CN110100064B - 一种磨损构件监测系统 - Google Patents

Abstract

一种用于地面接合工具的磨损构件监测系统，该系统包括：测量组件，其具有：发射装置，其被配置为向地面接合工具的磨损构件发射测量信号；检测装置，其被配置为响应于朝向磨损构件发射的测量信号检测反射测量信号；以及处理器，其被配置为：利用二维参考模型分析反射测量信号；并基于利用二维参考模型对反射测量信号进行的分析来确定磨损构件的状况。

Description

一种磨损构件监测系统

技术领域

本发明涉及一种磨损构件监测系统及使用方法。特别地，本发明涉及但不限于用于地面接合工具的磨损构件监测系统和使用方法。

背景技术

本文提及的背景技术不应解释为承认此类技术构成澳大利亚或其他地方的公知常识。

例如，在使用过程中，磨损构件从挖掘机铲斗分离会降低生产率，并在工作现场造成其他问题。举例来说，如果磨损构件从挖掘机铲斗分离，磨损构件可能会在不经意间被例如碎石机处理时损坏采矿现场上的其他设备。此外，使用分离的磨损构件进行挖掘的效率本质上较低。

为了避免磨损构件意外分离，在工作现场采用预防性维护计划。还提出了监测和报告磨损构件损失的其他技术。然而，这些技术通常是复杂的，并且不适用于例如采矿现场上的所有条件。

