1.本发明涉及采煤机技术领域，具体而言，涉及一种采煤机故障诊断方法、装置和采煤机。
背景技术：2.目前采煤机的监测诊断装置大多覆盖温度、电流、振动和油液等多种技术手段，其中振动分析均在采煤机实际工作中，即采煤过程中进行检测，使得故障部位会在大幅载荷下故障征兆会充分暴露，但采煤机实际工作时还会伴随大量振动冲击干扰，部分故障特征有可能淹没在干扰信号中，虽然衍生了很多滤波降噪算法，但是对于采煤机的故障诊断效果均不理想。
3.因此，如何提出一种适用于检测采煤机不同类型故障的方案成为目前亟待解决的问题。
技术实现要素：4.本发明旨在至少解决现有技术或相关技术中存在的技术问题之一。
5.为此，本发明的第一方面提供了一种采煤机故障诊断方法。
6.本发明的第二方面还提供了一种采煤机故障诊断装置。
7.本发明的第三方面还提供了一种采煤机故障诊断装置。
8.本发明的第四方面还提供了一种可读存储介质。
9.本发明的第五方面还提供了一种采煤机。
10.有鉴于此，本发明的第一方面提出了一种采煤机故障诊断方法，用于悬臂机构的故障诊断，采煤机故障诊断方法包括：响应于采煤机的空载运行指令，控制采煤机空载运行；响应于第一诊断指令，以进行第一次诊断，进行第一次诊断的步骤包括：控制采煤机以额定切割速度空载运行；在采煤机以额定切割速度空载运行第一时长阈值后，获取第一目标采样部位，在第二时长阈值内的振动数据；根据第二时长阈值内的振动数据生成并显示第一诊断信息；响应于第二诊断指令，以进行第二次诊断，进行第二次诊断的步骤包括：控制采煤机按照预设诊断模式运行第三时长阈值，并获取第二目标采样部位，在第三时长阈值内的振动数据；根据第三时长阈值内的振动数据，生成并显示第二诊断信息；接收诊断规则优化数据，根据诊断规则优化数据对诊断规则进行更新，在诊断规则更新后响应于第一诊断指令或第二诊断指令，重新执行上述第一次诊断或第二次诊断步骤；或接收处理方案并与诊断信息关联存储，以便后续出现相同诊断信息时参考。
11.本发明提供的采煤机故障诊断方法，当现场的工作人员需要对采煤机进行故障检测时，首先下发采煤机空载运行的指令，而后采煤机响应于空载运行指令开始空载运行，而后人工下发进行第一诊断指令，采煤机响应于第一诊断指令进行第一次诊断，采煤机以额定切割速度空载运行，当采煤机空载运行第一时长阈值后开始采集振动数据，由于采煤机启动后电机转速不稳定，在空载运行一段时间后，转速趋于稳定，此时再进行数据采集更为
准确；进而在第二时长阈值内，对采煤机的第一目标采样部位的振动数据进行获取，根据所获取的振动数据，对采煤机的故障类型和故障概率进行诊断分析，而后生成第一诊断信息并显示以供工作人员参考，由于第一诊断信息仅为采煤机的粗略诊断，仅提供一个大致的故障类型或故障概率，而后人工根据故障类型选择是否要进行精密诊断，并适应性的选择精密诊断的模式，进而下发第二次诊断的指令，采煤机响应于第二诊断指令进行第二次诊断，控制采煤机按照预设诊断模式运行，由于不同的诊断模式适用于不同类型故障的检测，因此人工选取不同的模式来适应性的对不同的故障进行精密诊断，在采煤机按照人工选取的预设的诊断模式运行时，在第三时长阈值内对采煤机第二目标采样部位的振动数据进行获取，并根据振动数据，进一步的诊断分析出采煤机故障类型和故障程度，进而生成第二诊断信息并显示以供工作人员参考。工作人员根据第二诊断信息对诊断结果是否正确进行判断，若诊断结果有误，则工作人员对诊断规则进行优化，并将诊断规则优化数据输入至采煤机，以对采煤机诊断规则进行更新，进而工作人员下发返回第一次诊断或第二次诊断流程的重新诊断的指令，采煤机根据更新后的诊断规则进行故障诊断分析，以此不断对诊断规则进行更新，提高了故障诊断的准确率；若诊断结果无误，则工作人员将处理方案输入至采煤机，采煤机将故障数据与处理方案关联存储，以便后续出现相同故障时参考。本技术通过缜密的逻辑将整个采煤机自检的过程精细化，利用不同的模式对不同的故障的敏感度的差异，实现了故障检测的全面性，有效覆盖机械部件，实现了对机械部件的使用状态进行监控，通过初步诊断有效弥补了工作状态下部分故障诊断困难的空缺，提高了故障诊断的精密性和准确性，与此同时不断对诊断规则进行更新，进一步提高了故障诊断的准确率。
12.其中，本技术中，采煤机包括悬臂机构，悬臂机构上布置有多个采样点，以实现对多个部位的振动数据的采集。也即采煤机故障诊断方法为根据悬臂机构的振动数据进行的故障判断方法。因此，本技术中的第一目标采样部位和第二目标采样部位均为悬臂机构的部位，振动数据均为悬臂机构的振动数据。并且本技术中的第一次诊断为初步诊断，第一诊断信息为采煤机故障概率和故障类型，即某部位可能存在什么样的故障，以及发生该故障的概率，第二次诊断为精密诊断，第二诊断信息为采煤机故障类型和故障程度，即某部位具体存在什么样的故障以及该故障的损坏程度，第二次诊断测试的时长为五分钟，在进行振动数据采集时，第二次诊断会自动增加采样部位，采样数据更加全面，进而提高了诊断分析的精度，提高了故障诊断的准确性。
13.根据本发明提供的上述的采煤机故障诊断方法，还可以具有以下附加技术特征：在上述技术方案中，采煤机故障诊断方法，还包括：将振动数据和诊断信息对应存储作为数据样本，以便根据预设条件进行数据处理和分析以对诊断规则进行更新。
