CN116952507A - 一种基于人工智能的微型电机性能测试评估系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电机性能测试领域，用于解决无法对电机的主体和转轴进行分别测试，难以确定性能异常部位的问题，具体为一种基于人工智能的微型电机性能测试评估系统；本发明中，分为主体部分与转轴部分进行分别测试，根据测试结果反映出不同位置所出现的性能异常或故障，提高了微型电机性能测试工作中的精准性，同时通过向量分析的方式排除电机外壳振动对电机转轴振动的干扰，从而更加准确地检测到电机转轴振动和电机外壳振动，通过图像描述分析出电机性能下降去向以及电机性能下降触及阈值标准时的测试时间，实现对微型电机的使用寿命分析，通过将改变环境后的测试结果与改变前的测试结果进行对比，从而生成测试环境对电机运行性能的影响。

Description

一种基于人工智能的微型电机性能测试评估系统

技术领域

本发明涉及电机性能测试领域，具体为一种基于人工智能的微型电机性能测试评估系统。

背景技术

电机是依据电磁感应定律实现电能转换或传递的一种电磁装置，它的主要作用是把电能转换为机械能，作为电器或各种机械的动力源。电机性能测试是对电机质量进行综合评价的重要环节，也是电机生产制造的重要工序；随着科技水平的进步、测试理论的丰富、测试手段的提升，提高电机试验测试效率、降低操作人员劳动强度和提高测试精度大势所趋，目前电机性能测试是利用仪器、仪表及相关设备，按照相关的规定，对电机生产制造过程中的半成品和成品，或以电机为主体的配套产品的安全性能及可靠性等技术指标进行的检验；

目前的电机性能测试仍然存在不足之处，电机在运行的过程中需要进行性能检测的部位为主体部分和转轴部分，而现有性能测试系统在测试时基本都是通过整体性测试，虽然具有性能测试的能力，但是在性能测试中，无法对电机的主体部分和转轴部分分别进行测试，从而对于电机的故障点或性能异常点无法准确描述，降低了性能测试的效果；

针对上述技术问题，本申请提出一种解决方案。

发明内容

本发明中，测试分为主体部分与转轴部分进行分别测试，并根据测试结果反映出不同位置所出现的性能异常或故障，提高了微型电机性能测试工作中的精准性，同时通过向量分析的方式排除电机外壳振动对电机转轴振动的干扰，从而更加准确地检测到电机转轴振动和电机外壳振动，提高振动检测的精准程度，通过图像描述分析出电机性能下降去向以及电机性能下降触及阈值标准时的测试时间，实现对微型电机的使用寿命分析，通过将改变环境后的测试结果与改变前的测试结果进行对比，从而生成测试环境对电机运行性能的影响，解决无法对电机的主体和转轴进行分别测试，难以确定性能异常部位的问题，而提出一种基于人工智能的微型电机性能测试评估系统。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种基于人工智能的微型电机性能测试评估系统，包括转动稳定性测试单元、转动温度变化单元、核心评估测试单元、特殊环境分析单元和电机寿命分析单元，所述转动稳定性测试单元能够在微型电机转动时进行振动检测，并生成振动数据发送至核心评估测试单元，其中振动数据包括外壳振动数据和转轴振动数据；

所述转动温度变化单元能够在微型电机转动时进行运行温度检测，并生成温度检测数据发送至核心评估测试单元，其中温度检测数据包括整体温度数据和摩擦温度数据；

所述核心评估测试单元用于对微型电机进行转动控制，实现对微型电机的转动检测，所述核心评估测试单元通过转动稳定性测试单元和转动温度变化单元获取到振动数据和温度检测数据，并对振动数据和温度检测数据进行分析，生成微型电机运行检测结果，并将微信该电机运行检测结果通过网络进行发送；

所述电机寿命分析单元能够通过核心评估测试单元获取到振动数据和温度检测数据，并对不同时间下的振动数据和温度检测数据分别进行线性变化分析，根据不同时间下的振动数据变化和温度检测数据变化对微型电机使用寿命作出预测分析，生成微型电机运行寿命报告，并将微型电机运行寿命报告通过网络发送；