发明的目的

本发明的目的是提供一种克服或改善一个或多个上述缺点或问题的磨损构件监测系统和使用方法，或者至少提供一种有用的替代方法。

本发明的其他优选对象将从以下描述中变得明显。

发明内容

在一种形式中，尽管不一定是唯一或最广泛的形式，但本发明在于一种用于地面接合工具的磨损构件监测系统，该系统包括：

测量组件，所述测量组件具有：

发射装置，其被配置为朝向地面接合工具的磨损构件发射测量信号；

检测装置，其被配置为响应于朝向磨损构件发射的测量信号，检测反射测量信号；和

处理器，其被配置为：

利用二维参考模型分析反射测量信号；和

基于利用二维参考模型对反射测量信号进行的分析来确定磨损构件的状况。

优选地，磨损构件为齿、适配器和/或护罩的形式。

优选地，测量信号包括光。

优选地，测量信号包括单色光。

优选地，测量信号包括脉冲光。

优选地，发射装置被配置为在传输时引导脉冲光。优选地，光被向左、向右、向上和/或向下引导。

优选地，测量组件帮助测量朝向磨损构件的光信号的飞行时间。

优选地，测量组件包括激光照射检测和测距(LIDAR)。

优选地，测量组件包括无扫描器LIDAR。

优选地，测量组件包括固态LIDAR系统。

优选地，测量信号由激光装置产生。在进一步的形式中，测量信号从雷达装置产生。

优选地，测量信号是激光平面。

优选地，当磨损构件通过测量信号时，测量信号在基本垂直于磨损构件的表面的方向上延伸。

优选地，测量信号包括多个测量信号。

优选地，多个测量信号是多个激光平面的形式。

优选地，多个激光平面在彼此横向方向上延伸。

优选地，多个激光平面分开大约0.5度至3.0度之间的角度。

优选地，当磨损构件通过多个测量信号时，多个测量信号在基本垂直于磨损构件的表面的方向上延伸。

优选地，检测装置包括光电探测器。

优选地，反射测量信号从磨损构件反射。

优选地，反射测量信号从多个磨损构件反射。

优选地，多个磨损构件围绕轴向轴线基本对称地布置。

优选地，反射测量信号包括反射光。

优选地，反射测量信号包括沿平面的一系列光点。

优选地，反射测量信号包括多个反射测量信号。

优选地，多个反射测量信号是反射激光平面的形式。

优选地，多个反射测量信号包括反射光。

优选地，反射光形成反射光阵列。

优选地，反射光用于确认一个或多个点距离。

优选地，一个或多个点距离沿平面延伸。

优选地，一个或多个点距离包括多个横向方向上的光点分布。

优选地，相对于测量信号和/或反射测量信号获取横向方向之一。

优选地，处理器被配置为确认飞行时间结果。

优选地，处理器被配置为通过将反射测量信号的相对相位与测量信号进行比较来确认飞行时间结果。

优选地，处理器被配置为基于反射测量信号从磨损构件和光速获取的持续时间来确认飞行时间结果。

优选地，处理器被配置为检索从向磨损部件引导来自发射装置的光脉冲的时间，并且所述光脉冲由检测装置检测以作为反射测量信号。

优选地，处理器被配置为基于飞行时间结果确认到磨损构件的一个或多个点距离。

优选地，处理器被配置为基于飞行时间结果确认到磨损构件的多个点距离。

优选地，处理器被配置为确立由检测装置检测到的图像上的像素的点距离。

优选地，图像是二维的。

优选地，二维参考模型包括预期反射输入。

优选地，从对称操作中检索预期反射输入。

优选地，对称操作包括比较一个或多个点距离。

在进一步的形式中，从先前反射测量信号中检索预期反射输入。

优选地，先前反射测量信号用于基于(一个或多个)飞行时间结果确认到磨损构件的一个或多个点距离。

在另一种形式中，从模式识别模型中检索预期反射输入。

优选地，模式识别模型确认与来自磨损构件的反射相关联的预期模式。

优选地，与来自磨损构件的反射相关联的预期模式基于到磨损构件的一个或多个点距离。

优选地，将预期反射输入与反射测量信号进行比较，以确定它们之间的一个或多个差异。

优选地，响应于确定反射测量信号中缺失预期反射输入或类似的形式的一个或多个差异，将磨损构件的状况确定为与地面接合工具分离。

例如，对称操作确定来自多个磨损构件的反射测量信号是否基本对称。响应于确定反射测量信号是不对称的对称操作，将多个磨损构件中的一个磨损构件的状况确定为分离。

优选地，响应于确定缺失多个反射测量信号之一的形式的一个或多个差异，将磨损构件的状况确定为处于相关联磨损状态。

例如，如果n个测量信号被引导向磨损构件，则模式识别模型将确定n个反射测量信号是预期的。响应于接收到n-1个反射测量信号，确定磨损构件的状况处于相关联磨损状态。

优选地，系统进一步包括相机。优选地，相机记录与磨损构件相关的工作。优选地，相机允许重放以在视觉上确认何时磨损构件分离。

