一种液压系统漏液故障智能诊断方法及系统与流程

    专利查询2025-07-13  9


    本发明涉及液压系统,具体涉及一种液压系统漏液故障智能诊断方法及系统。


    背景技术:

    1、液压系统漏液故障是常见问题之一,主要表现为液压油从系统中的连接处、密封件等部位泄漏,这不仅会导致液压系统压力下降、工作效率降低,还可能污染环境,其原因包括密封件老化、损坏、连接松动等,需及时检修以确保系统正常运行。

    2、申请号为202311697833.3的发明专利中公开了一种基于机器学习的液压支架漏液故障诊断方法,其特征在于,包括:获取综采工作面的各个支架的压力数据,并将各个支架的压力数据绘制成压力曲线得到各个支架的压力曲线;基于支架漏液特性,对各个支架的压力曲线进行标注,得到样本集;对样本集提取对应的时域特征和统计特征;根据特征提取后的样本集进行模型训练,得到液压支架漏液故障诊断模型:根据液压支架漏液故障诊断模型进行液压支架漏液故障诊断。

    3、该系统在于解决:“现有的诊断方法存在如下缺点:1、现有的方法依赖立柱压力传感器所采集到的压力数据,当传感器失灵时会造成数据异常或数据缺失,此时无法获得到正常的压力数据,从而支架漏液故障诊断算法的稳定性低;2、在一些情况下压力传感器所采集的数据会产生一定程度的跳变,造成压力曲线虽然整体表现为下降趋势但会偶尔上升,因此支架漏液故障诊断算法的准确性较低;3、现有的方法需要进行参数配置,而每个综采工作面的情况不同,故支架漏液故障诊断算法需要人工测试以确定参数,造成了一面一策,人力和时间耗费较多,算法的泛化性较低”的问题。

    4、然而,目前液压系统的漏液故障大都单单依靠传感器感测液压,来实现漏液故障判定,此种方式判定条件单一,且相关技术长时间未革新;

    5、为此,我们提出了一种液压系统漏液故障智能诊断方法及系统。


    技术实现思路

    1、针对现有技术所存在的上述缺点,本发明提供了一种液压系统漏液故障智能诊断方法及系统,解决了上述背景技术中提出的技术问题。

    2、为实现以上目的,本发明通过以下技术方案予以实现:

    3、第一方面,一种液压系统漏液故障智能诊断系统,包括:准备层及应用层;

    4、所述准备层包括:

    5、构建模块,用于构建液压系统结构模型;捕捉模块,用于接收构建模块中构建的液压系统结构模型,在液压系统结构模型上捕捉液压系统漏液故障关键监测点位;拾取模块,用于遍历捕捉模块中捕捉到的液压系统漏液故障关键监测点位,在捕捉模块捕捉的液压系统漏液故障关键监测点位中拾取关键监测点位,作为监测设备部署点;

    6、所述应用层包括:

    7、相机模组,用于采集关键监测点位的图像数据;提取模块,用于接收相机模组运行采集的关键监测点位图像数据,提取关键监测点位图像数据的轮廓图像;判定模块,用于获取提取模块运行提取到的关键监测点位图像数据的轮廓图像,基于关键监测点位图像数据的轮廓图像差异性判定液压系统是否存在漏液故障。

    8、更进一步地,所述构建模块下级设置有子模块,包括:

    9、上传单元,用于上传液压系统的结构参数;

    10、控制单元,用于监测构建模块运行状态,基于构建模块运行状态监测结果控制上传单元连续运行;

    11、其中,所述上传单元运行上传的液压系统结构参数以组成液压系统的零件为单位,使上传单元每次运行上传的液压系统结构参数为液压系统上一组零件的结构参数,上传单元每次上传一组零件结构参数后,控制单元控制上传单元中完成上传的零件结构参数向构建模块发送,构建模块运行基于零件结构参数于三维空间中构建零件结构参数相应的零件模型。

    12、更进一步地,所述液压系统结构参数即各组成液压系统的零件的结构参数的集合,组成液压系统的零件的结构参数即基于零件尺寸于三维空间中转换的三维坐标;

    13、控制单元运行阶段实时监测构建模块运行状态,在监测到构建模块完成零件模型的构建后,控制上传单元再运行,直至上传单元中不再上传液压系统结构参数后结束;

    14、其中,上传单元中连续两次运行上传的液压系统结构参数中至少有三组结构参数为相同的结构参数。

    15、更进一步地,所述捕捉模块在液压系统结构模型上捕捉液压系统漏液故障关键监测点位时服从:

