汽車(chē)變速箱軸振動(dòng)檢測(cè)儀的制作方法
【專利摘要】該汽車(chē)變速箱軸振動(dòng)檢測(cè)儀，包括數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)分析及故障診斷模塊、通訊模塊和人機(jī)接口，數(shù)據(jù)分析及故障診斷模塊分別與數(shù)據(jù)采集模塊、通訊模塊和人機(jī)接口通訊連接；數(shù)據(jù)采集模塊包括抗混疊低通濾波器、程控濾波器和A/D轉(zhuǎn)換器；所述數(shù)據(jù)分析及故障診斷模塊包括DSP和處理器；抗混疊低通濾波器依次經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換器和DSP與處理器通訊連接；程濾波器依次經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)和DSP與處理器通訊連接；DSP與程控濾波器通訊連接。通過(guò)振動(dòng)信號(hào)去判斷機(jī)械是否有故障是目前采用最好的也是被采用最多的監(jiān)控方法。通過(guò)DSP和ARM有效地結(jié)合，完成了數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理、故障診斷及強(qiáng)大的通訊功能，能將檢測(cè)結(jié)果在本地和遠(yuǎn)程設(shè)備實(shí)時(shí)的顯示，便于研發(fā)工作的開(kāi)展。
【專利說(shuō)明】汽車(chē)變速箱軸振動(dòng)檢測(cè)儀

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及檢測(cè)【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及軸震動(dòng)檢測(cè)設(shè)備。

【背景技術(shù)】
[0002]在汽車(chē)研發(fā)中，變速箱也是至關(guān)重要的一部分。汽車(chē)變速箱具有這樣幾個(gè)功用:①改變傳動(dòng)比，擴(kuò)大驅(qū)動(dòng)輪轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速的變化范圍，以適應(yīng)經(jīng)常變化的行駛條件，同時(shí)使發(fā)動(dòng)機(jī)在有利(功率較高而油耗較低)的工況下工作；②在發(fā)動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)方向不變情況下，使汽車(chē)能倒退行駛；③利用空擋，中斷動(dòng)力傳遞，以發(fā)動(dòng)機(jī)能夠起動(dòng)、怠速，并便于變速器換檔或進(jìn)行動(dòng)力輸出。
[0003]因此，其性能和質(zhì)量的好壞直接影響這換擋是否順利、起步有無(wú)滯后、加速有無(wú)作用、動(dòng)力會(huì)不會(huì)突然中斷、甚至油耗的高低等。
[0004]在變速箱研發(fā)的過(guò)程中，需要對(duì)其各軸的震動(dòng)情況也做出檢測(cè)，但是我國(guó)在這方面的發(fā)展還是比較落后的。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0005]本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問(wèn)題是:提供一種數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理、故障診斷及強(qiáng)大的通訊功能的汽車(chē)變速箱軸振動(dòng)檢測(cè)儀，填補(bǔ)國(guó)內(nèi)的該項(xiàng)不足。
[0006]汽車(chē)變速箱軸振動(dòng)檢測(cè)儀，包括數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)分析及故障診斷模塊、通訊模塊和人機(jī)接口，數(shù)據(jù)分析及故障診斷模塊分別與數(shù)據(jù)采集模塊、通訊模塊和人機(jī)接口通訊連接；
[0007]所述數(shù)據(jù)采集模塊包括抗混疊低通濾波器、程控濾波器和A/D轉(zhuǎn)換器；
[0008]所述數(shù)據(jù)分析及故障診斷模塊包括DSP和處理器；
