一种微小转角情况下电机转向检测与识别装置与方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种检测与识别装置，尤其是一种微小转角情况下电机转向与识别装置，以及利用该装置进行检测与识别的方法。
【背景技术】
[0002]动车组、城轨和地铁列车在静止调试过程中，需要通过启动试验逐一确定电机转向是正向还是反向。启动试验是在列车制动状态下给列车加载较小的牵引力，因此，联轴节只有短时、角度很小的转动，需要调试人员贴近、仔细观察，对于有多台电机的动车调试，很容易疲劳、出现错误判断。因此，有必要研制一套便携式牵引电机转向检测装置，能够辅助调试人员快速、准确地确定电机转向。
[0003]调试时，工作人员只需要手持检测装置靠近联轴节，在启动试验配合下，即可准确确定电机转向，无需调试人员贴近、仔细观察。同时，该装置还可以自动记录检测结果、测试时间等相关信息。一方面可以降低调试人员工作强度，提高判断准确性，另一方面又能够有效提高工作效率。
【发明内容】
[0004]本发明主要目的在于解决上述问题和不足，提供一种结构简单，无需调试人员贴近、仔细观察即可准确确定电机转向的一种微小转角情况下电机转向检测与识别装置。
[0005]为实现上述目的，本发明的技术方案是:
[0006]—种微小转角情况下电机转向检测与识别装置，所述装置包括加速度传感器，数据处理与转换装置及主机设备，其中:
[0007]加速度传感器，放置在电机联轴节上，在启动实验配合下，检测电机的加速度信号，并将信号传输给数据处理与转换装置；
[0008]数据处理与转换装置，接收加速度传感器收集的信号，并进行转换，以无线的方式向主机设备发送；
[0009]主机设备，接收无线信号，进行数据的转向识别、存储、显示，并实现人机交互功能，完成有关参数的设置。
[0010]进一步的，所述加速度传感器采用三向振动加速度传感器。
[0011]进一步的，所述加速度传感器与所述数据与转换装置采用屏蔽电缆连接。
[0012]进一步的，每个所述加速度传感器配一个所述数据处理与转换装置，所述主机设备可接收多个数据处理与转换装置的信号并进行相应的处理。
[0013]本发明的另一目的在于，提供可以降低调试人员工作强度，提高判断准确性，另一方面又能够有效提高工作效率的一种微小转角情况下电机转向检测与识别方法，所述方法包括以下步骤，
[0014]A，将加速度传感器放置于电机联轴节上，就近放置数据处理与转换装置，启动主机设备；
[0015]B，启动试验，在列车制动状态下，给列车加载较小的牵引力；
[0016]C，加速度传感器将采集到的信号传输给就近的数据处理与转换装置；
[0017]D，数据处理与转换装置将收到的信号转换成无线信号发送给主机设备；
[0018]E，主机设备对收到的无线信号进行处理，利用转向识别算法，获得转向信息，并显示、存储相关信息，进行人机交互。
[0019]进一步的，所述加速度传感器为三向振动加速度传感器，收集电机的时域加度信号并传输给所述的数据处理与转换装置。
[0020]进一步的，所述步骤D中，数据处理与转换装置将加速度信号进行滤波、采样后再转换成无线信号发送给主机设备。
[0021]进一步的，所述步骤E中，主机设备将收到的无线信号转换成时域信号，再利用转向识别算法，获得转向?目息。
[0022]进一步的，所述转向识别算法包括，
[0023]I)根据设定阈值大小，截取各电机加速度有效信号；
[0024]2)对截取信号进行滤波；
[0025]3)对滤波后信号进行拟合；
[0026]4)对拟合后信号进行一次和二次微分；
[0027]5)根据一次和二次微分结果可判断电机左转还是右转；
[0028]6)根据试验开始时刻记录的司机操作手柄的位置信息，结合电机左、右转信息即可检测与识别电机正确的转向。
[0029]进一步的，对滤波后信号进行拟合时，以方差最小为目标进行拟合。
[0030]综上所述，本发明提供的一种微小转角情况下电机转向检测与识别装置与方法，能够辅助调试人员快速、准确地确定电机转向。调试时，工作人员只需要将三向振动传感器吸附与电机联轴节上，就近放置数据处理与转换装置，在启动试验配合下，即可准确确定电机转向，无需调试人员贴近、仔细观察。同时，该装置还可以自动记录检测结果、测试时间等相关信息。一方面可以降低调试人员工作强度，提高判断准确性，另一方面又能够有效提高工作效率。
【附图说明】
[0031]图1:本发明一种微小转角情况下电机转向检测与识别方法示意图；
[0032]图2:本发明一种微小转角情况下电机转向检测与识别方法示意图。
[0033]其中:三向振动加速度传感器I，电机联轴节2，屏蔽电缆3，数据处理与转换装置4，主机设备5，显不屏6。
【具体实施方式】
[0034]下面结合附图及【具体实施方式】对本发明作进一步的详细描述。
[0035]本发明提供了一种微小转角情况下电机转向检测与识别装置，包括加速度传感器，数据处理与转换装置4及主机设备5，其中:
[0036]加速度传感器，放置在电机联轴节2上，在启动实验配合下，检测电机的加速度信号，并将信号传输给数据处理与转换装置4;
[0037]数据处理与转换装置4，接收加速度传感器收集的信号，并进行转换，以无线的方式向主机设备5发送；
[0038]主机设备5，接收无线信号，进行数据的转向识别、存储、显示，并实现人机交互功能，完成有关参数的设置。
[0039]如图2所示，本发明中，加速度传感器采用三向振动加速度传感器I，利用三向振动加速度传感器I本身具有的磁性，吸附在电机联轴节2上，一般来说，放置在电机联轴节2的正上方，效果最佳，一方面三向振动加速度传感器I的初始位置稳定，易于放置，另一方面，此处可获得最准确真实的信号数据。
[0040]数据处理与转换装置4与三向振动加速度传感器I就近放置，可通过屏蔽电缆3相互连接，三向振动加速度传感器I获得随时间连续变化的时域信号，通过屏蔽电缆3传输给数据处理与转换装置4，数据处理与转换装置4将接收来的信号利用滤波器滤波后，采集有用数据，并将时域信号转换成无线信号发送给主机设备5。在实际应用中，也可通过无线信号的方式实现三向振动加速度传感器I与数据处理与转换装置4之间的信号传输。
[0041]主机设备5与数据处理与转换装置4之间可进行无线信号传输，采用现有的任何一种信号传输方式均可，如USB接口、WIF1、蓝牙、线外等等，本发明不做限制，同时也是现有技术，在此不做表述。主机设备5可为带显示屏6的便携式的设备，也可为嵌入到列车上主控制室的终端设备，接收无线信号，并将无线信号再一次进行转换成时域信号，主机设备5中具有计算模块，将最后的时域信号按照预定的转向识别算法，进行转向检测与识别，并在显示屏6中显示出来。
[0042]每个三向振动加速度会传感器I配备一个数据处理与转换装置4，每个主机设备5可同时接收多个数据处理与转换装置4传输来的信号，并同时进行相应的处理与计算，将最终的识别结果以预定的方式在显示屏6中显示出来，同时，主机设备5具备存储及导出功能，将每次的识别结果以及其他配套信息，以预定的方式进行存储，根据需要，定期导出相关数据。导出功能可通过主机设备5上的USB 口或WIFI等方式实现。根据每列车车厢数量的不同以及主机设备6可接收的信号量的不