所述特殊环境分析单元能够生成环境变更信号，并将环境变更信号发送至核心评估测试单元，所述核心评估测试单元根据环境变更信号改变微型电机运行环境，并将环境改变后的振动数据和温度检测数据分别记录为特殊振动数据和特殊温度检测数据，所述核心评估测试单元将特殊振动数据和特殊温度检测数据发送至特殊环境分析单元；

所述特殊环境分析单元通过核心评估测试单元获取到振动数据和温度检测数据，并将其分别与特殊振动数据和特殊温度监测数据进行对比，生成微型电机特殊环境影响分析结果，将特殊环境影响分析结果通过网络发送。

作为本发明的一种优选实施方式，所述转动稳定性测试单元在对微型电机进行振动检测时，通过安装式的传感器获取到外壳的振动强度，并对外壳的振动强度进行记录，所述转动稳定性测试单元在获取转轴振动数据时，通过接触式的振动传感器获取到转轴的振动强度，并对转轴的振动强度进行记录；

所述转动稳定性测试单元绘制平面向量图，并在平面向量图中绘制外壳的振动向量，其中振动向量的长度为外壳振动强度的数值，振动向量的方向为微型电机的外壳振动方向，所述转动稳定性测试单元在同一平面向量图内绘制转轴的振动向量，其中振动向量的长度为转轴振动强度的数值，振动向量的方向为微型电机的转轴振动方向，其中外壳的振动向量和转轴的振动向量均以设定的原点作为起点；

所述转动稳定性测试单元以振动传感器每一次传回的数据作为一个检测帧，并在每一个检测帧中均进行平面向量图的绘制，并将所绘制的平面向量发送至核心评估测试单元。

作为本发明的一种优选实施方式，所述核心评估测试单元获取到平面向量图后，将平面向量图内的外壳振动向量作为外壳振动数据；

所述核心评估测试单元在平面向量图内以原点作为起点，将外壳的振动向量进行翻转，并将转轴的振动向量进行复制平移至以外壳的振动向量为起点，连接两组转轴的振动向量终点，形成平行四边形，并连接形成的平行四边形的中以原点为起点的对角线，将该对角线作为新的转轴振动向量，并将新的转轴振动向量作为转轴振动数据。

作为本发明的一种优选实施方式，所述核心评估测试单元获取到微型电机的外壳振动数据和转轴振动数据后，将外壳振动数据与预设的外壳振动阈值进行对比，若外壳振动数据大于等于预设的外壳振动阈值，则生成外壳振动超标信号，若外壳振动数据小于预设的外壳振动阈值，则生成外壳振动合格信号；

所述核心评估测试单元将转轴振动数据与预设的转轴振动阈值进行对比，若转轴振动数据大于等于预设的转轴振动阈值，则生成转轴振动超标信号，若转轴振动数据小于预设的转轴振动阈值，则生成转轴振动合格信号。

作为本发明的一种优选实施方式，所述核心评估测试单元将微型电机的温度检测数据与预设的温度监测阈值进行对比，若整体温度数据大于等于预设的整体温度阈值，则生成电机高温信号，否则生成温度正常信号，若摩擦温度数据大于等于预设的摩擦温度阈值，则生成摩擦高温信号，否则生成摩擦正常信号。

作为本发明的一种优选实施方式，所述电机寿命分析单元获取到温度检测数据和振动数据的折线图后，在折线图中标记对应的阈值，当折线图首次触及该阈值时，生成寿命衰减信号，并将触发寿命衰减信号的点所对应的X轴距离作为寿命时间，生成相应的微型电机运行寿命报告。

作为本发明的一种优选实施方式，所述特殊环境分析单元获取到环境改变后的振动数据和温度监测数据，通过环境改变后的外壳振动数据除以环境改变前的外壳振动数据，生成外壳振动增强比例；

通过环境改变后的转轴振动数据除以环境改变前的转轴振动数据，生成转动振动增强比例；

通过环境改变后的整体温度数据除以环境改变前的整体温度数据，生成整体温度升高比例；

通过环境改变后的摩擦温度数据除以环境改变前的摩擦温度数据，生成摩擦温度升高比例，并将多组升高比例或增强比例作为特殊环境影响分析结果。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明中，在对微型电机进行性能测试时，将测试分为主体部分与转轴部分进行分别测试，从而获取到独立的测试结果，并根据测试结果反映出不同位置所出现的性能异常或故障，提高了微型电机性能测试工作中的精准性。

