CN115112367B - 一种万向节及其工作状态的监测预警方法、系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种万向节及其工作状态的监测预警方法、系统，万向节包括十字轴，十字轴的四个端部形成有轴颈，轴颈外设置有轴套，轴套与轴颈之间形成有密闭室，方法包括：S100：采集工作温度值t、环境温度值T、振动加速度值A和压力值P，并设定温升阈值∆Tmax、振动加速度阈值Amax和压力阈值Pmax；S200：由工作温度值t和环境温度值T作差得到温升值∆T；S300：将∆T与∆Tmax比较，将A与Amax比较，将P与Pmax比较；若∆T≥∆Tmax，则发出预警；若A≥Amax，则发出预警；若P≥Pmax，则发出预警；A≥Amax*C₁且P≥Pmax*C₂，则发出预警；若∆T≥∆Tmax*C₃且A≥Amax*C₄，则发出预警；若∆T≥∆Tmax*C₅且P≥Pmax*C₆，则发出预警。应用本发明能够更加准确地判断万向节的工作状态，减少误报警。

Description

一种万向节及其工作状态的监测预警方法、系统

技术领域

本发明属于万向节领域，尤其涉及一种万向节及其工作状态的监测预警方法、系统。

背景技术

十字轴万向节是实现变角度动力传递的机件，用于需要改变传动轴线方向的位置，它常用于汽车驱动系统的万向传动装置，为汽车上广泛使用的不等速万向节。其一般包括十字轴总成和设置于十字轴总成两侧的节叉臂，一侧节叉臂与驱动轴连接，另一侧节叉臂与传动轴连接，从而起到动力传递的作用。其中十字轴总成包括十字轴、轴套、滚针和轴承盖，十字轴在其四个端部形成有轴颈，轴套转动套设于轴颈上，两者之间形成有密闭室，该密闭室内设置有滚针，轴套一侧使用轴承盖密封，另一侧使用油封密封。

十字轴万向节在使用一定时间后，轴颈和滚针之间会由于磨损而造成间隙过大，或者由于载荷过大造成轴颈出现弯曲变形，上述的间隙过大或者弯曲变形均会导致十字轴上各个轴颈的中心轴线不在同一个平面上，或相邻的两轴中心线不垂直。这样十字轴万向节“带病”运行就会导致十字轴万向节在运行中产生晃动，使传动轴中心线偏离其旋转中心线，使传动轴产生振抖现象和运行中传动轴发出异常响声的现象，该种情况下可能引起十字轴万向节与传动轴脱离造成翻车等安全事故。

相关技术中为避免上述安全事故的发生，考虑到十字轴万向节在“带病”运行的状态下其内部温度会发生异常（轴颈与滚针之间磨损异常导致升温）、振动加速度会发生异常（快速振抖导致），因此使用传感器对十字轴万向节进行监测，再使用控制系统对传感器采集的数据进行处理，当发现振动加速度值异常或温度值异常时，则发出报警。

但上述控制系统会频繁的发出误报警，导致无法实际应用，究其原因，一方面是因为其判断逻辑存在较多问题，导致其对万向节工作状态的错误判断而产生误报警；另一方面是因为其传感器所监测到的数据不能够真实反映出万向节工作状态造成误报警。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一，为此，本发明提供了一种万向节及其工作状态的监测预警方法、系统。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：一种万向节工作状态的监测预警方法，所述万向节包括十字轴，所述十字轴的四个端部形成有轴颈，所述轴颈外设置有轴套，所述轴套与轴颈之间形成有密闭室，该监测预警方法包括：

S100：采集万向节的工作温度值t、万向节周围的环境温度值T、万向节的振动加速度值A和所述密闭室内的压力值P，并预先设定温升阈值∆Tmax、振动加速度阈值Amax和压力阈值Pmax；

S200：由所述工作温度值t和环境温度值T作差得到温升值∆T；

S300：将所述温升值∆T与所述温升阈值∆Tmax进行比较，同步将所述振动加速度值A与所述振动加速度阈值Amax比较，同步将所述压力值P与所述压力阈值Pmax比较；

若∆T≥∆Tmax，则发出预警；或者，

若A≥Amax，则发出预警；或者，

若P≥Pmax，则发出预警；或者，

A≥Amax*C₁且P≥Pmax*C₂，则发出预警；或者，

若∆T≥∆Tmax*C₃且A≥Amax*C₄，则发出预警；或者，

若∆T≥∆Tmax *C₅且P≥Pmax*C₆，则发出预警；

其中，所述C₁、C₂、C₃、C₄、C₅和C₆均为系数，0.75≤C₁≤0.95，0.75≤C₂≤0.95，0.75≤C₃≤0.95，0.75≤C₄≤0.95，0.75≤C₅≤0.95，0.75≤C₆≤0.95。

