CN114777819A - 一种基于自编码器的数据压缩方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于自编码器的数据压缩方法及装置，涉及到自编码器领域，包括自编码器壳体，自编码器壳体呈一侧开口的圆筒状结构，自编码器壳体的开口处通过螺钉固定有自编码器拆卸板，自编码器壳体的另一侧一体设置有自编码器固定板，自编码器固定板上设置有自编码器固定孔，为了解决自编码器应用在工业电机上，容易出现整体设备占地较大等情况，将自编码器壳体的端部设置有传动连接组件，自编码器壳体上的自编码器固定板可通过螺钉固定在工业电机靠近电机转轴的一侧，从而将自编码器壳体安装在与工业电机上电机转轴的同一侧，节省占地面积，且无需给工业电机壳体进行开孔，不会降低工业电机的使用寿命，保证了工业电机使用安全。

Description

一种基于自编码器的数据压缩方法及装置
技术领域
本发明涉及自编码器领域，特别涉及一种基于自编码器的数据压缩方法及装置。
背景技术
自编码器是一类在半监督学习和非监督学习中使用的人工神经网络，其功能是通过将输入信息作为学习目标，对输入信息进行表征学习。
自编码器包含编码器和解码器两部分。按学习范式，自编码器可以被分为收缩自编码器、正则自编码器和变分自编码器，其中前两者是判别模型、后者是生成模型。按构筑类型，自编码器可以是前馈结构或递归结构的神经网络。
自编码器具有一般意义上表征学习算法的功能，被应用于降维和异常值检测。包含卷积层构筑的自编码器可被应用于计算机视觉问题，包括图像降噪、神经风格迁移等。
自编码器常应用在监测工业电机速度、距离上，自编码器应用在工业电机上往往在工业电机远离转轴的一端开设有开口，开口处同轴连接自编码器的转轴和工业电机的转轴，整体设备占地较大，且工业电机上设置有开口，影响工业电机的使用寿命，工业电机内部易进尘、降低其散热效率，且容易进水造成短路等情况。
而自编码器在监测工业电机速度、距离将接收到的频率信号传输给控制器，控制器将此频率信号编辑成图像数据和数字数据传输到显示屏上供人们查看工业电机是否处在正常使用工作状态。
在数字媒体时代，图像数据的产生有了翻天覆地的变化。大量的图像数据从日常生活、网络社交、治安监控、工业生产等领域产生并存储下来，需要耗费大量的存储空间。目前流行的主流有损图像压缩格式JPEG压缩率差，图像质量也较差，尚未普及的JPEG2000可能含有各种专利纠纷问题，在各个评测指标上也没有比JPEG有明显的提升，同时编解码速度慢十倍，因此不被看好。
因此，发明一种基于自编码器的数据压缩方法及装置来解决上述问题很有必要。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于自编码器的数据压缩方法及装置，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种自编码器，包括自编码器壳体，所述自编码器壳体呈一侧开口的圆筒状结构，自编码器壳体的开口处通过螺钉固定有自编码器拆卸板，自编码器壳体的另一侧一体设置有自编码器固定板，自编码器固定板上设置有自编码器固定孔，所述自编码器壳体的中部设置有自编码器转轴，所述自编码器转轴与自编码器壳体同轴，自编码器转轴的中部固定设置有自编码器挡板，所述自编码器挡板上设置有光孔，所述自编码器固定板和自编码器拆卸板的内壁上分别固定设置有光源、光源接收传感器，所述光源、光源接收传感器对应在光孔的两侧，所述自编码器拆卸板的中部设置有圆形调节槽，所述圆形调节槽中设置有贴合板，所述贴合板设置于自编码器转轴的外圈，所述贴合板远离自编码器转轴的一端设置有调节螺钉，所述调节螺钉穿过自编码器拆卸板的内部层结构并从自编码器拆卸板的侧面伸出，调节螺钉与自编码器拆卸板之间通过螺纹配合连接。
优选的，所述调节螺钉靠近贴合板的一端固定设置有连接板，连接板与贴合板之间通过螺钉固定，所述贴合板呈弧形板状结构，且弧形板状结构的弧度与自编码器转轴的外圈弧度相匹配。
本实施例中，为了解决自编码器应用在工业电机上，容易出现整体设备占地较大，且工业电机上设置有开口，影响工业电机的使用寿命，工业电机内部易进尘、降低其散热效率，且容易进水造成短路等情况，将自编码器壳体的端部设置有传动连接组件，自编码器壳体上的自编码器固定板可通过螺钉固定在工业电机靠近电机转轴的一侧，从而将自编码器壳体安装在与工业电机上电机转轴的同一侧，节省占地面积，且无需给工业电机壳体进行开孔，不会降低工业电机的使用寿命，保证了工业电机使用安全。
优选的，所述圆形调节槽外部的自编码器转轴上通过螺纹配合连接有转动环，所述自编码器拆卸板的外侧表面设置有离心现象指示环，所述离心现象指示环与自编码器壳体同轴，所述转动环的外圈处设置有延伸至离心现象指示环内圈线位置的指针。
