[发明专利]具有状态感知功能的智能齿轮

说明书

本发明公开了一种具有状态感知功能的智能齿轮，包括齿轮和配重孔，配重孔内设置有传动状态监测装置和配重块，传动状态监测装置包括壳体、传感器电路板和电源单元，传感器电路板上设置有调理电路单元、控制单元、时钟单元、存储单元和无线单元，调理电路单元信号入口端连接有加速度传感器单元、应变传感器单元和温度传感器单元；本发明将微传感器直接安装在机械传动设备所需监测的位置，感知信号强度大、可靠性高，通过嵌入式的设计使得传感系统具有体积小，集成程度高，并且将其直接安装在齿轮箱内，可以克服箱体内部复杂机械环境，降低安装空间的影响；具有微型化、低成本、低功耗、高效率、高精度的优点。

技术领域

本发明属于带有齿的轮的技术领域，具体是涉及一种具有状态感知功能的智能齿轮。

背景技术

齿轮箱是机械传动设备的重要组成部分，其运行状态直接关系到机械传动系统以及整机运行的安全性、可靠性、与维护性；随着现代机械传动设备的自动化、系统化、复杂化和精密化程度越来越高，而齿轮箱箱体封闭、内部温度高、转速高、有润滑油、有油气、存在变速、变载、安装空间小，因此迫切需要研发出能够满足以上特殊机械环境下的机械传动设备状态监测系统，现有的技术传动状态监测系统价格昂贵、体积较大、供电困难等，其通过将传感器安装在机械传动设备箱体外部，远离齿轮、轴承等故障率高发设备，只能将传感器安装在远离故障发生地的齿轮箱体等位置固定、不会旋转的地方，导致其传感器感知的信号发生源多，感知的区域广，同时受传递路径、结构质量、摩擦以及结构之间相互耦合作用的影响，存在原始信号成分少、噪声干扰大和环境适应能力差等缺点。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种具有状态感知功能的智能齿轮，该具有状态感知功能的智能齿轮将微传感器直接安装在机械传动设备所需监测的位置，感知信号强度大、可靠性高，通过嵌入式的设计使得传感系统具有体积小，集成程度高，并且将其直接安装在齿轮箱内，可以克服箱体内部复杂机械环境，降低安装空间的影响；基于微传感器与微处理器以及无线传感技术，具有微型化、低成本、低功耗、高效率、高精度的优点。

为了达到上述目的，本发明一种具有状态感知功能的智能齿轮，包括齿轮和一对设置在齿轮上的配重孔，1个配重孔内设置有传动状态监测装置，另1个配重孔内设置有与其对应的配重块，所述传动状态监测装置包括壳体、设置在壳体内的传感器电路板和电源单元，所述传感器电路板上设置有调理电路单元、控制单元、时钟单元、存储单元和无线发射单元，所述调理电路单元信号出口端与控制单元连接，所述控制单元同时与时钟单元、存储单元和无线发射单元连接，所述调理电路单元信号入口端连接有加速度传感器单元、应变传感器单元和温度传感器单元，

所述加速度传感器单元、应变传感器单元和温度传感器单元均设置在齿轮上；

所述电源单元，用于给加速度传感器单元、应变传感器单元、温度传感器单元、调理电路单元和控制单元供电；

所述调理电路单元，用于接收加速度传感器、应变传感器以及温度传感器信号，并将其信号进行放大、降噪和滤波处理；

所述控制单元，用于与调理电路单元连接并对各路信号进行模数转换；

所述时钟单元，用于为控制单元提供精确时钟；

所述存储单元，用于存储各路传感单元采集信号；

所述无线发射单元，用于通过无线传输向向外传输各路传感数据。

进一步，所述加速度传感器单元、应变传感器单元和温度传感器单元分别设置在齿根处，所述加速度传感器单元、应变传感器单元和温度传感器单元通过螺栓固定在齿根处。