CN116754943A - 一种同步减速齿轮电机性能测试用传动杆受力分析系统 - Google Patents

Abstract

本发明属于性能测试领域，涉及数据分析技术，用于解决现有技术中的电机性能测试用传动杆受力分析系统，无法根据传动杆的运行状态对负载进行优化分析的问题，具体是一种同步减速齿轮电机性能测试用传动杆受力分析系统，包括处理器，处理器通信连接有起动监测模块、运行监测模块、负载分析模块以及存储模块，将同步减速齿轮电机标记为监测对象，在监测对象起动时获取监测对象的转倍数据ZB与电倍数据DB；本发明是对同步减速齿轮的起动状态进行监测分析，通过对起动阶段的转矩与电流进行检测分析与计算得到起动值，从而通过起动值对同步减速齿轮的起动状态好坏程度进行反馈，在出现起动状态异常时及时进行反馈预警。

Description

一种同步减速齿轮电机性能测试用传动杆受力分析系统

技术领域

本发明属于性能测试领域，涉及数据分析技术，具体是一种同步减速齿轮电机性能测试用传动杆受力分析系统。

背景技术

传动杆是将电动机的动力沿直线方向传输到运动机构的一种部件，通常由金属材料制成，主要作用是将电动机的输出转换成具有可控运动特性的直线运动，常用于工业机械、航空航天器动力系统、机器人等领域中，以提高机械系统的精度和效率，避免动力传输的失效；

但现有技术中的电机性能测试用传动杆受力分析系统，仅能够对电机运行时的性能进行监测分析，缺少对起动阶段的性能进行分析的功能，同时无法根据传动杆的运行状态对负载进行优化分析；

针对上述技术问题，本申请提出一种解决方案。

发明内容

本发明的目的在于提供一种同步减速齿轮电机性能测试用传动杆受力分析系统，用于解决现有技术中的电机性能测试用传动杆受力分析系统，无法根据传动杆的运行状态对负载进行优化分析的问题。

本发明需要解决的技术问题为：如何提供一种可以根据传动杆的运行状态对负载进行优化分析的同步减速齿轮电机性能测试用传动杆受力分析系统。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：一种同步减速齿轮电机性能测试用传动杆受力分析系统，包括处理器，所述处理器通信连接有起动监测模块、运行监测模块、负载分析模块以及存储模块；

所述起动监测模块用于对同步减速齿轮电机的起动状态进行监测分析：将同步减速齿轮电机标记为监测对象，在监测对象起动时获取监测对象的转倍数据ZB与电倍数据DB，通过对转倍数据ZB与电倍数据DB进行数值计算得到监测对象的起动系数QD；将监测对象的起动系数QD在起动至运行时间段的最大值标记为起动值，通过存储模块获取到启动阈值，将监测对象的起动值与启动阈值进行比较并通过比较结果对监测对象的起动状态是否满足要求进行判定；

所述运行监测模块用于对同步减速齿轮电机运行时的传动杆运行状态进行监测分析：在监测对象运行之后生成监测周期，将监测对象的传动杆标记为分析对象，在分析对象的输出端设置标准负载，获取分析对象在监测周期内的噪振数据ZZ与速匀数据SY；通过对噪振数据ZZ与速匀数据SY进行数值计算得到分析对象在监测周期内的运行系数YX；通过存储模块获取到运行阈值YXmin，将分析对象在监测周期内的运行系数YX与运行阈值YXmin进行比较并通过比较结果对分析对象的运行状态是否满足要求进行判定；

负载分析模块接收到负载分析信号后对同步减速齿轮电机的传动轴受力状态进行分析并得到负载范围，将负载范围发送至处理器，处理器接收到负载范围后将负载范围发送至存储模块中进行存储。

作为本发明的一种优选实施方式，转倍数据ZB的获取过程包括：在监测对象起动至运行时间段实时获取监测对象的起动转矩，将起动转矩与额定转矩的比值标记为转倍数据ZB；电倍数据DB的获取过程包括：在监测对象起动至运行时间段实时获取监测对象的电流值，将电流值与额定电流的比值标记为电倍数据DB。

作为本发明的一种优选实施方式，将监测对象的起动值与启动阈值进行比较的具体过程包括：若起动值小于启动阈值，则判定监测对象的起动状态不满足要求，起动监测模块向处理器发送起动异常信号，处理器接收到起动异常信号后将起动异常信号发送至管理人员的手机终端；若起动值大于等于启动阈值，则判定监测对象的起动状态满足要求。

