专利名称：便携式采煤机齿轮箱测试诊断仪的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种集测试与分析诊断功能于一体的仪器，特别是涉及一种便携
式采煤机齿轮箱测试诊断仪。
背景技术：
采煤机齿轮箱是采煤机系统中的重要传动部件，由于工作环境和工作负荷的影响，采煤机齿轮箱的故障发生率也相对比较高。实际使用过程中，致使齿轮箱的齿轮、轴承和轴系发生故障的情况非常复杂，并且随着采煤机大型化、自动化程度的不断提高，其复杂性也进一步提高，从而导致对采煤机齿轮箱的运行状况进行精密诊断分析的难度也越来越大。传统的动态分析仪器主要通过硬件来进行诊断分析，因而缺乏专业的诊断功能，而且价格贵，体积庞大，不利于携带，操作复杂。
实用新型内容本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种便携式采煤机齿轮箱测试诊断仪，其结构简单、体积小、接线方便、使用操作简便且工作性能安全可靠、诊断专业性强，能有效克服现有测试诊断仪器所存在的价格贵、体积庞大、操作复杂且缺乏专业诊断功能等缺陷和不足。 为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是一种便携式采煤机齿轮箱测试诊断仪，其特征在于包括具有数据采集与故障诊断分析及处理功能的PDA现场作业模块和具有故障状态对比分析及统计与记录功能的PC机，所述PDA现场作业模块与PC机相接；所述PDA现场作业模块包括个人数字助理设备PDA和对采煤机齿轮箱的工作状态信息进行实时采集的数据采集模块，数据采集模块与个人数字助理设备PDA的控制器相接，个人数字助理设备PDA内部嵌有对数据采集模块所采集信号进行分析处理的信号分析与处理模块、对个人数字助理设备PDA的存储单元中已记录数据进行查看或对已记录数据进行编辑修改的数据查看与编辑模块和根据信号分析与处理模块的分析处理结果相应对所述采煤机齿轮箱所存在故障进行诊断的故障诊断模块，所述信号分析与处理模块、数据查看与编辑模块和故障诊断模块均与控制器相接。 所述数据采集模块包括对采煤机齿轮箱的振动状态信号进行实时采集的振动传
感器和与振动传感器相接的信号调理电路，所述信号调理电路与控制器相接。 所述信号调理电路与控制器通过基于压縮闪存总线即CF总线的CF数据采集卡进
行连接，所述控制器上对应接有与CF数据采集卡相接的CF接口 ，所述CF数据采集卡通过
电缆与信号调理电路相接。 所述个人数字助理设备PDA的控制器与PC机间以有线通信方式进行双向通信。[0008] 所述个人数字助理设备PDA的控制器与PC机间通过USB接口或串口进行连接。[0009] 所述信号调理电路包括信号放大电路、与所述信号放大电路相接的滤波电路和与所述滤波电路相接的A/D转换电路，所述信号调理电路与对所述信号放大电路的放大倍数和滤波电路中滤波器的工作频率进行设定的参数设置模块一相接。 所述CF数据采集卡为CF6004采集卡。 所述PDA现场作业模块的外壳为具有煤矿井下防爆功能的防爆壳体。 所述PC机包括与控制器相接的中央处理器CPU以及分别与中央处理器CPU相接
的数据存储器、液晶显示器和电源管理模块，所述电源管理模块与电池组相接。 所述数据采集模块还包括对所述采煤机齿轮箱内部传动齿轮的温度进行实时检
测的温度传感器，所述温度传感器接信号调理电路。 本实用新型与现有技术相比具有以下优点 1、结构简单、体积小、接线方便、成本低且具有防爆功能，工作性能安全可靠 2、使用操作简便、功能完善且测试效果好、诊断专业性非常强，将现有技术中的
PDA(个人数字助理技术)和PC机(个人电脑设备)、虚拟仪器技术和嵌入编程技术以及智
