一种基于数据采集的齿轮箱管理系统技术方案

一种基于数据采集的齿轮箱管理系统，包括齿轮箱以及采集控制器，齿轮箱上包括有输入部和若干个输出部，齿轮箱内包括有齿轮组，输入部通过齿轮组与输出部传动连接，齿轮组包括至少三个齿轮副，每一齿轮副对应设置有一检测模块，每一检测模块包括角度检测单元以及扭矩检测单元，采集控制器包括用于生成传动波形的波形生成模块、生成传动特征异常分析模块以及存储有异常特征和对应的异常执行策略的异常特征数据库，本发明专利技术优点在于能够有效快速的反馈齿轮磨损情况以及齿轮磨损位置点，以实时检测齿轮箱内部齿轮的情况，且便于对后续磨损点的修正。修正。修正。

【技术实现步骤摘要】
一种基于数据采集的齿轮箱管理系统


[0001]本专利技术涉及齿轮箱领域，更具体的说是涉及一种基于数据采集的齿轮箱管理系统。

技术介绍

[0002]随着工业发展迅速，齿轮箱的应用随之广泛，齿轮箱是动力传动中的一个重要机械部件，齿轮箱根据应用的场景不同所针对的规格和布局不同，大型升降机或者大型设备所应用的是方形齿轮箱，而农业应用的齿轮箱种类较多，使用场景包括除草切割、耕种传动以及多种，每一种使用场景应用的齿轮箱均不相同，本专利技术中主要针对的是应用除草或者棉花切割等场景的齿轮箱。
[0003]目前的齿轮箱均是单纯的齿与齿传动，在长时间的除草或棉花切割过程中容易出现卡齿或者磨损等问题，一旦用具卡齿或齿轮磨损严重时，用具的内部温度过高或出现齿轮崩坏而丧失继续工作的能力，由于卡齿的情况用户容易发现，但是各齿轮的磨损是难以发现的，齿轮在磨损中继续运作只会加大齿轮的磨损，磨损的齿轮难以实现对除草的高效率，因此现有的除草用具中的齿轮箱难以满足农业自动化设备的发展需求。

