本發(fā)明涉及彈簧測試，特別涉及一種螺旋彈簧測試裝置、方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、目前，在機械工程領(lǐng)域，螺旋彈簧作為一種重要的彈性元件，廣泛應(yīng)用于各種設(shè)備和結(jié)構(gòu)中。為了確保螺旋彈簧的質(zhì)量和可靠性，對其性能進行準(zhǔn)確測試至關(guān)重要。在現(xiàn)有的技術(shù)條件下，螺旋彈簧的測試方法通常包括靜態(tài)測試和動態(tài)測試。靜態(tài)測試主要關(guān)注彈簧在特定載荷下的變形情況，而動態(tài)測試則側(cè)重于模擬實際工作中的交變載荷條件，評估彈簧的疲勞壽命和性能。在彈簧的設(shè)計階段，疲勞壽命是一個關(guān)鍵的設(shè)計參數(shù)。設(shè)計師需要根據(jù)彈簧的使用環(huán)境、承受的載荷等因素，計算并確定合理的疲勞壽命要求，然后選擇合適的材料、幾何形狀和制造工藝來滿足這一要求。例如，在設(shè)計一個工業(yè)設(shè)備中的減震彈簧時，根據(jù)設(shè)備的工作頻率、振動幅值和預(yù)期的使用壽命等因素，確定彈簧的疲勞壽命應(yīng)達到100萬次以上，然后通過材料選型和結(jié)構(gòu)設(shè)計來實現(xiàn)這一目標(biāo)。在質(zhì)量控制過程中，疲勞壽命測試是保證彈簧質(zhì)量的重要手段。通過對批量生產(chǎn)的彈簧進行抽樣疲勞壽命測試，可以檢驗彈簧是否符合設(shè)計要求，避免質(zhì)量不合格的彈簧進入市場。例如，在汽車零部件生產(chǎn)中，對汽車懸架彈簧和氣門彈簧等關(guān)鍵部件，必須進行嚴(yán)格的疲勞壽命測試，以確保汽車的安全性和可靠性。對于使用彈簧的設(shè)備，了解彈簧的疲勞壽命有助于制定合理的維護計劃。例如，在一些大型機械設(shè)備中，通過對關(guān)鍵部位彈簧疲勞壽命的評估，可以提前預(yù)測彈簧的失效時間，從而在彈簧失效前進行更換，避免因彈簧突然失效而導(dǎo)致設(shè)備故障或安全事故。

2、雖然目前已經(jīng)出現(xiàn)了一些自動化的測試設(shè)備和系統(tǒng)，但在測試速度、樣品更換效率、數(shù)據(jù)采集與處理速度等方面仍有進一步提升的空間。例如，在進行大批量彈簧的疲勞壽命測試時，如何縮短單個樣品的測試時間，同時保證測試結(jié)果的準(zhǔn)確性，是提高測試效率的關(guān)鍵問題。

3、因此，本發(fā)明提出一種螺旋彈簧測試裝置、方法及系統(tǒng)。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明提供一種螺旋彈簧測試裝置、方法及系統(tǒng)，用以采用荷載承受過程監(jiān)控模塊能夠獲取大量側(cè)向監(jiān)控視頻，為后續(xù)的分析提供了豐富的數(shù)據(jù)來源。并采用動態(tài)軌跡時變分析模塊基于這些監(jiān)控視頻，對彈簧在每次承受交變荷載時的動態(tài)軌跡進行分析，從而準(zhǔn)確得出每種交變荷載下的疲勞壽命。這種精確的分析有助于深入了解螺旋彈簧在不同荷載條件下的性能變化和疲勞程度。最終利用性能測試結(jié)果輸出模塊將所有交變荷載下的疲勞壽命作為性能測試結(jié)果，全面反映了螺旋彈簧的性能狀況。整個裝置通過獲取待測螺旋彈簧在承受階梯交變荷載時的大量側(cè)向監(jiān)控視頻，能夠縮短單個彈簧樣品的測試時間，在高效、準(zhǔn)確地完成螺旋彈簧的性能測試，為產(chǎn)品質(zhì)量評估和改進提供了有力的支持，有助于提高螺旋彈簧的可靠性和安全性，保障相關(guān)設(shè)備的正常運行。