本发明具有以下有益效果：

1、在使用温度参数来评价万向节的工作状态时，不仅对万向节的工作温度值进行采集，还对万向节工作时所处环境的环境温度值进行采集，通过两者作差得到温升值∆T，由于万向节在未工作状态下就会受到环境影响而具有与周围环境近似的温度值，因此使用温升值∆T可以更加准确地反映出由于万向节工作运行而带来的温度升高的情况，也即正确的应用温度这一评价因素来反映万向节真实的工作状态，降低误报警发生的概率；

2、本发明增加了密闭室内压力这一评价因素，当发生密闭室内压力值异常增大而其它评价因素未达到阈值的情况时，能够通过压力阈值判断出万向节处于异常工作状态，也即通过增加评价因素的方式准确地反映出万向节工作状态，减少误报警；

3、通过温度参数、振动加速度参数和压力参数中的两个来综合考量，能够更加准确地反映出万向节的工作状态，也即在单一评价维度达到阈值时发出预警，在两个评价维度上同时达到相应阈值乘以系数，也会发出预警。

优选的，所述温升阈值∆Tmax为35℃至55℃之间的选定值，所述压力阈值Pmax为0.8Mpa至1.5Mpa之间的选定值，所述振动加速度阈值Amax为2g至3g之间的选定值，所述压力阈值Pmax为0.8Mpa至1.5Mpa之间的选定值。

优选的，该方法还包括：在S100中，预先设置n个环境温度范围且预先设置n个温升阈值∆Tmax，n≥2；

在S200与S300之间，还包括：

S210：判断环境温度值T落入的所述环境温度范围；以及，

S220：根据所述环境温度值T落入的环境温度范围从n个所述温升阈值∆Tmax中选择一个作为用于评价所述万向节的工作状态的选定温升阈值∆Tmaxd；

其中，在S300中，使用所述选定温升阈值∆Tmaxd与所述温升值∆T进行比较。万向节在运行工作时的升温程度也会受到环境温度的影响，因此针对不同的温度，通过预先设置n个环境温度范围，且预先设置n个温升阈值∆Tmax，将不同温度对万向节运行工作时的升温程度影响准确地反映出来，能够更加真实准确地反映出万向节的工作状态，进一步降低误报警的概率。

优选的，在S100中，采集万向节的工作时长值D以及预先设定工作时长阈值Dmax；

在S300中，当∆T≥∆Tmax且A＜Amax*C₄时，则进行S400；

S400：将所述工作时长值D与所述工作时长阈值Dmax进行比较；

若D＜Dmax，则发出第一检修提示预警；

若D≥Dmax，则发出第二检修提示预警；

其中，所述工作时长阈值Dmax为10000h至20000h之间的选定值。当综合考量万向节温升值变化和万向节振动加速度值变化这两方面的因素时，若其中温升值达到或超出温升阈值，而振动加速度值一直未超出振动加速度阈值乘以系数C₄，则可能存在其它方面的问题，通过引入工作时长这个因素，能够在上述情况发生时，更加准确地判断万向节工作状态。

优选的，所述轴套上设置有用于密封所述密闭室的轴承盖；在S100中，采集所述轴承盖上的温度或者采集所述密闭室内的温度作为工作温度值t。温升变化主要是由轴颈与滚针之间摩擦引起的，通过测量轴承盖表面的温度值或者密闭室内的温度值，均能够准确地反映出轴颈与滚针之间摩擦的严重程度，也即能够准确地判断万向节的工作状态。

优选的，所述万向节还包括节叉臂，所述节叉臂包括节叉臂本体和用于连接所述十字轴的连接耳；该方法还包括：在S100中，采集所述节叉臂本体上远离连接耳位置处的温度作为环境温度值T。采集环境温度值是要考量在万向节未工作的状态下其受环境影响而具有的温度，因此测量位置要既能够与十字轴近一些，以保证能够准确地表征十字轴处的环境温度值，另一方面又要避免万向节工作时产生的热量传递，对测量位置处的温度产生较大影响。因此综合考量，将测量位置设置于节叉臂本体上远离连接耳位置处。

本发明还采用了技术方案如下：一种万向节工作状态的监测预警系统，用于实施如上述技术方案中任一项所述的万向节工作状态的监测预警方法，该监测预警系统包括：环境温度传感器，其设置于所述万向节的周边且用于采集环境温度值；集成传感器，其设置于所述万向节上且用于采集万向节的工作参数；控制模块，其内预先设置有环境温度阈值和工作参数阈值，并且所述控制模块与所述环境温度传感器及集成传感器均信号连通；以及，预警模块，其与所述控制模块电连接并受所述控制模块控制发出预警；其中，所述控制模块用于根据所述环境温度参数及所述工作参数对所述万向节的工作状态进行判断；其中，所述工作参数包括工作温度值、振动加速度值和压力值。

