本發(fā)明涉及工程機械，尤其涉及一種動力系統(tǒng)監(jiān)測裝置及方法。

背景技術(shù)：

1、工程機械中通常會用到電機、齒輪箱等提供動力，齒輪箱在運轉(zhuǎn)過程中可能會出現(xiàn)故障，由于齒輪箱內(nèi)部結(jié)構(gòu)密封，日常巡檢較難及時發(fā)現(xiàn)其內(nèi)部故障，且經(jīng)常拆卸齒輪箱觀察孔蓋板或堵頭費時費力，會影響其密封性，造成滲漏油或者污染齒輪箱油。通常會采用傳感器監(jiān)測齒輪箱的狀態(tài)，并用電池向傳感器供電，電池更換困難，進而導(dǎo)致故障監(jiān)測成本高。

2、此外，齒輪箱潤滑方式多是采用浸油潤滑方式，即借助齒輪或其它輔助零件轉(zhuǎn)動將潤滑油帶到嚙合處，部分潤滑油能夠潤滑軸承。軸承在使用過程中會產(chǎn)生熱量，潤滑油帶走軸承產(chǎn)生的熱量起到冷卻作用，軸承被潤滑油冷卻，熱量得不到充分利用。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種動力系統(tǒng)監(jiān)測裝置及方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的齒輪箱故障監(jiān)測難且軸承處產(chǎn)生的熱量得不到充分利用的技術(shù)問題。

2、如上構(gòu)思，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：

3、一種動力系統(tǒng)監(jiān)測裝置，動力系統(tǒng)包括齒輪箱，所述齒輪箱包括箱體、軸承和傳動軸，所述箱體上設(shè)置有軸承腔，所述軸承設(shè)置于所述軸承腔內(nèi)，所述傳動軸與所述軸承傳動連接，所述動力系統(tǒng)監(jiān)測裝置包括：

4、發(fā)電組件，設(shè)置于所述箱體內(nèi)，所述發(fā)電組件包括溫差發(fā)電片，所述溫差發(fā)電片的熱端朝向所述軸承腔，所述溫差發(fā)電片的冷端遠離所述軸承腔，所述軸承腔內(nèi)的潤滑油能夠沖刷所述溫差發(fā)電片的熱端以使得所述溫差發(fā)電片產(chǎn)生電能；或者，所述溫差發(fā)電片的熱端朝向所述傳動軸，所述溫差發(fā)電片的冷端遠離所述傳動軸，熱量通過所述傳動軸傳遞到所述溫差發(fā)電片的熱端，所述溫差發(fā)電片的冷端通過潤滑油或空氣散熱；

5、監(jiān)測組件，包括電路板和多個傳感器，所述傳感器與所述電路板電連接，所述發(fā)電組件向所述電路板提供電能，多個所述傳感器包括振動傳感器、溫度傳感器和扭矩傳感器。

6、作為優(yōu)選，所述溫差發(fā)電片與所述傳動軸固定連接且繞所述傳動軸的周向呈環(huán)形設(shè)置，所述電路板設(shè)置于所述傳動軸上。

7、作為優(yōu)選，所述溫差發(fā)電片的熱端設(shè)置有集熱片，所述集熱片位于所述軸承腔內(nèi)；和/或，所述溫差發(fā)電片的冷端設(shè)置有散熱片，所述散熱片遠離所述軸承腔延伸。

8、作為優(yōu)選，所述發(fā)電組件還包括多個壓電發(fā)電片，所述壓電發(fā)電片固定設(shè)置于所述傳動軸且在所述傳動軸的振動作用下產(chǎn)生電能。

9、作為優(yōu)選，所述發(fā)電組件還包括線圈和磁體，所述線圈與所述磁體兩者中的一者設(shè)置于所述傳動軸，另一者設(shè)置于所述箱體，在所述傳動軸轉(zhuǎn)動過程中，所述線圈與所述磁體存在相對運動以產(chǎn)生電能，所述線圈與所述電路板電連接。

