一种发动机连杆小头轴心轨迹检测方法技术

本发明专利技术属于发动机测试技术领域，具体涉及一种发动机连杆小头轴心轨迹检测方法，包括以下步骤：1)在待测连杆小头端过盈配合的活塞销上设置标定点；2)通过轴心轨迹检测模块获取活塞销在旋转过程中标定点的位置信息，轴心轨迹检测模块包括处理器和高速摄像机，高速摄像机以连续三帧以上的帧数为一个周期获取每一帧标定点的位置信息，处理器根据单个周期中标定点的位置信息得到一个轴心位置，并将得到的轴心位置按照得到的顺序连接起来，得到连杆小头轴心轨迹。本发明专利技术只需获取标定点的位置信息，利用三点确定圆心的基本原理得到若干个轴心位置，将轴心顺次连接即可得到连杆小头轴心轨迹，具有快速、准确、直观、可靠的优点，且不会损伤连杆。伤连杆。伤连杆。

【技术实现步骤摘要】
一种发动机连杆小头轴心轨迹检测方法


[0001]本专利技术属于发动机测试
，具体涉及一种发动机连杆小头轴心轨迹检测方法。

技术介绍

[0002]当旋转轴的轴心轨迹不稳定时，会使得轴和轴心不同心，导致发动机动力系统内部零部件之间运动不协调而产生震动，零部件之间的磨损也会加剧，这对发动机这种复杂动力系统的动力传输影响很大，使用寿命会大幅降低，并且还存在安全隐患和噪音增大的问题。因此，轴心轨迹检测对旋转机械运行的可靠性和安全性具有重要意义。
[0003]传统的轴心轨迹检测主要依靠“人机”对话的方式实现，具体地，主要依靠旋转轴的震动和技术人员自身经验所结合的主观判断，无法描绘出具体的轴心轨迹(“轴心轨迹”即轴心运动图形)，准确性不高。而目前国内外对旋转轴的轴心轨迹研究主要有三个方面：转子故障机理、轴心轨迹提取、轴心轨迹特征提取与特征识别。其中，转子故障机理轴心轨迹检测方法是通过动力学等学科建立相应的数学模型，再经过仿真计算和实验得到转子的轴心运动信息，该方法通常用于检测电机等固定转子故障信息等，并未明确得出转子的轴心轨迹。轴心轨迹提取检测方法主要是通过旋转轴旋转时发出的声音来判断轴心轨迹的运动规律，由于会受到噪声干扰，因此需要对轴心轨迹做提取处理，尽管如此，该检测方法依旧会存在较大的误差。轴心轨迹特征提取与特征识别检测方法的实质是二维图像的识别，常用傅里叶描述子等特征提取方法来尽可能地反映原轴心轨迹。以上三种方法均是通过理论计算或分析得到的轴心轨迹，未能真实反映出旋转轴的轴心轨迹。
[0004]另外，还有通过安装位移传感器检测轴心轨迹的方法，但是这种方法的缺点较多，例如，如果选择镶嵌的方式安装位移传感器，则会破坏旋转轴的结构，而如果选择粘贴的方式安装位移传感器，则会出现位移传感器被旋转轴强大的离心力甩飞的情况，对轴心轨迹的检测产生影响。而且，采用位移传感器检测轴心轨迹并不能直观地得到旋转轴的轴心轨迹。
[0005]因此，需要一种能够准确反映出旋转轴轴心轨迹的检测方法。

