BR112016000801B1

BR112016000801B1 - Método e sistema de inspeção de uma correia transportadora

Info

Publication number: BR112016000801B1
Application number: BR112016000801-4A
Authority: BR
Inventors: Thomas FUHLBRIDGE; Gregory Rossano; Eduardo Botelho; Harald Josef Staab; George Zhang; Sang Choi; Carlos Martinez
Original assignee: Abb Schweiz Ag
Priority date: 2013-07-15
Filing date: 2014-07-07
Publication date: 2021-10-05
Also published as: PE20160093A1; PL3543179T3; AU2014290633B2; EP3543179A1; PL3022137T3; EP3022137B1; WO2015009467A8; BR112016000801A2; WO2015009467A1; US20160152416A1; CA2918466A1; CL2016000121A1; CN105473471A; US9950873B2; CA2918466C; BR112016000801A8; EP3022137A1; EP3543179B1; CN105473471B; AU2014290633A1

Abstract

inspeção de correia transportadora com estrutura de sensor de craga de veículo não tripulado. a presente invenção refere-se a um método de inspeção de uma correia transportadora (10) que tem lados opostos (34, 35) e um comprimento. a correia transportadora inclui uma correia sem-fim e uma pluralidade de estruturas de rolos (24) dispostas em uma relação espaçada ao longo de pelo menos uma porção do comprimento da correia transportadora e sob um piso superior (17) da correia para su-portar a correia enquanto o material é conduzido sobre a correia. cada estrutura de rolos inclui pelo menos um rolo (12, 12') construído e ar-ranjado para girar em torno de um eixo enquanto a correia é conduzida com o material. o método orienta um veículo não tripulado (22), o qual tem uma estrutura de sensor (28) sobre o mesmo, em um lado da cor-reia transportadora, e faz com que o veículo se desloque ao longo da porção do comprimento da correia transportadora enquanto a estrutura de sensor obtém os dados a respeito de um estado de pelo menos uma porção da correia e dos rolos da pluralidade de estruturas de rolos enquanto a correia transportadora estiver operando.

Description

CAMPO

[001] A presente invenção refere-se à inspeção de correiatransportadora e, mais particularmente, a uma estrutura de sensor de carga de veículo não tripulado que se desloca ao lado da correia transportadora móvel para inspecionar a correia transportadora e os rolos.

ANTECEDENTES

[002] A FIGURA 1 mostra uma vista secional de uma porção deuma grande correia transportadora convencional, indicada de modo geral por 10, a qual é usada tipicamente em operações de mineração. Um conjunto de tensores ou rolos superiores é carregado por uma armação 14 e inclui os rolos externos 12 e um rolo central 12'. Os rolos 12, 12' giram com respeito à correia sem-fim móvel 16 que carrega o material 18. Os rolos 12, 12' são providos para assegurar que a correia 16 defina uma calha para o material 18. Os rolos de uma pluralidade de conjuntos de rolos são espaçados para suportar a correia 16 ao longo do comprimento da correia transportadora 10. Os rolos inferiores 20 suportam a porção de retorno da correia 16'.

[003] Há um desgaste e uma abrasão na correia 16 causados pelodeslizamento, pelo atrito, pelo movimento do material, pelas forças em empuxo estáticas e dinâmicas, e pelas condições ambientais. Além disso, a correia 16 pode ser danificada pelo desalinhamento, e por materiais estranhos. Uma paralisação devida à falha da correia pode causar perdas de produção significativas. Portanto, é importante detectar problemas antes que eles causem danos maiores na correia. As indicações típicas de falhas futuras da correia são rachaduras pequenas nas bordas e no lado de baixo onde ela se dobra no formato de calha.

[004] Além disso, a falha dos tensores ou rolos 12, 12' e seusrolamentos dos rolos causam atrito e abrasão. Os rolamentos falham com o aumento da temperatura. Uma especificação típica da vida útil de um rolamento a 70°C é 22.600 horas, mas isso cai drasticamente a temperaturas mais altas (5.600 horas a 100°C, 2.200 horas a 120°C). Os fatores que causam o aumento da temperatura são, por exemplo, a qualidade da fabricação e a montagem, a velocidade de rotação, a carga radial da correia, a distância entre os tensores, a viscosidade da graxa, a vedação, a manipulação e a armazenagem dos tensores. Os critérios típicos para substituir tensores são: tomar nota a 70°C, planejar a substituição a 80°C, e substituir acima de 90°C.

[005] Atualmente, as correias transportadoras são inspecionadasperiodicamente pelo pessoal que caminha ou que dirige ao longo do comprimento da correia transportadora e que verifica visualmente para ver se há problemas. Alguns grupos de inspeção usam câmeras térmicas para detectar os pontos quentes de rolos e de rolamentos de rolo com falhas. Alternativamente, os sistemas de inspeção automáticos convencionais são normalmente instalações fixas acima da correia que a espessura da correia, o desalinhamento ou rasgos nas bordas da correia. Esses sistemas não podem inspecionar os rolos, uma vez que os sensores requeridos são demasiadamente caros, uma vez que não seria econômico reparar muitos sensores ao longo do comprimento da correia transportadora. Além disso, são usados sistemas de trole de manutenção que ficam pendurados na correia transportadora. No entanto, uma vez que esses sistemas são conectados à correia transportadora, eles não são prontamente adaptáveis para o uso em correias transportadoras diferentes.

