本發(fā)明屬于工程機(jī)械測(cè)量技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于振動(dòng)傳感器的移動(dòng)機(jī)械設(shè)備工作時(shí)間計(jì)算方法。
背景技術(shù)：
移動(dòng)機(jī)械設(shè)備是指在道路或者某個(gè)區(qū)域可以移動(dòng)的設(shè)備，比如工程機(jī)械設(shè)備、汽車等，這些設(shè)備一般使用內(nèi)燃機(jī)作為動(dòng)力源，這些設(shè)備分布廣、存量大，對(duì)設(shè)備工作時(shí)間的計(jì)算和監(jiān)控具有重要意義。
目前計(jì)算移動(dòng)設(shè)備工作時(shí)間的方法主要有以下兩種：一種是通過(guò)移動(dòng)設(shè)備內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)速的大小來(lái)判斷是否工作，然后計(jì)時(shí)；一種是通過(guò)內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動(dòng)的發(fā)電機(jī)發(fā)電脈沖來(lái)判斷是否工作，然后計(jì)時(shí)。第一種方法需要轉(zhuǎn)速傳感器采集轉(zhuǎn)速信息，第二種方法需要有對(duì)脈沖計(jì)數(shù)的設(shè)備，兩種方法成本大，安裝難度大。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
為了解決現(xiàn)有計(jì)算移動(dòng)設(shè)備工作時(shí)間成本大、安裝難的缺點(diǎn)，本發(fā)明提供了一種基于振動(dòng)傳感器的移動(dòng)機(jī)械設(shè)備工作時(shí)間計(jì)算方法，具體過(guò)程為：首先在移動(dòng)機(jī)械設(shè)備上固定安裝三軸加速度傳感器，以采集設(shè)備在x、y、z三個(gè)軸方向上的加速度信息；然后，以m秒為單位時(shí)間段的長(zhǎng)度，從計(jì)時(shí)開(kāi)始起統(tǒng)計(jì)每一單位時(shí)間段的設(shè)備振動(dòng)情況，截至當(dāng)前若設(shè)備在n個(gè)單位時(shí)間段內(nèi)處于振動(dòng)狀態(tài)，則該設(shè)備的工作時(shí)間t＝n×m，n為自然數(shù)，m為大于0的自然數(shù)。
進(jìn)一步地，對(duì)于任一單位時(shí)間段，判斷該單位時(shí)間段內(nèi)設(shè)備是否處于振動(dòng)狀態(tài)的具體過(guò)程如下：
(1)從該單位時(shí)間段起始，通過(guò)采集獲取a秒的設(shè)備加速度信息，依此判定這a秒內(nèi)設(shè)備是否振動(dòng)，若振動(dòng)記為t，否則記為f；
(2)然后等待b秒后再獲取a秒的設(shè)備加速度信息并根據(jù)步驟(1)進(jìn)行振動(dòng)判定，依次重復(fù)執(zhí)行直至單位時(shí)間段結(jié)束，m為a+b的整數(shù)倍且a和b均為大于0的自然數(shù)；
(3)累計(jì)單位時(shí)間段內(nèi)振動(dòng)標(biāo)記t的個(gè)數(shù)，若該個(gè)數(shù)大于設(shè)定閾值，則判定該單位時(shí)間段內(nèi)設(shè)備處于振動(dòng)狀態(tài)。
進(jìn)一步地，所述步驟(1)中依據(jù)設(shè)備加速度信息判定a秒內(nèi)設(shè)備是否振動(dòng)的具體過(guò)程如下：
①以固定采樣率采樣獲取a秒內(nèi)設(shè)備在x、y、z三個(gè)軸方向上的加速度值，對(duì)應(yīng)得到三個(gè)數(shù)組x1、y1和z1；
②對(duì)數(shù)組x1、y1和z1進(jìn)行高通濾波處理后，對(duì)應(yīng)得到數(shù)組x2、y2和z2；
③對(duì)數(shù)組x2、y2和z2進(jìn)行均方根計(jì)算后，對(duì)應(yīng)得到x、y、z三個(gè)軸方向上的均方根值xrms、yrms和zrms；
④根據(jù)公式
優(yōu)選地，所述步驟②中采用截止頻率為5hz的巴斯沃斯濾波器對(duì)數(shù)組x1、y1和z1進(jìn)行高通濾波處理，以去除重力影響。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明設(shè)備工作時(shí)間計(jì)算方法采用三軸加速度傳感器，安裝方便，只要固定在移動(dòng)設(shè)備上，設(shè)備開(kāi)動(dòng)后有振動(dòng)就可以計(jì)算時(shí)間，成本較小。