能故障诊断技术整合成专用的仪器，用于采煤机齿轮箱的测试与故障诊断。由于本实用新
型利用PDA作为采煤机齿轮箱的测试与故障诊断设备，将数据采集模块，数据存储和编辑
功能模块、采集参数设置、图像曲线显示、个人信息设置、数据传输以及数据汇总模块、故障
诊断模块、频谱分析模块集成起来，可将数字化得采煤机故障频发示意图作为采煤机测点
的选择草图，利用数据采集模块进行振动信号采集，利用可视化的界面进行数据记录，通过
与台式机的连接，采集及其诊断结果可以直接进入企业设备维修管理数据库，从而大大提
高采煤机的检修时间，大大提高了生产效率。 3、适用范围广，能有效适用至其它相关技术领域中。 综上所述，本实用新型结构简单、体积小、接线方便、成本低、使用操作简便且具有
防爆功能、工作性能安全可靠、诊断专业性强，能有效克服现有测试诊断仪器所存在的价格
贵、体积庞大、不利于携带、操作复杂且缺乏专业诊断功能等缺陷和不足。 下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。
图1为本实用新型的电路原理框图。 附图标记说明 l-PDA现场作业模块；1-1-数据采集模块；1-11-振动传感器； 1-12-信号调理电路；1-13-温度传感器；l-14-CF数据采集卡[0024] 1-15-参数设置模块一 ；1-2-个人数字助理1-21 —控制器； 设备PDA ; 1-22-信号分析与处理l-23-存储单元；1-24-数据查看与编辑 模块； 模块； l-25-故障诊断模块；2-PC机； 2-1-中央处理器CPU ; 2-2-数据存储器； 2-3-液晶显示器；2_4_电源管理模块； 2-5-电池组。
具体实施方式如图1所示，本实用新型包括具有数据采集与故障诊断分析及处理功能的PDA现场作业模块1和具有故障状态对比分析及统计与记录功能的PC机2，所述PDA现场作业模 块1与PC机2相接。所述PDA现场作业模块1包括个人数字助理设备PDA1-2和对采煤 机齿轮箱的工作状态信息进行实时采集的数据采集模块l-l，数据采集模块1-1与个人数 字助理设备PDAl-2的控制器1-21相接。所述个人数字助理设备PDAl-2内部嵌有对数据 采集模块1-1所采集信号进行分析处理的信号分析与处理模块l-22、对个人数字助理设备 PDA1-2的存储单1-23中已记录数据进行查看或对已记录数据进行编辑修改的数据查看与 编辑模块l-24和根据信号分析与处理模块1-22的分析处理结果相应对所述采煤机齿轮箱 所存在故障进行诊断的故障诊断模块l-25，所述信号分析与处理模块l-22、数据查看与编 辑模块1-24和故障诊断模块1-25均与控制器1-21相接。所述PDA现场作业模块1的外 壳为具有煤矿井下防爆功能的防爆壳体。实际使用过程中，所述信号分析与处理模块1-22 的主要功能是对数据采集模块1-1采集到的数据进行小波分析、细化频分析和全息谱分析 处理。 本实施例中，所述数据采集模块1-1包括对采煤机齿轮箱的振动状态信号进行实 时采集的振动传感器1-11和与振动传感器1-11相接的信号调理电路l-12，所述信号调理 电路1-12与控制器1-21相接。同时，所述数据采集模块1-1还包括对所述采煤机齿轮箱 内部传动齿轮的温度进行实时检测的温度传感器l-13，所述温度传感器1-13接信号调理 电路1-12。实际使用过程中，还可根据具体需要相应增加其它类型的传感器，并且可以对各 类传感器的数量进行灵活调整。 所述信号调理电路1-12包括信号放大电路、与所述信号放大电路相接的滤波电 路和与所述滤波电路相接的A/D转换电路。所述信号调理电路1-12与对所述信号放大电 路的放大倍数和滤波电路中滤波器的工作频率进行设定的参数设置模块一 1-15相接。 