一種具有模糊判別功能的注脂器的製作方法

2023-06-14 18:11:01

技術領域：

本發明涉及一種具有模糊判別功能的注脂器。

背景技術：
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隨著社會的不斷進步，我國基礎機械電子行業也在不斷進行產業升級，從最初的人力操作也逐步到實現自動化、智能化、網絡化、集成化發展，對於設備潤滑來說，為了保證設備能正常的工作，工廠管理需要巡檢人員周期性拿著手動黃油槍，手持式測振儀，紅外線測溫槍，進行現場設備巡檢。發明專利cn205090173u「多功能機械設備在線點檢儀」公開了一種方便對設備進行加油的點檢儀，能夠通過傳感器監測運行設備的運行狀況，以指導加注潤滑油的油量和間隔時間，從而實現設備不工作不潤滑、低頻工作低頻潤滑、高頻工作常態潤滑、超高頻工作超強潤滑的效果，但是，該發明專利所公開的技術中存在缺點，在點檢工作的過程中，受到注脂器安裝位置的限制，注脂器可能被安裝在位置過高、過低洼、空間狹小等不便於數據採集的地方，人們無法得知注脂器的內部工作情況，無法進行注油情況的記錄，更無法對該運行設備形成較為系統的監測數據以指導今後的潤滑工作；另外，注脂器在運行過程中耗費的電量來源於其自身的電池，即使採用功耗較低的處理器也需要經常更換電池才能滿足需要，如果注脂器被安裝在較難進行維護的位置，更換電池就大大增加了維護維修的成本，增加了工人的勞動量。

技術實現要素：
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本發明提供了一種具有模糊判別功能的注脂器，它設計合理，通過無線數據傳輸模塊將被測數據傳送至便攜智能手持器，並通過轉速電流分析診斷模塊實現注脂器自身進行監測，能夠方便人們對設備潤滑工作進行有效監控，不但可以檢測被測設備的運行工作狀態，還可實時掌握注脂器的工作及警報狀態，即處於油路油堵狀態、內部電機損壞狀態或是機構控制單元部件異常狀態，及時對被測設備,如電機、軸承等滾動運動設備,的運行情況進行記錄，工人可以通過智能手持器對注脂器及被測設備的的工作狀態進行數據採集、檢測，形成系統的記錄，以便指導被測設備、注脂器的工作；同時，帶有自我喚醒功能的中央控制單元只在工作時喚醒工作，不進行工作時處於停止模式，降低了功耗，大大降低了維護成本，降低了工人的勞動量，解決了現有技術中存在的問題。

本發明為解決上述技術問題所採用的技術方案是：

一種具有模糊判別功能的注脂器，包括一注脂器本體，在注脂器本體的內部設有中央控制單元，中央控制單元的供電端與供電單元電池相連，在中央控制單元和供電單元電池之間設有穩壓電路，中央控制單元的信號採集端通過信號處理採集模塊與用於檢測被潤滑設備的傳感器相連，用於開啟和關閉注脂器的泵馬達驅動模塊與中央控制單元的控制端相連，所述中央控制單元帶有自我喚醒功能，中央控制單元的喚醒端與無線數據傳輸模塊相連，無線數據傳輸模塊與便攜智能手持器相通信，便攜智能手持器又與轉速電流分析對比自診斷模塊相通信，轉速電流分析對比自診斷模塊與中央控制單元相連，同時又與連接在泵馬達驅動模塊上的速度檢測模塊相連。

所述無線數據傳輸模塊包括與中央控制單元的喚醒端相連的紅外信號感應單元，所述紅外線傳輸模塊包括一二極體d2，二極體d2的負極與中央控制單元的喚醒端相連，正極與一三極體n3的集電極相連，在三極體n3的發射極和基極之間連接有電阻r27，發射極接電源集極與一紅外信號接收器d1的輸出端相連。

所述紅外信號感應單元包括一紅外信號接收器dydl1，所述紅外信號接收器dydl1的型號為tfdu4101，紅外信號接收器dydl1的rxd引腳與中央控制單元的通信引腳相連，txd通過一電阻r5與場效應管n1的柵極相連，場效應管n1的源極通過電阻r6接電源，漏極通過電阻r9接地，同時漏極與中央控制單元紅外信號接收器dydl1的vcc引腳接電源，，gnd引腳與場效應管n2的漏極相連，又通過電阻r8接地，柵極通過電阻r13與中央控制單元的源極接地。

