CN217304362U - 基于mcsa的齿轮传动系统故障检测仪 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了基于MCSA的齿轮传动系统故障检测仪，包括伺服电机，伺服电机的驱动模块，以及控制器、计算机、示波器和显示模块；所述伺服电机与待测齿轮传动系统传动，所述控制器向驱动模块发送控制信号以控制伺服电机的动作，所述计算机通过示波器获取伺服电机的电流信号波形，对电流信号波形进行处理、比对，向控制器发送比对结果，通过显示模块显示结果。本实用新型从电流信号的角度对齿轮传动系统是否出现故障进行诊断，属于无创检测，不会对系统造成干扰。
Description
技术领域
本实用新型涉及齿轮传动系统故障检测技术领域，具体涉及基于MCSA的齿轮传动系统故障检测仪。
背景技术
目前，在齿轮传动系统故障检测方法有振动诊断法、温度检测技术、油样分析技术三种方式。
振动诊断法需要在齿轮传动系统上安装振动传感器，振动传感器的安装多有不便，振动传感器的安装位置也会影响其对振动信号的敏感程度，振动信号还可能会受到机械谐振的影响。温度监测技术是依靠对齿轮传动系统的轴承座进行实时温度监测，根据温度变化来实现对齿轮箱的故障诊断方法，这种方法的缺点是，必须预先把温度传感器安装在轴承座上，然而在很多场合这种要求无法实现。油样分析技术是根据油样中磨损物质来对设备进行故障诊断的方法，该方法要利用到油样分析仪器，在上个世纪70年代被广泛应用于故障诊断领域，是非常重要的诊断方法之一，检测的速度比较慢。
发明内容
本实用新型要解决的技术问题是提供一种基于MCSA的齿轮传动系统故障检测仪，从电流信号的角度对齿轮传动系统是否出现故障进行诊断，属于无创检测，不会对系统造成干扰。
本实用新型通过以下技术方案实现：
基于MCSA的齿轮传动系统故障检测仪，包括伺服电机，伺服电机的驱动模块，以及控制器、计算机、示波器和显示模块；所述伺服电机与待测齿轮传动系统传动，所述控制器向驱动模块发送控制信号以控制伺服电机的动作，所述计算机通过示波器获取伺服电机的电流信号波形，对电流信号波形进行处理、比对，向控制器发送比对结果，通过显示模块显示结果。
本实用新型的进一步方案是，所述控制器采用的是单片机。
本实用新型的进一步方案是，所述显示模块采用的是LCD液晶显示模块。
本实用新型的进一步方案是，还包括按键电路，所述按键电路向控制器发送控制指令。
本实用新型与现有技术相比的优点在于：
从电流信号的角度对齿轮传动系统是否出现故障进行诊断，属于无创检测，不会对系统造成干扰。
附图说明
图1为本实用新型的系统结构框图。
图2为控制器内部结构图。
图3为驱动模块电路图。
图4为按键电路的电路图。
图5为显示模块电路图。
具体实施方式
下面将结合附图对本实用新型做详细的介绍：
基于MCSA的齿轮传动系统故障检测仪，如图1所示，包括伺服电机，伺服电机的驱动模块，以及控制器、计算机、示波器、按键电路和显示模块；所述伺服电机与待测齿轮传动系统传动，所述按键电路向控制器发送控制指令。所述控制器向驱动模块发送控制信号以控制伺服电机的动作，所述计算机通过示波器获取伺服电机的电流信号波形，对电流信号波形进行处理、比对，向控制器发送比对结果，通过显示模块显示结果。
在本实施例中，控制器采用的是U_TAP15F2K61S2型单片机，其内部结构图如图2所示；驱动模块电路图如图3所示，按键电路的电路图如图4所示，显示模块采用的是LCD液晶显示模块，其电路图如图5所示。
在使用本故障检测仪前，先准备一套健康的齿轮传动系统、一套故障的齿轮传动系统；
先用本故障检测仪的伺服电机驱动健康的齿轮传动系统，通过按键电路的s7按键使单片机接收控制指令，向驱动模块发送控制信号，使伺服电机分别正转、反转，并进行转速调节；采集伺服电机的电流信号以及对应的转速计脉冲信号，以示波器重构电流信号波形图；
再用本故障检测仪的伺服电机驱动故障的齿轮传动系统，通过按键电路的s7按键使单片机接收控制指令，向驱动模块发送控制信号，使伺服电机分别正转、反转，并进行转速调节；采集伺服电机的电流信号以及对应的转速计脉冲信号，以示波器重构电流信号波形图；
计算机通过Matlab读取和处理，将健康和故障状态的波形图分别转换成由数据集构成的两列时间表（一列为健康状态，一列为故障状态），分别计算并可视化健康状态数据和错误状态数据的功率谱；
以健康和故障状态的转速计脉冲信号分别计算伺服电机的标称转速（额定转速），通过标称速度计算齿轮系统的频率；
将齿轮系统的频率与功率谱进行匹配，使用故障频段为所有输出速度构建频段，分别计算健康状态的转速计脉冲信号和故障状态的转速计脉冲信号的功率谱密度PSD和频率网格数据；
使用所构建的频段和功率谱密度PSD数据，计算健康和故障状态的数据的频谱指标；
根据频谱指标，对两列时间表中数据集创建散点图进行分类。
完成以上的准备工作后，即可用本故障检测仪对待测的齿轮传动系统进行检测：
用本故障检测仪的伺服电机驱动待测的齿轮传动系统，通过按键电路的s7按键使单片机接收控制指令，向驱动模块发送控制信号，使伺服电机分别正转、反转，并进行转速调节；采集伺服电机的电流信号以及对应的转速计脉冲信号，进而计算待测齿轮传动系统的频谱数据，与健康和故障状态的数据的频谱指标比对，进而判断是该齿轮传动系统的状态健康还是故障，再发送给单片机，通过LCD液晶显示模块显示该状态。
Claims (4)
1.基于MCSA的齿轮传动系统故障检测仪，其特征在于：包括伺服电机，伺服电机的驱动模块，以及控制器、计算机、示波器和显示模块；所述伺服电机与待测齿轮传动系统传动，所述控制器向驱动模块发送控制信号以控制伺服电机的动作，所述计算机通过示波器获取伺服电机的电流信号波形，对电流信号波形进行处理、比对，向控制器发送比对结果，通过显示模块显示结果。
2.如权利要求1所述的基于MCSA的齿轮传动系统故障检测仪，其特征在于：所述控制器采用的是单片机。
3.如权利要求1所述的基于MCSA的齿轮传动系统故障检测仪，其特征在于：所述显示模块采用的是LCD液晶显示模块。
4.如权利要求1所述的基于MCSA的齿轮传动系统故障检测仪，其特征在于：还包括按键电路，所述按键电路向控制器发送控制指令。
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2022
- 2022-01-18 CN CN202220127091.5U patent/CN217304362U/zh active Active
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