    16、;

    17、式中:为液压系统结构模型表面第i点的判定值;、为判定函数;为液压系统结构模型表面第i点的关键性;为液压系统结构模型表面第i点的高度与液压系统结构模型顶点的距离;为液压系统结构模型表面第i点到液压系统结构模型中储存液体的空间的最短距离;液压系统结构模型表面第i点到液压系统结构模型上可活动零件的最短距离;

    18、其中,液压系统结构模型表面第i点处于液压系统结构模型表面的阴角位置,判定函数取值为1,反之为0;

    19、液压系统结构模型表面第i点的坐标为任意两组零件模型上的公共坐标,判定函数取值为1,反之为0;

    20、判定值的求取结果为2时,该点进一步基于式(2)进行计算,求取该点的关键性,进一步基于各点关键性求取结果降序排列各组对应的点;

    21、基于式(1)对液压系统结构模型表面的每一点进行判定值求取。

    22、更进一步地,所述拾取模块内部设置有子模块,包括:

    23、设定单元,用于设定拾取模块运行拾取关键监测点位的数量;

    24、其中,拾取模块运行基于设定单元设定的关键监测点位拾取数量运行,执行关键监测点位的拾取,拾取模块在拾取关键监测点位时,基于各点的排列顺序及拾取数量,从前至后的拾取降序排列的点中前置位的点,作为拾取模块拾取的关键监测点位。

    25、更进一步地,所述设定单元中设定的拾取关键监测点位数量服从:

    26、;

    27、式中:为设定单元设定的关键监测点位拾取数量;为关键监测点位拾取基数;为液压系统中储存液体的结构零件的壁厚;为液压系统中储存液体的结构零件相互连接所用螺丝螺母上螺纹的精度;为归一化因子;

    28、其中,设定单元设定的关键监测点位拾取数量采用进一法取整,设定单元设定的关键监测点位拾取数量基于归一化因子的设定,始终小于判定值为2的点的数量,且上式基于分母中归一化因子的设定,使t始终不小于。

    29、更进一步地,所述相机模组即监测设备,所述相机模组设置有若干组,每组准备层拾取的关键监测点位均部署有一组相机模组,且相机模组的摄像端朝向关键监测点位,对关键监测点位相对;

    30、提取模块运行于关键监测点位图像数据中提取轮廓图像时,基于边缘检测算法,对关键监测点位图像数据中轮廓图像进行提取,并对提取到的轮廓图像进行储存;

    31、其中,相机模组中由系统端用户自定义有运行周期,相机模组基于设定的运行周期连续运行,提取模块对轮廓图像进行储存时,同步基于轮廓图像来源关键监测点位图像数据对应的相机模组进行区分储存。

    32、更进一步地,所述判定模块在执行液压系统是否存在漏液故障的判定时,于提取模块中调取同一区分储存区间的最早储存的轮廓图像及最新储存的轮廓图像,基于两组轮廓图像的差异性判定液压系统是否存在故障;

    33、所述两组轮廓图像的差异性通过下式进行求取,公式为:

    34、;

    35、式中:为两组轮廓图像的差异值;为轮廓图像上点的集合;为轮廓图像a与轮廓图像b上第v点的距离;

    36、其中,值越大,表示两组轮廓图像的差异性越高,系统端用户自定义漏液故障判定阈值,基于漏液故障判定阈值与值比对,判定液压系统是否存在故障,所述轮廓图像上点的集合,为表示零件模型相接位置轮廓上等分为若干组相等轮廓段时,所有轮廓段的端点组成的集合。

    37、更进一步地,所述构建模块下级通过无线网络交互连接有上传单元及控制单元,所述构建模块通过无线网络交互连接有捕捉模块及拾取模块,所述拾取模块内部通过无线网络交互连接有设定单元,所述相机模组通过无线网络交互连接有提取模块及判定模块,所述准备层及应用层通过无线网络执行数据交互。

    38、第二方面,一种液压系统漏液故障智能诊断方法,包括以下步骤:

    39、步骤1:上传液压系统结构参数,基于液压系统结构参数构建液压系统结构模型;

    40、步骤2:设定液压系统漏液故障关键监测点位的捕捉逻辑,在液压系统结构模型上捕捉关键监测点位;

    41、步骤3:设定监测设备部署点位拾取逻辑,获取在液压系统结构模型上捕捉到的关键监测点位,于关键监测点位中应用拾取逻辑拾取监测设备部署点位;

