传动系统振动测试装置的制作方法

本发明涉及振动检测技术领域，具体涉及一种传动系统振动测试装置。

背景技术：

振动是影响设备安全、稳定运行的重要因素。振动又是设备的“体温计”，可以反映了设备的健康情况，是设备安全评估的重要指标。一台机组正常运行时，其振动值和振动变化值都应该比较小。一旦机组振动值变大，或振动变的不稳定，都说明设备出现了一定程度的故障。

通过采集机械设备的振动信号作为其故障诊断的依据是一种最常用的有效方法，特别是对大型机械设备。机械的振动特性对某些特殊故障是唯一的，通过对振动信号的分析和处理，能够确定故障产生的原因。在机械设备维护检查和出厂质检中，采用振动信号分析法对机械特定部位进行监测是排除机械故障的一种最有效的方法。

现有的振动检测装置，一般需要将待测件或待测机组搬至振动检测装置来进行振动检测，一旦遇到对于不易搬运的待测件或待测机组等则检测工作难以进行。而在需要对生产线上的产品进行振动测试时，厂家需要在不同的生产线位置设置多个振动检测装置，不仅占用生产空间，也导致生产成本的提高。

技术实现要素：

因此，本发明要解决的技术问题在于现有的振动检测装置移动不便，导致很多振动检测试验不能经济高效地进行。

为此，本发明实施例提供了如下技术方案：

一种传动系统振动测试装置，包括：柜体和安装于柜体底面的行走轮，柜体包括至少一个容置腔，容置腔内设有用于检测振动的传感器探头和用于接收传感器探头检测到的振动信号并进行信号处理的采样电路。

可选地，传感器探头上设有磁吸件，用于利用磁吸力将传感器探头固定于待测试件上。

可选地，行走轮上设有自锁装置。

可选地，容置腔至少为两个，其中一个容置腔用于放置采样电路的各器件，其中另一个容置腔可用于放置传感器探头、传感器探头线缆和电源线缆。

可选地，放置采样电路的各器件的容置腔各面设有屏蔽件，用于减少外界干扰对采样电路的影响；或放置采样电路的各器件的容置腔的腔壁采用电磁屏蔽材料。

可选地，柜体还包括操作台面，操作台面上设有显示屏和操作键盘。

可选地，还包括行走电机、驱动轴、驱动齿轮和传动轴，传动轴的周向成型有与驱动齿轮啮合的齿，传动轴的两端分别与两个作为主动轮的行走轮连接，行走电机通过驱动轴带动驱动齿轮转动，驱动齿轮转动带动传动轴沿其轴向转动以带动作为主动轮的两个行走轮转动。

可选地，采样电路具有4-32路采样通道，采样电路包括依次连接的信号调理电路、AD转换电路和处理器，信号调理电路用于接收传感器探头检测到的振动信号并进行信号处理，该信号处理包括滤波和电压调整，AD转换电路用于将信号调理电路输出的振动信号转换为数字信号，处理器用于接收AD转换电路输出的数字化的振动信号并进行分析处理。

可选地，还包括上位机，上位机用于接收处理器输出的振动信号并进行二次分析处理、显示分析结果和接收操作指令并传输给处理器，上位机为笔记本电脑、平板电脑或智能手机。

可选地，信号调理电路包括前置滤波电路和调理电路；

前置滤波电路包括依次串联的第一阶低通滤波器和第二阶低通滤波器，其中，

第一阶低通滤波器包括放大器U1、电阻R1、电阻R2、电容C1和电容C2，电阻R1的第一端作为前置滤波电路的输入端，第二端分别与电容C1的一端、电阻R2的一端连接，电容C1的另一端分别与放大器U1的反相输入端、输出端连接，电阻R2的另一端分别与放大器U1的同相输入端、电容C2的一端连接，电容C2的另一端接地；

第二阶低通滤波器包括电阻R3-R5、电容C3-C5和放大器U2，电阻R3的第一端作为第二阶低通滤波器的输入端与第一阶低通滤波器的放大器U1的输出端连接，电阻R3的第二端分别与电容C3的一端、电阻R4的一端连接，电阻R4的另一端分别与放大器U2的同相输入端、电容C4的一端连接，电容C4的另一端接地，电容C3的另一端分别与放大器U2的反相输入端、电容C5的一端、电阻R5的第二端连接，电容C5的另一端与放大器U2的输出端连接，电阻R5的第一端与放大器U2的输出端连接、第二端作为前置滤波电路的输出端；

调理电路包括依次连接的放大电路和电压偏置电路，其中，

放大电路包括电阻R6、电阻R8、可调电阻R7和放大器U3，电阻R6的一端与前置滤波电路的输出端连接，另一端分别与放大器U3的反相输入端、可调电阻R7的一端连接，可调电阻R7的另一端与放大器U3的输出端连接，电阻R8的一端与放大器U3的同相输入端连接、另一端接地；

