CN111411658A - 确定具有致动器的机械中的机械磨损的系统和方法 - Google Patents

Abstract

一种用于识别机械式致动器的磨损的系统和方法，该机械式致动器构造为移动可操作地连接至作业机械的机具。机械传感器包括传感器、缸和构造成从缸伸出和缩回的杆，其中，机械式致动器可操作地连接到机具和作业机械上，以响应于由电子控制模块发送的机械命令，相对于作业机械移动机具。基于机具与作业机械之间的最小距离，确定杆的缩回参考位置。基于机具和作业机械之间的最大距离，确定杆的伸出参考位置。将缩回参考位置或扩展参考位置与一个或多个阈值进行比较以产生比较值。基于比较值确定机械磨损。

Description

确定具有致动器的机械中的机械磨损的系统和方法

技术领域

本发明总体上涉及一种具有致动器的机械，并且更具体地涉及一种用于确定由使用引起的作业机械的磨损量或该作业机械的致动器的磨损量的控制系统和方法。

背景技术

作业车辆被构造为执行各种各样的任务，这些任务包括用作建筑车辆，林业车辆，草坪维护车辆以及公路车辆(例如用于铲雪、撒盐的车辆或具有牵引能力的车辆)。另外，作业车辆通常利用一个或多个机具执行作业，该机具响应于由作业车辆的用户提供的命令或由控制系统自动生成的命令通过致动器而被移动，该控制系统位于车辆内部或车辆外部。

在诸如推土机的一个示例中，推土机配备有诸如铲刀的机具，其响应于机具命令通过致动器而被移动。铲刀用于将泥土和其他材料推到所需位置。为了完成这些任务，铲刀的位置由一个或多个致动器调节。例如，在多用途履带式推土机上，铲刀通常可沿不同方向调节，该调节包括铲刀的升高和降低、通过相对于下部枢轴点前后移动铲刀的顶部来调节铲刀的俯仰位置、以及通过围绕中心枢轴点向左或向右移动铲刀来确定铲刀的角度。

其他作业车辆包括但不限于挖掘机、装载机和机动平地机。例如，在机动平地机中，牵引杆组件被附接向平地机的前部，随着平地机的前进，平地机将拉动该牵引杆组件。牵引杆组件在牵引杆组件的自由端可旋转地支撑圆形驱动构件，并且该圆形驱动构件支撑诸如铲刀(也称为模制板)的作业机具。可以通过圆形驱动构件相对于牵引杆组件的旋转来调节牵引杆组件下方的作业机具的角度。

另外，为了使铲刀绕旋转的固定轴旋转，铲刀也可相对于圆形驱动构件调节至选定角度。该角度称为铲刀倾斜度。铲刀的高度也可以调节。

这些作业车辆包括致动器，该致动器直接或间接地通过致动器联接至机具。在许多情况下，致动器包括液压致动器，也称为液压缸。液压缸包括：壳体，其联接至车辆的第一部件，诸如车架；以及杆，其直接或间接地通过作业车辆的臂或其他部件而联接至机具。

作业车辆的许多不同部件都会磨损，包括液压缸。例如，缸杆通常包括孔，该孔通过诸如销的连接器联接到位于作业车辆上的另一部件。由于重复运动，在一段时间内连续使用机具会并经常确实导致在该孔处发生机械磨损。在其他情况下，磨损可能发生在缸杆或缸壳体所连接于的部件。如果磨损太大，则机具的运动会受到影响，使得定向运动的精度不如预期。因此，需要一种确定具有致动器的作业机械中的机械磨损的系统和方法。

发明内容

在一个实施例中，提供了一种用于识别机械式致动器的磨损的方法，该机械式致动器具有传感器、缸和构造成从缸伸出和缩回的活塞杆，其中，机械式致动器可操作地连接至机械的第一部件和机械的第二部件，从而响应于由电子控制模块传输的机械命令，相对于第二部件移动第一部件。该方法包括：基于所述第一部件和所述第二部件之间的最小距离，利用所述传感器识别所述活塞杆的缩回参考位置；基于所述第一部件和所述第二部件之间的最大距离，利用所述传感器识别所述活塞杆的伸出参考位置；将缩回参考位置和伸出参考位置中的一个与一个或多个阈值进行比较，以产生比较值；和基于比较值，识别机械式致动器和机械中的一个经历的机械磨损量。