14.在该技术方案中，在故障诊断结束后，将振动数据和诊断信息对应存储，以便作为数据样本，其中，在存储数据样本时，对历史诊断结果的错误点内进行标记，以便于根据人工预设的条件，例如自定义公式、模型、程序语句等，对数据样本进行处理和分析，从而对诊断规则进行进一步的更新优化，使得故障诊断的准确率得以提高。
15.在上述任一技术方案中，第一目标采样部位的数量小于第二目标采样部位的数量，第二目标采样部位包括第一目标采样部位。在该技术方案中，在采煤机自检过程中，第一次诊断时采集振动数据的第一目标采样部位比第二次诊断时采集振动数据的第二目标采样部位少，第二次诊断时自动增加采样部位，采样数据更加全面，进而在对数据进行分析
时由于具有充足的数据支持，使得数据分析的精度得以提高，提高了故障诊断的准确性。
16.在上述任一技术方案中，采煤机故障诊断方法，还包括：第二时长阈值为2min，第三时长阈值为5min。
17.在该技术方案中，由于第二次诊断时的采样部位增加了，因此延长数据采集的时间，有利于数据的采集，进而为数据分析的准确性提供保障，确保数据分析的精度。
18.在上述任一技术方案中，控制采煤机按照预设诊断模式运行，具体包括：控制采煤机按照普通模式运行；或控制采煤机按照多切割速度模式运行；或控制采煤机按照多负载模式运行。
19.在该技术方案中，在人工选择进行第二次诊断的模式后，控制采煤机按照选定的模式运行，具体的，预设诊断模式包括普通模式、多转速模式和多负载模式，普通模式用于高质量采样，详细分析故障类型和严重程度，多转速模式主要用于区分共振类和形变类问题、多载荷模式主要用于区分装配类问题。由于不同的诊断模式对不同的故障的敏感度不同，因此在第一次初步诊断出大致故障后，人工选取适于该故障的检测模式，对采煤机进行第二次诊断，实现了故障检测的全面性，有效覆盖机械部件，实现了对机械部件的使用状态进行监控。
20.在上述任一技术方案中，控制采煤机按照普通模式运行的步骤具体包括：控制采煤机以额定切割速度空载运行；或控制采煤机按照多切割速度模式运行的步骤具体包括：控制采煤机先后以第一预设切割速度和第二预设切割速度空载运行；或控制采煤机按照多负载模式运行的步骤包括：控制采煤机分别以第一预设行进速度和以第二预设行进速度进行采煤工作。
21.在该技术方案中，采煤机按照普通模式运行时，采煤机以额定切割速度空载运行，此时的采煤机运行状态最稳定，最适于进行数据采集，因此，普通模式适用于进行高质量采样；采煤机按照多转速模式运行时，采煤机依旧空载运行，与普通模式不同的是，多转速模式在空载运行的过程中，是分不同的速度阶段的，即先以第一预设切割速度运行一段时间后切换为第二预设切割速度运行，通过以不同的切割速度控制采煤机运行，能得到不同工况下的振动数据，能够对采煤机的共振类和形变类问题记性很好的反馈；采煤机按照多负载模式运行时，采煤机正常执行采煤工作，而在采煤机采煤的过程中，采煤机的行走速度发生变化，即采煤机先以第一预设行进速度进行采煤，一段时间后以第二预设行进速度进行采煤，采煤机正常工作时以不同的行进速度进行采煤工作，能够很好的反应采煤机的装配问题。因此，通过设置不同的精密诊断的模式，使得采煤机不同的故障都能够被诊断出来，对采煤机的不同故障进行全面覆盖，提高了采煤机故障诊断的准确度，有效辅助了工作人员对采煤机的维护。
22.其中，切割速度是指采煤机截割部执行切割动作是的速度，而行进速度是指采煤机行走部向前运动的速度，二者不能混为一谈。
23.在上述任一技术方案中，第一预设切割速度小于第二预设切割速度；和/或第一预设行进速度小于第二预设行进速度。
24.在该技术方案中，多转速模式在空载运行的过程中，是分不同的速度阶段的，即先以第一预设切割速度运行一段时间后切换为第二预设切割速度运行，通过以不同的切割速度控制采煤机运行，能得到不同工况下的振动数据，能够对采煤机的共振类和形变类问题
记性很好的反馈；采煤机按照多负载模式运行时，采煤机正常执行采煤工作，而在采煤机采煤的过程中，采煤机的行走速度发生变化，即采煤机先以第一预设行进速度进行采煤，一段时间后以第二预设行进速度进行采煤，采煤机正常工作时以不同的行进速度进行采煤工作，能够很好的反应采煤机的装配问题。因此，通过设置不同的精密诊断的模式，使得采煤机不同的故障都能够被诊断出来，对采煤机的不同故障进行全面覆盖，提高了采煤机故障诊断的准确度，有效辅助了工作人员对采煤机的维护。
25.其中，第一预设切割速度和第二预设切割速度分别为额定切割速度的50%、100%；和/或第一预设行进速度和第二预设行进速度分别为额定切割速度的30%，70%。
26.根据本发明的第二方面，还提出了一种采煤机故障诊断装置，采用上述任一项技术方案中的采煤机故障诊断方法，采煤机故障诊断装置包括：指令响应单元，用于响应于采煤机的空载运行指令，控制采煤机空载运行，响应于第一诊断指令，控制采煤机以额定切割速度空载运行，响应于第二诊断指令，控制采煤机按照预设诊断模式运行；获取单元，用于在采煤机以额定切割速度空载运行第一时长阈值后，获取第一目标采样部位，在第二时长阈值内的振动数据，获取第二目标采样部位，在第三时长阈值内的振动数据；诊断单元，用于根据第二时长阈值内振动数据，生成并显示第一诊断信息，根据第三时长阈值内的振动数据，生成并显示第二诊断信息；接收单元，用于接收诊断规则优化信号，响应于第一诊断指令或第一诊断指令，重新执行上述第一次诊断或第二次诊断步骤，或接收处理方案。由于该采煤机故障诊断装置采用上述任一项技术方案中的采煤机故障诊断方法，因此该采煤机故障诊断装置具备第一方面提出的采煤机故障诊断方法的全部有益效果，在此不再赘述。
