本實用新型涉及一種檢測與識別裝置，尤其是一種微小轉(zhuǎn)角情況下電機(jī)轉(zhuǎn)向與識別裝置。

背景技術(shù)：

動車組、城軌和地鐵列車在靜止調(diào)試過程中，需要通過啟動試驗逐一確定電機(jī)轉(zhuǎn)向是正向還是反向。啟動試驗是在列車制動狀態(tài)下給列車加載較小的牽引力，因此，聯(lián)軸節(jié)只有短時、角度很小的轉(zhuǎn)動，需要調(diào)試人員貼近、仔細(xì)觀察，對于有多臺電機(jī)的動車調(diào)試，很容易疲勞、出現(xiàn)錯誤判斷。因此，有必要研制一套便攜式牽引電機(jī)轉(zhuǎn)向檢測裝置，能夠輔助調(diào)試人員快速、準(zhǔn)確地確定電機(jī)轉(zhuǎn)向。

調(diào)試時，工作人員只需要手持檢測裝置靠近聯(lián)軸節(jié)，在啟動試驗配合下，即可準(zhǔn)確確定電機(jī)轉(zhuǎn)向，無需調(diào)試人員貼近、仔細(xì)觀察。同時，該裝置還可以自動記錄檢測結(jié)果、測試時間等相關(guān)信息。一方面可以降低調(diào)試人員工作強(qiáng)度，提高判斷準(zhǔn)確性，另一方面又能夠有效提高工作效率。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型主要目的在于解決上述問題和不足，提供一種結(jié)構(gòu)簡單，無需調(diào)試人員貼近、仔細(xì)觀察即可準(zhǔn)確確定電機(jī)轉(zhuǎn)向的一種微小轉(zhuǎn)角情況下電機(jī)轉(zhuǎn)向檢測與識別裝置。

為實現(xiàn)上述目的，本實用新型的技術(shù)方案是：

一種微小轉(zhuǎn)角情況下電機(jī)轉(zhuǎn)向檢測與識別裝置，所述裝置包括加速度傳感器，數(shù)據(jù)處理與轉(zhuǎn)換裝置及主機(jī)設(shè)備，其中，

加速度傳感器，放置在電機(jī)聯(lián)軸節(jié)上，在啟動實驗配合下，檢測電機(jī)的加速度信號，并將信號傳輸給數(shù)據(jù)處理與轉(zhuǎn)換裝置；

數(shù)據(jù)處理與轉(zhuǎn)換裝置，接收加速度傳感器收集的信號，并進(jìn)行轉(zhuǎn)換，以無線的方式向主機(jī)設(shè)備發(fā)送；

主機(jī)設(shè)備，接收無線信號，利用計算模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)向識別、存儲、顯示，并實現(xiàn)人機(jī)交互功能，完成有關(guān)參數(shù)的設(shè)置。

進(jìn)一步的，所述加速度傳感器采用三向振動加速度傳感器。

進(jìn)一步的，所述三向振動加速度傳感器吸附在所述電機(jī)聯(lián)軸節(jié)的正上方。

進(jìn)一步的，所述加速度傳感器與所述數(shù)據(jù)處理與轉(zhuǎn)換裝置采用屏蔽電纜連接。

進(jìn)一步的，每個所述加速度傳感器配一個所述數(shù)據(jù)處理與轉(zhuǎn)換裝置，所述主機(jī)設(shè)備可接收多個數(shù)據(jù)處理與轉(zhuǎn)換裝置的信號并進(jìn)行相應(yīng)的處理。

進(jìn)一步的，所述數(shù)據(jù)處理與轉(zhuǎn)換裝置設(shè)有濾波器。

進(jìn)一步的，所述主機(jī)設(shè)備為便攜式。

進(jìn)一步的，所述主機(jī)設(shè)備嵌入到列車主控制室的終端設(shè)備。

進(jìn)一步的，所述主機(jī)上帶有顯示屏。

進(jìn)一步的，所述主機(jī)設(shè)備具有USB接口。

綜上所述，本實用新型提供的一種微小轉(zhuǎn)角情況下電機(jī)轉(zhuǎn)向檢測與識別裝置能夠輔助調(diào)試人員快速、準(zhǔn)確地確定電機(jī)轉(zhuǎn)向。調(diào)試時，工作人員只需要將三向振動傳感器吸附與電機(jī)聯(lián)軸節(jié)上，就近放置數(shù)據(jù)處理與轉(zhuǎn)換裝置，在啟動試驗配合下，即可準(zhǔn)確確定電機(jī)轉(zhuǎn)向，無需調(diào)試人員貼近、仔細(xì)觀察。同時，該裝置還可以自動記錄檢測結(jié)果、測試時間等相關(guān)信息。一方面可以降低調(diào)試人員工作強(qiáng)度，提高判斷準(zhǔn)確性，另一方面又能夠有效提高工作效率。

