CN105936232A - 用于产生保养指示的方法和系统 - Google Patents
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Abstract
公开了一种为自卸车产生保养指示的方法。所述自卸车包括相对于车架能够可枢转地移动的自卸车车体,液压缸布置在自卸车车体和车架之间,并且是可促动的用于枢转所述自卸车车体。所述方法包括监测关于自卸车车体相对于车架运动的参数;基于所监测的参数识别何时执行了自卸循环;计数所执行的自卸循环的数量;确定所执行的自卸循环的数量是否已经到达了保养阈值;以及在确定已经到达了保养阈值的情况下,产生保养指示。
Description
本发明涉及一种用于根据执行过的自卸循环数量为自卸车产生保养指示的方法和系统。
自卸车,有时称为自卸车或翻斗车,是典型地在建筑工业中用于运输物料(例如,砂砾或沙子)的车辆。自卸车通常包括发动机、驾驶舱和拖车。拖车通常具有拖车底盘或车架,顶部敞开的立方形容器形式的自卸车车体被枢转地安装至拖车底盘或车架。液压缸被提供在车架和自卸车车体之间,且可被伸出以枢转自卸车车体至其中负载被从车体倾倒的自卸位置。液压缸可被收缩以降低自卸车车体。应意识到,这仅是自卸式卡车的一种形式且存在其他类型。
为了确保自卸车的平顺操作,定期保养是重要的。例如,定期润滑各枢转轴和轴承、例如用于自卸车车体和液压缸的那些是重要的。然而,有忽视自卸式车辆保养的趋势,这对车辆的操作和/或寿命具有负面效应。
因而需要提供一种方法和系统,其至少在一定程度上解决了这一问题。
依照一方面,提供了一种为自卸车产生保养指示的方法,所述自卸车包括相对于车架能够可枢转地移动的自卸车车体,液压缸布置在自卸车车体和车架之间,并且是可促动的用于枢转所述自卸车车体,所述方法包括:监测关于自卸车车体相对于车架运动的参数;基于所监测的参数识别何时执行了自卸循环;计数所执行的自卸循环的数量;确定所执行的自卸循环的数量是否已经到达了保养阈值;以及在确定已经到达了保养阈值的情况下,产生保养指示。该方法可帮助确保自卸车进行正确的保养且从而延长自卸车的寿命。
可监测关于自卸车车体的自卸角的角位置参数。术语“角位置参数”覆盖了能够确定出自卸车车体的角位置和/或自卸角的任何可测量参数。因而,角位置参数并不必须通过直接测量自卸车车体的角位置而产生。例如,角位置参数可通过测量另一因子而产生,例如液压缸的倾角、液压缸的长度、或车架和自卸车车体的下表面之间的垂直距离。
角位置参数可通过倾角传感器产生。倾角传感器可测量液压缸的倾角。倾角传感器可安装至液压缸。倾角传感器可测量液压缸在垂直于液压缸的枢转轴线的平面中的倾角(也就是,前后倾角)。倾角传感器可测量自卸车车体的倾角。倾角传感器可安装至自卸车车体。角位置参数可通过旋转位置传感器产生。旋转位置传感器可测量液压缸围绕着液压缸枢转轴线的角位置。旋转位置传感器可测量自卸车车体围绕液压缸枢转轴线的角位置。位置传感器、例如倾角(或倾斜)传感器或旋转位置传感器可以是电子式的且可被布置用来产生电子信号,该电子信号的值与自卸车车体的角位置相关。
可监测关于液压缸内的液压压力的压力参数。术语“压力参数”覆盖了能够确定出液压缸中的液压流体压力的任何可测量参数。该压力参数可通过测量液压缸中的液压压力的压力传感器产生。压力传感器可安装至液压缸。压力传感器可安装在设置于液压缸中的端口内。在其它实施方式中,压力传感器可提供在被连接至液压缸的流体线路中。压力传感器可以是被布置用于产生电子压力信号的电子压力计,该电子压力信号的值与液压缸中的液压压力有关。
