[发明专利]一种基于转速传感器的多轴传动装置故障诊断系统及方法

权利要求书

1.一种基于转速传感器的多轴传动装置故障诊断系统，其特征在于，包括

若干个转速传感器、无线通信模块和边缘计算网关，若干个所述转速传感器分别安装在多轴传动系统上，所述转速传感器用于采集转速信号，若干个所述转速传感器经无线通信模块与边缘计算网关连接，所述边缘计算网关包括信号接收模块、数据分析模块和故障诊断模块，所述信号接收模块用于接收转速信号，所述数据分析模块与信号接收模块连接，所述数据分析模块对转速信号进行分析，所述故障诊断模块与数据分析模块连接，所述故障诊断模块根据数据分析模块的分析结果进行故障诊断；

所述转速传感器包括永磁体环、外端盖、轴承端盖、定子线圈、定子铁芯、外端盖轴承、非导磁外套、定位轴承、防尘密封圈、电路板封装模块和连接螺母，所述永磁体环安装在多轴传动装置的旋转主轴的侧方，所述永磁体环与多轴传动装置的旋转主轴配合，通过磁场耦合作用进行旋转从而切割磁感线产生交变电流，所述外端盖通过外端盖轴承安装在永磁体环的一侧，所述轴承端盖安装在永磁体环与外端盖相对应的另一侧，所述非导磁外套覆盖安装在永磁体环表面，所述定子线圈安装在永磁体环内，所述定子铁芯与安装在定子线圈与永磁体环之间，所述定位轴承与定子铁芯连接，所述定位轴承通过连接螺母与电路板封装模块连接，所述电路板封装模块经防尘密封圈与轴承端盖连接；

还包括定值电阻R1、定值电阻R2、定值电阻R3、定值电阻R4、定值电阻R5、定值电阻R6、三极管K1、三极管K2、三极管K3、欧姆表、第一线圈、第二线圈和第三线圈，将永磁体环的圆周分为等长的三个圆弧，在圆弧的交点分别安装定值电阻R1、定值电阻R2和定值电阻R3，定值电阻R1、定值电阻R2和定值电阻R3串联后与欧姆表连接，三极管K1的集电极与定值电阻R1的一端连接，三极管K1的发射极经定值电阻R4与定值电阻R1的另一端连接，三极管K1的基极与第一线圈连接，三极管K2的集电极与定值电阻R2的一端连接，三极管K2的发射极经定值电阻R5与定值电阻R2的另一端连接，三极管K2的基极与第二线圈连接，三极管K3的集电极与定值电阻R3的一端连接，三极管K3的发射极经定值电阻R6与定值电阻R3的另一端连接，三极管K3的基极与第三线圈连接。

2.根据权利要求1所述的一种基于转速传感器的多轴传动装置故障诊断系统，其特征在于，所述永磁体环包括若干块永磁体，若干块永磁体的数量为偶数块，相邻2块永磁体之间的磁极相反。

3.根据权利要求1或2所述的一种基于转速传感器的多轴传动装置故障诊断系统，其特征在于，所述电路板封装模块包括电压采集装置和信号处理模块，所述电压采集装置采集电压信号，所述电压采集装置与信号处理模块连接，所述信号处理模块经无线通信模块与边缘计算网关连接。

4.根据权利要求1所述的一种基于转速传感器的多轴传动装置故障诊断系统，其特征在于，还包括报警装置，所述报警装置与故障诊断模块连接。

5.一种基于转速传感器的多轴传动装置故障诊断方法，适用于如权利要求1至4任一项所述的一种基于转速传感器的多轴传动装置故障诊断系统，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S1：转速传感器获取转速信号；

步骤S2：对转速信号进行时域分析和频域分析；

步骤S3：设置转速阈值范围，根据分析结果与阈值范围进行对比，若分析结果超出阈值范围，则装置的旋转主轴出现故障，若分析结果在阈值范围内，则运行正常。

6.根据权利要求5所述的一种基于转速传感器的多轴传动装置故障诊断方法，其特征在于，所述步骤S1中，转速传感器的转速计算方法为：

其中，n为测量转速，单位为r/min，Δt为电压峰值之间的最小时间间隔，N为永磁体数量，M为定子线圈对数，β为标定转速比。

7.根据权利要求5所述的一种基于转速传感器的多轴传动装置故障诊断方法，其特征在于，所述步骤S2中，对转速信号进行时域分析的方法为：对转速信号进行均值计算、均方根计算、峰值计算以及脉冲指标计算。

8.根据权利要求5或6或7所述的一种基于转速传感器的多轴传动装置故障诊断方法，其特征在于，所述步骤S3中，通过制作各旋转主轴的阈值时域图和转速信号的时域分析图，进行直观对比，同时对故障位置进行定点标注。