在该实施例的一个示例中，所识别的机械磨损量是机械式致动器的活塞杆经历的磨损。在该实施例的第二示例中，所识别的机械磨损量是第二部件和第一部件中的一个经历的磨损。在该实施例的第三示例中，比较步骤的一个或多个阈值包括第一阈值和第二阈值，其中，将第一阈值与缩回参考位置进行比较，并且将第二阈值与伸出参考位置进行比较以识别机械式致动器的机械磨损量。

在该实施例的第四示例中，识别步骤还包括：识别活塞杆经历的机械磨损量。在该实施例的第五示例中，机械的第一部件是机具，机械的第二部件是车架和可操作地连接至车架的运动部件中的一个，并且活塞杆包括孔，其中，活塞杆的孔连接到机具，并且在活塞杆处发生机械磨损。在该实施例的第六示例中，活塞杆包括完全伸出位置，并且活塞杆在伸出参考位置处的位置不延伸到完全伸出位置。在该实施例的第七示例中，活塞杆包括完全缩回位置，并且活塞杆在缩回参考位置处的位置不延伸到完全缩回位置。

在另一个实施例中，提供了一种作业车辆，其包括第一部件和第二部件，第一部件构造成相对于第二部件移动，其中第一部件从第二部件以最小距离、最大距离以及最大距离和最小距离之间的位置移位。液压致动器包括传感器、致动器主体和致动器杆，其中致动器杆可操作地连接到第一部件，并且致动器主体可操作地连接到第二部件。用户控制装置可操作地连接到液压致动器，并构造为传送第一命令信号以使液压致动器的致动器杆相对于致动器主体运动。电子用户界面被构造为提供作业车辆的状态信息。电子控制单元可操作地连接至传感器，用户控制装置以及电子用户界面。该电子控制单元包括处理器和存储器，其中该存储器构造为存储程序指令，并且该处理器构造为执行所存储的程序指令，以：利用传感器识别当第一部件和第二部件处于最大距离时致动器杆相对于致动器主体的起始位置；利用传感器识别当致动器杆将第一部件移动到与第二部件相距最大距离的位置时致动器杆相对于致动器主体的操作位置；通过比较操作位置和起始位置来识别差值；和根据所识别的差值识别出机械磨损量。

在该实施例的一个示例中，处理器还被构造为执行所存储的程序指令以：将识别出的磨损量与阈值进行比较；和基于比较结果，确定液压致动器之一或机械部件之一的过度磨损。在该实施例的第二示例中，处理器还被构造为执行存储的程序指令，以发送被构造为识别过度磨损的磨损警报信号，其中，磨损警报信号被传输至警报装置。在该实施例的第三示例中，第一部件是机具，第二部件是车辆的固定部件。在该实施例的第四示例中，第一部件是机具，第二部件是车辆的可移动部件，其中，可移动部件可操作地连接到用户控制装置，其中，用户控制装置被构造成传递第二命令信号，以使第二部件相对于车辆的车架移动。在该实施例的第五示例中，处理器还被构造为执行存储的程序指令，以识别致动器杆经历的机械磨损量。

在该实施方式的第六示例中，第一部件是机具，第二部件是作业车辆车架和作业车辆部件中的一个。在该实施例的第七示例中，处理器还被构造为：处理器还被构造为：执行所存储的程序指令，以利用传感器识别当第一部件和第二部件在最小距离处时致动器杆相对于致动器缸的第二起始位置。在该实施例的第八示例中，处理器还被构造为：执行所存储的程序指令，以利用传感器识别当致动器杆使第一部件移动到距离第二部件最小距离的位置处时致动器杆相对于致动器缸的第二操作位置。在该实施例的第九示例中，处理器还被构造为执行所存储的程序指令，以通过将第二起始位置与第二操作位置进行比较以识别第二机械磨损量来识别第二差值。

在另一实施例中，提供了一种用于识别由作业机械的机具的连续致动而导致的作业机械磨损的方法。该方法包括：确定机具和作业机械的支撑部件之间的最大移动距离；选择机械式致动器，该机械式致动器包括传感器、致动器主体和相对于致动器主体具有完全缩回位置和完全伸出位置的杆，其中，完全缩回位置和完全伸出位置之间的致动器距离大于最大移动距离；将机械式致动器可操作地连接到机具和作业机械的支撑部件；利用传感器识别在最大移动距离处杆相对于致动器主体的起始位置；利用传感器识别当杆将机具移动到距离支撑部件最大移动距离的位置处时杆相对于致动器主体的致动位置；通过将致动位置与起始位置进行比较来识别差值；和根据所识别的差值识别磨损量。

