一种挂轨结构健康监测方法技术

本发明专利技术涉及一种挂轨结构健康监测方法

【技术实现步骤摘要】
一种挂轨结构健康监测方法、系统、存储介质及计算设备


[0001]本专利技术涉及一种结构健康监测
，特别是关于一种挂轨结构健康监测方法
、
系统
、
存储介质及计算设备
。

技术介绍

[0002]在现代设施中，尤其是在那些需要持续运行
、
监测和维护的关键设施中，利用机器人技术进行巡检和维护变得越来越普遍
。
悬挂轨道式机器人是常用的一种方案，当前为了确保其安全和稳定运行，常常需要进行定期的巡检，当往往忽略了挂轨结构本身的健康状态，其结构和材料往往因环境温湿度
、
腐蚀
、
机械磨损
、
振动冲击等因素影响
。
挂轨道作为机器人移动的基础，其稳定性和完整性至关重要
。
挂轨道上的裂纹或损伤可能导致机器人运行受阻，或者在严重情况下可能导致机器人坠落，造成设备损坏或人员伤害
。
因此，对挂轨道的裂纹进行监测是非常必要的
。
[0003]除了主要依赖于定期的人工检查外，常用超声波检测
、
视觉检测
、
应变片检测
、
电磁波检测
。
超声波检测是通过向挂轨发送超声波，再接收其反射回来的波
。
裂纹或缺陷会导致超声波的反射模式改变，缺点是需要有人员进行操作且可能在检测中需要中断交通
。
视觉检测是使用高分辨率的摄像机或摄像头对轨道进行定期或连续的监视，然后使用图像处理技术来检测可能的裂纹，缺点是设备布置不方便且受环境影响因素多（如污渍
、
光线
、
阴影）
。
应变片检测是通过在轨道上固定应变片，检测应变，从而确定是否有裂纹发展，缺点是需要点对点监测，为每个感测点进行电线布设
。
电磁波监测通过使用电磁波探测材料内部的缺陷或裂纹，缺点是需要专门的设备并且容易收到环境因素的干扰
。

