旋转编码器系统中的联接滑动的检测技术方案

提供了旋转编码器系统中的机械联接滑动的检测，其中从联接到旋转元件的旋转编码器获取位置数据样本，并基于位置数据样本确定角加速度数据。在角加速度数据中检测到至少两个加速度峰值，包括至少一个负加速度峰值和至少一个正加速度峰值。当所述至少两个加速度峰值中的负加速度峰值和正加速度峰值之间的时间间隔小于第一时间段时，检测到机械联接的滑动发生。如果在第二时间段内检测到至少阈值数量的滑动发生，则产生机械联接错误信号。则产生机械联接错误信号。则产生机械联接错误信号。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】旋转编码器系统中的联接滑动的检测


[0001]本公开内容涉及旋转编码器系统，特别是此类系统中的机械联接滑动的检测。

技术介绍

[0002]旋转检测传感器或旋转编码器(在此统称为“编码器”)是常见的传感器设备。许多编码器使用轴承系统和光学传感器元件的组合来测量旋转部件(例如，车轴、轴、轮子等)的旋转。编码器提供的数据通常通过可操作地连接编码器和适当的控制器的电缆获取。本领域已知的控制器通常包括处理能力，并被配置为结合从用于一个或多个设备的操作控制的编码器接收的数据，所述设备包括由编码器监测的旋转部件或与所述旋转部件相关联。包含这种编码器的编码器系统可涉及各种各样的设备，如电机、发电机、泵、车辆等。
[0003]与编码器系统中的此类编码器的安装有关的问题通常来自于编码器到被监测设备的不恰当机械联接。例如，在此类系统中，经常使用机械联轴器将被监测设备的旋转部件(驱动轴)附接到旋转编码器的输入轴或类似机构(从动轴)。如本文所使用的，这种联轴器是用于在两个轴之间建立连接以将动力或运动从一个轴传递到另一个轴的机械元件，并且可以包括用于建立永久/半永久连接(如在套筒联轴器、分体式套筒联轴器、法兰联轴器等情况下)或快速连接/断开(如在例如离合器式联轴器的情况下)的元件。正如本领域进一步已知的那样，这种机械联轴器(或机械联接)会随着时间的推移而退化，有时导致联轴器内的驱动或从动轴滑动(或打滑)。这种滑动，如果未以及时的方式被检测到，会导致控制系统故障并可能导致设备损坏。
[0004]因此，用于检测编码器系统中的这种机械联接滑动的技术将代表本领域的可喜进步。