所述信号调理电路1-12与控制器1-21通过基于压縮闪存总线即CF总线的CF数 据采集卡1-14进行连接，所述控制器1-21上对应接有与CF数据采集卡1-14相接的CF接 口，所述CF数据采集卡1-14通过电缆与信号调理电路1-12相接。本实施例中，所述CF数 据采集卡1-14为CF6004采集卡。 所述个人数字助理设备PDAl-2的控制器1-21与PC机2间以有线通信方式进行双 向通信。本实施例中，所述个人数字助理设备PDA1-2的控制器1-21与PC机2间通过USB 接口或串口进行连接。所述PC机2包括与控制器1-21相接的中央处理器CPU2-1以及分 别与中央处理器CPU2-1相接的数据存储器2-2、液晶显示器2-3和电源管理模块2-4，所述 电源管理模块2-4与电池组2-5相接。另外，所述PC机2的中央处理器CPU2-1内部集成 有故障特征库模块、数据汇总模块、与所述USB接口或串口相接的数据传输模块和对所述 数据传输模块所传输数据在PC机2上的存储路径进行设置的参数设置模块二。 本实用新型的工作过程是所述数据采集模块1-1中的传感器实时获取采煤机齿 轮箱振动、温度等相应工作参数后，将所获得的工作参数数据传给信号调理电路1-12，信 号调理电路1-12对上述采集数据进行滤波、放大等预处理后通过CF数据采集卡1-14转 化为数字信号并上传至个人数字助理设备PDAl-2的控制器1-21。所述个人数字助理设备 PDA1-2对接收到上述采集数据后，先通过信号分析与处理模块1-22对上述采集数据进行 小波分析、细化频分析和全息谱分析处理，再通过故障诊断模块1-25利用神经网络、模糊 识别、或专家系统进行故障诊断等分析处理，同时显示测试结果或故障情况，实现对采煤机
5齿轮箱快速有效地测试和故障诊断；使用过程中，还可通过数据查看与编辑模块1-24对存 储单元1-23中已记录数据进行查看或对已记录数据进行编辑修改。现场数据采集完成后， 本实用新型的个人数字助理设备PDA1-2可以通过USB接口或者串口与PC机2实现同步。 通过设置PC端的参数设置模块二设置路径信息后，信息传输模块可将个人数字助理设备 PDAl-2中从现场采集的数据从存储单元1-23下载到PC端，也就是说，通过所述信息传输 模块实现个人数字助理设备PDAl-2与PC机2之间的双向通信，包括PC端从PDA端下载数 据，PC端向PDA端上传基础数据；同时，由于PC机2中内嵌有用于存储采煤机齿轮箱的典 型故障频谱特征的故障特征模块，则能简便、准确实现对采集到的数据进行特征比对；并且 通过数据汇总模块将数据进行汇总，并将汇总数据上传到企业设备管理信息数据库中，所 述数据汇总模块具体实现对故障的类型，故障发生的部件，故障的严重程度进行汇总。 以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型作任何限制，凡是根 据本实用新型技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍 属于本实用新型技术方案的保护范围内。
权利要求一种便携式采煤机齿轮箱测试诊断仪，其特征在于包括具有数据采集与故障诊断分析及处理功能的PDA现场作业模块(1)和具有故障状态对比分析及统计与记录功能的PC机(2)，所述PDA现场作业模块(1)与PC机(2)相接；所述PDA现场作业模块(1)包括个人数字助理设备PDA(1-2)和对采煤机齿轮箱的工作状态信息进行实时采集的数据采集模块(1-1)，数据采集模块(1-1)与个人数字助理设备PDA(1-2)的控制器(1-21)相接，个人数字助理设备PDA(1-2)内部嵌有对数据采集模块(1-1)所采集信号进行分析处理的信号分析与处理模块(1-22)、对个人数字助理设备PDA(1-2)的存储单元(1-23)中已记录数据进行查看或对已记录数据进行编辑修改的数据查看与编辑模块(1-24)和根据信号分析与处理模块(1-22)的分析处理结果相应对所述采煤机齿轮箱所存在故障进行诊断的故障诊断模块(1-25)，所述信号分析与处理模块(1-22)、数据查看与编辑模块(1-24)和故障诊断模块(1-25)均与控制器(1-21)相接。
