KR102409770B1

KR102409770B1 - A System for Investigating a Condition of a Motor Car

Info

Publication number: KR102409770B1
Application number: KR1020200090692A
Authority: KR
Inventors: 김성호; 김인호; 강정형; 윤영태; 박병수; 최기환
Original assignee: 케이티엠엔지니어링(주); 한국철도공사
Priority date: 2020-07-22
Filing date: 2020-07-22
Publication date: 2022-06-20
Also published as: KR20220011881A

Abstract

본 발명은 모터카 상태 탐지 시스템에 관한 것이다. 모터카 상태 탐지 시스템은 서로 다른 기어 박스 또는 감속기에서 발생되는 진동을 탐지하는 진동 탐지 센서를 포함하는 제1, 2 탐지 모듈(11a, 11b); 각각의 탐지 모듈(11a, 11b)에서 탐지된 정보를 획득하여 처리하는 데이터 획득 모듈(12a, 12b); 모터의 작동 상태에 따라 제1, 2 탐지 모듈(11a, 11b)의 작동 여부를 결정하는 작동 제어 모듈(13); 및 작동 제어 모듈(13)의 설정에 따라 제1, 2 탐지 모듈(11a, 11b)의 작동 조건을 설정하여 제 데이터 획득 모듈(12a, 12b)로 전송하는 개시 설정 모듈(14)을 포함한다.The present invention relates to a motor car condition detection system. The motor car state detection system includes first and second detection modules 11a and 11b including vibration detection sensors for detecting vibrations generated in different gearboxes or reducers; data acquisition modules (12a, 12b) for acquiring and processing information detected by each of the detection modules (11a, 11b); an operation control module 13 for determining whether to operate the first and second detection modules 11a and 11b according to the operation state of the motor; and a start setting module 14 that sets the operating conditions of the first and second detection modules 11a and 11b according to the settings of the operation control module 13 and transmits them to the first data acquisition modules 12a and 12b.

Description

Motor car condition detection system {A System for Investigating a Condition of a Motor Car}

본 발명은 모터카 상태 탐지 시스템에 관한 것이고, 구체적으로 다양한 탐지 정보에 기초하여 모터카의 작동 상태를 탐지하는 모터카 상태 탐지 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a motor car state detection system, and more particularly, to a motor car state detection system for detecting an operating state of a motor car based on various types of detection information.

다양한 분야에 모터카가 사용될 수 있고, 열차 선로의 진단 또는 보수를 위하여 모터카가 이용될 수 있다. 모터카는 보수 작업을 위하여 선로를 따라 주행할 수 있고, 다양한 충격 또는 진동에 노출될 수 있다. 그러므로 모터카의 개발을 위하여 모터카에서 발생되는 다양한 진동 특성을 위한 상태가 탐지 및 분석이 될 필요가 있다. 또한 모터카가 적절하게 보수 작업을 진행하기 위하여 운행되는 모터카에 대한 이상 상태 여부가 탐지될 필요가 있고, 이를 위하여 다양한 상태 정보가 분석되는 것이 유리하다. EP 등록번호 EP00732451은 유압에 의하여 작동되면서 선로 유지 보수에 사용되는 모터 차량에 대하여 개시한다. 또한 특허등록번호 10-1524981은 철도레일 보수 차량에 대하여 개시한다. 보수 차량은 선로로 따라 운행되므로 그에 적합한 구조를 가질 필요가 있고, 보수 차량 자체가 정상 운행 상태로 유지되어야 한다. 그리고 이와 같은 구조적 특성 및 상태가 주기적으로 탐지되어 모터카의 상태가 탐지될 필요가 있지만 선행기술은 이에 대하여 개시하지 않는다.A motor car may be used in various fields, and the motor car may be used for diagnosis or repair of a train track. A motor car may run along a track for maintenance work, and may be exposed to various shocks or vibrations. Therefore, for the development of the motor car, it is necessary to detect and analyze the state for various vibration characteristics generated in the motor car. In addition, in order for the motor car to properly perform maintenance work, it is necessary to detect whether an abnormal state of the running motor car is present, and for this purpose, it is advantageous to analyze various state information. EP registration number EP00732451 discloses a motor vehicle operated by hydraulic pressure and used for track maintenance. In addition, Patent Registration No. 10-1524981 discloses a railway rail repair vehicle. Since the maintenance vehicle runs along the track, it is necessary to have a structure suitable for it, and the maintenance vehicle itself must be maintained in a normal operating state. In addition, such structural characteristics and states are periodically detected and the state of the motor car needs to be detected, but the prior art does not disclose this.

본 발명은 선행기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로 아래와 같은 목적을 가진다.The present invention is to solve the problems of the prior art and has the following objects.

선행기술 1: EP 등록번호 EP00732451(Franz Plasser, 1996.09.18. 공개) Working Vehicle for Carrying out Railway WorkPrior art 1: EP registration number EP00732451 (Franz Plasser, published on September 18, 1996) Working Vehicle for Carrying out Railway Work 선행기술 2: 특허등록번호 10-1524981((주)운창메카텍, 2015.06.02. 공고) 철도레일 보수차량Prior Art 2: Patent Registration No. 10-1524981 (Unchang Mecatec Co., Ltd., Announced on Jun. 2, 2015) Railroad maintenance vehicle

본 발명의 목적은 모터카에 부착된 다양한 탐지 센서로부터 탐지된 정보에 기초하여 모터카의 상태를 분석하여 진단하는 모터카 상태 탐지 시스템을 제공하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a motor car state detection system that analyzes and diagnoses the state of a motor car based on information detected from various detection sensors attached to the motor car.

본 발명의 적절한 실시 형태에 따르면, 모터카 상태 탐지 시스템은 서로 다른 기어 박스 또는 감속기에서 발생되는 진동을 탐지하는 진동 탐지 센서를 포함하는 제1, 2 탐지 모듈; 각각의 탐지 모듈에서 탐지된 정보를 획득하여 처리하는 데이터 획득 모듈; 모터의 작동 상태에 따라 제1, 2 탐지 모듈의 작동 여부를 결정하는 작동 제어 모듈; 및 작동 제어 모듈의 설정에 따라 제1, 2 탐지 모듈의 작동 조건을 설정하여 데이터 획득 모듈로 전송하는 개시 설정 모듈을 포함한다.According to a suitable embodiment of the present invention, the motor car condition detection system includes first and second detection modules including vibration detection sensors for detecting vibrations generated in different gearboxes or reducers; a data acquisition module for acquiring and processing information detected by each detection module; an operation control module for determining whether to operate the first and second detection modules according to the operation state of the motor; and an initiation setting module configured to set the operating conditions of the first and second detection modules according to the setting of the operation control module and transmit them to the data acquisition module.