27.在上述任一技术方案中，采煤机故障诊断装置还包括：存储单元，用于将振动数据和诊断信息对应存储作为数据样本，以便根据预设条件进行数据处理和分析以对诊断规则进行更新。
28.在该技术方案中，在故障诊断结束后，将振动数据和诊断信息对应存储，以便作为数据样本，其中，在存储数据样本时，对历史诊断结果的错误点内进行标记，以便于根据人工预设的条件，例如自定义公式、模型、程序语句等，对数据样本进行处理和分析，从而对诊断规则进行进一步的更新优化，使得故障诊断的准确率得以提高。
29.在上述任一技术方案中，第一目标采样部位的数量小于第二目标采样部位的数量，第二目标采样部位包括第一目标采样部位。在该技术方案中，在采煤机自检过程中，第一次诊断时采集振动数据的第一目标采样部位比第二次诊断时采集振动数据的第二目标采样部位少，第二次诊断时自动增加采样部位，采样数据更加全面，进而在对数据进行分析时由于具有充足的数据支持，使得数据分析的精度得以提高，提高了故障诊断的准确性。
30.在上述任一技术方案中，第二时长阈值为2min，第三时长阈值为5min。
31.在该技术方案中，由于第二次诊断时的采样部位增加了，因此延长数据采集的时间，有利于数据的采集，进而为数据分析的准确性提供保障，确保数据分析的精度。
32.在上述任一技术方案中，指令响应单元还用于控制采煤机按照普通模式运行；或控制采煤机按照多切割速度模式运行；或控制采煤机按照多负载模式运行。
33.在该技术方案中，在人工选择进行第二次诊断的模式后，控制采煤机按照选定的模式运行，具体的，预设诊断模式包括普通模式、多转速模式和多负载模式，普通模式用于高质量采样，详细分析故障类型和严重程度，多转速模式主要用于区分共振类和形变类问
题、多载荷模式主要用于区分装配类问题。由于不同的诊断模式对不同的故障的敏感度不同，因此在第一次初步诊断出大致故障后，人工选取适于该故障的检测模式，对采煤机进行第二次诊断，实现了故障检测的全面性，有效覆盖机械部件，实现了对机械部件的使用状态进行监控。
34.在上述任一技术方案中，指令响应单元还用于控制采煤机以额定切割速度空载运行；或控制采煤机先后以第一预设切割速度和第二预设切割速度空载运行；或控制采煤机分别以第一预设行进速度和以第二预设行进速度进行采煤工作。
35.在该技术方案中，采煤机按照普通模式运行时，采煤机以额定切割速度空载运行，此时的采煤机运行状态最稳定，最适于进行数据采集，因此，普通模式适用于进行高质量采样；采煤机按照多转速模式运行时，采煤机依旧空载运行，与普通模式不同的是，多转速模式在空载运行的过程中，是分不同的速度阶段的，即先以第一预设切割速度运行一段时间后切换为第二预设切割速度运行，通过以不同的切割速度控制采煤机运行，能得到不同工况下的振动数据，能够对采煤机的共振类和形变类问题记性很好的反馈；采煤机按照多负载模式运行时，采煤机正常执行采煤工作，而在采煤机采煤的过程中，采煤机的行走速度发生变化，即采煤机先以第一预设行进速度进行采煤，一段时间后以第二预设行进速度进行采煤，采煤机正常工作时以不同的行进速度进行采煤工作，能够很好的反应采煤机的装配问题。因此，通过设置不同的精密诊断的模式，使得采煤机不同的故障都能够被诊断出来，对采煤机的不同故障进行全面覆盖，提高了采煤机故障诊断的准确度，有效辅助了工作人员对采煤机的维护。
36.其中，切割速度是指采煤机截割部执行切割动作是的速度，而行进速度是指采煤机行走部向前运动的速度，二者不能混为一谈。
37.在上述任一技术方案中，第一预设切割速度小于第二预设切割速度；和/或第一预设行进速度小于第二预设行进速度。在该技术方案中，多转速模式在空载运行的过程中，是分不同的速度阶段的，即先以第一预设切割速度运行一段时间后切换为第二预设切割速度运行，通过以不同的切割速度控制采煤机运行，能得到不同工况下的振动数据，能够对采煤机的共振类和形变类问题记性很好的反馈；采煤机按照多负载模式运行时，采煤机正常执行采煤工作，而在采煤机采煤的过程中，采煤机的行走速度发生变化，即采煤机先以第一预设行进速度进行采煤，一段时间后以第二预设行进速度进行采煤，采煤机正常工作时以不同的行进速度进行采煤工作，能够很好的反应采煤机的装配问题。因此，通过设置不同的精密诊断的模式，使得采煤机不同的故障都能够被诊断出来，对采煤机的不同故障进行全面覆盖，提高了采煤机故障诊断的准确度，有效辅助了工作人员对采煤机的维护。
38.其中，第一预设切割速度和第二预设切割速度分别为额定切割速度的50%、100%；和/或第一预设行进速度和第二预设行进速度分别为额定切割速度的30%，70%。
39.根据本发明的第三方面，还提出了一种采煤机故障诊断装置，包括：存储器，存储器储存有程序或指令；处理器，与存储器连接，处理器，被配置为执行程序或指令时实现第一方面提出的采煤机故障诊断方法。因此该采煤机故障诊断装置具备第一方面提出的采煤机故障诊断方法的全部有益效果，在此不再赘述。
40.根据本发明的第四方面，提出了一种可读存储介质，其上存储有程序或指令，程序或指令被处理器执行时执行第一方面提出的采煤机故障诊断方法。因此该可读存储介质具
备第一方面提出的采煤机故障诊断方法的全部有益效果，为避免重复，不再过多赘述。
