基于激光扫描的集电环碳刷磨损动态监测方法及系统与流程

本发明涉及数据处理，具体涉及基于激光扫描的集电环碳刷磨损动态监测方法及系统。

背景技术：

1、在复杂而精密的电力传输与电机驱动系统中，集电环与碳刷作为不可或缺的核心组件，扮演着至关重要的角色。它们不仅负责将电能从静止部件传输到旋转部件，还承担着换向功能，确保电流在电机内顺畅流动。然而，随着设备运行时间的累积，碳刷会不可避免地经历磨损过程，这一过程若不能得到及时有效的监测与管理，将会对设备的性能、效率和可靠性产生严重影响。传统的碳刷磨损监测方法主要依赖于人工巡检和周期性的预防性更换策略。这种方法不仅效率低下，难以应对现代工业对于连续、高效生产的需求，而且往往存在过度更换或更换不及时的问题，导致资源浪费或设备故障风险增加。

技术实现思路

1、本申请提供了基于激光扫描的集电环碳刷磨损动态监测方法及系统，解决了现有技术中集电环碳刷磨损难以实时准确监测的技术问题。

2、鉴于上述问题，本申请提供了基于激光扫描的集电环碳刷磨损动态监测方法及系统。

3、本申请的第一个方面，提供了基于激光扫描的集电环碳刷磨损动态监测方法，所述方法包括：

4、获取激光扫描许可指令；基于所述激光扫描许可指令，启动激光扫描装置，对碳刷进行非接触式扫描，获取碳刷三维形貌数据；采用数字孪生技术，根据所述碳刷三维形貌数据构建磨损碳刷模型，并将所述磨损碳刷模型与标准碳刷模型进行偏差识别，获得第一磨损结果；通过监测碳刷作用的目标电机，获取所述目标电机的运行状态数据，所述运行状态数据包括振动频率和电机转速；根据所述振动频率和所述电机转速，对所述第一磨损结果进行动态修正，生成第二磨损结果；将所述第二磨损结果输入预构建的磨损分析模型，进行碳刷磨损量化评估，获得磨损系数；当所述磨损系数大于预设磨损阈值，生成预警指令，所述预警指令用于提醒运维人员更换所述碳刷。

5、本申请的第二个方面，提供了基于激光扫描的集电环碳刷磨损动态监测系统，所述系统包括：

6、指令获取模块，所述指令获取模块用于获取激光扫描许可指令；扫描模块，所述扫描模块用于基于所述激光扫描许可指令，启动激光扫描装置，对碳刷进行非接触式扫描，获取碳刷三维形貌数据；识别模块，所述识别模块用于采用数字孪生技术，根据所述碳刷三维形貌数据构建磨损碳刷模型，并将所述磨损碳刷模型与标准碳刷模型进行偏差识别，获得第一磨损结果；数据获取模块，所述数据获取模块用于通过监测碳刷作用的目标电机，获取所述目标电机的运行状态数据，所述运行状态数据包括振动频率和电机转速；修正模块，所述修正模块用于根据所述振动频率和所述电机转速，对所述第一磨损结果进行动态修正，生成第二磨损结果；评估模块，所述评估模块用于将所述第二磨损结果输入预构建的磨损分析模型，进行碳刷磨损量化评估，获得磨损系数；预警模块，所述预警模块用于当所述磨损系数大于预设磨损阈值，生成预警指令，所述预警指令用于提醒运维人员更换所述碳刷。

7、本申请实施例的第三个方面，提供了一种电子设备，包括：存储器，用于存储可执行指令；处理器，用于执行所述存储器中存储的可执行指令时，实现本申请提供的基于激光扫描的集电环碳刷磨损动态监测方法。

8、本申请实施例的第四个方面，提供了一种计算机可读存储介质，存储有计算机程序，该程序被处理器执行时，实现本申请提供的基于激光扫描的集电环碳刷磨损动态监测方法。

9、本申请中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

10、首先，获取激光扫描许可指令；基于激光扫描许可指令，启动激光扫描装置，对碳刷进行非接触式扫描，获取碳刷三维形貌数据。接着，采用数字孪生技术，根据碳刷三维形貌数据构建磨损碳刷模型，并将磨损碳刷模型与标准碳刷模型进行偏差识别，获得第一磨损结果。通过监测碳刷作用的目标电机，获取目标电机的运行状态数据，运行状态数据包括振动频率和电机转速。然后，根据振动频率和电机转速，对第一磨损结果进行动态修正，生成第二磨损结果。进一步，将第二磨损结果输入预构建的磨损分析模型，进行碳刷磨损量化评估，获得磨损系数。最后，当磨损系数大于预设磨损阈值，生成预警指令，预警指令用于提醒运维人员更换碳刷。解决了现有技术中集电环碳刷磨损难以实时准确监测的技术问题，达到了实时准确监测集电环碳刷磨损的技术效果。

技术特征：

1.基于激光扫描的集电环碳刷磨损动态监测方法，其特征在于，所述方法包括：

2.如权利要求1所述的基于激光扫描的集电环碳刷磨损动态监测方法，其特征在于，获取激光扫描许可指令，所述方法包括：

3.如权利要求2所述的基于激光扫描的集电环碳刷磨损动态监测方法，其特征在于，根据所述环境参数集，对激光扫描装置的初始配置方案进行寻优，生成优化配置方案，所述方法包括：

4.如权利要求3所述的基于激光扫描的集电环碳刷磨损动态监测方法，其特征在于，基于所述环境参数集，对所述第一激光扫描工作参数进行适应度评估，获得多个适应度评估结果，所述方法包括：

5.如权利要求1所述的基于激光扫描的集电环碳刷磨损动态监测方法，其特征在于，将所述磨损碳刷模型与标准碳刷模型进行偏差识别，获得第一磨损结果，所述方法包括：

6.如权利要求1所述的基于激光扫描的集电环碳刷磨损动态监测方法，其特征在于，根据所述振动频率和所述电机转速，对所述第一磨损结果进行动态修正，生成第二磨损结果，所述方法包括：

7.如权利要求6所述的基于激光扫描的集电环碳刷磨损动态监测方法，其特征在于，将所述振动频率和所述电机转速与碳刷磨损进行关联分析，生成动态修正系数，所述方法包括：

8.基于激光扫描的集电环碳刷磨损动态监测系统，其特征在于，用于实施权利要求1-7任意一项所述的基于激光扫描的集电环碳刷磨损动态监测方法，所述系统包括：

9.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括：

10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现如权利要求1-7中任一项所述的基于激光扫描的集电环碳刷磨损动态监测方法。

技术总结
本发明公开了基于激光扫描的集电环碳刷磨损动态监测方法及系统，涉及数据处理技术领域。所述方法包括：获取激光扫描许可指令；基于激光扫描许可指令，启动激光扫描装置，对碳刷进行非接触式扫描，获取碳刷三维形貌数据；构建磨损碳刷模型，并与标准碳刷模型进行偏差识别，获得第一磨损结果；通过监测碳刷作用的目标电机，获取目标电机的运行状态数据；对第一磨损结果进行动态修正，生成第二磨损结果；将第二磨损结果输入预构建的磨损分析模型，进行碳刷磨损量化评估，获得磨损系数；当磨损系数大于预设磨损阈值，生成预警指令。解决了现有技术中集电环碳刷磨损难以实时准确监测的技术问题，达到了实时准确监测集电环碳刷磨损的技术效果。

技术研发人员：赵孝青,王纪荣,金玲,杨明,黄治军
受保护的技术使用者：南京优轩新技术有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/12/30