CN113063575A - 一种大摆锤底盘松动监测方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本申请实施例公开了一种大摆锤底盘松动监测方法及系统，所述方法包括按照预设的时间间隔，通过加速度传感器采集每个螺栓上的震动信号；将所述震动信号与预设的震动信号阈值进行比较，确定每个螺栓的松动信息；根据所述边缘螺栓和非边缘螺栓的松动信息，确定所述大摆锤的底盘松动信息。本申请实施例提供的技术方案具有以下优点：(1)通过检测系统对大摆锤底盘进行实时检测，节省人力，且可靠性更高，提高大摆锤的安全性；(2)本申请实施例对大摆锤底盘松动进行精细化监测，能够在保证大摆锤安全性的同时，降低对大摆锤工作连续性的影响，节省检修资源。
Description
技术领域
本申请涉及设备监测技术领域，特别是涉及一种大摆锤底盘松动监测方法及系统。
背景技术
随着人民生活水平不断提高，越来越多的人们愿意将时间和精力投入到休闲娱乐当中，对游乐设施的需求也越来越大，如游乐场中的大摆锤等。但是，游乐设施的设计制造质量良莠不齐，另外，由于疲劳损伤、操作故障等存在较大的安全隐患，严重威胁游乐人员的生命安全。
大摆锤作为一种高空、刺激的大型游乐设施，深受大家喜爱。但是，由于大摆锤的剧烈运动，同样存在较大的倾斜或倒塌的风险。针对大摆锤的安全隐患，现有技术中主要通过人工对大摆锤进行定期检修，实现大摆锤的安全监测，但是通过人工进行检修不仅需要耗费较大的人力，而且容易发生漏检。
发明内容
本申请实施例中提供了一种大摆锤底盘松动监测方法及系统，以利于解决现有技术中通过人工对大摆锤进行检修不仅需要耗费较大的人力，而且容易发生漏检的问题。
第一方面，本申请实施例提供了一种大摆锤底盘松动监测方法，所述大摆锤包括摆动单元和支撑架，所述支撑架的数量为M个，每个所述支撑架上设有一个相配合的底座，相配合的支撑架和底座之间通过N个或N个以上螺栓固定连接，每个螺栓上分别设有一个加速度传感器，M≥1，N≥1；
以平行于所述摆动单元摆动平面的方向为X轴，定义所述底座上位于所述X轴两端的螺栓为边缘螺栓，其余的螺栓为非边缘螺栓，所述方法包括：
按照预设的时间间隔，通过加速度传感器采集每个螺栓上的震动信号；
将所述震动信号与预设的震动信号阈值进行比较，确定每个螺栓的松动信息；
根据所述边缘螺栓和非边缘螺栓的松动信息，确定所述大摆锤的底盘松动信息。
优选地，所述螺栓的松动信息包括螺栓松动或螺栓未松动，所述大摆锤的底盘松动信息包括底盘松动等级。
优选地，每个所述底座的两端分别设有2个或2个以上边缘螺栓，所述边缘螺栓之间设有1个或1个以上非边缘螺栓；
根据所述边缘螺栓和非边缘螺栓的松动信息，确定所述大摆锤的底盘松动信息，包括：
若同一底座上存在2个或2个以上边缘螺栓的震动信号大于或等于预设的震动信号阈值，则确定所述大摆锤的底盘松动等级为第一等级；
若同一底座上存在1个边缘螺栓和/或1个以上非边缘螺栓的震动信号大于或等于预设的震动信号阈值，则确定所述大摆锤的底盘松动等级为第二等级；
其中，所述第一等级对应的底盘松动级别大于所述第二等级。
优选地，所述方法还包括：
若两个或两个以上底座上分别存在1个边缘螺栓和/或1个以上非边缘螺栓的震动信号大于或等于预设的震动信号阈值，则确定所述大摆锤的底盘松动等级为第一等级。
优选地，所述方法还包括：
若所述大摆锤的底盘松动等级为第一等级，则控制所述大摆锤停机检修；
若所述大摆锤的底盘松动等级为第二等级，则在所述大摆锤完成预设的项目后，进行停机检修。
优选地，所述方法还包括：每个所述底座的两端分别设有3个边缘螺栓，所述边缘螺栓之间设有2个非边缘螺栓。
第二方面，本申请实施例提供了一种大摆锤底盘松动监测系统，所述系统包括大摆锤、传感器和上位机；
所述大摆锤包括摆动单元和支撑架，所述支撑架的数量为M个，每个所述支撑架上设有一个相配合的底座，相配合的支撑架和底座之间通过N个或N个以上螺栓固定连接，M≥1，N≥1；
所述传感器为加速度传感器，所述加速度传感器的数量与所述螺栓的数量相匹配，每个螺栓上分别设有一个加速度传感器，所述加速度传感器用于采集螺栓上的震动信号；
所述上位机用于将所述震动信号与预设的震动信号阈值进行比较，确定每个螺栓的松动信息；根据所述边缘螺栓和非边缘螺栓的松动信息，确定所述大摆锤的底盘松动信息；