需要说明的是，本装置代替了同轴安装的方式，将自编码器壳体安装在电机转轴的一侧，在自编码器壳体的自编码器转轴上安装有传动连接组件，从而使得自编码器转轴的外径与电机转轴的外径保持一致，自编码器转轴和电机转轴之间再通过传动皮带传动连接，使得自编码器转轴跟随传动皮带同步转动，可良好用于监测工业电机的速度和距离。
优选的，所述自编码器转轴位于自编码器壳体内部的一端固定设置有限位环，所述限位环远离自编码器转轴的一端固定设置有气囊，所述气囊呈压缩状被压合在自编码器固定板与限位环之间，所述自编码器固定板的内侧面通过螺钉固定设置有保护壳，所述保护壳的截面呈L字形结构，保护壳整体呈半环形且设置有两组，两组保护壳共同卡合在限位环的外圈处。
进一步的，为了避免自编码器转轴发生离心现象，且增加自编码器转轴的可避让性，在自编码器转轴的端部设置有限位环，限位环远离自编码器转轴的一端固定设置有气囊，所述气囊呈压缩状被压合在自编码器固定板与限位环之间，所述自编码器固定板的内侧面通过螺钉固定设置有保护壳，所述保护壳的截面呈L字形结构，保护壳整体呈半环形且设置有两组，两组保护壳共同卡合在限位环的外圈处，在自编码器转轴受力严重时，自编码器转轴会沿着自编码器壳体的轴线方向伸缩进行避让，从而出现压缩气囊和释放气囊的现象，代替了现有的自编码器转轴不会伸缩避让的方式，有效降低应力，且不影响对工业电机的监测，提高了自编码器壳体整体的使用寿命，实用性强。
优选的，所述自编码器挡板上的光孔呈圆形阵列状设置有多组，所述自编码器挡板的外圈设置有限位环槽，所述自编码器壳体的内壁上固定焊接有弹性压板，所述弹性压板的端部固定设置有挡环，所述挡环卡合在限位环槽中，所述自编码器壳体的内壁上固定焊接有三组抵触在挡环远离限位环槽一侧和弹性压板内侧的弹簧。
具体的，根据测量精度从低到高，可将光孔的数量由低到高设置，具体根据实际需求进行设计，为现有常见技术，具体的，当自编码器挡板转动时，光源发出的光源通过对应的光孔被光源接收传感器接收，而自编码器挡板、自编码器转轴与电机转轴同步转动，故而可通过光源接收传感器接收到的光线频率信号判断电机转轴的转速和转距，在此不做过多的赘述。
优选的，所述自编码器壳体的一侧设置有工业电机，工业电机上传动连接有电机转轴，所述自编码器壳体上的自编码器转轴与电机转轴之间通过传动皮带传动连接。
其中，为了避免自编码器挡板发生偏移或者离心等影响监测数据的现象，在自编码器壳体的内壁设置有弹性压板，弹性压板的端部固定设置有挡环，所述挡环卡合在限位环槽中，所述自编码器壳体的内壁上固定焊接有三组抵触在挡环远离限位环槽一侧和弹性压板内侧的弹簧，弹簧可实时推动弹性压板端部的挡环贴合在限位环槽中，从而使得自编码器挡板被限制在同一平面的同一位置，自编码器挡板不会出现偏移或者离心等现象，自编码器转轴和自编码器挡板能够同轴线稳定转动，而避免离心现象的发生。
优选的，所述传动连接组件包括轴套、第一齿轮，所述轴套的内圈处设置有第一键槽，所述自编码器转轴上固定设置有卡合在第一键槽中的第一花键，所述轴套靠近自编码器壳体的一端固定设置有固定限位环，所述轴套远离自编码器壳体的一端通过螺纹配合连接有活动限位环，所述轴套的外部活动套设有第一齿轮，所述传动皮带的内圈处设置有多组等距离分布的啮合齿，所述第一齿轮的外圈与啮合齿之间啮合传动。
装置中，在自编码器转轴穿过自编码器拆卸板的位置时通常设置有转动轴承，而转动轴承易磨损，在使用时间长后，自编码器转轴周围的空间变大，自编码器转轴再次转动时产生的离心现象较为明显，从而使得光源接收传感器监测到的数据拨动较大，而不能正常监测，因此，在圆形调节槽中设置有贴合板，贴合板设置于自编码器转轴的外圈，所述贴合板远离自编码器转轴的一端设置有调节螺钉，所述调节螺钉穿过自编码器拆卸板的内部层结构并从自编码器拆卸板的侧面伸出，调节螺钉与自编码器拆卸板之间通过螺纹配合连接，贴合板使用强度低于自编码器转轴强度的材料，在自编码器转轴转动时，贴合板实时贴合在自编码器转轴的外圈处，从而对自编码器转轴的外圈进行限制，降低其离心现象，而贴合板强度低于自编码器转轴的强度，贴合板会首先发生磨损，当贴合板磨损到一定程度之后可通过转动调节螺钉将贴合板再次压合在自编码器转轴的外圈处，从而继续对自编码器转轴产生较强的限制作用，避免其发生过大的离心现象而不能用于正常监测；
当贴合板磨损到不能使用的程度时，直接在连接板上通过螺钉安装有新的一组贴合板即可，方便确保自编码器转轴能够正常使用，代替了现有的自编码器壳体维修时，自编码器转轴出现晃动往往都整体更换出现浪费的方式，节省使用成本，且维修简单易操作。
