。
技术方案
根据本发明实施例的利用摩擦音预测滚子链的链销的磨损量的方法，该方法是滚子链由链轮的转动力而驱动时测量滚子链的链销磨损量的方法，其特征在于，包括：在噪音感测单元感测上述滚子链的周围噪音的步骤；在音源分离单元中将上述滚子链的滚子和上述链轮的齿形之间的摩擦音从感测到的链条的上述周围噪音分离的步骤；以及在音源分析单元中利用分离出的上述滚子和齿形之间的摩擦音来预测上述链销的磨损量的步骤。
上述预测方法还可以包括从输出单元输出预测的上述链销的磨损量的步骤。
上述预测方法中，当从上述音源分离单元接收到上述滚子和链轮之间的摩擦音时，上述音源分析单元利用预先存储于数据库单元中的滚子和链轮之间的摩擦音与链销磨损量之间的相关性来提取对应于接收到的上述滚子和链轮之间的摩擦音的链销磨损量信息。
上述预测方法中，上述音源分析单元从上述音源分离单元接收关于时间的上述滚子和链轮之间的摩擦音的波形，并在接收到的关于时间的上述摩擦音波形中比较相邻波形之间的时间差，从而预测上述链销的磨损量。
上述预测方法中，上述相邻波形之间的时间差越大，上述音源分析单元预测链销的磨损量越大。
上述预测方法中，上述音源分析单元提取上述相邻波形之间的时间差，并且利用预先存储在数据库单元中的滚子和链轮之间的摩擦音的波形之间的时间差与链销磨损量之间的相关性来提取对应于接收的提取的时间差的上述链销磨损量信息。
有益效果
根据本发明，当滚子链与链轮的槽啮合转动时，由于利用与链轮的齿形的摩擦而产生的摩擦音，从而使滚子链通过链轮的驱动力而运转时也能够预测链销的磨损量。
附图说明
图1是现有的普通滚子链的分解立体图。
图2是现有的滚子链和链轮结合的示例图。
图3是现有的滚子链的链销磨损的情况下结合于链轮的示例图。
图4是用于执行根据本发明实施例的利用摩擦音预测链销的磨损量的方法的装置的结构图。
图5是从根据本发明实施例的滚子链的链条噪音中分离各种摩擦音的实验结果图。
图6是将根据本发明实施例的滚子和齿形之间的摩擦音转换成对于时间的波形的波形示例图。
图7是示出根据本发明实施例的利用摩擦音预测链销的磨损量的方法的流程图。
具体实施方式
以下，通过示例性的附图详细说明本发明的实施例。需要注意的是将附图标记附加到各附图的结构要素时，即使相同的结构要素显示在其他附图中，也尽可能使用相同的标记。并且，说明本发明的实施例时，如果认为对相关的公知结构或功能的具体说明会妨碍对本发明的实施例的理解，则省略其详细说明。
并且，说明本发明的实施例的结构要素时，可以使用第一、第二、A、B、(a)、(b)等术语。这种术语仅仅是用于将其结构要素区别于其他结构要素，该术语不会限定相关结构要素的本质或次序或顺序等。当一个结构要素被记载成“连接”、“结合”或“接触”到另一个结构要素时，应该理解为该结构要素可以直接连接或接触到另一个结构要素，或者是每个结构要素之间可以“连接”、“结合”或“接触”其他结构要素。
图4是用于执行根据本发明实施例的利用摩擦音预测链销的磨损量的方法的装置的结构图。
参照图4，根据本发明实施例的装置100包括噪音感测单元110、音源分离单元120、数据库单元(DB单元)130、音源分析单元140以及输出单元150。
当链条210由链轮220支撑并通过链轮220的驱动力而运转时，噪音感测单元110感测由链条210和链轮220产生的噪音。由此感测到的噪音被生成为频率信号或数字数据。链轮220可以通过电机(未示出)获得转动力。
噪音感测单元110可以附着于链轮220的一面，也可以安装在距链条210和链轮220一定距离的空间上。只要能够有效感测链条210和链轮220的运转中产生的噪音，则可以安装在任何位置。
噪音感测单元110感测到的噪音中混合着各种噪音。例如，混合着链条210的滚子211和链轮220的齿形221间的摩擦引起的摩擦音、链条210内部的销和套筒之间的摩擦音、滚子211和套筒之间的摩擦音、电机(未示出)的噪音等周围的各种噪音。其中，滚子和齿形间的摩擦音还包括二者之间的碰撞音。
音源分离单元120接收由噪音感测单元110感测到的噪音，并在各种噪音中分离链条210和链轮220之间的摩擦音。优选地，分离由链条210的滚子211和链轮220的齿形221之间的摩擦引起的摩擦音。这种摩擦音也具有频率信号或数字数据的形式。
其中，从噪音中分离滚子211和齿形221之间的摩擦音的技术采用公知的音源分离技术。例如，可以采用基于复合音和每个音源要素的频率分析结果的音源分离技术、通过使用定向麦克风(microphone)来确定音源的空间位置的音源分离技术、利用多层自编码器(stacked autoencoder)的音响信号聚类及分离技术(参照韩国音响学会刊第35卷第4号,pp.303-309(2016))等。
