汽車變速箱軸振動檢測儀的制作方法
【專利摘要】該汽車變速箱軸振動檢測儀，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。通過振動信號去判斷機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DSP和ARM有效地結合，完成了數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理、故障診斷及強大的通訊功能，能將檢測結果在本地和遠程設備實時的顯示，便于研發(fā)工作的開展。
【專利說明】汽車變速箱軸振動檢測儀

【技術領域】
[0001]本實用新型涉及檢測【技術領域】，具體涉及軸震動檢測設備。

【背景技術】
[0002]在汽車研發(fā)中，變速箱也是至關重要的一部分。汽車變速箱具有這樣幾個功用:①改變傳動比，擴大驅(qū)動輪轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速的變化范圍，以適應經(jīng)常變化的行駛條件，同時使發(fā)動機在有利(功率較高而油耗較低)的工況下工作；②在發(fā)動機旋轉(zhuǎn)方向不變情況下，使汽車能倒退行駛；③利用空擋，中斷動力傳遞，以發(fā)動機能夠起動、怠速，并便于變速器換檔或進行動力輸出。
[0003]因此，其性能和質(zhì)量的好壞直接影響這換擋是否順利、起步有無滯后、加速有無作用、動力會不會突然中斷、甚至油耗的高低等。
[0004]在變速箱研發(fā)的過程中，需要對其各軸的震動情況也做出檢測，但是我國在這方面的發(fā)展還是比較落后的。
實用新型內(nèi)容
[0005]本實用新型要解決的技術問題是:提供一種數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理、故障診斷及強大的通訊功能的汽車變速箱軸振動檢測儀，填補國內(nèi)的該項不足。
[0006]汽車變速箱軸振動檢測儀，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]低頻震動信號通過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，該數(shù)字信號輸出到DSP，DSP通過HPI接口將處理后的低頻震動信號傳輸?shù)教幚砥鳎?br> [0010]高頻震動信號分別通過程濾波器的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，該數(shù)字信號輸出到DSP，DSP通過HPI接口將處理后的低頻震動信號傳輸?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、無線通信接口和CAN總線接口。
[0013]通過振動信號去判斷機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DSP和ARM有效地結合，完成了數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理、故障診斷及強大的通訊功能，能將檢測結果在本地(子公司、母公司或研發(fā)中心)和遠程設備(如研發(fā)中心、母公司或子公司)實時的顯示，便于研發(fā)工作的開展。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1為本實用新型原理框圖。
[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)。

【具體實施方式】
[0016]機器的荷載全部由軸承承載著，所以會出現(xiàn)很多問題，例如對稱、不平衡等問題，這些問題都會引起機械發(fā)生振動，并將這種振動傳遞給軸承。因此我們可以通過檢測軸承來判斷風電機組是否出現(xiàn)故障并判斷軸承有沒有出現(xiàn)缺陷。
[0017]軸承的表面經(jīng)常會出現(xiàn)磨損或受到其他原因引起的損傷。而軸承因為使用較久出現(xiàn)松動和不平衡、機器的安裝不當和荷載過大等問題也是導致故障的原因。
[0018]在現(xiàn)實對滾動軸承測量的時候，通常會進行軸承外圈的測量，而測量的方法是將振動傳感器放置在軸承座上。
[0019]由于1Hz以下的低頻振動會出現(xiàn)可觀的位移，所以一般采用位移傳感器測量低頻振動信號。而對于高頻震動信號，一般采用加速度傳感器，其測量頻率范圍在2Hz-10kHz之間或更高。系統(tǒng)中，為了更準確的測量振動信號，我們會選用加速度傳感器測量輸入軸，加速傳感器和位移傳感器測量輸出軸、倒檔軸(如果有)。
[0020]如圖1所示，汽車變速箱軸振動檢測儀，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]低頻震動信號通過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，該數(shù)字信號輸出到DSP，DSP通過HPI接口將處理后的低頻震動信號傳輸?shù)教幚砥鳎?br> [0024]高頻震動信號分別通過程濾波器的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，該數(shù)字信號輸出到DSP，DSP通過HPI接口將處理后的低頻震動信號傳輸?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，設計中選用八階巴特沃斯低通濾波器MAX7480用于低頻信號的抗混疊濾波，選用程控濾波器MAX261XMXG用于高頻信號的濾波。
[0028]MAX7480的通帶是非常平坦的，它的特點有低噪音、低失真(總諧波失真+噪音為-73dB)和相對較低的能量消耗(工作時的電流量為2.9mA，關斷時電流量為0.2μ A)、發(fā)出的聲音比較低且?guī)缀鯖]有噪音和保持波較高的真實性(總諧波失真+噪音為_73dB)，而且它的相位特性也非常好?？梢哉{(diào)節(jié)時鐘的轉(zhuǎn)角頻率，使頻率的范圍在1Ηζ-15ΚΗζ之間。
[0029]MAX7480的時鐘可以采用外部時鐘，同時也可以采用它原本的內(nèi)部時鐘。轉(zhuǎn)換頻率和時鐘頻率的比例關系為1:100，輸入信號頻率和時鐘頻率的比例關系為1:500。
[0030]MAX261XMXG是一種可以獨立提供電源開關的電容濾波器，它的Q值、中心頻率、和工作模式都是可以通過引腳編程來設置的，使用比較方便。它可以在多種模式下進行工作，如帶通、低通、高通，有阻礙或是完全通暢的模式下進行工作，它的濾波器中的帶通濾波器的截止頻率可以達到57KHz ;是可以具有64階的可控中心頻率，也是128階可控值。
[0031]人機接口包括鍵盤和顯示器，型號為ZLG7290的驅(qū)動芯片來完成鍵盤的驅(qū)動，這個芯片具有I2C接口。
[0032]本實用新型并不限于上述實例，在本實用新型的權利要求書所限定的范圍內(nèi)，本領域技術人員不經(jīng)創(chuàng)造性勞動即可做出的各種變形或修改均受本專利的保護。
【權利要求】
1.汽車變速箱軸振動檢測儀，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； 低頻震動信號通過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，該數(shù)字信號輸出到DSP，DSP通過HPI接口將處理后的低頻震動信號傳輸?shù)教幚砥鳎? 高頻震動信號分別通過程濾波器的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，該數(shù)字信號輸出到DSP，DSP通過HPI接口將處理后的低頻震動信號傳輸?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)權利要求1所述的檢測儀，其特征在于:通訊模塊(3)包括RS232通訊接口、RS485通訊接口、無線通信接口和CAN總線接口。
【文檔編號】G01H17/00GK204188256SQ201420490346
【公開日】2015年3月4日 申請日期:2014年8月29日 優(yōu)先權日:2014年8月29日
【發(fā)明者】王強, 李玲玲 申請人:成都市凱勝科技有限公司