优选的，所述电机转轴的外圈处一体设置有第二花键，所述第二花键卡合在第二键槽中，第二键槽设置于第二齿轮的内圈处，所述第二齿轮与对应的啮合齿之间啮合传动。
本实施例中，第一齿轮与轴套之间也通过花键和键槽连接，从而使得两者同步转动，而自编码器转轴与轴套之间通过第一花键、第一键槽固定，实现传动，根据电机转轴外圈的第二齿轮大小可选择合适大小内外径的第一齿轮，确保电机转轴和自编码器转轴同转速转动，两者保持同步的转距和转速，可方便用于直观监测工业电机的速度和距离；
活动限位环起到阻挡第一齿轮从轴套上脱离的目的，第一限位圆板起到阻挡传动皮带从第一齿轮上脱离的目的。
优选的，所述电机转轴上通过螺纹配合连接有两组第二限位圆板，两组第二限位圆板分别活动贴合在第二齿轮外圈的传动皮带两侧，第二限位圆板的外径大于传动皮带的端部圆形直径，所述自编码器转轴上通过螺纹配合连接有两组第一限位圆板，两组第一限位圆板分别活动贴合在第一齿轮外圈的传动皮带两侧，第一限位圆板的外径大于传动皮带的端部圆形直径。
需要说明的是，第二限位圆板起到阻挡传动皮带从第二齿轮上脱离的目的。
本发明还公开了一种基于自编码器的数据压缩方法，包括如上任一所述的自编码器，还包括以下步骤：
S1：搭建数据网络，在数据网络中设定图像编码所需卷积层的层数、卷积核大小、padding的方法以及strides的数量，分别获得数据网络中的第1至m维图像数据；
S2：训练数据网络模型，使用数据网络的训练集进行训练，通过mse和bpp构建损失函数，使用Adam优化器进行优化，多次迭代后得到一个训练好的数据网络模型；
S3：得到特征图，将图像输入训练好的神经网络的Encoder中，通过各层卷积层的逐步卷积得到特征图Feature Map；
S4：量化特征图，通过添加均匀和不均匀噪声的方式量化特征图Feature Map；
S5：二进制符号的概率密度函数，将量化后的特征图Feature Map进行二进制化，对二进制化的特征图进行熵编码，统计所有二进制符号的概率密度函数；
S6：将熵编码后的二进制文件序列化保存；
S7：当需要对图像解码时，将保存的序列化的二进制文件读取，将序列化的二进制文件转化为十进制文件后根据S5中的概率密度函数进行熵解码；
S8：熵解码后得到特征图Feature Map，通过构建一个与熵编码操作相反的神经网络，利用相反的神经网络的反卷积层代替卷积层将熵解码后的特征图Feature Map恢复为三通道的图像。
本发明的技术效果和优点：
1、本发明包括自编码器壳体，所述自编码器壳体呈一侧开口的圆筒状结构，自编码器壳体的开口处通过螺钉固定有自编码器拆卸板，自编码器壳体的另一侧一体设置有自编码器固定板，自编码器固定板上设置有自编码器固定孔，为了解决自编码器应用在工业电机上，容易出现整体设备占地较大，且工业电机上设置有开口，影响工业电机的使用寿命，工业电机内部易进尘、降低其散热效率，且容易进水造成短路等情况，将自编码器壳体的端部设置有传动连接组件，自编码器壳体上的自编码器固定板可通过螺钉固定在工业电机靠近电机转轴的一侧，从而将自编码器壳体安装在与工业电机上电机转轴的同一侧，节省占地面积，且无需给工业电机壳体进行开孔，不会降低工业电机的使用寿命，保证了工业电机使用安全；
2、本装置代替了同轴安装的方式，将自编码器壳体安装在电机转轴的一侧，在自编码器壳体的自编码器转轴上安装有传动连接组件，从而使得自编码器转轴的外径与电机转轴的外径保持一致，自编码器转轴和电机转轴之间再通过传动皮带传动连接，使得自编码器转轴跟随传动皮带同步转动，可良好用于监测工业电机的速度和距离；
3、为了避免自编码器转轴发生离心现象，且增加自编码器转轴的可避让性，在自编码器转轴的端部设置有限位环，限位环远离自编码器转轴的一端固定设置有气囊，所述气囊呈压缩状被压合在自编码器固定板与限位环之间，所述自编码器固定板的内侧面通过螺钉固定设置有保护壳，所述保护壳的截面呈L字形结构，保护壳整体呈半环形且设置有两组，两组保护壳共同卡合在限位环的外圈处，在自编码器转轴受力严重时，自编码器转轴会沿着自编码器壳体的轴线方向伸缩进行避让，从而出现压缩气囊和释放气囊的现象，代替了现有的自编码器转轴不会伸缩避让的方式，有效降低应力，且不影响对工业电机的监测，提高了自编码器壳体整体的使用寿命，实用性强；
4、为了避免自编码器挡板发生偏移或者离心等影响监测数据的现象，在自编码器壳体的内壁设置有弹性压板，弹性压板的端部固定设置有挡环，所述挡环卡合在限位环槽中，所述自编码器壳体的内壁上固定焊接有三组抵触在挡环远离限位环槽一侧和弹性压板内侧的弹簧，弹簧可实时推动弹性压板端部的挡环贴合在限位环槽中，从而使得自编码器挡板被限制在同一平面的同一位置，自编码器挡板不会出现偏移或者离心等现象，自编码器转轴和自编码器挡板能够同轴线稳定转动，而避免离心现象的发生；