例如，本发明可以采用利用多层自编码器的音响信号分离技术。这种利用多层自编码器的音响信号分离技术是一种针对单向麦克风输入，适用多层自编码器(stackedautoencoder)(深度神经网络(DNN：Deep Neural Network)的一种)，并利用该多层自编码器来实现音源分离的技术，通过多层自编码器学习两个以上的混合的输入信号，并自动聚类以区分音源的特性，并且区分适当分类的要素信号。在这种音响信号分离技术中，可以利用自编码器有效地分离具有两个以上不同特性的音源。
数据库单元(DB：database)130预先以数字数据的形式存储各种已设定的摩擦音。不仅如此，DB单元130根据链条210和链轮220的状态预先存储每种摩擦音之间的相关性信息。尤其，在本发明中，DB单元130存储滚子211和齿形221之间的摩擦音，并且对应于链销的磨损量的变化，预先存储滚子211和齿形221之间的摩擦音的相关性信息。
因此，如果利用预先存储在DB单元130中的信息，则可以根据链销的磨损量来确认摩擦音，相反地，如果确认了摩擦音，则可以确认对应于摩擦音的销的磨损量。
音源分析单元140接收从音源分离单元120分离的滚子211与齿形221之间的摩擦音，并确认预先存储于DB单元130中的摩擦音与链销磨损量之间的相关性，从而提取对应于如上所述的感测及分离的摩擦音的链销磨损量。
输出单元150输出如上所述的提取的链销磨损量的值。由此，用户可以确认显示在装置上的链销磨损量的值。
图5是从根据本发明实施例的链条的噪音中分离各种摩擦音的实验结果图。
参照图5，根据本发明实施例的实验例，由噪音感测单元110感测到的链条噪音被输入到音源分离单元120，并且被分离成多个不同的噪音。如图所示，链条噪音由滚子和齿形之间的摩擦音(a)、销和套筒之间的摩擦音(b)、套筒和滚子之间的摩擦音(c)、电机噪音(d)构成，并且利用根据本发明的利用多层自编码器的音响信号分离技术来分离这些噪音(a～d)。
图6是将根据本发明实施例的滚子和齿形之间的摩擦音转换成对于时间的波形的波形示例图。
参照图6，在本发明中，从链条噪音中分离滚子211和齿形221之间的摩擦音后，将这些摩擦音表示成对于时间的波形。此时，根据每个时间的多个波形是由于滚子211和齿形221之间的接触引起的碰撞或摩擦而产生的，而每个波形之间的时间差是由于连续结合的滚子211的距离而产生的。因此，当在特定滚子211内的销发生磨损时，该特定滚子211与相邻滚子之间的距离变长，使得波形之间的时间差变大。
如图6的实验例所示，T1、T2、T3、T5、T6在波形之间保持相同的时间差，但是T4和T7中波形之间的时间差相对地增加了。DB单元130不仅预先存储滚子和齿形之间的正常波形，而且还预先存储根据销的磨损量的波形以及对其的每个波形之间的时间差信息。
因此，音源分析单元140比较和分析预先存储在DB单元103中的滚子和齿形之间的波形以及对于从音源分离单元120输出的滚子和齿形之间的摩擦音的波形，以预测链销的磨损量。尤其，在本发明中，如图所示，利用滚子和齿形之间的摩擦力的波形来预测链销的磨损量，即具体根据时间的波形之间的时间差来预测链销的磨损量。
具体地，音源分析单元140从音源分离单元120接收关于时间的滚子与链轮之间的摩擦音的波形，并且从接收的关于时间的摩擦音的波形中比较相邻波形之间的时间差，从而预测链销的磨损量。此时，相邻波形之间的时间差越大，预测链销的磨损量越大。因为链销的磨损量越大，滚子与套筒之间的间隙越大，并且滚子之间的距离变长相应间隙。
另外，在其他示例中，当音源分析单元140从音源分离单元120接收关于时间的滚子与链轮之间的摩擦音波形时，提取相邻波形之间的时间差，并且利用预先存储在DB单元130的滚子和链轮之间的摩擦音的波形之间的时间差与链销磨损量之间的相关性来提取对应于上述接收的提取的时间差的链销磨损量信息。
为此，DB单元130不仅预先存储对于滚子和链轮之间的摩擦音的波形，而且还存储该波形中相邻波形之间的时间差与对应于该时间差的链销磨损量之间的相关性信息。因此，当提取相邻波形之间的时间差时，可以利用DB单元130提取链销的磨损量。
图7是示出根据本发明实施例的利用摩擦音预测链销的磨损量的方法的流程图。