当监测的参数超过了至少一个阈值时,可识别自卸循环。例如,每次液压缸的倾角超过特定角位置、或每次液压缸内的压力升高到阈值以上,可识别自卸循环。当监测的参数至少超过上阈值和下阈值时,可识别自卸循环。例如,每次液压缸的倾角超过上阈值和下阈值,可识别自卸循环。
每次识别自卸循环,可增加自卸循环计数器。可能的是重置自卸循环计数器,例如在自卸车保养之后,自卸车循环计数器可被重置为零。
确定所执行的自卸循环数量是否已经到达保养阈值包括比较所执行的自卸循环数量与循环的保养阈值数。
产生保养指示可包括产生视觉和/或听觉警示。
该方法可进一步包括显示被计数的自卸循环数量。
依照另一个方面,提供了一种为自卸车产生保养指示的系统,所述自卸车包括相对于车架能够可枢转地移动的自卸车车体,液压缸布置在自卸车车体和车架之间,并且是可促动的用于枢转所述自卸车车体,该系统包括:自卸循环识别模块,其被布置用于:监测关于自卸车车体相对于车架运动的参数;以及基于监测的参数识别何时执行了自卸循环;自卸循环计数器,其被布置用于计数所执行的自卸循环的数量;保养确定模块,其被布置用于确定所执行的自卸循环的数量是否已经到达了保养阈值;以及保养指示产生器,其被布置用于在确定已经到达了保养阈值的情况下产生保养指示。
自卸循环识别模块可被布置用于监测关于自卸车车体自卸角的角位置参数。该系统可进一步包括被布置用于产生所述角位置参数的倾角传感器。倾角传感器可被布置用于测量液压缸的倾角。倾角传感器可被布置用于测量自卸车车体的倾角。该系统可进一步包括被布置用于产生所述角位置参数的旋转位置传感器。旋转位置传感器可被布置得测量液压缸围绕液压缸枢转轴线的角位置。
旋转位置传感器可被布置用于测量自卸车车体围绕液压缸枢转轴线的角位置。
自卸循环识别模块可被布置用于监测关于液压缸内液压压力的压力参数。该系统可进一步包括压力传感器,其被布置用于测量液压缸内的液压压力且产生压力参数。
自卸循环识别模块可被布置用于当监测的参数超过了至少一个阈值时识别自卸循环。自卸循环识别模块可被布置用于当监测的参数至少超过了上阈值和下阈值时,识别自卸循环。
自卸循环计数器可被布置用于在每一次自卸循环识别模块识别了自卸循环时增加。
该系统可进一步包括存储自卸循环的保养阈值数的存储模块。保养确定模块可被布置用于通过比较所执行的自卸循环数量与存储在存储模块中的循环的保养阈值数来确定所执行的自卸循环数量是否已经到达保养阈值。
保养指示产生器可以包括视觉和/或听觉警示产生器。该系统可进一步包括被布置用于显示所计数的自卸循环数量的显示器。
依照又一个方面,提供了一种自卸车,包括:自卸车车体,其能够相对于车架可枢转地移动;液压缸,其被布置在车架和自卸车车体之间,并且是可促动的用于枢转所述自卸车车体;以及依照这里的任何陈述的系统。倾角传感器可安装至液压缸。倾角传感器可安装至自卸车车体。压力传感器可安装至液压缸。自卸车可以是自卸式车辆。
依照又一个方面,提供了一种液压缸组件,包括:液压缸,其具有垂直于所述液压缸的纵向轴线的至少一个枢转轴线;以及至少一个倾角传感器,其被耦合至所述液压缸从而能够产生关于液压缸在垂直于所述枢转轴线的平面中的倾角的前后倾角参数。液压缸的至少一端可提供有形成所述枢转轴线的眼孔。
本发明可包括在此提到的各特征和/或限制的任何组合,除非这些特征的组合相互排斥。
现在将通过示例的方式描述本发明的实施方式,参考附图,其中:
附图1示意性地示出了自卸式卡车的透视图;
附图2示意性地示出了附图1的自卸式卡车没有牵引车的透视图;
附图3示意性地示出了保养指示系统;
附图4示意性地示出了自卸式卡车,其中自卸车车体处于静止位置;
附图5示意性地示出了自卸式卡车,其中自卸车车体处于完全自卸位置;
附图6示意性地示出了由保养指示系统的倾角传感器产生的信号的图解表示;以及
附图7示意性地示出了替代自卸式卡车。
