(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 20221049021 1.2 (22)申请日 2022.05.07 (71)申请人 杭州师范大学 地址 311100 浙江省杭州市余杭区余杭塘 路2318号 (72)发明人 徐安琪　周迪斌　朱梦琳　 (74)专利代理 机构 上海德誉达专利代理事务所 (普通合伙) 31426 专利代理师 曹翠翠 (51)Int.Cl. G01M 13/04(2019.01) G01D 21/02(2006.01) G01N 21/88(2006.01) G01N 21/01(2006.01) (54)发明名称 一种轴承缺陷检测系统及方法 (57)摘要 本发明公开了一种轴承缺陷检测系统及方 法， 涉及轴承缺陷检测技术领域， 具体为一种轴 承缺陷检测系统及方法， 包括检测设备和辅助检 测系统， 所述检测设备包括支撑台架、 与设置在 支撑台架上的待检测轴承， 以及位于待检测轴承 两侧的液压夹持系统， 所述辅助检测系统包括中 央处理芯片、 与中央处理芯片连接的PLC控制器， 以及与PLC控制器连接的CCD摄像头和照明系统。 本发明可将待检测轴承放置在支撑台架的液压 夹持系统之间， 并经液压油缸的作用， 推动固定 弧架和辊轴移动， 可将辊轴与待检测轴承接触， 使得辊轴将 夹持力作用于待检测轴承， 以及配合 弧形固定弧架限制待检测轴承的位置， 并通过橡 胶套垫减 轻待检测轴承受到的磨损， 以及可避免 待检测轴承偏斜。 权利要求书3页 说明书7页 附图3页 CN 114813122 A 2022.07.29 CN 114813122 A 1.一种轴承缺陷检测系统， 包括检测设备和辅助检测系统， 其特征在于： 所述检测设备 包括支撑台架(1)、 与设置在支撑台架(1)上的待检测轴承(4)， 以及位于待检测轴承(4)两 侧的液压夹持系统(3)， 所述待检测轴承(4)内穿设有转动系统(5)， 所述辅助检测系统包括 中央处理芯片(2)、 与中央处理芯片(2)连接的PLC控制器(8)， 以及与PLC控制器(8)连接的 CCD摄像头(6)和照明系统(7)。 2.根据权利要求1所述的一种轴承缺陷检测系统， 其特征在于： 所述液压夹持系统(3) 包括液压油缸(301)、 固定弧架(302)、 辊轴(303)、 橡胶套垫(304)和压力传感器(305)， 所述 固定弧架(302)的两侧均 设有液压油缸(301)， 所述液压油缸(301)的一端通过螺栓固定在 支撑台架(1)上， 另一端与固定弧架(302)固定连接， 所述固定弧架(302)内设有若干个辊轴 (303)， 所述辊轴(3 03)外套接有橡胶套垫(3 04)。 3.根据权利要求1所述的一种轴承缺陷检测系统， 其特征在于： 所述转动系统(5)包括 传动轴杆(501)、 减速电机(502)、 转动电机(503)、 转速传感器(504)、 微型油缸(505)、 推轴 (506)、 推臂(507)和 支杆(508)， 所述传动轴杆(501)的输入端连接有减速电机(502)， 以及 与减速电机(5 02)连接的转动电机(5 03)。 4.根据权利要求3所述的一种轴承缺陷检测系统， 其特征在于： 所述传动轴杆(501)内 开设有通腔， 以及与通腔连通的侧槽， 所述通腔内设有微型油缸(505)， 所述微型油缸(505) 的延伸端 连接有推轴(506)， 所述推轴(506)上设有若干个支杆(508)， 所述侧槽内设有推臂 (507)， 所述支杆(5 08)的一端活动销接在 传动轴杆(5 01)上， 另一端与推臂(5 07)活动销接 。 5.根据权利 要求1所述的一种轴承缺陷检测系统， 其特征在于： 所述CCD摄像头(6)电连 接有图像特 征提取(6 01)； CCD摄像头(6)用于根据待检测轴承(4)表面光的强弱积累相应比例的电荷， 各个像素 积累的电荷 在视频时序的控制下， 逐点外移， 经 滤波、 放大处 理后， 形成视频信号输出； 图像特征提取(6 01)用于截取C CD摄像头(6)反馈的异常像素 特征数据。 6.根据权利要求1所述的一种轴承缺陷检测系统， 其特征在于： 所述照明系统(7)包括 亮度控制模块(701)， 以及与亮度控制模块(701)电连接的照明灯具(702)。 7.根据权利要求1所述的一种轴承缺陷检测系统， 其特征在于： 所述中央处理芯片(2) 还电连接有角度传感器(9)、 震动传感器(10)、 红外距离传感器(1 1)和异响检测单 元(12)； 所述角度传感器(9)用于检测待检测轴承(4)的转动角度， 以及可反馈转速； 所述振动传感器(10)用于检测待检测轴承(4)的振动幅度， 以及频率出现的次数； 所述红外距离传感器(11)用于检测待检测轴承(4)边缘与红外距离传感器(11)之间的 间距， 判断待检测轴承(4)是否轴心偏斜。 