本发明还采用了技术方案如下：一种万向节，包括十字轴总成和设置于所述十字轴总成两侧的节叉臂，所述十字轴总成包括十字轴和轴套，所述十字轴的四个端部形成有轴颈，所述轴颈与轴套之间形成有密闭室，所述轴套上设置有用于密封所述密闭室的轴承盖；所述万向节上安装有如上述技术方案中所述的环境温度传感器和集成传感器；其中，所述环境温度传感器安装在所述节叉臂上远离十字轴的位置处，所述集成传感器安装在所述轴承盖上。

优选的，所述集成传感器包括：外壳，其具有主壳体和形成于所述主壳体上的连接部，所述主壳体内形成有容纳腔；集成电路板，其设置于所述容纳腔内，且所述集成电路板上安装有用于采集所述工作参数的传感器芯片；以及，供电电池，其设置于所述容纳腔内且与所述集成电路板电连接；其中，所述集成传感器通过所述连接部固接于所述轴承盖上。

优选的，所述供电电池与所述集成电路板上下叠放设置，所述外壳具有关于纵轴线对称的整体形状。通过将供电电池与集成电路板设计为上下叠放，这样外壳就能够设计为具有关于纵轴线对称的整体形状，在将该集成传感器安装至万向节上时操作更加方便。

优选的，所述轴承盖上设置有用于安装所述连接部的装配孔；所述连接部上具有外螺纹，所述装配孔内具有内螺纹，所述连接部螺纹连接在装配孔内；或，所述连接部与所述装配孔过盈配合。

优选的，所述连接部上具有导通容纳腔与外部的通孔，所述通孔内注入有导热硅胶。

本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

图1是本发明实施例一提供的一种万向节工作状态的监测预警方法的流程图；

图2是实施例一中所述万向节的结构示意图；

图3是万向节中十字轴总成的俯视图；

图4是本发明实施例二提供的一种万向节工作状态的监测预警方法的流程图；

图5是本发明实施例三提供的一种万向节工作状态的监测预警方法的流程图；

图6是本发明实施例六提供的一种万向节工作状态的监测预警系统的示意图；

图7是本发明实施例七提供的一种万向节的结构示意图；

图8是实施例七中集成传感器的剖视图。

其中，1.十字轴总成，10.十字轴，100.轴颈，11.轴套，12.轴承盖，2.节叉臂，3.环境温度传感器，4.集成传感器，40.外壳，400.主壳体，401.连接部，4010.通孔，41.集成电路板，42.供电电池，5.控制模块，6.预警模块。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

下面参考附图描述本发明实施例。

实施例一：如图1中所示，本实施例提供了一种万向节工作状态的监测预警方法，本实施例中的万向节如图2和图3中所示，为十字轴式万向节，该万向节包括十字轴总成1和连接在十字轴总成1两侧的节叉臂2，其中十字轴总成1包括十字轴10、轴套11、滚针和轴承盖12，十字轴10在其四个端部具有轴颈100，轴颈100与轴套11之间形成用于装入滚针的密闭室，轴承盖12设置于轴颈100端部且用于封闭所述密闭室，防止密闭室内的润滑脂泄露。

上述的万向节在工作时，或由于使用时间过长、或由于润滑脂质量差、或由于最初装配时轴颈100与滚针的装配间隙没有调整好，会导致轴颈100与滚针之间的摩擦增大，进而带来两方面的问题：轴颈100和滚针之间由于磨损而造成间隙过大；摩擦造成升温，而温度值上升会明显引起润滑脂的润滑性能下降，进一步导致摩擦增大。另外，载荷过大会造成轴颈100出现弯曲变形，上述的间隙过大或者弯曲变形均会导致十字轴10上各个轴颈100的中心轴线不在同一个平面上，或相邻的两轴中心线不垂直。这样，一方面十字轴10万向节“带病”运行就会导致十字轴10万向节在运行中产生晃动，使传动轴中心线偏离其旋转中心线，使传动轴产生振抖现象和运行中传动轴发出异常响声的现象，该种情况下可能引起十字轴10万向节与传动轴脱离造成翻车等安全事故。另一方面摩擦引起的温升或通过降低润滑性能而进一步加剧摩擦，加速万向节损坏。

相关技术中对万向节工作状态进行监测时，考虑到上述情况，一般是使用温度传感器和振动加速度传感器监测万向节的温度值和振动加速度值，然后分别设置相应的阈值，当上述的温度值或者振动加速度值超过对应的阈值后则发出报警。但在实际应用过程中，频繁发生误报警的情况，增加了检修次数，耽误使用该万向节的设备的运行，同时频繁误报警容易分散设备操作者的注意力，严重时可导致安全事故的发生。相关技术中的研发人员在分析上述误报警的问题时，认为引起误报警的主要原因是温度传感器所监测到的温度值不能够准确地反映万向节内部的温度值，因此推导出的温度阈值较小，从而容易引发误报警。因此相关技术中的研究思路均集中在如何准确地监测万向节内部的温度值，也即温度传感器如何设置的问题。