在该实施例的一个示例中，该方法还包括将所识别的磨损量与阈值进行比较，并且基于比较结果，识别机械式致动器之一或作业机械的支撑部件之一的过度磨损。

附图说明

通过参考以下结合附图对本发明的实施例的描述，本发明的上述方面及其获得方式将变得更加明显，并且将更好地理解本发明本身。

图1是作业车辆的侧视图，特别是包括铲刀的推土机(例如履带式推土机)的侧视图。

图2是另一种作业车辆的侧视图，特别是四轮驱动装载机的侧视图。

图3是控制系统的示意性框图，该控制系统构造为控制机具的位置并确定由于作业车辆的机具的重复运动而导致的机械磨损。

图4是致动器经历的机械磨损的示意图。

图5是杆从致动器主体完全伸出的正视图。

图6是杆以小于完整伸出的距离从致动器主体伸出的正视图。

图7是杆以小于完全缩回的距离缩回到致动器主体中的正视图。

图8是确定初始启动时致动器杆杆的位置的过程图。

图9是确定由于连续使用致动器而导致的机械磨损值的过程图。

图10是在因连续使用致动器而导致的机械磨损超过预定阈值时提供警报的过程图。

具体实施方式

为了促进对新颖发明的原理的理解，现在将参考在此描述的并且在附图中示出的实施例，并且将使用特定的语言来描述它们。然而，将理解的是，由此并不意图限制新颖发明的范围，通常可以设想到图示的装置和方法中的这种改变和进一步的修改，以及如在此所图示的该新颖发明的原理的这种进一步的应用，如该新颖发明所涉及的领域中的技术人员通常可以想到的。

图1是诸如履带式推土机之类的作业车辆10的侧视图，其包括诸如推土机铲刀12之类的机具，其通过连杆组件14适当地联接至推土机。该车辆包括车架16，该车架容纳定位在壳体20中的内燃机18。作业车辆10包括驾驶室22，操作者在该驾驶室22中就坐或站立以操作车辆。车辆由带状履带24驱动，该履带24可操作地接合后主驱动轮26和前辅助驱动轮28。带状履带由张紧和反冲组件30张紧。带状履带设有：定心导向凸耳，其用于引导履带经过驱动轮；以及履带齿片，其用于摩擦地接合地面。

尽管参考履带式推土机讨论了所描述的实施例，但是可以想到其他作业车辆，包括其他类型的建筑车辆、林业车辆、草坪维护车辆以及诸如用于铲雪的公路车辆。在这些作业车辆中的一个或多个中使用的致动器包括倾斜致动器、偏斜致动器、提升致动器、臂致动器、悬臂致动器、铲斗、铲刀侧移致动器、铲刀倾斜致动器和托架侧移致动器或致动器缸。

主驱动轮26可操作地联接至转向系统，该转向系统又联接至变速器。变速器可操作地联接至内燃机18的输出。转向系统可以是任何常规设计，并且可以是离合器/制动系统，静液压或差速转向系统。变速器可以是具有各种离合器和制动器的动力换挡变速器，其响应于操作者调节位于驾驶室22中的换挡控制杆(未示出)的位置而被致动。

推土机铲刀12(机具)通过诸如液压缸的致动器32而被升高和降低。尽管在图1中示出了一个致动器32，但是两个致动器32可操作地连接至铲刀12，如本领域技术人员所理解的。每个致动器32包括液压致动器，该液压致动器包括主体或缸33以及从缸伸出和缩回的杆34。缸33可旋转地联接至车架16或壳体20，并且杆34可旋转地联接至板35，该板35固定地联接至铲刀12。尽管描述了板，但是可以想到将杆34连接至铲刀12的其他部件，其包括支架、双头螺栓、支柱、凸耳、轮辋、套环和肋部。

位于驾驶室22中的操作员可访问位于作业站38的用户界面上的一个或多个机具控制装置37。铲刀12被致动器39(诸如液压致动器或液压缸)倾斜，该致动器39通过使铲刀12的上部40朝向或远离车架16移动而调节铲刀12的倾斜角度。另外的致动器(例如液压缸)使铲刀12围绕车辆10的中心纵向轴线而朝向左侧或右侧移动。操作员通过控制装置37控制液压缸的伸出和缩回。

机具控制装置37位于包括多个操作员可选按钮的用户界面上，该按钮被构造为使操作员能够控制车辆10的操作和功能。在一个实施例中，用户界面包括用户界面装置，其包括显示屏，该显示屏具有多个用户可选按钮以可从多个命令或菜单中进行选择，每个命令或菜单都可以通过具有显示器的触摸屏进行选择。在另一个实施例中，用户界面包括多个机械按钮以及触摸屏。在又一个实施例中，用户界面包括显示屏和仅机械按钮。在一个或多个实施例中，使用一个或多个控制杆或操纵杆来进行铲刀相对于车架的调节。