电压偏置电路包括电阻R9-R12、电容C7和放大器U4，电阻R9的一端与放大器U3的输出端连接，另一端分别与电阻R10的一端、电阻R11的一端、电阻R12的一端连接，电阻R10的另一端接偏置电压，电阻R11的另一端与放大器U4的反相输入端连接，电阻R12的另一端与放大器U4的输出端连接，电容C7的一端与放大器U4的反相输入端连接、另一端与放大器U4的输出端连接，放大器U4的同相输入端接地。

本发明技术方案，具有如下优点：

本发明实施例提供的传动系统振动测试装置，将振动测试所需的系统硬件集成到一个可以通过行走轮移动的柜体上，从而可以方便地将该测试装置移动到需要进行振动测试的地方。该装置尤其适用于传动系统生产线现场产品振动测试，例如电机制造厂家、齿轮箱制造厂家、各种泵制造厂家、压缩机制造厂家、离心机制造厂家和风力发电机制造厂家等。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例1中传动系统振动测试装置结构示意图；

图2为本发明实施例1中传感器探头的结构示意图；

图3为本发明实施例1中行走系统的结构示意图；

图4为本发明实施例1中采样电路的结构框图；

图5为本发明实施例1中信号调理电路的电路图；

图6为本发明实施例2中传动系统振动测试装置的结构示意图；

图7为本发明实施例2中传动系统振动测试装置的另一结构示意图；

图8为本发明实施例2中传动系统振动测试装置的主视结构示意图；

图9为本发明实施例2中传动系统振动测试装置的俯视结构示意图；

图10为本发明实施例2中传动系统振动测试装置的测视结构示意图；

附图标记：1-柜体，11-操作台面，12-第一容置腔，13-第二容置腔，15-第三容置腔，16-第四容置腔16，101-磁吸件，102-传感器本体，2-行走轮，21-行走电机，22-驱动轴，23-驱动齿轮，24-传动轴，3-扶手，4-显示屏，5-操作键盘，121-信号调理电路,1211-前置滤波电路，1212-调理电路，122-AD转换电路,123-处理器，124-上位机。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

实施例1

如图1所示，本施例提供一种传动系统振动测试装置，包括：柜体1和安装于柜体1底面的行走轮2，柜体1包括至少一个容置腔，容置腔内设有用于检测振动的传感器探头和用于接收传感器探头检测到的振动信号并进行信号处理的采样电路。

该传动系统振动测试装置，将振动测试所需的系统硬件集成到一个可以通过行走轮2移动的柜体1上，从而可以方便地将该测试装置移动到需要进行振动测试的地方。该装置尤其适用于传动系统生产线现场产品振动测试，例如电机制造厂家、齿轮箱制造厂家、各种泵制造厂家、压缩机制造厂家、离心机制造厂家和风力发电机制造厂家等。

另外，该装置还在柜体1的一侧设置了扶手3，以使得更方便地控制该装置的移动。柜体1上的操作台面11可便于人工记录检测数据，也可用于放置作为上位机124的笔记本电脑或平板电脑。

作为优选的实施方式，上述传感器探头上设有磁吸件101，用于利用磁吸力将传感器探头固定于待测试件上。具体如图2所示，传感器探头包括传感器本体102和磁吸件101。利用磁吸件101固定传感器探头的优点在于方便连接和拆卸，而且被测试件不需要设置专用的连接结构。从而该振动测试装置可广泛适用于各种振动测试场合。

作为另一优选的实施方式，行走轮2上设有自锁装置，以方便现场测试时固定。

作为具体的实施方式，容置腔至少为两个，其中一个容置腔用于放置采样电路的各器件，其中另一个容置腔可用于放置传感器探头、传感器探头线缆和电源线缆。在其他的具体实施方式中，该容置腔可以为多个，如图1所示，其中第一容置腔12用于放置采样电路的各器件，第二容置腔13可以利用隔板分割为多个独立的容置空间，以分类放置传感器探头和线缆等。另外，还可以设置第三容置腔15和第四容置腔16，以放置便携式的上位机124，例如笔记本电脑和平板电脑等，或放置其他需要的工具。

本实施例提供的传动系统振动测试装置，还包括上位机124，上位机124用于接收采样电路的处理器123输出的振动信号并进行二次分析处理、显示分析结果和接收操作指令并传输给采样电路的处理器123，上位机124可以是笔记本电脑、平板电脑或智能手机，或者其他智能终端。

本实施例中，放置采样电路的各器件的容置腔(即第一容置腔12)各面设有屏蔽件，用于减少外界干扰对采样电路的影响；或放置采样电路的各器件的容置腔(即第一容置腔12)的腔壁采用电磁屏蔽材料。

为了更加方便地移动该测试装置，如图3所示，该装置还优选设有行走电机21、驱动轴22、驱动齿轮23和传动轴24，传动轴24的周向成型有与驱动齿轮23啮合的齿，传动轴24的两端分别与两个作为主动轮的行走轮2连接，行走电机21通过驱动轴22带动驱动齿轮23转动，驱动齿轮23转动带动传动轴24沿其轴向转动以带动作为主动轮的两个行走轮2转动。