本申请的发明人深入分析该问题后，认为引起频繁误报警的主要原因并非万向节的温度监测不准确，而是判断逻辑存在较大问题，具体的说，为了使用温度参数判断万向节的工作状态是否正常，就需要该温度参数能够正确地反映出轴颈100和滚针摩擦的剧烈程度。发明人经过分析，认为万向节的工作温度值并不能够表征由于轴颈100和滚针摩擦的剧烈程度，因为万向节在未工作时就具有了受周围环境温度影响的基础温度值，然后在万向节工作时，由于轴颈100和滚针的摩擦造成升温，该温升值才能够准确地表征出轴颈100和滚针的摩擦剧烈程度，也即轴颈100和滚针摩擦越剧烈，温升值越大。

还有，某些情况下所监测的温度及振动加速度均未达到相关阈值，而实际上万向节工作状态已经异常，例如，温度升高时会导致密闭室内压力增加，该压力较大时会将密封用的油封顶开造成润滑脂泄露，影响万向节的工作。如果仅监测温度因素，那么当温度方面未达到阈值时，即使由上述情形引起漏油、造成万向节工作状态异常，也不能够及时发出预警，造成漏报警。阈值的预先设定是依靠实验采集数据并结合推导得出，相关技术中由于未能准确分析上述漏报警的原因，在出现漏报警的情况后，为了防止漏报警，就容易将对应阈值设置的较低，这样也容易造成误报警。

也即，相关技术中由于用于评价万向节工作状态的评价因素较少、评价因素单独使用且未能正确应用评价因素来反映万向节真实的工作状态，从而造成容易误报警。因此，本实施例中提出上述的监测预警方法，该监测预警方法包括：

S100：采集万向节的工作温度值t、万向节周围的环境温度值T、万向节的振动加速度值A和密闭室内的压力值P，并预先设定温升阈值∆Tmax、振动加速度阈值Amax和压力阈值Pmax；

S200：由工作温度值t和环境温度值T作差得到温升值∆T；

S300：将温升值∆T与温升阈值∆Tmax进行比较，同步将振动加速度值A与振动加速度阈值Amax比较，同步将压力值P与压力阈值Pmax比较；

若∆T≥∆Tmax，则发出预警；或者，

若A≥Amax，则发出预警；或者，

若P≥Pmax，则发出预警；或者，

A≥Amax*C₁且P≥Pmax*C₂，则发出预警；或者，

若∆T≥∆Tmax*C₃且A≥Amax*C₄，则发出预警；或者，

若∆T≥∆Tmax *C₅且P≥Pmax*C₆，则发出预警；

其中，C₁、C₂、C₃、C₄、C₅和C₆均为系数，0.75≤C₁≤0.95，0.75≤C₂≤0.95，0.75≤C₃≤0.95，0.75≤C₄≤0.95，0.75≤C₅≤0.95，0.75≤C₆≤0.95，本实施例中C₁、C₂、C₃、C₄、C₅和C₆均为0.9。

本实施例中的预警采用蜂鸣器报警的方式，可以理解的是，在其它的实施方式中也可以结合万向节的应用场景需求而使用不同的预警方式，如闪烁灯等。

这样使用温度参数来评价万向节的工作状态时，不仅对万向节的工作温度值进行采集，还对万向节工作时所处环境的环境温度值进行采集，通过两者作差得到温升值∆T，由于万向节在未工作状态下就会受到环境影响而具有与周围环境近似的温度值，因此使用温升值∆T可以更加准确地反映出由于万向节工作运行而带来的温度升高的情况，也即正确的应用温度这一评价因素来反映万向节真实的工作状态，降低误报警发生的概率；

本实施例中还增加了密闭室内压力这一评价因素，当发生密闭室内压力值异常增大而其它评价因素未达到阈值的情况时，能够通过压力阈值判断出万向节处于异常工作状态，从而发出预警，也即通过增加评价因素的方式准确地反映出万向节工作状态，避免通过调低阈值来减少漏报警，减少因调低阈值带来的误报警；

另外，通过温度参数、振动加速度参数和压力参数中的任意两个评价因素来综合考量，能够更加准确地反映出万向节的工作状态，也即在单一评价维度达到阈值时发出预警，在两个评价维度上同时达到相应阈值乘以系数，也会发出预警，这样能够进一步降低误报警发生率。

