一种山地果园双轨运输机振动测试系统及其测试方法技术方案

本发明专利技术公开了一种山地果园双轨运输机振动测试系统及其测试方法，包括计算机、信号采集模块和传感器，其特征在于：所述计算机安装有利用LabVIEW软件编写的人机界面，所述信号采集模块包括NI 9234振动信号采集模块和NI 9361速度信号采集模块及NI 9174 Compact DAQ 4槽USB模块机箱，所述传感器包括PCB 352C33振动加速度传感器、光电编码器，振动加速度传感器与振动信号采集模块连接，光电编码器与速度信号采集模块连接，而模块嵌入在机箱中，且机箱与计算机相连。本发明专利技术通过分析运输机的振动和速度信号，对运输机运行的平顺性、安全性进行实时监控，可为果品及生产物资高效运输提供保障。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及农用运输机和信号采集的
，尤其涉及一种用于山地果园双轨运输机的振动测试系统及其测试方法。
技术介绍
山地果园双轨运输机的研发与推广有利于推动山地果园的发展，可降低劳动强度，提高生产效率，节约劳动成本，提高经济效益。国内目前有部分丘陵地区已应用运输机进行果蔬的运输，但在运输过程中，考虑到运输效率以及对水果果品的保证，需要对运输机的振动性能进行检测并及时调整运输机的运输速率，提高运输效率。国内的山地果园双轨运输机的研发大部分停留在机械研发部分，比如防侧翻等设计等，目前国内暂无相关的山地果园运输机振动测试系统的研究。本专利技术研究运输机运输过程中载重与速度，载重与频率之间的关系，得出运输过程中与运输机振动主要相关的频率，从而得到最合适的载重与运输频率之间的关系，降低水果因振动而产生的损坏率，并且能延长运输机的使用年限，改善运输机系统性能，提高运输机的运输效率。
技术实现思路
本专利技术的目的在于一种山地果园双轨运输机振动测试系统，通过对运输过程中系统轨道、运输机运动时等产生的振动进行分析，在保证运输安全以及果品质量的范围内，分析系统振动频率的主要分布，有效提升运输机的运输效率，系统的用户界面可实现对运输系统的速度等运行中的参数进行监控，可提升系统的安全性能。为了达到上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种山地果园双轨运输机振动测试系统，包括计算机、信号采集模块和传感器，其特征在于：所述计算机安装有利用LabVIEW软件编写的人机界面，所述信号采集模块包括振动信号采集模块、速度信号采集模块及具有数据采集功能的机箱，所述传感器包括振动加速度传感器、光电编码器，振动加速度传感器与振动信号采集模块连接，光电编码器与速度信号采集模块连接，其中振动加速度传感器用于测试轮的振动状态，光电编码器用于测试轮的转速，振动信号采集模块和速度信号采集模块嵌入在机箱中且机箱与计算机相连。所述振动信号采集模块采用NI9234振动信号采集模块。所述速度信号采集模块采用NI9361速度信号采集模块。所述信号采集模块工作温度范围为-40至70℃，且具备50g抗震、5g防振动的功能，保证采集过程稳定进行。所述振动加速度传感器采用PCB加速度传感器。所述机箱为具有USB数据采集功能的NI9174CompactDAQ4槽USB机箱。一种山地果园双轨运输机振动测试系统的测试方法，其特征在于，包括如下步骤：1)启动计算机进行系统初始化，其中测试设备包括信号采集模块和传感器；2)初始化完成后，计算机系统发送采集指令，测试设备接收采集指令后进行数据采集；3)数据采集完成后，测试设备发送数据并进行数据处理，计算机进行数据分析并输出分析结果；4)数据分析完成后，进行下一轮的数据采集和分析工作。所述步骤1)中，计算机进行初始化的方式为：设定控制系统的工作参数，如系统数据采集模块的采样数、采样频率设置，重点是采集函数的物理通道、输入接线配置、最大值和最小值等变量，同时设置好文件保存路径，将输入输出通道进行初始化，在滤波器设置上面则有切比雪夫、Butterworth、反切比雪夫等滤波选项，根据不同的滤波器还能另外设置调节截止频率、采样率、滤波器类型、阶数和波纹条件，同时在波形放大选项里有100、1000、10000、100000选择。所述步骤1)中，测试设备的NI9234和NI9361进行初始化的方式为：NI9234振动信号采集模块的启动：通过NI9234的开始通道配置FPGAI/O节点，将设置为TRUE的布尔常量连线至FPGAI/O节点的开始输入，发送同步脉冲至振动信号采集模块，模块将以配置的数据速率开始采集数据，当模块开始采集数据时，使用FPGAI/O节点从模块读取数据，FPGAI/O节点的AI输出能连线到不同函数类型，由于NI9234内部以特定速率采集数据，FPGAI/O节点将会在模块采集到新数据后才会返回数据，如果当FPGAI/O节点在等待模块数据时NI9234没有开始采集数据或停止采集数据，FPGAI/O节点将返回超时错误。NI9361速度信号采集模块的启动：首先将NI9361的开始通道启动，该通道控制计数器开始监测其输入接线端的时间，如写入TRUE至开始通道，则NI9361计数器进行重置、准备就绪并开始监测其输入接线端，从而执行当前配置的测量(如边沿计数)，NI9361计数器准备就绪后，就可执行CTRx和DixI/0节点读取计数器数据，计数器就绪前无法执行任何NI9361I/O方法或属性节点，如需取消计数器的就绪状态，则使用停止通道，如将FALSE写入开始通道，将不会执行任何操作。所述步骤3)中，测试设备将数据输入端到计算机处理，计算机将数据进行相应的时域和频域的分析处理，将数据分析结果进行界面显示，并将数据保存至指定文件夹中。