5、在自编码器转轴穿过自编码器拆卸板的位置时通常设置有转动轴承，而转动轴承易磨损，在使用时间长后，自编码器转轴周围的空间变大，自编码器转轴再次转动时产生的离心现象较为明显，从而使得光源接收传感器监测到的数据拨动较大，而不能正常监测，因此，在圆形调节槽中设置有贴合板，贴合板设置于自编码器转轴的外圈，所述贴合板远离自编码器转轴的一端设置有调节螺钉，所述调节螺钉穿过自编码器拆卸板的内部层结构并从自编码器拆卸板的侧面伸出，调节螺钉与自编码器拆卸板之间通过螺纹配合连接，贴合板使用强度低于自编码器转轴强度的材料，在自编码器转轴转动时，贴合板实时贴合在自编码器转轴的外圈处，从而对自编码器转轴的外圈进行限制，降低其离心现象，而贴合板强度低于自编码器转轴的强度，贴合板会首先发生磨损，当贴合板磨损到一定程度之后可通过转动调节螺钉将贴合板再次压合在自编码器转轴的外圈处，从而继续对自编码器转轴产生较强的限制作用，避免其发生过大的离心现象而不能用于正常监测；
6、装置中，当指针超出离心现象指示环时可直观的判断自编码器转轴的离心现象是否超出正常值。
附图说明
图1为本发明结构示意图。
图2为本发明自编码器固定板结构示意图。
图3为本发明自编码器壳体内部自编码器拆卸板一侧结构示意图。
图4为本发明自编码器壳体内部自编码器固定板一侧结构示意图。
图5为本发明图1中A处结构放大示意图。
图6为本发明图3中B处结构放大示意图。
图7为本发明图3中C处结构放大示意图。
图8为本发明图4中D处结构放大示意图。
图9为本发明自编码器壳体安装在工业电机上的前侧结构示意图。
图10为本发明自编码器壳体安装在工业电机上的后侧结构示意图。
图11为本发明图9中A处结构放大示意图。
图12为本发明自编码器转轴与传动皮带连接结构示意图。
图13为本发明电机转轴与传动皮带连接结构示意图。
图中：1、自编码器壳体；2、自编码器固定板；3、自编码器固定孔；4、自编码器拆卸板；5、调节螺钉；6、传动连接组件；7、光源；8、光源接收传感器；9、自编码器挡板；10、自编码器转轴；11、保护壳；12、气囊；13、限位环；14、离心现象指示环；15、转动环；16、圆形调节槽；17、指针；18、弹性压板；19、弹簧；20、挡环；21、限位环槽；22、光孔；23、贴合板；24、连接板；25、电机转轴；26、工业电机；27、传动皮带；28、第一限位圆板；29、第一齿轮；30、啮合齿；31、第二限位圆板；32、第一花键；33、第一键槽；34、固定限位环；35、轴套；36、活动限位环；37、第二花键；38、第二键槽；39、第二齿轮。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。
本发明提供了如图1-13所示的一种自编码器，包括自编码器壳体1，自编码器壳体1呈一侧开口的圆筒状结构，自编码器壳体1的开口处通过螺钉固定有自编码器拆卸板4，自编码器壳体1的另一侧一体设置有自编码器固定板2，自编码器固定板2上设置有自编码器固定孔3，自编码器壳体1的中部设置有自编码器转轴10，自编码器转轴10与自编码器壳体1同轴，自编码器转轴10的中部固定设置有自编码器挡板9，自编码器挡板9上设置有光孔22，自编码器固定板2和自编码器拆卸板4的内壁上分别固定设置有光源7、光源接收传感器8，光源7、光源接收传感器8对应在光孔22的两侧，自编码器拆卸板4的中部设置有圆形调节槽16，圆形调节槽16中设置有贴合板23，贴合板23设置于自编码器转轴10的外圈，贴合板23远离自编码器转轴10的一端设置有调节螺钉5，调节螺钉5穿过自编码器拆卸板4的内部层结构并从自编码器拆卸板4的侧面伸出，调节螺钉5与自编码器拆卸板4之间通过螺纹配合连接。
调节螺钉5靠近贴合板23的一端固定设置有连接板24，连接板24与贴合板23之间通过螺钉固定，贴合板23呈弧形板状结构，且弧形板状结构的弧度与自编码器转轴10的外圈弧度相匹配。
本实施例中，为了解决自编码器应用在工业电机上，容易出现整体设备占地较大，且工业电机上设置有开口，影响工业电机的使用寿命，工业电机内部易进尘、降低其散热效率，且容易进水造成短路等情况，将自编码器壳体1的端部设置有传动连接组件6，自编码器壳体1上的自编码器固定板2可通过螺钉固定在工业电机26靠近电机转轴25的一侧，从而将自编码器壳体1安装在与工业电机26上电机转轴25的同一侧，节省占地面积，且无需给工业电机壳体进行开孔，不会降低工业电机的使用寿命，保证了工业电机使用安全。
圆形调节槽16外部的自编码器转轴10上通过螺纹配合连接有转动环15，自编码器拆卸板4的外侧表面设置有离心现象指示环14，离心现象指示环14与自编码器壳体1同轴，转动环15的外圈处设置有延伸至离心现象指示环14内圈线位置的指针17。