其中，以平行于所述摆动单元摆动平面的方向为X轴，定义所述底座上位于所述X轴两端的螺栓为边缘螺栓，其余的螺栓为非边缘螺栓，所述边缘螺栓对所述底盘松动的影响大于所述非边缘螺栓。
优选地，所述系统还包括电荷放大器，所述电荷放大器与所述加速度传感器相连，所述电荷放大器用于对所述加速度传感器采集到的震动信号进行放大。
优选地，所述系统还包括数据采集测试仪与所述电荷放大器相连，所述数据采集测试仪用于对放大后的震动信号进行测量，并将所述震动信号的测量信息发送至上位机。
本申请实施例提供的技术方案具有以下优点：
(1)通过检测系统对大摆锤底盘进行实时检测，节省人力，且可靠性更高，提高大摆锤的安全性；
(2)本申请实施例对大摆锤底盘松动进行精细化监测，能够在保证大摆锤安全性的同时，降低对大摆锤工作连续性的影响，节省检修资源。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请实施例提供的一种大摆锤的结构示意图；
图2为本申请实施例提供的一种底座的结构示意图；
图3为本申请实施例提供的一种大摆锤底盘松动监测方法的流程示意图；
图中的符号表示为：100-大摆锤，101-摆动单元，102-支撑单元，103-底座，104-固定轴，105-加速度传感器，106-螺栓。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。
图1为本申请实施例提供的一种大摆锤的结构示意图，如图1所示，所述大摆锤包括摆动单元和支撑架，在本申请实施例中，所述支撑架的数量为4个，该4个支撑架的顶端通过固定轴相连，所述摆动单元的顶端与所述固定轴旋转连接，使得所述摆动单元可以围绕所述旋转轴摆动。另外，每个支撑架设有一个对应的底座，支撑架和底座之间通过螺栓。需要指出的是，图1仅是本申请实施例所列举的一种可能的实现方式，并不应将其作为本申请保护范围的限制，例如，支撑架可以为1个或1个以上的任意数量、底座上螺栓可以为1个或一个以上的任意数量、支撑架可以为弧形或其它曲线形态。
图2为本申请实施例提供的一种底座的结构示意图，如图2所示，在本申请实施例中，底座上包括8个螺栓，分别为a1、a2、a3，b1、b2，c1、c2、c3，每个螺栓上分别设有一个加速度传感器，用于采集螺栓的震动信息，加速度传感器采用胶合连接的方式安装在螺栓表面，例如采用环氧树脂或普通软胶。需要指出的是，图2仅是本申请实施例所列举的一种具体实现方式，螺栓的数量和排列方式并不能作为本申请保护范围的限制。
另外，为了便于说明，在本申请实施例中，以平行于所述摆动单元摆动平面的方向为X轴，定义所述底座上位于所述X轴两端的螺栓为边缘螺栓，其余的螺栓为非边缘螺栓。以图1所在的方位看，AC、BD所在的直线与X轴平行，在图2中，螺栓a1、a2、a3、c1、c2、c3为边缘螺栓，螺栓b1、b2为非边缘螺栓。
可理解，边缘螺栓和非边缘螺栓对所述底盘松动的影响不同，那么当不同位置的螺栓发生松动时，所采取的控制措施也不同，以下结合大摆锤底盘松动监测方法进行详细说明。
图3为本申请实施例提供的一种大摆锤底盘松动监测方法的流程示意图，如图3所示，所述方法主要包括以下步骤。
步骤S301：按照预设的时间间隔，通过加速度传感器采集每个螺栓上的震动信号。
例如，在图1和图2所示的实施例中包括4个底座，每个底座上设有8个螺栓，那么需要分别采集32个螺栓上的震动信号。
步骤S302：根据采集到的所述边缘螺栓和非边缘螺栓的震动信号，确定所述大摆锤的底盘松动等级。
可理解，一个大摆锤上通常有非常多的螺栓固定，若任意一个螺栓发生松动，则对大摆锤进行停机检修，则对大摆锤工作的连续性造成较大的影响，同时也会占用较多的检修资源，尤其是当不是关键位置的螺栓松动时，这种立即进行停机检修的操作是没有必要的。
基于此，本申请实施例对大摆锤上的螺栓进行分类，综合考虑所有边缘螺栓和非边缘螺栓的震动信号，确定大摆锤的底盘松动等级，进而确定是对大摆锤立即进行停机检修还是待大摆锤完成预设的项目后，再进行停机检修，或者采取其它的警告措施等。
采用本申请实施例提供的技术方案，对大摆锤底盘松动进行精细化监测，能够在保证大摆锤安全性的同时，降低对大摆锤工作连续性的影响，节省检修资源。