技术实现思路

[0005]本公开内容描述了有关旋转编码器系统中的机械联接滑动的检测的各种技术。在一个实施例中，从联接到旋转元件的旋转编码器获取位置数据样本，并基于位置数据样本确定角加速度数据。在角加速度数据中检测到至少两个加速度峰值，包括至少一个负加速度峰值和至少一个正加速度峰值。当所述至少两个加速度峰值中的负加速度峰值和正加速度峰值之间的时间间隔小于第一时间段时，检测到机械联接的滑动发生(或打滑现象)。如果在第二时间段内检测到至少阈值数量的滑动发生，则产生机械联接错误信号。
[0006]在另一实施例中，角加速度数据通过首先基于位置数据样本确定角速度数据来确定。角速度数据被滤波(处理)，以提供滤波后的角速度数据，滤波后的角速度数据反过来经受导数确定(处理)，以提供角加速度数据。在又一实施例中，通过识别角加速度数据中局部最大负和最大正角加速度数据点来确定加速度峰值，其中局部最大正角加速度数据点发生在局部最大负角加速度数据点之后。当局部最大负和最大正角加速度数据点之间的差值大于差值阈值时，所述局部最大负和最大正角加速度数据点被识别为加速度峰值。
[0007]还公开了根据上述技术的装置。
附图说明
[0008]上述以及其他特征和优点将在以下结合附图的具体实施例的非限制性描述中被详细讨论，其中：
[0009]图1是根据本公开内容提供相对于旋转部件和旋转编码器的机械联接滑动的检测的编码器系统的结构元件的示意图；
[0010]图2是图解说明根据本公开内容的处理过程的流程图；
[0011]图3是图解说明根据本公开内容基于从旋转编码器获取的位置数据样本的加速度峰值检测的图表；以及
[0012]图4是图解说明根据本公开内容基于加速度峰值的滑动发生检测的图表。
具体实施方式
[0013]现在参考图1，示出了根据本公开内容的非常示意性地图解说明的编码器系统100。如图所示，编码器系统100包括旋转编码器102，旋转编码器102包括编码器轴108(或可联接到具有这种轴的设备)。使用已知的技术，编码器轴108的旋转由适当的硬件组件(例如，光学编码器码盘，未示出)监测，该硬件组件向主处理器110提供电信号，主处理器110连续确定编码器轴108的角度位置数据112(例如，本领域已知的增量A、B、Z等信号)，该位置数据112反过来被提供给适宜的线驱动器114。线驱动器114对位置数据112进行调制(调节)，以通过适宜的连接器116将其传输120到与之电耦接的电缆(未显示)。如本领域进一步已知的那样，编码器102的电源118通常作为输入通过电缆和连接器116被提供给编码器102。
[0014]图1还图解说明了编码器102的编码器轴108通过以上描述类型的机械联轴器106可操作地连接到被监测资产(或器材)的旋转轴(或部件)104。
[0015]为了进一步检测联接滑动，图示的实施例中的编码器102进一步配备了包括二级处理器130和电气隔离电路132的感测子系统125。如图所示，位置数据112通过电气隔离电路132被提供给二级处理器130，在当前优选实施例中，电气隔离电路132可以包括本领域已知的一个或多个光学隔离器。在一实施例中，感测子系统125可以可选地包括配置为向二级处理器130提供传感器输出数据的一个或多个传感器134。这样的传感器134可以包括对确定编码器102、旋转部件104、联轴器106和/或其周围环境的物理条件有用的任何传感器。例如，传感器134可以包括，但不一定限于，振动或加速度传感器、温度传感器等。
[0016]如本文所使用，术语“处理器”包括能够对提供给它的信号进行计算或其他数据处理操作并基于这种计算/数据处理操作输出进一步信号的任何设备。优选地，由这种处理器执行的计算/处理(具体来说，下面相对于图2
‑
4描述的处理)被实时进行。如本文所使用，实时意味着足够快，以确定，如下文所述，毫秒或几分之一秒量级的滑动发生，并确定几秒直到几十秒量级的机械错误信号。主处理器和二级处理器110、130可以包括例如微处理器、微控制器、数字信号处理器或基于存储在适宜的存储设备(只读存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、易失性或非易失性存储设备等)中的可执行指令进行处理的其他类似设备。例如，在通用微处理器或数字信号处理器的情况下，此类指令可存储在可操作地连接到此类处理器的独立存储设备中。备选地，在微控制器或类似设备的情况下，这种存储可以是“(芯)片上”的，从而避免了对单独存储设备电路的需要。作为进一步的可选方案，在本公开内容的背景下，处理器可以包括诸如专用集成电路(ASIC)、可编程逻辑阵列(PLA)或本领域已知的类似
设备的硬件或固件设备。
[0017]此外，尽管图1的系统将主处理器和二级处理器110、130图解说明成被部署为编码器102的一部分，但可以理解的是，这并不是一种要求。例如，二级处理器130不必驻留于编码器102中，相反其可以相对于编码器102、甚至系统100远程地设置。在这种情况下，编码器102可以配置有其它组件，用于向远程部署的二级处理器130提供位置数据112(以及，如果可用的话，任何传感器134输出)。
[0018]如下面进一步详细描述的那样，二级处理器130被配置为分析位置数据112以识别联接滑动情况。基于这种分析，二级处理器130提供机械联接错误信号本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于检测编码器系统中的联接滑动的方法，所述编码器系统包括通过机械联接被联接到旋转部件的旋转编码器，该方法包括：从所述旋转编码器获取位置数据样本；基于所述位置数据样本确定角加速度数据；检测所述角加速度数据中的至少两个加速度峰值，包括至少一个负加速度峰值和至少一个正加速度峰值；以及当所述至少两个加速度峰值中的负加速度峰值和正加速度峰值之间的时间间隔小于第一时间段时，检测所述机械联接的滑动发生。2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第一时间段为150毫秒。3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述负加速度峰值发生在所述正加速度峰值之前。4.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：当在彼此的第二时间段内检测到至少阈值数量的滑动发生时，提供机械联接错误信号。5.根据权利要求4所述的方法，其中，所述滑动发生的阈值数量为3。6.根据权利要求4所述的方法，其中，所述第二时间段为10秒。7.根据权利要求1所述的方法，其中，确定所述角加速度数据进一步包括：基于所述位置数据样本确定角速度数据；对所述角速度数据进行滤波，以提供滤波后的角速度数据；以及确定滤波后的角速度数据的导数，以提供所述角加速度数据。8.根据权利要求1所述的方法，其中，检测所述至少两个加速度峰值进一步包括：识别所述角加速度数据中的局部最大负角加速度数据点；识别发生在所述角加速度数据中的局部最大负角加速度数据点之后的局部最大正角加速度数据点；以及当所述局部最大负角加速度数据点和所述局部最大正角加速度数据点之间的差值大于差值阈值时，将所述局部最大负角加速度数据点和所述局部最大正角加速度数据点识别为加速度峰值。9.一种用于检测编码器系统中的联接滑动的装置，所述编码器系统包括通过机械联接被联接到旋转部件的旋转编码器，该装置包括：处理设备；存储设备，其可操作地连接到所述处理设备，其上存储有可执行指令，当所述可执行指令由所述处理设备执行时，导致所...

【专利技术属性】
技术研发人员：R，
申请(专利权)人：亨士乐股份有限公司，
类型：发明
国别省市：