본 발명의 다른 적절한 실시 형태에 따르면, 적어도 하나의 탐지 모듈은 내부에 적어도 하나의 탐지 센서가 배치된 케이싱; 케이싱의 외부로 돌출되도록 형성된 연결 탭; 케이싱의 내부에 배치되는 마이크로프로세서; 및 케이싱의 아래쪽에 형성된 고정 수단을 포함한다. According to another suitable embodiment of the present invention, the at least one detection module includes a casing having at least one detection sensor disposed therein; a connection tab formed to protrude to the outside of the casing; a microprocessor disposed inside the casing; and fixing means formed under the casing.

본 발명의 다른 적절한 실시 형태에 따르면, 탐지 과정에서 서로 다른 탐지 센서의 탐지 시각을 설정하는 속도/데이터 동기화 유닛을 포함한다.According to another suitable embodiment of the present invention, it includes a speed/data synchronization unit for setting detection times of different detection sensors in the detection process.

본 발명의 또 다른 적절한 실시 형태에 따르면, 작동 과정에서 서로 다른 기어 박스 또는 감속기에서 발생되는 진동을 탐지하는 주파수 획득 모듈을 더 포함하고, 주파수 획득 모듈에서 획득된 주파수로부터 노이즈를 제거하는 선택 유닛을 더 포함한다.According to another suitable embodiment of the present invention, it further comprises a frequency acquisition module for detecting vibrations generated in different gearboxes or reducers in the operation process, and a selection unit for removing noise from the frequency acquired by the frequency acquisition module. include more

본 발명의 또 다른 적절한 실시 형태에 따르면, 진동 탐지 센서에서 탐지된 진동 주파수는 노이즈 제거 과정 및 주파수 분류 과정을 통하여 진동 형태가 분류된다.According to another suitable embodiment of the present invention, the vibration frequency detected by the vibration detection sensor is classified into a vibration form through a noise removal process and a frequency classification process.

본 발명에 따른 모터카의 상태 진단 시스템은 모터카의 작동 과정에서 발생되는 진동을 비롯한 소음 또는 응력과 같은 다양한 상태 정보를 탐지하는 것에 의하여 정확한 상태 진단이 가능하도록 한다. 본 발명에 따른 진단 시스템은 특히 모터카의 감속기에서 발생되는 다양한 형태의 진동을 탐지하여 분석하는 것에 의하여 모터카의 정밀 상태 진단이 가능하다. 이를 통하여 각각의 선로의 유지 보수 작업에 적합한 모터카의 개발이 가능하면서 모터카의 정상적으로 유지 보수 작업을 할 수 있는 상태로 유지되도록 한다. 본 발명에 따른 탐지 시스템은 선로의 보수를 위한 다양한 종류의 모터카에 적용될 수 있고, 모터카의 종류에 의하여 제한되지 않는다.The system for diagnosing the state of a motor car according to the present invention enables accurate state diagnosis by detecting various state information such as noise or stress, including vibration, generated during the operation of the motor car. In particular, the diagnostic system according to the present invention enables a precise state diagnosis of a motor car by detecting and analyzing various types of vibrations generated in a motor car reducer. Through this, it is possible to develop a motor car suitable for the maintenance work of each line and to maintain the motor car in a state that can perform the normal maintenance work. The detection system according to the present invention can be applied to various types of motor cars for track repair, and is not limited by the type of motor car.

도 1은 본 발명에 따른 모터카의 상태 진단 시스템의 실시 예를 도시한 것이다.
도 2는 본 발명에 따른 진단 시스템이 적용되는 실시 예를 도시한 것이다.
도 3은 본 발명에 따른 진단 시스템에서 데이터가 획득되어 처리되는 과정의 실시 예를 도시한 것이다.
도 4a 및 도 4b는 본 발명에 따른 상태 진단 시스템에서 주파수 특성의 분석에 따라 모터카의 상태 진단이 되는 과정의 실시 예를 도시한 것이다.1 shows an embodiment of a state diagnosis system for a motor car according to the present invention.
2 illustrates an embodiment to which a diagnostic system according to the present invention is applied.
3 is a diagram illustrating an example of a process in which data is acquired and processed in the diagnostic system according to the present invention.
4A and 4B show an embodiment of a process for diagnosing the state of a motor car according to the analysis of frequency characteristics in the state diagnosis system according to the present invention.

아래에서 본 발명은 첨부된 도면에 제시된 실시 예를 참조하여 상세하게 설명이 되지만 실시 예는 본 발명의 명확한 이해를 위한 것으로 본 발명은 이에 제한되지 않는다. 아래의 설명에서 서로 다른 도면에서 동일한 도면 부호를 가지는 구성요소는 유사한 기능을 가지므로 발명의 이해를 위하여 필요하지 않는다면 반복하여 설명이 되지 않으며 공지의 구성요소는 간략하게 설명이 되거나 생략이 되지만 본 발명의 실시 예에서 제외되는 것으로 이해되지 않아야 한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the embodiments shown in the accompanying drawings, but the embodiments are for a clear understanding of the present invention, and the present invention is not limited thereto. In the following description, components having the same reference numerals in different drawings have similar functions, so unless necessary for the understanding of the invention, the description will not be repeated and well-known components will be briefly described or omitted, but the present invention It should not be construed as being excluded from the embodiment of

도 1은 본 발명에 따른 모터카의 상태 진단 시스템의 실시 예를 도시한 것이다.1 shows an embodiment of a state diagnosis system for a motor car according to the present invention.