技术实现思路

[0004]针对现有技术存在的不足，本专利技术的目的在于提供一种基于数据采集的齿轮箱管理系统，该系统能够有效快速的反馈齿轮磨损情况以及齿轮磨损位置点，以实时检测齿轮箱内部齿轮的情况，且便于对后续磨损点的修正。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供了如下技术方案：
[0006]一种基于数据采集的齿轮箱管理系统，其特征在于：包括齿轮箱以及采集控制器，所述齿轮箱上包括有输入部和若干个输出部，所述齿轮箱内包括有齿轮组，所述输入部通过齿轮组与输出部传动连接，所述齿轮组包括至少三个齿轮副，相邻两个齿轮副相互啮合，每一齿轮副对应设置有一检测模块，每一检测模块包括角度检测单元以及扭矩检测单元，所述角度检测单元用于检测所述齿轮副所处的角度并输出对应的角度信息，所述扭矩检测单元用于检测对应所述齿轮副受到的扭矩并输出对应的扭矩信息；
[0007]所述采集控制器包括波形生成模块以及异常分析模块；
[0008]所述波形生成模块，分别耦接每一角度检测单元以及扭矩检测单元，并根据角度信息以及对应的扭矩信息生成传动波形；
[0009]所述异常分析模块，连接所述波形生成模块，用于比对不同的传动波形，并根据比对结果生成传动特征，所述异常分析模块还连接异常特征数据库，所述异常特征数据库存储有若干异常特征信息，所述异常特征信息包括异常特征以及对应的异常执行策略，所述异常分析模块根据异常特征与传动特征的匹配结果调取所述异常特征数据库中对应的异常执行策略；
[0010]进一步的，所述异常特征信息的异常特征为阻碍物异常，所述阻碍物异常反映用
具在不同工作场景下对应的齿轮副反馈波形，所述异常特征数据库内还包括用具与阻碍物碰撞的第一预设基准区间；
[0011]所述输入部包括轴套、驱动轴以及输入齿，所述输入齿与相邻的齿轮副啮合，所述输入齿的转轴上设有插槽，所述插槽内侧壁上设有可伸缩的限位销，所述限位销的上表面为用于引导驱动端插入的斜面，所述驱动轴一端与外部驱动源连接，另一端延伸至轴套内且插设在插槽内，位于插槽内的驱动轴外表面一圈设有与限位销配合的销槽，所述销槽内设有用于驱动限位销脱离销槽的电磁组件，与输入齿啮合的齿轮副转轴向齿轮箱外延伸，位于齿轮箱外的齿轮副转轴上还设有刀盘组；
[0012]当所述传动特征大于第一预设基准区间的最大阈值时，所述异常执行策略包括驱动轴脱离输入齿，所述波形生成模块获取对应齿轮副的角度信息以及对应的扭矩信息，根据该角度信息以及对应的扭矩信息生成阻碍波形，将所述阻碍波形在异常特征数据库中索引对应的齿轮副反馈波形作为异常物波形，根据异常物波形在异常特征数据库中索引对应的刀盘工作场景。
[0013]进一步的，所述异常特征信息的异常特征为齿轮副异常，所述齿轮副异常反映齿轮副的齿轮磨损情况，所述异常特征数据库内还包括内部齿轮副磨损或膨胀的第二预设基准区间；
[0014]所述齿轮副上设有同轴转动的从动锥齿，所述齿轮箱内还设有调节结构，包括第一执行器、调节锥齿、调节齿、调节齿板以及连杆，所述调节锥齿和调节齿分别转动套设在第一执行器的驱动端上，所述连杆一端与调节齿板连接，另一端通过轴承与相邻齿轮副的转轴连接；
[0015]当所述传动特征大于第一预设基准区间的最大阈值时或小于第一预设基准区间的最小阈值时，所述异常执行策略包括第一执行器同时驱动调节锥齿和调节齿运动，以使所述调节锥齿与从动锥齿啮合，且所述调节齿与调节齿板啮合，齿轮副在竖直方向上运动，以使调整该齿轮副与相邻两个齿轮副之间的吃进量。
[0016]进一步的，每个所述齿轮副一侧分别设有修正结构，所述修正结构包括锉削刀、拨杆、修正齿以及第二执行器，所述齿轮箱内底部设有滑槽和移动槽，所述锉削刀滑动位于滑槽内，所述滑槽内还设有用于提供锉削刀一个复位力的压簧，所述拨杆一端位于锉削刀上表面，另一端位于修正齿的齿槽内，所述修正齿滑动位于移动槽内，所述第二执行器的驱动端通过轴承与修正齿的转轴连接；
[0017]当所述传动特征大于第一预设基准区间的最大阈值时，所述异常执行策略包括第二执行器驱动修正齿运动，以使所述修正齿与锉削对象相邻的齿轮副啮合，齿轮副转动驱动修正齿转动以使所述锉削刀锉削膨胀齿。
[0018]进一步的，所述异常特征信息的异常特征还包括齿轮温度异常，所述齿轮温度异常反映齿轮副的各个工作场景下的温度值，所述异常特征数据库内还包括内部齿轮副的预设温度区间；
[0019]每个所述检测模块还包括红外线传感器，所述采集控制器还包括收集模块，所述收集模块获取红外线传感器检测到的齿轮副的实际温度信息，根据实际温度信息与预设温度区间相比，若实际温度信息位于预设温度区间内，则向用具发出继续使用信号，若实际温度信息大于预设温度区间的最大阈值时，则向用具发出高温警报信号。
[0020]进一步的，所述异常特征信息的异常特征还包括电流电压异常，所述电流电压异常反映内部齿轮副传动异常或外部刀盘组碰撞异常时电机的电流电压值，所述驱动轴的电机处设于电流表和电压表，所述采集控制器还包括绘制模块，所述绘制模块获取电流表检测到的电流值和电压表检测到的电压值进行绘制得到电流线和电压线。