附圖說明

圖1：本實用新型一種微小轉(zhuǎn)角情況下電機(jī)轉(zhuǎn)向檢測與識別方法示意圖；

圖2：本實用新型一種微小轉(zhuǎn)角情況下電機(jī)轉(zhuǎn)向檢測與識別裝置示意圖。

其中：三向振動加速度傳感器1，電機(jī)聯(lián)軸節(jié)2，屏蔽電纜3，數(shù)據(jù)處理與轉(zhuǎn)換裝置4，主機(jī)設(shè)備5，顯示屏6。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖及具體實施方式對本實用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)描述。

本實用新型提供了一種微小轉(zhuǎn)角情況下電機(jī)轉(zhuǎn)向檢測與識別裝置，包括加速度傳感器，數(shù)據(jù)處理與轉(zhuǎn)換裝置4及主機(jī)設(shè)備5，其中：

加速度傳感器，放置在電機(jī)聯(lián)軸節(jié)2上，在啟動實驗配合下，檢測電機(jī)的加速度信號，并將信號傳輸給數(shù)據(jù)處理與轉(zhuǎn)換裝置4；

數(shù)據(jù)處理與轉(zhuǎn)換裝置4，接收加速度傳感器收集的信號，并進(jìn)行轉(zhuǎn)換，以無線的方式向主機(jī)設(shè)備5發(fā)送；

主機(jī)設(shè)備5，接收無線信號，進(jìn)行數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)向識別、存儲、顯示，并實現(xiàn)人機(jī)交互功能，完成有關(guān)參數(shù)的設(shè)置。

如圖2所示，本實用新型中，加速度傳感器采用三向振動加速度傳感器1，利用三向振動加速度傳感器1本身具有的磁性，吸附在電機(jī)聯(lián)軸節(jié)2上，一般來說，放置在電機(jī)聯(lián)軸節(jié)2的正上方，效果最佳，一方面三向振動加速度傳感器1的初始位置穩(wěn)定，易于放置，另一方面，此處可獲得最準(zhǔn)確真實的信號數(shù)據(jù)。

數(shù)據(jù)處理與轉(zhuǎn)換裝置4與三向振動加速度傳感器1就近放置，可通過屏蔽電纜3相互連接，三向振動加速度傳感器1獲得隨時間連續(xù)變化的時域信號，通過屏蔽電纜3傳輸給數(shù)據(jù)處理與轉(zhuǎn)換裝置4，數(shù)據(jù)處理與轉(zhuǎn)換裝置4將接收來的信號利用濾波器濾波后，采集有用數(shù)據(jù)，并將時域信號轉(zhuǎn)換成無線信號發(fā)送給主機(jī)設(shè)備5。在實際應(yīng)用中，也可通過無線信號的方式實現(xiàn)三向振動加速度傳感器1與數(shù)據(jù)處理與轉(zhuǎn)換裝置4之間的信號傳輸。

主機(jī)設(shè)備5與數(shù)據(jù)處理與轉(zhuǎn)換裝置4之間可進(jìn)行無線信號傳輸，采用現(xiàn)有的任何一種信號傳輸方式均可，如USB接口、WIFI、藍(lán)牙、線外等等，本實用新型不做限制，同時也是現(xiàn)有技術(shù)，在此不做表述。主機(jī)設(shè)備5可為帶顯示屏6的便攜式的設(shè)備，也可為嵌入到列車上主控制室的終端設(shè)備，接收無線信號，并將無線信號再一次進(jìn)行轉(zhuǎn)換成時域信號，主機(jī)設(shè)備5中具有計算模塊，將最后的時域信號按照預(yù)定的轉(zhuǎn)向識別算法，進(jìn)行轉(zhuǎn)向檢測與識別，并在顯示屏6中顯示出來。

每個三向振動加速度會傳感器1配備一個數(shù)據(jù)處理與轉(zhuǎn)換裝置4，每個主機(jī)設(shè)備5可同時接收多個數(shù)據(jù)處理與轉(zhuǎn)換裝置4傳輸來的信號，并同時進(jìn)行相應(yīng)的處理與計算，將最終的識別結(jié)果以預(yù)定的方式在顯示屏6中顯示出來，同時，主機(jī)設(shè)備5具備存儲及導(dǎo)出功能，將每次的識別結(jié)果以及其他配套信息，以預(yù)定的方式進(jìn)行存儲，根據(jù)需要，定期導(dǎo)出相關(guān)數(shù)據(jù)。導(dǎo)出功能可通過主機(jī)設(shè)備5上的USB口或WIFI等方式實現(xiàn)。根據(jù)每列車車廂數(shù)量的不同以及主機(jī)設(shè)備6可接收的信號量的不同，確定每列車需具備的主機(jī)設(shè)備5的數(shù)量。一般來說，每列車配備一個主機(jī)設(shè)備5即可滿 足需要。主機(jī)設(shè)備5還具備參數(shù)調(diào)整功能，隨時根據(jù)現(xiàn)場情行，在允許的情況下，對已設(shè)定的參數(shù)進(jìn)行合理的調(diào)整。