在一种可选实施例中，所述根据采集到的所述边缘螺栓和非边缘螺栓的震动信号，确定所述大摆锤的底盘松动等级，包括：若同一底座上存在2个或2个以上边缘螺栓的震动信号大于或等于预设的震动信号阈值，则确定所述大摆锤的底盘松动等级为第一等级；若同一底座上存在1个边缘螺栓和/或1个以上非边缘螺栓的震动信号大于或等于预设的震动信号阈值，则确定所述大摆锤的底盘松动等级为第二等级。
其中，所述第一等级对应的底盘松动级别大于所述第二等级，若所述大摆锤的底盘松动等级为第一等级，则控制所述大摆锤停机检修；若所述大摆锤的底盘松动等级为第二等级，则在所述大摆锤完成预设的项目后，进行停机检修。也就是说，当两个或两个以上边缘螺栓松动时，大摆锤发生倾覆的风险较高，则立即对大摆锤停机检修；当一个边缘螺栓松动，或者非边缘螺栓松动时，大摆锤发生倾覆的风险较低，则待大摆锤完成预设的项目后，进行停机检修，保证大摆锤工作的连续性。该预设的项目可以为一定时间周期内的项目，例如在游乐场结束营业后对大摆锤进行检修，也可以为大摆锤设置的一系列运动项目，待大摆锤完成设置的运动项目后，游客从大摆锤上离开，然后进行停机检修。本领域技术人员可以根据实际需要进行相应调整，其均应当落入本申请的保护范围之内。
以图2所示的实施例为例，在对大摆锤进行监测的过程中可能存在以下情况：
(1)a1、a2、a3、b1、b2、c1、c2、c3中任意一个螺栓松动对整体影响较小，判定为第二等级；
(2)当b1、b2同时松动时，对大摆锤左右位移(该左右位移即沿着X轴方向的位移)变形影响较小，判定为第二等级；
(3)当a1、a2、a3中有两个同时松动时，会使得大摆锤底座产生垂直于X轴的转动变形，对大摆锤整体有较大影响，判定为第一等级；
(4)在a1、a2、a3中有两个松动的同时，若有除却a系列的其他螺栓b1、b2、c1、c2、c3中的一个或多个一并松动，会使得大摆锤底座产生垂直于X轴的转动变形，同时对大摆锤左右位移变形影响较大，判定为第一等级；
(5)当a1、a2、a3同时松动时，会使得大摆锤底座产生垂直于X轴的转动变形，对大摆锤整体有较大影响，判定为第一等级；
(6)在a1、a2、a3松动的同时，若有除却a系列的其他螺栓b1、b2、c1、c2、c3中的一个或多个一并松动，会使得大摆锤底座产生垂直于X轴的转动变形，同时对大摆锤左右位移变形影响较大，判定为第一等级；
(7)当c1、c2、c3中有两个同时松动时，会使得大摆锤底座产生垂直于X轴的转动变形，对大摆锤整体有较大影响，判定为第一等级；
(8)在c1、c2、c3中有两个松动的同时，若有除却c系列的其他螺栓b1、b2、a1、a2、a3中的一个或多个一并松动，会使得大摆锤底座产生垂直于X轴的转动变形，同时对大摆锤左右位移变形影响较大，判定为第一等级；
(9)当c1、c2、c3同时松动时，会使得大摆锤底座产生垂直于X轴的转动变形，对大摆锤整体有较大影响，判定为第一等级；
(10)在c1、c2、c3松动的同时，若有除却c系列的其他螺栓b1、b2、a1、a2、a3中的一个或多个一并松动，会使得大摆锤底座产生垂直于X轴的转动变形，同时对大摆锤左右位移变形影响较大，判定为第一等级。
以上为针对同一底座上的螺栓的松动情况对大摆锤的控制方式，在一种可选实施例中，对于多个底座，若两个或两个以上底座上分别存在1个边缘螺栓和/或1个以上非边缘螺栓的震动信号大于或等于预设的震动信号阈值，则确定所述大摆锤的底盘松动等级为第一等级。也就是说，若存在两个或两个以上底盘的松动等级为第二等级，则判定大摆锤的底盘松动等级为第一等级，需要立即停机对大摆锤进行检修。
在一种可选实施例中，除了对大摆锤进行检修外，还可以根据大摆锤底盘松动的等级进行报警，其中，不同的等级对应的报警信号不同。
与上述方法实施例相对应，本申请实施例还提供了一种大摆锤底盘松动监测系统，该系统包括大摆锤、传感器和上位机。
其中，所述大摆锤包括摆动单元和支撑架，所述支撑架的数量为M个，每个所述支撑架上设有一个相配合的底座，相配合的支撑架和底座之间通过N个或N个以上螺栓固定连接，M≥1，N≥1；
所述传感器为加速度传感器，所述加速度传感器的数量与所述螺栓的数量相匹配，每个螺栓上分别设有一个加速度传感器，所述加速度传感器用于采集螺栓上的震动信号；
所述上位机用于根据采集到的所述边缘螺栓和非边缘螺栓的震动信号，确定所述大摆锤的底盘松动等级。
除了上述部件外，在一种可选实施例中，所述大摆锤底盘松动监测系统还包括电荷放大器和数据采集测试仪，以下分别进行详细说明。
(1)加速度传感器