附图1和2示出了自卸式卡车1,有时称为翻斗车,包括牵引车2和拖车4。拖车4具有拖车底盘或车架6,自卸车车体8被可枢转地安装至此。自卸车车体8围绕着被定位于底盘6后部的横轴线10可枢转地安装至底盘6。自卸车车体8是具有敞开的顶部的立方形容器的形式。自卸车车体8的后面板(或门)12在其上边缘铰接且可被锁定和解锁,使得该后面板可被打开以允许自卸车车体8内的物体被清空。提供液压缸14,其在下端可枢转地附接至底盘6的前部且上端可枢转地附接至自卸车车体8的前部。液压缸14可被伸出(如附图1所示),以使自卸车车体8围绕轴线10枢转至被完全自卸位置,这时后面板12被解锁的话,自卸车车体8中的任何负载都被清空至地面。液压缸14可被收缩,从而使自卸车车体8枢转回到其坐落在底盘6上的静止位置。由于液压缸14的下端被可枢转地固定至底盘6,且液压缸14的上端被可枢转地固定至自卸车车体8,所以在液压缸14相对于底盘的倾角α和自卸车车体8相对于底盘6的倾角θ之间具有一定(fixed)的关系。各枢转轴线(自卸车车体8的后枢转轴线10,和液压缸的上和下枢转轴线)包括润滑轴承,其必须进行保养以确保自卸车的平顺操作。
自卸式卡车1进一步包括液压促动系统20,用于促动液压缸14。液压促动系统20包括油箱22、泵24和阀组件26,它们与流体线路连接以形成流体回路。还提供控制(pilot)系统(未示出),用于在多个配置之间切换阀组件26。阀组件26提供有通过流体线路28液压地连接至液压缸14的端口。阀组件26可在多个配置之间切换,从而操作液压缸14。在阀组件26的旁通配置中,通过泵24运行,液压流体通过泵24循环,从油箱22、通过阀组件26回到油箱22。为了使液压缸14伸出以将自卸车车体8枢转至被完全自卸的位置(如附图1和2所示),阀组件26切换至上升配置,在该配置中泵26将液压流体从油箱22泵入液压缸14内使其伸出。当液压缸14已经充分伸出(完全伸出或伸出了所需量)时,阀组件26被返回至旁通配置,在该旁通配置中,通过泵24运行,液压流体循环,从油箱22经过阀组件26回到油箱22。在阀组件26的旁通配置中,流体线路28被封闭,并因而液压缸14保持在伸出配置中。在这一实施方式中,液压促动系统20提供有自动停止机构,其当液压缸已经完全伸出时自动切换阀组件26至旁通配置。自动停止机构是开关的形式,液压缸14的缸体在到达完全伸出位置时触发该开关。阀组件26还提供有压力释放旁通阀。如果阀组件26中的液压流体的压力超过阈值(其可能是由于自卸车车体8中的过重负载造成),液压流体被转向至油箱22,而不被泵入液压缸14中。这是用于防止过重负载被提升而设置的安全特征。为了降低液压缸14,泵24被断电且阀组件26被切换至下降配置。在这一配置中,流体线路28打开,液压缸14在自卸车车体8的重量作用下收缩,液压流体回到油箱22。
正如将在下文详细描述的,自卸式卡车1提供有保养指示系统40,其构造为监测自卸式卡车1的操作并且产生表示必须要保养自卸车1的保养指示警示。
附图3示出了保养指示系统40,用于产生保养指示警示。保养指示系统40包括倾角(或倾斜)传感器44,用于测量液压缸14在垂直于下枢转轴线30的平面中的倾角(也就是,倾斜角度)。液压缸14的下枢转轴线30通过眼孔32的轴线定义,通过眼孔32,液压缸14被可枢转地安装至底盘6。类似地,上枢转轴线34(其平行于下轴线30)通过眼孔36的轴线定义,通过眼孔36,液压缸14被可枢转地安装至自卸车车体8。倾角传感器44安装至液压缸14的外表面,且被定位成使其能够测量液压缸14在垂直于枢转轴线30的平面中的前后(也就是,向前/向后)倾角。倾角传感器44被布置用于产生代表倾角α的电子信号。在这一实施方式中,在卡车底盘6水平的情况下,液压缸14的倾角α可由倾角传感器44产生的电子信号而确定。由于倾角和自卸角之间存在一定的(fixed)关系,所以倾角传感器44产生的电子信号还与自卸角θ有关(也就是,在卡车底盘6水平的情况下,自卸角θ可由倾角传感器产生的电子信号而确定)。