10、作為優(yōu)選，所述線圈與所述傳動軸固定連接，所述電路板設(shè)置于所述傳動軸上，所述磁體與所述箱體固定連接。

11、作為優(yōu)選，所述動力系統(tǒng)還包括電機，所述電機設(shè)置于所述箱體外且能夠驅(qū)動所述傳動軸轉(zhuǎn)動，所述線圈在隨所述傳動軸同步轉(zhuǎn)動的過程中切割所述電機向周圍空間發(fā)出的電磁波以產(chǎn)生電能。

12、作為優(yōu)選，還包括安裝環(huán)和扭矩環(huán)，所述安裝環(huán)和所述扭矩環(huán)均固定于所述傳動軸，至少部分所述扭矩環(huán)沿所述傳動軸的軸向插入所述安裝環(huán)以使得所述安裝環(huán)與所述扭矩環(huán)之間形成容置空間，所述電路板設(shè)置所述安裝環(huán)且位于所述容置空間內(nèi)，所述扭矩傳感器設(shè)置于所述扭矩環(huán)且位于所述容置空間內(nèi)，所述扭矩傳感器與所述電路板沿所述傳動軸的徑向正對設(shè)置。

13、作為優(yōu)選，還包括蓄電池，所述蓄電池與所述電路板電連接，所述蓄電池能夠儲存所述發(fā)電組件提供的電能。

14、一種動力系統(tǒng)監(jiān)測方法，采用上述的動力系統(tǒng)監(jiān)測裝置，包括：

15、傳動軸在轉(zhuǎn)動過程中帶動潤滑油飛濺，部分潤滑油流過軸承帶走軸承產(chǎn)生的熱量，潤滑油沖刷溫差發(fā)電片的熱端以使得熱端升溫，溫差發(fā)電片的熱端和冷端產(chǎn)生溫差進行發(fā)電并向電路板提供電能；或者，熱量通過傳動軸傳遞到溫差發(fā)電片的熱端，部分潤滑油流過溫差發(fā)電片的冷端以對溫差發(fā)電片散熱；

16、振動傳感器采集傳動軸的振動信息并傳輸至控制器，溫度傳感器采集箱體內(nèi)的溫度信息并傳輸至控制器，扭矩傳感器采集傳動軸的扭矩信息并傳輸至控制器。

17、本發(fā)明的有益效果：

18、本發(fā)明提出的動力系統(tǒng)監(jiān)測裝置，通過將溫差發(fā)電片設(shè)置于齒輪箱的箱體內(nèi)，傳動軸在轉(zhuǎn)動過程中帶動潤滑油飛濺，部分潤滑油流過軸承帶走軸承產(chǎn)生的熱量，潤滑油沖刷溫差發(fā)電片的熱端以使得熱端升溫，溫差發(fā)電片的熱端和冷端產(chǎn)生溫差進行發(fā)電并向電路板提供電能，使得軸承產(chǎn)生的熱量得到充分利用；傳感器與電路板電連接，多個傳感器包括振動傳感器、溫度傳感器和扭矩傳感器，進而能夠監(jiān)測振動信息、溫度信息和扭矩信息，便于及時處理故障；通過溫差發(fā)電片和傳感器配合，不僅將熱量充分利用，還能夠?qū)φ駝有畔?、溫度信息和扭矩信息進行監(jiān)測，降低故障率，無需設(shè)置電池，節(jié)省能源。