需要说明的是，本装置代替了同轴安装的方式，将自编码器壳体1安装在电机转轴25的一侧，在自编码器壳体1的自编码器转轴10上安装有传动连接组件6，从而使得自编码器转轴10的外径与电机转轴25的外径保持一致，自编码器转轴10和电机转轴25之间再通过传动皮带27传动连接，使得自编码器转轴10跟随传动皮带27同步转动，可良好用于监测工业电机的速度和距离。
自编码器转轴10位于自编码器壳体1内部的一端固定设置有限位环13，限位环13远离自编码器转轴10的一端固定设置有气囊12，气囊12呈压缩状被压合在自编码器固定板2与限位环13之间，自编码器固定板2的内侧面通过螺钉固定设置有保护壳11，保护壳11的截面呈L字形结构，保护壳11整体呈半环形且设置有两组，两组保护壳11共同卡合在限位环13的外圈处。
进一步的，为了避免自编码器转轴10发生离心现象，且增加自编码器转轴10的可避让性，在自编码器转轴10的端部设置有限位环13，限位环13远离自编码器转轴10的一端固定设置有气囊12，气囊12呈压缩状被压合在自编码器固定板2与限位环13之间，自编码器固定板2的内侧面通过螺钉固定设置有保护壳11，保护壳11的截面呈L字形结构，保护壳11整体呈半环形且设置有两组，两组保护壳11共同卡合在限位环13的外圈处，在自编码器转轴10受力严重时，自编码器转轴10会沿着自编码器壳体1的轴线方向伸缩进行避让，从而出现压缩气囊12和释放气囊12的现象，代替了现有的自编码器转轴10不会伸缩避让的方式，有效降低应力，且不影响对工业电机的监测，提高了自编码器壳体1整体的使用寿命，实用性强。
自编码器挡板9上的光孔22呈圆形阵列状设置有多组，自编码器挡板9的外圈设置有限位环槽21，自编码器壳体1的内壁上固定焊接有弹性压板18，弹性压板18的端部固定设置有挡环20，挡环20卡合在限位环槽21中，自编码器壳体1的内壁上固定焊接有三组抵触在挡环20远离限位环槽21一侧和弹性压板18内侧的弹簧19。
具体的，根据测量精度从低到高，可将光孔22的数量由低到高设置，具体根据实际需求进行设计，为现有常见技术，具体的，当自编码器挡板9转动时，光源7发出的光源通过对应的光孔22被光源接收传感器8接收，而自编码器挡板9、自编码器转轴10与电机转轴25同步转动，故而可通过光源接收传感器8接收到的光线频率信号判断电机转轴25的转速和转距，在此不做过多的赘述。
自编码器壳体1的一侧设置有工业电机26，工业电机26上传动连接有电机转轴25，自编码器壳体1上的自编码器转轴10与电机转轴25之间通过传动皮带27传动连接。
其中，为了避免自编码器挡板9发生偏移或者离心等影响监测数据的现象，在自编码器壳体1的内壁设置有弹性压板18，弹性压板18的端部固定设置有挡环20，挡环20卡合在限位环槽21中，自编码器壳体1的内壁上固定焊接有三组抵触在挡环20远离限位环槽21一侧和弹性压板18内侧的弹簧19，弹簧19可实时推动弹性压板18端部的挡环20贴合在限位环槽21中，从而使得自编码器挡板9被限制在同一平面的同一位置，自编码器挡板9不会出现偏移或者离心等现象，自编码器转轴10和自编码器挡板9能够同轴线稳定转动，而避免离心现象的发生。
传动连接组件6包括轴套35、第一齿轮29，轴套35的内圈处设置有第一键槽33，自编码器转轴10上固定设置有卡合在第一键槽33中的第一花键32，轴套35靠近自编码器壳体1的一端固定设置有固定限位环34，轴套35远离自编码器壳体1的一端通过螺纹配合连接有活动限位环36，轴套35的外部活动套设有第一齿轮29，传动皮带27的内圈处设置有多组等距离分布的啮合齿30，第一齿轮29的外圈与啮合齿30之间啮合传动。
装置中，在自编码器转轴10穿过自编码器拆卸板4的位置时通常设置有转动轴承，而转动轴承易磨损，在使用时间长后，自编码器转轴10周围的空间变大，自编码器转轴10再次转动时产生的离心现象较为明显，从而使得光源接收传感器8监测到的数据拨动较大，而不能正常监测，因此，在圆形调节槽16中设置有贴合板23，贴合板23设置于自编码器转轴10的外圈，贴合板23远离自编码器转轴10的一端设置有调节螺钉5，调节螺钉5穿过自编码器拆卸板4的内部层结构并从自编码器拆卸板4的侧面伸出，调节螺钉5与自编码器拆卸板4之间通过螺纹配合连接，贴合板23使用强度低于自编码器转轴10强度的材料，在自编码器转轴10转动时，贴合板23实时贴合在自编码器转轴10的外圈处，从而对自编码器转轴10的外圈进行限制，降低其离心现象，而贴合板23强度低于自编码器转轴10的强度，贴合板23会首先发生磨损，当贴合板23磨损到一定程度之后可通过转动调节螺钉5将贴合板23再次压合在自编码器转轴10的外圈处，从而继续对自编码器转轴10产生较强的限制作用，避免其发生过大的离心现象而不能用于正常监测；
