專利名稱：液壓挖掘機(jī)故障診斷裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及工程機(jī)械的故障診斷系統(tǒng)，特別是針對液壓挖掘機(jī)的一種液壓挖掘機(jī)故障診斷裝置。
背景技術(shù)：
隨著電子技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)和微計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，自動(dòng)化技術(shù)和智能儀器技術(shù)在工程機(jī)械中的應(yīng)用比例越來越高。比如對于PC220-7液壓挖掘機(jī)來說，就包含了電源控制單元、液壓系統(tǒng)狀態(tài)監(jiān)測單元、發(fā)動(dòng)機(jī)電子監(jiān)控單元、液壓系統(tǒng)狀態(tài)監(jiān)測單元、空調(diào)器監(jiān)控單元等多個(gè)智能測控單元。工程機(jī)械的維修保障和故障監(jiān)測成為一個(gè)繁雜的系統(tǒng)性任務(wù)。而且液壓挖掘機(jī)工作負(fù)荷大，施工環(huán)境惡劣，一旦發(fā)生故障，往往造成液壓挖掘機(jī)的故障維修非常困難，因此迫切需要及時(shí)、便捷的維修服務(wù)。但是靠廠家維修，要耽誤不少工作時(shí)間，造成很大的時(shí)間和經(jīng)濟(jì)損失；另外一方面如果用戶自己維修，可能由于挖掘機(jī)操作人員和故障維修技術(shù)人員的維修水平低，常常盲目拆卸零件進(jìn)行代換，還有可能造成挖掘機(jī)進(jìn)一步損壞。由于現(xiàn)場專業(yè)維修人員技術(shù)水平和經(jīng)驗(yàn)參差不齊，專業(yè)用測試設(shè)備通用性差， 本實(shí)用新型提出用人工智能診斷的技術(shù)方法準(zhǔn)確的確定故障原因和部位具有獨(dú)特的優(yōu)勢， 對快速恢復(fù)液壓挖掘機(jī)的性能是可行的，開發(fā)和研制液壓挖掘機(jī)故障診斷裝置便成為解決問題的較好方案。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是設(shè)計(jì)一種挖掘機(jī)的在線實(shí)時(shí)監(jiān)控與故障診斷裝置，以克服現(xiàn)有挖掘機(jī)維修困難、維護(hù)費(fèi)用高的問題，使機(jī)械操作人員及時(shí)地對挖掘機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行分析、預(yù)防或減少設(shè)備故障的發(fā)生，對挖掘機(jī)故障的早期發(fā)現(xiàn)、保養(yǎng)、維護(hù)、修復(fù)提供技術(shù)支持，從而提高挖掘機(jī)的使用壽命，縮短維修時(shí)間。本實(shí)用新型所述的液壓挖掘機(jī)故障診斷裝置，包括有發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、隔離整形、單片機(jī)、驅(qū)動(dòng)電路、發(fā)光二極管、閃光報(bào)警、機(jī)油壓力、信號調(diào)整、報(bào)警喇口Λ、主泵1的壓力、主泵2 的壓力、機(jī)油溫度、液晶顯示器、液壓溫度、冷卻水位、A/D轉(zhuǎn)換、電平轉(zhuǎn)換、濾清器壓差、燃油油位、空濾器負(fù)壓、發(fā)動(dòng)機(jī)振動(dòng)頻率、液壓油位、發(fā)動(dòng)機(jī)電壓、64KEPR0M、3IRAM和掉電保護(hù)及備用電源組成。單片機(jī)是中心件，首先由發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速經(jīng)隔離整形連接到單片機(jī)，單片機(jī)連接到驅(qū)動(dòng)電路，驅(qū)動(dòng)電路又同時(shí)連接到發(fā)光二極管、閃光報(bào)警和報(bào)警喇叭，單片機(jī)以互聯(lián)形式連接到液晶顯示器，也同時(shí)連接到64KEPR0M和32KRAM，32KRAM則與掉電保護(hù)及備用電源相連接。