2、本發(fā)明提供一種螺旋彈簧測試裝置，包括：

3、荷載承受過程監(jiān)控模塊，用于獲取待測螺旋彈簧在承受階梯交變荷載時的大量側(cè)向監(jiān)控視頻；

4、動態(tài)軌跡時變分析模塊，用于基于待測螺旋彈簧在承受階梯交變荷載時的大量側(cè)向監(jiān)控視頻中包含的每種交變荷載的所有側(cè)向監(jiān)控視頻，對待測螺旋彈簧在每次承受交變荷載時的動態(tài)軌跡進行分析，獲得待測螺旋彈簧在每種交變荷載下的疲勞壽命；

5、性能測試結(jié)果輸出模塊，用于將待測螺旋彈簧在所有種交變荷載下的疲勞壽命當(dāng)作待測螺旋彈簧的性能測試結(jié)果。

6、優(yōu)選的，荷載承受過程監(jiān)控模塊，包括：

7、階梯交變荷載獲取子模塊，用于獲取階梯交變荷載列表，其中，階梯交變換荷載列表包含數(shù)值以均勻階梯式增長的多種交變荷載；

8、荷載承受過程監(jiān)控子模塊，用于獲取待測螺旋彈簧在分別承受預(yù)設(shè)次數(shù)階梯交變荷載列表中包含的每種交變荷載時的側(cè)向監(jiān)控視頻，獲得每種交變荷載的所有側(cè)向監(jiān)控視頻，其中，每種交變荷載的側(cè)向監(jiān)控視頻總數(shù)等于預(yù)設(shè)次數(shù)。

9、優(yōu)選的，動態(tài)軌跡時變分析模塊，包括：

10、側(cè)向監(jiān)控視頻劃分子模塊，用于在待測螺旋彈簧在承受階梯交變荷載時的大量側(cè)向監(jiān)控視頻中，提取出每種交變荷載的所有側(cè)向監(jiān)控視頻；

11、動態(tài)軌跡時變特征分析子模塊，用于基于每種交變荷載的所有側(cè)向監(jiān)控視頻，對待測螺旋彈簧在承受單種交變荷載時的所有動態(tài)軌跡進行時序漸變分析，獲得待測螺旋彈簧在每種交變荷載下的疲勞壽命。

12、優(yōu)選的，動態(tài)軌跡時變特征分析子模塊，包括：

13、動態(tài)軌跡擬合單元，用于在每種交變荷載的每個側(cè)向監(jiān)控視頻中的每個視頻幀中標(biāo)定出所有螺旋圈定點位置，并基于每個螺旋圈定點在每種交變荷載的每個側(cè)向監(jiān)控視頻中的所有視頻幀中的螺旋圈定點位置，擬合出每個螺旋圈定點在每種交變荷載的每個側(cè)向監(jiān)控視頻中的壓縮動態(tài)軌跡和回彈動態(tài)軌跡；

14、動態(tài)軌跡時變分析單元，用于對每個螺旋圈定點在每種交變荷載的所有側(cè)向監(jiān)控視頻中的壓縮動態(tài)軌跡和回彈動態(tài)軌跡進行時序漸變分析，獲得待測螺旋彈簧在每種交變荷載下的疲勞壽命。

15、優(yōu)選的，動態(tài)軌跡時變分析單元，包括：

16、定點動態(tài)參數(shù)全程提取子單元，用于在每個螺旋圈定點在每種交變荷載的每個側(cè)向監(jiān)控視頻中的壓縮動態(tài)軌跡中，提取出每個螺旋圈定點在對應(yīng)彈簧壓縮全程的實時位移速度和實時縱向高度，同時，在每個螺旋圈定點在每種交變荷載的每個側(cè)向監(jiān)控視頻中的回彈動態(tài)軌跡中，提取出每個螺旋圈定點在對應(yīng)彈簧回彈全程的實時位移速度和實時縱向高度；