致动器32的伸出和缩回相对于地面或车辆10所处的另一表面升高或降低铲刀12。铲刀12在推臂42的一端处的旋转轴线44处可旋转地联接到推臂42。推臂42在旋转轴线46处可旋转地联接到车架16。当推臂42绕旋转轴线46旋转时，致动器32的伸出或缩回使铲刀12上下移动。

由操作员使用可操作地联接至控制器50的控制装置37来调节致动器，如图3所示，该控制器50在一个实施例中位于作业站38处。在其他实施例中，控制器50位于作业车辆的其他位置。从图3中可以看出，操作员控制装置37可操作地连接到控制器50，该控制器50可操作地连接到倾斜缸39、偏斜缸41和提升缸32。

在图1中，天线36位于驾驶室22的顶部，并且被构造为接收和发送来自不同类型的机械控制系统和/或包括全球定位系统(GPS)的机械信息系统的信号。尽管在驾驶室22的顶部示出了天线36，但是如本领域技术人员所知，可以设想天线36的其他位置。

每个致动器在延长的时间段内经历连续使用，并且因此致动器以及致动器所连接的作业机械的部件经受磨损。如果没有足够早地识别出这种磨损，那么如果无法识别磨损，则会降低机具运动的效率。如果继续使用，磨损将变得过度，并导致对致动器、机具或与致动器联接的机械部件中的一个或多个的损坏。

如上所述，机械式致动器被用在各种各样的作业机械中，因此，可以想到具有机械式致动器的其他类型的作业机械。在如图2所示的一个示例中，四轮驱动(4WD)装载机52包括驾驶室54和后主体部56，后主体部56具有被壳体58包围的发动机。后主体部56包括后轮60。前主体部62包括前轮64并支撑铲斗66。联动装置68联接至前主体部62的框架70，以调节铲斗66相对于框架70的位置。液压缸72和74在位于驾驶室54中的操作员的控制下移动联动装置68。

铰接接头76使前主体部62和后主体部56之间的角度能够改变。一个或多个液压缸78在由液压泵(未示出)提供的液压动力下在前主体部62和后主体部56之间调节角度位置。液压泵是液压系统的一部件，该液压系统提供动力来移动联动装置68并且包括油冷却器以降低由于执行的作业而产生的油的温度。在一个或多个实施例中，代替车轮60和/或64使用诸如履带的地面接合牵引装置。本申请不限于四轮驱动装载机，并且可以预期其他类型的车辆，包括挖掘机，铲车(skid steer)和包括两个车轮驱动器和履带的其他装载机。

加速器踏板80和用户界面82位于驾驶室54内，以供车辆52的操作者使用。加速器踏板80使操作者能够调节车辆的速度。在其他实施例中，手动操纵杆提供该功能。天线84位于驾驶室54的顶部，并且被构造为接收和发送来自不同类型的机械控制系统和/或包括全球定位系统(GPS)的机械信息系统的信号。

如图2所示，液压缸78不构造成移动机具，而是构造成相对于后主体部56调节前主体部62的位置。因此，本公开不限于包括机械式致动器(该机械式致动器被构造成移动机具)的系统和方法，而是也可以想到其他系统和方法，这些系统和方法包括构造成相对于作业车辆的另一部件移动作业车辆的一部件的机械式致动器。因此，可以想到具有机械式致动器的其他类型的作业车辆，包括但不限于挖掘机和机动平地机。

如图3所示，在一个或多个实施例中，控制器50包括可操作地连接到存储器102的处理器100。在其他实施例中，控制器50是分布式控制器，其具有分布在车辆10或52上不同位置处的分开的各个控制器。另外，虽然通常通过电线或电缆将控制器硬连线到相关组件，但是在其他实施例中，控制器50包括无线发送器和/或接收器，以与受控或感测部件或装置通信，该受控或感测部件或装置向该控制器提供信息或将控制器信息传输到受控装置。