機(jī)油壓力、主泵1的壓力、主泵2的壓力、機(jī)油溫度、液壓溫度、冷卻水位、燃油油位、 發(fā)動(dòng)機(jī)振動(dòng)頻率和發(fā)動(dòng)機(jī)電壓一并通過信號調(diào)整連接到A/D轉(zhuǎn)換，再由A/D轉(zhuǎn)換連接到單片機(jī)。濾清器壓差、空濾器負(fù)壓和液壓油溫則通過電平轉(zhuǎn)換連接到單片機(jī)。本實(shí)用新型所述液壓挖掘機(jī)故障診斷裝置是以如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的一種液壓挖掘機(jī)的狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷系統(tǒng)，是一個(gè)集信號采集、工況分析、狀態(tài)顯示以及故障診斷為一體的多任務(wù)多信息處理系統(tǒng)，包括狀態(tài)監(jiān)測和故障診斷兩部分，安裝于挖掘機(jī)上的下位機(jī)是狀態(tài)監(jiān)測部分，主要完成液壓挖掘機(jī)的工況實(shí)時(shí)監(jiān)測、數(shù)據(jù)記錄和狀態(tài)顯示等功能；而故障診斷部分是上位機(jī)， 置于控制室內(nèi)，當(dāng)把數(shù)據(jù)輸入到診斷計(jì)算機(jī)中，就可以診斷液壓系統(tǒng)、動(dòng)力系統(tǒng)、機(jī)構(gòu)和裝置系統(tǒng)、附屬系統(tǒng)等各部分故障。下位機(jī)采用高性能的單片機(jī)，并配以相應(yīng)的數(shù)據(jù)處理和抗干擾技術(shù)，來完成系統(tǒng)實(shí)時(shí)性的要求，上位機(jī)采用普通的PC機(jī)。上下位機(jī)的通訊采用RS232 串口通訊，由下位機(jī)保存液壓挖掘機(jī)3小時(shí)的工況數(shù)據(jù)，然后插入電腦讀取該數(shù)據(jù)，傳送給上位機(jī)。本實(shí)用新型所述液壓挖掘機(jī)故障診斷裝置，整體結(jié)構(gòu)簡單，安裝和操作使用方便， 穩(wěn)定性好，可靠性高。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)可以對挖掘機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)狀態(tài)監(jiān)測， 對挖掘機(jī)的故障進(jìn)行診斷并給予維護(hù)指導(dǎo)，解決了以往挖掘機(jī)出現(xiàn)故障現(xiàn)場維修困難的問題。

附圖1是本實(shí)用新型所述液壓挖掘機(jī)故障診斷裝置的結(jié)構(gòu)性示意圖。1一發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速2—隔離整形3—單片機(jī)4一驅(qū)動(dòng)電路5—發(fā)光二極管6—閃光報(bào)警7—機(jī)油壓力 8—信號調(diào)整 9一報(bào)警喇叭10—主泵1的壓力11 一主泵2的壓力12—機(jī)油溫度13—液晶顯示器14一液壓溫度15—冷卻水位16—A/D轉(zhuǎn)換17—電平轉(zhuǎn)換 18—濾清器壓差 19一燃油油位 20—空濾器負(fù)壓 21—發(fā)動(dòng)機(jī)振動(dòng)頻率 22—液壓油位 23—發(fā)動(dòng)機(jī)電壓 24—64KEPR0M 25—32KRAM 沈_掉電保護(hù)及備用電源。
具體實(shí)施方式
現(xiàn)參照附圖1，結(jié)合實(shí)施例說明如下本實(shí)用新型所述的液壓挖掘機(jī)故障診斷裝置，包括有發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速1、隔離整形2、單片機(jī)3、驅(qū)動(dòng)電路4、發(fā)光二極管5、閃光報(bào)警6、機(jī)油壓力7、信號調(diào)整8、報(bào)警喇叭9、主泵1的壓力10、主泵2的壓力11、機(jī)油溫度12、液晶顯示器13、液壓溫度14、冷卻水位15、A/D轉(zhuǎn)換16、電平轉(zhuǎn)換17、濾清器壓差18、燃油油位19、 空濾器負(fù)壓20、發(fā)動(dòng)機(jī)振動(dòng)頻率21、液壓油位22、發(fā)動(dòng)機(jī)電壓23、64KEPR0MM、3IRAM25和掉電保護(hù)及備用電源26組成。