[006] Desse modo, há uma necessidade de prover um veículo nãotripulado que se desloque adjacente à correia transportadora em operação para inspecionar a correia transportadora. Também há uma necessidade de prover uma estrutura de sensor que se desloque adjacente à correia transportadora em operação de uma maneira guiada para inspecionar a correia transportadora.

SUMÁRIO

[007] Um objetivo da invenção consiste em satisfazer asnecessidades acima mencionadas. De acordo com os princípios da presente invenção, esse objetivo é atingido por um método de inspeção de uma correia transportadora que tem lados opostos e um comprimento. A correia transportadora inclui uma correia sem-fim e uma pluralidade de estruturas de rolos dispostas em uma relação espaçada ao longo de pelo menos uma porção do comprimento da correia transportadora e sob um piso superior da correia para suportar a correia quando o material é conduzido sobre a correia. Cada estrutura de rolos inclui pelo menos um rolo construído e arranjado para girar em torno de um eixo enquanto a correia é conduzida com o material. O método orienta um veículo não tripulado, que tem a estrutura de sensor sobre o mesmo, em um lado da correia transportadora, e faz com que o veículo se desloque ao longo da porção do comprimento da correia transportadora enquanto a estrutura de sensor obtém os dados a respeito de um estado de pelo menos uma porção da correia e dos rolos da pluralidade de estruturas de rolos enquanto a correia transportadora está operando. Enquanto o veículo está se deslocando, a estrutura do sensor obtém os dados somente enquanto está adjacente a um lado da correia transportadora, sem se mover sob o piso superior da correia.

[008] O método pode ainda prover uma estrutura-guia ao longo docomprimento da correia transportadora e disposta adjacente a pelo menos um dos lados da correia transportadora de modo que a estrutura guia guie o veículo durante o movimento do veículo.

[009] O veículo pode ser um veículo de acoplamento ao solo e a etapa de deslocamento do veículo inclui o deslocamento do veículo sobre o solo. O veículo tem a capacidade de voar e a etapa de deslocamento do veículo inclui o deslocamento do veículo no ar adjacente à correia transportadora.

[0010] De acordo com um outro aspecto da modalidade divulgada,o objetivo é atingido por um método de inspeção de uma correia transportadora que tem lados opostos e um comprimento. A correia transportadora inclui uma correia sem-fim e uma pluralidade de estruturas de rolos dispostas em uma relação espaçada ao longo de pelo menos uma porção do comprimento da correia transportadora e sob um piso superior da correia para suportar a correia enquanto o material é conduzido sobre a correia. Cada estrutura de rolos inclui pelo menos um rolo construído e arranjado para girar em torno de um eixo enquanto a correia é conduzida com o material. O método provê a estrutura-guia ao longo do comprimento da correia transportadora disposta adjacente a pelo menos um dos lados da correia transportadora. A estrutura do sensor é carregada pela estrutura-guia. A estrutura de sensor é levada a se mover de uma maneira guiada pela estrutura-guia ao longo do comprimento da correia transportadora com a estrutura de sensor obtendo os dados a respeito de um estado de pelo menos uma porção da correia e dos rolos da pluralidade de estruturas de rolos enquanto a correia transportadora está operando.

[0011] A estrutura-guia pode incluir um cabo e a estrutura de sensorinclui um condutor que carrega um sensor de imagem, a etapa de deslocamento da estrutura de sensor pode incluir o movimento do cabo, o que causa o movimento do condutor.

[0012] O sensor de imagem pode ser uma câmera e a etapa deobtenção dos dados inclui a obtenção de dados na forma de imagens visuais ou imagens térmicas.

[0013] A etapa de obtenção dos dados pode incluir dados acústicos.

[0014] O método pode ainda compreender a etapa de associar osdados com uma posição na correia transportadora.

[0015] O sensor de imagem pode ser uma câmera e a etapa deobtenção de dados pode incluir obter dados na forma de imagens visuais ou imagens térmicas.

[0016] Outros objetivos, peculiaridades e características dapresente invenção, assim como os métodos de operação e as funções dos elementos relacionados da estrutura, a combinação de peças e a economia da fabricação tornar-se-ão mais aparentes ao levar em consideração a descrição detalhada a seguir e as reivindicações anexas com referência aos desenhos anexos, todos os quais fazem parte deste relatório descritivo.

BREVE DESCRIÇÃO DESENHOS

[0017] A invenção será mais bem compreendida a partir dadescrição detalhada a seguir das modalidades preferidas da mesma, tomadas conjuntamente com os desenhos anexos, nos quais os mesmos numerais de referência referem-se às peças semelhantes, em que:

[0018] A FIGURA 1 é uma vista secional de uma porção de umacorreia transportadora convencional que mostra a correia e os rolos superiores e inferiores da mesma.

[0019] A FIGURA 2 é uma vista esquemática de uma porção de umpiso de avanço de uma correia transportadora com um veículo não tripulado, carregando a estrutura de sensor em um arranjo de bandeja e báscula, para inspecionar os rolos em um lado da correia transportadora de acordo com uma modalidade.

[0020] A FIGURA 3 é uma varredura térmica de um rolo da correiatransportadora da FIGURA 2 ao usar a estrutura de sensor.