2、本发明中，在对微型电机的振动进行测试时，除了将振动分为外壳振动和轴心振动分别检测外，还通过向量分析的方式排除电机外壳振动对电机转轴振动的干扰，从而更加准确地检测到电机转轴振动和电机外壳振动，提高振动检测的精准程度。

3、本发明中，通过对微型电机测试作业中所得到的结果进行连续性图像描述，从而根据图像描述分析出电机性能下降去向以及电机性能下降触及阈值标准时的测试时间，从而对微型电机的使用寿命进行分析。

4、本发明中，通过改变微型电机测试环境，并将改变环境后的测试结果与改变前的测试结果进行对比，从而生成测试环境对电机运行性能的影响，提高微型电机性能测试的全面性。

附图说明

为了便于本领域技术人员理解，下面结合附图对本发明作进一步的说明。

图1为本发明的系统框图。

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：

请参阅图1所示，一种基于人工智能的微型电机性能测试评估系统，包括转动稳定性测试单元、转动温度变化单元、核心评估测试单元、特殊环境分析单元和电机寿命分析单元，转动稳定性测试单元能够在微型电机转动时进行振动检测，并生成振动数据发送至核心评估测试单元，其中振动数据包括外壳振动数据和转轴振动数据，转动稳定性测试单元在对微型电机进行振动检测时，通过安装式的传感器获取到外壳的振动强度，并对外壳的振动强度进行记录，转动稳定性测试单元在获取转轴振动数据时，通过接触式的振动传感器获取到转轴的振动强度，并对转轴的振动强度进行记录；

转动稳定性测试单元绘制平面向量图，并在平面向量图中绘制外壳的振动向量，其中振动向量的长度为外壳振动强度的数值，振动向量的方向为微型电机的外壳振动方向，转动稳定性测试单元在同一平面向量图内绘制转轴的振动向量，其中振动向量的长度为转轴振动强度的数值，振动向量的方向为微型电机的转轴振动方向，其中外壳的振动向量和转轴的振动向量均以设定的原点作为起点；

转动稳定性测试单元以振动传感器每一次传回的数据作为一个检测帧，并在每一个检测帧中均进行平面向量图的绘制，并将所绘制的平面向量发送至核心评估测试单元；

核心评估测试单元获取到平面向量图后，将平面向量图内的外壳振动向量作为外壳振动数据；

核心评估测试单元在平面向量图内以原点作为起点，将外壳的振动向量进行翻转，并将转轴的振动向量进行复制平移至以外壳的振动向量为起点，连接两组转轴的振动向量终点，形成平行四边形，并连接形成的平行四边形的中以原点为起点的对角线，将该对角线作为新的转轴振动向量，并将新的转轴振动向量作为转轴振动数据，以排除外壳振动对转轴振动所产生的影响；

转动温度变化单元能够在微型电机转动时进行运行温度检测，并生成温度检测数据发送至核心评估测试单元，其中温度检测数据包括整体温度数据和摩擦温度数据；

核心评估测试单元用于对微型电机进行转动控制，实现对微型电机的转动检测，核心评估测试单元通过转动稳定性测试单元和转动温度变化单元获取到振动数据和温度检测数据，并对振动数据和温度检测数据进行分析，生成微型电机运行检测结果，并将微信该电机运行检测结果通过网络进行发送，核心评估测试单元获取到微型电机的外壳振动数据和转轴振动数据后，将外壳振动数据与预设的外壳振动阈值进行对比，若外壳振动数据大于等于预设的外壳振动阈值，表明微型电机外壳振动超过允许值，则生成外壳振动超标信号，若外壳振动数据小于预设的外壳振动阈值，则生成外壳振动合格信号；

核心评估测试单元将转轴振动数据与预设的转轴振动阈值进行对比，若转轴振动数据大于等于预设的转轴振动阈值，表明微型电机转轴振动超过允许值，则生成转轴振动超标信号，若转轴振动数据小于预设的转轴振动阈值，则生成转轴振动合格信号；

核心评估测试单元将微型电机的温度检测数据与预设的温度监测阈值进行对比，若整体温度数据大于等于预设的整体温度阈值，表明微型电机主体运行温度超过允许值，则生成电机高温信号，否则生成温度正常信号，实现对微型电机主体运行温度的测试，若摩擦温度数据大于等于预设的摩擦温度阈值，表明微型电机转轴摩擦处超过允许值，则生成摩擦高温信号，否则生成摩擦正常信号，实现对微型电机摩擦处的温度测试。