保养指示系统40进一步包括自卸循环识别模块50、自卸循环计数器52、保养确定模块56和触摸屏显示器54。倾角传感器44通过适当的布线而连接至自卸循环识别模块50,使得自卸循环识别模块50可获得由倾角传感器44产生的信号。应意识到,在其它实施方式中,倾角传感器44可被无线连接至自卸循环识别模块50。自卸循环识别模块50构造为在自卸车1的操作期间监测由倾角传感器44产生的信号,且从监测到的信号识别由自卸车1执行的每个自卸循环。在这一实施方式中,单一自卸循环定义为自卸车车体8从静止位置、至倾斜位置(其可以是完全自卸位置)以及回到静止位置的枢转运动。自卸循环识别模块50构造为分析倾角信号(角位置参数)且使用自卸循环识别算法来识别自卸循环。将在下文更详细地解释自卸循环的识别。自卸循环计数器52连接至自卸循环识别模块50且计数由自卸循环识别模块50识别的(因此是由自卸车1执行的)自卸循环的数量。保养确定模块56构造为,确定计数得到的自卸循环的数量是否已经到达了自卸循环的阈值数量(也就是,在自卸车1应保养之前执行的自卸循环数量)。当到达该阈值时,保养确定模块56产生一输出至显示器54,例如LCD屏幕,使其显示视觉警示。在这一实施方式中,还提供发声器来产生听觉警示。视觉警示会告知操作者应采取什么动作(例如,它会指令操作者润滑轴承/枢转轴)或它会简单地指示应执行的常规维护。在这一实施方式中,显示器54安装在牵引车2的仪表板中,使得操作者容易看到。然而,在其它实施方式中,它可位于外部,或它可以是无线手持装置的形式(例如,智能手机或平板电脑)。如果显示器54由便携式无线装置、例如智能手机或平板电脑提供,它还可合并自卸循环识别模块50和自卸循环计数器52,且可与倾角传感器44无线通讯。应意识到,其它显示器、例如彩色灯可被用于指示需要保养了。
现在将参考附图4和5描述自卸车的操作。
自卸式卡车1在它必须进行保养之前通常会执行大量的自卸操作。在开始某一特定自卸操作之前,自卸式卡车1行驶至底盘6基本上水平的位置。最初,容纳负载16(例如沙子)的自卸车车体8处于静止位置(附图4)。在自卸车车体8的静止位置,它坐落在拖车4的底盘6上,使得负载被直接传递至底盘6。为了开始其中自卸车车体8内的负载16被逐渐倒空的自卸操作,操作者使用液压促动系统20的控制杆(未示出)来延伸液压缸14。这使得自卸车车体8围绕轴线10从静止位置朝向完全自卸位置(附图5)枢转。由于后门12在自卸操作期间被解锁,所以随着液压缸14延伸负载16被倾倒至地面上。一旦负载被倒空,自卸车车体8在其自身重量的作用下回到静止位置,使液压缸收缩。
在自卸车1的操作过程中,自卸循环识别模块50持续监测由倾角传感器44产生的倾角信号的值(角位置参数)。在自卸车车体8从静止位置(附图4)移动至完全自卸位置(附图5)期间,液压缸的倾角α从大约90°(在静止位置)减小至大约65°(在完全自卸位置)。类似地,在自卸车车体8从完全自卸位置(附图5)移动至静止位置(附图4)期间,液压缸的倾角α从大约65°(在完全自卸位置)增加至大约90°(在静止位置)。倾角传感器44产生表示倾角α变化的信号。正如下文参考附图6解释的,自卸循环识别模块50使用识别算法,以从由倾角传感器44产生的电子信号识别每个自卸循环。
