CN110132628A - 一种联合收割机装配质量检测装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种联合收割机装配质量检测装置及方法，包括传感单元、信号调理单元、信号采集处理单元和智能操作终端，传感单元固定于各待测部件以实时采集各待测部件的振动信号，并传输至信号调理单元；信号调理单元用于将接收到的振动信号转换为调理电压信号，并将调理电压信号传输至信号采集处理单元；信号采集处理单元对接收到的调理电压信号进行处理并将处理后的信号传输至智能操作终端的输入端；智能操作终端根据各部件装配质量特征参数控制联合收割机装配质量检测过程。本发明解决了现有联合收割机在下线过程中整机装配质量缺乏快速准确检测的问题，能够对联合收割机整机装配质量进行综合诊断。

Description

一种联合收割机装配质量检测装置及方法

技术领域

本发明涉及联合收割机技术领域，具体涉及一种联合收割机装配质量检测装置及方法。

背景技术

近年来，随着农业精准化生产的要求，以及农机产品的普及，农民对联合收割机的需求逐步从数量需求转变为质量的需求，联合收割机的田间故障率已经逐渐成为农民朋友选择厂家的主要因素。由于我国农机生产自动化水平较低，导致联合收割机的整机装配质量是联合收割机生产过程中最难进行品质控制的过程之一，一些出厂装配质量不过关的产品流入市场，大大增加了产品出厂后的故障率，影响了客户的使用需求。因此，快速准确的检测联合收割机的整机装配质量显得尤为关键。

联合收割机的整机装配质量诊断不仅需要对各组成部件的生产质量进行严格把关，更需要对自动化程度较低的整机装配过程进行严格的检测，依据不同零部件的特性进行综合测试，并以多个参数的检测结果为依据，综合评价整机装配质量。然而在联合收割机下线检测领域，不仅缺少联合收割机各零部件质量检测的装置及方法，更缺乏对联合收割机整机装配情况进行综合诊断的设备及手段，往往难以对整机装配质量进行快速准确地评估，从而使得联合收割机在生产线完成下线之后容易出现故障，不仅影响了产品的口碑与销售情况，更降低联农户使用合收割机的作业效率。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供一种联合收割机装配质量检测装置及方法，解决了现有联合收割机在下线过程中整机装配质量缺乏快速准确检测的问题。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种联合收割机装配质量检测装置，其特征在于：包括传感单元、信号调理单元、信号采集处理单元和智能操作终端，所述传感单元固定于各待测部件以实时采集各待测部件的振动信号，并将采集到的振动信息传输至信号调理单元；

所述信号调理单元用于将接收到的振动信号转换为调理电压信号，并将调理电压信号传输至所述信号采集处理单元；

所述信号采集处理单元对接收到的调理电压信号进行处理并将处理后的信号传输至智能操作终端的输入端；

所述智能操作终端接收到处理后的信号后，根据各部件装配质量特征参数控制联合收割机装配质量检测过程。

进一步的，所述传感单元包括加速度计、磁座和信号传输导线，所述加速度计连接于所述磁座，所述加速度计通过磁座固定于各待测部件实时采集振动信号，所加速度计和所述磁座还通过所述信号传输导线连接信号调理单元的输入端。

进一步的，所述加速度计为惯性式加速度计，所述磁座为加速度计专用磁座。

进一步的，所述待测部件包括前桥变速箱、底盘机架、割台、驾驶室、清选风机、振动筛、脱粒风机和升运器。

进一步的，所述信号采集处理单元包括数据采集模块和测试主机，所述数据采集模块接收所述信号调理单元发送的调理电压信号，数据采集模块接收的调理电压信号还通过现场总线上传至所述测试主机进行运算和存储。

进一步的，该装配质量检测装置还包括用于显示测试过程中现场操作员需要完成的与测试流程对应的操作信息的指示终端和用于打印检测结果报表的打印机，所述指示终端和所述打印机均连接于测试主机的输出端。