实施例二：

请参阅图1所示，电机寿命分析单元能够通过核心评估测试单元获取到振动数据和温度检测数据，并对不同时间下的振动数据和温度检测数据分别进行线性变化分析，根据不同时间下的振动数据变化和温度检测数据变化对微型电机使用寿命作出预测分析，电机寿命分析单元获取到温度检测数据和振动数据的折线图后，在折线图中标记对应的阈值，当折线图首次触及该阈值时，生成寿命衰减信号，并将触发寿命衰减信号的点所对应的X轴距离作为寿命时间，生成相应的微型电机运行寿命报告，并将微型电机运行寿命报告通过网络发送；

特殊环境分析单元能够生成环境变更信号，并将环境变更信号发送至核心评估测试单元，核心评估测试单元根据环境变更信号改变微型电机运行环境，并将环境改变后的振动数据和温度检测数据分别记录为特殊振动数据和特殊温度检测数据，核心评估测试单元将特殊振动数据和特殊温度检测数据发送至特殊环境分析单元；

特殊环境分析单元获取到环境改变后的振动数据和温度监测数据，通过环境改变后的外壳振动数据除以环境改变前的外壳振动数据，生成外壳振动增强比例；

通过环境改变后的转轴振动数据除以环境改变前的转轴振动数据，生成转动振动增强比例；

通过环境改变后的整体温度数据除以环境改变前的整体温度数据，生成整体温度升高比例；

通过环境改变后的摩擦温度数据除以环境改变前的摩擦温度数据，生成摩擦温度升高比例，并将多组升高比例或增强比例作为特殊环境影响分析结果，供管理人员了解环境因素对微型电机的性能影响进行了解。

本发明中，测试分为主体部分与转轴部分进行分别测试，获取到独立的测试结果，并根据测试结果反映出不同位置所出现的性能异常或故障，提高了微型电机性能测试工作中的精准性，在对微型电机的振动进行测试时，除了将振动分为外壳振动和轴心振动分别检测外，还通过向量分析的方式排除电机外壳振动对电机转轴振动的干扰，从而更加准确地检测到电机转轴振动和电机外壳振动，提高振动检测的精准程度，通过对微型电机测试作业中所得到的结果进行连续性图像描述，从而根据图像描述分析出电机性能下降去向以及电机性能下降触及阈值标准时的测试时间，实现对微型电机的使用寿命分析，通过将改变环境后的测试结果与改变前的测试结果进行对比，从而生成测试环境对电机运行性能的影响。

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 (7)

1.一种基于人工智能的微型电机性能测试评估系统，其特征在于，包括转动稳定性测试单元、转动温度变化单元、核心评估测试单元、特殊环境分析单元和电机寿命分析单元，所述转动稳定性测试单元能够在微型电机转动时进行振动检测，并生成振动数据发送至核心评估测试单元，其中振动数据包括外壳振动数据和转轴振动数据；

所述转动温度变化单元能够在微型电机转动时进行运行温度检测，并生成温度检测数据发送至核心评估测试单元，其中温度检测数据包括整体温度数据和摩擦温度数据；

所述核心评估测试单元用于对微型电机进行转动控制，实现对微型电机的转动检测，所述核心评估测试单元通过转动稳定性测试单元和转动温度变化单元获取到振动数据和温度检测数据，并对振动数据和温度检测数据进行分析，生成微型电机运行检测结果，并将微信该电机运行检测结果通过网络进行发送；

所述电机寿命分析单元能够通过核心评估测试单元获取到振动数据和温度检测数据，并对不同时间下的振动数据和温度检测数据分别进行线性变化分析，根据不同时间下的振动数据变化和温度检测数据变化对微型电机使用寿命作出预测分析，生成微型电机运行寿命报告，并将微型电机运行寿命报告通过网络发送；

所述特殊环境分析单元能够生成环境变更信号，并将环境变更信号发送至核心评估测试单元，所述核心评估测试单元根据环境变更信号改变微型电机运行环境，并将环境改变后的振动数据和温度检测数据分别记录为特殊振动数据和特殊温度检测数据，所述核心评估测试单元将特殊振动数据和特殊温度检测数据发送至特殊环境分析单元；