[0021] A FIGURA 4 é uma vista esquemática de uma porção de umpiso de avanço de uma correia transportadora com um veículo não tripulado que tem uma estrutura de sensor de carga de braço robótico para inspecionar os rolos em um lado da correia transportadora de acordo com uma outra modalidade.

[0022] A FIGURA 5 é vista esquemática lateral de uma correiatransportadora com estrutura-guia, na forma de uma estrutura de sensor de carga de cabo, em um lado da correia transportadora para inspecionar os rolos e um lado de baixo da correia transportadora, de acordo com uma outra modalidade.

[0023] A FIGURA 6 é uma vista secional tomada ao longo da linha6-6 na FIGURA 5.

[0024] A FIGURA 7 é uma vista secional tomada ao longo da linha7-7 na FIGURA 5.

[0025] A FIGURA 8 é uma vista de uma porção da estrutura-guia,na forma de um cabo, que carrega a estrutura de sensor de acordo com uma modalidade.

[0026] A FIGURA 9 é uma vista secional esquemática de umaporção da estrutura-guia, na forma de um trilho, que carrega a estrutura de sensor de acordo com uma outra modalidade.

DESCRIÇÃO DETALHADA DE MODALIDADES EXEMPLIFICADORAS

[0027] Com referência à FIGURA 2, uma vista esquemática de umaporção de um piso de avanço de uma correia transportadora é mostrada, indicada de modo geral em 10, sendo inspecionada por um veículo não tripulado, indicado de modo geral em 22. A correia transportadora 10 é convencional e é de preferência do tipo mostrado na FIGURA 1, dotada de uma pluralidade de conjuntos de rolos ou estruturas de rolos 24 carregados pela armação 14 sob um piso superior 17 da correia 16. Cada estrutura de rolos 24 inclui de preferência os dois rolos externos 12 e o rolo central 12' da FIGURA 1. Cada rolo 12, 12' gira em torno de um eixo A através dos rolamentos 13 enquanto a correia sem-fim 16 é conduzida junto com o material 18. O piso de retorno da correia 16, os rolos inferiores 20 e o material 18 que está sendo conduzido não são mostrados nas FIGURAS 2 e 4. Alternativamente, a estrutura de rolos pode compreender dois ou quatro rolos.

[0028] Tal como observado acima, o desgaste e a abrasão dacorreia 16 são causados pelo deslizamento, pelo atrito, pelo movimento do material, pela deformação da correia, pelas forças de estiramento estáticas e dinâmicas, e pelas condições ambientais. Além disso, a correia 16 pode ser danificada pelo desalinhamento e por materiais estranhos. Além disso, a falha dos tensores ou dos rolos 12, 12' e dos rolamentos dos rolos causa atrito e abrasão. Os rolamentos falham com o aumento da temperatura. Portanto, uma correia transportadora 10 é inspecionado regularmente para detectar problemas antes que eles resultem em uma paralisação e danos maiores. De acordo com uma modalidade e tal como mostrado na FIGURA 2, o veículo não tripulado 22 é provido para se deslocar ao longo de pelo menos uma porção de um comprimento L da correia transportadora 10 para inspecionar a correia 16 e os rolos 12, 12' da pluralidade de conjuntos de rolos 24 enquanto a correia transportadora 10 está operando.

[0029] O veículo não tripulado 22 pode ser convencional, tal comodo tipo divulgado na Patente U.S. no. 7.784.570 B2, o qual tem uma plataforma 26 que carrega a estrutura de sensor, indicada de modo geral em 28. Na modalidade da FIGURA 2, a estrutura de sensor 28 inclui um sensor de imagem 30 disposto na estrutura de montagem 29. Na modalidade da FIGURA 2, a estrutura de montagem 29 é um mecanismo de bandeja e báscula convencional 32 de modo a poder se mover em dois graus de liberdade: a rotação em um plano horizontal e em um plano vertical. O sensor de imagem 30 é de preferência uma câmera de imagem térmica focada na estrutura de rolos 24 para capturar imagens visuais e térmicas dos rolos 12, 12' de cada estrutura de rolos 24 enquanto o veículo 22 se desloca ao longo de um lado 34 da correia transportadora 10 em operação. A FIGURA 3 é uma imagem térmica capturada pelo sensor de imagem 30 da FIGURA 2, mostrando um ponto quente 36 de um rolo 12. O ponto quente 36 indica o calor gerado pelo atrito que pode indicar que o rolamento do rolo 12 está danificado. Um ângulo de visualização do sensor de imagem 30 pode ser tal que pelo menos uma porção do lado de baixo da correia 16 pode ser monitorada para determinar se há defeitos nessa porção da correia.

[0030] Além disso, a estrutura de sensor 28 pode incluir um sensoracústico 37 para obter sinais acústicos ao longo do comprimento da correia 16 enquanto o veículo 22 se move ao longo do lado 34 ou 35 da correia transportadora 10. A análise do espectro de frequência convencional dos dados acústicos pode ser usada para determinar um padrão anormal, por exemplo, causado pelos rolos atolados 12, 12', ou pelo chiado da correia 16. A estrutura de sensor 28 pode conter a estrutura para obter dados térmicos da imagem, dados de imagem infravermelha, dados de imagem visual, dados acústicos ou qualquer combinação desses dados. Se os dados forem térmicos, infravermelhos ou visuais, a estrutura de sensor 28 pode ter capacidades de aproximação e pode ter um foco controlável automático ou remoto.