优选地，系统包括车辆识别模块。优选地，车辆识别模块包括一个或多个传感器以确立车辆识别。优选地，车辆识别模块使用处理器进行车辆识别操作。

优选地，车辆识别模块允许在磨损构件分离时识别相关联的车辆。也就是说，优选地，车辆识别模块帮助确定在递送操作期间分离的磨损构件可能已经递送到哪个车辆。

优选地，系统进一步包括警报器。优选地，处理器与警报器通信，使得当磨损构件分离和/或磨损构件的相关联磨损状态处于预定的严重磨损状态时，警报器通知用户。

优选地，测量组件被配置为获得数字地形数据。优选地，数字地形数据用作数字地形测绘的一部分。

优选地，测量组件被配置为与相机结合使用以获得碎片数据。优选地，碎片数据涉及与地面接合工具相关联的弃土。优选地，碎片数据涉及弃土尺寸。

在另一种形式中，本发明在于一种用于地面接合工具的磨损构件监测系统，该系统包括：

测量组件，其具有：

发射装置，其配置为朝向地面接合工具的磨损构件发射测量信号；

检测装置，其配置为响应于朝向磨损构件发射的测量信号检测反射的测量信号；和

处理器，其配置为：

基于反射测量信号或反射测量信号缺失，确立飞行时间结果；

用参考模型分析飞行时间结果；和

基于用飞行时间结果对反射测量信号进行的分析确定磨损构件的状况。

优选地，参考模型包括预期反射输入。

优选地，预期反射输入包括预期飞行时间结果。

优选地，响应于飞行时间结果与预期飞行时间结果不同，确定磨损构件的相关联状况。

优选地，系统如本文所述。

在另一种形式中，本发明在于一种用于监控地面接合工具的磨损构件的方法，方法包括以下步骤：

朝向磨损构件发射测量信号；

响应于朝向磨损构件发射的测量信号检测反射测量信号；

利用二维参考模型分析反射测量信号；和

基于利用二维参考模型对反射测量信号进行的分析来确定磨损构件的状况。

优选地，磨损构件为齿、适配器和/或护罩的形式。

优选地，朝向磨损构件发射测量信号的步骤包括发射多个测量信号。

优选地，朝向磨损构件发射测量信号的步骤包括从激光装置产生激光以形成测量信号。

优选地，朝向磨损构件发射多个测量信号的步骤包括从激光装置产生多个激光以形成多个测量信号。

优选地，激光是激光平面的形式。在进一步的形式中，激光平面被引导通过镜子以形成多个激光的多个。优选地，多个激光均为激光平面的形式。

优选地，朝向磨损构件发射测量信号的步骤包括产生光。

优选地，朝向磨损构件发射测量信号的步骤包括产生脉冲光。

优选地，朝向磨损构件发射测量信号的步骤包括引导脉冲光。

优选地，朝向磨损构件发射测量信号的步骤包括将磨损构件移动到测量信号的视场中。

优选地，朝向磨损构件发射测量信号的步骤包括：当磨损构件通过测量信号时，在基本上垂直于磨损构件的表面的方向上发射测量信号。

优选地，响应于朝向磨损构件发射的测量信号检测反射测量信号的步骤包括检测来自磨损构件的反射测量信号。

优选地，响应于朝向磨损构件发射的测量信号检测反射测量信号的步骤包括检测来自多个磨损构件的反射测量信号。

优选地，响应于朝向磨损构件发射的测量信号检测反射测量信号的步骤包括检测多个反射测量信号。

优选地，多个反射测量信号均为反射光的形式。

优选地，多个反射测量信号均为反射激光平面的形式。

优选地，利用二维模型分析反射测量信号的步骤包括检索预期反射输入。

优选地，利用二维模型分析反射测量信号的步骤包括检索飞行时间结果。

优选地，方法进一步包括基于飞行时间结果确立到磨损构件的一个或多个点距离。

优选地，检索预期反射输入的步骤包括执行对称操作。

优选地，检索预期反射输入的步骤包括检索先前的反射测量信号。

优选地，检索预期反射输入的步骤包括使用模式识别模型。优选地，使用模式识别模型的步骤确立与来自磨损构件的反射相关联的预期模式。

优选地，预期反射输入包括一个或多个点距离。

优选地，利用二维模型分析反射测量信号的步骤包括将预期反射输入与反射测量信号进行比较以确定它们之间的一个或多个差异。

优选地，响应于确定反射测量信号中缺失预期反射输入或类似的形式的一个或多个差异，将磨损构件的状况确定为从地面接合工具分离。

例如，执行对称操作的步骤包括确定来自多个磨损构件的反射测量信号是否基本对称。响应于确定反射测量信号是不对称的对称操作，将多个磨损构件中的一个磨损构件的状况确定为分离。

优选地，响应于确定缺失多个反射测量信号之一的形式的一个或多个差异，将磨损构件的状况确定为处于相关联磨损状态。

例如，使用模式识别模型的步骤包括确定：如果n个测量信号朝向磨损构件，则预期n个反射测量信号。响应于接收到n-1个反射测量信号，将磨损构件的状况确定为处于相关联磨损状态。