其中，温升阈值∆Tmax为35℃至55℃之间的选定值（包括35℃和55℃），振动加速度阈值Amax为2g至3g之间的选定值（包括2g和3g），压力阈值Pmax为0.8Mpa至1.5Mpa之间的选定值（包括0.8Mpa和1.5Mpa）。

另外，如前所述，用于监测温度参数的传感器的安装位置也很重要，其位置关系到能否采集到能够准确表征万向节内部温度的温度数据，相关技术中大多是将传感器设置于十字轴10上，且在十字轴10上开孔，将传感器埋设于孔内，用以缩短传感器与轴颈100的距离，这样尽量采集轴颈100附近的温度。然而这样的方式一方面还不够准确，另一方面开孔会造成十字轴10强度下降，影响其使用寿命。因此，结合图7中所示，本实施例中的该方法还包括：在S100中，采集轴承盖12上的温度或者采集密闭室内的温度作为工作温度值t。温升变化主要是由轴颈100与滚针之间摩擦引起的，通过测量轴承盖12表面的温度值或者密闭室内的温度值，均能够准确地反映出轴颈100与滚针之间摩擦的严重程度，也即能够准确地判断万向节的工作状态。同时，测量轴承盖12上的温度或者密闭室内的温度，均无需在十字轴10上打孔，不会破坏十字轴10的强度。

进一步的，该方法还包括：在S100中，采集节叉臂本体上远离连接耳位置处的温度作为环境温度值T。采集环境温度值是要考量在万向节未工作的状态下其受环境影响而具有的温度，因此测量位置要既能够与十字轴10近一些，以保证能够准确地表征十字轴10处的环境温度值，另一方面又要避免万向节工作时产生的热量传递，对测量位置处的温度产生较大影响。因此综合考量，将测量位置设置于节叉臂本体上远离连接耳位置处。

实施例二：本实施例也提供了一种万向节工作状态的监测预警方法，如图4中所示，考虑到环境温度对温升程度也会有一定影响，例如同样的万向节在不同的环境温度下工作时，其工作产生的热量在低温环境下会更快速的散去，从而温升程度比高温环境下要低，因此在选定温升阈值时也要考虑环境温度的影响。

因此，为更加准确地判断万向节的工作状态、减少误报警，本实施例提供的该监测预警方法还包括：

在S100中，预先设置n个环境温度范围且预先设置n个温升阈值∆Tmax，n≥2，具体到本实施例中，n为5；

在S200与S300之间，还包括：

S210：判断环境温度值T落入的环境温度范围；以及，

S220：根据环境温度值T落入的环境温度范围从n个温升阈值∆Tmax中选择一个作为用于评价万向节的工作状态的选定温升阈值∆Tmaxd；

其中，在S300中，使用选定温升阈值∆Tmaxd与温升值∆T进行比较。

万向节在运行工作时的升温程度也会受到环境温度的影响，因此针对不同的温度，通过预先设置n个环境温度范围，且预先设置n个温升阈值∆Tmax，将不同温度对万向节运行工作时的升温程度影响准确地反映出来，能够更加真实准确地反映出万向节的工作状态，进一步降低误报警的概率。

如前所述，本实施例中设置有5个环境温度范围，分别为-20℃~-10℃、-10℃~0℃、0℃~20℃、20℃~30℃、大于30℃，并且设置5个温升阈值∆Tmax，分别为35℃、40℃、45℃、50℃、55℃，当环境温度值T落入-20℃~-10℃环境温度范围时，选定35℃作为选定温升阈值∆Tmaxd，若∆T≥35℃，则发出预警。

也即当-20℃＜T≤-10℃时，则选定35℃作为选定温升阈值∆Tmaxd，若∆T≥35℃，则发出预警；相应的，当-10℃＜T≤0℃时，则选定40℃作为选定温升阈值∆Tmaxd，若∆T≥40℃，则发出预警；当0℃＜T≤20℃时，则选定45℃作为选定温升阈值∆Tmaxd，若∆T≥45℃，则发出预警；当20℃＜T≤30℃时，则选定50℃作为选定温升阈值∆Tmaxd，若∆T≥50℃，则发出预警；当T＞30℃时，则选定55℃作为选定温升阈值∆Tmaxd，若∆T≥55℃，则发出预警。