所述步骤3)中，计算机的人机界面显示中，信号分析界面包括振动信号采集输入配置、速度输入采集配置、波形显示、滤波器设置选择、波形放大和读取文件设置项。所述步骤3)中，计算机采用正弦波信号发生函数以及方波发生函数和高斯噪声发生器进行混合作为模拟输入波形进行检测，并将输入滤波前与输入滤波后的波形进行显示。所述步骤3)中，计算机数据的存取通过写入电子表格VI和读取电子表格VI实现，通过写入电子表格VI即可将数据写入目标文件，实现数据的存储，从而随时查看振动运输机此前运行的状态。系统主要通过定时/计数器实现对系统速度的测量。启动系统的同时，测试设备系统控制芯片将芯片自带的定时/计数器设定为计数器模式，将计数器映射的I/O口设定为输入模式。接着系统启用定时/计数器进行时间的计算，并设定定时中断，每毫秒进一次中断并计算输入脉冲的个数。完成计算后将数据打包将数据传送至接收端模块。总的说来，本专利技术具有如下优点：1、本专利技术的整个测控系统安装便捷，结构简易，实现模块化安装，维修方便，不会出现某部件损坏就导致整个系统要更换的风险。2、本专利技术采用人性化的分析处理界面，可以根据用户的需求增减功能模块的数量。3、可通过计算机分析处理信号界面，实时监控山地果园双轨运输机的振动情况以及速度情况。4、提取山地果园双轨运输机振动信号的特征。系统振动的测量过程中混杂多种噪声，在本系统中，对采集信号进行滤波处理后，利用FFT滤波后，主要对振动信号进行幅值与频率的特征提取；简化了在测试设备硬件预处理滤波分析的步骤，使系统给用户更多改进的空间。附图说明图1是本专利技术山地果园双轨运输机振动测试系统的流程示意图；图2是本专利技术山地果园双轨运输机振动测试系统的结构示意图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术的具体实施方式作进一步说明：如图1所示，一种用于山地果园双轨运输机的振动测试系统，包括计算机和测试设备，计算机主要是电脑平台，计算机具有负责信号分析的人机界面；测试设备包括振动加速度传感器、光电编码器、NI9234振动信号采集模块、NI9361速度信号采集模块和具有USB数据采集功能的NI9174CompactDAQ4槽USB机箱。具体的，上述的山地果园双轨运输机振动测试系统，适用运输机的车速变化范围为0～15km/h，包括振动加速度传感器，信号采集模块和计算机界面；其中振动加速度传感器采用PCB352C33单轴加速度传感器，振动加速度传感本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种山地果园双轨运输机振动测试系统，包括计算机、信号采集模块和传感器，其特征在于：所述计算机安装有利用LabVIEW软件编写的人机界面，所述信号采集模块包括振动信号采集模块、速度信号采集模块及具有数据采集功能的机箱，所述传感器包括振动加速度传感器、光电编码器，振动加速度传感器与振动信号采集模块连接，光电编码器与速度信号采集模块连接，振动信号采集模块和速度信号采集模块嵌入在机箱中且机箱与计算机相连。

【技术特征摘要】
1.一种山地果园双轨运输机振动测试系统，包括计算机、信号采集模块和传感器，其特征在于：所述计算机安装有利用LabVIEW软件编写的人机界面，所述信号采集模块包括振动信号采集模块、速度信号采集模块及具有数据采集功能的机箱，所述传感器包括振动加速度传感器、光电编码器，振动加速度传感器与振动信号采集模块连接，光电编码器与速度信号采集模块连接，振动信号采集模块和速度信号采集模块嵌入在机箱中且机箱与计算机相连。2.根据权利要求1所述的山地果园双轨运输机振动测试系统，其特征在于：所述振动加速度传感器采用PCB加速度传感器。3.根据权利要求1所述的山地果园双轨运输机振动测试系统，其特征在于：所述机箱为具有USB数据采集功能的NI9174CompactDAQ4槽USB机箱。4.一种山地果园双轨运输机振动测试系统的测试方法，其特征在于，包括如下步骤：1)启动计算机和测试设备进行系统初始化，其中测试设备包括信号采集模块和传感器；2)初始化完成后，计算机系统发送采集指令，测试设备接收采集指令后进行数据采集；3)数据采集完成后，测试设备发送数据并进行数据处理，计算机进行数据分析并输出分析结果；4)数据分析完成后，进行下一轮的数据采集和分析工作。5.根据权利要求4所述的山地果园双轨运输机振动测试系统的测试方法，其特征在于：所述步骤1)中，计算机进行初始化的方式为：设定控制系统的工作参数，如系统数据采集模块的采样数、采样频率设置，重点是采集函数的物理通道、输入接线配置、最大值和最小值等变量，同时设置好文件保存路径，将输入输出通道进行初始化，在滤波器设置上面则有切比雪夫、Butterworth、反切比雪夫等滤波选项，根据不同的滤波器还能另外设置调节截止频率、采样率、滤波器类型、阶数和波纹条件，同时在波形放大选项里有100、1000、10000、100000选择。6.根据权利要求4所述的山地果园双轨运输机振动测试系统的测试方法，其特征在于：所述步骤1)中，振动信号采集模块为NI9234振动信号采集模块，其初始化过程为：通过NI9234的开始通道配置FPGAI/...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴伟斌，洪添胜，黄志平，李震，张常寿，宋淑然，朱余清，陈珊，陈金德，黄水鸿，游展辉，姬兴，卢柏超，
申请(专利权)人：华南农业大学，广东振声科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44