技术实现思路

[0004]针对上述问题，本专利技术的目的是提供一种挂轨结构健康监测方法
、
系统
、
存储介质及计算设备，通过结合固有频率监测和应变片监测实现动态在线监测，替代了手动的繁琐操作和整体结构健康状况的信息
。
[0005]为实现上述目的，本专利技术采取以下技术方案：一种挂轨结构健康监测方法，包括：获取轨道的动态响应数据，将动态响应数据进行信号处理及频谱分析后，得到动态响应数据对应的固有频率；根据固有频率确定潜在裂纹区域，获取潜在裂纹区域的应变能数据，根据应变能数据计算得到轨道裂纹结构刚度，并由应变能数据点对点确定裂纹区域的裂纹位置；将固有频率输入曲面模型，动态确定整体区域的轨道裂纹位置和轨道裂纹结构刚度，将点对点确定裂纹区域的裂纹位置与整体区域的轨道裂纹位置和轨道裂纹结构刚度相结合，以对裂纹的位置
、
大小和深度进行评估
。
[0006]进一步，获取轨道的动态响应数据，包括：在待监测的轨道上设置有多个加速度传感器，通过加速度传感器获取轨道的动态响应数据
。
[0007]进一步，根据加速度传感器的检测范围进行设置，以将检测范围覆盖整个轨道
。
[0008]进一步，根据固有频率确定潜在裂纹区域，包括：若固有频率发生变化，则将该发
生变化的固有频率所在区域确定为潜在裂纹区域
。
[0009]进一步，获取潜在裂纹区域的应变能数据，包括：在潜在裂纹区域部署应变片，以实时监测获取潜在裂纹区域的应变能数据
。
[0010]进一步，轨道裂纹结构刚度为：
[0011]其中，为轨道裂纹结构刚度；，
E
表示杨氏弹性模量；表示泊松比；表示轨道的宽度；表示圆周率；表示轨道的高度；表示裂纹宽度，表示裂纹高度
。
[0012]进一步，将该固有频率输入曲面模型后，获得与曲线的交点：
[0013]式中，表示曲面模型；表示第阶固有频率；是表示对应裂纹位置和刚度的倒数组成的坐标点
。
[0014]一种挂轨结构健康监测系统，其包括：固有频率获取模块，获取轨道的动态响应数据，将动态响应数据进行信号处理及频谱分析后，得到动态响应数据对应的固有频率；应变模块，根据固有频率确定潜在裂纹区域，获取潜在裂纹区域的应变能数据，根据应变能数据计算得到轨道裂纹结构刚度，并由应变能数据点对点确定裂纹区域的裂纹位置；监测模块，将固有频率输入曲面模型，动态确定整体区域的轨道裂纹位置和轨道裂纹结构刚度，将点对点确定裂纹区域的裂纹位置与整体区域的轨道裂纹位置和轨道裂纹结构刚度相结合，以对裂纹的位置
、
大小和深度进行评估
。
[0015]一种存储一个或多个程序的计算机可读存储介质，所述一个或多个程序包括指令，所述指令当由计算设备执行时，使得所述计算设备执行上述方法中的任一方法
。
[0016]一种计算设备，其包括：一个或多个处理器
、
存储器及一个或多个程序，其中一个或多个程序存储在所述存储器中并被配置为所述一个或多个处理器执行，所述一个或多个程序包括用于执行上述方法中的任一方法的指令
。
[0017]本专利技术由于采取以上技术方案，其具有以下优点：
1、
本专利技术缓解了在图像和视频拼接时存在的不规则边界
、
扭曲
、
畸变等问题
。
[0018]2、
传统的检查可能是定期或者基于需要进行的，但本专利技术能实时在线监测，可以提供持续的
、
实时的健康信息
。
[0019]3、
本专利技术通过结合固有频率监测和应变片监测，可以更全面地评估结构的健康状况
。
不同的监测技术可以检测到不同类型的潜在问题，集成这些技术有助于提高监测的准确性
。
[0020]4、
本专利技术减少人工干预，能够替代手动操作，降低了人为错误的风险，同时也减少了对人力资源的需求
。
[0021]5、
本专利技术对长期数据存储和分析，在线监测系统可以长时间存储数据，这不仅可
以用于当前的健康评估，还可以用于长期趋势分析，有助于预测和计划未来的维护工作
。
[0022]综上，由于本专利技术减少了人工巡检的需求和提早发现潜在问题，从而避免了更大的修复成本，长远看本专利技术具有更加高效的经济
。
附图说明
[0023]图1是本专利技术实施例中挂轨结构健康监测方法流程图；图2是本专利技术实施例中裂纹横截面示意图
。
具体实施方式
[0024]为使本专利技术实施例的目的
、
技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例的附图，对本专利技术实施例的技术方案进行清楚
、
完整地描述
。
显本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种挂轨结构健康监测方法，其特征在于，包括：获取轨道的动态响应数据，将动态响应数据进行信号处理及频谱分析后，得到动态响应数据对应的固有频率；根据固有频率确定潜在裂纹区域，获取潜在裂纹区域的应变能数据，根据应变能数据计算得到轨道裂纹结构刚度，并由应变能数据点对点确定裂纹区域的裂纹位置；将固有频率输入曲面模型，动态确定整体区域的轨道裂纹位置和轨道裂纹结构刚度，将点对点确定裂纹区域的裂纹位置与整体区域的轨道裂纹位置和轨道裂纹结构刚度相结合，以对裂纹的位置
、
大小和深度进行评估
。2.
如权利要求1所述挂轨结构健康监测方法，其特征在于，获取轨道的动态响应数据，包括：在待监测的轨道上设置有多个加速度传感器，通过加速度传感器获取轨道的动态响应数据
。3.
如权利要求2所述挂轨结构健康监测方法，其特征在于，根据加速度传感器的检测范围进行设置，以将检测范围覆盖整个轨道
。4.
如权利要求1所述挂轨结构健康监测方法，其特征在于，根据固有频率确定潜在裂纹区域，包括：若固有频率发生变化，则将该发生变化的固有频率所在区域确定为潜在裂纹区域
。5.
如权利要求1所述挂轨结构健康监测方法，其特征在于，获取潜在裂纹区域的应变能数据，包括：在潜在裂纹区域部署应变片，以实时监测获取潜在裂纹区域的应变能数据
。6.
如权利要求1所述挂轨结构健康监测方法，其特征在于，轨道裂纹结构刚度为：；其中，为轨道裂纹结构刚度；，
E
表示杨氏弹...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗静，朱宝慧，费冬，朱强，范少杰，汪明霞，
申请(专利权)人：通号通信信息集团有限公司，
类型：发明
国别省市：