曹家乐

摘 要：体育运动机械同其他机械设备一样，存在出现生产与运行误差的风险，需要采取相应的技术进行检测与处理，降低风险发生率。自动化检测技术具有性能检测、连续监测、误差检测及故障定位等优势，检测系统由自动检测设备、检测程序集与检测环境构成，包括程控接口、虚拟仪器、现场检测、自动检测系统实现等关键技术，可较好地应用于体育运动机械误差分析中。对此，文章基于对体育运动机械电路误差特征的分析，设计一种体育运动机械误差自动化诊断系统，以相应技术为支持自动检测与处理运动机械误差及故障，保证体育运动机械的应有价值。

关键词：自动化检测技术，体育运动，机械误差，误差诊断系统

中图分类号：TP277   文献标识码：A      文章编号：1001-5922（2020）10-0153-04

Abstract：The same to other mechanical equipment， physical exercise mechanical also has production and operation error risks， it needs adopt corresponding technology to make a testing and management， reduce risk incidence. Automatic detection technology has performance test， continuous monitoring， error detection and fault location advantages. The testing system consists of automatic testing equipment， testing procedures and testing environment， including key technologies such as program-controlled interface， virtual instrument， on-site detection， automatic detection system realization， etc.， can be better applied to physical exercise mechanical error analysis. In this regard， based on the physical exercise mechanical circuit error characteristics analysis， the paper designs a kind of physical exercise mechanical error automatic diagnostic system， it can detect and dispose exercise mechanical error and fault automatically under the support of corresponding technologies， and guarantee the due value of physical exercise mechanical.

Key words：automatic detection technology， physical exercise， mechanical error， error diagnosis system

0 引言

體育运动在提高国民身体素质方面发挥着极大的作用，并作为一种竞赛项目丰富着人们的生活。长期以来，科技工作者均将体育运动机械技术研究视作工作重点，未曾停歇过在运动机械设计与改良等方面的脚步[1]。针对性分析体育运动机械可知，其在铸件焊接工艺与修复工艺上有较为突出的特殊性表现。焊接工艺是机械铸造的重点，工件材质会对其产生直接的影响，在体育运动机械质量控制方面意义重大;修复工艺关系到体育运动机械的使用安全，会受到铸造环境的影响，与机械铸造完成后的长期维护密切相关。基于工件外形尺寸、组件配合等诸多因素的约束与限制，体育运动机械在实际生产与运行过程中复杂程度高，工序繁杂，在质量方面难以控制[2]，易造成体育运动机械误差的出现，使其成为机械不可避免的一项技术问题。实际上，虽然体育运动机械误差难以避免，但可运用相关技术与措施进行检测及精度改良。在体育运动机械总成本中，检测技术成本所占比重较大，但一旦实现先进的技术应用升级，深入强化运动机械生产及运行系统中的自动化检测技术，便会增加成本效益，严格产品质量把控，同时有利于提升生产程序的标准化，实现多重效益功能。对此，文章以电子类体育运动机械为例，对自动化检测技术在其机械误差检测方面的应用进行研究。

1 自动化检测关键技术

与日新月异的科技技术发展相伴随，检测技术与手段亦实现了迅速的发展，逐渐由以往单纯的人工产品质量检验向自动化检测系统在线检测转变[3]。自动化检测是性能检测、连续监测、误差检测及故障定位的总称，它利用多种信息技术检测系统、设备与部件的性能，诊断误差与故障。通过应用自动化检测，体育运动机械制造系统能够实现即时、全面且自动化的在线检测，随着人们对运动机械性能认知的逐步深入，选择有效手段能够对体育运动机械生产与运营中的损坏加以规避，延长机械的使用寿命。

