液压马达的监测系统和维护系统、及车辆

摘要

本发明实施例提供一种液压马达的监测系统，属于工程机械控制技术领域。该液压马达的监测系统包括检测单元、控制单元和监控中心，所述检测单元用于获取与所述液压马达有关的检测数据，所述控制单元用于将所述检测数据发送给所述监控中心，所述监控中心根据预设的马达数据检测模型和所述检测数据实时诊断所述液压马达是否出现故障或失效，得到检测结果。该液压马达的监测系统通过实时给出液压马达异常状态信息，故障诊断结果及失效预测，不仅降低故障修复的成本，还可以为预防性维护提供决策依据，有利于延长马达寿命及降低故障维修成本。

说明书

技术领域

本发明涉及工程机械控制技术领域，具体地涉及一种液压马达的监测系统和维护系统、及车辆。

背景技术

液压马达是一种工程机械的关键传动件，该部件发生故障时维修成本高、维修停机时间长。具体地，请参考图1，当液压马达发生故障后，施工设备厂家被动接受客户维保申请，并派售后专员到达现场确认故障及维保方案。由于液压马达通常无法在现场维修，厂家需要发替换件到项目现场更换，然后再由厂家向液压马达供应商提三包要求，期间如果缺货，需要进行采购才能发货到现场。且现场更换马达需要使用汽车吊。因此，现有对于液压马达的故障检测和维护存在以下问题：

1)故障的判明及事后改进依赖于个人经验，而专家是稀缺资源，导致故障判明时间、人力成本增加；

2)在液压马达使用过程中，液压马达状态无监控，难以采取有效定期维护措施延长马达寿命及减少使用成本；

3)由于没有跟踪马达状态，无法提前准备故障件，导致备件等待时间长或施工设备厂家备件库存增大，最终推高设备寿命使用成本；

4)缺少设备故障的前数据，无法反馈给马达厂家以改进马达设计。

发明内容

本发明实施例的目的是提供一种液压马达的监测系统，该监测系统可以解决在液压马达故障或失效时，维修成本高、维修停机时间长的问题。

为了实现上述目的，本发明实施例提供一种液压马达的监测系统，该液压马达的监测系统包括检测单元、控制单元和监控中心，所述检测单元用于获取与所述液压马达有关的检测数据，所述控制单元用于将所述检测数据发送给所述监控中心，所述监控中心根据预设的马达数据检测模型和所述检测数据实时诊断所述液压马达是否出现故障或失效，得到检测结果。

优选的，所述检测单元包括压力检测元件、振动检测元件以及流量检测元件中的一者或多者，优选的，所述检测单元集成在所述液压马达中。

优选的，所述监控中心是智能网关，还用于发送所述检测数据和所述检测结果，和/或接收所述马达数据检测模型。

优选的，所述液压马达的监测系统还包括人机交互单元，用于显示所述检测结果。

本发明实施例还提供一种液压马达的维护系统，该液压马达的维护系统包括：上述的液压马达的监测系统，用于对所述液压马达进行实时检测，并发送检测数据和检测结果；以及云端控制系统，与所述液压马达的监测系统通过网络连接，用于根据接收的所述检测数据和所述检测结果远程对所述液压马达进行实时故障维护。

优选的，所述云端控制系统包括：网络服务器，用于接收所述液压马达的监测系统发送的所述检测数据和所述检测结果，还用于发送马达数据检测模型给所述液压马达的监测系统；监控平台，电性连接所述网络服务器，用于监控所述云端控制系统的工作状态，还用于监控所述液压马达的工作状态；计算中心，电性连接所述网络服务器，用于基于大数据和神经网络算法设置和优化所述马达数据检测模型；以及数据中心，电性连接所述网络服务器和所述计算中心，用于存储与所述液压马达有关的数据。