附图6是由倾角传感器44产生的倾角信号(也就是,被转换成倾角α的角位置参数)的输出的图解表示。为了能够识别自卸循环,在这一实施方式中,定义出上阈值αU等于85°倾角,下阈值αL等于70°倾角。自卸循环识别模块50构造得使得,当倾角信号按顺序降低到上阈值αU以下、降低到下阈值αL以下、上升到下阈值αL附近,以及上升到上阈值αU以上时,其识别(或计数)为一自卸循环。这对应于自卸车车体8背离静止位置朝向完全自卸位置枢转,随后回到静止位置。正如可见的,附图6示出了识别出三个自卸循环的时间周期。应意识到,其它算法可被用于识别自卸循环。例如,只要倾角降低到特定阈值(例如上阈值αU或下阈值αL)以下,或只要倾角上升到特定阈值(例如上阈值αU或下阈值αL)以上,则可识别为自卸循环。此外,虽然这些阈值被以角度进行了描述,但倾角传感器的直接输出(其可以是电压)可关于电压阈值进行监测。当然,可使用任何适当的阈值来精确地识别自卸循环。
每一次自卸循环被自卸循环识别模块50识别出,自卸循环计数器52增加一。然后保养确定模块56检查被计数的自卸循环总数C是否已经到达了自卸循环的阈值保养水平CT。在这一实施方式中,循环的阈值数是1000。自卸循环的阈值数CT对应于在必须执行特定保养任务(例如对枢转轴进行润滑/注油)之前能够执行的自卸循环的数量。当被计数的自卸循环数C已经达到了阈值CT,保养确定模块56与显示器54通讯,以为操作者产生视觉和听觉警示。视觉警示指令操作者执行特定维护任务。一旦已经执行了这一维护任务,自卸循环计数器52可被重置为零。
自卸循环识别模块50可进行多种假设,从而能够识别自卸循环。例如,自卸循环识别模块50可假定底盘6是水平的。如果底盘6不是水平的,保养指示系统40可能够确定底盘6的倾角,且可使用这一值来校正任何倾角。例如,底盘6可提供有倾角传感器,其被布置用于产生指示倾角的信号。在其它布置中,由被附接至液压缸14的倾角传感器44产生的信号可被用于确定底盘6的倾角。例如,在自卸车车体8处于静止位置(附图4)的情况下,根据在底盘6水平情况下的液压缸14的已知倾角,由倾角传感器44产生的信号可被用于计算底盘6的倾角。
上文已经描述了,所述角位置参数通过被附接至液压缸14的倾角传感器产生。然而,可使用其它适当的传感器。例如,倾角传感器可被附接至自卸车车体8,以测量自卸车车体的角位置。此外,可使用旋转位置传感器来测量在自卸车车体8的枢转轴线10处、或液压缸14的下或上枢转轴线30、34处的旋转量。由这些传感器产生的信号可都与自卸车车体的角位置(无论是相对于底盘6的还是水平的)有关。此外,线性位置传感器可被用于监测液压缸14的长度。这一传感器例如可包括霍尔效应传感器。由线性位置传感器产生的信号可再次用于确定自卸车车体8的角位置。在另一布置中,可提供距离传感器,以测量车架和自卸车车体8的下前边缘(也就是,升高的边缘)之间的垂直距离。由于传感器的输出与自卸车车体8的角位置有关,所以传感器将产生角位置参数。
在其它实施方式中,除了角位置参数之外的参数可被监测来识别自卸循环。例如,液压缸14可提供有压力传感器,其被布置用来产生表示液压缸内的液压压力的电子压力信号。压力信号可被监测,且每一次压力信号(对应于自卸车车体8远离静止位置的运动)出现升高(例如特定幅值的上升),自卸循环都可被识别。当然,还可监测其它适当参数。
应意识到,该系统可与其中自卸车车体8可通过液压缸枢转或移动的任何适当类型的自卸式卡车一起使用。例如,如在附图7中所示,自卸式卡车1可包括牵引车2,牵引车2具有底盘6,液压缸14连接在车架6和自卸车车体8之间。自卸式卡车14进一步包括拉杆9,其在第一端可枢转地连接至底盘6的第一枢转轴线10处,且在第二端连接至自卸车车体8的第二枢转轴线11处。为了使自卸车车体8从静止位置(未示出)枢转至被完全自卸位置(附图7),液压缸14伸出,这导致自卸车车体8围绕枢转轴线10相对车架6、且围绕枢转轴线11相对拉杆9顺时针枢转(附图7中)。还应注意到,为了测量自卸车车体8的角位置(也就是,自卸角),可测量拉杆9的倾角,因为此角度和自卸角(和液压缸14的倾角)之间具有一定的关系。