41.根据本发明的第五方面，还提出了一种采煤机，包括上述第二方面或第三部分技术方案中的采煤机故障诊断装置，或上述第四方面技术方案中的可读存储介质，因此该采煤机具备第二方面或第三方面提出的采煤机故障诊断装置或第四方面提出的可读存储介质的全部有益效果，在此不再赘述。
42.本发明的附加方面和优点将在下面的描述部分中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
43.本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：图1示出了本发明的一个实施例的采煤机故障诊断方法的流程示意图；图2a示出了本发明的一个实施例的采样部位布置示意图；图2b示出了本发明的又一个实施例的采样部位布置示意图；图3示出了本发明一个实施例的采煤机故障诊断装置的方框图；图4示出了本发明又一个实施例的采煤机故障诊断装置的方框图；图5示出了本发明一个实施例的采煤机故障诊断方法的流程示意图；图6示出了本发明再一个实施例的采煤机故障诊断方法的流程示意图；图7示出了本发明又一个实施例的采煤机故障诊断方法的流程示意图；图8示出了本发明一个实施例的基于振动数据进行故障诊断的流程示意图；图9示出了本发明一个实施例的诊断规则的建立流程示意图。
44.其中，图2a至图4中附图标记与部件名称之间的对应关系为：2采样部位，300采煤机故障诊断装置，302指令响应单元，304获取单元，306诊断单元，308接收单元，400采煤机故障诊断装置，402存储器，404处理器。
具体实施方式
45.为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
46.在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。
47.下面参照图1至图9描述根据本发明一些实施例的采煤机故障诊断方法、装置和采煤机。
48.本发明的第一方面实施例提出了一种采煤机故障诊断方法，用于悬臂机构的故障诊断，如图1所示，采煤机故障诊断方法包括：s102，响应于采煤机的空载运行指令，控制采煤机空载运行；s104，响应于第一诊断指令，以进行第一次诊断；进行第一次诊断的步骤包括：
s1042，控制采煤机以额定切割速度空载运行；s1044，在采煤机以额定切割速度空载运行第一时长阈值后，获取第一目标采样部位，在第二时长阈值内的振动数据；s1046，根据第二时长阈值内的振动数据，生成并显示第一诊断信息；s106，响应于第二诊断指令，以进行第二次诊断；进行第二次诊断的步骤包括：s1062，控制采煤机按照预设诊断模式运行第三时长阈值；s1064，获取第二目标采样部位，在第三时长阈值内的振动数据；s1066，根据第三时长阈值内的振动数据，生成并显示第二诊断信息；s108，接收诊断规则优化数据，根据诊断规则优化数据对诊断规则进行更新，在诊断规则更新后响应于第一诊断指令或第二诊断指令，重新执行上述第一次诊断或第二次诊断步骤；或接收处理方案并与诊断信息关联存储，以便后续出现相同诊断信息时参考。
49.本实施例提供的采煤机故障诊断方法，当现场的工作人员需要对采煤机进行故障检测时，首先下发采煤机空载运行的指令，而后采煤机响应于空载运行指令开始空载运行，而后人工下发进行第一诊断指令，采煤机响应于第一诊断指令进行第一次诊断，采煤机以额定切割速度空载运行，当采煤机空载运行第一时长阈值后开始采集振动数据，由于采煤机启动后电机转速不稳定，在空载运行一段时间后，转速趋于稳定，此时再进行数据采集更为准确；进而在第二时长阈值内，对采煤机第一目标采样部位的的振动数据进行获取，根据所获取的振动数据，对采煤机的故障类型和故障概率进行诊断分析，而后生成第一诊断信息并显示以供工作人员参考，由于第一诊断信息仅为采煤机的粗略诊断，仅提供一个大致的故障类型或故障概率，而后人工根据故障类型选择是否要进行精密诊断，并适应性的选择精密诊断的模式，进而下发第二次诊断的指令，采煤机响应于第二诊断指令进行第二次诊断，控制采煤机按照预设诊断模式运行，由于不同的诊断模式适用于不同类型故障的检测，因此人工选取不同的模式来适应性的对不同的故障进行精密诊断，在采煤机按照人工选取的预设的诊断模式运行时，在第三时长阈值内对采煤机第二目标采样部位的的振动数据进行获取，并根据振动数据，进一步的诊断分析出采煤机故障类型和故障程度，进而生成第二诊断信息并显示以供工作人员参考。工作人员根据第二诊断信息对诊断结果是否正确进行判断，若诊断结果有误，则工作人员对诊断规则进行优化，并将诊断规则优化数据输入至采煤机，以对采煤机诊断规则进行更新，进而工作人员下发返回第一次诊断或第二次诊断流程的重新诊断的指令，采煤机根据更新后的诊断规则进行故障诊断分析，以此不断对诊断规则进行更新，提高了故障诊断的准确率；若诊断结果无误，则工作人员将处理方案输入至采煤机，采煤机将故障数据与处理方案关联存储，以便后续出现相同故障时参考。本技术通过缜密的逻辑将整个采煤机自检的过程精细化，利用不同的模式对不同的故障的敏感度的差异，实现了故障检测的全面性，有效覆盖机械部件，实现了对机械部件的使用状态进行监控，通过初步诊断有效弥补了工作状态下部分故障诊断困难的空缺，提高了故障诊断的精密性和准确性，与此同时不断对诊断规则进行更新，进一步提高了故障诊断的准确率。
50.其中，第一次诊断为初步诊断，第一诊断信息为采煤机故障概率和故障类型，即某部位可能存在什么样的故障，以及发生该故障的概率，第二次诊断为精密诊断，第二诊断信息为采煤机故障类型和故障程度，即某部位具体存在什么样的故障以及该故障的损坏程