优选的，所述云端控制系统还包括：分析中心，电性连接所述数据中心，用于根据所述数据中心存储的与所述液压马达有关的数据，对所述液压马达的故障进行故障成因推理。

优选的，所述液压马达的维护系统还包括：客户端系统，与所述云端控制系统通过网络连接，用于实时接收和查询所述液压马达的所述检查数据和所述检测结果，还用于根据所述液压马达对应的库存信息进行采购决策。

优选的，所述客户端系统包括：应用程序模块，用于实时接收和查询所述液压马达的所述检查数据和所述检测结果；或配件需求模块，用于根据所述液压马达对应的库存信息进行采购决策。

本发明实施例还提供一种车辆，该车辆配置有上述的液压马达的监测系统。

通过上述技术方案，该液压马达的监测系统能够对工作中的液压马达进行实时监控，并诊断其是否发生故障或预测其失效时限，并在出现故障或失效时保存相关检测数据，以便于根据检测数据和检测结果进行模拟故障复现，快速解决液压马达故障维修或更换；再有，通过实时给出液压马达异常状态信息，故障诊断结果及失效预测，不仅降低故障修复的成本，还可以为预防性维护提供决策依据，有利于延长马达寿命及降低故障维修成本。

本发明实施例的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本发明实施例的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明实施例，但并不构成对本发明实施例的限制。在附图中：

图1是现有技术对于液压马达故障维护过程的流程示意图；

图2是本发明第一实施例提供的液压马达的监测系统的结构示意图；

图3是本发明第二实施例提供的液压马达的维护系统的结构示意图。

附图标记说明

100 液压马达的监测系统 110 检测单元

120 控制单元 130 监控中心

140 人机交互单元 200 云端控制系统

210 网络服务器 220 监控平台

230 计算中心 240 数据中心

250 分析中心 300 客户端系统

310 应用程序模块 320 配件需求模块

具体实施方式

以下结合附图对本发明实施例的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明实施例，并不用于限制本发明实施例。

图2是本发明第一实施例提供的液压马达的监测系统的结构示意图，请参考图2，所述液压马达的监测系统可以包括检测单元110、控制单元120和监控中心130，所述检测单元110用于获取与所述液压马达有关的检测数据，所述控制单元120用于将所述检测数据发送给所述监控中心130，所述监控中心130根据预设的马达数据检测模型和所述检测数据实时诊断所述液压马达是否出现故障或失效，得到检测结果。

进一步地，所述监控中心130在得到所述检测结果之后，将所述检测结果反馈给所述控制单元120，以在所述液压马达出现故障时通过所述控制单元120控制所述液压马达。

优选的，所述检测单元110可以包括压力检测元件、振动检测元件以及流量检测元件中的一者或多者，所述检测单元110还可以包括其他与液压马达的检测相关的检测元件，且上述检测元件优选为对应的传感器。

更优选的，所述检测单元110可以集成在所述液压马达中。即，该液压马达可以为智能液压马达，可以集成压力、振动、流量等传感器，可以直接输出检测的模拟数据，该智能液压马达还可以将该模拟数据通过其自身的数据处理芯片转化成对应的数字信号，通过数据总线，例如can总线传输给控制单元120。

所述检测数据可以包括所述液压马达的工作状态数据和液压马达所在车辆的其他设备数据。

控制单元120优选为该液压马达所在车辆的车载ECU，该车载ECU可以直接获取检测单元110的检测数据并发送给监控中心130，以实现该液压马达的监测系统车载集成。该车载ECU还可以直接获取该液压马达所在车辆的其他设备数据，以使检测结果更准确。

所述监控中心130优选为智能网关，还用于发送所述检测数据和所述检测结果，和/或接收所述马达数据检测模型。

以控制单元120为车载ECU，监控中心130为智能网关为例，智能网关作为就地计算机数据转发设备，接收车载ECU的检测数据，基于来自远程云端的马达数据检测模型，实时诊断该液压马达的故障结果以及失效预测结果，反馈给车载ECU。监控中心130可以部署检测数据并过滤马达数据检测模型，在保证检测数据满足马达数据检测模型的更新需求的同时降低回传到远程云端的数据量。