当贴合板23磨损到不能使用的程度时，直接在连接板24上通过螺钉安装有新的一组贴合板23即可，方便确保自编码器转轴10能够正常使用，代替了现有的自编码器壳体1维修时，自编码器转轴10出现晃动往往都整体更换出现浪费的方式，节省使用成本，且维修简单易操作。
电机转轴25的外圈处一体设置有第二花键37，第二花键37卡合在第二键槽38中，第二键槽38设置于第二齿轮39的内圈处，第二齿轮39与对应的啮合齿30之间啮合传动。
本实施例中，第一齿轮29与轴套35之间也通过花键和键槽连接，从而使得两者同步转动，而自编码器转轴10与轴套35之间通过第一花键32、第一键槽33固定，实现传动，根据电机转轴25外圈的第二齿轮39大小可选择合适大小内外径的第一齿轮29，确保电机转轴25和自编码器转轴10同转速转动，两者保持同步的转距和转速，可方便用于直观监测工业电机26的速度和距离；
活动限位环36起到阻挡第一齿轮29从轴套35上脱离的目的，第一限位圆板28起到阻挡传动皮带27从第一齿轮29上脱离的目的。
电机转轴25上通过螺纹配合连接有两组第二限位圆板31，两组第二限位圆板31分别活动贴合在第二齿轮39外圈的传动皮带27两侧，第二限位圆板31的外径大于传动皮带27的端部圆形直径，自编码器转轴10上通过螺纹配合连接有两组第一限位圆板28，两组第一限位圆板28分别活动贴合在第一齿轮29外圈的传动皮带27两侧，第一限位圆板28的外径大于传动皮带27的端部圆形直径。
需要说明的是，第二限位圆板31起到阻挡传动皮带27从第二齿轮39上脱离的目的。
本发明还公开了一种基于自编码器的数据压缩方法，包括如上任一的自编码器，还包括以下步骤：
S1：搭建数据网络，在数据网络中设定图像编码所需卷积层的层数、卷积核大小、padding的方法以及strides的数量，分别获得数据网络中的第1至m维图像数据，卷积核尺寸以先大后小的顺序设定，strides的数量，分别获得数据网络中的第1至m维图像数据大于1；
S2：训练数据网络模型，使用数据网络的训练集进行训练，通过mse和bpp构建损失函数，使用Adam优化器进行优化，多次迭代后得到一个训练好的数据网络模型；
S3：得到特征图，将图像输入训练好的神经网络的Encoder中，通过各层卷积层的逐步卷积得到特征图Feature Map，每层卷积层的激活函数使用ReLU或GDN；
S4：量化特征图，通过添加均匀和不均匀噪声的方式量化特征图Feature Map；
S5：二进制符号的概率密度函数，将量化后的特征图Feature Map进行二进制化，对二进制化的特征图进行熵编码，统计所有二进制符号的概率密度函数，对熵编码的方式为将已二进制化的符号的每一个比特根据统计得到的概率密度函数进行算术编码；
S6：将熵编码后的二进制文件序列化保存，对保存的二进制文件使用pickle等序列化的包进行处理；
S7：当需要对图像解码时，将保存的序列化的二进制文件读取，将序列化的二进制文件转化为十进制文件后根据S5中的概率密度函数进行熵解码，在十进制最高位前面加小数点后变成十进制小数；
S8：熵解码后得到特征图Feature Map，通过构建一个与熵编码操作相反的神经网络，利用相反的神经网络的反卷积层代替卷积层将熵解码后的特征图Feature Map恢复为三通道的图像，恢复为三通道的图像在保存时进行取整量化操作。
工作原理：为了解决自编码器应用在工业电机上，容易出现整体设备占地较大，且工业电机上设置有开口，影响工业电机的使用寿命，工业电机内部易进尘、降低其散热效率，且容易进水造成短路等情况，将自编码器壳体1的端部设置有传动连接组件6，自编码器壳体1上的自编码器固定板2可通过螺钉固定在工业电机26靠近电机转轴25的一侧，从而将自编码器壳体1安装在与工业电机26上电机转轴25的同一侧，节省占地面积，且无需给工业电机壳体进行开孔，不会降低工业电机的使用寿命，保证了工业电机使用安全；
本装置代替了同轴安装的方式，将自编码器壳体1安装在电机转轴25的一侧，在自编码器壳体1的自编码器转轴10上安装有传动连接组件6，从而使得自编码器转轴10的外径与电机转轴25的外径保持一致，自编码器转轴10和电机转轴25之间再通过传动皮带27传动连接，使得自编码器转轴10跟随传动皮带27同步转动，可良好用于监测工业电机的速度和距离；