도 1을 참조하면, 모터카의 상태 진단 시스템은 서로 다른 기어 박스 또는 감속기에서 발생되는 진동을 탐지하는 진동 탐지 센서를 포함하는 제1, 2 탐지 모듈(11a, 11b); 각각의 탐지 모듈(11a, 11b)에서 탐지된 정보를 획득하여 처리하는 데이터 획득 모듈(12a, 12b); 모터의 작동 상태에 따라 제1, 2 탐지 모듈(11a, 11b)의 작동 여부를 결정하는 작동 제어 모듈(13); 및 작동 제어 모듈(13)의 설정에 따라 제1, 2 탐지 모듈(11a, 11b)의 작동 조건을 설정하여 데이터 획득 모듈(12a, 12b)로 전송하는 개시 설정 모듈(14)을 포함한다.Referring to FIG. 1 , the state diagnosis system of a motor car includes first and second detection modules 11a and 11b including vibration detection sensors for detecting vibrations generated in different gearboxes or reducers; data acquisition modules (12a, 12b) for acquiring and processing information detected by each of the detection modules (11a, 11b); an operation control module 13 for determining whether to operate the first and second detection modules 11a and 11b according to the operation state of the motor; and a start setting module 14 that sets the operating conditions of the first and second detection modules 11a and 11b according to the settings of the operation control module 13 and transmits them to the data acquisition modules 12a and 12b.

모터카는 모터의 구동에 의하여 작동되는 다양한 종류의 차량이 될 수 있고, 예를 들어 철도 선로의 유지 및 보수에 사용되는 모터카가 될 수 있다. 모터의 회전이 트랜스미션을 통하여 감속기로 전달되고, 이에 의하여 감속기에 연결된 차륜이 회전되어 모터카가 이동될 수 있다. 모터카의 개발 및 상태 진단을 위하여 감속기에서 발생되는 다양한 형태의 진동이 측정될 필요가 있고, 추가로 트랜스미션을 비롯한 동력 전달 수단에서 발생되는 진동 또는 소음이 측정되어 분석될 필요가 있다. 이를 위하여 각각의 감속기, 기어 박스 또는 다른 동력 전달 수단에 진동 탐지 센서, 소음 탐지 센서 또는 응력 탐지 센서와 같은 다양한 작동과 관련되어 발생되는 상태 매개변수가 탐지될 필요가 있다. 제1, 2 탐지 모듈(11a, 11b)은 진동 탐지 센서를 포함할 수 있고, 추가로 마이크로폰과 같은 소음 탐지 센서 또는 동력 축에서 발생되는 응력 탐지 센서를 포함할 수 있다. 선택적으로 제1, 2 탐지 모듈(11a, 11b)은 온도 센서를 포함할 수 있지만 이에 제한되지 않는다. 제1, 2 탐지 모듈(11a, 11b)은 동일하거나, 서로 다른 탐지 센서를 포함할 수 있고, 동일 기능을 하면서 모터 카의 서로 다른 위치에 배치된 감속기 또는 기어 박스에 각각 설치될 수 있다. 다수 개의 탐지 모듈(11a, 11b)이 감속기, 기어 박스 또는 차륜에서 발생되는 다양한 형태의 진동, 소음, 응력 변화 또는 온도의 탐지를 위하여 모터카의 다양한 위치에 설치될 수 있다. 각각의 탐지 모듈(11a, 11b)에서 탐지된 탐지 정보가 데이터 획득 모듈(12a, 12b)에 의하여 획득되어 전송 가능한 전기 데이터로 만들어질 수 있다. 데이터 획득 모듈(12a, 12b)은 탐지 정보를 처리 가능한 전기 데이터로 변환시키면서 무선 또는 유선으로 전기 데이터를 예를 들어 제어 모듈(13)과 같은 처리 수단, 저장 매체 또는 분석 모듈로 전송시키는 기능을 가질 수 있다. 제1, 2 탐지 모듈(11a, 11b)은 정해진 조건에서 작동될 수 있고, 작동 조건이 작동 제어 모듈(13)에 의하여 설정될 수 있다. 제1, 2 탐지 모듈(11a, 11b)은 독립적인 전원을 가지거나, 모터카의 배터리로부터 전력 공급을 받을 수 있다. 작동 제어 모듈(13)은 모터카의 작동 상태에 따라 제1, 2 탐지 모듈(11a, 11b)을 비롯한 상태 탐지 시스템의 작동을 개시시키거나, 중단시킬 수 있다. 모터카에 설치된 모터의 회전 또는 진동 발생에 의하여 작동 제어 모듈(13)로 전력 공급이 개시되어 작동 제어 모듈(13)의 작동이 개시될 수 있다. 이와 같이 작동 제어 모듈(13)의 작동이 개시되면, 작동 제어 모듈(13)은 제1, 2 탐지 모듈(11a, 11b)의 작동 조건을 설정할 수 있다. 예를 들어 작동 조건은 모터카의 속도가 10 내지 15 ㎞/h 또는 20 내지 25 ㎞/h와 같이 설정되거나, 모터의 회전 속도에 따라 결정되거나 또는 모터카의 선로에 따른 위치가 될 수 있다. 또한 제1, 2 탐지 모듈(11a, 11b)의 작동 횟수가 결정될 수 있고, 이와 같은 작동 조건이 개시 설정 모듈(14)에 저장될 수 있다. 그리고 개시 설정 모듈(14)은 모터카가 설정 조건 상태가 되면 개시 신호를 직접 또는 제1, 2 데이터 획득 모듈(12a, 12b)을 경유하여 제1, 2 탐지 모듈(11a, 11b)로 전송할 수 있다. 그리고 제1, 2 탐지 모듈(11a, 11b)은 미리 결정된 시각에 작동되어 작동 정보를 탐지할 수 있고, 탐지 정보가 제1, 2 데이터 획득 모듈(12a, 12b)로 전송될 수 있다. 이후 제1, 2 탐지 모듈(11a, 11b)로부터 탐지가 완료되면, 제1, 2 탐지 모듈(11a, 11b)의 작동이 중단되면서 이에 대한 전력 공급이 중단될 수 있다. 제1, 2 탐지 모듈(11a, 11b)은 작동 개시 또는 작동 중단은 다양한 방법으로 이루어질 수 있고 제시된 실시 에에 제한되지 않는다.The motor car may be various types of vehicles operated by driving a motor, and may be, for example, a motor car used for maintenance and repair of railroad tracks. The rotation of the motor is transmitted to the reducer through the transmission, whereby the wheels connected to the reducer are rotated so that the motor car can be moved. For the development and condition diagnosis of the motor car, it is necessary to measure various types of vibration generated from the reducer, and additionally, it is necessary to measure and analyze the vibration or noise generated from the power transmission means including the transmission. For this purpose, it is