(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 202211306452.3 (22)申请日 2022.10.25 (71)申请人 山东建筑大学 地址 250100 山东省济南市历城区临港开 发区凤鸣路 申请人 山东富友科技有限公司 　 山东省住房和城乡建 设发展研究院 　 大汉科技股份有限公司 (72)发明人 杨蕊　宋世军　吴月华　张永光　 靳义新　 (74)专利代理 机构 济南竹森知识产权代理事务 所(普通合伙) 37270 专利代理师 王臣超 (51)Int.Cl. G06F 30/20(2020.01)G06F 30/15(2020.01) G06F 119/04(2020.01) (54)发明名称 基于局部特征提取模型的塔机塔身损伤严 重程度确定方法 (57)摘要 本发明涉及建筑机械设备状态监测技术领 域， 具体为一种基于局部特征提取模 型的塔机塔 身损伤严重程度确定方法， 本发 明以塔机塔身同 一损伤类型不同损伤严重程度下的健康监测数 据为分析对象， 通过计算塔机塔身顶端在回转臂 回转相同角度时所经过的空间域内两相邻点位 移的变化量， 实现对塔机塔身损伤状态严重程度 的判定： 具体地说， 是以塔机塔身顶端空间位置 点集作为基础分析数据集， 计算相同损伤类型不 同损伤严重程度的塔机塔身相邻工作点的局部 空间位置点距 集， 求取不同损伤 严重程度下点的 同一相邻位移变化量作为故障严重程度量化指 标， 实现塔 机塔身损伤严重程度的确定 。 权利要求书3页 说明书7页 附图10页 CN 115374660 A 2022.11.22 CN 115374660 A 1.一种基于局部特征提取模型的塔机塔身损伤严重程度确定方法， 其特征在于： 包括 以下步骤： 1） 获取塔机塔身 多种不同严重程度的损伤状态下的基础分析 数据集， 在所述损伤状态下， 分别使塔机回转臂在恒定载荷下绕塔身回转一周， 每旋转ω °采集 一个相对坐标系的塔机塔身顶端空间位置点集 （ xi,w，yi,w） ，i=1， 2，……， I，i表示塔机塔身 的多种损伤状态， I表示损伤状态总数； w=1， 2，……， W， W=360/ω， w表示空间位置点， W表示 回转臂每旋转一周采集的空间位置点总数； 基础分析数据集为塔机塔身顶端空间位置点 集， Xi= ［xi,1，xi,2，xi,3，……，xi,w］ ，i=1， 2，……， I   （1） Yi= ［yi,1，yi,2，yi,3，……，yi,w］ ，i=1， 2，……， I  （2） 在公式 （1） 中， Xi表示在第 i种损伤状态下回转臂回转一周采集到的塔身顶端 位置在x轴 方向的空间位置点 集； 在公式 （2） 中， Yi表示在第 i种损伤状态下回转臂回转一周采集到的塔身顶端 位置在y轴 方向的空间位置点 集； 2） 建立各损伤状态数据局部特 征提取模型， 2‑1） 分别以 xi,w为x轴坐标点值， 对应的同种损伤类型且同一位置获取的 yi,w值为y轴坐 标点值， 表 示出I种损伤状态下的W个空间位置点在空间中的分布 点， 计算I种损伤状态下采 集得到的空间位置点两相邻点之间的空间点距 Di； Di= ［dzi,1，dzi,2，dzi,3，dzi,4，……，dzi,w］   （3） 公式 （3） 中， dzi,w表示塔机塔身在第 i种损伤状态下测得的第 w+1个空间位置点和第 w个 空间位置点之间的空间点距， Di表示第i种损伤状态下计算所得的两相邻点之间的空间点 距的集合，i=1， 2，……， I ，w=1， 2，……， W； 2‑2） 建立平面坐标系 o´x´y´， 过坐标原点且沿着水平方向做一条直线作为 x´轴， 取向 右为正方向， 过坐标原 点且垂直于 x´轴做一条直线作为 y´轴， 取向上为正方向， 以步骤1） 中 各损伤状态的空 间位置点为x´轴坐标值， 以空间点距 Di为y´轴坐标值， 得到空 间点距Di随回 转臂回转 一周过程中的变化趋势线； 3） 构建塔机塔身结构损伤严重程度 度量指标， 3‑1） 获取塔机塔身顶端绕回转臂旋转一周的W个空间位置点在I种损伤状态下的空间 点距矩阵Di,w， 在公式 （4） 中， Di,w表示每种损伤状态下的W个空间位置点 的空间点距， w=1， 2，……， W， 共有I种损伤状态， i=1， 2，……， I；Di,w的行代表着每种损伤状态下的W个空间位置点的相邻 点距集， I行代表着I种损伤状态； Di,w的列代表着每个空间位置点在I种损伤状态下的相邻 点距集， 共W列代 表着塔机塔身顶端在回转臂旋转 一周过程中的W个空间位置点；权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 115374660 A 23‑2） 提取每种损伤状态下空间点距矩阵 Di,w中的空间点距最大值对应的点距标号的列 向量作为损伤严重程度的度量指标， 如公式 （5） 所示； 在公式 （5） 、 （6） 中， ni是Di,w中I种损伤状态空间点距最大值的点距标号序列， 表 示所有损伤状态空间点距最大值对应的列向量； 4） 所述的步骤2） 和步骤3） 计算塔机塔身各损伤状态的空间点距最大值标号， 并对比分 析同一点处各损伤状态的空间点距大小作为损伤严重程度判别依据， 具体为： 提取 某一列作为各损伤状态在同一点处的空间点距 值或空间点距矩阵 Di,w中的某一列数据作为 各损伤状态在 同一点处的空间点距值， 并以此作为损伤判别依据， 以严重程度作为 x轴坐 标， 各列向量或空间点距矩阵 Di,w中的某一列数据作为 y轴坐标， 得到严重程度和严 重程度度量指标之 间的关系曲线； 通过对比各严重程度度量指标在坐标系中的相对位置来 判定损伤的严重程度。 2.根据权利要求1所述的一种基于局部特征提取模型的塔机塔身损伤严重程度确定方 法， 其特征在于： 在上述 步骤2） 中： 所有损伤状态下采集得到的空间位置点两相邻点之间的空间点距 Di为： Di= ［dzi,1，dzi,2，dzi,3，dzi,4，……，dzi,w］   （3） 其中 Dxi= ［dxi,1，dxi,2，dxi,3，dxi,4，……，dxi,w］   （9） Dyi= ［dyi,1，dyi,2，dyi,3，dyi,4，……，dyi,w］   （11） 在公式 （7） ‑（11） 中， dxi,w和dyi,w分别表示塔机塔身在第 i种损伤状态下测得的第 w+1个权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 115374660 A 3