保养指示系统40可以是很多智能系统中的一种,其中自卸式卡车1被提供有用于提供与自卸式车辆和/或由自卸车车体承载的负载有关的信息的任何适当系统并且因而可以是与该系统的组合。如果提供多个智能系统,例如,它们可共享同一显示器或处理器。
上文描述的装置、系统和方法的一些方面可被体现为机器可读指令,例如处理器控制代码,例如在非易失载体媒介上,该媒介例如是硬盘、CD-或DVD-ROM,编程存储器、例如只读存储器(固件),或者在数据载体上,该数据载体例如是光学或电信号载体。对于一些应用,本发明的实施方式将实施在DSP(数字信号处理器)、ASIC(专用集成电路)、或FPGA(现场可编程门阵列)上。因而,代码可包括传统程序代码或微代码或,例如用于建立或控制ASIC或FPGA的代码。代码还可包括用于动态配置可重构装置、例如可再编程逻辑门阵列的代码。类似地,该代码可包括用于硬件描述语言的代码,例如Verilog TM或VHDL(非常高速集成电路硬件描述语言)。代码可分布在彼此通讯的多个耦合部件之间。在适当情况下,实施方式还可使用运行在场-可(再)编程模拟阵列或类似装置上的代码实施,从而配置模拟硬件。
Claims (10)
1.一种为自卸车产生保养指示的方法,所述自卸车包括相对于车架能够可枢转地移动的自卸车车体,液压缸布置在自卸车车体和车架之间,并且是可促动的用于枢转所述自卸车车体,所述方法包括:
监测关于自卸车车体相对于车架运动的参数;
基于所监测的参数识别何时执行了自卸循环;
计数所执行的自卸循环的数量;
确定所执行的自卸循环的数量是否已经到达了保养阈值;以及
在确定已经到达了保养阈值的情况下,产生保养指示。
2.一种为自卸车产生保养指示的系统,所述自卸车包括相对于车架能够可枢转地移动的自卸车车体,液压缸布置在自卸车车体和车架之间,并且是可促动的用于枢转所述自卸车车体,所述系统包括:
自卸循环识别模块,其被布置用于:
监测关于自卸车车体相对于车架运动的参数;以及
基于监测的参数识别何时执行了自卸循环;
自卸循环计数器,其被布置用于计数所执行的自卸循环的数量;
保养确定模块,其被布置用于确定所执行的自卸循环的数量是否已经到达了保养阈值;以及
保养指示产生器,其被布置用于在确定已经到达了保养阈值的情况下产生保养指示。
3.如权利要求2所述的系统,其中,所述自卸循环识别模块被布置用于监测关于所述自卸车车体的自卸角的角位置参数。
4.如权利要求2所述的系统,进一步包括被布置用于产生所述角位置参数的倾角传感器。
5.如权利要求3所述的系统,其中,所述倾角传感器被布置用于测量所述液压缸的倾角。
6.如权利要求3所述的系统,其中,所述倾角传感器被布置用于测量所述自卸车车体的倾角。
7.如权利要求2所述的系统,进一步包括被布置用于产生所述角位置参数的旋转位置传感器。
8.一种自卸车,包括:
自卸车车体,其能够相对于车架可枢转地移动;
液压缸,其被布置在车架和自卸车车体之间,并且是可促动的用于枢转所述自卸车车体;以及
如权利要求2-7中任一项所述的系统。
9.一种如权利要求8所述的自卸车车辆。
10.一种液压缸组件,包括:
液压缸,其具有垂直于所述液压缸的纵向轴线的至少一个枢转轴线;以及
至少一个倾角传感器,其被耦合至所述液压缸从而能够产生关于液压缸在垂直于所述枢转轴线的平面中的倾角的前后倾角参数。
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