17、動態(tài)特征值提取子單元，用于在每個螺旋圈定點在每次彈簧壓縮全程的實時位移速度和實時縱向高度中提取出每個螺旋圈定點在每次彈簧壓縮全程的所有種回彈動態(tài)特征值，同時，在每個螺旋圈定點在每次彈簧回彈全程的實時位移速度和實時縱向高度中提取出每個螺旋圈定點在每次彈簧回彈全程的所有種壓縮動態(tài)特征值；

18、疲勞壽命分析子單元，用于基于所有螺旋圈定點在每種交變荷載的所有次彈簧壓縮全程的所有壓縮動態(tài)特征值和在每種交變荷載的所有次彈簧回彈全程的所有回彈動態(tài)特征值，分析出待測螺旋彈簧在每種交變荷載下的疲勞壽命。

19、優(yōu)選的，疲勞壽命分析子單元，包括：

20、動態(tài)變化率提取端，用于基于每個螺旋圈定點在每種交變荷載的所有次彈簧壓縮全程的所有壓縮動態(tài)特征值，獲得每個螺旋圈定點在每種交變荷載的所有次彈簧壓縮全程的每種壓縮動態(tài)特征變化率，同時，基于每個螺旋圈定點在每種交變荷載的所有次彈簧回彈全程的所有回彈動態(tài)特征值，獲得每個螺旋圈定點在每種交變荷載的所有次彈簧回彈全程的每種回彈動態(tài)特征變化率；

21、疲勞壽命分析端，用于基于所有螺旋圈定點在每種交變荷載的所有次彈簧壓縮全程的所有種壓縮動態(tài)特征變化率和在每種交變荷載的所有次彈簧回彈全程的所有種回彈動態(tài)特征變化率，分析出待測螺旋彈簧在每種交變荷載下的疲勞壽命。

22、優(yōu)選的，疲勞壽命分析端，包括：

23、疲勞損傷參數(shù)分析子端，用于基于每個螺旋圈定點在每種交變荷載的所有次彈簧壓縮全程的每種壓縮動態(tài)特征變化率，計算出每個螺旋圈定點在每種交變荷載的每種壓縮動態(tài)特征維度下的疲勞損傷速率和每個螺旋圈定點在每種交變荷載的每種壓縮動態(tài)特征維度下的當(dāng)前測試疲勞損傷極限指數(shù)，同時，基于每個螺旋圈定點在每種交變荷載的所有次彈簧回彈全程的每種回彈動態(tài)特征變化率，計算出每個螺旋圈定點在每種交變荷載的每種回彈動態(tài)特征維度下的疲勞損傷速率和每個螺旋圈定點在每種交變荷載的每種回彈動態(tài)特征維度下的當(dāng)前測試疲勞損傷極限指數(shù)；

24、疲勞壽命單維度預(yù)測子端，用于基于每個螺旋圈定點在每種交變荷載的每種壓縮動態(tài)特征維度下的疲勞損傷速率和每個螺旋圈定點在每種交變荷載的每種壓縮動態(tài)特征維度下的當(dāng)前測試疲勞損傷極限指數(shù)，計算出每個螺旋圈定點在每種交變荷載的每種壓縮動態(tài)特征維度下的預(yù)測疲勞壽命，同時，基于每個螺旋圈定點在每種交變荷載的每種回彈動態(tài)特征維度下的疲勞損傷速率和每個螺旋圈定點在每種交變荷載的每種回彈動態(tài)特征維度下的當(dāng)前測試疲勞損傷極限指數(shù)，計算出每個螺旋圈定點在每種交變荷載的每種回彈動態(tài)特征維度下的預(yù)測疲勞壽命；