典型的自动化检测系统包括自动检测设备、检测程序集与检测环境3大部分，图1所示为其结构框图。其中，自动检测设备由测量仪器、主计算机、通信总线等部件构成，主计算机对检测与测量仪器以及检测程序集的运行进行控制，操作系统、编译器与实验运行程序等系统软件的功能则在于控制检测工作站的工作状态，开发与执行检测程序集;检测程序集包括检测与诊断程序、连接被检测单元与自动化检测设备的适配器以及操作手册等;检测环境则涉及自动检测系统的结构描述、编程与检测规范语言、编译器、开发工具及描述对象设计需求、检测策略信息标准格式等内容。

在现代微电子技术与计算机技术等的推动下，检测技术与计算机实现了深层次的结合，掀起了检测仪器领域的革命浪潮，全新检测设备组建方式日益更新。现代自动化检测关键技术如下。

1.1 程控接口技术

怎样将检测系统同接受检测的设备自动地连接起来，对于自动化检测而言十分重要，计算机程序控制的接口单元（程控接口）可较好地将这一问题解决。在程控接口内部，包括一组通用的连接点，并配有完成接口任務的缓冲器与多路分配器，以实现2项基本功能：①发生、调理模拟与数字激励，将激励向被测装置引导;对从被测装置引线处得到的数据进行调理，引导给自动检测系统;②在被测装置引线上添加程控负载。换句话而言，即通过相应的程序控制，程控接口可以将引导检测系统功能到被测设备的功能发挥出来，以此实现对被测设备的检测。

1.2 虚拟仪器技术

在一定的硬件条件支持下，虚拟仪器通过特定的软件编程将虚拟面板生成于屏幕之上，基于对各种相关信号的采集、分析与处理，发挥仪器所具有的功能。实际上，虚拟仪器是在计算机技术与仪器技术共同发展与深度结合背景下推出的一种全新仪器，在很大程度上突破了传统仪器的概念。就传统仪器而言，其主要功能模块均以硬件形式而存在，而对虚拟仪器来说，它是具有仪器功能的软硬件组合体，可按照软件模块的功能及其差异化组合灵活配置自身功能，实现对传统仪器功能的扩充。

1.3 专家系统

同专家系统相互结合现已成为自动化检测领域推动自动化检测技术发展与进步的一个重要动力与目标。作为人工智能的重要组成内容之一，专家系统自20世纪50年代被提出并不断扩大应用范围以来，现已形成了一套完整的学科体系。20世纪50年代中期，美国率先在航空机载设备的检测方面应用专家系统，取得了理想的检测效果，引起部分国家的效仿。与专家系统相结合，自动化检测设备对故障的定位、分析以及判断等能力必然会得到很大程度的增强，设备的维修保障效率也会大大提升。

1.4 现场检测技术

微处理器与大规模集成电路应用愈发广泛，这是现代化机械与设备的发展趋势，故现场误差与故障检测变得越来越重要。为了方便现场误差、故障等的检测与维修，特征分析、逻辑分析、电路模拟、内在诊断等现场检测技术得到了大规模的开发与研究。例如，运用特征分析技术，在电路图有关节点将“特征”体现出来，让机械或设备产生激励，采用简单且无源的检测设备——特征分析仪，便可在很短的时间内确定现场误差或故障点，对元器件进行定位，以此实现对维修现场误差及故障诊断的简化，保证设备战备率。

2 基于自动化检测技术的体育运动机械误差诊断系统

2.1 体育运动机械电路误差特征分析

在进行体育运动机械误差自动化检测系统的设计之时，应将对机械误差特征的提取作为误差检测的理论基础与关键步骤。与很多机械设备相同，体育运动机械系统亦较为复杂，常见误差与故障一般来源于硬件[4]。为了方便分析，简化处理体育运动机械内部硬件电路，采用等值电路的形式给出，如图2所示，同时，将其视作体育运动机械容易出现误差的研究目标，对电路的误差特征进行分析。