参照图7，在根据本发明的利用摩擦音来预测链销的磨损量的方法中，通过附接于链轮120或安装于链条附近的噪音感测单元110感测链条周围的噪音(S101)。这些周围的噪音包括链条210、链轮220、电机(未示出)等在链条210周围产生的噪音。尤其，这种链条噪音包括由链条210的滚子211和链轮120的齿形221之间的碰撞以及摩擦引起的摩擦音(包括碰撞音)。
这样感测到的噪音被输入到音源分离单元120(S103)，并且根据噪音的特性，在音源分离单元120分离不同的噪音(S105)。如上所述，在本发明中利用音响信号分离技术(该技术利用能够有效地分离具有两个以上的不同特性的音源的自编码器)分离音源。这样分离的音源包括滚子211和齿形221之间的摩擦音。
然后，音源分析单元140利用滚子211和齿形221之间的摩擦音波形来预测链销的磨损量(S107)。具体地，当从音源分离单元120接收到滚子和齿形之间的摩擦音时，音源分析单元140利用预先存储于DB单元130中的滚子和齿形之间的摩擦音和链销磨损量之间的相关性来确认对应于上述摩擦音的链销磨损量并提取链销磨损量。
随后，输出单元150在视觉上或听觉上输出上述预测的销磨损量(S109)。因此，用户可以确认销磨损量。
如上所述，本发明中，感测在链条周围产生的噪音后通过音源分离技术在噪音中分离产生于滚子链的滚子和链轮的齿形之间的摩擦音，并且通过DB搜索确认对应于该摩擦音的销磨损量。
由此，在本发明中，滚子链由链轮支撑并通过链轮的驱动力而执行转动运转时，可以在线测量滚子链的销磨损量。
以上说明了构成本发明的实施例的所有结构要素结合成一个或结合在一起进行运转的情况，然而并不意味着本发明必须限定于这些实施例。即，只要在本发明的目的范围内，其所有结构要素能够以一个以上选择性地结合并进行运转。并且，除非有特别相反的记载，以上所述的“包含”、“构成”或“具有”等术语意指可以包括相应结构要素，因此应解释为还包括其他结构要素，而不是排除其他结构要素。对于包含技术性的或科学性的术语在内的所有术语，除非另行定义，这些术语与本发明所属技术领域内的技术人员所通常理解的具有相同的意义。如先前定义的术语，通常使用的术语应解释为与相关技术的文脉上的意义相一致，除非本发明中明确进行定义，则不能解释为理想的或过度形式上的意义。
以上描述仅示例性地说明了本发明的技术构思，在不脱离本发明的本质特征的范围内本领域技术人员可以进行各种修改及变形。因此，本发明公开的实施例是用于说明本发明而不是限制本发明的技术思想，并且本发明的技术思想范畴并不会被这些实施例所限定。本发明的保护范围应根据以下权利要求进行解释，与此同等范围内的所有技术思想应解释为包含在本发明的权利范围内。

Claims (6)

1.一种利用摩擦音预测滚子链的链销磨损量的方法，所述方法是滚子链由链轮的转动力而驱动时测量滚子链的链销磨损量的方法，其特征在于，包括：
在噪音感测单元感测所述滚子链的周围噪音的步骤；
通过音源分离单元将所述滚子链的滚子和所述链轮的齿形之间的摩擦音从感测到的链条的所述周围噪音分离的步骤；以及
在音源分析单元中利用分离出的所述滚子和齿形之间的摩擦音来预测所述链销的磨损量的步骤。
2.根据权利要求1所述的利用摩擦音预测滚子链的链销磨损量的方法，其特征在于，还包括：
通过输出单元输出预测的所述链销的磨损量的步骤。
3.根据权利要求1所述的利用摩擦音预测滚子链的链销磨损量的方法，其特征在于，
当从所述音源分离单元接收到所述滚子和链轮之间的摩擦音时，所述音源分析单元利用预先存储于数据库单元中的滚子和链轮之间的摩擦音与链销磨损量之间的相关性来提取对应于接收到的所述滚子和链轮之间的摩擦音的链销磨损量信息。
4.根据权利要求1所述的利用摩擦音预测滚子链的链销磨损量的方法，其特征在于，
所述音源分析单元从所述音源分离单元接收关于时间的所述滚子和链轮之间的摩擦音的波形，并在接收到的关于时间的所述摩擦音的波形中比较相邻波形之间的时间差，从而预测所述链销的磨损量。
5.根据权利要求4所述的利用摩擦音预测滚子链的链销磨损量的方法，其特征在于，
所述相邻波形之间的时间差越大，所述音源分析单元预测链销的磨损量越大。
6.根据权利要求4所述的利用摩擦音预测滚子链的链销磨损量的方法，其特征在于，
所述音源分析单元提取所述相邻波形之间的时间差，并且利用预先存储在数据库单元中的滚子和链轮之间的摩擦音的波形之间的时间差与链销磨损量之间的相关性来提取对应于接收的提取的时间差的所述链销磨损量信息。
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