所述注脂器本體的注油口為一體化接頭，所述一體化接頭包括一溫振信號傳感器接頭，在溫度、振動信號傳感器接頭內設置有溫度傳感器和振動傳感器，溫振信號傳感器接頭的底部連接有中轉注油接口，注油管路連接至中轉注油接口的一側，在注油管路上設有油路鎖緊接口，在中轉注油接口的底部設有一三通接口，所述三通接口的頂部口與中轉注油接口相連，底部其中一接口為人工補油接口，另一接口為油路輸出接口。

本發明採用上述結構，能夠方便人們對注脂器的工作進行監控，同時實現被測設備的有效信號傳到及檢測，以便了解注脂器的工作狀態，即處於油路油堵狀態、內部電機損壞狀態或是機構控制單元部件異常狀態，及時對注脂器的情況進行記錄，工人可以通過智能手持器對被潤滑設備、注脂器本身的工作狀態進行了解，形成系統的記錄，以便指導注脂器的工作，掌握被潤滑設備的運行狀態信息；同時，帶有自我喚醒功能的中央控制單元只在工作時喚醒工作，不進行工作時處於停止模式，大大降低了功耗，保證了注脂器的待機功耗做到80μa以下，設備能夠工作超過1年的而不需要進行維護，大大降低了維護成本，降低了工人的勞動量。

附圖說明：

圖1為本發明的結構框圖。

圖2為本發明的實施例1的紅外信號感應單元電路原理圖。

圖3為本發明的實施例2的紅外信號感應單元電路原理圖。

圖4為本發明的fpt模型中待潤滑設備的時域曲線。

圖5為本發明的fpt模型中數字濾波定頻採樣後的時域波形圖。

圖6為本發明的fpt模型中採集信號的離線分析頻譜數據圖。

圖7為本發明的fpt模型中信號峰值、地毯智的獲取值圖。

圖8為本發明的fpt模型中信號幅值的閾值判斷跟蹤折線圖。

圖9為本發明的fpt模型中待潤滑設備的溫度信號曲線圖。

圖10為本發明的一體化接頭結構示意圖。

圖11為本發明的實踐應用結構框圖。

圖中：1、溫振信號傳感器接頭，2、中轉注油接口，3、油路鎖緊接口，4、三通接口，5、人工補油接口，6、油路輸出接口。

具體實施方式：

為能清楚說明本方案的技術特點，下面通過具體實施方式，並結合其附圖，對本發明進行詳細闡述。

實施例1：

如圖1、3所示，一種具有模糊判別功能的注脂器，包括一注脂器本體，在注脂器本體的內部設有中央控制單元，中央控制單元的供電端與供電單元電池相連，在中央控制單元和供電單元電池之間設有穩壓電路，中央控制單元的信號採集端通過信號處理採集模塊與用於檢測潤滑設備的傳感器相連，用於開啟和關閉注脂器的泵馬達驅動模塊與中央控制單元的控制端相連，傳感器包括溫度傳感器、振動傳感器，傳感器採集被潤滑設備的狀態信號數據，通過信號處理採集模塊將信號數據發送至中央控制單元，中央控制單元對收到的信號數據進行處理，轉換成可以用於分析的頻率信號、幅值信號、頻譜或包絡信號，並進行有效分析，採用自動化領域的模糊識別和模糊控制算法技術來實現設備的模糊潤滑控制，根據設備運行振動周期、振動幅度，進行有效的窗口判斷，將振動周期、振動幅度同注脂頻次建立一個有效的模糊控制模型，實現設備不工作不潤滑、低頻工作低頻潤滑、高頻工作常態潤滑、超高頻工作超強潤滑、高頻高幅度高強潤滑的效果，避免設備停機一段時間造成導致潤滑劑顯著的聚集和過載時設備的欠潤滑操作。通過數據採樣的設備運行頻率和振動幅值的大小可以組建一個fpt數學模型。