25、疲勞壽命匯總分析子端，用于基于待測螺旋彈簧的所有螺旋圈定點在每種交變荷載的所有種壓縮動態(tài)特征維度下的預(yù)測疲勞壽命和所有種回彈動態(tài)特征維度下的預(yù)測疲勞壽命，分析出待測螺旋彈簧在每種交變荷載下的疲勞壽命。

26、優(yōu)選的，疲勞壽命匯總分析子端基于待測螺旋彈簧的所有螺旋圈定點在每種交變荷載的所有種壓縮動態(tài)特征維度下的預(yù)測疲勞壽命和所有種回彈動態(tài)特征維度下的預(yù)測疲勞壽命，分析出待測螺旋彈簧在每種交變荷載下的疲勞壽命的方法，包括：

27、將待測螺旋彈簧的所有螺旋圈定點在每種交變荷載的所有種壓縮動態(tài)特征維度下的預(yù)測疲勞壽命和所有種回彈動態(tài)特征維度下的預(yù)測疲勞壽命中的最小值，當(dāng)作待測螺旋彈簧在每種交變荷載下的疲勞壽命。

28、本發(fā)明提供一種螺旋彈簧測試方法，應(yīng)用于以上任一種螺旋彈簧測試裝置，包括：

29、s1：獲取待測螺旋彈簧在承受階梯交變荷載時的大量側(cè)向監(jiān)控視頻；

30、s2：基于待測螺旋彈簧在承受階梯交變荷載時的大量側(cè)向監(jiān)控視頻中包含的每種交變荷載的所有側(cè)向監(jiān)控視頻，對待測螺旋彈簧在每次承受交變荷載時的動態(tài)軌跡進行分析，獲得待測螺旋彈簧在每種交變荷載下的疲勞壽命；

31、s3：將待測螺旋彈簧在所有種交變荷載下的疲勞壽命當(dāng)作待測螺旋彈簧的性能測試結(jié)果。

32、本發(fā)明提供一種螺旋彈簧測試系統(tǒng)，包括：

33、以上任一種螺旋彈簧測試裝置；

34、測試結(jié)果傳輸模塊，用于將以上任一種螺旋彈簧測試裝置輸出的待測螺旋彈簧的性能測試結(jié)果傳輸至監(jiān)控中心。

35、本發(fā)明相對于現(xiàn)有技術(shù)產(chǎn)生的有益效果為：采用荷載承受過程監(jiān)控模塊能夠獲取大量側(cè)向監(jiān)控視頻，為后續(xù)的分析提供了豐富的數(shù)據(jù)來源。并采用動態(tài)軌跡時變分析模塊基于這些監(jiān)控視頻，對彈簧在每次承受交變荷載時的動態(tài)軌跡進行分析，從而準(zhǔn)確得出每種交變荷載下的疲勞壽命。這種精確的分析有助于深入了解螺旋彈簧在不同荷載條件下的性能變化和疲勞程度。最終利用性能測試結(jié)果輸出模塊將所有交變荷載下的疲勞壽命作為性能測試結(jié)果，全面反映了螺旋彈簧的性能狀況。整個裝置通過獲取待測螺旋彈簧在承受階梯交變荷載時的大量側(cè)向監(jiān)控視頻，能夠縮短單個彈簧樣品的測試時間，在高效、準(zhǔn)確地完成螺旋彈簧的性能測試，為產(chǎn)品質(zhì)量評估和改進提供了有力的支持，有助于提高螺旋彈簧的可靠性和安全性，保障相關(guān)設(shè)備的正常運行。

36、本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點將在隨后的說明書中闡述，并且，部分地從說明書中變得顯而易見，或者通過實施本發(fā)明而了解。本發(fā)明的目的和其他優(yōu)點可通過在本技術(shù)文件中所特別指出的結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)和獲得。

37、下面通過附圖和實施例，對本發(fā)明的技術(shù)方案做進一步的詳細(xì)描述。