本发明还提供一种联合收割机装配质量检测装置的检测方法，其特征在于：检测装置工作起动系统，包括开启所述采集处理单元包含的数据采集模块和测试主机，以及操作终端和指示终端；

安装传感单元，起动后由采集处理单元自动发送指令，提示测试员安装传感单元测试员按照提示内容，将加速度传感器安装通过磁座安装在各被测部件的运动部件支撑座上，包括前桥变速箱、底盘机架、割台、驾驶室、清选风机、振动筛、脱粒风机、升运器，并返回操作终端处，之后进行装配质量检测；

装配质量检测的具体步骤为：

步骤一、通过传感单元的加速度计采集前桥变速箱、底盘机架、割台、驾驶室、清选风机、振动筛、脱粒风机、升运器的实时振动信号；

步骤二、通过信号采集处理单元的测试主机对采集到的振动信号进行运算处理，得到联合收割机的前桥变速箱、底盘机架、割台、驾驶室、清选风机、振动筛、脱粒风机、升运器的装配质量参数；装配质量参数包括时域特征与频域特征，时域特征包括待测部件实时振动信号的方差、过零率、峰峰值、峰值、有效值、均值、歪度、峭度和波峰因子，频域特征包括幅度、中心频率、均方根频率、频谱、功率谱密度、频率标准差和频率集中度；

步骤三、检测合格的联合收割机的时域特征与频域特征，预先于测试主机内设置好各装配质量参数的合格区间模型，然后将计算得到的联合收割机时域特征和频域特征导入模型，判断联合收割机整机与各部件装配质量是否合格。

进一步的，步骤一中，传感单元的加速度计采集到的振动信号通过信号调理单元进行调理，调理后的信号还实时发送至信号采集处理单元的数据采集模块。

进一步的，测试主机还对数据采集模块输出的调理后的信号进行分析处理，当运算得到的装配质量参数超过在测试主机内预设阈值范围时，触发测试主机运算并进行数据缓存，当调理后的信号装配质量参数小于测试主机的预设阈值范围时，结束数据缓存，所述装配质量参数包括时域均值、峭度、标准差和波形特征，联合多频谱分析排除单一频谱分析结果中的干扰信息。

本发明的有益效果为：本发明的一种联合收割机装配质量检测装置及方法，联合收割机装配完成后各部件的振动参数经采集后，通过信号采集处理单元对采集到的振动数据信号进行接收且处理为装配质量特征参数信号，并将处理后的装配质量参数信号发送至智能操作终端；根据实时振动信号的方差、过零率、峰峰值、峰值、有效值、均值、歪度、峭度和波峰因子等时域特征，还有幅度、中心频率、均方根频率、频谱、功率谱密度、频率标准差和频率集中度等频域特征，来判断起动系统的各零部件及整机的装配质量情况；通过智能操作终端来控制联合收割机装配质量的检测过程，并且通过打印机将检测的结果显示出来。本发明的检测装置能够对联合收割机整机装配质量进行综合诊断，能够准确、快速且客观地诊断出联合收割机的装配质量故障，同时通过事先学习合格机型特征参数后可以修改预设合格区间，该检测装置还可以适用于不同类型联合收割机生产线上的装配质量检测。

附图说明

图1为本发明的联合收割机装配质量检测装置示意图；

图2为本发明的联合收割机装配质量检测方法的流程图。

具体实施方式

为了本领域的技术人员能够更好地理解本发明所提供的技术方案，下面结合具体实施例进项阐述。

图1为本发明的联合收割机装配质量检测装置示意图，本发明提供一种联合收割机装配质量检测装置，该装置包括信号采集处理单元和智能操作终端，所述信号采集处理单元用于根据联合收割机的起动电流及电压信号得到联合收割机的装配质量参数，并将装配质量参数发送至所述操作终端；所述操作终端用于根据装配质量参数控制联合收割机装配质量检测过程，并可显示检测结果。