如圖4-9所示：所述模糊潤滑控制fpt模型重點基於設備運行工作頻率、幅值、運行時間三個參數進行設置的。目的實現設備的潤滑控制的模糊控制跟蹤及處理，實現設備的良性潤滑。即實現設備不工作不潤滑、低頻工作低頻潤滑、高頻工作常態潤滑、超高頻工作超強潤滑、高頻高幅度高強潤滑的效果，避免設備停機一段時間造成導致潤滑劑顯著的聚集和過載時設備的欠潤滑操作。被潤滑設備的正常工作運行振動曲線如圖4-圖9所示，根據實際實驗數據，把振動傳感器採集到的振動數據，通過加窗處理，獲取某一時間段內的實際有效運行振動波形，並通過處理器處理器的數字濾波軟體算法，獲取要分析的既定頻段數據的頻譜數據，獲知實際的運行頻率、實際的振動幅值，設定一個坐標閾值(f_a，p_a,t_a)，通過頻率可以判斷設備的工作正常與否，在此僅通過高頻信號來判斷潤滑狀況的良好與否，通過幅值我們可以判斷設備的工作的加載狀況、潤滑狀況、基座固定等狀況，通過溫度我們可以獲知設備的運行狀態處於潤滑良好與不良好。電機負荷過大，軸承內的潤滑脂過少，會使電機整體溫度過高，甚至損壞軸承。但是軸承內的潤滑脂過多，使軸承內產生的溫度不易散去，而且還增加了電機運轉時的負荷，使電機電流也升高。

被測設備的模糊潤滑控制fpt模型的實例運用：在設備運行狀態的檢測的fp解析度和能量消耗及複雜性之間的合適平衡得以實現並且適合基於該特定技術領域中的要求。根據實際的工作使用現場條件，獲取的時域波形的幅值來粗判別潤滑狀況，取一個可以認可設備工作的幅值設定為amp_mid，可以通過手持機進行設定,當檢測到的幅值低於這個值時候，當高於該值時需要按正常的潤滑方式進行潤滑，如圖8所示，設備處於ab/cd/ef/gh/lj階段時候，可以採用常態既定程序潤滑措施；但如果處於bc/de/fg/hj階段時，設備就需要參考圖9，如果處在圖9中bc段，則仍舊可以採用常態潤滑；如果處於ab段，則需要結合振動加速度脂的變化趨勢進行酌情調整，如果測試到的振動加速度在增加可以增加單位時間的潤滑當量來調節，如果振動加速度不變或溫度變化趨勢在沿圖9的bc段下行，這說明順滑合適，按常態潤滑計量即可；如果設備的振動加速度測量值後續變化趨勢為減小，但是溫度變化趨勢是增加，則說明順滑過量，需要減小潤滑當量或增加潤滑周期。

在實際的fpt模型中，另外在模糊判別潤滑劑量以及調整劑量時，除了參照幅值變化和溫度變化外，還有另外兩個關鍵參數指標：圖6為採集信號的離散分析-頻譜數據定頻點附近的邊頻狀況，圖7為信號峰值、地毯值的獲取。根據實際的設備開發實踐，在滑動設備的潤滑領域，著重考慮0.5倍頻附近的邊頻頻譜，若邊頻豐富且離散性強，也即峰值多，且大於既定設定值fmax，則需要在原有潤滑的基礎上增加潤滑劑量；若邊頻信號比較平坦，即地毯值多，且小於既定設定值fmax，說明設備運行平穩，潤滑狀況良好。根據實際的設備開發實踐，在滾動設備的潤滑中，關注點實在奇數頻點的變頻上，判斷依據參照上述華東的判斷依據，通過實際實驗及設備的現場使用分析，但在0.5倍頻點處已經不是顯性了，實際上是和被測設備的運轉頻率、滾動軸承的軸承型號、以及相關輔助的部件有直接關係，根據這些因子，選取合適的數字帶通濾波器，獲取需要的既定頻譜和邊頻數據，進行綜合性分析設備的潤滑狀況。

通過fpt數學模型能夠對設備的運行狀態進行判斷，然後對注脂器的工作進行調整，通過對中央控制單元的自動喚醒頻率的調節實現注脂器加油量的有效控制。

所述中央控制單元帶有自我喚醒功能，中央控制單元內部的rtc始終對中央控制單元進行喚醒，喚醒後的中央控制單元控制泵馬達驅動模塊啟動泵馬達，進行注油，中央控制單元的喚醒端與無線數據傳輸模塊相連，無線數據傳輸模塊與便攜智能手持器相通信，便攜智能手持器又與轉速電流分析對比自診斷模塊相通信，轉速電流分析對比自診斷模塊與中央控制單元相連，同時又與連接在泵馬達驅動模塊上的速度檢測模塊相連。