8.根据权利要求1所述的一种轴承缺陷检测系统， 其特征在于： 所述异响检测单元(12) 包括声压传感器(1201)和噪声传感器(1202)、 与声压传感器(1201)和噪声传感器(12 02)连 接的噪声处理模块(1203)、 与噪声处理模块(1203)连接的功率放大器(1204)、 与功率放大 器(1204)连接的声音分析模块(1205)， 以及声音分析模块(1205)连接的异响反馈模块 (1206)； 所述声压传感器(1201)用于检测声压并转换成可用输出信号； 所述噪声传感器(1202)用于产生与待检测轴承(4)噪声对应变化的微小电压， 可实现 光信号到电信号的转换， 并可反馈给中央处 理芯片(2)；权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 114813122 A 2所述噪声处 理模块(120 3)用于去除检测待检测轴承(4)产生的干扰噪声； 所述功率 放大器(1204)用于增大噪声反馈的电信号； 所述声音分析模块(120 5)用于分析电信号， 观察电信号反馈的大小； 所述异响反馈模块(1206)用于接收声音分析模块(1205)反馈的电信号， 并将异常的电 信号反馈给中央处 理芯片(2)。 9.根据权利要求1所述的一种轴承缺陷检测系统， 其特征在于： 所述中央处理芯片(2) 的输出端还 连接有数据处理单元(13)， 所述数据处理单元(13)包括数据储存模块(1301)和 数据对比模块(1302)、 与数据对比模块(1302)连接的缺陷判断模块(1303)， 以及与缺陷判 断模块(13 03)连接的异常数据反馈模块(13 04)； 所述数据储存模块(1301)用于储存待检测轴承(4)的标准数据， 以及压力传感器(305) 和转速传感器(5 04)反馈的电信号； 所述数据对比模块(1302)用于提取数据储存模块(1301)内储存的标准数据， 并与当前 检测数据对比； 所述缺陷判断模块(1303)用于接收数据对比模块(1302)反馈的对比数据， 并判断待检 测轴承(4)是否异常； 所述异常数据反馈模块(1304)用于接收缺 陷判断模块(1303)输出的结果， 并将数据反 馈给用户。 10.根据权利要求1 ‑9任一项所述的一种轴承缺陷检测系统， 其特征在于， 该轴承缺陷 检测方法， 包括以下步骤： S1、 将待检测轴承(4)放置在支撑台架(1)的液压夹持系统(3)之间， 并经液压油缸 (301)的作用， 推动固定弧架(302)和辊轴(303)移动， 可将辊轴(303)与待检测轴承(4)接 触， 使得辊轴(303)将 夹持力作用于待检测轴承(4)， 以及配合弧形固定弧架(302)限制待检 测轴承(4)的位置； S2、 将传动轴杆(501)穿出待检测轴承(4)的内部， 并经微型油缸(505)的作用， 可推动 推轴(506)沿通腔的内部移动， 以及推轴(506)通过支杆(508)与推臂(507)活动 连接， 可推 动推臂(507)沿侧槽移动， 直至推臂(507)抵住待检测轴承(4)， 用于限制待检测轴承(4)与 传动轴杆(501)的位置， 再通过转动电机(503)和减速电机(502)的配合带动传动轴杆(501) 转动， 以及同步带动待检测轴承(4)转动， 并可配合转速传感器(504)检测待检测轴承(4)的 转动， 以及配合角度传感器(9)检测待检测轴承(4)的转动角度， 并可反馈给中央处理芯片 (2)， 可通过中央处理芯片(2)控制PLC控制器(8)， 进而控制减速电机(502)和转动电机 (503)调控待检测轴承(4)的转速； S3、 通过CCD摄像头(6)记录待检测轴承(4)表面反馈的像素， 并将像素信息反馈给图像 特征提取(601)， 通过图像特征提取(601)截取CCD摄像头(6)反馈的异常像素特征数据， 并 反馈给中央处 理芯片(2)； S4、 通过亮度控制模块(701)控制照明灯具(702)的亮度， 用于提高CCD摄像头(6)反馈 像素的清晰， 用于通过C CD摄像头(6)判断待检测轴承(4)表面是否凹凸不平； S5、 通过声压传感器(1201)检测待检测轴承(4)测试的声压， 并配合噪声传感器(1202) 检测待检测轴承(4)产生的声音， 以及通过噪声处理模块(1203)处理声压传感器(1201)和 噪声传感器(1202)反馈的电信号， 再通过功率放大器(1204)增大输出的电信号， 声音分析权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 114813122 A 3