2. 按照权利要求1所述的便携式采煤机齿轮箱测试诊断仪，其特征在于所述数据采 集模块(1-1)包括对采煤机齿轮箱的振动状态信号进行实时采集的振动传感器(1-11)和 与振动传感器(1-11)相接的信号调理电路(l-12)，所述信号调理电路(1-12)与控制器 (1-21)相接。
3. 按照权利要求2所述的便携式采煤机齿轮箱测试诊断仪，其特征在于所述信号调 理电路(1-12)与控制器(1-21)通过基于压縮闪存总线即CF总线的CF数据采集卡(1-14) 进行连接，所述控制器(1-21)上对应接有与CF数据采集卡(1-14)相接的CF接口，所述CF 数据采集卡(1-14)通过电缆与信号调理电路(1-12)相接。
4. 按照权利要求1、2或3所述的便携式采煤机齿轮箱测试诊断仪，其特征在于所述 个人数字助理设备PDA(l-2)的控制器(1-21)与PC机(2)间以有线通信方式进行双向通 信。
5. 按照权利要求4所述的便携式采煤机齿轮箱测试诊断仪，其特征在于所述个人数 字助理设备PDA(l-2)的控制器(1-21)与PC机(2)间通过USB接口或串口进行连接。
6. 按照权利要求3所述的便携式采煤机齿轮箱测试诊断仪，其特征在于所述信号调 理电路(1-12)包括信号放大电路、与所述信号放大电路相接的滤波电路和与所述滤波电 路相接的A/D转换电路，所述信号调理电路(1-12)与对所述信号放大电路的放大倍数和滤 波电路中滤波器的工作频率进行设定的参数设置模块一 (1-15)相接。
7. 按照权利要求3所述的便携式采煤机齿轮箱测试诊断仪，其特征在于所述CF数据 采集卡(1-14)为CF6004采集卡。
8. 按照权利要求1、2或3所述的便携式采煤机齿轮箱测试诊断仪，其特征在于所述 PDA现场作业模块(1)的外壳为具有煤矿井下防爆功能的防爆壳体。
9. 按照权利要求1、2或3所述的便携式采煤机齿轮箱测试诊断仪，其特征在于所 述PC机(2)包括与控制器(1-21)相接的中央处理器CPU(2-1)以及分别与中央处理器 CPU(2-1)相接的数据存储器(2-2)、液晶显示器(2-3)和电源管理模块(2-4)，所述电源管 理模块(2-4)与电池组(2-5)相接。
10. 按照权利要求2所述的便携式采煤机齿轮箱测试诊断仪，其特征在于所述数据采 集模块(1-1)还包括对所述采煤机齿轮箱内部传动齿轮的温度进行实时检测的温度传感 器(l-13)，所述温度传感器(1-13)接信号调理电路(1-12)。
专利摘要本实用新型公开了一种便携式采煤机齿轮箱测试诊断仪，包括具有数据采集与故障诊断分析及处理功能的PDA现场作业模块和具有故障状态对比分析及统计与记录功能的PC机，PDA现场作业模块与PC机相接；PDA现场作业模块包括个人数字助理设备PDA和对采煤机齿轮箱的工作状态信息进行实时采集的数据采集模块，个人数字助理设备PDA内部嵌有信号分析与处理模块、数据查看与编辑模块和故障诊断模块。本实用新型结构简单、体积小、接线方便、使用操作简便且工作性能安全可靠、诊断专业性强，能有效克服现有测试诊断仪器所存在的价格贵、体积庞大、操作复杂且缺乏专业诊断功能等缺陷和不足。
文档编号G01M13/02GK201527338SQ20092024516
公开日2010年7月14日 申请日期2009年11月10日 优先权日2009年11月10日
发明者赵栓峰 申请人:西安科技大学