优选地，方法进一步包括记录与磨损构件相关的工作的图像的步骤，以便在视觉上确认磨损构件何时分离。

优选地，方法进一步包括识别车辆的步骤，以便帮助确定在递送操作期间分离的磨损构件可能已递送到哪个车辆。

优选地，方法进一步包括以下步骤：当磨损构件分离和/或磨损构件的相关联磨损状态处于预定的严重磨损状态时触发警报器。

优选地，方法进一步包括利用测量信号和反射测量信号获得地形数据。优选地，方法进一步包括利用地形数据形成数字地形地图。

优选地，方法进一步包括获得碎片数据。优选地，碎片数据涉及弃土尺寸。

在另一种形式中，本发明在于一种用于监控地面接合工具的磨损构件的方法，该方法包括以下步骤：

向磨损构件发射测量信号；

响应于朝向磨损构件发射的测量信号检测反射测量信号；

分析反射测量信号以确立飞行时间结果；和

基于用飞行时间结果对反射测量信号进行的分析来确定磨损构件的状况。

根据以下详细描述，本发明的进一步的特征和优点将变得显而易见。

附图说明

仅作为示例，下面将参考附图更全面地描述本发明的优选实施例，其中：

图1示出了根据本发明的实施例的用于地面接合工具的磨损构件监测系统；

图2示出了根据本发明的实施例的图1所示的用于地面接合工具的磨损构件监测系统的测量信号。

图3示出了根据本发明的实施例的图1所示的用于地面接合工具的磨损构件监测系统的反射测量信号；和

图4示出了根据本发明的实施例的参考图1至图3的用于监测地面接合工具的磨损构件的方法。

具体实施方式

值得注意的是，在本公开中，附图标记后面跟着小写字母的用法表示由附图标记标识的一般元件的替代实施例。因此，例如，地面接合工具20a与地面接合工具20b类似但不相同。进一步，仅由数字标识的元件的附图标记指的是该元件的一个或多个实施例。因此，例如，地面接合工具20的附图标记可以包括地面接合工具20a和地面接合工具20b。

根据本发明实施例，图1表示用于地面接合工具20的磨损构件监测系统10。

本实施例中的地面接合工具20构成挖掘机2的一部分。然而，应当理解的是，地面接合工具20可以，例如构成轮式装载机、反铲式挖掘机、铲式挖掘机、绳铲、牵引铲斗等的一部分。

如图2更清晰所示，多个地面接合工具20(表示为20a、20b、20c、20d、20e、20f)沿着挖掘机2的铲斗定位。在本实施例中，地面接合工具20的每一个包括齿形式的磨损构件22(分别表示为22a、22b、22c、22d、22e、22f)和适配器形式的磨损构件24(分别表示为24a、24b、24c、24d、24e、24f)。还应当理解的是，例如，另一个磨损构件(以护罩26或类似物的形式)可以构成沿挖掘机2的铲斗的地面接合工具20的一部分。然而，应当注意本实施例中的磨损构件22和进一步的磨损构件24。

磨损构件22(即齿)的每一个可释放地连接到进一步的磨损构件24(即适配器)。进一步的磨损构件24的每一个可释放地连接到挖掘机2的鼻成型部上。磨损构件22、24围绕轴向轴线4基本对称布置。

磨损构件监测系统10包括测量组件100和处理器200。测量组件100包括激光照射检测和测距(激光雷达(LIDAR))。在这方面，测量组件100包括激光装置形式的发射装置和光电探测器形式的检测装置。

然而，在进一步实施例中，使用(脉冲)光的测量组件100可用于帮助确立飞行时间结果。特别是，飞行时间结果可以通过将测量信号的相位与反射测量信号进行比较来确立。可替代地，或者另外地，飞行时间结果可以通过确定测量信号和反射测量信号之间的持续时间来确立。

在本实施例中，激光装置被配置为以多个激光平面110(表示为110a、110b、110c、110d)的形式生成测量信号。尽管如下文理解的，本发明的一部分也可以用一个激光平面来执行。激光平面110互相横向延伸。也就是说，本实施例中的激光平面110以大约0.8度的角度分开，但可以进一步分开。

测量组件100位于挖掘机2的臂上，以便激光装置向磨损构件22、24引导多个激光平面110。也就是说，当挖掘机2的铲斗移动穿过激光平面110时，通常在一个循环的递送和返回挖掘部分期间，激光平面110将从多个磨损构件22、24上反射出来。优选地，当磨损构件22、24穿过激光平面110时，激光平面110沿基本垂直于磨损构件22、24表面的方向延伸。然而，应当理解，激光平面110可在其他横向方向延伸至磨损构件22、24的表面。在进一步实施例中，还应当理解(脉冲)光可以被引导朝向本发明中的磨损构件22、24。