necessary to detect state parameters generated in connection with various operations such as vibration detection sensors, noise detection sensors or stress detection sensors in each gear reducer, gearbox or other power transmission means. The first and second detection modules 11a and 11b may include a vibration detection sensor, and may further include a noise detection sensor such as a microphone or a stress detection sensor generated from the power shaft. Optionally, the first and second detection modules 11a and 11b may include, but are not limited to, a temperature sensor. The first and second detection modules 11a and 11b may include the same or different detection sensors, and may be respectively installed in reducers or gearboxes disposed at different positions of the motor car while performing the same function. A plurality of detection modules (11a, 11b) may be installed in various positions of the motor car to detect various types of vibration, noise, stress change, or temperature generated in the reducer, gearbox, or wheels. Detection information detected by each of the detection modules 11a and 11b may be acquired by the data acquisition modules 12a and 12b and converted into transmittable electrical data. The data acquisition modules 12a and 12b have a function of transmitting the electrical data wirelessly or wired to a processing means, storage medium or analysis module such as the control module 13, for example, while converting the detection information into processable electrical data. can The first and second detection modules 11a and 11b may be operated under predetermined conditions, and the operating conditions may be set by the operation control module 13 . The first and second detection modules 11a and 11b may have independent power sources or may receive power from a battery of the motor car. The operation control module 13 may start or stop the operation of the state detection system including the first and second detection modules 11a and 11b according to the operation state of the motor car. Power supply to the operation control module 13 may be started by the rotation or vibration of a motor installed in the motor car, and the operation of the operation control module 13 may be started. As such, when the operation of the operation control module 13 is started, the operation control module 13 may set the operation conditions of the first and second detection modules 11a and 11b. For example, the operating condition may be the speed of the motor car set such as 10 to 15 km/h or 20 to 25 km/h, determined according to the rotational speed of the motor, or a location along the track of the motor car. In addition, the number of times of operation of the first and second detection modules 11a and 11b may be determined, and such an operation condition may be stored in the start setting module 14 . And the start setting module 14 may transmit a start signal to the first and second detection modules 11a and 11b directly or via the first and second data acquisition modules 12a and 12b when the motor car is in a setting condition state. . The first and second detection modules 11a and 11b may be activated at a predetermined time to detect operation information, and the detection information may be transmitted to the first and second data acquisition modules 12a and 12b. Thereafter, when the detection by the first and second detection modules 11a and 11b is completed, the operation of the first and second detection modules 11a and 11b is stopped and power supply therefor may be stopped. The first and second detection modules 11a and 11b can be started or stopped in various ways and are not limited to the presented embodiment.