[0031] De preferência, um transceptor sem fio 35 na estrutura desensor 28 ou no veículo pode se comunicar com um receptor sem fio 38 que é provido sobre ou perto da correia transportadora 10. O receptor 38 recebe os sinais 40 para associar desse modo os dados que são capturados pelo sensor de imagem 30 ou pelo sensor acústico 37 com a posição, de modo a determinar qual peça da correia 16 ou qual rolo 12, 12', de um conjunto 24 está danificado ou não funcionandocorretamente. Em vez de transmitir as imagens ou os dados, eles podem ser armazenados na memória 42 que é provida no veículo 22 ou que faz parte da estrutura de sensor 28, para ser descarregados mais tarde.

[0032] O veículo 22 pode ser controlado de maneira autônoma pelosistema de controle a bordo 43, por exemplo, tal como divulgado na Patente U.S. no. 7.499.776 B2. Alternativamente, o veículo pode ser controlado remotamente por um operador ao usar uma unidade de controle remoto 44 tal como, por exemplo, divulgado na Patente U.S. No. 7.926.598 B2 ou pela navegação via GPS. O controle manual e semiautônomo do veículo 22 também é contemplado. O conteúdo de cada uma dentre a Patente U.S. no. 7.784.570 B2, a Patente U.S. no. 7.499.776 B2 e a Patente U.S. no. 7.926.598 B2 é incorporado a título de referência no presente relatório descritivo. Em uma outra modalidade, um operador remoto pode assumir o controle do sistema a qualquer momento durante uma inspeção autônoma, tal como quando o sistema detecta um problema. Isso deve permitir que o operador remoto faça uma inspeção manual mais completa do equipamento de interesse.

[0033] Com referência à FIGURA 4, em vez de montar o sensor deimagem 30 e o sensor acústico 37 nos dois graus de liberdade do mecanismo de bandeja e báscula 32, a estrutura de montagem 29' compreende um robô 46 que carrega os sensores 30 e 37 para o movimento em mais de dois graus de liberdade. Na modalidade, o robô 46 tem seis graus de liberdade. Isso propicia mais mobilidade de modo a mover os sensores 30, 37 para assegurar que eles fiquem adjacentes aos conjuntos de rolos 24 enquanto o veículo 22 atravessa o terreno de troca. Em vez de prover o robô, os sensores 30 e 37 podem ser montados em um braço telescópico tal como Packbot ® da iRobot Corp®. De preferência, o braço pode ser estendido somente quando o veículo 22 é parado para monitorar de perto um ponto de interesse na correia transportadora 10. Se for desejado, o braço pode ser estendido até o alcance sob a correia.

[0034] Uma vez que há muitas porções da armação 14 ao longo docomprimento da correia transportadora 10, o que torna difícil mover a estrutura de sensor 28' sob o piso superior 17 da correia 16, a estrutura de sensor 28 ou 28' inspeciona somente enquanto está adjacente a um lado 34 ou 35 da correia transportadora 10, sem a necessidade de se mover sob o piso superior da correia 16. Uma vez que o veículo 22 obtém os dados de um lado 34 da correia transportadora 10, o veículo pode se mover para o outro lado 35 e obter os dados desse lado enquanto a correia transportadora 10 estiver em operação. Em consequência disto, uma coleta de dados mais exata pode ser obtida de cada um dos rolos externos 12. Deve ser observado que a detecção de um rolo 12, 12' de qualquer conjunto 24 pode não ocorrer devido à falta acidental do mesmo ou por causa do ângulo de visualização não ser acessível, etc. Nesses casos, tentativas posteriores podem ser feitas para detectar esses rolos em falta.

[0035] Qualquer outro veículo não tripulado que pode se mover aolongo de um terreno irregular pode ser usado para carregar as estruturas de sensor 28 ou 28'. Alternativamente, com referência à FIGURA 4, um veículo de voo controlado remotamente tal como um helicóptero em miniatura ou um drone, indicado de modo geral em 22', incluindo a estrutura de sensor 28 na plataforma 26', pode ser usados em vez do veículo 22 que tem a estrutura de acoplamento no solo, tais como trilhos ou as rodas 48. O veículo 22' pode ser controlado para voar adjacente à correia transportadora 10 perto dos rolos externos 12. A estrutura de sensor 28' pode ser montada na plataforma 26' na maneira discutida acima ao fazer uso da estrutura de montagem 29 ou 29. Além disso, se o veículo 22 for controlado pela unidade de controle remoto 44, a unidade 44 também pode controlar o movimento do mecanismo de bandeja e báscula 32 ou o robô 46.

[0036] Em vez de fixar o sensor acústico 37 à estrutura de sensor 28, o sensor 37 pode ser atirado, ejetado ou disparado do veículo 22 em uma porção da correia transportadora 10. Os dados do sensor 37 podem ser transmitidos através de um fio conectado e após a leitura dos dados, e o sensor 37 pode ser recuperado ao enrolar o fio. Embora uma grande correia transportadora de mineração 10 seja mostrada como sendo inspecionada pelo veículo 22, o veículo pode inspecionar qualquer tipo de correia transportadora.