根据本发明的一个实施例，响应于向磨损构件22、24发射激光平面110，图3说明了具有多个反射激光平面112(表示为112a、112b、112c、112d)的反射测量信号。在进一步实施例中，包括反射光阵列的反射测量信号可以用于执行本发明。

反射激光平面112由测量组件100的光电探测器检测并与处理器200通信。类似地，在进一步实施例中，反射光阵列可以与处理器200通信。处理器200与测量组件100进行无线通信，但如本领域技术人员所理解的，处理器200可以与测量组件100进行有线通信。

处理器200位于挖掘机2的驾驶室中。处理器200被配置为利用二维参考模型分析反射激光平面112形式的反射测量信号。基于利用二维参考模型对反射激光平面112进行的分析，可以确定磨损构件24、26的状况。

考虑到上述情况，还应当理解，在进一步的实施例中，处理器200配置为以反射光阵列的形式分析反射测量信号，以确立飞行时间结果。基于这些飞行时间结果，处理器200随后可以确定，例如，由检测装置接收的图像(即光)的每像素距离。这反过来创建了到磨损构件的一个或多个点距离，其可以通过下面的二维参考模型进行处理。

二维参考模型包括预期反射输入。在本实施例中，预期反射输入可以从对称操作、先前反射测量信号和/或模式识别模型中检索。

响应于确定反射测量信号中缺失预期反射或类似的形式的一个或多个差异，根据从对称操作、先前反射测量信号和/或模式识别模型中检索的，处理器200将(一个或多个)磨损构件22、24的状况确定为从地面接合工具20分离。这就是说，例如，如果如从与先前的反射测量信号的比较所确立的，缺失与磨损构件22a相关联的反射激光平面112b、112c，则应确定磨损构件22a是分离的。同样，如果如从与先前的反射测量信号的比较所确立的，缺失到(一个或多个)磨损构件22、24的一个或多个点距离，则应确定磨损构件22、24是分离的，

此外，响应于确定缺失多个反射测量信号中的一个的形式的一个或多个差异，如从对称操作、先前的反射测量信号和/或模式识别模型中所获得的，将(一个或多个)磨损构件22、24的状况确定为相关联磨损状态。例如，如果缺失与磨损构件22a相关联的反射激光平面112b，但存在与磨损构件22a相关联的激光平面112c，如从与模式识别模型的比较所确立的，将磨损构件22a的状况确定为至少磨损穿过激光平面112b。这在下面的方法中进一步概述。

本实施例中的磨损构件监测系统10还包括相机、车辆监测系统和报警器。在本实施例中，相机并入测量组件100中。相机以与磨损构件22、24相关的挖掘操作或类似的形式记录工作。在此基础上，当磨损构件22、24分离时，相机允许重放以进行视觉确认。

车辆识别模块包括一个或多个传感器，以确立车辆识别。在本文中，车辆识别模块通常确立来自挖掘机的弃土被倾倒或递送到的卡车的身份。在这方面，当磨损构件22、24分离时，车辆识别模块帮助确定在递送操作期间可以将分离的磨损构件22、24递送到哪个车辆。

处理器200与报警器通信。响应于处理器200发出的信号，当磨损构件22、24分离和/或磨损构件22、24的相关联磨损状态处于严重磨损状态时，警报器通知用户。下面将进一步概述这一点。

测量组件100也被配置为获取数字地形数据。这些地形数据可以用作数字地形测绘的一部分。此外，测量组件100与相机结合在一起可以用于获得碎片。碎片数据通常与弃土(即土块)大小有关。

图4说明了根据本发明实施例，参照图1至图3，监测地面接合工具20的磨损构件22、24、26的方法1000。

在步骤1100中，挖掘机2取一斗弃土并将其铲斗提起，以递送到卡车形式的车辆。

在步骤1200中，当挖掘机2提起其铲斗时，磨损构件22、24横向穿过从激光装置发射的多个激光平面110。多个激光平面110以基本垂直的方向被引导朝向磨损构件22、24的表面。应当理解，也可被监测的护罩26也横向穿过多个激光平面110，但本实施例旨在监测磨损构件22、24。此外，在使用(脉冲)光的其他实施例中，应当理解当磨损构件22、24、26在视场中时将穿过(脉冲)光。