具体为采用信号采集处理单元和智能操作终端，联合收割机装配完成后各部件的振动参数经采集后，通过所述信号采集处理单元对采集到的振动数据信号进行接收且处理为装配质量特征参数信号，并将处理后的装配质量参数信号发送至所述智能操作终端；根据实时振动信号的方差、过零率、峰峰值、峰值、有效值、均值、歪度、峭度和波峰因子等时域特征，还有幅度、中心频率、均方根频率、频谱、功率谱密度、频率标准差和频率集中度等频域特征，用这些特征来判断起动系统的各零部件及整机的装配质量情况；通过智能操作终端来控制联合收割机装配质量的检测过程，并且将检测的结果显示出来。本发明的检测装置能够对联合收割机整机装配质量进行综合诊断，并能够准确、快速且客观地诊断出联合收割机的装配质量故障，同时通过事先学习合格机型特征参数后可以修改预设合格区间，该检测装置可以适用于多种不同类型的联合收割机的生产线检测。

检测装置还包括传感单元和信号调理单元，所述传感单元用于采集联合收割机装配质量检测过程中前桥变速箱、底盘机架、割台、驾驶室、清选风机、振动筛、脱粒风机、升运器的振动信号，所述信号调理单元用于将所述传感单元的振动信号转换为调理电压信号，并将调理电压信号传输至所述信号采集处理单元。作为本发明的一个具体实施例，所述信号调理单元将所述传感单元的输出振动信号转换为一的调理电压信号，并通过信号电缆将该调理电压信号传输到所述采集处理单元进行处理。

其中，传感单元包括惯性式加速度计、专用磁座和信号传输导线，所述加速度计与专用磁座通过所述信号传输导线与所述信号调理单元连接。

加速度计采用惯性式加速度计，惯性式加速度计与专用磁座通过螺纹连接起来，并通过磁座固定于各被测部件实时采集振动信号，包括前桥变速箱、底盘机架、割台、驾驶室、清选风机、振动筛、脱粒风机、升运器的振动信号。

采集处理单元包括数据采集模块和测试主机，所述数据采集模块用于接收所述信号调理单元发送的调理电压信号，并通过现场总线上传至所述测试主机进行运算和存储，所述测试主机可通过现场总线将数据信号传输至所述操作终端。

所述操作终端包括主机与显示器，所述主机用于控制测试流程，所述显示器用于显示检测的结果。

所述操作终端还与所述采集处理单元的所述测试主机的VGA和USB接口连接。

检测装置还包括指示终端，所述指示终端与所述采集处理单元的所述测试主机的工接口连接，所述指示终端用于显示测试过程中驾驶员需要完成的与测试流程对应的操作信息。

所述指示终端与所述操作终端的所述主机连接。

所述检测装置还包括打印机，所述打印机与所述采集处理单元的所述测试主机的接口连接，所述打印机用于打印检测报表，通过调用打印机将检测结果以报表的形式打印出来，可方便后续的分析与处理。

图2为本发明的联合收割机装配质量检测方法的流程图，提供一种联合收割机装配质量检测方法，该方法包括:

步骤一:采集联合收割机的前桥变速箱、底盘机架、割台、驾驶室、清选风机、振动筛、脱粒风机、升运器的实时振动信号；

步骤二:针对采集到的振动信号进行运算处理，得到联合收割机的零部件前桥变速箱、底盘机架、割台、驾驶室、清选风机、振动筛、脱粒风机、升运器的时域与频域特征；这些参数包括但不限于相关零部件实时振动信号的方差、过零率、峰峰值、峰值、有效值、均值、歪度、峭度和波峰因子等时域特征，还有幅度、中心频率、均方根频率、频谱、功率谱密度、频率标准差和 频率集中度等频域特征。