通过马达数据检测模型可以诊断该液压马达是否出现故障，还可以预测其失效时限。优选的马达数据检测模型建立过程为：针对液压马达常见故障例如配油盘磨损、柱塞磨损、缸体磨损、主轴封断裂、变量结构节流孔堵塞等等，基于来自车端、试验台或马达供应商的传感器数据，例如马达回油压力、出/入口压力、出/入口流量、变量口压力、壳体压力、壳体振动加速度等一种或多种数据，结合工程机械运行数据，在时域、频域或时频域构建特征库，建立异常识别、故障分类及预测的传统机器学习模型；或基于传感器数据、工程机械运行数据，直接构建异常识别、故障分类及预测神经网络模型。

其中，马达数据检测模型基于大数据技术，集成了所需的车端数据、试验台数据及马达供应商数据，其中马达供应商数据包括不限于马达设计过程中所有性能、可靠性、几何尺寸、材料等试验或运维数据。

进一步地，该马达数据检测模型可以实时的迭代升级，随着数据的积累，远程云端定期自动利用新的数据构建传统机器学习或神经网络模型，控制中心130会实时接收该马达数据检测模型对应的数据包，进行模型更新。

优选的，所述液压马达的监测系统还包括人机交互单元140，用于显示所述检测结果。人机交互单元140可以包括人机界面(Human Machine Interface，HMI)。

综上，本发明第一实施例提供的液压马达的监测系统能够对工作中的液压马达进行实时监控，并诊断其是否发生故障或预测其失效时限，并在出现故障或失效时保存相关检测数据，以便于根据检测数据和检测结果进行模拟故障复现，快速解决液压马达故障维修或更换；再有，通过实时给出液压马达异常状态信息，故障诊断结果及失效预测，不仅降低故障修复的成本，还可以为预防性维护提供决策依据，有利于延长马达寿命及降低故障维修成本。

图3是本发明第二实施例提供的液压马达的维护系统的结构示意图，请参考图3，该液压马达的维护系统可以包括：本发明第一实施例中的液压马达的监测系统100，用于对所述液压马达进行实时检测，并发送检测数据和检测结果；以及云端控制系统200，与所述液压马达的监测系统100通过网络连接，用于根据接收的所述检测数据和所述检测结果远程对所述液压马达进行实时故障维护策略。

优选的，所述云端控制系统200可以包括：网络服务器210，用于接收所述液压马达的监测系统100发送的所述检测数据和所述检测结果，还用于发送马达数据检测模型给所述液压马达的监测系统100；监控平台220，电性连接所述网络服务器210，用于监控所述云端控制系统200的工作状态，还用于监控所述液压马达的工作状态；计算中心230，电性连接所述网络服务器210，用于基于大数据和神经网络算法设置和优化所述马达数据检测模型；以及数据中心240，电性连接所述网络服务器210和所述计算中心230，用于存储与所述液压马达有关的数据。

本发明第二实施例的云端控制系统200可以设置在远程云端以实现多方的数据共享和功能控制，也可以设置在局域网内，以单独为企业提供内部专属服务。

液压马达的监测系统100一般设置在车辆端，云端控制系统200可以同时给多个液压马达的监测系统100提供故障维护测率，其中的液压马达可以是不同品牌、不同供应商提供的。因此，监控平台220可以同时监控所有接入的液压马达的工作状态；计算中心230，可以根据不同液压马达的相关数据设置和优化不同的马达数据检测模型；网络服务器210将马达数据检测模型下发到对应的液压马达的监测系统100，即监测系统100可以支持OTA(Over-the-Air)升级；液压马达的监测系统100的监控中心110(例如，智能网关)接收马达数据检测模型，并对其配置的液压马达进行实时故障或失效检测。

其中，数据中心240集成所有来自车端、实验室及液压马达供应商提供的数据，以给计算中心230提供大数据支持，同时数据中心240还通过网络服务器210实时存储液压马达的监测系统100的检测数据；数据中心240设置和升级马达数据检测模型的过程请参考本发明第一实施例的内容，此处不再赘述。