作为本发明的一种优选实施方式，分析对象在监测周期内的噪振数据ZZ的获取过程包括：获取分析对象在监测周期内的噪声最大值并标记为噪声数据ZS，获取分析对象在监测周期内的振动幅度最大值并标记为振动数据ZD，通过对噪声数据ZS与振动数据ZD进行数值计算得到分析对象在监测周期内的噪振数据ZZ。

作为本发明的一种优选实施方式，分析对象在监测周期内的速匀数据SY的获取过程包括：将监测周期分割为若干个监测时段，将分析对象在监测时段内的运行速度最大值与运行速度最小值的差值标记为速差值，对分析对象在所有监测时段内的速差值进行求和取平均值得到速差数据SC，有分析对象在所有监测时段内的速差值SC建立速差集合，对速差集合进行方差计算得到分析对象的速波数据SB，通过对速差值SC与速波数据SB进行数值计算得到分析对象在监测周期内的速匀数据SY。

作为本发明的一种优选实施方式，将分析对象在监测周期内的运行系数YX与运行阈值YXmin进行比较的具体过程包括：若运行系数YX大于等于运行阈值YXmin，则判定分析对象在监测周期内的运行状态满足要求，运行监测模块向处理器发送负载分析信号，处理器接收到负载分析信号后将负载分析信号发送至负载分析模块；若运行系数YX小于运行阈值YXmin，则判定分析对象在监测周期内的运行状态不满足要求，运行监测模块向处理器发送运行异常信号，处理器接收到运行异常信号后将运行异常信号发送至管理人员的手机终端。

作为本发明的一种优选实施方式，负载分析模块对同步减速齿轮电机的传动轴受力状态进行分析的具体过程包括：对分析对象输出端的负载进行动态调节并对分析对象的运行系数YX、噪振数据ZZ以及速匀数据SY进行记录，将分析对象的运行系数YX达到运行阈值YXmin时的负载值标记为第一负载值；通过存储模块获取到噪振阈值与速匀阈值，将分析对象的噪振数据达到噪振阈值时的负载标记为噪振负载值，将分析对象的速匀数据达到速匀阈值时的负载标记为速匀负载值，将噪振负载值与速匀负载值中的最小数值标记为第二负载值，由第一负载值与第二负载值构成负载范围。

该同步减速齿轮电机性能测试用传动杆受力分析系统的工作方法，包括以下步骤：

步骤一：对同步减速齿轮电机的起动状态进行监测分析：将同步减速齿轮电机标记为监测对象，在监测对象起动时获取监测对象的转倍数据ZB与电倍数据DB并进行数值计算得到起动系数QD，通过起动系数QD对监测对象的起动状态是否满足要求进行判定；

步骤二：对同步减速齿轮电机运行时的传动杆运行状态进行监测分析：在监测对象运行之后生成监测周期，将监测对象的传动杆标记为分析对象，获取分析对象在监测周期内的噪振数据ZZ与速匀数据SY并进行数值计算得到运行系数YX，通过运行系数YX对分析对象的运行状态是否满足要求进行判定；

步骤三：负载分析模块对同步减速齿轮电机的传动轴受力状态进行分析：对分析对象输出端的负载进行动态调节并对分析对象的运行系数YX、噪振数据ZZ以及速匀数据SY进行记录，通过第一负载值与第二负载值构成负载范围。

本发明具备下述有益效果：

1、通过起动监测模块可以对同步减速齿轮的起动状态进行监测分析，通过对起动阶段的转矩与电流进行检测分析与计算得到起动值，从而通过起动值对同步减速齿轮的起动状态好坏程度进行反馈，在出现起动状态异常时及时进行反馈预警；

2、通过运行监测模块可以对同步减速齿轮电机运行时的传动杆运行状态进行监测分析，通过对监测周期内的噪振数据与速匀数据进行采集与分析得到运行系数，通过运行系数对传动杆的运行稳定性进行反馈，在传动杆的运行状态出现异常时进行反馈和预警；

3、通过负载分析模块可以对同步减速齿轮电机的传动轴受力状态进行分析，通过对动态负载下传动轴的运行系数、噪振数据以及速匀数据进行采集与分析得到第一负载值与第二负载值，从而通过第一负载值和第二负载值对同步减速齿轮电机使用时的负载范围进行优化，使传动杆可以在最佳状态下工作，降低其故障概率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明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的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，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为本发明实施例一的系统框图；

图2为本发明实施例二的方法流程图。

具体实施方式

下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整的描述，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作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一

