一种齿轮寿命预测方法及装置.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN114154269A(43)申请公布日2022.03.08(21)申请号202111490708.6(22)申请日2021.12.08(71)申请人西人马（深圳）科技有限责任公司地址518057广东省深圳市粤海街道麻岭社区深南大道9966号威盛科技大厦14层(72)发明人聂泳忠荀兆勇李亚妮王淼清(74)专利代理机构北京三聚阳光知识产权代理有限公司11250代理人刘海尧(51)Int.Cl.G06F30/17(2020.01)G06F30/27(2020.01)G06F119/02(2020.01)G06F119/04(2020.01)权利要求书2页说明书8页附图2页(54)发明名称一种齿轮寿命预测方法及装置(57)摘要本发明提供了一种齿轮寿命预测方法及装置，该方法包括：获取目标齿轮的历史振动采集信号及当前时刻；基于历史振动采集信号计算目标齿轮的特征信号；将特征信号输入至预设时间与特征信号关系模型，进行模型训练，确定预设时间与特征信号关系模型的模型参数；基于预设齿轮失效时对应的失效特征信号、训练好的预设时间与特征信号关系模型及当前时刻，生成目标齿轮的齿轮寿命预测结果。从而通过利用目标齿轮的振动采集信号和失效特征信号来实时预测齿轮的寿命情况，从而无需依赖人工经验，实现了齿轮寿命的自动化精准预测，节约了时间，提高了齿轮寿命预测的效率，为齿轮的检修与更换提供精确的数据基础，进而保障了安装有齿轮的机械设备安全运行。CN114154269ACN114154269A权利要求书1/2页1.一种齿轮寿命预测方法，其特征在于，包括：获取目标齿轮的历史振动采集信号及当前时刻；基于所述历史振动采集信号计算所述目标齿轮的特征信号，所述特征信号包括不同采样时刻的啮合频率及其谐波的边频带能量信号；将所述特征信号输入至预设时间与特征信号关系模型，进行模型训练，确定所述预设时间与特征信号关系模型的模型参数；基于预设齿轮失效时对应的失效特征信号、训练好的预设时间与特征信号关系模型及所述当前时刻，生成所述目标齿轮的齿轮寿命预测结果。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述历史振动采集信号计算所述目标齿轮的特征信号，包括：从所述历史振动的采集信号中按照采样时间依次提取当前振动信号及其对应的当前采样时刻；对所述当前振动信号进行傅里叶变换，得到对应的频域信号；基于所述频域信号计算所述当前振动信号对应的当前特征信号；为所述当前特征信号添加当前采样时刻的标注，得到带有当前采样时刻的当前特征信号。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述基于所述频域信号计算所述当前振动信号对应的当前特征信号，包括：获取所述目标齿轮的啮合频率和边频带；基于所述频域信号、所述目标齿轮的啮合频率和边频带，计算所述当前振动信号对应的啮合频率及其谐波的边频带能量信号。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预设时间与特征信号关系模型为线性回归模型，所述预设时间与特征信号关系模型通过如下公式表示：y^＝wx+b，其中，y^表示预测的的啮合频率及其谐波的边频带能量信号，x表示当前时刻，w和b表示所述预设时间与特征信号关系模型的两个模型参数。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于预设齿轮失效时对应的失效特征信号、训练好的预设时间与特征信号关系模型及所述当前时刻，生成所述目标齿轮的齿轮寿命预测结果，包括：将所述失效特征信号输入至训练好的预设时间与特征信号关系模型中，得到对应的预测失效时刻；基于所述预测失效时刻与所述当前时刻的时间差，确定所述目标齿轮的齿轮寿命预测结果。6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：获取目标齿轮的实时振动采集信号对应当前采样时刻的当前啮合频率及其谐波的边频带能量信号；将所述当前采样时刻的当前啮合频率及其谐波的边频带能量信号输入至训练好的预设时间与特征信号关系模型进行模型参数的优化。7.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述当前振动信号对应的啮合频率及其谐2CN114154269A权利要求书2/2页波的边频带能量信号通过如下公式计算：其中，Energy_side表示当前振动信号对应的啮合频率及其谐波的边频带能量信号，f表示所述目标齿轮的啮合频率，d为所述目标齿轮的边频带，Acc_F(n)表示当前振动信号对应的频域信号。8.一种齿轮寿命预测装置，其特征在于，包括：获取模块，用于获取目标齿轮的历史振动采集信号及当前时刻；第一处理模块，用于基于所述历史振动采集信号计算所述目标齿轮的特征信号，所述特征信号包括不同采样时刻的啮合频率及其谐波的边频带能量信号；第二处理模块，用于将所述特征信号输入至预设时间与特征信号关系模型，进行模型训练，确定所述预设时间与特征信号关系模型的