單片機(jī)3是中心件，首先由發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速1經(jīng)隔離整形2連接到單片機(jī)3，單片機(jī)3連接到驅(qū)動(dòng)電路4，驅(qū)動(dòng)電路4又同時(shí)連接到發(fā)光二極管5、閃光報(bào)警 6和報(bào)警喇叭9，單片機(jī)3以互聯(lián)形式連接到液晶顯示器13，也同時(shí)連接到64KEPR0MM和 32KRAM25,32KRAM25則與掉電保護(hù)及備用電源沈相連接。機(jī)油壓力7、主泵1的壓力10、 主泵2的壓力11、機(jī)油溫度12、液壓溫度14、冷卻水位15、燃油油位19、發(fā)動(dòng)機(jī)振動(dòng)頻率21 和發(fā)動(dòng)機(jī)電壓23 —并通過信號調(diào)整8連接到A/D轉(zhuǎn)換16，再由A/D轉(zhuǎn)換16連接到單片機(jī) 3。濾清器壓差18、空濾器負(fù)壓20和液壓油溫22則通過電平轉(zhuǎn)換17連接到單片機(jī)3。本實(shí)用新型所述液壓挖掘機(jī)故障診斷裝置是以如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的一種液壓挖掘機(jī)的狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷系統(tǒng)，是一個(gè)集信號采集、工況分析、狀態(tài)顯示以及故障診斷為一體的多任務(wù)多信息處理系統(tǒng)，包括狀態(tài)監(jiān)測和故障診斷兩部分，安裝于挖掘機(jī)上的下位機(jī)是狀態(tài)監(jiān)測部分，主要完成液壓挖掘機(jī)的工況實(shí)時(shí)監(jiān)測、數(shù)據(jù)記錄和狀態(tài)顯示等功能；而故障診斷部分是上位機(jī)，置于控制室內(nèi)，當(dāng)把數(shù)據(jù)輸入到診斷計(jì)算機(jī)中，就可以診斷液壓系統(tǒng)、動(dòng)力系統(tǒng)、機(jī)構(gòu)和裝置系統(tǒng)、附屬系統(tǒng)等各部分故障。下位機(jī)采用高性能的單片機(jī)，并配以相應(yīng)的數(shù)據(jù)處理和抗干擾技術(shù)，來完成系統(tǒng)實(shí)時(shí)性的要求，上位機(jī)采用普通的PC機(jī)。上下位機(jī)的通訊采用RS232串口通訊，由下位機(jī)保存液壓挖掘機(jī)3小時(shí)的工況數(shù)據(jù)，然后插入電腦讀取該數(shù)據(jù)，傳送給上位機(jī)。本實(shí)用新型所述液壓挖掘機(jī)故障診斷裝置，整體結(jié)構(gòu)簡單，安裝和操作使用方便，穩(wěn)定性好，可靠性高。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)可以對挖掘機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)狀態(tài)監(jiān)測，對挖掘機(jī)的故障進(jìn)行診斷并給予維護(hù)指導(dǎo)，解決了以往挖掘機(jī)出現(xiàn)故障現(xiàn)場維修困難的問題。在本系統(tǒng)中，發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)驗(yàn)過程中的機(jī)油壓力經(jīng)轉(zhuǎn)換成電壓信號并放大后，送入A/D板的輸入端進(jìn)行采集，反映溫度量的熱電阻信號經(jīng)過熱電阻調(diào)理板后，再經(jīng)隔離放大板，送到A/D板的輸入端進(jìn)行數(shù)據(jù)采。對于發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，不能由A/D轉(zhuǎn)換直接得到。 霍爾傳感器測得的轉(zhuǎn)速信號經(jīng)隔離整形后接到單片機(jī)的輸入端口，利用外部脈沖中斷來計(jì)算發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。系統(tǒng)中的其他信號，如啟動(dòng)開關(guān)信號、濾清器壓差、空濾器負(fù)壓、液壓油位等信號，需要經(jīng)過電平轉(zhuǎn)換盒抗干擾處理，將輸入的數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為TIL電平，才能被微處理器處理。