[0021]进一步的，所述异常分析模块包括异常分析子模块，所述异常分析子模块获取绘制模块中的电流线和电压线，根据所述电流线和电压线分析线段趋势，若电流线和电压线的呈向上突骤的趋势，则向用具发出阻碍警报信号，若电流线和电压线的呈水平或波形，则向用具发出正常工作信号。
[0022]进一步的，所述刀盘组包括键套和若干个刀片，若干个刀片均固定套设在键套上，延伸至齿轮箱外的转轴包括花键部和颈部，所述颈部直径小于花键部直径，所述键套配合套设在花键部上，所述键套的上端和下端均设有转动轴承，所述转动轴承的内轴承与键套固定连接，所述齿轮箱内还设有退刀结构，所述退刀结构包括第三执行器、退刀锥齿、退刀齿、退刀齿板以及推杆，所述退刀锥齿和退刀齿分别转动套设在第三执行器的驱动端上，所述推杆一端与本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于数据采集的齿轮箱管理系统，其特征在于：包括齿轮箱(1)以及采集控制器，所述齿轮箱(1)上包括有输入部(2)和若干个输出部(3)，所述齿轮箱(1)内包括有齿轮组，所述输入部(2)通过齿轮组与输出部(3)传动连接，所述齿轮组包括至少三个齿轮副(4)，相邻两个齿轮副(4)相互啮合，每一齿轮副(4)对应设置有一检测模块(5)，每一检测模块(5)包括角度检测单元以及扭矩检测单元，所述角度检测单元用于检测所述齿轮副(4)所处的角度并输出对应的角度信息，所述扭矩检测单元用于检测对应所述齿轮副(4)受到的扭矩并输出对应的扭矩信息；所述采集控制器包括波形生成模块(101)以及异常分析模块(102)；所述波形生成模块(101)，分别耦接每一角度检测单元以及扭矩检测单元，并根据角度信息以及对应的扭矩信息生成传动波形；所述异常分析模块(102)，连接所述波形生成模块(101)，用于比对不同的传动波形，并根据比对结果生成传动特征，所述异常分析模块(102)还连接异常特征数据库，所述异常特征数据库存储有若干异常特征信息，所述异常特征信息包括异常特征以及对应的异常执行策略，所述异常分析模块(102)根据异常特征与传动特征的匹配结果调取所述异常特征数据库中对应的异常执行策略。2.根据权利要求1所述一种基于数据采集的齿轮箱管理系统，其特征在于：所述异常特征信息的异常特征为阻碍物异常，所述阻碍物异常反映用具在不同工作场景下对应的齿轮副(4)反馈波形，所述异常特征数据库内还包括用具与阻碍物碰撞的第一预设基准区间；所述输入部(2)包括轴套(21)、驱动轴(22)以及输入齿(23)，所述输入齿(23)与相邻的齿轮副(4)啮合，所述输入齿(23)的转轴上设有插槽(24)，所述插槽(24)内侧壁上设有可伸缩的限位销(25)，所述限位销(25)的上表面为用于引导驱动端插入的斜面，所述驱动轴(22)一端与外部驱动源连接，另一端延伸至轴套(21)内且插设在插槽(24)内，位于插槽(24)内的驱动轴(22)外表面一圈设有与限位销(25)配合的销槽(26)，所述销槽(26)内设有用于驱动限位销(25)脱离销槽(26)的电磁组件(27)，与输入齿(23)啮合的齿轮副(4)转轴向齿轮箱(1)外延伸，位于齿轮箱(1)外的齿轮副(4)转轴上还设有刀盘组；当所述传动特征大于第一预设基准区间的最大阈值时，所述异常执行策略包括驱动轴(22)脱离输入齿(23)，所述波形生成模块(101)获取对应齿轮副(4)的角度信息以及对应的扭矩信息，根据该角度信息以及对应的扭矩信息生成阻碍波形，将所述阻碍波形在异常特征数据库中索引对应的齿轮副(4)反馈波形作为异常物波形，根据异常物波形在异常特征数据库中索引对应的刀盘工作场景。3.根据权利要求1所述一种基于数据采集的齿轮箱管理系统，其特征在于：所述异常特征信息的异常特征为齿轮副(4)异常，所述齿轮副(4)异常反映齿轮副(4)的齿轮磨损情况，所述异常特征数据库内还包括内部齿轮副(4)磨损或膨胀的第二预设基准区间；所述齿轮副(4)上设有同轴转动的从动锥齿(6)，所述齿轮箱(1)内还设有调节结构(7)，包括第一执行器(71)、调节锥齿(72)、调节齿(73)、调节齿板(74)以及连杆(75)，所述调节锥齿(72)和调节齿(73)分别转动套设在第一执行器(71)的驱动端上，所述连杆(75)一端与调节齿(73)板连接，另一端通过轴承与相邻齿轮副(4)的转轴连接；当所述传动特征大于第一预设基准区间的最大阈值时或小于第一预设基准区间的最小阈值时，所述异常执行策略包括第一执行器(71)同时驱动调节锥齿(72)和调节齿(73)运
动，以使所述调节锥齿(72)与从动锥齿(6)啮合，且所述调节齿(73)与调节齿板(74)啮合，齿轮副(4)在竖直方向上运动，以使调整该齿轮副(4)与相邻两个齿轮副(4)之间的吃进量。4.根据权利要求1所述一种基于数据采集的齿轮箱管理系统，其特征在于：每个所述齿轮副(4)一侧分别设有修正结构(8)，所述修正结构(8)包括锉削刀(81)、拨杆(82)、修正齿(83)以及第二执行器(84)，所述齿轮箱(1)内底部设有滑槽和移动槽，所述锉削刀(81)滑动位于滑槽内，所述滑槽内还设有用于提供锉削刀(81)一个复位力的压簧，所述拨杆(82)一...

【专利技术属性】
技术研发人员：何鹏强，
申请(专利权)人：凯临钒机械杭州有限公司，
类型：发明
国别省市：