技术实现思路

[0006]本专利技术意在提供一种发动机连杆小头轴心轨迹检测方法，以解决现有轴心轨迹检测方法难以直接反映出旋转轴轴心轨迹的问题。
[0007]为了达到上述目的，本专利技术的方案为：一种发动机连杆小头轴心轨迹检测方法，包括以下步骤：
[0008]S1、在待测连杆小头端过盈配合的活塞销上设置标定点；
[0009]S2、通过轴心轨迹检测模块获取活塞销在旋转过程中标定点的位置信息，所述轴心轨迹检测模块包括处理器和高速摄像机，所述高速摄像机以连续三帧以上的帧数为一个周期获取每一帧标定点的位置信息，所述处理器根据单个周期中标定点的位置信息得到一
个轴心位置，并将得到的轴心位置按照得到的顺序连接起来，得到连杆小头轴心轨迹。
[0010]本方案的工作原理及有益效果在于：本方案适用于装载有透明缸套的光学发动机，活塞在透明缸套内的运动肉眼可见，活塞销与连杆小头采用过盈配合，在运动过程中活塞销与连杆小头不会产生相对运动。
[0011]本方案利用高速摄像机获取每一帧标定点的位置信息，再利用三点确定圆心的基本原理，通过处理器计算得到若干个圆心位置，圆心位置即活塞销的轴心位置，也即连杆小头的轴心位置，按照轴心位置得到的顺序将轴心位置连接起来，进而得到连杆小头的轴心轨迹。本方案能够快速、准确、可靠地得到所测连杆小头的轴心轨迹，避免“人机”对话检测、数据计算、图像生成等检测方法所带来的较大误差，能够准确反映出连杆小头的真实运动状态，以便检测整个机械结构在运转时是否存在故障。并且，本方案对所测连杆小头不产生任何影响，属于无损检测，不影响其使用寿命。
[0012]可选地，在步骤S2中，所述高速摄像机以连续三帧为一个周期获取每一帧标定点的位置信息。
[0013]本方案中，高速摄像机以连续三帧为一个周期获取每一帧标定点的位置信息，是由于三帧为一个周期时，标定点的位置信息有三处，已经足够处理器计算获得一个轴心位置。如此，在高速摄像机拍摄的总帧数相同的前提下，本方案能够尽可能多地得到轴心位置，以便提高轴心轨迹的准确度。
[0014]可选地，在步骤S2中，每一帧间隔时间为0.1～0.25s。
[0015]本方案中，经过试验，高速摄像机的拍摄速率为4～10帧/秒时，能够获得足够数量的标定点位置信息。
[0016]可选地，所述轴心轨迹检测模块还包括显示屏，所述显示屏与所述处理器电连接，所述显示屏用于显示所述处理器得到的连杆小头轴心轨迹。
[0017]本方案中，显示屏能够显示处理器得到的连杆小头轴心轨迹，以便测试人员直接观察连杆小头轴心轨迹。
[0018]可选地，所述处理器识别得到的连杆小头轴心轨迹，得到检测数据，所述检测数据包括振幅、最大偏移量和最大偏移位置。
[0019]本方案中，利用处理器识别得到的连杆小头轴心轨迹，并与标准连杆小头轴心轨迹相比，计算得到振幅、最大偏移量和最大偏移位置等检测数据，以便测试人员根据检测数据直接快速判断整个机械结构在运转时是否存在故障。
[0020]可选地，所述标定点为反光涂料涂抹在活塞销上所形成的圆点。
[0021]本方案中，标定点是反光涂料涂抹在活塞销上所形成的圆点，由于反光涂料的反光效果好，因此标定点在高速摄像机的拍摄画面中容易被识别。并且，高速摄像机采用光敏捕捉，将会自动聚焦于标定点。
[0022]可选地，所述轴心轨迹检测模块还包括光源，所述光源照射所述活塞销。
[0023]本方案中，利用光源照射活塞销，避免高速摄像机拍摄的画面阴暗模糊。
附图说明
[0024]图1为本专利技术实施例一中一种发动机连杆小头轴心轨迹检测装置的纵向局剖图；
[0025]图2为图1的左视图(未显示固定架)；
[0026]图3为本专利技术实施例一中发动机连杆与活塞销配合时的结构示意图；
[0027]图4为本专利技术实施例一中一种发动机连杆小头轴心轨迹检测方法的流程图；
[0028]图5为本专利技术实施例二中一种发动机连杆小头轴心轨迹检测装置的纵向局剖图。
具体实施方式
[0029]下面通过具体实施方式进一步详细说明：
[0030]说明书附图中的标记包括：检测平台1、螺纹盲孔101、缸套支撑组件2、第一支撑板201、第二支撑板202、第一调节螺杆203、L型夹持板204、曲轴支撑组件3、第一支撑块301、第二支撑块302、容纳槽303、第二调节螺杆304、第三调节螺杆305、橡胶垫306、高速摄像机4、固定架5、处理器6、显示屏7、螺钉8、连杆9、连杆小头901、连杆大头902、活塞销10、标定点11、曲轴12、曲轴轴承13、透明缸套14、活塞15、光源16。
[0031]实施例一
[0032]本实施例提供一种发动机连杆小头轴心轨迹检测装置，如图1、图2和图3所示，该装置包括检测平台1和轴心轨迹检测模块。检测平台1上设有支撑模块，支撑模块包括缸套支撑组件2和曲轴支撑组件本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种发动机连杆小头轴心轨迹检测方法，其特征在于：包括以下步骤：S1、在待测连杆小头端过盈配合的活塞销上设置标定点；S2、通过轴心轨迹检测模块获取活塞销在旋转过程中标定点的位置信息，所述轴心轨迹检测模块包括处理器和高速摄像机，所述高速摄像机以连续三帧以上的帧数为一个周期获取每一帧标定点的位置信息，所述处理器根据单个周期中标定点的位置信息得到一个轴心位置，并将得到的轴心位置按照得到的顺序连接起来，得到连杆小头轴心轨迹。2.根据权利要求1所述的发动机连杆小头轴心轨迹检测方法，其特征在于：在步骤S2中，所述高速摄像机以连续三帧为一个周期获取每一帧标定点的位置信息。3.根据权利要求1所述的发动机连杆小头轴心轨迹检测方法，其特征在于：在步骤S2中...

【专利技术属性】
技术研发人员：邓伟，孔彦坤，龙威，贾德文，雷基林，崔治中，
申请(专利权)人：昆明理工大学，
类型：发明
国别省市：