回转机构运行状态检测方法、装置、控制器及作业机械与流程

本技术涉及电力电子，具体涉及一种回转机构运行状态检测方法、装置、控制器及作业机械。

背景技术：

1、在实际应用中，很多作业机械都设置有回转机构，通过回转机构实现同一位置不同角度的工程作业。以挖掘机为例，挖掘机包括上部车身以及下部车身，上部车身通过回转机构安装于下部车身之上，在进行挖掘作业时，下部车身作业位置相对固定，上部车身可通过回转结构在一定的回转角度范围内转动，进而实现在不同角度的挖掘作业。

2、通常，回转机构包括驱动装置、传动装置以及回转支撑装置三大部分，其中，传动装置主要由传动齿轮以及支撑轴承构成。在作业机械运行过程中，如果回转机构中传动齿轮或支撑轴承故障，比如支撑轴承内外圈脱离，会导致回转机构整体转动效率下降，甚至造成回转机构松动或掉臂，影响作业安全。

3、因此，如何在作业机械运行过程中检测回转机构的运行状态，确保作业安全，成为本领域技术人员亟待解决的技术问题之一。

技术实现思路

1、有鉴于此，本技术致力于提供一种回转机构运行状态检测方法、装置、控制器及作业机械，对回转机构的运行状态进行检测，有助于提高作业安全。

2、第一方面，本技术提供一种回转机构运行状态检测方法，包括：

3、获取与回转机构的回转运动相关的运行信息；

4、基于所述运行信息构建采样信号样本；

5、对所述采样信号样本进行傅里叶变换，得到频谱样本；

6、在所述频谱样本中，基于目标部件的故障特征谱号提取多条谱线的幅值，得到构造频谱，其中，所述目标部件包括所述回转机构中的齿轮或轴承；

7、对所述构造频谱进行逆傅里叶变换，得到逆变换信号样本；

8、基于所述逆变换信号样本确定所述目标部件的运行状态。

9、可选的，所述运行信息包括：对应相同时间戳的振动信号和转动信号；

10、所述基于所述运行信息构建采样信号样本，包括：

11、提取所述振动信号中目标频率对应的振动信号，并对所述目标频率对应的振动信号进行包络处理，得到处理后振动信号；

12、基于所述转动信号以及预设采样频率对所述处理后振动信号进行等角度间隔采样，得到初始信号样本；

13、其中，所述初始信号样本包括多个按时序排列的振动信号幅值，任一所述振动信号幅值对应一个所述回转机构的旋转角度；

14、按照预设样本处理规则处理所述初始信号样本，得到采样信号样本。

15、可选的，所述按照预设样本处理规则处理所述初始信号样本，得到采样信号样本，包括：

16、根据各所述旋转角度将所述初始信号样本划分为多个初始信号子样本，任一所述初始信号子样本包括至少一个振动信号幅值；

17、保留各所述初始信号子样本中包括冲击振动特征的目标信号子样本；

18、基于各所述目标信号子样本构建采样信号样本。

19、可选的，所述根据各所述旋转角度将所述初始信号样本划分为多个初始信号子样本，包括：

20、确定各所述旋转角度中的极值点角度；

21、以任意相邻的两个极值点角度对应的时刻为边界，将所述初始信号样本划分为多个初始信号子样本。

22、可选的，所述基于各所述目标信号子样本构建采样信号样本，包括：

23、按照预设处理规则分别对各所述目标信号子样本进行处理，并将处理后的目标信号子样本按时序排列，得到采样信号样本；

24、其中，所述预设处理规则包括：

25、将对应于反转过程的目标信号子样本进行逆序处理；

26、针对未包括预设数量的振动信号幅值的目标信号子样本，使用零值将目标信号子样本中振动信号幅值的数量补充至预设数量。

27、可选的，所述将处理后的目标信号子样本按时序排列，得到采样信号样本，包括：

28、若按时序排列后的目标信号子样本中包括的振动信号幅值的数量大于预设样本长度，按照所述预设样本长度截取所述按时序排列后的目标信号子样本，得到采样信号样本。

29、可选的，在所述频谱样本中，基于目标部件的故障特征谱号提取多条谱线的幅值，得到构造频谱，包括：

30、在所述频谱样本中，提取目标部件的故障特征谱号以及所述故障特征谱号整数倍的谱号对应的谱线的幅值，得到构造频谱。

31、可选的，基于所述逆变换信号样本确定所述目标部件的运行状态，包括：

32、将所述逆变换信号样本划分为多个逆变换信号子样本；

33、计算各所述逆变换信号子样本中最大的振动信号幅值的平均值，得到振动信号均值；

34、计算所述振动信号均值对应的目标分贝值；

35、根据预设映射关系确定所述目标分贝值对应的所述目标部件的运行状态；

36、其中，所述预设映射关系中记录有不同分贝值与所述目标部件不同运动状态之间的对应关系。

37、可选的，将所述逆变换信号样本划分为多个逆变换信号子样本，包括：

38、基于所述逆变换信号样本的样本长度以及所述目标部件的故障特征谱号确定子样本长度；

39、按照所述子样本长度将所述逆变换信号样本划分为多个逆变换信号子样本。

40、第二方面，本发明提供一种回转结构运行状态检测装置，包括：

41、获取单元，用于获取与回转机构的回转运动相关的运行信息；

42、构建单元，用于基于所述运行信息构建采样信号样本；

43、变换单元，用于对所述采样信号样本进行傅里叶变换，得到频谱样本；

44、提取单元，用于在所述频谱样本中，基于目标部件的故障特征谱号提取多条谱线的幅值，得到构造频谱，其中，所述目标部件包括所述回转机构中的齿轮或轴承；

45、逆变换单元，用于对所述构造频谱进行逆傅里叶变换，得到逆变换信号样本；

46、确定单元，用于基于所述逆变换信号样本确定所述目标部件的运行状态。

47、第三方面，本发明提供一种控制器，包括：存储器和处理器；所述存储器存储有适于所述处理器执行的程序，以实现本发明第一方面任一项所述的回转机构运行状态检测方法。

48、第四方面，本发明提供一种作业机械，包括：回转机构和本发明第三方面所述的控制器，其中，

49、所述控制器与所述回转结构相连。

50、基于上述内容，本技术提供的回转机构运行状态检测方法，在获取与回转机构的回转运动相关的运行信息之后，基于运行信息构建采样信号样本，并对采样信号样本进行傅里叶变换，得到频谱样本，进一步以回转机构中的齿轮或轴承为目标部件，在频谱样本中，基于目标部件的故障特征谱号提取多条谱线的幅值，得到构造频谱，然后，对构造频谱进行逆傅里叶变换，得到逆变换信号样本并基于逆变换信号样本确定目标部件的运行状态。通过本发明提供的检测方法，可以基于回转机构的运行信息实现对于回转机构运行状态的检测，有助于及时发现回转机构故障并及时采取相应的运维措施，进而提高作业机械的作业安全。