可以理解的是，在综合考量温度因素及其他如振动加速度因素或压力因素时，也将选定温升阈值∆Tmaxd作为温升阈值使用。

实施例三：本实施例也提供了一种万向节工作状态的监测预警方法，如图5中所示，该方法在实施例一的基础上，引入了工作时长的因素来评价万向节的工作状态，在实施例一中，当∆T≥∆Tmax ，或者∆T≥∆Tmax*C₃且A≥Amax*C₄均可引发报警，但实际情况中可能存在下述情况：∆T已经达到或超出∆Tmax了，但A一直未达到Amax*C₄，该种情况下温升值已经非常高了，但振动加速度值没有相应升高，此时按照∆T≥∆Tmax的条件进行判断则发出报警，可能为误报警，而若按照∆T≥∆Tmax*C₃且A≥Amax*C₄的条件进行判断则不发出报警，可能漏报。发明人分析引起该情况的原因一般是传感器异常，如用于监测温度值的传感器监测到的数据比实际偏高，或者用于监测振动加速度值的传感器监测到的数据比实际偏低。在上述情况下，需要发出报警提示对传感器进行检修，以排除传感器异常的可能，再判断万向节是否正常工作。因此，本实施例中引入工作时长这一因素，本实施例中该监测预警方法包括：

在S100中，采集万向节的工作时长值D以及预先设定工作时长阈值Dmax；

在S200与S300之间还包括S230:将工作时长值D与工作时长阈值Dmax进行比较；

在S300中，当∆T≥∆Tmax且A＜Amax*C₄时，则进行S400；

S400：根据工作时长值D与工作时长阈值Dmax的比较结果发出预警；

若D＜Dmax，则发出第一检修提示预警；

若D≥Dmax，则发出第二检修提示预警；

其中，工作时长阈值Dmax为10000h至20000h之间的选定值；

具体到本实施例中，工作时长阈值Dmax为12000小时，上述的第一检修提示预警表示向操作者发出第一类型的检修提示，该第一类型的检修提示表示：首先检查用于监测温度的传感器是否异常，若无异常则说明万向节温度超高，需要停止运行，然后再排查用于监测振动加速度的传感器是否异常，若监测温度的传感器异常，则说明万向节工作状态正常，需更换用于监测温度的传感器；而第二检修提示预警表示向操作者发出第二类型的检修提示，该第二类型的检修提示表示：首先检查用于监测振动加速度的传感器是否异常，若有异常，则说明万向节的温度超高，需要停止运行，然后再排查用于监测温度的传感器是否异常，若监测振动加速度的传感器异常，则说明万向节工作状态正常，需更换用于监测振动加速度的传感器。上述的判断逻辑说明如下：在万向节使用时长未达到工作时长阈值时，万向节的工作状态更大可能的处于正常状态，因此在发生∆T≥∆Tmax且A＜Amax*C₄的状况时，对照∆T和A两组数据，首先怀疑是否是由于用于监测温度的传感器异常而引起∆T偏高，因此发出第一检修提示预警；而当万向节使用时长超出工作时长阈值时，万向节的工作状态更大可能的处于非正常状态，因此在发生∆T≥∆Tmax且A＜Amax*C₄的状况时，对照∆T和A两组数据，首先怀疑是否是由于用于监测振动加速度的传感器异常而引起A偏低，因此发出第二检修提示预警。

也即应用本实施例中的方法时，当∆T≥∆Tmax单一维度的条件达到时，并不直接发出报警，而是结合振动加速度以及工作时长综合考量，经过判断后发出第一检修提示预警或第二检修提示预警或蜂鸣报警。

当综合考量万向节温升值变化和万向节振动加速度值变化这两方面的因素时，若其中温升值达到或超出温升阈值，而振动加速度值一直未超出振动加速度阈值乘以系数，则可能存在其它方面的问题，通过引入工作时长这个因素，能够在上述情况发生时，更加准确地判断万向节工作状态。

实施例四：本实施例提供了一种万向节工作状态的监测预警系统，如图6中所示，该监测预警系统包括：环境温度传感器3、集成传感器4、控制模块5和预警模块6，其中，环境温度传感器3设置于万向节的周边且用于采集环境温度参数，集成传感器4设置于万向节上且用于采集万向节的工作参数，控制模块5内预先设置有环境温度阈值和工作参数阈值，并且控制模块5与环境温度传感器3及集成传感器4均信号连通，预警模块6与控制模块5电连接并受控制模块5控制发出预警。其中，控制模块5用于根据环境温度参数及工作参数对万向节的工作状态进行判断，工作参数包括工作温度值、振动加速度值和压力值。

应用该监测预警系统对万向节进行监测时，通过环境温度传感器3监测万向节工作时周围环境的温度值，同时通过集成传感器4监测万向节工作时的工作温度值、振动加速度值及密闭室内的压力值，综合其中多重因素进行考量，能够更准确地反映出万向节的工作状态，从而大大降低误报警发生的几率。