具体地，本实施例中的采样电路具有4-32路采样通道，与此对应的，该装置具有4-32个传感器探头，可以满足各种振动测试场合。例如，对于电机的振动测试，该装置可以同时检测电机自由端轴承座水平和垂直方向的振动信号，以及电机驱动端轴承座的水平、垂直和轴向三个方向的振动信号，即需要利用其中的5个传感器探头以及对应的5个采样通道。其他的检测对象，例如齿轮箱、泵、压缩机和离心机等，也可以利用该装置同时检测多个不同位置的不同方向的振动信号。最主要的是该装置可以对成套机组进行振动测试，例如风力发电机组厂家可以同时对出厂成套机组和拖动机组同时进行检验。传感器探头的布置方式可以是：发电机组的齿轮箱输出高速端轴承座径向和轴向2个测点、齿轮箱输出低速端轴承座径向和轴向2个测点、齿轮箱体大齿圈部位径向1个测点、齿轮箱输入端轴承座径向1个测点和主轴轴承座径向和轴向2个测点，发电机组的发电机驱动端轴承座水平、垂直和轴向3个测点、发电机自由端轴承座水平和垂直2个测点，拖动机组的齿轮箱输出高速端轴承座径向和轴向2个测点、齿轮箱输出低速端轴承座径向和轴向2个测点、齿轮箱体大齿圈部位径向1个测点、齿轮箱输入端轴承座径向1个测点、主轴轴承座径向和轴向2个测点，拖动机组的发电机驱动端轴承座水平、垂直和轴向3个测点、发电机自由端轴承座水平和垂直2个测点，拖动机组的驱动电机的发电机驱动端轴承座水平、垂直和轴向3个测点、发电机自由端轴承座水平和垂直2个测点，也即出厂机组可配置13个测点、拖动机组可配置18个测点。

如图4所示，上述的采样电路具体包括依次连接的信号调理电路121、AD转换电路122和处理器123，信号调理电路121用于接收传感器探头检测到的振动信号并进行信号处理，该信号处理包括滤波和电压调整，AD转换电路122用于将信号调理电路121输出的振动信号转换为数字信号，处理器123用于接收AD转换电路122输出的数字化的振动信号并进行分析处理。该处理器123可以对振动信号进行初步分析以获取振动幅值和频率等信息，然后由上位机124来进行二次分析以判断振动是否异常以及发生异常的可能原因。该采样电路还可以设置存储器，以将检测到的振动信号或经处理器123初步处理后的振动信息存储起来，以方便后续查阅。

具体地，如图5所示，信号调理电路121包括前置滤波电路1211和调理电路1212；

前置滤波电路1211包括依次串联的第一阶低通滤波器和第二阶低通滤波器，其中，

第一阶低通滤波器包括放大器U1、电阻R1、电阻R2、电容C1和电容C2，电阻R1的第一端作为前置滤波电路1211的输入端，第二端分别与电容C1的一端、电阻R2的一端连接，电容C1的另一端分别与放大器U1的反相输入端、输出端连接，电阻R2的另一端分别与放大器U1的同相输入端、电容C2的一端连接，电容C2的另一端接地；

第二阶低通滤波器包括电阻R3-R5、电容C3-C5和放大器U2，电阻R3的第一端作为第二阶低通滤波器的输入端与第一阶低通滤波器的放大器U1的输出端连接，电阻R3的第二端分别与电容C3的一端、电阻R4的一端连接，电阻R4的另一端分别与放大器U2的同相输入端、电容C4的一端连接，电容C4的另一端接地，电容C3的另一端分别与放大器U2的反相输入端、电容C5的一端、电阻R5的第二端连接，电容C5的另一端与放大器U2的输出端连接，电阻R5的第一端与放大器U2的输出端连接、第二端作为前置滤波电路1211的输出端，其中电容C5和电阻R5构成滤波电路的相位补偿环节，可以有效防止放大电路自激现象的发生；

调理电路1212包括依次连接的放大电路和电压偏置电路，其中，

放大电路包括电阻R6、电阻R8、可调电阻R7和放大器U3，电阻R6的一端与前置滤波电路1211的输出端连接，另一端分别与放大器U3的反相输入端、可调电阻R7的一端连接，可调电阻R7的另一端与放大器U3的输出端连接，电阻R8的一端与放大器U3的同相输入端连接、另一端接地，其中通过调整可调电阻R7的阻值可以调整该放大电路的放大倍数；

电压偏置电路包括电阻R9-R12、电容C7和放大器U4，电阻R9的一端与放大器U3的输出端连接，另一端分别与电阻R10的一端、电阻R11的一端、电阻R12的一端连接，电阻R10的另一端接偏置电压，电阻R11的另一端与放大器U4的反相输入端连接，电阻R12的另一端与放大器U4的输出端连接，电容C7的一端与放大器U4的反相输入端连接、另一端与放大器U4的输出端连接，放大器U4的同相输入端接地。

实施例2

如图6-10所示，本施例提供了另一种传动系统振动测试装置，与上述实施例1的区别在于：柜体1的操作台面11上设有显示屏4和操作键盘5，该显示屏4和操作键盘5与采样电路的处理器123或上位机124连接，该上位机124可以采用普通的台式计算机。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。