도 2는 본 발명에 따른 진단 시스템이 적용되는 실시 예를 도시한 것이다.2 illustrates an embodiment to which a diagnostic system according to the present invention is applied.

도 2를 참조하면, 적어도 하나의 탐지 모듈(11a, 11b)은 내부에 적어도 하나의 탐지 센서가 배치된 케이싱(22); 케이싱(22)의 외부로 돌출되도록 형성된 연결 탭(24a); 케이싱(22)의 내부에 배치되는 마이크로프로세서(24b); 및 케이싱(22)의 아래쪽에 형성된 고정 수단(25)을 포함한다. 탐지 모듈은 모터카의 감속기(29) 또는 이동 몸체(26)에 분리 가능하도록 결합될 수 있는 구조로 만들어질 수 있다. 예를 들어 탐지 모듈(11a, 11b)은 감속기(29)에 고정되는 고정 블록과 고정 블록에 결합되는 탐지 블록으로 이루어진 탐지 어셈블리(21a, 21b)로 만들어질 수 있다. 탐지 어셈블리(21a, 21b)는 감속기 표면(291)에 고정될 수 있고, 탐지 어셈블리(21a, 21b)의 고정을 위하여 감속기 표면(291)에 고정 지그(23)가 설치될 수 있다. 고정 지그(23)는 사각 판 형상의 단면을 가지는 블록 구조가 될 수 있고, 둘레 면을 따라 용접과 같은 방식으로 견고한 접합 구조가 형성될 수 있다. 또한 고정 지그(23)의 아래쪽 면은 감속기 표면(291)에 대응되는 형상을 가지면서 밀접하게 접촉되도록 결합될 수 있고, 고정 지그(23)는 감속기 표면(291)과 동일 또는 유사한 소재로 만들어질 수 있다. 이와 같은 형상 및 소재로 만들어지는 것에 의하여 감속기(29) 또는 기어 박스에서 발생되는 진동이 고정 지그(23)를 경유하여 그대로 진동 탐지 센서로 전달되면서 노이즈의 발생이 억제될 수 있다. 고정 지그(23)에 탐지 블록이 분리 가능하도록 결합될 수 있고, 탐지 블록은 케이싱(22) 및 고정 수단(25)으로 이루어질 수 있다. 케이싱(22)은 전체적으로 밀폐 구조를 가지면서 내부에 고정 지그(23)를 통하여 전달되는 진동의 탐지를 위한 가속도 센서 또는 진동 센서가 배치될 수 있다. 또한 케이싱(22)의 내부에 탐지 센서의 작동을 조절하는 마이크로프로세서를 포함하는 전자기판 또는 전자 칩이 배치될 수 있다. 또한 케이싱(22)의 내부에 탐지 정보를 데이터 획득 모듈(12a, 12b)로 전송하는 통신 수단이 배치될 수 있다. 또한 케이싱(22)에 접속 포트(24a)가 형성되어 탐지 어셈블리(21a, 21b)에 전력이 공급되거나, 탐지 어셈블리(21a, 21b)와 데이터 획득 모듈(12a, 12b)과 데이터 통신이 가능하다. 케이싱(22)의 아래쪽 면에 나사 결합 구조의 볼트와 같은 고정 수단(25)이 케이싱(22)과 일체로 형성될 수 있고, 케이싱(22)은 고정 수단(25)에 의하여 고정 지그(23)에 결합될 수 있다. 케이싱(22)의 아래쪽 면은 고정 지그(23)의 위쪽 면에 면 접촉 방식으로 밀접하게 접촉될 수 있고, 고정 수단(25)은 풀림 방지 구조를 가질 수 있다. 또한 케이싱(22)의 아래쪽 면에 압력 탐지 패드(221)가 설치되어 케이싱(22)이 고정 지그(23)에 접촉되는 압력이 탐지될 수 있고, 이에 의하여 케이싱(22)과 고정 지그(23)의 접촉 상태가 탐지될 수 있다. 도 2의 좌측 아래쪽에 도시된 탐지 어셈블리(21b)의 실시 예를 참조하면, 케이싱(22)은 자석 결합 구조로 고정 지그(23)에 결합될 수 있다. 구체적으로 고정 지그(23)에 제2 고정 수단(25b)이 형성된 전달 블록(232)이 결합되고, 전달 블록(232)에 케이싱(22)이 제1 고정 수단(25a)에 의하여 결합될 수 있다. 제1 고정 수단(25a)은 고정 지그(23)에 형성된 체결 홀에 강제 끼움 방식으로 결합될 수 있고, 제2 고정 수단(25b)은 전달 블록(232)에 형성된 결합 홀에 나사 체결 방식으로 결합될 수 있다. 전달 블록(232)은 자성체가 될 수 있고, 고정 지그(23) 및 전달 블록(232)은 스테인리스 스틸과 같은 자성 소재가 될 수 있다. 케이싱(22)의 아래쪽에 전달 블록(232)에 형성된 고정 홀에 결합될 수 있는 적어도 하나의 고정 핀(233)이 결합될 수 있다. 또한 케이싱(22)의 아래쪽에 압력 탐지 패드(221)가 배치되어 케이싱(22)의 접촉 압력이 탐지될 수 있다. 탐지 어셈블리(21a, 21b)는 다양한 방법으로 고정 지그(23)에 분리 가능하도록 결합될 수 있고 제시된 실시 예에 제한되지 않고, 탐지 어셈블리(21a, 21b)가 모터카의 다양한 위치에 설치되어 모터카의 상태가 탐지될 수 있다.Referring to Figure 2, at least one detection module (11a, 11b) at least one detection sensor is disposed therein the casing 22; a connection tab 24a formed to protrude out of the casing 22; a microprocessor 24b disposed inside the casing 22; and fixing means 25 formed under the casing 22 . The detection module may be made of a structure that can be detachably coupled to the reducer 29 or the moving body 26 of the motor car. For example, the detection modules 11a and 11b may be made of the detection assemblies 21a and 21b including a fixed block fixed to the reducer 29 and a detection block coupled to the fixed block. The detection assemblies 21a and 21b may be fixed to the reducer surface 291 , and a fixing jig 23 may be installed on the reducer surface 291 for fixing the detection assemblies 21a and 21b . The fixing jig 23 may have a block structure having a cross section of a square plate shape, and a solid bonding structure may be formed along the circumferential surface in the same manner as by welding. In addition, the lower surface of the fixing jig 23 may be coupled to be in close contact while having a shape corresponding to the reducer surface 291 , and the fixing jig 23 may be made of the same or similar material as the reducer surface 291 . can By being made of such a shape and material, the vibration generated in the reducer 29 or the gear box is transmitted to the vibration detection sensor via the fixing jig 23 as it is, and the generation of noise can be suppressed. The detection block may be detachably coupled to the fixing jig 23 , and the detection block may include the casing 22 and the fixing means 25 . The casing 22 may have an acceleration sensor or a vibration sensor for detecting vibration transmitted through the fixing jig 23 therein while having an overall sealed structure. Also, an electronic board or electronic chip including a microprocessor for controlling the operation of the detection sensor may be disposed inside the casing 22 . In addition, communication means for transmitting detection information to the data acquisition modules 12a and 12b may be disposed inside the casing 22 . In addition, a connection port 24a is formed in the casing 22 so that power is supplied to the detection assemblies 21a and 21b, or data communication between the detection assemblies 21a and 21b and the data acquisition modules 12a and 12b is possible. On the lower surface of the casing 22, a fixing means 25 such as a bolt of a screw-coupled structure may be formed integrally with the casing 22, and the casing 22 is a fixing jig 23 by the fixing means 25. can be coupled to The lower surface of the casing 22 may be in close contact with the upper surface of the fixing jig 23 in a surface contact manner, and the fixing means 25 may have an anti-loosening structure. In addition, a pressure detection pad 221 is installed on the lower surface of the casing 22 so that the pressure at which the casing 22 comes into contact with the fixing jig 23 can be detected, whereby the casing 22 and the fixing jig 23 can be detected. Referring to the embodiment of the detection assembly 21b shown in the lower left of FIG. 2 , the casing 22 may be coupled to the fixing jig 23 in a magnetic coupling structure. Specifically, the transmission block 232 having the second fixing means 25b formed thereon may be coupled to the fixing jig 23 , and the casing 22 may be coupled to the transmission block 232 by the first fixing means 25a. . The first fixing means 25a may be coupled to the fastening hole formed in the fixing jig 23 by a forced fitting method, and the second fixing means 25b is coupled to the coupling hole formed in the transmission block 232 by a screw fastening method. can be The transfer block 232 may be a magnetic material, and the fixing jig 23 and the transfer block 232 may be made of a magnetic material such as stainless steel. At least one fixing pin 233 that may be coupled to a fixing hole formed in the transfer block 232 at the lower side of the casing 22 may be coupled. In addition, a pressure detection pad 221 is disposed under the casing 22 so that the contact pressure of the casing 22 can be detected. The detection assemblies 21a and 21b may be detachably coupled to the fixing jig 23 in various ways and are not limited to the presented embodiment, and the detection assemblies 21a and 21b are installed in various positions of the motor car to provide a state of the motor car. can be detected.