为了避免自编码器转轴10发生离心现象，且增加自编码器转轴10的可避让性，在自编码器转轴10的端部设置有限位环13，限位环13远离自编码器转轴10的一端固定设置有气囊12，气囊12呈压缩状被压合在自编码器固定板2与限位环13之间，自编码器固定板2的内侧面通过螺钉固定设置有保护壳11，保护壳11的截面呈L字形结构，保护壳11整体呈半环形且设置有两组，两组保护壳11共同卡合在限位环13的外圈处，在自编码器转轴10受力严重时，自编码器转轴10会沿着自编码器壳体1的轴线方向伸缩进行避让，从而出现压缩气囊12和释放气囊12的现象，代替了现有的自编码器转轴10不会伸缩避让的方式，有效降低应力，且不影响对工业电机的监测，提高了自编码器壳体1整体的使用寿命，实用性强；
根据测量精度从低到高，可将光孔22的数量由低到高设置，具体根据实际需求进行设计，为现有常见技术，具体的，当自编码器挡板9转动时，光源7发出的光源通过对应的光孔22被光源接收传感器8接收，而自编码器挡板9、自编码器转轴10与电机转轴25同步转动，故而可通过光源接收传感器8接收到的光线频率信号判断电机转轴25的转速和转距，在此不做过多的赘述；
为了避免自编码器挡板9发生偏移或者离心等影响监测数据的现象，在自编码器壳体1的内壁设置有弹性压板18，弹性压板18的端部固定设置有挡环20，挡环20卡合在限位环槽21中，自编码器壳体1的内壁上固定焊接有三组抵触在挡环20远离限位环槽21一侧和弹性压板18内侧的弹簧19，弹簧19可实时推动弹性压板18端部的挡环20贴合在限位环槽21中，从而使得自编码器挡板9被限制在同一平面的同一位置，自编码器挡板9不会出现偏移或者离心等现象，自编码器转轴10和自编码器挡板9能够同轴线稳定转动，而避免离心现象的发生；
在自编码器转轴10穿过自编码器拆卸板4的位置时通常设置有转动轴承，而转动轴承易磨损，在使用时间长后，自编码器转轴10周围的空间变大，自编码器转轴10再次转动时产生的离心现象较为明显，从而使得光源接收传感器8监测到的数据拨动较大，而不能正常监测，因此，在圆形调节槽16中设置有贴合板23，贴合板23设置于自编码器转轴10的外圈，贴合板23远离自编码器转轴10的一端设置有调节螺钉5，调节螺钉5穿过自编码器拆卸板4的内部层结构并从自编码器拆卸板4的侧面伸出，调节螺钉5与自编码器拆卸板4之间通过螺纹配合连接，贴合板23使用强度低于自编码器转轴10强度的材料，在自编码器转轴10转动时，贴合板23实时贴合在自编码器转轴10的外圈处，从而对自编码器转轴10的外圈进行限制，降低其离心现象，而贴合板23强度低于自编码器转轴10的强度，贴合板23会首先发生磨损，当贴合板23磨损到一定程度之后可通过转动调节螺钉5将贴合板23再次压合在自编码器转轴10的外圈处，从而继续对自编码器转轴10产生较强的限制作用，避免其发生过大的离心现象而不能用于正常监测；
第一齿轮29与轴套35之间也通过花键和键槽连接，从而使得两者同步转动，而自编码器转轴10与轴套35之间通过第一花键32、第一键槽33固定，实现传动，根据电机转轴25外圈的第二齿轮39大小可选择合适大小内外径的第一齿轮29，确保电机转轴25和自编码器转轴10同转速转动，两者保持同步的转距和转速，可方便用于直观监测工业电机26的速度和距离。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换,凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种自编码器，包括自编码器壳体(1)，其特征在于：所述自编码器壳体(1)呈一侧开口的圆筒状结构，自编码器壳体(1)的开口处通过螺钉固定有自编码器拆卸板(4)，自编码器壳体(1)的另一侧一体设置有自编码器固定板(2)，自编码器固定板(2)上设置有自编码器固定孔(3)，所述自编码器壳体(1)的中部设置有自编码器转轴(10)，所述自编码器转轴(10)与自编码器壳体(1)同轴，自编码器转轴(10)的中部固定设置有自编码器挡板(9)，所述自编码器挡板(9)上设置有光孔(22)，所述自编码器固定板(2)和自编码器拆卸板(4)的内壁上分别固定设置有光源(7)、光源接收传感器(8)，所述光源(7)、光源接收传感器(8)对应在光孔(22)的两侧，所述自编码器拆卸板(4)的中部设置有圆形调节槽(16)，所述圆形调节槽(16)中设置有贴合板(23)，所述贴合板(23)设置于自编码器转轴(10)的外圈，所述贴合板(23)远离自编码器转轴(10)的一端设置有调节螺钉(5)，所述调节螺钉(5)穿过自编码器拆卸板(4)的内部层结构并从自编码器拆卸板(4)的侧面伸出，调节螺钉(5)与自编码器拆卸板(4)之间通过螺纹配合连接。
2.根据权利要求1所述的一种自编码器，其特征在于：所述调节螺钉(5)靠近贴合板(23)的一端固定设置有连接板(24)，连接板(24)与贴合板(23)之间通过螺钉固定，所述贴合板(23)呈弧形板状结构，且弧形板状结构的弧度与自编码器转轴(10)的外圈弧度相匹配。