[0037] O veículo 22 com a estrutura de sensor 28 permite ainspeção automática e econômica dos rolos e da correia de uma correia transportadora para detectar problemas antes da ocorrência de falhas da correia e danos maiores. Vantajosamente, as inspeções podem ser executadas automaticamente e com precisão com intervenção manual reduzida ou absolutamente nenhuma. Além disso, quando anomalias são detectadas durante a inspeção, a estrutura de sensor 28 pode executar automaticamente medições adicionais ao visualizar a área de problema de ângulos adicionais e/ou ao usar sensores adicionais tais como o sensor acústico 37, ou outros sensores. Além disso, enquanto se move ao longo da correia transportadora, a estrutura de sensor 28 também pode ser usada para detectar qualquer outro som ou imagem incomum que não se origina nos rolos, mas em outras partes da instalação.

[0038] O veículo 22 com a estrutura de sensor 28 sobre o mesmotambém é vantajoso em relação aos sistemas de trole de manutenção convencionais, uma vez que o veículo não tripulado 22 com a estrutura de sensor 28 não é acoplado à correia transportadora 10. Portanto, o mesmo sistema de inspeção pode ser usado para uma variedade mais ampla de correias transportadoras. O veículo também é mais flexível, uma vez que as posições e os ângulos de inspeção não são limitados pela configuração de trole uma vez que o veículo e a estrutura de montagem móvel que carrega a estrutura de sensor 28 têm mais liberdade de movimento.

[0039] Com referência à FIGURA 5, uma vista esquemática de umacorreia transportadora, indicada de modo geral em 10, é mostrada com um sistema de inspeção associado, indicado de modo geral em 11', para inspecionar rolos e um lado de baixo da correia transportadora, de acordo com uma modalidade. O sistema de inspeção 11' compreende a estrutura-guia 122, que carrega a estrutura de sensor indicada de modo geral em 124, disposta adjacente a pelo menos um lado da correia transportadora 10'. A correia transportadora 10' é convencional e é de preferência do tipo mostrado na FIGURA 1, dotada de uma pluralidade de conjuntos de rolos ou as estruturas de rolos 126 carregados pelo armação 14 sob um piso superior 15 da correia sem-fim 16. Cada estrutura de rolos 126 inclui de preferência os dois rolos externos 12 e o rolo central 12' tal como mostrado na FIGURA 6. Cada rolo 12, 12' gira em torno de um eixo A através dos rolamentos 13 enquanto a correia sem-fim 16 é conduzida junto com o material 18. O piso de retorno da correia 16' é suportado pelos rolos inferiores 20 (FIGURA 4). Alternativamente, a estrutura de rolos 126 pode compreender dois ou mais rolos.

[0040] A estrutura de impulsão, indicada de modo geral em 128, éempregada para mover a correia 16. Na modalidade, a estrutura de impulsão inclui uma primeira polia 130 em uma primeira extremidade 132 e uma segunda polia 134 na segunda extremidade 136 da correia transportadora 10'. Pelo menos uma das polias é motorizada. Na modalidade, um motor 138 impele a primeira polia 130. Um rolo de tensionamento de correia convencional 140 acopla no piso de retorno da correia 16'. O rolo 140 é ajustável de modo a ajustar a tensão na correia 16'.

[0041] Tal como observado acima, o desgaste e a abrasão dacorreia 16 são causados pelo deslizamento, pelo atrito, pelo movimento do material, pela deformação da correia, pelas forças de estiramento estáticas e dinâmicas, e pelas condições ambientais. Além disso, a correia 16 pode ser danificada pelo desalinhamento e por materiais estranhos. Além disso, a falha nos tensores ou nos rolos 12 e 12' e nos rolamentos de rolos causa atrito e abrasão. Os rolamentos falham com o aumento da temperatura. Portanto, uma correia transportadora 10' é inspecionada regularmente para detectar problemas antes que eles resultem em uma paralisação e danos maiores. De acordo com uma modalidade e tal como mostrado na FIGURA 5, a estrutura-guia, indicada de modo geral em 122, carrega a estrutura de sensor 124 de uma maneira guiada ao longo do comprimento L da correia transportadora 10' para inspecionar a correia 16 e os rolos 12, 12' da pluralidade de conjuntos de rolos 126 enquanto a correia transportadora 10' está operando.

[0042] A estrutura-guia 122 inclui uma pluralidade de suportes 142que são fixados a pelo menos um lado da armação 14 da correia transportadora 10' e espaçados ao longo de um comprimento da armação 14. Na modalidade das FIGURAS 6 a 8, cada suporte 142 inclui um rolo 144 para suportar um cabo 146 que se estende ao longo do comprimento L da correia transportadora 10'. O cabo 146 é movido por uma polia 148 impelida por um motor 150 ou por outros sistemas para mover um cabo.