所述特殊环境分析单元通过核心评估测试单元获取到振动数据和温度检测数据，并将其分别与特殊振动数据和特殊温度监测数据进行对比，生成微型电机特殊环境影响分析结果，将特殊环境影响分析结果通过网络发送。

2.根据权利要求1所述的一种基于人工智能的微型电机性能测试评估系统，其特征在于，所述转动稳定性测试单元在对微型电机进行振动检测时，通过安装式的传感器获取到外壳的振动强度，并对外壳的振动强度进行记录，所述转动稳定性测试单元在获取转轴振动数据时，通过接触式的振动传感器获取到转轴的振动强度，并对转轴的振动强度进行记录；

所述转动稳定性测试单元绘制平面向量图，并在平面向量图中绘制外壳的振动向量，其中振动向量的长度为外壳振动强度的数值，振动向量的方向为微型电机的外壳振动方向，所述转动稳定性测试单元在同一平面向量图内绘制转轴的振动向量，其中振动向量的长度为转轴振动强度的数值，振动向量的方向为微型电机的转轴振动方向，其中外壳的振动向量和转轴的振动向量均以设定的原点作为起点；

所述转动稳定性测试单元以振动传感器每一次传回的数据作为一个检测帧，并在每一个检测帧中均进行平面向量图的绘制，并将所绘制的平面向量发送至核心评估测试单元。

3.根据权利要求1所述的一种基于人工智能的微型电机性能测试评估系统，其特征在于，所述核心评估测试单元获取到平面向量图后，将平面向量图内的外壳振动向量作为外壳振动数据；

所述核心评估测试单元在平面向量图内以原点作为起点，将外壳的振动向量进行翻转，并将转轴的振动向量进行复制平移至以外壳的振动向量为起点，连接两组转轴的振动向量终点，形成平行四边形，并连接形成的平行四边形的中以原点为起点的对角线，将该对角线作为新的转轴振动向量，并将新的转轴振动向量作为转轴振动数据。

4.根据权利要求3所述的一种基于人工智能的微型电机性能测试评估系统，其特征在于，所述核心评估测试单元获取到微型电机的外壳振动数据和转轴振动数据后，将外壳振动数据与预设的外壳振动阈值进行对比，若外壳振动数据大于等于预设的外壳振动阈值，则生成外壳振动超标信号，若外壳振动数据小于预设的外壳振动阈值，则生成外壳振动合格信号；

所述核心评估测试单元将转轴振动数据与预设的转轴振动阈值进行对比，若转轴振动数据大于等于预设的转轴振动阈值，则生成转轴振动超标信号，若转轴振动数据小于预设的转轴振动阈值，则生成转轴振动合格信号。

5.根据权利要求4所述的一种基于人工智能的微型电机性能测试评估系统，其特征在于，所述核心评估测试单元将微型电机的温度检测数据与预设的温度监测阈值进行对比，若整体温度数据大于等于预设的整体温度阈值，则生成电机高温信号，否则生成温度正常信号，若摩擦温度数据大于等于预设的摩擦温度阈值，则生成摩擦高温信号，否则生成摩擦正常信号。

6.根据权利要求1所述的一种基于人工智能的微型电机性能测试评估系统，其特征在于，所述电机寿命分析单元获取到温度检测数据和振动数据的折线图后，在折线图中标记对应的阈值，当折线图首次触及该阈值时，生成寿命衰减信号，并将触发寿命衰减信号的点所对应的X轴距离作为寿命时间，生成相应的微型电机运行寿命报告。

7.根据权利要求1所述的一种基于人工智能的微型电机性能测试评估系统，其特征在于，所述特殊环境分析单元获取到环境改变后的振动数据和温度监测数据，通过环境改变后的外壳振动数据除以环境改变前的外壳振动数据，生成外壳振动增强比例；

通过环境改变后的转轴振动数据除以环境改变前的转轴振动数据，生成转动振动增强比例；

通过环境改变后的整体温度数据除以环境改变前的整体温度数据，生成整体温度升高比例；

通过环境改变后的摩擦温度数据除以环境改变前的摩擦温度数据，生成摩擦温度升高比例，并将多组升高比例或增强比例作为特殊环境影响分析结果。