(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210795243.3 (22)申请日 2022.07.07 (71)申请人 徐州重型机 械有限公司 地址 221004 江苏省徐州市徐州经济技 术 开发区高新路68号 (72)发明人 李磊　齐行程　王双　张连第　 (74)专利代理 机构 南京纵横知识产权代理有限 公司 32224 专利代理师 钟昕宇 (51)Int.Cl. B66C 15/00(2006.01) B66C 13/16(2006.01) B66C 13/46(2006.01) G01D 21/02(2006.01) G06F 30/17(2020.01)G06F 30/27(2020.01) G06K 9/62(2022.01) G16Y 20/20(2020.01) G16Y 40/10(2020.01) H04L 67/12(2022.01) G08B 21/24(2006.01) G06F 119/02(2020.01) G06F 119/14(2020.01) (54)发明名称 一种起重机物联网数据采集分析系统及方 法 (57)摘要 本发明包括一种起重机物联网数据采集分 析系统及方法， 根据起重机各零部件使用特点， 确定可采集的寿命影响因子； 基于边缘计算技 术， 车载计算模块根据采集到的影响因子数据， 精确计算使用统计信息， 例如 某起重机零部件作 业时间、 作业频次， 并传输给物联网服务器； 物联 网服务器根据统计信息， 通过数学模型， 计算出 各零部件的寿命 预估信息及保养提醒信息； 系统 中信息可在车载端、 移动端、 集控端显示， 满足司 机、 管理者、 监理者等多角色人员对起重机零部 件级保养信息的需求。 权利要求书3页 说明书8页 附图3页 CN 115180520 A 2022.10.14 CN 115180520 A 1.一种起重机物联网数据采集及 分析系统， 其特征在于， 包括数据采集模块、 车载计算 模块、 车载显示模块、 信号传输模块、 物联网服 务器、 移动显示模块、 集控显示模块； 数据采集模块： 用于实时采集影响零部件寿命的起重 机的寿命影响因子数据； 车载计算模块： 用于对采集的寿命影响因子数据进行初步处理， 形成可读的零部件的 使用统计信息， 并将各零部件的使用统计信息传输给物联网服 务器； 物联网服务器： 用于接收各零部件的使用统计信息， 通过数学模型， 计算出各零部件的 寿命预估信息及保养提醒信息； 信号传输模块： 用于负责数据采集模块、 车载计算模块、 车载显示模块、 物联网服务器、 移动显示模块、 集控显示模块之间的信号 通讯； 车载显示模块： 用于显示零部件的使用统计信息、 寿命预估信息、 保养提醒信息， 面向 对象为起重机操作者； 集控显示模块： 用于显示零部件的使用统计信息、 寿命预估信息、 保养提醒信息， 面向 对象为集控中心人员； 移动显示模块： 用于显示零部件的使用统计信息、 寿命预估信息、 保养提醒信息， 面向 对象为移动终端 使用人员。 2.根据权利要求1所述的起重机物联网数据采集及分析系统， 其特征在于， 寿命影响因 子包括通用部分和专用部分； 通用部分包括常规整机信 息； 所述常规整机信 息包括车辆信 息、 发动机信息、 力限器系 统信息； 所述车辆信息包括VIN码、 出厂时间； 所述发动机信息包括转速、 水温； 所述力限器 系统信息包括实际吊重量、 变幅角度、 力矩百分比； 专用部分包括： 结构件 ‑伸缩臂、 液压件 ‑变幅油缸、 电气件 ‑电池； 所述结构件 ‑伸缩臂包括伸缩臂长， 所述液压件 ‑变幅油缸包括液压油温度， 所述电气 件‑电池包括电量、 电压 。 3.根据权利要求2所述的起重机物联网数据采集及分析系统， 其特征在于， 使用统计信 息为零部件的运动、 受力、 环境、 时间的统计信息； 结构件‑伸缩臂的使用统计信息的计算方法包括： 根据出厂时间、 伸缩臂长、 变幅角度、 实际吊重量、 力矩百分比， 结合伸缩臂的运动状态， 统计出伸缩臂运动里程、 带载伸缩累计 载荷； 液压件‑变幅油缸的使用统计信息的计算方法包括： 根据出厂时间、 变幅角度、 实际吊 重量、 力矩百分比、 液压油温， 结合变幅油缸的运动状态， 统计出变幅油缸的运动里程、 累计 受力载荷、 累计高温负荷； 电气件‑电池的使用统计信息的计算方法包括： 根据出厂时间、 发动机转速、 电压， 结合 电气系统使用状态， 统计出剩余电量、 累计充电时间、 累计耗电量。 