모터카는 이동 몸체(26); 이동 몸체(26)에 배치된 다수 개의 감속기(29); 차축에 따라 회전하는 차륜(28); 및 적어도 하나의 운전석(27)을 포함할 수 있다. 또한 모터카는 전력 공급 수단, 배터리 또는 이와 유사한 구동 수단을 포함할 수 있다. 각각의 감속기(29)의 양쪽에 탐지 모듈(11a, 11b)이 배치될 수 있고, 이동 과정에서 압력 또는 작용되어 구조적인 변형이 되는 차축 또는 차량의 다른 부위에 인장 센서 또는 응력 센서와 같은 변형 수준의 탐지를 위한 응력 센서(17) 또는 감속기(29)에서 발생되는 소음의 탐지를 위한 마이크로폰과 같은 소음 탐지 센서(16)가 차축 또는 감속기(29)에 인접한 위치에 설치될 수 있다. 탐지 모듈(11a, 11b)에 의하여 진동 센서, 소음 탐지 센서 또는 응력 센서에 의하여 탐지된 상태 정보가 전기 신호로 변환되어 제1, 2 데이터 획득 모듈(12a, 12b)로 전송될 수 있다. 제1, 2 데이터 획득 모듈(12a, 12b)은 전송된 탐지 정보를 탐지 위치, 탐지 시각 정보 및 속도 정보를 결합하여 데이터 체크 모듈(18)로 전송할 수 있다. 데이터 획득 모듈(12a, 12b)은 데이터 체크 모듈(18)과 유선 또는 무선으로 데이터 통신이 가능하도록 연결될 수 있다. 데이터 체크 모듈(18)은 차량 내부의 다양한 위치에 설치될 수 있고, 체크 모듈(18)은 선택적으로 무선 통신 수단을 가지면서 데이터 획득 모듈(12a, 12b)과 분석 모듈 사이를 중계하는 중계 기능을 가질 수 있다. 데이터 체크 모듈(18)에 의하여 데이터 획득 모듈(12a, 12b)로부터 전송된 탐지 정보의 유효성이 확인되고, 탐지 정보는 적절한 방법으로 분류되어 예를 들어 상태 분석 모듈과 같은 모터카의 상태를 진단하기 위한 관리 서버로 전송될 수 있다. 데이터 획득 모듈(12a, 12b)에 의하여 획득된 모터카의 상태 정보는 다양한 방법으로 처리될 수 있고 제시된 실시 예에 제한되지 않는다.The motor car has a movable body 26; a plurality of reducers 29 disposed on the moving body 26; wheels 28 rotating along the axle; and at least one driver's seat 27 . The motor car may also include a power supply means, a battery or similar driving means. Detection modules 11a, 11b may be disposed on both sides of each reducer 29, and the level of strain, such as a tension sensor or stress sensor, on the axle or other part of the vehicle that is structurally deformed by pressure or action in the course of movement. A noise detection sensor 16 such as a stress sensor 17 for detection of or a microphone for detection of noise generated by the reducer 29 may be installed at a position adjacent to the axle or the reducer 29 . State information detected by the vibration sensor, the noise detection sensor, or the stress sensor by the detection modules 11a and 11b may be converted into an electrical signal and transmitted to the first and second data acquisition modules 12a and 12b. The first and second data acquisition modules 12a and 12b may transmit the transmitted detection information to the data check module 18 by combining the detection position, detection time information, and speed information. The data acquisition modules 12a and 12b may be connected to the data check module 18 to enable data communication by wire or wirelessly. The data check module 18 may be installed at various locations inside the vehicle, and the check module 18 selectively performs a relay function to relay between the data acquisition modules 12a and 12b and the analysis module while having a wireless communication means. can have The validity of the detection information transmitted from the data acquisition modules 12a, 12b is checked by the data check module 18, and the detection information is classified in an appropriate way for diagnosing the state of the motor car, for example, a state analysis module. may be sent to the management server. The state information of the motor car acquired by the data acquisition modules 12a and 12b may be processed in various ways and is not limited to the presented embodiment.

도 3은 본 발명에 따른 진단 시스템에서 데이터가 획득되어 처리되는 과정의 실시 예를 도시한 것이다.3 is a diagram illustrating an example of a process in which data is acquired and processed in the diagnostic system according to the present invention.

도 3을 참조하면, 상태 탐지 시스템은 탐지 과정에서 서로 다른 탐지 센서(31a, 31b, 31c)의 탐지 시각을 설정하는 속도/데이터 동기화 유닛(32)을 포함한다. 상태 탐지 시스템은 각각 진동 탐지 센서(31a), 소음 탐지 센서(31b) 및 응력 탐지 센서(31c)를 포함할 수 있다. 이와 같은 탐지 센서(31a, 31b, 31c)는 정해진 조건에서 작동될 수 있고, 예를 들어 15 km/h 또는 25 km/h와 같이 미리 결정된 조건에서 작동될 수 있다. 서로 다른 탐지 센서(31a, 31b, 31c)는 정해진 속도 및 동일 시각에 작동될 필요가 있고, 이를 위하여 속도/데이터 동기화 유닛(32)이 설치될 수 있다. 속도/데이터 동기화 유닛(32)은 모터카의 속도를 탐지하여 모터카 정해진 속도로 되기 전 각각의 탐지 센서(31a, 31b, 31c)로 작동 대기 신호를 전송할 수 있고, 이와 함께 서로 다른 시간 간격을 두고 측정되는 탐지 횟수를 전송할 수 있다. 각각의 탐지 센서(31a, 31b, 31c)는 각각의 탐지가 이루어진 탐지 시각을 속도/데이터 동기화 유닛(32)으로 전송할 수 있고, 속도/데이터 동기화 유닛(32)은 수신된 탐지 데이터가 정해진 조건에서 생성되었는지 여부를 확인할 수 있다. 그리고 데이터의 유효성에 대한 확인 결과와 함께 탐지 데이터를 데이터 분석 모듈(33)로 전송할 수 있다. 모터카의 작동 과정에서 발생될 수 있는 다양한 형태의 노이즈가 노이즈 데이터베이스(34)에 저장될 수 있다. 노이즈 데이터베이스(34)에 저장된 노이즈 데이터에 따라 데이터 분석 모듈(33)은 탐지 데이터로부터 노이즈가 제거되어 탐지 데이터가 분석될 수 있다. 이후 노이즈가 제거된 탐지 데이터가 모터카 진단 모듈(35)로 전송되어 모터카의 상태가 진단될 수 있다. 탐지 데이터는 다양한 방법으로 분석될 수 있고 아래에서 이와 같은 과정의 실시 예에 대하여 설명된다.Referring to FIG. 3 , the state detection system includes a speed/data synchronization unit 32 that sets detection times of different detection sensors 31a, 31b, and 31c in the detection process. The state detection system may include a vibration detection sensor 31a, a noise detection sensor 31b, and a stress detection sensor 31c, respectively. Such detection sensors 31a, 31b, and 31c may be operated under a predetermined condition, for example, may be operated under a predetermined condition such as 15 km/h or 25 km/h. The different detection sensors 31a, 31b, and 31c need to be operated at a predetermined speed and at the same time, and for this purpose, a speed/data synchronization unit 32 may be installed. The speed/data synchronization unit 32 may detect the speed of the motor car and transmit an operation standby signal to each of the detection sensors 31a, 31b, and 31c before the motor car reaches a predetermined speed, and measure at different time intervals therewith It is possible to transmit the number of detections. Each of the detection sensors 31a, 31b, and 31c may transmit a detection time at which each detection is made to the speed/data synchronization unit 32, and the speed/data synchronization unit 32 determines that the received detection data is determined under a predetermined condition. You can check whether it has been created or not. In addition, the detection data may be transmitted to the data analysis module 33 together with the result of checking the validity of the data. Various types of noise that may be generated during the operation of the motor car may be stored in the noise database 34 . According to the noise data stored in the noise database 34 , the data analysis module 33 may analyze the detection data by removing noise from the detection data. Thereafter, the noise-removed detection data may be transmitted to the motor car diagnosis module 35 to diagnose the state of the motor car. Detection data may be analyzed in various ways, and an embodiment of such a process will be described below.