度，第二次诊断测试的时长为五分钟，在进行振动数据采集时，第二次诊断会自动增加采样部位，采样数据更加全面，进而提高了诊断分析的精度，提高了故障诊断的准确性。在上述实施例中，采煤机故障诊断方法，还包括：将振动数据和诊断信息对应存储作为数据样本，以便根据预设条件进行数据处理和分析以对诊断规则进行更新。
51.在该实施例中，在故障诊断结束后，将振动数据和诊断信息对应存储，以便作为数据样本，其中，在存储数据样本时，对历史诊断结果的错误点内进行标记，以便于根据人工预设的条件，例如自定义公式、模型、程序语句等，对数据样本进行处理和分析，从而对诊断规则进行进一步的更新优化，使得故障诊断的准确率得以提高。
52.在上述任一实施例中，第一目标采样部位的数量小于第二目标采样部位的数量，第二目标采样部位包括第一目标采样部位。在该实施例中，在采煤机自检过程中，第一次诊断时采集振动数据的第一目标采样部位比第二次诊断时采集振动数据的第二目标采样部位少，第二次诊断时自动增加采样部位，采样数据更加全面，进而在对数据进行分析时由于具有充足的数据支持，使得数据分析的精度得以提高，提高了故障诊断的准确性，如图2a、2b所示，为本实施例的采样部位2布置图概览。
53.在上述任一实施例中，采煤机故障诊断方法，还包括：第二时长阈值为2min，第三时长阈值为5min。
54.在该实施例中，由于第二次诊断时的采样部位增加了，因此延长数据采集的时间，有利于数据的采集，进而为数据分析的准确性提供保障，确保数据分析的精度。
55.在上述任一实施例中，控制采煤机按照预设诊断模式运行，具体包括：控制采煤机按照普通模式运行；或控制采煤机按照多切割速度模式运行；或控制采煤机按照多负载模式运行。
56.在该实施例中，在人工选择进行第二次诊断的模式后，控制采煤机按照选定的模式运行，具体的，预设诊断模式包括普通模式、多转速模式和多负载模式，普通模式用于高质量采样，详细分析故障类型和严重程度，多转速模式主要用于区分共振类和形变类问题、多载荷模式主要用于区分装配类问题。由于不同的诊断模式对不同的故障的敏感度不同，因此在第一次初步诊断出大致故障后，人工选取适于该故障的检测模式，对采煤机进行第二次诊断，实现了故障检测的全面性，有效覆盖机械部件，实现了对机械部件的使用状态进行监控。
57.在上述任一实施例中，控制采煤机按照普通模式运行的步骤具体包括：控制采煤机以额定切割速度空载运行；或控制采煤机按照多切割速度模式运行的步骤具体包括：控制采煤机先后以第一预设切割速度和第二预设切割速度空载运行；或控制采煤机按照多负载模式运行的步骤包括：控制采煤机分别以第一预设行进速度和以第二预设行进速度进行采煤工作。
58.在该实施例中，采煤机按照普通模式运行时，采煤机以额定切割速度空载运行，此时的采煤机运行状态最稳定，最适于进行数据采集，因此，普通模式适用于进行高质量采样；采煤机按照多转速模式运行时，采煤机依旧空载运行，与普通模式不同的是，多转速模式在空载运行的过程中，是分不同的速度阶段的，即先以第一预设切割速度运行一段时间后切换为第二预设切割速度运行，通过以不同的切割速度控制采煤机运行，能得到不同工况下的振动数据，能够对采煤机的共振类和形变类问题记性很好的反馈；采煤机按照多负
载模式运行时，采煤机正常执行采煤工作，而在采煤机采煤的过程中，采煤机的行走速度发生变化，即采煤机先以第一预设行进速度进行采煤，一段时间后以第二预设行进速度进行采煤，采煤机正常工作时以不同的行进速度进行采煤工作，能够很好的反应采煤机的装配问题。因此，通过设置不同的精密诊断的模式，使得采煤机不同的故障都能够被诊断出来，对采煤机的不同故障进行全面覆盖，提高了采煤机故障诊断的准确度，有效辅助了工作人员对采煤机的维护。
59.其中，切割速度是指采煤机截割部执行切割动作是的速度，而行进速度是指采煤机行走部向前运动的速度，二者不能混为一谈。
60.在上述任一实施例中，第一预设切割速度小于第二预设切割速度；和/或第一预设行进速度小于第二预设行进速度。
61.在该实施例中，多转速模式在空载运行的过程中，是分不同的速度阶段的，即先以第一预设切割速度运行一段时间后切换为第二预设切割速度运行，通过以不同的切割速度控制采煤机运行，能得到不同工况下的振动数据，能够对采煤机的共振类和形变类问题记性很好的反馈；采煤机按照多负载模式运行时，采煤机正常执行采煤工作，而在采煤机采煤的过程中，采煤机的行走速度发生变化，即采煤机先以第一预设行进速度进行采煤，一段时间后以第二预设行进速度进行采煤，采煤机正常工作时以不同的行进速度进行采煤工作，能够很好的反应采煤机的装配问题。因此，通过设置不同的精密诊断的模式，使得采煤机不同的故障都能够被诊断出来，对采煤机的不同故障进行全面覆盖，提高了采煤机故障诊断的准确度，有效辅助了工作人员对采煤机的维护。
62.其中，第一预设切割速度和第二预设切割速度分别为额定切割速度的50%、100%；和/或第一预设行进速度和第二预设行进速度分别为额定切割速度的30%，70%。