[0043] A estrutura de sensor 124 inclui um veículo ou condutor 152que se move junto com o cabo 146 de uma maneira guiada nas direções B da FIGURA 8. A estrutura de sensor 124 também inclui um sensor de imagem 154 disposto no condutor 152 para se mover com o mesmo. O sensor de imagem pode ser montado no condutor 152 ao usar um mecanismo de bandeja e báscula convencional de modo a poder se mover em dois graus de liberdade: rotação em um plano horizontal e em um plano vertical. O sensor de imagem 154 é de preferência uma câmera de imagem térmica (com capacidade de aproximação) focada na estrutura 126 do rolo para capturar imagens visuais e térmicas dos rolos 12, 12' de cada estrutura de rolos 126 e no lado de baixo da correia 16 enquanto o condutor, com o sensor 154, se desloca ao longo de um lado da correia transportadora em operação 10'. O sensor de imagem 154 da FIGURA 5 pode ser usado para capturar uma imagem térmica (tal como mostrado na FIGURA 3) que indica um ponto quente 36 de um rolo 12. O ponto quente 36 indica o calor gerado pelo atrito que pode indicar que o rolamento de rolo 12 está danificado. O campo de vista 158 do sensor 154 é tal que as estruturas de rolos 126 e pelo menos uma porção do lado de baixo da correia 16 (vide a FIGURA 7) podem ser monitoradas para determinar se há defeitos na porção monitorada da correia, em particular nas áreas curvadas 160 da correia 16. Em vez de ou além de uma câmera de imagem térmica, o sensor de imagem 154 pode ser uma câmera de imagem visual ou uma câmera com sensibilidade próxima do infravermelho. Além disso, ou alternativamente, a estrutura de sensor 124 pode incluir um microfone, tal como um microfone direcional para obter sinais acústicos da correia transportadora 10'. Mais de uma estrutura de sensor 124 pode ser provida no cabo 146. Além disso, pode ser apreciado que uma estrutura- guia 122 e estrutura(s) de sensor associada(s) 124 podem ser providas em cada lado da correia transportadora. Além disso, em vez de mover o cabo 146, o cabo pode ser estático e o condutor 152 pode ser autopropelido.

[0044] De preferência, um transceptor sem fio 162 (FIGURA 7) naestrutura de sensor 124 permite a transferência de dados de e para a estrutura de sensor 124. O transceptor 162 recebe sinais para associar desse modo os dados que são capturados pelo sensor de imagem 154 com a posição, de modo a determinar qual peça da correia 16 ou qual rolo 12, 12, de um conjunto 126 está danificado ou não funcionando corretamente. Em vez de transmitir as imagens ou os dados, eles podem ser armazenados na memória que é provida na estrutura de sensor 124 para serem descarregados mais tarde.

[0045] Com referência à FIGURA 9, uma outra modalidade de umsistema da inspeção é mostrada, indicada de modo geral em 11''. O sistema 11'' compreende a estrutura-guia 122' e a estrutura de sensor 124'. A estrutura-guia 122' inclui uma pluralidade de suportes 142' que são fixados a pelo menos um lado da armação 14 da correia transportadora 10' e espaçados ao longo de um comprimento da armação 14 (similar aos suportes 142 na FIGURA 5). Um trilho-guia 164 é fixado pelos parafusos 166 ou algo do gênero aos suportes 142' e se estende ao longo de pelo menos um lado da correia transportadora 10'. O trilho-guia 164 é um trilho rígido, de preferência em formato de T. A estrutura de sensor 124' inclui um condutor 152' que se move ao longo do trilho-guia 164 de uma maneira guiada. Em particular, o condutor 152' inclui um primeiro conjunto de rolos 168 acoplados com nas superfícies opostas 170, 172 em uma extremidade da perna horizontal do trilho em formato de T 164, um segundo conjunto de rolos 174 acoplados com as superfícies opostas 170, 172 na extremidade oposta da perna horizontal do trilho em formato de T 164 e um terceiro conjunto de rolos 176 acoplados com as superfícies opostas 178, 180 da perna vertical do trilho em formato de T 164. Os conjuntos de rolos condutores 168, 174, 176 permitem o movimento guiado do condutor 152' ao longo do trilho- guia 164. Pelo menos um dos rolos, por exemplo, o rolo 174', é impelido por um motor elétrico 182 para propelir o condutor 152' ao longo do trilho 164. Uma bateria 184 energiza o motor 182. Alternativamente, um painel solar pode fornecer energia ao motor 182, ou um conector elétrico pode ser empregado para conectar o motor 182 a uma fonte de alimentação externa. Outras maneiras de mover o condutor 152' ao longo do trilho 164 são possíveis, tal como a propulsão a ar, ou um sistema de polia impelida por um motor.

[0046] O sensor de imagem 154 é montado no condutor 152'. Umafonte de luz alimentada a bateria 186 pode ser provida no condutor 152' para criar condições de iluminação definidas no lado de baixo da correia 116. Uma unidade de bandeja e báscula pode ser provida para o sensor de imagem 154 e/ou a fonte de luz 186. O transceptor sem fio 162 na estrutura de sensor 124' permite a transferência dos dados de e para a estrutura de sensor 124' e pode controlar o motor 182 remotamente para mover o condutor 152'. Um abrigo 188 do condutor 152' provê um invólucro para o sensor de imagem 154 de modo a proteger o sensor de imagem 154 contra as condições inóspitas ao ar livre. Sistemas de aquecimento ou refrigeração podem ser providos no abrigo 188. Um protetor solar 190 pode ser provido para assegurar que o sensor de imagem 154 opere sob as mais ideais condições de iluminação. Um sensor acústico ou um microfone 191 podem ser montados no protetor solar 191 ou em uma outra peça da estrutura de sensor 124'. Uma janela de visualização 192 é provida no abrigo 188, através da qual a câmera de imagem obtém as imagens. Um limpador 194 com um líquido de limpeza de aspersão pode ser provido para limpar a janela 192. Além disso, enquanto se move ao longo da correia transportadora, o sensor acústico 191 também pode ser usado para detectar qualquer outro som ou imagem incomum que não seja originado nos rolos, porém de outras partes da instalação.