無線數據傳輸模塊能夠與便攜智能手持器進行通信。當需要對注脂器進行通信時，如果此時注脂器並未處於喚醒狀態，則需要對注脂器進行喚醒後才能進行通信，便攜智能手持器通過無線數據傳輸模塊向中央控制單元發送信號，使得中央控制單元被喚醒，即可控制轉速電流分析對比自診斷模塊對注脂器目前的運行狀況進行檢測，然後將注脂器的運行情況傳送至便攜智能手持器，即可通過獲得的信息對注脂器的運行情況進行記錄和匯總。

如圖2所示，所述無線數據傳輸模塊包括與中央控制單元的喚醒端相連的紅外信號感應單元，所述紅外線傳輸模塊包括一二極體d2，二極體d2的負極與中央控制單元的喚醒端相連，正極與一三極體n3的集電極相連，在三極體n3的發射極和基極之間連接有電阻r27，發射極接電源，集極與一紅外信號接收器d1的輸出端相連。其適用於2.4g無線傳輸。n3的基極與一紅外信號接收管d1的相連，外部即受到紅外信號，d1呈現短路狀態，使得n3的ube得電，n3工作集電極獲得高電平，通過d2產生高電平信號輸出到處理器強制喚醒gpio口。

如圖10所示：所述注脂器本體的注油口為一體化接頭，所述一體化接頭包括一溫振信號傳感器接頭1，在溫振信號傳感器接頭1內設置有溫度傳感器和振動傳感器，溫振信號傳感器接頭1的底部連接有中轉注油接口2，注油管路連接至中轉注油接口的一側，在注油管路上設有油路鎖緊接口3，在中轉注油接口2的底部設有一三通接口4，所述三通接口4的頂部口與中轉注油接口2相連，底部其中一接口為人工補油接口5，另一接口為油路輸出接口6。

將一體化接頭安裝在被潤滑設備的注油嘴處，當中央控制單元被喚醒時，通過一體化接頭可以對被潤滑設備註油，通過設置在一體化接頭上的溫度傳感器和振動傳感器能夠同時對設備的運行情況進行檢測，並將檢測結果發送至中央控制單元，由中央控制單元通過模糊判別功能進行判別，進而指導注油器的工作。

實施例2：

與實施例1的不同之處在於：如圖3所示，所述紅外信號感應單元包括一紅外信號接收發送模塊，所述紅外信號接收發送模塊的核心晶片型號為tfdu4101，紅外信號接收發送模塊的rxd引腳與中央控制單元的通信引腳相連，txd通過一電阻r5與場效應管n1的柵極相連，場效應管n1的源極通過電阻r6接電源，漏極通過電阻r9接地，同時漏極與中央控制單元的處理器pa0端相連，紅外信號接收器dydl1的vcc引腳接電源，gnd引腳與場效應管n2的漏極相連，又通過電阻r8接地，柵極通過電阻r13與中央控制單元的的處理器pb口中的gpio口相連，源極接地。其中對電阻r8的調節能夠實現對電源輸出能力的調節。其適用於irfd紅外傳輸。

如圖11所示：在本發明的實踐應用中，可以實現若干便攜智能手持器之間的相互通信，便攜智能手持器可以通過無線通信方式與若干個注脂器相通信，注脂器的加注潤滑油情況、待潤滑設備的情況以及注脂器自身的情況均可以通過無線通信將數據匯集至便攜智能手持器，然後便攜智能手持器可以將匯集的信息發送至信號中繼器，由信號中繼器發送至數據採集管理終端，再通過企業數據管理伺服器對數據進行處理，匯集到企業大數據云管理平臺，獲知設備的運行狀態統計信息數據，利於企業提出有效設備管理維護保養執行方案，促進企業整體生產加工技術的發展。

採用本發明的具有模糊判別功能的注脂器，能夠方便人們對注脂器的工作進行監控，以便了解注脂器的工作狀態，即處於油路油堵狀態、內部電機損壞狀態或是機構控制單元部件異常狀態，及時對注脂器的情況進行記錄，工人可以通過編寫智能手持器對注脂器的工作狀態進行了解，形成系統的記錄，以便指導注脂器的工作；同時，帶有自我喚醒功能的中央控制單元只在工作時喚醒工作，不進行工作時處於停止模式，大大降低了功耗，保證了注脂器的待機功耗做到80μa以下，設備能夠工作超過1年的而不需要進行維護，大大降低了維護成本，降低了工人的勞動量。

上述具體實施方式不能作為對本發明保護範圍的限制，對於本技術領域的技術人員來說，對本發明實施方式所做出的任何替代改進或變換均落在本發明的保護範圍內。

本發明未詳述之處，均為本技術領域技術人員的公知技術。