[实用新型]水下机器人驱动电机故障灰色预测装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及机械设备故障诊断预测技术领域，具体的来说涉及一种适用于水下机器人驱动电机故障预测的小波分析与灰色故障预测的装置。

背景技术

目前水下机器人已有结果报道，在公开号为CN1709766的专利，介绍了一种浮力和推进器双驱动方式远程自治水下机器人，用于海洋水下工程技术领域。该专利包括：机器人主体，一对主翼，一对推进器和垂直尾翼，机器人主体的外部是整流用的透水壳，主翼和垂直尾翼具有低流体阻力翼型，主翼设置于透水壳后部，对称分布于透水壳左右两侧，垂直尾翼设置于透水壳尾部，在透水壳的垂直对称面内。推进器设置在主翼的外侧。该专利具有推进器驱动和浮力驱动两种驱动方式，在浮力驱动模式下依靠浮力和重心的调节产生推力和控制运动方向，具有高的续航能力，在推进器驱动模式下依靠推进器产生推力，依靠左右推进器的推力差和重心调节控制运动方向，具有高机动能力。

美国专利号为US5995992的专利公开了一种用于海洋科学测量与搜索的6英尺长，直径为13英寸的自治水下机器人。介绍了它的计算机系统，I/O口，水下浮力，回收框架，电池能力，高速串口，实时数据采集及其控制系统的设计。

以上专利均是有关无人水下机器人装置的设计，但由于海洋深处工作环境的复杂性，不可预测性，水下机器人一旦出现故障，不仅机器人无法完成水下作业任务，而且机器人本身也难以回收，损失巨大。由此可见其可靠性研究十分重要。而驱动电机作为水下机器人推进系统的核心装置，是水下机器人最重要的故障来源之一。因此，开展水下机器人驱动电机故障诊断及故障预测预报技术研究，实现水下机器人早期“预报”，对保证水下机器人系统可靠性具有重要意义。

实用新型内容

为了解决上述问题，本实用新型提供一种水下机器人驱动电机故障灰色预测装置，以解决现有技术中水下机器人驱动电机故障无法预测、而导致水下机器人无法进行水下作业的问题。

为了实现上述目的，本实用新型的技术方案如下：

一种水下机器人驱动电机故障灰色预测装置，其特征在于，设置在水下机器人主体上并与该水下机器人主体连接，包括：

一用于测试电机振动位移并输出电压信号的振动位移信号传感器，所述振动位移信号传感器固定水下机器人主体的驱动电机上；

一与所述振动位移信号传感器电路连接的位移信号采样调理装置；

一与所述位移信号采样调理装置以232串行接口连接并接受振动位移信号并分析预测未来时刻振动信号的故障预测装置。

进一步，在本实用新型中，所述位移信号采样调理装置，包括有振动位移数值显示窗口、232串行通信口、电源开关、信号放大滤波模块、与信号放大滤波模块电路输入端连接的A/D转换器，所述A/D转换器信号输入端与振动位移信号传感器连接，所述信号放大滤波模块电路的输出端与232串行通信口连接。

进一步，在本实用新型中，所述故障预测装置，包括振动位移数值显示模块、DSP硬件电路接口模块、给整个水下机器人驱动电机故障灰色预测装置供电的供电电源、控制开关，DSP硬件电路接口模块的输入端与位移信号采样调理装置连接，DSP硬件电路接口模块的输出端接振动位移数值显示模块。

所述DSP硬件电路接口模块，包括DSP系统电源电路、时钟与复位电路、液晶显示接口电路；所述DSP硬件电路接口模块的芯片为数字信号处理器。

所述振动位移数值显示模块包括一液晶显示器，所述液晶显示器为可以显示字母、数字符号、中文字型及图形、具有绘图及文字画面混合显示功能的显示器。

本实用新型的有益效果：

1.本实用新型的故障预测装置对来自位移信号采样调理装置的不同时间系列的电压信号进行小波分析处理，得到水下机器人的驱动电机不同频段的能量函数大小，然后再利用灰色预测原理预测未来各个时刻的不同频段的能量函数大小，利用反小波变换得到未来各个时刻的驱动电机振动位移数值，从而准确预测驱动电机未来工作状况。本实用新型解决了现有技术中水下机器人驱动电机故障无法预测、而导致水下机器人无法进行水下作业的问题。

2.本实用新型不仅可以预测水下机器人驱动电机故障状况，而且可以预测正常工作状况的振动信号数值。

3.本实用新型的水下机器人驱动电机故障灰色预测装置设计方便、结构合理、部件采购周期短、成本低。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式来详细说明本实用新型：

图1为本实用新型的水下机器人驱动电机故障灰色预测装置的结构关系图；

图2为本实用新型的故障预测流程图；