4.根据权利要求3所述的起重机物联网数据采集及分析系统， 其特征在于， 所述寿命预 估信息为， 通过基于数理模型和专家判断的模糊预测模型计算而来的零部件的寿命预估信 息； 结构件‑伸缩臂的寿命预估信息计算方法包括： 将伸缩臂运动里程、 带载伸缩累计载荷 作为输入参数， 经过寿命预估数学模型处理， 计算出结构件 ‑伸缩臂寿命预估信息， 所述结 构件‑伸缩臂寿命预估信息包括伸缩臂 滑块磨损、 伸缩臂性能衰减率；权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 115180520 A 2液压件‑变幅油缸的寿命预估信息计算方法包括： 将变幅油缸运动里程、 累计受力载 荷、 累计高温负荷作为输入参数， 经过寿命预估数学模型处理， 计算出液压件 ‑变幅油缸寿 命预估信息； 所述液压件 ‑变幅油缸寿命预估信息包括变幅油缸轴套磨损、 载荷性能衰减 率、 密封件性能衰减率； 电气件‑电池的寿命预估信息计算方法包括： 将剩余电量、 累计充电时间、 累计耗电量 作为输入参数， 经过寿命预估数学模型处理， 计算出电气件 ‑电池寿命预估信息， 所述电气 件‑电池寿命预估信息包括剩余启动次数、 电池衰减率。 5.根据权利要求4所述的起重机物联网数据采集及分析系统， 其特征在于， 所述寿命预 估数学模型的构建方法包括： 获取结构件 ‑伸缩臂、 液压件 ‑变幅油缸和电器件 ‑电池的历史数据， 所述历史数据包括 多组模型的输出参数和输出参数； 将所述各零部件的历史数据划分为训练集和验证集， 基于进行多元线性回归， 建立因 变量和多个 自变量之间的线性关系， 得到的各零部件的多元线线性回归模型， 即寿命预估 数学模型； 结构件‑伸缩臂的输入参数包括伸缩臂运动里程、 带载伸缩累计载荷， 输出参数包括对 应的伸缩臂 滑块磨损、 伸缩臂性能衰减率； 液压件‑变幅油缸的输入参数包括变幅油缸运动里程、 累计受力载荷、 累计高温负荷， 输出参数包括对应的变幅油缸轴套磨损、 载荷性能衰减率、 密封件性能衰减率； 电器件‑电池的输入参数包括剩余电量、 累计充电时间、 累计耗电量， 输出参数包括对 应的剩余启动次数、 电池衰减率。 6.根据权利要求4所述的起重机物联网数据采集及分析系统， 其特征在于， 保养提醒信 息为通过预设的各零部件的保养提醒 数学模型计算而来的零部件的保养提醒信息； 结构件‑伸缩臂的保养提醒信息计算方法包括： 将伸缩臂滑块磨损、 伸缩臂性能衰减率 作为输入参数， 经过保养提醒数学模型处理， 计算出结构件 ‑伸缩臂保养提醒信息； 所述结 构件‑伸缩臂保养提醒信息包括涂抹润滑油、 更 换滑块、 结构探伤； 液压件‑变幅油缸的保养提醒信息计算方法包括： 将变幅油缸轴 套磨损、 变幅油缸性 能 衰减率作为输入参数， 经过保养提醒数学模型处理， 计算出液压件 ‑变幅油缸保养提醒信 息； 所述液压件 ‑变幅油缸保养提醒信息包括涂抹润滑油、 更 换轴套、 油缸内泄检测； 电气件‑电池的保养提醒信息计算方法包括： 将剩余启动次数、 电池衰减率作为输入参 数， 经过保养提醒数学模 型处理， 计算出电气件 ‑电池保养提醒信息； 所述电气件 ‑电池保养 提醒信息包括电池充电、 更 换电池。 7.根据权利要求6所述的起重机物联网数据采集及分析系统， 其特征在于， 所述保养提 醒数学模型包括预设范围， 当输入参数超出 预设范围时， 输出对应的提醒信息； 当伸缩臂滑块磨损、 伸缩臂性能衰减率超出预设范围， 输出涂抹润滑油、 更换滑块、 结 构探伤的提醒信息； 当变幅油缸轴套磨损、 变幅油缸性能衰减率超出预设范围， 输出涂抹润滑油、 更换轴 套、 油缸内泄检测的提醒信息； 当剩余启动次数、 电池衰减率超出 预设范围， 输出电池充电、 更 换电池的提醒信息 。 8.一种起重机物联网数据采集及 分析方法， 基于权利要求1 ‑7任一项所述的系统， 其特权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 115180520 A 3