[0047] A estrutura de sensor 124, 124' móvel na estrutura-guia 122,122' permite a inspeção de todos os rolos que carregam carga 12, 12' e também pode permitir a inspeção dos rolos de suporte inferiores 20. O sensor de imagem 154 pode gravar vídeos ou tirar fotos instantâneas. Esses dados são gravados para uma avaliação posterior ou então transmitidos a um terminal de inspeção e observados ou gravados no mesmo. O microfone 191 faz leituras de áudio dos rolos giratórios e o sinal de áudio é gravado para uma avaliação posterior ou transmitido a um terminal de inspeção e observado ou gravado no mesmo. Opcionalmente, há um processamento de dados automático (por exemplo, análise espectral dos dados de áudio) que sinaliza as irregularidades que podem indicar um rolo danificado ou rasgos na correia que precisam ser observados por um operador. Deve ser observado que a detecção de um rolo 12, 12' ou 20 pode não ocorrer devido à sua perda acidental ou por causa do ângulo de visualização não ser acessível, etc. Nesses casos, tentativas posteriores podem ser feitas para detectar estes rolos em falta.

[0048] Há várias maneiras de correlacionar os dados gravados coma localização na correia transportadora 10' onde eles foram tomados. Por exemplo, marcadores visuais podem ser providos na correia transportadora 10', tais como números pintados na estrutura. Se o cabo 146 for puxado para a frente ou para trás, os codificadores de posição podem ser providos na polia de impulsão 148 que enrola o cabo. Se a posição inicial e a velocidade de percurso forem conhecidas, uma marcação do tempo nos dados gravados pode ser correlacionada à localização. Se um receptor de GPS 165 (FIGURA 9) estiver disponível no condutor 152', uma marcação do tempo nos dados gravados pode ser correlacionada à localização. Se a posição inicial for conhecida, os rolos podem ser contados à medida que passam através do campo de visão do sensor de imagem 154. Isso pode ser feito com processamento de imagem simples durante a gravação ou durante uma avaliação posterior. A gravação de dados pode ser interrompida automaticamente quando a estrutura de sensor 124' alcançar a extremidade da correia transportadora 10'.

[0049] A estrutura-guia 122 e a estrutura de sensor 124 associadapermitem a inspeção automática e econômica dos rolos e da correia de uma correia transportadora para detectar problemas antes da ocorrência de falha da correia e danos maiores. Vantajosamente, as inspeções podem ser executadas automaticamente e com precisão com a intervenção manual reduzida. O trabalho manual é requerido somente para a colocação e a coleta da estrutura de sensor 124. A qualidade da inspeção é melhorada uma vez que os rolos e a correia são inspecionados não somente a partir da vista lateral, mas todos de uma vista inferior. Além disso, quando as anomalias são detectadas durante a inspeção, a estrutura de sensor 124 pode executar automaticamente medições adicionais mediante a visualização da área do problema a partir de ângulos adicionais e/ou ao usar sensores adicionais tais como o sensor acústico, ou outros sensores.

[0050] Outras características das modalidades podem incluir:a gravação dos dados do sensor para uma avaliação posterior, vídeos visuais e próximos do infravermelho podem ser usados para a inspeção da correia, ao passo que vídeos térmicos podem ser usados para detectar os rolamentos de rolos com falhas,o uso das informações sobre a intensidade do sinal dos receptores sem fio colocados ao longo da correia transportadora para identificar a posição dos sensores,a correlação do tempo de gravação com a posição do conjunto de rolos 24 que o veículo passou,a avaliação de dados gravados e a criação automática de um relatório, com o relatório indicando os rolos 12, 12' que têm umatemperatura anormalmente alta,o relatório mostra que os rolos 1) têm que ser observados, 2) têm que ser substituídos em um futuro próximo, 3) têm que ser substituídos imediatamente,o relatório ou a avaliação prevê qual rolo irá provavelmente falhar dentro de um determinado período de tempo, ea criação de dados do histórico sobre cada rolo a partir dos turnos de inspeção subsequentes.

[0051] As modalidades preferidas acima foram mostradas edescritas para as finalidades de ilustração dos princípios estruturais e funcionais da presente invenção, bem como de ilustração dos métodos de emprego das modalidades preferidas, e são sujeitas a mudanças sem desviar de tais princípios. Portanto, a presente invenção inclui todas as modificações abrangidas dentro do caráter das reivindicações a seguir.