    42、步骤4:应用监测设备采集关键点位图像数据,于关键点位图像数据中提取轮廓图像;

    43、步骤5:设定轮廓图像差异性分析逻辑,基于轮廓图像差异性分析判定液压系统是否存在漏液故障;

    44、步骤6:判定结果的输出。

    45、采用本发明提供的技术方案,与已知的公有技术相比,具有如下有益效果:

    46、本发明提供一种液压系统漏液故障智能诊断系统,该系统在运行过程中,通过构建液压系统结构模型,在液压系统结构模型上设定监测设备部署位置,从而通过部署的监测设备捕捉到液压系统漏液故障监测的关键图像,从而基于图像分析,为液压系统带来了基于机器视觉的液压故障监测及诊断,确保液压系统的漏液故障问题不再局限于传感器感知液压的方式进行诊断,使液压系统的运行得到更多安全保障,从而以此进一步确保液压系统的稳定使用,同时基于一种液压系统漏液故障智能诊断方法,为上述系统提供了进一步运行逻辑支持,确保有该系统及方法组成的技术方案更加可靠有效的稳定运行。


    技术特征:

    1.一种液压系统漏液故障智能诊断系统,其特征在于,包括:准备层及应用层;

    2.根据权利要求1所述的一种液压系统漏液故障智能诊断系统,其特征在于,所述构建模块下级设置有子模块,包括:

    3.根据权利要求2所述的一种液压系统漏液故障智能诊断系统,其特征在于,所述液压系统结构参数即各组成液压系统的零件的结构参数的集合,组成液压系统的零件的结构参数即基于零件尺寸于三维空间中转换的三维坐标;

    4.根据权利要求1所述的一种液压系统漏液故障智能诊断系统,其特征在于,所述捕捉模块在液压系统结构模型上捕捉液压系统漏液故障关键监测点位时服从:

    5.根据权利要求1所述的一种液压系统漏液故障智能诊断系统,其特征在于,所述拾取模块内部设置有子模块,包括:

    6.根据权利要求5所述的一种液压系统漏液故障智能诊断系统,其特征在于,所述设定单元中设定的拾取关键监测点位数量服从:

    7.根据权利要求1所述的一种液压系统漏液故障智能诊断系统,其特征在于,所述相机模组即监测设备,所述相机模组设置有若干组,每组准备层拾取的关键监测点位均部署有一组相机模组,且相机模组的摄像端朝向关键监测点位,对关键监测点位相对;

    8.根据权利要求7所述的一种液压系统漏液故障智能诊断系统,其特征在于,所述判定模块在执行液压系统是否存在漏液故障的判定时,于提取模块中调取同一区分储存区间的最早储存的轮廓图像及最新储存的轮廓图像,基于两组轮廓图像的差异性判定液压系统是否存在故障;

    9.根据权利要求1所述的一种液压系统漏液故障智能诊断系统,其特征在于,所述构建模块下级通过无线网络交互连接有上传单元及控制单元,所述构建模块通过无线网络交互连接有捕捉模块及拾取模块,所述拾取模块内部通过无线网络交互连接有设定单元,所述相机模组通过无线网络交互连接有提取模块及判定模块,所述准备层及应用层通过无线网络执行数据交互。

    10.一种液压系统漏液故障智能诊断方法,所述方法是对如权利要求1-9中任意一项所述一种液压系统漏液故障智能诊断系统的实施方法,其特征在于,包括以下步骤:


    技术总结
    本发明涉及液压系统技术领域,具体涉及一种液压系统漏液故障智能诊断方法及系统,包括:准备层及应用层;所述准备层包括:构建模块,用于构建液压系统结构模型;捕捉模块,用于接收构建模块中构建的液压系统结构模型,在液压系统结构模型上捕捉液压系统漏液故障关键监测点位;本发明通过构建液压系统结构模型,在液压系统结构模型上设定监测设备部署位置,从而通过部署的监测设备捕捉到液压系统漏液故障监测的关键图像,从而基于图像分析,为液压系统带来了基于机器视觉的液压故障监测及诊断,确保液压系统的漏液故障问题不再局限于传感器感知液压的方式进行诊断,使液压系统的运行得到更多安全保障。

    技术研发人员:吴海丹,薛艳,陈竹礼,钟育奎
    受保护的技术使用者:广州宝力特液压技术有限公司
    技术研发日:
    技术公布日:2024/11/26
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