[0009]低頻震動(dòng)信號(hào)通過(guò)抗混疊低通濾波器的IN端輸入，再經(jīng)其OUT端輸出到A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，該數(shù)字信號(hào)輸出到DSP，DSP通過(guò)HPI接口將處理后的低頻震動(dòng)信號(hào)傳輸?shù)教幚砥鳎?br> [0010]高頻震動(dòng)信號(hào)分別通過(guò)程濾波器的INA和INB端輸入，再經(jīng)其LPA和LPB端輸出到A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，該數(shù)字信號(hào)輸出到DSP，DSP通過(guò)HPI接口將處理后的低頻震動(dòng)信號(hào)傳輸?shù)教幚砥鳎?br> [0011]DSP的數(shù)據(jù)端分別與程控濾波器的DO和Dl端相連，DSP的地址端分別與程控濾波器的A0-A3端相連。
[0012]通訊模塊包括RS232通訊接口、RS485通訊接口、無(wú)線通信接口和CAN總線接口。
[0013]通過(guò)振動(dòng)信號(hào)去判斷機(jī)械是否有故障是目前采用最好的也是被采用最多的監(jiān)控方法。通過(guò)DSP和ARM有效地結(jié)合，完成了數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理、故障診斷及強(qiáng)大的通訊功能，能將檢測(cè)結(jié)果在本地(子公司、母公司或研發(fā)中心)和遠(yuǎn)程設(shè)備(如研發(fā)中心、母公司或子公司)實(shí)時(shí)的顯示，便于研發(fā)工作的開(kāi)展。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0014]圖1為本實(shí)用新型原理框圖。
[0015]其中，數(shù)據(jù)采集模塊(I)、數(shù)據(jù)分析及故障診斷模塊(2)、通訊模塊(3)。

【具體實(shí)施方式】
[0016]機(jī)器的荷載全部由軸承承載著，所以會(huì)出現(xiàn)很多問(wèn)題，例如對(duì)稱、不平衡等問(wèn)題，這些問(wèn)題都會(huì)引起機(jī)械發(fā)生振動(dòng)，并將這種振動(dòng)傳遞給軸承。因此我們可以通過(guò)檢測(cè)軸承來(lái)判斷風(fēng)電機(jī)組是否出現(xiàn)故障并判斷軸承有沒(méi)有出現(xiàn)缺陷。
[0017]軸承的表面經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)磨損或受到其他原因引起的損傷。而軸承因?yàn)槭褂幂^久出現(xiàn)松動(dòng)和不平衡、機(jī)器的安裝不當(dāng)和荷載過(guò)大等問(wèn)題也是導(dǎo)致故障的原因。
[0018]在現(xiàn)實(shí)對(duì)滾動(dòng)軸承測(cè)量的時(shí)候，通常會(huì)進(jìn)行軸承外圈的測(cè)量，而測(cè)量的方法是將振動(dòng)傳感器放置在軸承座上。
[0019]由于1Hz以下的低頻振動(dòng)會(huì)出現(xiàn)可觀的位移，所以一般采用位移傳感器測(cè)量低頻振動(dòng)信號(hào)。而對(duì)于高頻震動(dòng)信號(hào)，一般采用加速度傳感器，其測(cè)量頻率范圍在2Hz-10kHz之間或更高。系統(tǒng)中，為了更準(zhǔn)確的測(cè)量振動(dòng)信號(hào)，我們會(huì)選用加速度傳感器測(cè)量輸入軸，加速傳感器和位移傳感器測(cè)量輸出軸、倒檔軸(如果有)。
[0020]如圖1所示，汽車(chē)變速箱軸振動(dòng)檢測(cè)儀，包括數(shù)據(jù)采集模塊1、數(shù)據(jù)分析及故障診斷模塊2、通訊模塊3和人機(jī)接口，數(shù)據(jù)分析及故障診斷模塊2分別與數(shù)據(jù)采集模塊1、通訊模塊3和人機(jī)接口通訊連接；
[0021]所述數(shù)據(jù)采集模塊I包括抗混疊低通濾波器、程控濾波器和A/D轉(zhuǎn)換器；
[0022]所述數(shù)據(jù)分析及故障診斷模塊2包括DSP和處理器；
[0023]低頻震動(dòng)信號(hào)通過(guò)抗混疊低通濾波器的IN端輸入，再經(jīng)其OUT端輸出到A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，該數(shù)字信號(hào)輸出到DSP，DSP通過(guò)HPI接口將處理后的低頻震動(dòng)信號(hào)傳輸?shù)教幚砥鳎?br> [0024]高頻震動(dòng)信號(hào)分別通過(guò)程濾波器的INA和INB端輸入，再經(jīng)其LPA和LPB端輸出到A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，該數(shù)字信號(hào)輸出到DSP，DSP通過(guò)HPI接口將處理后的低頻震動(dòng)信號(hào)傳輸?shù)教幚砥鳎?br> [0025]DSP的數(shù)據(jù)端分別與程控濾波器的DO和Dl端相連，DSP的地址端分別與程控濾波器的A0-A3端相連。