优选的，所述云端控制系统200还包括：分析中心250，电性连接所述数据中心240，用于根据所述数据中心240存储的与所述液压马达有关的数据，对所述液压马达的故障进行故障成因推理。

分析中心250利用数据中心250的数据，利用智能算法，包括但不限于关联分析、协同滤波、相关性分析、异常识别、模糊推理等，给出故障可能成因，另外利用包括但不限于雨流计数法、数理统计、协方差分析、极限外推等技术给出液压马达设计载荷谱。

优选的，所述液压马达的维护系统还可以包括：客户端系统300，与所述云端控制系统200通过网络连接，用于实时接收和查询所述液压马达的所述检查数据和所述检测结果，还用于根据所述液压马达对应的库存信息进行采购决策。

其中，所述客户端系统300可以包括：应用程序模块310，用于实时接收和查询所述液压马达的所述检查数据和所述检测结果；或配件需求模块320，用于根据所述液压马达对应的库存信息进行采购决策。

应用程序模块310，优选包括移动客户端应用程序，例如手机APP，还可以包括BS架构系统，以移动客户端为例，客户端系统200的网络服务器210可以向移动客户端实时发送故障诊断和失效预测结果，并向移动客户端提供交互式历史检测结果和检测数据查询；配件需求模块320可以集成现有的WMS或ERP系统。应用程序模块310和配件需求模块320可以是任意网络客户端，例如手机APP、web网页、第三方管理系统等。

综上，本发明第二实施例提供的液压马达的维护系统可以实现以下效果：

1、在车端的液压马达的监测系统可以根据液压马达的检测数据及车辆的其他工程设备数据，实时给出所诊断的故障结果及所预测的失效结果。

2、车端的液压马达的监测系统的马达数据检测模型可以自动迭代更新，且支持OTA升级。

3、云端控制系统的数据中心集成车端数据、实验室数据及液压马达供应商数据，以提供准确的马达数据检测模型。

4、云端控制系统提供液压马达故障交互式及一键分析功能，可以输出马达设计载荷谱及故障可能成因。

5、现有技术依赖个人经验及故障事件改进液压马达，而本发明第二实施例打通了液压马达设计端、使用端，使液压马达生命周期数据形成闭环，为液压马达的设计和优化提供了数据支撑的同时，降低了液压马达改进的人力及时间成本。

6、现有技术无法为液压马达备件计划提供依据，本系统能根据所有接入的液压马达状态提供准确的马达备件需求信息，降低备件成本。

进一步地，本发明第三实施例还提供一种车辆，该车辆配置有本发明第一实施例所述的液压马达的监测系统。

其中，所述车辆可以为各种使用液压马达的车辆，例如工程机械等。

本发明第三实施例的内容和有益效果与本发明第一实施例相似，具体请参考第一实施例，此处不再赘述。

优选的，液压马达的监测系统的控制单元可以为车载ECU。

本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

在一个典型的配置中，计算设备包括一个或多个处理器(CPU)、输入/输出接口、网络接口和内存。

存储器可能包括计算机可读介质中的非永久性存储器，随机存取存储器(RAM)和/或非易失性内存等形式，如只读存储器(ROM)或闪存(flash RAM)。存储器是计算机可读介质的示例。

计算机可读介质包括永久性和非永久性、可移动和非可移动媒体可以由任何方法或技术来实现信息存储。信息可以是计算机可读指令、数据结构、程序的模块或其他数据。计算机的存储介质的例子包括，但不限于相变内存(PRAM)、静态随机存取存储器(SRAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、其他类型的随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、快闪记忆体或其他内存技术、只读光盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能光盘(DVD)或其他光学存储、磁盒式磁带，磁带磁磁盘存储或其他磁性存储设备或任何其他非传输介质，可用于存储可以被计算设备访问的信息。按照本文中的界定，计算机可读介质不包括暂存电脑可读媒体(transitory media)，如调制的数据信号和载波。

还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。