本申请实施例涉及的加速度传感器可以为压电式加速度传感器，可采用胶合连接的方式安装于被监测物表面，胶接时可采用环氧树脂或普通软胶。在被监测物受力后，其表面会产生不同电荷的压电效应，其原理在于将振动信号转化为电信号：当受到的外力较大，产生的电荷量较多；同理当受到的外力较小时，则产生的电荷量较小。
压电式加速度传感器最大的特点就是具有极宽的频响范围，最高可以达到几十KHz。为了提高测量准确度，加速度传感器需要安装在结构稳定、接触面平直度较高、周围环境干扰较小的表面上，其中环氧树脂不仅可以起到粘接的作用，同时可以使得被监测物表面平整，监测结果更加准确可靠。
(2)电荷放大器
在实际监测中，压电式加速度传感器因螺栓震动而产生的电荷量很小，输出阻抗很高。为此，通常把压电式加速度传感器信号先输到高输入阻抗的前置放大器(即电荷放大器)进行放大。经过阻抗变换以后，方可用于一般指示仪表或记录器中。这种前置放大器的目的是尽量减少导线与电路的电荷泄露，且基本不受电缆电容的影响。经电荷放大器后的输出电压为：
其中，q为压电式加速度传感器输出电荷，Cf为电容，U0为电荷放大器的输出电压，其灵敏度不受电缆电容影响，且测量的信号质量较好。
(3)数据采集测试仪
数据采集测试仪为一种带通讯接口和程序控制的多功能智能仪表，可直接对加速度信号进行测量，也可以通过相应的控制模块对外控制输出。通过与之相应的通讯接口，动态数据采集测试仪能与加速度传感器、前置处理器、计算机等设备组成适用于各种领域的振动测量数据测试分析系统，具有强大的数据输出和数据处理能力。
(4)上位机
上位机负责采集被测物体的位置信息以及振动信息，并将这些信息进行数据处理，确定所述大摆锤的底盘松动信息。
在一种可选实施例中，上位机还可以得到所需的振动频率变化图，基本监测参数包括：实时波形显示、实时加速度显示等。
在一种可选实施例中，上位机可以将监测到的基本信息、实时数据、历史数据、振动程度等进行可视化显式，可以直观的向用户展示被测物体(螺栓)的实时变化情况，进一步得知大摆锤底盘的松动情况。
在一种可选实施例中，上位机可结合实际情况与用户需求预定阈值，对超过设定阈值的振动频率进行安全预警，避免发生底部螺栓松动、整体倾斜等情况。
采用本申请实施例提供的技术方案，对大摆锤底盘松动进行精细化监测，能够在保证大摆锤安全性的同时，降低对大摆锤工作连续性的影响，节省检修资源。
具体实现中，本申请还提供一种计算机存储介质，其中，该计算机存储介质可存储有程序，该程序执行时可包括本申请提供的各实施例中的部分或全部步骤。所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(英文：read-only memory，简称：ROM)或随机存储记忆体(英文：random access memory，简称：RAM)等。
本领域的技术人员可以清楚地了解到本申请实施例中的技术可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现。基于这样的理解，本申请实施例中的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本申请各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。
需要说明的是，在本文中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上所述仅是本发明的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，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。
本说明书中各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。尤其，对于终端实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例中的说明即可。
以上所述的本申请实施方式并不构成对本申请保护范围的限定。
Claims (9)
1.一种大摆锤底盘松动监测方法，其特征在于，所述大摆锤包括摆动单元和支撑架，所述支撑架的数量为M个，每个所述支撑架上设有一个相配合的底座，相配合的支撑架和底座之间通过N个或N个以上螺栓固定连接，每个螺栓上分别设有一个加速度传感器，M≥1，N≥1；