63.根据本发明的第二方面实施例，还提出了一种采煤机故障诊断装置300，采用上述任一项实施例中的采煤机故障诊断方法，如图3所示，采煤机故障诊断装置包括：指令响应单元302，用于响应于采煤机的空载运行指令，控制采煤机空载运行，响应于第一诊断指令，控制采煤机以额定切割速度空载运行，响应于第二诊断指令，控制采煤机按照预设诊断模式运行；获取单元304，用于在采煤机以额定切割速度空载运行第一时长阈值后，获取第一目标采样部位，在第二时长阈值内的振动数据，获取第二目标采样部位，在第三时长阈值内的振动数据；诊断单元306，用于根据第二时长阈值内振动数据，生成并显示第一诊断信息，根据第三时长阈值内的振动数据，生成并显示第二诊断信息；接收单元308，用于接收诊断规则优化信号，响应于第一诊断指令或第一诊断指令，重新执行上述第一次诊断或第二次诊断步骤，或接收处理方案。由于该采煤机故障诊断装置采用上述任一项实施例中的采煤机故障诊断方法，因此该采煤机故障诊断装置具备第一方面实施例提出的采煤机故障诊断方法的全部有益效果，在此不再赘述。
64.在上述任一实施例中，采煤机故障诊断装置还包括：存储单元，用于将振动数据和诊断信息对应存储作为数据样本，以便根据预设条件进行数据处理和分析以对诊断规则进行更新。
65.在该实施例中，在故障诊断结束后，将振动数据和诊断信息对应存储，以便作为数据样本，其中，在存储数据样本时，对历史诊断结果的错误点内进行标记，以便于根据人工预设的条件，例如自定义公式、模型、程序语句等，对数据样本进行处理和分析，从而对诊断
规则进行进一步的更新优化，使得故障诊断的准确率得以提高。
66.在上述任一实施例中，第一目标采样部位的数量小于第二目标采样部位的数量，第二目标采样部位包括第一目标采样部位。
67.在该实施例中，在采煤机自检过程中，第一次诊断时采集振动数据的第一目标采样部位比第二次诊断时采集振动数据的第二目标采样部位少，第二次诊断时自动增加采样部位，采样数据更加全面，进而在对数据进行分析时由于具有充足的数据支持，使得数据分析的精度得以提高，提高了故障诊断的准确性。
68.在上述任一实施例中，第二时长阈值为2min，第三时长阈值为5min。
69.在该实施例中，由于第二次诊断时的采样部位增加了，因此延长数据采集的时间，有利于数据的采集，进而为数据分析的准确性提供保障，确保数据分析的精度。
70.在上述任一实施例中，指令响应单元还用于控制采煤机按照普通模式运行；或控制采煤机按照多切割速度模式运行；或控制采煤机按照多负载模式运行。
71.在该实施例中，在人工选择进行第二次诊断的模式后，控制采煤机按照选定的模式运行，具体的，预设诊断模式包括普通模式、多转速模式和多负载模式，普通模式用于高质量采样，详细分析故障类型和严重程度，多转速模式主要用于区分共振类和形变类问题、多载荷模式主要用于区分装配类问题。由于不同的诊断模式对不同的故障的敏感度不同，因此在第一次初步诊断出大致故障后，人工选取适于该故障的检测模式，对采煤机进行第二次诊断，实现了故障检测的全面性，有效覆盖机械部件，实现了对机械部件的使用状态进行监控。
72.在上述任一实施例中，指令响应单元还用于控制采煤机以额定切割速度空载运行；或控制采煤机先后以第一预设切割速度和第二预设切割速度空载运行；或控制采煤机分别以第一预设行进速度和以第二预设行进速度进行采煤工作。
73.在该实施例中，采煤机按照普通模式运行时，采煤机以额定切割速度空载运行，此时的采煤机运行状态最稳定，最适于进行数据采集，因此，普通模式适用于进行高质量采样；采煤机按照多转速模式运行时，采煤机依旧空载运行，与普通模式不同的是，多转速模式在空载运行的过程中，是分不同的速度阶段的，即先以第一预设切割速度运行一段时间后切换为第二预设切割速度运行，通过以不同的切割速度控制采煤机运行，能得到不同工况下的振动数据，能够对采煤机的共振类和形变类问题记性很好的反馈；采煤机按照多负载模式运行时，采煤机正常执行采煤工作，而在采煤机采煤的过程中，采煤机的行走速度发生变化，即采煤机先以第一预设行进速度进行采煤，一段时间后以第二预设行进速度进行采煤，采煤机正常工作时以不同的行进速度进行采煤工作，能够很好的反应采煤机的装配问题。因此，通过设置不同的精密诊断的模式，使得采煤机不同的故障都能够被诊断出来，对采煤机的不同故障进行全面覆盖，提高了采煤机故障诊断的准确度，有效辅助了工作人员对采煤机的维护。
74.其中，切割速度是指采煤机截割部执行切割动作是的速度，而行进速度是指采煤机行走部向前运动的速度，二者不能混为一谈。
75.在上述任一实施例中，第一预设切割速度小于第二预设切割速度；和/或第一预设行进速度小于第二预设行进速度。
76.在该实施例中，多转速模式在空载运行的过程中，是分不同的速度阶段的，即先以
第一预设切割速度运行一段时间后切换为第二预设切割速度运行，通过以不同的切割速度控制采煤机运行，能得到不同工况下的振动数据，能够对采煤机的共振类和形变类问题记性很好的反馈；采煤机按照多负载模式运行时，采煤机正常执行采煤工作，而在采煤机采煤的过程中，采煤机的行走速度发生变化，即采煤机先以第一预设行进速度进行采煤，一段时间后以第二预设行进速度进行采煤，采煤机正常工作时以不同的行进速度进行采煤工作，能够很好的反应采煤机的装配问题。因此，通过设置不同的精密诊断的模式，使得采煤机不同的故障都能够被诊断出来，对采煤机的不同故障进行全面覆盖，提高了采煤机故障诊断的准确度，有效辅助了工作人员对采煤机的维护。
77.其中，第一预设切割速度和第二预设切割速度分别为额定切割速度的50%、100%；和/或第一预设行进速度和第二预设行进速度分别为额定切割速度的30%，70%。