步骤三:根据工人依传统经验法检测合格的联合收割机的时域与频域特征，预先于测试主机内设置好各特征参数的合格区间模型，然后将计算得到的联合收割机时域与频域特征导入模型，判断联合收割机整机与各部件装配质量是否合格，进行装配质量诊断，以检测联合收割机的出厂装配情况。

所述步骤一，进一步还包括传感单元采集联合收割机各关键零部件的振动信号，信号调理单元对采集得到的振动信号进行调理，并实时发送至采集处理单元的数据采集模块。

具体地，测试员通过操作终端录入待测联合收割机的出厂编号，然后测试主机通过指示终端显示提示指令，以提示驾驶员打开联合收割机的起动开关，驾驶员按照提示起动待测联合收割机；待联合收割机启动后，控制各工作部件开始工作。通过传感单元分别采集联合收割机在发动机怠速、中等转速和最高转速情况下各零部件的振动信号，并通过信号调理单元将经过调理后的信号发送至采集处理单元，由采集处理单元的数据采集模块实时获取传感单元的惯性式加速度计与专用磁座测得的并经过调理的振动信号。

所述步骤二，进一步包括对部件的振动信号进行采集，并发送到测试主机进行分析处理，当信号超过测试主机的预设阈值范围时，触发测试主机运算并进行数据缓存，当采集到的振动信号小于所预设的阈值范围时，结束数据缓存，所述振动信号特征包括但不限于相应部件测得振动信号的时域均值、峭度、标准差，以及波形特征等。联合多频谱分析排除单一频谱分析结果中的干扰信息。

具体地，在联合收割机下线检测过程中，整个系统保持开启状态，当待测联合收割机发动机起动后，需要一段时间达到稳定怠速状态运转，当振动信号超过测试主机预设阈值时，触发测试主机开始进行运算；测试主机开始运算后，将传感单元测量得到的数据保存至测试主机预留的缓冲区，待操作员按照操作完成最高转速振动信号测量一段时间后，结束数据缓存运算；测试主机提取缓冲区内的测量数据，分别计算得到振动信号的方差、过零率、峰峰值、峰值、有效值、均值、歪度、峭度和波峰因子等时域特征，还有幅度、中心频率、均方根频率、频谱、功率谱密度、频率标准差和频率集中度等频域特征，来判断起动系统的各零部件及整机的装配质量情况。

所述步骤三中，根据测试主机计算得到的时域特征参数与频域参数，与测试主机内预先设定的参数合格区间进行比较，判断各项检测参数是否合格，进而可以进行起动故障的诊断，并将检测数据、诊断结果和联合收割机编号保存至测试主机，并上传至操作终端的存储器，以完成联合收割机的装配质量检测。如有需要，还可以通过操作终端调用打印机将检测报表打印出来，以便于下一步分析处理等。检测完成后，测试员通过操作终端，提示驾驶员将被测联合收割机驶出检测区域。

其中，所述参数合格区间应根据不同联合收割机的机型，取装配质量合格的联合收割机相关检测参数再加上一定许用误差范围来确定。

在根据本发明的一个实施例中，在所述步骤一之前，还可以包括起动检测系统，具体包括开启所述采集处理单元包含的数据采集模块和测试主机，以及操作终端和指示终端等设备；操作终端通过指示终端显示预置的操作信息，驾驶员根据操作信息将联合收割机驶入测试区域，并停机等待。

安装传感单元，起动后由采集处理单元自动发送指令，提示测试员安装传感单元；测试员按照提示内容，将惯性式加速度计与专用磁座通过螺纹连接起来，并通过磁座固定于各被测部件实时采集振动信号，包括前桥变速箱、底盘机架、割台、驾驶室、清选风机、振动筛、脱粒风机、升运器的振动信号。最后返回操作终端处，等待驾驶员到位。

在所述步骤之后，还可以包括完成诊断后通过指示终端提示驾驶员关闭钥匙开关，驾驶员按照提示关闭收割机钥匙开关，测试员前往收割机取下安装好的磁座与惯性式加速度计。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (9)

