[发明专利]用于确定转动机构的周向磨损位置的装置和方法

权利要求书

1.一种用于确定转动机构的周向磨损位置的装置，包括：

无线角速度模块，其被配置为测量转动机构的角速度并且将所测量的角速度以无线方式传输给接收与后处理模块；

角度采集与输出模块，其被配置为测量转动机构的绝对角度并且将所测量的绝对角度传输给接收与后处理模块；以及

接收与后处理模块，其被配置为接收所测量的角速度和绝对角度并且根据所述角速度和绝对角度计算转动机构的周向磨损位置，其中所述计算包括：

对角速度进行线性拟合以确定角加速度；

将所测量的绝对角度和所确定的角加速度进行数据匹配对齐；

根据匹配对齐的绝对角度和角加速度确定摩擦力矩；

在角速度低于阈值时停止角速度和绝对角度的测量；

按照绝对角度的大小对摩擦力矩和绝对角度数组进行排序；

确定摩擦力矩变大的区域位置；以及

根据所述区域位置确定周向磨损位置。

2.根据权利要求1所述的装置，其中所述无线角速度模块包括：

陀螺仪，其被配置为测量转动机构的角速度；

无线转发模块，其被配置为将所测量的角速度以无线方式发送给接收与后处理模块；

锂电池，其被配置为提供电源；

二次电源模块，其被配置为将锂电池的电压分别转换成陀螺仪的工作电压和无线转发模块的工作电压；以及

充电接口，其被配置为为锂电池提供充电接口。

3.根据权利要求1所述的装置，其中角度采集与输出模块包括：

圆光栅，其布置在转动机构上以便提供莫尔条纹；

测角电路，其被配置为根据圆光栅的莫尔条纹计算转动机构的绝对角度；以及

供电模块，其被配置为为测角电路提供电源。

4.根据权利要求1所述的装置，其中接收与后处理模块包括：

地面接收计算机，其被配置为根据所接收的角速度和绝对角度计算转动机构的周向磨损位置。

5.根据权利要求1所述的装置，其中陀螺仪通过通用异步收发传输器UART协议与无线转发模块通信；和/或

角度采集与输出模块通过UART协议与接收与后处理模块通信。

6.根据权利要求1所述的装置，其中接收与后处理模块还其被配置为执行单轴或多轴转动机构的稳定性测试和/或振动噪声频谱分析。

7.根据权利要求1所述的装置，其中角度采集与输出模块包括绝对式光电码盘。

8.根据权利要求1所述的装置，其中角度采集与输出模块包括增量式光电码盘和光电开关，其中由光电开关确定零位。

9.根据权利要求1所述的装置，其中角度采集与输出模块被配置为通过对由无线角速度模块输出角速度进行积分来确定绝对角度。

10.一种用于确定转动机构的周向磨损位置的方法，包括下列步骤：

将转动机构的转速调整为工作转速并关闭转动机构的驱动电机；

以第一采集频率测量转动机构的角速度；

以第一采集频率测量转动机构的绝对角度；

对角速度进行线性拟合以确定角加速度；

将所测量的绝对角度和所确定的角加速度进行数据匹配对齐；

根据匹配对齐的绝对角度和角加速度确定摩擦力矩；

在角速度低于阈值时停止角速度和绝对角度的测量；

按照绝对角度的大小对摩擦力矩和绝对角度数组进行排序；

确定摩擦力矩变大的区域位置；以及

根据所述区域位置确定周向磨损位置。