在步骤1300中，如图3所示，响应于激光平面110被引导朝向磨损构件22、24，光电探测器检测反射激光平面112。在进一步实施例中，光电探测器可以响应于来自发射装置进入(脉冲)光视场的磨损构件22、24来检测反射光。

在步骤1400中，处理器200利用二维参考模型分析反射激光平面112。二维参考模型包括预期反射输入。在本实施例中，预期反射输入可以从对称操作、先前的反射测量信号和/或模式识别模型中检索。这些预期反射输入中的每一个都可用于确定步骤1500中磨损构件的状况，因此，下面依次概述。

在步骤1410a中，当从对称操作中检索到预期反射输入时，处理器200分析反射激光平面112，以确定它们是否对称于轴向轴线4。例如，对称操作确定光电探测器是否接收到(即与磨损构件22c、22d相关联的)轴向轴线4任一侧的反射激光平面12a。在进一步实施例中，可以确定到磨损构件22、24(轴向轴线4的任一侧)的点距离是否基本对称。

在本实施例中，由于图3中所有反射激光平面112都返回并对称于轴向轴线4，因此在步骤1500中，确定磨损构件22、24为处于合适的状况。然而，响应于确定反射测量信号不对称的对称操作，在步骤1500中确定相关磨损构件22、24的状况为分离和/或处于相关联磨损状态。

例如，如果与磨损构件22f相关的反射激光112b、112c在轴向轴线4的相对侧没有相应的反射激光，则在步骤1500中可以确定磨损构件22a的状况为分离。同样，如果与磨损构件22f相关的反射激光112b在轴向轴线4的相对侧上没有反射激光112b，则可以确立磨损构件22a已经磨损穿过与之相关联的反射激光平面112b。因此，可以在步骤1500中确定磨损构件22a的状况为该相关联磨损状态。

在步骤1410b中，当从先前的反射测量信号中检索到预期反射输入时，处理器200通过将反射激光平面112与先前的反射测量信号进行比较来分析反射激光平面112，先前的反射测量信号表示磨损构件22、24处于适当状态(即既不分离也不实质磨损)。

在本实施例中，由于图3中的所有反射激光平面112基本上与先前的反射信号相匹配，由于图3中的磨损构件22、24既没有分离也没有实质磨损，因此在步骤1500中，确定磨损构件22、24处于适当的状况。

然而，如果没有从磨损构件22a接收到反射激光平面112b、112c，根据从与先前的反射信号的比较确立的，在步骤1500中可以确定磨损构件22a的状况为分离。同样，如果没有从磨损构件22a接收到反射激光平面112b，则可以从与先前的反射信号的比较来确立磨损构件22a已经磨损为穿过与之相关联的反射激光平面112b。因此，在步骤1500中可以确定磨损构件22a的状况处于该相关联磨损状态。以类似方式使用到磨损构件22、24的点距离，还允许处理器200确定磨损构件22、24是否分离和/或磨损到特定状态。

在步骤1410c中，当从模式识别模型中检索到预期反射输入时，处理器200通过将反射激光平面112与关联于来自磨损构件22、24的反射的预期模式进行比较来分析反射激光平面112。在本实施例中，预期模式是基于朝向磨损构件22、24的激光平面110的数量、磨损构件22、24的位置以及光电探测器检测到的反射激光平面112的预期数量来确立的。在进一步实施例中，可通过例如检测装置接收到的关于磨损构件22、24的图像(即光)的每像素距离来确立预期模式。

就本实施例而言，预期有三个来自磨损构件22a、24a的反射激光平面112b、112c、112d。因此，由于图3中的所有反射激光平面112将与预期模式基本匹配，由于图3中的磨损构件22、24既没有分离也没有实质磨损，因此在步骤1500中确定磨损构件22、24处于合适的状况。