78.根据本发明的第三方面实施例，还提出了一种采煤机故障诊断装置400，如图4所示，包括：存储器402，存储器402储存有程序或指令；处理器404，与存储器402连接，处理器404，被配置为执行程序或指令时实现第一方面实施例提出的采煤机故障诊断方法。因此该采煤机故障诊断装置具备第一方面实施例提出的采煤机故障诊断方法的全部有益效果，在此不再赘述。
79.根据本发明的第四方面实施例，提出了一种可读存储介质，其上存储有程序或指令，程序或指令被处理器执行时执行第一方面实施例提出的采煤机故障诊断方法。因此该可读存储介质具备第一方面实施例提出的采煤机故障诊断方法的全部有益效果，为避免重复，不再过多赘述。
80.根据本发明的第五方面，还提出了一种采煤机，包括上述第二方面或第三部分技术方案中的采煤机故障诊断装置，或上述第四方面技术方案中的可读存储介质，因此该采煤机具备第二方面或第三方面提出的采煤机故障诊断装置或第四方面提出的可读存储介质的全部有益效果，在此不再赘述。
81.下面结合一具体实施例来进一步介绍本技术提供的采煤机故障诊断方法。
82.根据本发明的一个具体实施例，采煤机监控重点部位为悬臂机构，设备首先在额定切割速度下进行空运转测试，转速稳定后持续一段时间进行数据测试，输出初步测试结论，用户根据测试结论和测试建议决定是否进行深入测试，详细分析故障。深入测试根据需要精密分析的故障类型进行升降速或多速度阶段进行测试。
83.具体的，如图5所示，采煤机故障诊断方法包括：s502，对第一目标采样部位的振动数据进行获取；s504，根据第一目标采样部位的振动数据对采煤机进行初步诊断；s506，输出初步诊断信息；s508，采煤机状态良好，无需精密诊断。
84.如图6所示，采煤机故障诊断方法还包括：s602，对第一目标采样部位的振动数据进行获取；s604，根据第一目标采样部位的振动数据对采煤机进行初步诊断；s606，输出诊断信息；s608，采煤机存在故障，需要精密诊断；s610，对第二目标采样部位的振动数据进行获取；
s612，根据第二目标采样部位的振动数据对采煤机进行精密诊断；s614，输出精密诊断信息；s616，精密诊断信息有误，对诊断规则优化数据进行获取，并更新诊断规则。
85.如图7所示，采煤机故障诊断方法还包括：s702，对第一目标采样部位的振动数据进行获取；s704，根据第一目标采样部位的振动数据对采煤机进行初步诊断；s706，输出诊断信息；s708，采煤机存在故障，需要精密诊断；s710，对第二目标采样部位的振动数据进行获取；s712，根据第二目标采样部位的振动数据对采煤机进行精密诊断；s714，输出精密诊断信息；s716，精密诊断信息无误，接收处理方案。
86.本技术通过缜密的逻辑将整个采煤机自检的过程精细化，利用不同的模式对不同的故障的敏感度的差异，实现了故障检测的全面性，有效覆盖机械部件，实现了对机械部件的使用状态进行监控，通过初步诊断有效弥补了工作状态下部分故障诊断困难的空缺，提高了故障诊断的精密性和准确性，与此同时不断对诊断规则进行更新，进一步提高了故障诊断的准确率。
87.在上述实施例中，在人工选择进行第二次诊断的模式后，控制采煤机按照选定的模式运行，预设诊断模式包括普通模式、多转速模式和多负载模式，普通模式用于高质量采样，详细分析故障类型和严重程度，多转速模式对于区分共振类和形变类问题效果最佳、多载荷模式对于区分装配类问题效果最佳。现有技术中对于采煤机的故障诊断都是在工作模式下进行的诊断，而工作模式只有对于装配件所存在的部件松动、基础松动、连接件损坏等问题的检测较为准确，对于其他共振类或形变类问题的检测效果并不理想，而本技术中的采煤机故障诊断方法，适用于多种不同类型故障的检测，填补了现有技术中仅能够对装配件所存在的问题进行检测的空缺。
88.进一步地，如图8所示，本技术中基于振动数据进行故障诊断的流程为：s802，获取原始振动数据；s804，对原始振动数据进行降噪、滤波、窗函数等预处理生成中间数据；s806，对中间数据进行时域和/或频域和/或包络处理生成最终数据；其中，对中间数据进行时域处理为提取时域特征量，如有效值、峰峰值、裕度峭度等特征量的提取；对中间数据进行频域处理为对中间数据进行短时傅里叶时频变换，如频谱、功率谱、倒谱等变换；对中间数据进行包络处理为对中间数据进行包络解调，以得到包络谱。
89.s808，对最终数据进行数据分析后输出分析结论，或对最终数据进行趋势分析以及数据分析后输出分析结论。
90.本技术中对于采煤机故障诊断的准确度高，诊断算法可用时间长。用户可根据实际情况进行算法更新，更新的同时对历史诊断信息的错误点进行标记，以方便后续诊断规则的优化。后续每次数据和诊断结果均可作为数据样本，作为后续诊断规则优化的数据基础。
91.进一步地，如图9所示，本技术中诊断规则的建立流程为：s902，进行特征数据选择；s904，对特征数据进行预处理以及特征自定义；其中，特征自定义为基于公式、规则、诊断规则输出等增加自定义变量。
92.s906，执行分析项目；其中分析项目为：基本信息summary、相关性分析、关系图、相似度搜索、对比分析、正态分布监测、机器学习建模、自定义建模等。
93.s908，生成诊断规则。
94.在本说明书的描述中，术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”、“第五”仅用于描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性，除非另有明确的规定和限定；术语“连接”、“安装”、“固定”等均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