도 4a 및 도 4b는 본 발명에 따른 상태 진단 시스템에서 주파수 특성의 분석에 따라 모터카의 상태 진단이 되는 과정의 실시 예를 도시한 것이다.4A and 4B show an embodiment of a process for diagnosing the state of a motor car according to the analysis of frequency characteristics in the state diagnosis system according to the present invention.

도 4a 및 도 4b를 참조하면, 진동 탐지 센서에서 탐지된 진동 주파수는 노이즈 제거 과정 및 주파수 분류 과정을 통하여 진동 형태가 분류된다. 소음 탐지 센서로부터 전송된 탐지 정보로부터 주파수 획득 모듈(41)은 주파수 데이터를 획득할 수 있다. 모터카의 차량 속도가 25 km/h인 상태에서 하나의 감속기에서 획득된 주파수 데이터는 도 4b의 위쪽에 도시된 것과 같은 형태가 될 수 있다. 이와 같은 로(raw) 데이터가 주파수 획득 모듈(41)에 의하여 생성되면서 이와 함께 환경 탐지모듈(41a) 및 속도/소음 모듈(31b)로부터 탐지된 정보가 주파수 획득 모듈(41)로 전송될 수 있다. 환경 탐지 모듈(41a)에 의하여 진동 정보가 탐지되는 환경이 탐지될 수 있고, 예를 들어 주변 온도, 습도, 운행되는 철도 차량의 상태가 탐지될 수 있다. 환경 탐지 모듈(41a)에 의하여 다양한 탐지 환경이 탐지될 수 있고, 바람직하게 진동 탐지에 영향을 줄 수 있는 환경 인자가 탐지될 수 있다. 주파수 획득 모듈(41)로 속도 및 소음 정보가 속도/소음 탐지 모듈(31b)에 의하여 탐지되어 주파수 획득 모듈(41)로 전송될 수 있다. 주파수 획득 모듈(41)은 환경 정보, 속도 정보 및 소음 정보를 진동 정보와 함께 선택 모듈(42)로 전송할 수 있다. 선택 모듈(42)은 노이즈 데이터베이스(34)로부터 모터카의 운행 과정에서 발생할 수 있는 다양한 형태의 노이즈 데이터를 탐색할 수 있다. 획득 진동 데이터로부터 노이즈 데이터를 제거한 후 감속기의 작동에 따라 발생될 수 있는 파형을 탐색할 수 있고, 도 4b의 중간에 도시된 주파수 파형이 획득될 수 있다. 이를 위하여 주파수 데이터베이스(45)로부터 감속기의 작동 과정에서 발생 가능한 주파수를 탐색할 수 있고, 이를 참조하여 고유 주파수 결정 모듈(44) 및 이상 주파수 탐색 모듈(46)에 의하여 고유 주파수와 비정상적인 상태를 나타내는 이상 주파수가 탐색될 수 있고, 도 4b의 아래쪽에 도시된 것과 같은 고유 주파수와 이상 주파수가 결정될 수 있다. 그리고 결정된 고유 주파수와 이상 주파수가 상태 진단 모듈(47)로 전송될 수 있다. 상대 진단 모듈(47)은 다양한 형태의 비정상적인 상태에서 나타날 수 있는 결함 데이터가 저장된 결함 데이터베이스(48)로부터 비정상 상태를 탐지할 수 있다. 이에 의하여 모터카의 정상 여부 및 결함 형태가 진단될 수 있다. 도 4b를 참조하면, 로(Raw) 데이터가 진동 탐지 유닛(411)에 의하여 획득되고, 노이즈 제거 유닛(341)에 의하여 로(Raw) 데이터의 노이즈가 제거될 수 있다. 그리고 주파수 분류 유닛(441)에 의하여 감속기의 작동에 따른 고유 진동 및 비정상 진동이 결정될 수 있고, 이와 같은 과정이 진동 형태 분류 모듈(43)에 의하여 제어될 수 있다. 그리고 진동 형태 분류 모듈(43)에 의하여 획득된 도 4b의 아래쪽에 도시된 데이터가 상태 진단 모듈(47)로 전송될 수 있다.4A and 4B , the vibration frequency detected by the vibration detection sensor is classified into a vibration form through a noise removal process and a frequency classification process. The frequency acquisition module 41 may acquire frequency data from the detection information transmitted from the noise detection sensor. Frequency data obtained from one reducer in a state where the vehicle speed of the motor car is 25 km/h may have a form as shown in the upper part of FIG. 4B . As such raw data is generated by the frequency acquisition module 41, information detected from the environment detection module 41a and the speed/noise module 31b may be transmitted to the frequency acquisition module 41 together with it. . An environment in which vibration information is detected may be detected by the environment detection module 41a, and, for example, ambient temperature, humidity, and a state of a running railroad vehicle may be detected. Various detection environments may be detected by the environment detection module 41a, and environmental factors that may affect vibration detection may be preferably detected. With the frequency acquisition module 41 , speed and noise information may be detected by the speed/noise detection module 31b and transmitted to the frequency acquisition module 41 . The frequency acquisition module 41 may transmit environmental information, speed information, and noise information together with vibration information to the selection module 42 . The selection module 42 may search for noise data of various types that may be generated in the course of driving the motor car from the noise database 34 . After removing the noise data from the acquired vibration data, a waveform that may be generated according to the operation of the reducer may be searched, and the frequency waveform shown in the middle of FIG. 4B may be obtained. For this purpose, it is possible to search for a frequency that can occur in the operation process of the reducer from the frequency database 45, and with reference to this, the natural frequency and abnormality indicating the abnormal state by the natural frequency determination module 44 and the abnormal frequency search module 46 A frequency may be searched, and a natural frequency and an abnormal frequency as shown in the lower part of FIG. 4B may be determined. In addition, the determined natural frequency and abnormal frequency may be transmitted to the state diagnosis module 47 . The relative diagnosis module 47 may detect an abnormal state from the defect database 48 in which defect data that may appear in various types of abnormal states is stored. Thereby, whether the motor car is normal and the defect type can be diagnosed. Referring to FIG. 4B , raw data may be obtained by the vibration detection unit 411 , and noise of the raw data may be removed by the noise removing unit 341 . And natural vibration and abnormal vibration according to the operation of the reducer may be determined by the frequency classification unit 441 , and such a process may be controlled by the vibration type classification module 43 . In addition, the data shown in the lower part of FIG. 4B obtained by the vibration type classification module 43 may be transmitted to the state diagnosis module 47 .