如图1所示，一种同步减速齿轮电机性能测试用传动杆受力分析系统，包括处理器，处理器通信连接有起动监测模块、运行监测模块、负载分析模块以及存储模块。

起动监测模块用于对同步减速齿轮电机的起动状态进行监测分析：将同步减速齿轮电机标记为监测对象，在监测对象起动时获取监测对象的转倍数据ZB与电倍数据DB，转倍数据ZB的获取过程包括：在监测对象起动至运行时间段实时获取监测对象的起动转矩，将起动转矩与额定转矩的比值标记为转倍数据ZB；电倍数据DB的获取过程包括：在监测对象起动至运行时间段实时获取监测对象的电流值，将电流值与额定电流的比值标记为电倍数据DB；通过公式QD＝(α1*ZB)/(α2*DB)得到监测对象的起动系数QD，其中α1与α2均为比例系数，且α1＞α2＞1；将监测对象的起动系数QD在起动至运行时间段的最大值标记为起动值，通过存储模块获取到启动阈值，将监测对象的起动值与启动阈值进行比较：若起动值小于启动阈值，则判定监测对象的起动状态不满足要求，起动监测模块向处理器发送起动异常信号，处理器接收到起动异常信号后将起动异常信号发送至管理人员的手机终端；若起动值大于等于启动阈值，则判定监测对象的起动状态满足要求；对同步减速齿轮的起动状态进行监测分析，通过对起动阶段的转矩与电流进行检测分析与计算得到起动值，从而通过起动值对同步减速齿轮的起动状态好坏程度进行反馈，在出现起动状态异常时及时进行反馈预警。

运行监测模块用于对同步减速齿轮电机运行时的传动杆运行状态进行监测分析：在监测对象运行之后生成监测周期，将监测对象的传动杆标记为分析对象，在分析对象的输出端设置标准负载，获取分析对象在监测周期内的噪振数据ZZ与速匀数据SY，分析对象在监测周期内的噪振数据ZZ的获取过程包括：获取分析对象在监测周期内的噪声最大值并标记为噪声数据ZS，获取分析对象在监测周期内的振动幅度最大值并标记为振动数据ZD，通过公式ZZ＝β1*ZS+β2*ZD得到分析对象在监测周期内的噪振数据ZZ，β1与β2均为比例系数，且β1＞β2＞1；分析对象在监测周期内的速匀数据SY的获取过程包括：将监测周期分割为若干个监测时段，将分析对象在监测时段内的运行速度最大值与运行速度最小值的差值标记为速差值，对分析对象在所有监测时段内的速差值进行求和取平均值得到速差数据SC，有分析对象在所有监测时段内的速差值SC建立速差集合，对速差集合进行方差计算得到分析对象的速波数据SB，通过公式SY＝t1*SC+t2*SB得到分析对象在监测周期内的速匀数据SY；通过公式得到分析对象在监测周期内的运行系数YX，其中γ1与γ2均为比例系数，且γ1＞γ2＞1；通过存储模块获取到运行阈值YXmin，将分析对象在监测周期内的运行系数YX与运行阈值YXmin进行比较：若运行系数YX大于等于运行阈值YXmin，则判定分析对象在监测周期内的运行状态满足要求，运行监测模块向处理器发送负载分析信号，处理器接收到负载分析信号后将负载分析信号发送至负载分析模块；若运行系数YX小于运行阈值YXmin，则判定分析对象在监测周期内的运行状态不满足要求，运行监测模块向处理器发送运行异常信号，处理器接收到运行异常信号后将运行异常信号发送至管理人员的手机终端；对同步减速齿轮电机运行时的传动杆运行状态进行监测分析，通过对监测周期内的噪振数据与速匀数据进行采集与分析得到运行系数，通过运行系数对传动杆的运行稳定性进行反馈，在传动杆的运行状态出现异常时进行反馈和预警。

负载分析模块接收到负载分析信号后对同步减速齿轮电机的传动轴受力状态进行分析：对分析对象输出端的负载进行动态调节并对分析对象的运行系数YX、噪振数据ZZ以及速匀数据SY进行记录，将分析对象的运行系数YX达到运行阈值YXmin时的负载值标记为第一负载值；通过存储模块获取到噪振阈值与速匀阈值，将分析对象的噪振数据达到噪振阈值时的负载标记为噪振负载值，将分析对象的速匀数据达到速匀阈值时的负载标记为速匀负载值，将噪振负载值与速匀负载值中的最小数值标记为第二负载值，由第一负载值与第二负载值构成负载范围，将负载范围发送至处理器，处理器接收到负载范围后将负载范围发送至存储模块中进行存储；对同步减速齿轮电机的传动轴受力状态进行分析，通过对动态负载下传动轴的运行系数、噪振数据以及速匀数据进行采集与分析得到第一负载值与第二负载值，从而通过第一负载值和第二负载值对同步减速齿轮电机使用时的负载范围进行优化，使传动杆可以在最佳状态下工作，降低其故障概率。