95.在本说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“具体实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或实例。而且，描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
96.以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
技术特征：1.一种采煤机故障诊断方法，其特征在于，包括：响应于所述采煤机的空载运行指令，控制所述采煤机空载运行；响应于第一诊断指令，以进行第一次诊断，所述进行第一次诊断的步骤包括：控制所述采煤机以额定切割速度空载运行；在所述采煤机以额定切割速度空载运行第一时长阈值后，获取第一目标采样部位，在第二时长阈值内的振动数据；根据所述第二时长阈值内的振动数据，生成并显示第一诊断信息；响应于第二诊断指令，以进行第二次诊断，所述进行第二次诊断的步骤包括：控制所述采煤机按照预设诊断模式运行第三时长阈值，并获取第二目标采样部位，在所述第三时长阈值内的振动数据；根据所述第三时长阈值内的振动数据，生成并显示第二诊断信息；接收诊断规则优化数据，根据所述诊断规则优化数据对诊断规则进行更新，在诊断规则更新后响应于第一诊断指令或第二诊断指令，重新执行上述第一次诊断或第二次诊断步骤；或接收处理方案并与诊断信息关联存储，以便后续出现相同诊断信息时参考。2.根据权利要求1所述的采煤机故障诊断方法，其特征在于，还包括：将所述振动数据和所述诊断信息对应存储作为数据样本，以便根据预设条件进行数据处理和分析以对诊断规则进行更新。3.根据权利要求1所述的采煤机故障诊断方法，其特征在于，所述第一目标采样部位的数量小于所述第二目标采样部位的数量，所述第二目标采样部位包括所述第一目标采样部位。4.根据权利要求1所述的采煤机故障诊断方法，其特征在于，所述控制所述采煤机按照预设诊断模式运行，具体包括：控制所述采煤机按照普通模式运行；或控制所述采煤机按照多切割速度模式运行；或控制所述采煤机按照多负载模式运行。5.根据权利要求4所述的采煤机故障诊断方法，其特征在于，所述控制所述采煤机按照普通模式运行的步骤具体包括：控制所述采煤机以额定切割速度空载运行；或所述控制所述采煤机按照多切割速度模式运行的步骤具体包括：控制所述采煤机先后以第一预设切割速度和第二预设切割速度空载运行；或所述控制所述采煤机按照多负载模式运行的步骤包括：控制所述采煤机分别以第一预设行进速度和以第二预设行进速度进行采煤工作。6.根据权利要求5所述的采煤机故障诊断方法，其特征在于，所述第一预设切割速度小于所述第二预设切割速度；和/或所述第一预设行进速度小于所述第二预设行进速度。7.一种采煤机故障诊断装置，其特征在于，采用权利要求1至6中所述的采煤机故障诊断方法，所述采煤机故障诊断装置包括：指令响应单元，用于响应于所述采煤机的空载运行指令，控制所述采煤机空载运行，响
应于第一诊断指令，控制所述采煤机以额定切割速度空载运行，响应于第二诊断指令，控制所述采煤机按照预设诊断模式运行；获取单元，用于在所述采煤机以额定切割速度空载运行第一时长阈值后，在第二时长阈值内，获取所述采煤机的振动数据，在所述采煤机按照所述预设诊断模式运行时，在第三时长阈值内，获取所述采煤机的振动数据；诊断单元，用于根据所述振动数据，生成并显示第一诊断信息，根据所述振动数据，生成并显示第二诊断信息；接收单元，用于接收诊断规则优化信号，响应于第一诊断指令或第一诊断指令，重新执行上述第一次诊断或第二次诊断步骤，或接收处理方案。8.一种采煤机故障诊断装置，其特征在于，包括：存储器，所述存储器储存有程序或指令；处理器，所述存储器连接，所述处理器执行所述程序或指令时实现如权利要求1至6中任一项所述的采煤机故障诊断方法。9.一种可读存储介质，其上存储有程序或指令，其特征在于，所述程序或指令被处理器执行时实现如权利要求1至6中任一项所述的采煤机故障诊断方法的步骤。10.一种采煤机，其特征在于，包括：如权利要求7或8所述的采煤机故障诊断装置；或如权利要求9所述的可读存储介质。
技术总结本发明提供了一种采煤机故障诊断方法、装置和采煤机，涉及采煤机技术领域。采煤机故障诊断方法包括：响应于第一诊断指令，控制采煤机以额定切割速度空载运行；获取第一目标采样部位在所述第二时长阈值内的振动数据；根据振动数据，生成并显示第一诊断信息；响应于第二诊断指令，控制所述采煤机按照预设诊断模式运行第三时长阈值，获取第二目标采样部位在所述第三时长阈值内的振动数据；根据振动数据，生成并显示第二诊断信息；接收并更新诊断规则优化数据或接收处理方案。本申请利用不同模式对不同的故障敏感度的差异，实现了故障检测的全面性，通过初步诊断弥补了工作状态下部分故障诊断困难的空缺，同时不断对诊断规则进行更新，提高了故障诊断的精密性和准确性。提高了故障诊断的精密性和准确性。提高了故障诊断的精密性和准确性。
技术研发人员：杨旭东 樊后世 冯喆
受保护的技术使用者：三一重型装备有限公司
技术研发日：2022.03.31
技术公布日：2022/7/5