然而，如果反射激光平面112b、112c不是从磨损构件22a接收的，如从与预期模式的比较确立的，则在步骤1500可以确定磨损构件22a的状况是分离的。同样地，如果反射激光平面112b不是从磨损构件22a接收到的，则其可以根据磨损构件22a磨损穿过与之相关联的反射激光平面112b的预期模式来确立。因此，在步骤1500中可以确定磨损构件22a的状况处于该相关联磨损状态。

当在本实施例中确定磨损构件22、24处于合适的状况时，如果确定磨损构件22、24为分离的或处于被视为严重的相关联磨损状态(即很可能发生故障和/或需要更换)，则在步骤1600a中会触发警报，以提醒用户磨损构件22、24的状况。该警报可以通过视觉或听觉传达给用户。

同样，在步骤1600b中，如果确定磨损构件22、24分离，则车辆识别模块将帮助确定在递送操作期间分离的磨损构件22、24可以已递送给哪个车辆。

此外，在步骤1600c中，如果确定磨损构件22、24分离，则可使用来自相机的记录的图像来视觉上确认磨损构件22、24何时分离。

磨损构件监测系统10和方法1000提供了用于检测失去的磨损构件22、24、26的简单解决方案。这提高了生产率，因为用分离的磨损构件进行挖掘本身就不那么有效。此外，识别磨损构件22、24、26何时分离允许快速恢复磨损构件22、24、26，从而避免工作现场的其他潜在问题(例如，磨损构件通过碎石机被处理)。

磨损构件监测系统10和方法1000还允许监测磨损构件22、24、26的磨损。因此，作为预防性维护制度的一部分，当磨损构件22、24、26达到预定的严重磨损状态时可以更换，以避免非计划停机。

此外，激光平面110适用于采矿应用和类似应用。同样，应当理解，在本发明中使用(脉冲)光确立的飞行时间结果适用于采矿应用和类似应用，并在确定磨损构件22、24、26的状况时提供了进一步的选择。

此外，系统10和相关联的使用方法可以获得构成数字地形地图的一部分的数字地形数据。此外，可以使用测量组件100和相机获得碎片数据。这为系统10和相关联的使用方法增加了更多的通用性。

在本说明书中，形容词例如第一和第二、左和右、上和下等仅可以用于区分一个元件或动作与另一个元件或动作，而不一定要求或暗示任何实际的此类关系或顺序。在上下文允许的情况下，对整数、零件或步骤(或类似)的引用不应被解释为仅限于该整数、领件或步骤中的一个，而是可以是该整数、零件或步骤中的一个或多个。

本发明各种实施例的上述描述是为了对相关领域中的一个普通技术人员进行描述而提供的。其目的并非详尽或将本发明限定于单一公开实施例。如上文所述，本发明的许多替代方案和变化对于上述教导的领域的技术人员来说是显而易见的。因此，虽然已经具体讨论了一些替代实施例，但本领域普通技术人员将明显地或相对容易地开发其他实施例。本发明旨在涵盖本文所讨论的本发明的所有替代方案、修改和变化，以及落入上述发明的精神和范围内的其他实施例。

在本规范中，术语“包含”、“包括”或类似术语旨在表示非排他性包含，这样，包含元件列表的方法、系统或设备不单独包括这些元件，还可以包括未列出的其他元件。

Claims (23)

1.一种用于地面接合工具的磨损构件监测系统，所述系统包括：

测量组件，所述测量组件具有：

发射装置，所述发射装置被配置为朝向所述地面接合工具的磨损构件发射测量信号；

检测装置，所述检测装置被配置为响应于朝向所述磨损构件发射的所述测量信号，检测反射测量信号；和

处理器，所述处理器被配置为：

利用二维参考模型分析所述反射测量信号，所述二维参考模型包括预期反射输入；和

基于利用所述二维参考模型对所述反射测量信号进行的分析来确定所述磨损构件的状况，

其中，所述测量信号包括多个激光平面形式的多个测量信号，所述激光平面在彼此横向方向上延伸。

2.根据权利要求1所述的系统，其中，从对称操作检索所述预期反射输入。

3.根据权利要求1所述的系统，其中，从先前的反射测量信号中检索所述预期反射输入。

4.根据权利要求1所述的系统，其中，从模式识别模型检索所述预期反射输入，所述模式识别模型确立与来自所述磨损构件的反射相关联的预期模式。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的系统，其中，将所述预期反射输入与所述反射测量信号进行比较，以确定它们之间的一个或多个差异。