技術(shù)特征：

1.一種動力系統(tǒng)監(jiān)測裝置，其特征在于，動力系統(tǒng)包括齒輪箱，所述齒輪箱包括箱體(110)、軸承(120)和傳動軸(130)，所述箱體(110)上設(shè)置有軸承腔，所述軸承(120)設(shè)置于所述軸承腔內(nèi)，所述傳動軸(130)與所述軸承(120)傳動連接，所述動力系統(tǒng)監(jiān)測裝置包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的動力系統(tǒng)監(jiān)測裝置，其特征在于，所述溫差發(fā)電片(11)與所述傳動軸(130)固定連接且繞所述傳動軸(130)的周向呈環(huán)形設(shè)置，所述電路板(21)設(shè)置于所述傳動軸(130)上。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的動力系統(tǒng)監(jiān)測裝置，其特征在于，所述溫差發(fā)電片(11)的熱端設(shè)置有集熱片(111)，所述集熱片(111)位于所述軸承腔內(nèi)；和/或，所述溫差發(fā)電片(11)的冷端設(shè)置有散熱片(112)，所述散熱片(112)遠離所述軸承腔延伸。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的動力系統(tǒng)監(jiān)測裝置，其特征在于，所述發(fā)電組件還包括多個壓電發(fā)電片(14)，所述壓電發(fā)電片(14)固定設(shè)置于所述傳動軸(130)且在所述傳動軸(130)的振動作用下產(chǎn)生電能。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的動力系統(tǒng)監(jiān)測裝置，其特征在于，所述發(fā)電組件還包括線圈(12)和磁體(13)，所述線圈(12)與所述磁體(13)兩者中的一者設(shè)置于所述傳動軸(130)，另一者設(shè)置于所述箱體(110)，在所述傳動軸(130)轉(zhuǎn)動過程中，所述線圈(12)與所述磁體(13)存在相對運動以產(chǎn)生電能，所述線圈(12)與所述電路板(21)電連接。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的動力系統(tǒng)監(jiān)測裝置，其特征在于，所述線圈(12)與所述傳動軸(130)固定連接，所述電路板(21)設(shè)置于所述傳動軸(130)上，所述磁體(13)與所述箱體(110)固定連接。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的動力系統(tǒng)監(jiān)測裝置，其特征在于，所述動力系統(tǒng)還包括電機，所述電機設(shè)置于所述箱體(110)外且能夠驅(qū)動所述傳動軸(130)轉(zhuǎn)動，所述線圈(12)在隨所述傳動軸(130)同步轉(zhuǎn)動的過程中切割所述電機向周圍空間發(fā)出的電磁波以產(chǎn)生電能。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的動力系統(tǒng)監(jiān)測裝置，其特征在于，還包括安裝環(huán)(30)和扭矩環(huán)(40)，所述安裝環(huán)(30)和所述扭矩環(huán)(40)均固定于所述傳動軸(130)，至少部分所述扭矩環(huán)(40)沿所述傳動軸(130)的軸向插入所述安裝環(huán)(30)以使得所述安裝環(huán)(30)與所述扭矩環(huán)(40)之間形成容置空間，所述電路板(21)設(shè)置所述安裝環(huán)(30)且位于所述容置空間內(nèi)，所述扭矩傳感器(22)設(shè)置于所述扭矩環(huán)(40)且位于所述容置空間內(nèi)，所述扭矩傳感器(22)與所述電路板(21)沿所述傳動軸(130)的徑向正對設(shè)置。

9.根據(jù)權(quán)利要求1-8任一項所述的動力系統(tǒng)監(jiān)測裝置，其特征在于，還包括蓄電池，所述蓄電池與所述電路板(21)電連接，所述蓄電池能夠儲存所述發(fā)電組件提供的電能。

10.一種動力系統(tǒng)監(jiān)測方法，其特征在于，采用權(quán)利要求1-9任一項所述的動力系統(tǒng)監(jiān)測裝置，包括：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種動力系統(tǒng)監(jiān)測裝置及方法，其屬于工程機械技術(shù)領(lǐng)域，動力系統(tǒng)包括齒輪箱，齒輪箱包括箱體、軸承和傳動軸，箱體上設(shè)置有軸承腔，軸承設(shè)置于軸承腔內(nèi)，傳動軸與軸承傳動連接，動力系統(tǒng)監(jiān)測裝置包括發(fā)電組件和監(jiān)測組件，發(fā)電組件包括溫差發(fā)電片，溫差發(fā)電片的熱端朝向軸承腔，溫差發(fā)電片的冷端遠離軸承腔，軸承腔內(nèi)的潤滑油能夠沖刷溫差發(fā)電片的熱端以使得溫差發(fā)電片產(chǎn)生電能；組件包括電路板和多個傳感器，傳感器與電路板電連接，發(fā)電組件向電路板提供電能，多個傳感器包括振動傳感器、溫度傳感器和扭矩傳感器。動力系統(tǒng)監(jiān)測方法采用上述的動力系統(tǒng)監(jiān)測裝置。將熱量充分利用，能夠進行監(jiān)測，降低故障率，節(jié)省能源。

技術(shù)研發(fā)人員：雍超,周輝
受保護的技術(shù)使用者：南高齒（淮安）高速齒輪制造有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/2