实施例二

如图2所示，一种同步减速齿轮电机性能测试用传动杆受力分析方法，包括以下步骤：

步骤一：对同步减速齿轮电机的起动状态进行监测分析：将同步减速齿轮电机标记为监测对象，在监测对象起动时获取监测对象的转倍数据ZB与电倍数据DB并进行数值计算得到起动系数QD，通过起动系数QD对监测对象的起动状态是否满足要求进行判定；

步骤二：对同步减速齿轮电机运行时的传动杆运行状态进行监测分析：在监测对象运行之后生成监测周期，将监测对象的传动杆标记为分析对象，获取分析对象在监测周期内的噪振数据ZZ与速匀数据SY并进行数值计算得到运行系数YX，通过运行系数YX对分析对象的运行状态是否满足要求进行判定；

步骤三：负载分析模块对同步减速齿轮电机的传动轴受力状态进行分析：对分析对象输出端的负载进行动态调节并对分析对象的运行系数YX、噪振数据ZZ以及速匀数据SY进行记录，通过第一负载值与第二负载值构成负载范围。

一种同步减速齿轮电机性能测试用传动杆受力分析系统，是将同步减速齿轮电机标记为监测对象，在监测对象起动时获取监测对象的转倍数据ZB与电倍数据DB并进行数值计算得到起动系数QD，通过起动系数QD对监测对象的起动状态是否满足要求进行判定；在监测对象运行之后生成监测周期，将监测对象的传动杆标记为分析对象，获取分析对象在监测周期内的噪振数据ZZ与速匀数据SY并进行数值计算得到运行系数YX，通过运行系数YX对分析对象的运行状态是否满足要求进行判定；对分析对象输出端的负载进行动态调节并对分析对象的运行系数YX、噪振数据ZZ以及速匀数据SY进行记录，通过第一负载值与第二负载值构成负载范围。

以上内容仅仅是对本发明结构所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

上述公式均是采集大量数据进行软件模拟得出且选取与真实值接近的一个公式，公式中的系数是由本领域技术人员根据实际情况进行设置；如：公式QD＝(α1*ZB)/(α2*DB)；由本领域技术人员采集多组样本数据并对每一组样本数据设定对应的起动系数；将设定的起动系数和采集的样本数据代入公式，任意三个公式构成三元一次方程组，将计算得到的系数进行筛选并取均值，得到α1以及α2的取值分别为2.84和2.25；

系数的大小是为了将各个参数进行量化得到的一个具体的数值，便于后续比较，关于系数的大小，取决于样本数据的多少及本领域技术人员对每一组样本数据初步设定对应的起动系数；只要不影响参数与量化后数值的比例关系即可，如起动系数与转倍数据的数值成正比。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”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。

以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (8)

1.一种同步减速齿轮电机性能测试用传动杆受力分析系统，其特征在于，包括处理器，所述处理器通信连接有起动监测模块、运行监测模块、负载分析模块以及存储模块；

所述起动监测模块用于对同步减速齿轮电机的起动状态进行监测分析：将同步减速齿轮电机标记为监测对象，在监测对象起动时获取监测对象的转倍数据ZB与电倍数据DB，通过对转倍数据ZB与电倍数据DB进行数值计算得到监测对象的起动系数QD；将监测对象的起动系数QD在起动至运行时间段的最大值标记为起动值，通过存储模块获取到启动阈值，将监测对象的起动值与启动阈值进行比较并通过比较结果对监测对象的起动状态是否满足要求进行判定；

所述运行监测模块用于对同步减速齿轮电机运行时的传动杆运行状态进行监测分析：在监测对象运行之后生成监测周期，将监测对象的传动杆标记为分析对象，在分析对象的输出端设置标准负载，获取分析对象在监测周期内的噪振数据ZZ与速匀数据SY；通过对噪振数据ZZ与速匀数据SY进行数值计算得到分析对象在监测周期内的运行系数YX；通过存储模块获取到运行阈值YXmin，将分析对象在监测周期内的运行系数YX与运行阈值YXmin进行比较并通过比较结果对分析对象的运行状态是否满足要求进行判定；

负载分析模块接收到负载分析信号后对同步减速齿轮电机的传动轴受力状态进行分析并得到负载范围，将负载范围发送至处理器，处理器接收到负载范围后将负载范围发送至存储模块中进行存储。