6.根据权利要求5所述的系统，其中，响应于确定所述一个或多个差异是所述反射测量信号中缺失所述预期反射输入的形式，将所述磨损构件的所述状况确定为与所述地面接合工具分离。

7.根据权利要求5所述的系统，其中，所述反射测量信号包括多个反射测量信号，并且响应于确定所述一个或多个差异是缺失所述多个反射测量信号中的一个的形式，将所述磨损构件的所述状况确定为处于相关联磨损状态。

8.根据权利要求1所述的系统，其中，所述测量组件包括激光照射检测和测距。

9.根据权利要求1所述的系统，其中，当所述磨损构件穿过所述测量信号时，所述测量信号在基本垂直于所述磨损构件的表面的方向上延伸。

10.根据权利要求1所述的系统，其中，相机允许重放以视觉地确认所述磨损构件何时分离。

11.根据权利要求1所述的系统，其中，车辆识别模块包括一个或多个传感器以确立车辆识别。

12.根据权利要求11所述的系统，其中，当所述磨损构件分离时，所述车辆识别模块允许识别相关联的车辆。

13.根据权利要求1所述的系统，其中，所述处理器与警报器通信，使得当所述磨损构件分离和/或所述磨损构件处于预定的严重磨损状态时，所述警报器通知用户。

14.根据权利要求1所述的系统，其中，所述测量组件被配置为获得数字地形数据。

15.根据权利要求1所述的系统，其中，为了利用所述二维参考模型分析所述反射测量信号，所述处理器被配置为基于一个或多个飞行时间结果确立到所述磨损构件的一个或多个点距离。

16.根据权利要求1所述的系统，其中，所述磨损构件为齿、适配器和/或护罩的形式。

17.根据权利要求1所述的系统，其中，所述测量信号包括脉冲光。

18.一种用于监控地面接合工具的磨损构件的方法，所述方法包括以下步骤：

朝向所述磨损构件发射测量信号；

响应于朝向所述磨损构件发射的所述测量信号检测反射测量信号；

利用二维参考模型分析所述反射测量信号，所述二维参考模型包括预期反射输入；和

基于利用所述二维参考模型对所述反射测量信号进行的所述分析来确定所述磨损构件的状况，

其中，所述测量信号包括多个激光平面形式的多个测量信号，所述激光平面在彼此横向方向上延伸。

19.根据权利要求18所述的方法，其中，朝向所述磨损构件发射所述测量信号的所述步骤包括将所述磨损构件移动到所述测量信号的视场中。

20.根据权利要求18或19所述的方法，其中，所述方法进一步包括识别车辆的步骤，以帮助确定在递送操作期间已经将分离的磨损构件递送到哪个车辆。

21.根据权利要求18所述的方法，其中，所述磨损构件为齿、适配器和/或护罩的形式。

22.根据权利要求18所述的方法，其中，所述测量信号包括脉冲光。

23.一种用于地面接合工具的磨损构件监测系统，所述系统包括：

测量组件，所述测量组件具有：

发射装置，所述发射装置被配置为朝向所述地面接合工具的磨损构件发射测量信号；

检测装置，所述检测装置被配置为响应于朝向所述磨损构件发射的所述测量信号检测反射测量信号；和

处理器，所述处理器被配置为：

根据所述反射测量信号或所述反射测量信号的缺失，确立飞行时间结果；

利用参考模型分析所述飞行时间结果，所述参考模型包括预期反射测量信号；以及

基于用所述飞行时间结果对所述反射测量信号进行的分析来确定所述磨损构件的状况，

其中，所述测量信号包括多个激光平面形式的多个测量信号，所述激光平面在彼此横向方向上延伸。

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