图2中的通过公式（1）计算得到：

式（1）中，为各相线路的对地电容。进一步研究图2，可求得为：

式（2）中，表示频率。若用表示体育运动机械误差电流同之间的相角差，则机械误差特征可用来表示，有：

按上述步骤对简化体育运动机械等值电路进行分析，便可实现对机械误差特征的提取。

2.2 体育运动机械误差自动化检测系统硬件设计

在体育运动机械误差自动化检测系统中，末端设备由对各类体育运动机械不同运行状态下各项数据信息进行采集的传感器构成，采用指令与Web这2种不同的服务器传输数据方式，借助已经存在的局域网络，在系统内部集成各个传感器[5]。传感器对体育运动机械的信号数据进行采集，经数据服务器转换其原有形式，用误差特征直观地表示出来，为后期的记录、处理以及分析工作的顺利进行提供参考依据。图3所示为体育运动机械误差自动化检测系统的结构框图。

在接收到体育运动器械的误差特征后，指令服务器会结合所得指标做出相应的比较，对机械所监测到的误差特征的对比结果进行判断，以此明确机械是否有异常问题出现，得出相应的结论。如果所得结论为体育运动机械运行有异常情况存在，此时系统会对这一异常状态进行自动处理，并在处理工作结束后上报所处理的结果。在系统对体育运动机械误差进行正常检测的整个过程中，如果运动机械各相线路的对地电容变大，运动机械的电容会呈3倍的增加;如果运动机械不同相的对地泄漏电阻呈变大趋势，运动机械的误差电流会同其呈反比，同呈正比，此时频率、体育运动机械对地电容电流以及补偿电流均容易对其产生相应的影响。所以，在应用体育运动机械误差自动化检测系统检测运动机械误差的过程中，如果运动机械发生异常，检测系统的外部接口模块会将报警短信发送至一个或多个管理人员的数据接收移动终端上[6]，此处的移动终端可以是工作人员的手机或平板电脑等设备，如此，相关人员便能够在第一时间获得体育运动机械的误差信息，掌握其出现异常的情况，进而做出及时的反应以进行相应的处理，避免体育运动机械的运动误差进一步变大，最终造成故障的出现，同时，亦能够避免由运动机械误差/故障带来的更大的损失。

Web服务器采用B/S模式编程，能够进行信息的查询，并对相关设备进行控制，利用Java Web执行网站开发任务，还可实现对网站建设成本的进一步降低。在对速数据、指令服务器进行编程之时，所采用的模式应为C/S模式，在日常运行体育运动机械的过程中，使用该模式能够实现巡检相关设备、排序与排查运动机械的误差数据、存储各项数据的功能。该项操作可以将下次同一误差出现时系统的检测时间缩短。

3 结语

文章基于对自动化检测技术的分析，提出了一种以电子类体育运动机械为对象的运动机械误差自动化检测方法。通过对体育运动机械误差特征的提取，进行运动机械误差自动化检测系统硬件结构的设计。系统在检测过程中若发现体育运动机械的异常，会向移动终端发送报警信息，工作人员可第一时间接收误差报警信息，采取相应措施，规避误差或故障的进一步发生，在体育运动机械正常运行中有较高的应用价值。

参考文献

[1]关璐.体育运动机械误差建模及校正技术研究[A].香港康健医药有限公司.2017年博鳌医药论坛论文集[C].香港康健医药有限公司：香港新世纪文化出版社有限公司，2017：419.

[2]冯娟.大型体育运动器械铸件特殊工艺例析[A].香港康健医药有限公司.2017年博鳌医药论坛论文集[C].香港康健医药有限公司：香港新世纪文化出版社有限公司，2017：512.

[3]王素琼.检测自动化技术在机械制造系统中的应用研究[J].自动化与仪器仪表，2017（4）：79-80.

[4]周晶，叶祥，蒋学华.四川省医疗器械生产企业无菌和植入性医疗器械生产现况：31家企业调查分析[J].中国组织工程研究，2017，21（6）：928-933.

[5]冯骞.医疗设备信息管理系统的设计与实现[J].现代电子技术，2017（1）：92-94.

[6]姜小菁.嵌入式工程机械车辆故障专家诊断系统开发[J].机床与液压，2012，40（11）：157-160.