2.根据权利要求1所述的一种同步减速齿轮电机性能测试用传动杆受力分析系统，其特征在于，转倍数据ZB的获取过程包括：在监测对象起动至运行时间段实时获取监测对象的起动转矩，将起动转矩与额定转矩的比值标记为转倍数据ZB；电倍数据DB的获取过程包括：在监测对象起动至运行时间段实时获取监测对象的电流值，将电流值与额定电流的比值标记为电倍数据DB。

3.根据权利要求2所述的一种同步减速齿轮电机性能测试用传动杆受力分析系统，其特征在于，将监测对象的起动值与启动阈值进行比较的具体过程包括：若起动值小于启动阈值，则判定监测对象的起动状态不满足要求，起动监测模块向处理器发送起动异常信号，处理器接收到起动异常信号后将起动异常信号发送至管理人员的手机终端；若起动值大于等于启动阈值，则判定监测对象的起动状态满足要求。

4.根据权利要求3所述的一种同步减速齿轮电机性能测试用传动杆受力分析系统，其特征在于，分析对象在监测周期内的噪振数据ZZ的获取过程包括：获取分析对象在监测周期内的噪声最大值并标记为噪声数据ZS，获取分析对象在监测周期内的振动幅度最大值并标记为振动数据ZD，通过对噪声数据ZS与振动数据ZD进行数值计算得到分析对象在监测周期内的噪振数据ZZ。

5.根据权利要求4所述的一种同步减速齿轮电机性能测试用传动杆受力分析系统，其特征在于，分析对象在监测周期内的速匀数据SY的获取过程包括：将监测周期分割为若干个监测时段，将分析对象在监测时段内的运行速度最大值与运行速度最小值的差值标记为速差值，对分析对象在所有监测时段内的速差值进行求和取平均值得到速差数据SC，有分析对象在所有监测时段内的速差值SC建立速差集合，对速差集合进行方差计算得到分析对象的速波数据SB，通过对速差值SC与速波数据SB进行数值计算得到分析对象在监测周期内的速匀数据SY。

6.根据权利要求5所述的一种同步减速齿轮电机性能测试用传动杆受力分析系统，其特征在于，将分析对象在监测周期内的运行系数YX与运行阈值YXmin进行比较的具体过程包括：若运行系数YX大于等于运行阈值YXmin，则判定分析对象在监测周期内的运行状态满足要求，运行监测模块向处理器发送负载分析信号，处理器接收到负载分析信号后将负载分析信号发送至负载分析模块；若运行系数YX小于运行阈值YXmin，则判定分析对象在监测周期内的运行状态不满足要求，运行监测模块向处理器发送运行异常信号，处理器接收到运行异常信号后将运行异常信号发送至管理人员的手机终端。

7.根据权利要求6所述的一种同步减速齿轮电机性能测试用传动杆受力分析系统，其特征在于，负载分析模块对同步减速齿轮电机的传动轴受力状态进行分析的具体过程包括：对分析对象输出端的负载进行动态调节并对分析对象的运行系数YX、噪振数据ZZ以及速匀数据SY进行记录，将分析对象的运行系数YX达到运行阈值YXmin时的负载值标记为第一负载值；通过存储模块获取到噪振阈值与速匀阈值，将分析对象的噪振数据达到噪振阈值时的负载标记为噪振负载值，将分析对象的速匀数据达到速匀阈值时的负载标记为速匀负载值，将噪振负载值与速匀负载值中的最小数值标记为第二负载值，由第一负载值与第二负载值构成负载范围。

8.根据权利要求1-7任一项所述的一种同步减速齿轮电机性能测试用传动杆受力分析系统，其特征在于，该同步减速齿轮电机性能测试用传动杆受力分析系统的工作方法，包括以下步骤：

步骤一：对同步减速齿轮电机的起动状态进行监测分析：将同步减速齿轮电机标记为监测对象，在监测对象起动时获取监测对象的转倍数据ZB与电倍数据DB并进行数值计算得到起动系数QD，通过起动系数QD对监测对象的起动状态是否满足要求进行判定；

步骤二：对同步减速齿轮电机运行时的传动杆运行状态进行监测分析：在监测对象运行之后生成监测周期，将监测对象的传动杆标记为分析对象，获取分析对象在监测周期内的噪振数据ZZ与速匀数据SY并进行数值计算得到运行系数YX，通过运行系数YX对分析对象的运行状态是否满足要求进行判定；

步骤三：负载分析模块对同步减速齿轮电机的传动轴受力状态进行分析：对分析对象输出端的负载进行动态调节并对分析对象的运行系数YX、噪振数据ZZ以及速匀数据SY进行记录，通过第一负载值与第二负载值构成负载范围。