以平行于所述摆动单元摆动平面的方向为X轴，定义所述底座上位于所述X轴两端的螺栓为边缘螺栓，其余的螺栓为非边缘螺栓，所述方法包括：
按照预设的时间间隔，通过加速度传感器采集每个螺栓上的震动信号；
将所述震动信号与预设的震动信号阈值进行比较，确定每个螺栓的松动信息；
根据所述边缘螺栓和非边缘螺栓的松动信息，确定所述大摆锤的底盘松动信息。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，
所述螺栓的松动信息包括螺栓松动或螺栓未松动，所述大摆锤的底盘松动信息包括底盘松动等级。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，每个所述底座的两端分别设有2个或2个以上边缘螺栓，所述边缘螺栓之间设有1个或1个以上非边缘螺栓；
根据所述边缘螺栓和非边缘螺栓的松动信息，确定所述大摆锤的底盘松动信息，包括：
若同一底座上存在2个或2个以上边缘螺栓的震动信号大于或等于预设的震动信号阈值，则确定所述大摆锤的底盘松动等级为第一等级；
若同一底座上存在1个边缘螺栓和/或1个以上非边缘螺栓的震动信号大于或等于预设的震动信号阈值，则确定所述大摆锤的底盘松动等级为第二等级；
其中，所述第一等级对应的底盘松动级别大于所述第二等级。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，还包括：
若两个或两个以上底座上分别存在1个边缘螺栓和/或1个以上非边缘螺栓的震动信号大于或等于预设的震动信号阈值，则确定所述大摆锤的底盘松动等级为第一等级。
5.根据权利要求3或4所述的方法，其特征在于，还包括：
若所述大摆锤的底盘松动等级为第一等级，则控制所述大摆锤停机检修；
若所述大摆锤的底盘松动等级为第二等级，则在所述大摆锤完成预设的项目后，进行停机检修。
6.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，还包括：每个所述底座的两端分别设有3个边缘螺栓，所述边缘螺栓之间设有2个非边缘螺栓。
7.一种大摆锤底盘松动监测系统，其特征在于，包括大摆锤、传感器和上位机；
所述大摆锤包括摆动单元和支撑架，所述支撑架的数量为M个，每个所述支撑架上设有一个相配合的底座，相配合的支撑架和底座之间通过N个或N个以上螺栓固定连接，M≥1，N≥1；
所述传感器为加速度传感器，所述加速度传感器的数量与所述螺栓的数量相匹配，每个螺栓上分别设有一个加速度传感器，所述加速度传感器用于采集螺栓上的震动信号；
所述上位机用于将所述震动信号与预设的震动信号阈值进行比较，确定每个螺栓的松动信息；根据所述边缘螺栓和非边缘螺栓的松动信息，确定所述大摆锤的底盘松动信息；
其中，以平行于所述摆动单元摆动平面的方向为X轴，定义所述底座上位于所述X轴两端的螺栓为边缘螺栓，其余的螺栓为非边缘螺栓，所述边缘螺栓对所述底盘松动的影响大于所述非边缘螺栓。
8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，还包括电荷放大器，所述电荷放大器与所述加速度传感器相连，所述电荷放大器用于对所述加速度传感器采集到的震动信号进行放大。
9.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，还包括数据采集测试仪与所述电荷放大器相连，所述数据采集测试仪用于对放大后的震动信号进行测量，并将所述震动信号的测量信息发送至上位机。
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Denomination of invention: A Monitoring Method and System for Loose Chassis of a Large Pendulum Granted publication date: 20220614 Pledgee: Shijiazhuang Luquan Rural Commercial Bank Co.,Ltd. Pledgor: BEIJING YUNLU TECHNOLOGY CO.,LTD. Registration number: Y2024980015341 |