1.一种联合收割机装配质量检测装置，其特征在于：包括传感单元、信号调理单元、信号采集处理单元和智能操作终端，所述传感单元固定于各待测部件以实时采集各待测部件的振动信号，并将采集到的振动信息传输至信号调理单元；

所述信号调理单元用于将接收到的振动信号转换为调理电压信号，并将调理电压信号传输至所述信号采集处理单元；

所述信号采集处理单元对接收到的调理电压信号进行处理并将处理后的信号传输至智能操作终端的输入端；

所述智能操作终端接收到处理后的信号后，根据各部件装配质量特征参数控制联合收割机装配质量检测过程。

2.根据权利要求1所述的一种联合收割机装配质量检测装置，其特征在于：所述传感单元包括加速度计、磁座和信号传输导线，所述加速度计连接于所述磁座，所述加速度计通过磁座固定于各待测部件实时采集振动信号，所加速度计和所述磁座还通过所述信号传输导线连接信号调理单元的输入端。

3.根据权利要求2所述的一种联合收割机装配质量检测装置，其特征在于：所述加速度计为惯性式加速度计，所述磁座为加速度计专用磁座。

4.根据权利要求1或2所述的一种联合收割机装配质量检测装置，其特征在于：所述待测部件包括前桥变速箱、底盘机架、割台、驾驶室、清选风机、振动筛、脱粒风机和升运器。

5.根据权利要求1所述的一种联合收割机装配质量检测装置，其特征在于：所述信号采集处理单元包括数据采集模块和测试主机，所述数据采集模块接收所述信号调理单元发送的调理电压信号，数据采集模块接收的调理电压信号还通过现场总线上传至所述测试主机进行运算和存储。

6.根据权利要求1所述的一种联合收割机装配质量检测装置，其特征在于：该装配质量检测装置还包括用于显示测试过程中现场操作员需要完成的与测试流程对应的操作信息的指示终端和用于打印检测结果报表的打印机，所述指示终端和所述打印机均连接于测试主机的输出端。

7.根据权利要求1-6任一项所述的一种联合收割机装配质量检测装置的检测方法，其特征在于：具体步骤为：

步骤一、通过传感单元的加速度计采集前桥变速箱、底盘机架、割台、驾驶室、清选风机、振动筛、脱粒风机、升运器的实时振动信号；

步骤二、通过信号采集处理单元的测试主机对采集到的振动信号进行运算处理，得到联合收割机的前桥变速箱、底盘机架、割台、驾驶室、清选风机、振动筛、脱粒风机、升运器的装配质量参数；装配质量参数包括时域特征与频域特征，时域特征包括待测部件实时振动信号的方差、过零率、峰峰值、峰值、有效值、均值、歪度、峭度和波峰因子，频域特征包括幅度、中心频率、均方根频率、频谱、功率谱密度、频率标准差和频率集中度；

步骤三、检测合格的联合收割机的时域特征与频域特征，预先于测试主机内设置好各装配质量参数的合格区间模型，然后将计算得到的联合收割机时域特征和频域特征导入模型，判断联合收割机整机与各部件装配质量是否合格。

8.根据权利要求7所述的一种联合收割机装配质量检测装置的检测方法，其特征在于：步骤一中，传感单元的加速度计采集到的振动信号通过信号调理单元进行调理，调理后的信号还实时发送至信号采集处理单元的数据采集模块。

9.根据权利要求8所述的一种联合收割机装配质量检测装置的检测方法，其特征在于：测试主机还对数据采集模块输出的调理后的信号进行分析处理，当运算得到的装配质量参数超过在测试主机内预设阈值范围时，触发测试主机运算并进行数据缓存，当调理后的信号装配质量参数小于测试主机的预设阈值范围时，结束数据缓存，所述装配质量参数包括时域均值、峭度、标准差和波形特征，联合多频谱分析排除单一频谱分析结果中的干扰信息。