本系統(tǒng)采用RS232串口通訊，該模塊的主要功能是處理主機(jī)和單片機(jī)之間的通訊，主機(jī)給下位機(jī)發(fā)送指令，下位機(jī)給主機(jī)發(fā)送監(jiān)測數(shù)據(jù)。該模塊傳送的信息包括命令信息和數(shù)據(jù)信息。為了將不同程度的緊急狀況傳送給操作人員，系統(tǒng)根據(jù)檢測的參數(shù)的性質(zhì)采用三級報(bào)警的方法。第一級報(bào)警通過裝置上相應(yīng)的二極管發(fā)光實(shí)現(xiàn)，提醒操作人員挖掘機(jī)在此種情況下還能工作一段時(shí)間，例如燃油油位過低等。第二級報(bào)警通過報(bào)警燈和閃光二極管同時(shí)報(bào)警，要求操作人員密切注視故障的發(fā)展，但不需要立即停機(jī)，如液壓系統(tǒng)油溫過高、發(fā)動(dòng)機(jī)溫度過高等；第三級報(bào)警通過報(bào)警喇叭、報(bào)警燈、發(fā)光二極管同時(shí)報(bào)警，要求操作人員立即停車檢查修理，如發(fā)動(dòng)機(jī)油壓過低、液壓油位過低、無冷卻液等。
權(quán)利要求1.液壓挖掘機(jī)故障診斷裝置，單片機(jī)(3)是中心件，其特征在于由發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速(1)經(jīng)隔離整形(2)連接到單片機(jī)(3)，單片機(jī)(3)連接到驅(qū)動(dòng)電路(4)，驅(qū)動(dòng)電路(4)又同時(shí)連接到發(fā)光二極管(5)、閃光報(bào)警(6)和報(bào)警喇叭(9)，單片機(jī)(3)以互聯(lián)形式連接到液晶顯示器 (13)，也同時(shí)連接到64KEPR0M (24)和32KRAM (25),32KRAM (25)則與掉電保護(hù)及備用電源(26)相連接；機(jī)油壓力(7)、主泵1的壓力(10)、主泵2的壓力(11)、機(jī)油溫度(12)、液壓溫度(14)、冷卻水位(15)、燃油油位(19)、發(fā)動(dòng)機(jī)振動(dòng)頻率(21)和發(fā)動(dòng)機(jī)電壓(23)—并通過信號調(diào)整(8)連接到A/D轉(zhuǎn)換(16)，再由A/D轉(zhuǎn)換(16)連接到單片機(jī)(3)；濾清器壓差 (18)、空濾器負(fù)壓(20)和液壓油溫(22)則通過電平轉(zhuǎn)換(17)連接到單片機(jī)(3)。
專利摘要液壓挖掘機(jī)故障診斷裝置，包括有發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、隔離整形、單片機(jī)、驅(qū)動(dòng)電路、發(fā)光二極管、閃光報(bào)警、機(jī)油壓力、信號調(diào)整、報(bào)警喇叭、主泵1的壓力、主泵2的壓力、機(jī)油溫度、液晶顯示器、液壓溫度、冷卻水位、A/D轉(zhuǎn)換、電平轉(zhuǎn)換、濾清器壓差、燃油油位、空濾器負(fù)壓、發(fā)動(dòng)機(jī)振動(dòng)頻率、液壓油位、發(fā)動(dòng)機(jī)電壓、64KEPROM、32KRAM和掉電保護(hù)及備用電源組成。單片機(jī)是中心件，由發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速經(jīng)隔離整形連接到單片機(jī)，單片機(jī)連接到驅(qū)動(dòng)電路，驅(qū)動(dòng)電路又同時(shí)連接到發(fā)光二極管、閃光報(bào)警和報(bào)警喇叭，單片機(jī)以互聯(lián)形式連接到液晶顯示器，也同時(shí)連接到64KEPROM24和32KRAM25，32KRAM25則與掉電保護(hù)及備用電源相連接。本實(shí)用新型整體結(jié)構(gòu)簡單，安裝和操作使用方便，穩(wěn)定性好，可靠性高。
文檔編號G01M99/00GK202033207SQ20112007887
公開日2011年11月9日 申請日期2011年3月23日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月23日
發(fā)明者張慶偉, 李國平 申請人:張慶偉