[0026]通訊模塊3包括RS232通訊接口、RS485通訊接口、無(wú)線通信接口和CAN總線接口。
[0027]考慮到濾波器的頻率范圍不同，設(shè)計(jì)中選用八階巴特沃斯低通濾波器MAX7480用于低頻信號(hào)的抗混疊濾波，選用程控濾波器MAX261XMXG用于高頻信號(hào)的濾波。
[0028]MAX7480的通帶是非常平坦的，它的特點(diǎn)有低噪音、低失真(總諧波失真+噪音為-73dB)和相對(duì)較低的能量消耗(工作時(shí)的電流量為2.9mA，關(guān)斷時(shí)電流量為0.2μ A)、發(fā)出的聲音比較低且?guī)缀鯖](méi)有噪音和保持波較高的真實(shí)性(總諧波失真+噪音為_(kāi)73dB)，而且它的相位特性也非常好?？梢哉{(diào)節(jié)時(shí)鐘的轉(zhuǎn)角頻率，使頻率的范圍在1Ηζ-15ΚΗζ之間。
[0029]MAX7480的時(shí)鐘可以采用外部時(shí)鐘，同時(shí)也可以采用它原本的內(nèi)部時(shí)鐘。轉(zhuǎn)換頻率和時(shí)鐘頻率的比例關(guān)系為1:100，輸入信號(hào)頻率和時(shí)鐘頻率的比例關(guān)系為1:500。
[0030]MAX261XMXG是一種可以獨(dú)立提供電源開(kāi)關(guān)的電容濾波器，它的Q值、中心頻率、和工作模式都是可以通過(guò)引腳編程來(lái)設(shè)置的，使用比較方便。它可以在多種模式下進(jìn)行工作，如帶通、低通、高通，有阻礙或是完全通暢的模式下進(jìn)行工作，它的濾波器中的帶通濾波器的截止頻率可以達(dá)到57KHz ;是可以具有64階的可控中心頻率，也是128階可控值。
[0031]人機(jī)接口包括鍵盤(pán)和顯示器，型號(hào)為ZLG7290的驅(qū)動(dòng)芯片來(lái)完成鍵盤(pán)的驅(qū)動(dòng)，這個(gè)芯片具有I2C接口。
[0032]本實(shí)用新型并不限于上述實(shí)例，在本實(shí)用新型的權(quán)利要求書(shū)所限定的范圍內(nèi)，本領(lǐng)域技術(shù)人員不經(jīng)創(chuàng)造性勞動(dòng)即可做出的各種變形或修改均受本專利的保護(hù)。
【權(quán)利要求】
1.汽車(chē)變速箱軸振動(dòng)檢測(cè)儀，包括數(shù)據(jù)采集模塊(I)、數(shù)據(jù)分析及故障診斷模塊(2)、通訊模塊(3)和人機(jī)接口，數(shù)據(jù)分析及故障診斷模塊(2)分別與數(shù)據(jù)采集模塊(I)、通訊模塊(3)和人機(jī)接口通訊連接；其特征在于: 所述數(shù)據(jù)采集模塊(I)包括抗混疊低通濾波器、程控濾波器和A/D轉(zhuǎn)換器； 所述數(shù)據(jù)分析及故障診斷模塊(2)包括DSP和處理器； 低頻震動(dòng)信號(hào)通過(guò)抗混疊低通濾波器的IN端輸入，再經(jīng)其OUT端輸出到A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，該數(shù)字信號(hào)輸出到DSP，DSP通過(guò)HPI接口將處理后的低頻震動(dòng)信號(hào)傳輸?shù)教幚砥鳎? 高頻震動(dòng)信號(hào)分別通過(guò)程濾波器的INA和INB端輸入，再經(jīng)其LPA和LPB端輸出到A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，該數(shù)字信號(hào)輸出到DSP，DSP通過(guò)HPI接口將處理后的低頻震動(dòng)信號(hào)傳輸?shù)教幚砥鳎? DSP的數(shù)據(jù)端分別與程控濾波器的DO和Dl端相連，DSP的地址端分別與程控濾波器的A0-A3端相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的檢測(cè)儀，其特征在于:通訊模塊(3)包括RS232通訊接口、RS485通訊接口、無(wú)線通信接口和CAN總線接口。
【文檔編號(hào)】G01H17/00GK204188256SQ201420490346
【公開(kāi)日】2015年3月4日 申請(qǐng)日期:2014年8月29日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月29日
【發(fā)明者】王強(qiáng), 李玲玲 申請(qǐng)人:成都市凱勝科技有限公司