另外，该监测预警系统内还可以安装计时器，通过计时器记录万向节的工作时长，从而还能够引入工作时长的因素来综合考量，以便于更准确地反映出万向节的工作状态。

实施例五：如图7所示，本实施例提供了一种万向节，结合图2和图3所示，该万向节包括十字轴总成1和设置于其两侧的节叉臂2，其中十字轴总成1包括十字轴10，十字轴10的四个端部形成有轴颈100，轴颈100外设置有轴套11，轴套11与轴颈100之间形成有密闭室，轴套11上设置有用于密封密闭室的轴承盖12；万向节上安装有如上述实施例四提供的的万向节工作状态的监测预警系统；其中，轴承盖12上设置有供连接部401伸入密闭室内的装配孔，并且集成传感器4通过连接部401固接于轴承盖12上。将连接部401伸入至密闭室内，这样集成传感器4就能够直接测量密闭室内的温度值、压力值，能够更加真实的反映出万向节工作状态。

相关技术中在将传感器安装至万向节上时，一般采用螺纹连接的方式，同时设置感温头伸入至靠近密闭室的位置，同时感温头与电控板需要导线连接，这样的方式安装操作复杂且导线容易损坏。为解决上述问题，结合图8所示，本实施例中的集成传感器4包括外壳40、集成电路板41、传感器芯片和供电电池42，其中，外壳40具有主壳体400和形成于主壳体400上的连接部401，主壳体400内形成有容纳腔，而集成电路板41设置于容纳腔内，且集成电路板41上安装有用于采集工作参数的传感器芯片，供电电池42也设置于容纳腔内且与集成电路板41电连接。另外，连接部401上具有导通容纳腔与外部的通孔4010，通孔4010内注入有导热硅胶，在使用时，依靠导热硅胶将被采集位置处的热量传导至传感器芯片处进行测温。

进一步的，为便于装配，本实施例中将供电电池42与集成电路板41上下叠放设置，外壳40具有关于纵轴线对称的整体形状，也即通过将供电电池42与集成电路板41设计为上下叠放，这样外壳40就能够设计为具有关于纵轴线对称的整体形状，在将该集成传感器4安装至万向节上时操作更加方便，尤其是采用螺纹连接的方式时，由于外壳40具有关于纵轴线对称的整体形状，在旋拧进行螺纹连接时不会与周围的部件发生干涉影响。

本实施例中的连接部401上具有外螺纹，装配孔内具有内螺纹，连接部401螺纹连接在装配孔内，采用螺纹连接的方式在保证稳固的同时，可有效的保证密封性，防止润滑脂由装配孔处泄露。可以理解的是，在其它的实施方式中，也可以采用连接部401与装配孔过盈配合的方式实现集成传感器4的安装。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，本发明实施例中所使用的“第一”、“第二”等术语，仅用于描述目的，而不可以理解为指示或者暗示相对重要性，或者隐含指明本实施例中所指示的技术特征数量。由此，本发明实施例中限定有“第一”、“第二”等术语的特征，可以明确或者隐含地表示该实施例中包括至少一个该特征。在本发明的描述中，词语“多个”的含义是至少两个或者两个及以上，例如两个、三个、四个等，除非实施例中另有明确具体的限定。

在本发明中，除非实施例中另有明确的相关规定或者限定，否则实施例中出现的术语“安装”、“相连”、“连接”和“固定”等应做广义理解，例如，连接可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体，可以理解的，也可以是机械连接、电连接等；当然，还可以是直接相连，或者通过中间媒介进行间接连接，或者可以是两个元件内部的连通，或者两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，能够根据具体的实施情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (12)

1.一种万向节工作状态的监测预警方法，所述万向节包括十字轴，所述十字轴的四个端部形成有轴颈，所述轴颈外设置有轴套，所述轴套与轴颈之间形成有密闭室，其特征在于，该监测预警方法包括：

S100：采集万向节的工作温度值t、万向节周围的环境温度值T、万向节的振动加速度值A和所述密闭室内的压力值P，并预先设定温升阈值∆Tmax、振动加速度阈值Amax和压力阈值Pmax；

S200：由所述工作温度值t和环境温度值T作差得到温升值∆T；

S300：将所述温升值∆T与所述温升阈值∆Tmax进行比较，同步将所述振动加速度值A与所述振动加速度阈值Amax比较，同步将所述压力值P与所述压力阈值Pmax比较；

若∆T≥∆Tmax，则发出预警；或者，

若A≥Amax，则发出预警；或者，

若P≥Pmax，则发出预警；或者，

A≥Amax*C₁且P≥Pmax*C₂，则发出预警；或者，

若∆T≥∆Tmax*C₃且A≥Amax*C₄，则发出预警；或者，

若∆T≥∆Tmax *C₅且P≥Pmax*C₆，则发出预警；

其中，所述C₁、C₂、C₃、C₄、C₅和C₆均为系数，0.75≤C₁≤0.95，0.75≤C₂≤0.95，0.75≤C₃≤0.95，0.75≤C₄≤0.95，0.75≤C₅≤0.95，0.75≤C₆≤0.95。