附圖說(shuō)明
圖1為本發(fā)明計(jì)算方法的流程示意圖。
具體實(shí)施方式
為了更為具體地描述本發(fā)明，下面結(jié)合附圖及具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
本實(shí)施方式以手機(jī)上的振動(dòng)傳感器對(duì)神鋼sk250挖機(jī)工作時(shí)間進(jìn)行計(jì)算為例介紹，具體流程如圖1所示。
(1)利用手機(jī)振動(dòng)傳感器采集振動(dòng)信號(hào)并經(jīng)過(guò)運(yùn)算判斷當(dāng)次振動(dòng)數(shù)據(jù)是否大于閾值，具體步驟如下：
步驟一：將手機(jī)振動(dòng)傳感器固定安裝于挖機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)艙內(nèi)，剛性連接，振動(dòng)傳感器為三軸加速度傳感器。
步驟二：控制器采集振動(dòng)傳感器的振動(dòng)數(shù)據(jù)，采樣率p＝1000sample/s，采樣時(shí)間為1s，采集三個(gè)方向上的加速度值，分別得到三個(gè)方向上的數(shù)組x1、y1、z1。
步驟三：對(duì)步驟二得到的數(shù)組x1、y1、z1進(jìn)行高通濾波處理去除重力影響，濾波器選擇巴斯沃斯濾波器，截止頻率為5hz，去除重力影響后得到新的數(shù)組x2、y2、z2。
步驟四：對(duì)步驟三得到的數(shù)組x2、y2、z2分別進(jìn)行均方根處理，即數(shù)組中的所有元素平方和后除以數(shù)組元素個(gè)數(shù)再開(kāi)根號(hào)，分別得到三個(gè)方向上的均方根值xrms、yrms、zrms。
步驟五：計(jì)算步驟四得到的三個(gè)均方根值xrms、yrms、zrms的平方和并開(kāi)根號(hào)得到振動(dòng)值s。
步驟六：判斷步驟五中的振動(dòng)值s是否大于某個(gè)閾值k，比如k＝10，如果s>k，認(rèn)為此刻振動(dòng)，標(biāo)記為t；如果s<k，認(rèn)為此刻不振動(dòng)，標(biāo)記為f。
(2)由上述判斷當(dāng)次振動(dòng)數(shù)據(jù)結(jié)果來(lái)判斷一段時(shí)間內(nèi)的振動(dòng)情況，具體步驟如下：
步驟①：控制器按照上述方法采集1s振動(dòng)數(shù)據(jù)并計(jì)算判斷得到結(jié)果是否在振動(dòng)，如果振動(dòng)記為t，否則為f。
步驟②：完成步驟①后控制器等待2s。
步驟③：完成步驟②后控制器重復(fù)步驟①的過(guò)程，并且開(kāi)始重復(fù)循環(huán)步驟①和步驟②。
步驟④：控制器計(jì)時(shí)到30s后停止步驟③的循環(huán)，并且統(tǒng)計(jì)在這30s內(nèi)步驟①得到的t的個(gè)數(shù)d，本實(shí)施方式中神鋼sk250挖機(jī)工作30s后，統(tǒng)計(jì)出d＝9。
步驟⑤：步驟④中的d如果大于閾值m，本實(shí)施方式設(shè)定m＝7，認(rèn)為這30s都在振動(dòng)，記為t，否則為f；步驟④中得到的d＝9>m，所以認(rèn)為這30s都在振動(dòng)，記為t。
(3)由上述判斷一段時(shí)間內(nèi)的振動(dòng)情況計(jì)算移動(dòng)設(shè)備工作時(shí)間，具體步驟如下：
步驟一：控制器初始化，開(kāi)始計(jì)時(shí)。
步驟二：重復(fù)步驟(2)，分別得到每隔30s的振動(dòng)情況。
步驟三：統(tǒng)計(jì)步驟二中的振動(dòng)為t的個(gè)數(shù)n，比如得到n＝20。
步驟四：由步驟三中的個(gè)數(shù)n計(jì)算移動(dòng)設(shè)備的工作時(shí)間t＝n*30＝600s。
上述對(duì)實(shí)施例的描述是為便于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員能理解和應(yīng)用本發(fā)明。熟悉本領(lǐng)域技術(shù)的人員顯然可以容易地對(duì)上述實(shí)施例做出各種修改，并把在此說(shuō)明的一般原理應(yīng)用到其他實(shí)施例中而不必經(jīng)過(guò)創(chuàng)造性的勞動(dòng)。因此，本發(fā)明不限于上述實(shí)施例，本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)本發(fā)明的揭示，對(duì)于本發(fā)明做出的改進(jìn)和修改都應(yīng)該在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。