모터카의 작동 과정에서 발생되는 소음 데이터가 이와 유사한 방법으로 처리되고, 진동 데이터와 연관되어 모터카의 작동 상태 진단이 될 수 있다. 예를 들어 비정상적인 진동 데이터가 획득되고, 소음 데이터가 또한 비정상적인 소음 데이터를 발생시킨다면 감속기에서 외부적인 결함이 발생된 것으로 판단될 수 있다. 이에 비하여 진동 데이터가 비이상적인 진동 데이터를 포함하지만 소음 데이터가 비정상적인 소음 데이터를 포함하지 않는다면 감속기가 내부적인 결함을 가지는 것으로 판단될 수 있다. 소음 데이터의 분석 결과는 진동 데이터의 분석 결과와 다양하게 연관될 수 있고 제시된 실시 예에 제한되지 않는다.Noise data generated in the operation process of the motor car may be processed in a similar manner and associated with vibration data to diagnose the operating state of the motor car. For example, if abnormal vibration data is obtained, and the noise data also generates abnormal noise data, it may be determined that an external fault has occurred in the reducer. In contrast, if the vibration data includes non-ideal vibration data but the noise data does not include abnormal noise data, it may be determined that the reducer has an internal defect. The analysis result of the noise data may be variously related to the analysis result of the vibration data, and is not limited to the presented embodiment.

위에서 본 발명은 제시된 실시 예를 참조하여 상세하게 설명이 되었지만 이 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 제시된 실시 예를 참조하여 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위에서 다양한 변형 및 수정 발명을 만들 수 있을 것이다. 본 발명은 이와 같은 변형 및 수정 발명에 의하여 제한되지 않으며 다만 아래에 첨부된 청구범위에 의하여 제한된다.Although the present invention has been described in detail with reference to the presented embodiment, those skilled in the art will be able to make various modifications and variations of the invention without departing from the technical spirit of the present invention with reference to the presented embodiment. . The present invention is not limited by such variations and modifications, but only by the claims appended hereto.

11a, 11b: 탐지 모듈 12a, 12b: 데이터 획득 모듈
13: 작동 제어 모듈 14: 개시 설정 모듈
22: 케이싱 24a: 연결 탭
24b: 마이크로프로세서 25: 고정 수단
31a, 31b, 31c: 탐지 센서 41: 주파수 획득 모듈
42: 선택 유닛11a, 11b: detection module 12a, 12b: data acquisition module
13: operation control module 14: start setting module
22: casing 24a: connection tab
24b: microprocessor 25: fixing means
31a, 31b, 31c: detection sensor 41: frequency acquisition module
42: selection unit

Claims

First and second detection modules (11a, 11b) including vibration detection sensors for detecting vibrations generated in different gearboxes or reducers;
data acquisition modules (12a, 12b) for acquiring and processing information detected by each of the detection modules (11a, 11b);
an operation control module 13 for determining whether to operate the first and second detection modules 11a and 11b according to the operation state of the motor; and
a start setting module 14 for setting the operating conditions of the first and second detection modules 11a and 11b according to the setting of the operation control module 13 and transmitting to the data acquisition module 12a, 12b;
The first and second detection modules 11a and 11b further include a noise detection sensor 31b and a stress detection sensor 31c, respectively,
Before the speed of the motor car reaches 15 km/h or 25 km/h, the vibration detection sensor, the noise detection sensor 31b, and the stress detection sensor 31c each transmit an operation standby signal and the number of detections to achieve a set speed and the same time. A speed/data synchronization unit that causes the vibration detection sensor, the noise detection sensor 31b, and the stress detection sensor 31c to receive a detection time at which each detection is made and determines whether the received detection data has been generated under a predetermined condition. (32) Motor car condition detection system, characterized in that it further comprises.

The method according to claim 1, wherein the at least one detection module (11a, 11b) is at least one detection sensor disposed therein casing 22; a connection tab (24a) formed to protrude to the outside of the casing (22); a microprocessor 24b disposed inside the casing 22; and a fixing means (25) formed under the casing (22).

delete

The method according to claim 1, further comprising a frequency acquisition module (41) for detecting vibrations generated in different gearboxes or reducers in the operation process, and a selection unit (41) for removing noise from the frequency acquired by the frequency acquisition module (41) 42) further comprising a motor car condition detection system.