2.如权利要求1所述的万向节工作状态的监测预警方法，其特征在于，所述温升阈值∆Tmax为35℃至55℃之间的选定值，所述振动加速度阈值Amax为2g至3g之间的选定值，所述压力阈值Pmax为0.8Mpa至1.5Mpa之间的选定值。

3.如权利要求1或2所述的万向节工作状态的监测预警方法，其特征在于，该方法还包括：

在S100中，预先设置n个环境温度范围且预先设置n个温升阈值∆Tmax，n≥2；

在S200与S300之间，还包括：

S210：判断环境温度值T落入的所述环境温度范围；以及，

S220：根据所述环境温度值T落入的环境温度范围从n个所述温升阈值∆Tmax中选择一个作为用于评价所述万向节的工作状态的选定温升阈值∆Tmaxd；

其中，在S300中，使用所述选定温升阈值∆Tmaxd与所述温升值∆T进行比较。

4.如权利要求1或2所述的万向节工作状态的监测预警方法，其特征在于，

在S100中，采集万向节的工作时长值D以及预先设定工作时长阈值Dmax；

在S300中，当∆T≥∆Tmax且A＜Amax*C₄时，则进行S400；

S400：将所述工作时长值D与所述工作时长阈值Dmax进行比较；

若D＜Dmax，则发出第一检修提示预警；

若D≥Dmax，则发出第二检修提示预警；

其中，所述工作时长阈值Dmax为10000h至20000h之间的选定值。

5.如权利要求1所述的万向节工作状态的监测预警方法，其特征在于，所述轴套上设置有用于密封所述密闭室的轴承盖；

在S100中，采集所述轴承盖上的温度或者采集所述密闭室内的温度作为工作温度值t。

6.如权利要求1或5所述的万向节工作状态的监测预警方法，其特征在于，所述万向节还包括节叉臂，所述节叉臂包括节叉臂本体和用于连接所述十字轴的连接耳；该方法还包括：

在S100中，采集所述节叉臂本体上远离连接耳位置处的温度作为环境温度值T。

7.一种万向节工作状态的监测预警系统，用于实施如权利要求1至6中任一项所述的万向节工作状态的监测预警方法，其特征在于，该监测预警系统包括：

环境温度传感器（3），其设置于所述万向节的周边且用于采集环境温度值；

集成传感器（4），其设置于所述万向节上且用于采集万向节的工作参数；

控制模块（5），其内预先设置有环境温度阈值和工作参数阈值，并且所述控制模块（5）与所述环境温度传感器（3）及集成传感器（4）均信号连通；以及，

预警模块（6），其与所述控制模块（5）电连接并受所述控制模块（5）控制发出预警；

其中，所述控制模块（5）用于根据所述环境温度参数及所述工作参数对所述万向节的工作状态进行判断；

其中，所述工作参数包括工作温度值、振动加速度值和压力值。

8.一种万向节，包括十字轴总成（1）和设置于所述十字轴总成（1）两侧的节叉臂（2），所述十字轴总成（1）包括十字轴（10）和轴套（11），所述十字轴（10）的四个端部形成有轴颈（100），所述轴颈（100）与轴套（11）之间形成有密闭室，所述轴套（11）上设置有用于密封所述密闭室的轴承盖（12）；

其特征在于，所述万向节上安装有如权利要求7所述的一种万向节工作状态的监测预警系统；

其中，所述环境温度传感器（3）安装在所述节叉臂（2）上远离十字轴的位置处，所述集成传感器（4）安装在所述轴承盖（12）上。

9.如权利要求8所述的万向节，其特征在于，所述集成传感器（4）包括：

外壳（40），其具有主壳体（400）和形成于所述主壳体（400）上的连接部（401），所述主壳体（400）内形成有容纳腔；

集成电路板（41），其设置于所述容纳腔内，且所述集成电路板（41）上安装有用于采集所述工作参数的传感器芯片；以及，

供电电池（42），其设置于所述容纳腔内且与所述集成电路板（41）电连接；

其中，所述集成传感器（4）通过所述连接部（401）固接于所述轴承盖（12）上。

10.如权利要求9所述的万向节，其特征在于，所述供电电池（42）与所述集成电路板（41）上下叠放设置，所述外壳（40）具有关于纵轴线对称的整体形状。

11.如权利要求9所述的万向节，其特征在于，所述轴承盖（12）上设置有用于安装所述连接部（401）的装配孔；

所述连接部（401）上具有外螺纹，所述装配孔内具有内螺纹，所述连接部（401）螺纹连接在装配孔内；

或，所述连接部（401）与所述装配孔过盈配合。

12.如权利要求9所述的万向节，其特征在于，所述连接部（401）上具有导通容纳腔与外部的通孔（4010），所述通孔（4010）内注入有导热硅胶。

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