3.根据权利要求1所述的一种自编码器，其特征在于：所述圆形调节槽(16)外部的自编码器转轴(10)上通过螺纹配合连接有转动环(15)，所述自编码器拆卸板(4)的外侧表面设置有离心现象指示环(14)，所述离心现象指示环(14)与自编码器壳体(1)同轴，所述转动环(15)的外圈处设置有延伸至离心现象指示环(14)内圈线位置的指针(17)。
4.根据权利要求1所述的一种自编码器，其特征在于：所述自编码器转轴(10)位于自编码器壳体(1)内部的一端固定设置有限位环(13)，所述限位环(13)远离自编码器转轴(10)的一端固定设置有气囊(12)，所述气囊(12)呈压缩状被压合在自编码器固定板(2)与限位环(13)之间，所述自编码器固定板(2)的内侧面通过螺钉固定设置有保护壳(11)，所述保护壳(11)的截面呈L字形结构，保护壳(11)整体呈半环形且设置有两组，两组保护壳(11)共同卡合在限位环(13)的外圈处。
5.根据权利要求1所述的一种自编码器，其特征在于：所述自编码器挡板(9)上的光孔(22)呈圆形阵列状设置有多组，所述自编码器挡板(9)的外圈设置有限位环槽(21)，所述自编码器壳体(1)的内壁上固定焊接有弹性压板(18)，所述弹性压板(18)的端部固定设置有挡环(20)，所述挡环(20)卡合在限位环槽(21)中，所述自编码器壳体(1)的内壁上固定焊接有三组抵触在挡环(20)远离限位环槽(21)一侧和弹性压板(18)内侧的弹簧(19)。
6.根据权利要求1所述的一种自编码器，其特征在于：所述自编码器壳体(1)的一侧设置有工业电机(26)，工业电机(26)上传动连接有电机转轴(25)，所述自编码器壳体(1)上的自编码器转轴(10)与电机转轴(25)之间通过传动皮带(27)传动连接。
7.根据权利要求6所述的一种自编码器，其特征在于：所述传动连接组件(6)包括轴套(35)、第一齿轮(29)，所述轴套(35)的内圈处设置有第一键槽(33)，所述自编码器转轴(10)上固定设置有卡合在第一键槽(33)中的第一花键(32)，所述轴套(35)靠近自编码器壳体(1)的一端固定设置有固定限位环(34)，所述轴套(35)远离自编码器壳体(1)的一端通过螺纹配合连接有活动限位环(36)，所述轴套(35)的外部活动套设有第一齿轮(29)，所述传动皮带(27)的内圈处设置有多组等距离分布的啮合齿(30)，所述第一齿轮(29)的外圈与啮合齿(30)之间啮合传动。
8.根据权利要求7所述的一种自编码器，其特征在于：所述电机转轴(25)的外圈处一体设置有第二花键(37)，所述第二花键(37)卡合在第二键槽(38)中，第二键槽(38)设置于第二齿轮(39)的内圈处，所述第二齿轮(39)与对应的啮合齿(30)之间啮合传动。
9.根据权利要求8所述的一种自编码器，其特征在于：所述电机转轴(25)上通过螺纹配合连接有两组第二限位圆板(31)，两组第二限位圆板(31)分别活动贴合在第二齿轮(39)外圈的传动皮带(27)两侧，第二限位圆板(31)的外径大于传动皮带(27)的端部圆形直径，所述自编码器转轴(10)上通过螺纹配合连接有两组第一限位圆板(28)，两组第一限位圆板(28)分别活动贴合在第一齿轮(29)外圈的传动皮带(27)两侧，第一限位圆板(28)的外径大于传动皮带(27)的端部圆形直径。
10.一种基于自编码器的数据压缩方法，其特征在于：包括如权利要求1-9任一所述的自编码器，还包括以下步骤：
S1：搭建数据网络，在数据网络中设定图像编码所需卷积层的层数、卷积核大小、padding的方法以及strides的数量，分别获得数据网络中的第1至m维图像数据；
S2：训练数据网络模型，使用数据网络的训练集进行训练，通过mse和bpp构建损失函数，使用Adam优化器进行优化，多次迭代后得到一个训练好的数据网络模型；
S3：得到特征图，将图像输入训练好的神经网络的Encoder中，通过各层卷积层的逐步卷积得到特征图Feature Map；
S4：量化特征图，通过添加均匀和不均匀噪声的方式量化特征图Feature Map；
S5：二进制符号的概率密度函数，将量化后的特征图Feature Map进行二进制化，对二进制化的特征图进行熵编码，统计所有二进制符号的概率密度函数；
S6：将熵编码后的二进制文件序列化保存；
S7：当需要对图像解码时，将保存的序列化的二进制文件读取，将序列化的二进制文件转化为十进制文件后根据S5中的概率密度函数进行熵解码；
S8：熵解码后得到特征图Feature Map，通过构建一个与熵编码操作相反的神经网络，利用相反的神经网络的反卷积层代替卷积层将熵解码后的特征图Feature Map恢复为三通道的图像。
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