Claims

1. Método de inspeção de uma correia transportadora (10’) que tem lados opostos (34,35) e um comprimento, em que a correia transportadora inclui uma correia sem-fim (16) e uma pluralidade de estruturas de rolos (126) dispostas em uma relação espaçada ao longo de pelo menos uma porção do comprimento da correia transportadora e sob um piso superior (17) da correia para suportar a correia enquanto o material (18) é conduzido sobre a correia, em que cada estrutura de rolos (126) inclui pelo menos um rolo (12,12’) construído e arranjado para girar em torno de um eixo enquanto a correia é conduzida com o material,em que uma estrutura-guia (122) é fornecida ao longo do comprimento da correia transportadora (10’) e disposta adjacente a pelo menos um dos lados da correia transportadora (10’),o método CARACTERIZADO pelo fato de que compreende as etapas de(a) orientação de um veículo não tripulado (152), o qual tem a estrutura de sensor (124) no mesmo, em um lado da correia transportadora (34), e(b) deslocamento do veículo com respeito à porção do comprimento da correia transportadora (10’) enquanto a estrutura de sensor (124) obtém os dados a respeito de um estado de pelo menos de uma porção da correia (16) e dos rolos da pluralidade de estruturas de rolos (24,126) enquanto a correia transportadora está operando,em que a estrutura-guia (122) disposta adjacente a um lado da correia transportadora guie o veículo (152) durante o movimento do veículo, em que, enquanto o veículo (152) está se deslocando, a estrutura de sensor (124) obtém os dados somente enquanto está adjacente a um lado da correia transportadora, sem se mover sob o piso superior (17) da correia.

2. Método, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende adicionalmente as etapas de:orientação do veículo não tripulado (152), que tem a estrutura de sensor (124) no mesmo, no outro lado da correia transportadora (35), eexecução da etapa (b).

3. Método, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que cada estrutura de rolos (126) inclui pelo menos um rolo central (12’) e rolos externos (12) de modo que a correia (16) forma um formato de calha quando o material (18) está sendo conduzido na mesma, e em que a etapa de obtenção dos dados inclui a obtenção dos dados de cada um dos rolos externos e central.

4. Método, de acordo com a reivindicação 3, CARACTERIZADO pelo fato de que a etapa de obtenção dos dados inclui a obtenção dos dados da forma de imagens visuais ou imagens térmicas ou dados acústicos.

5. Método, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende adicionalmente a etapa de associação dos dados com uma posição na correia transportadora (10’).

6. Método, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que a estrutura de sensor (124) inclui um sensor de imagem (154) e um sensor acústico (191) e o método compreende adicionalmente permitir o movimento de todos os sensores sobre um plano horizontal e um plano vertical.

7. Método, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que a estrutura de sensor inclui um sensor de imagem e um sensor acústico e o método compreende adicionalmente permitir o movimento de todos os sensores em pelo menos três graus de liberdade.

8. Método, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende adicionalmente as etapas de:armazenamento dos dados, eanálise dos dados para determinar se a correia ou alguns dos rolos foram danificados.

9. Método, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que a etapa de deslocamento do veículo (152) inclui o uso de controle autônomo do veículo ou controle remoto.

10. Método de inspeção de uma correia transportadora (10’) que tem lados opostos (34,35) e um comprimento, em que a correia transportadora inclui uma correia sem-fim (16) e uma pluralidade de estruturas de rolos (126) dispostas em uma relação espaçada ao longo de pelo menos uma porção do comprimento da correia transportadora e sob um piso superior (17) da correia para suportar a correia enquanto o material (18) é conduzido sobre a correia, em que cada estrutura de rolos (126) inclui pelo menos um rolo (12,12’) construído e arranjado para girar em torno de um eixo enquanto a correia é conduzida com o material, o método CARACTERIZADO pelo fato de que compreende as etapas defornecer uma estrutura-guia (122) ao longo do comprimento da correia transportadora (10’) disposta adjacente a pelo menos um dos lados (34) da correia transportadora, fornecer uma estrutura de sensor (124) carregada pela estrutura da guia (122),fornecer um veículo autopropelido (152) para deslocar a estrutura de sensor, edeslocamento da estrutura de sensor (124) na maneira guiada pela estrutura-guia (122) ao longo do comprimento da correia transportadora (10’) com a estrutura de sensor obtendo os dados a respeito de um estado de pelo menos uma porção da correia (16) e dos rolos (12,12’) da pluralidade de estruturas de rolos (126) enquanto a correia transportadora está operando,em que a estrutura de sensor (28) obtém os dados somente enquanto está adjacente a um lado (34) da correia transportadora (10’), sem se mover sob o piso superior da correia.

11. Método, de acordo com a reivindicação 10, CARACTERIZADO pelo fato de que o sensor de imagem é uma câmera e a etapa de obtenção dos dados inclui a obtenção de dados na forma de imagens visuais ou imagens térmicas.

12. Método, de acordo com a reivindicação 10, CARACTERIZADO pelo fato de que a etapa de obtenção dos dados inclui a obtenção de dados acústicos.

13. Método, de acordo com a reivindicação 10, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende adicionalmente a etapa de associação dos dados com uma posição na correia transportadora (10’).

14. Método, de acordo com a reivindicação 10, CARACTERIZADO pelo fato de que a estrutura-guia (122) inclui um trilho fixo (164) e a estrutura de sensor (124) inclui um condutor (152) que carrega um sensor de imagem (154), e a etapa de deslocamento da estrutura de sensor inclui o movimento do condutor (152) com respeito ao trilho.

15. Método, de acordo com a reivindicação 14, CARACTERIZADO pelo fato de que o sensor de imagem é uma câmera e a etapa de obtenção dos dados inclui a obtenção de dados na forma de imagens visuais ou imagens térmicas.

16. Método, de acordo com a reivindicação 14, CARACTERIZADO pelo fato de que o condutor (152) inclui uma pluralidade de rolos de condutor (168) que acoplam no trilho e a etapa de deslocamento do condutor inclui a impulsão de pelo menos um dos rolos de condutor através de um motor (182).