本實用新型還提供了一種利用前述的裝置進(jìn)行微小轉(zhuǎn)角情況下電機(jī)轉(zhuǎn)向檢測與識別方法，如圖2所示，該方法包括以下步驟，

A,將加速度傳感器放置于電機(jī)聯(lián)軸節(jié)2上，就近放置數(shù)據(jù)處理與轉(zhuǎn)換裝置4，啟動主機(jī)設(shè)備5，加速度傳感器、數(shù)據(jù)處理與轉(zhuǎn)換裝置4進(jìn)入工作狀態(tài)；

本實用新型中，加速度傳感器采用三向振動加速度傳感器1，利用三向振動加速度傳感器1自身的磁性，吸附在電機(jī)聯(lián)軸節(jié)2的上方，信號強(qiáng)，效果好，放置穩(wěn)定。在實際應(yīng)用中，可根據(jù)需要選擇相應(yīng)的加速度傳感器，可實現(xiàn)相應(yīng)功能的加速度傳感器均可，在此不做限制。如所選用的加速度傳感器不具備磁性，可通過附加磁石或其他手段放置并固定在電機(jī)聯(lián)軸節(jié)2的正上方，固定方式及安放位置可任意選擇，在電機(jī)做微小轉(zhuǎn)動時不會滑落即可。

B，啟動試驗，在列車制動狀態(tài)下，給列車加載較小的牽引力，此步驟為常規(guī)實驗手段；

C，加速度傳感器將采集到的隨時間連續(xù)變化的時域信號傳輸給就近的數(shù)據(jù)處理與轉(zhuǎn)換裝置4；

D，數(shù)據(jù)處理與轉(zhuǎn)換裝置4將收到的信號轉(zhuǎn)換成無線信號發(fā)送給主機(jī)設(shè)備5；

為確保信號準(zhǔn)確，數(shù)據(jù)處理與轉(zhuǎn)換裝置4在收到加速度傳感器傳輸來的時域信號后，首先利用濾波器對信號進(jìn)濾波操作，去除無用信號與干擾信號，采樣后再將信號轉(zhuǎn)換后傳送給主機(jī)設(shè)備5。

E，主機(jī)設(shè)備5對收到的無線信號進(jìn)行處理，利用轉(zhuǎn)向識別算法，獲得轉(zhuǎn)向信息，并顯示、存儲相關(guān)信息，進(jìn)行人機(jī)交互。

人機(jī)交互的方式很多，在本實用新型中，主機(jī)設(shè)備5具備顯示屏6，如前文中對裝置的描述，主機(jī)設(shè)備5具有顯示屏6，可將需要的內(nèi)容在顯示屏6上顯示出來，同時，信息可進(jìn)行存儲及導(dǎo)出功能，供定期排查用。

在此步驟中，主機(jī)設(shè)備5將收到的無線信號轉(zhuǎn)換成時域信號，再利用轉(zhuǎn)向識別算法，獲得轉(zhuǎn)向信息。

本實用新型提供的轉(zhuǎn)向識別算法包括，

1)根據(jù)設(shè)定閾值大小，截取各電機(jī)加速度有效信號；

2)對截取信號進(jìn)行濾波；

3)對濾波后信號進(jìn)行擬合；

4)對擬合后信號進(jìn)行一次和二次微分；

5)根據(jù)一次和二次微分結(jié)果可判斷電機(jī)左轉(zhuǎn)還是右轉(zhuǎn)；

6)根據(jù)試驗開始時刻記錄的司機(jī)操作手柄“向前”還是“向后”位置信息，結(jié)合電機(jī)左、右轉(zhuǎn)信息即可檢測與識別電機(jī)正確的轉(zhuǎn)向(列車向前和向后運行時同一電機(jī)轉(zhuǎn)向相反)。

需要注意的是，在對濾波后信號進(jìn)行擬合時，以方差最小為目標(biāo)進(jìn)行擬合。

綜上所述，本實用新型提供的一種微小轉(zhuǎn)角情況下電機(jī)轉(zhuǎn)向檢測與識別裝置與方法，能夠輔助調(diào)試人員快速、準(zhǔn)確地確定電機(jī)轉(zhuǎn)向。調(diào)試時，工作人員只需要將三向振動傳感器吸附與電機(jī)聯(lián)軸節(jié)上，就近放置數(shù)據(jù)處理與轉(zhuǎn)換裝置，在啟動試驗配合下，即可準(zhǔn)確確定電機(jī)轉(zhuǎn)向，無需調(diào)試人員貼近、仔細(xì)觀察。同時，該裝置還可以自動記錄檢測結(jié)果、測試時間等相關(guān)信息。一方面可以降低調(diào)試人員工作強(qiáng)度，提高判斷準(zhǔn)確性，另一方面又能夠有效提高工作效率。

如上所述，結(jié)合所給出的方案內(nèi)容，可以衍生出類似的技術(shù)方案。但凡是未脫離本實用新型技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本實用新型的技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本實用新型技術(shù)方案的范圍內(nèi)。