在不同实施例中，控制器50包括计算机、计算机系统或其他可编程装置。在其他实施例中，控制器50可以包括一个或多个处理器100(例如微处理器)和相关联的存储器102，该存储器102可以在处理器外部或处理器内部。在一个或多个实施例中，存储器102可以包括随机访问存储器(RAM)装置，其包括控制器50的存储器以及任何其他类型的存储器，例如高速缓冲存储器、非易失性或备用存储器、可编程存储器或闪存以及只读存储器。此外，存储器可以包括物理上位于处理装置以外的其他地方的存储器，并且可以包括处理装置中的任何高速缓冲存储器，以及用作虚拟存储器的任何存储容量，例如存储在大容量存储装置上或存储在联接到控制器50的另一个计算机。大容量存储装置可以包括高速缓存或其他数据空间，其可以包括数据库。在其他实施例中，存储器位于“云”中，其中存储器位于远程位置，该远程位置将所存储的信息无线地提供给控制器50。

控制器50执行或以其他方式依赖于计算机软件应用程序、部件、程序、对象、模块或数据结构等。响应于所接收的信号，执行驻留在控制器50所包括的存储器中或其他存储器中的软件程序。在其他实施例中，计算机软件应用程序位于云中。所执行的软件包括通常被称为“程序代码”的一个或多个特定应用程序、部件、程序、对象、模块或指令序列。程序代码包括位于存储器或其他存储装置中的一个或多个指令，该程序代码执行驻留在存储器中的指令、响应于由系统生成的其他指令、或者提供由用户操作的用户接口。处理器100被配置为执行所存储的程序指令以及访问存储在一个或多个数据表104中的数据。远程信息处理单元105或发送器和/或接收器可操作地连接至天线36。远程信息处理单元105被构造为在天线36处发送和接收无线信号。机械监视器107可操作地连接至控制器50，并且被构造为监视车辆的各个可移动部件相对于其他部件的位置，诸如铲刀12相对于车架16的位置。

响应于诸如操纵杆的操作员控制装置37的运动，通过线性液压致动器33的伸出和缩回来调节铲刀12的高度。操纵杆生成由控制器50接收的命令信号，控制器50确定铲刀的命令位置，并生成传输到致动器提升控制阀106的提升控制命令信号以及传输到提升比例速降阀108的比例速降命令信号。每个提升缸33可操作地连接到致动器控制阀106中的一个致动器控制阀和连接到提升比例速降阀108。

在一段时间内，随着致动器不断地调整一个部件相对于另一部件的位置，致动器会遭受磨损。例如，如图4所示，致动器110包括致动器主体112和致动器杆114，致动器杆114沿着线116从致动器主体112伸出和缩回。致动器杆114包括端部118，该端部118具有联接器120，该联接器120具有孔122。孔122通常是圆形的，并且构造为利用未示出的销或其他连接装置附接到待移动的部件，例如铲刀12。当杆114继续沿线116移动时，无论是伸出还是缩回，由于施加的力，孔122沿着如虚线轮廓所示的扩张孔124变形。因此，在一段时间内，孔122变大。随着孔径变大，被杆114移动的部件的位置变得不太精确。在一段时间内，使用操作员控制装置37的操作员无法将附接的部件(例如铲刀12)操纵到所需位置，因此，所执行的操作会花费更长的时间或无法获得所需的结果。

虽然孔122被示出为扩张到虚线轮廓154，但是虚线轮廓是代表性的，并且孔122的变形采取许多不同的形式。另外，联接器120所附接的部件也可能经历变形。同样，由于致动器主体112联接至机械上的另一位置，致动器主体112的端部或致动器主体所联接至的部件可能会变形。在任何情况下，无论位于何处，所产生的变形都是致动器连续操作的不良结果，这需要修理或更换致动器、致动器的部件或致动器所联接的机械的部件。

在不同的实施例中，一个或多个致动器被构造为包括传感器，以检测杆114相对于主体112的位置。参照图5，缸110包括第一传感器120和第二传感器122，以感测可操作地连接至杆114的被感测元件124的位置。在所示的实施例中，当杆114朝向致动器主体联接器126的端部缩回到致动器主体112中时，第一传感器120确定被感测元件124的位置。当杆从致动器主体112朝向端部128伸出时，第二传感器122确定被感测元件124的位置。第一传感器120和第二传感器122联接到机械监视器107或被结合到机械监视器107中，并且被构造为确定被感测元件相对于致动器主体112的位置。

在一个或多个实施例中，致动器包括但不限于位于致动器主体112上、附近或之内的传感器。在不同的实施例中，既包括传感器又包括被感测元件124的传感器系统包括：杆，其触发微动开关或气动阀；压力阈值传感器，一旦杆停止移动，其对排气压力的下降做出响应；磁性传感器，其直接安装在致动器主体上，以感测用作联接到杆的被感测元件的磁体的磁场；一个或多个簧片开关，其由杆触发；霍尔效应传感器，其由磁性被感测元件触发；气动簧片阀，其由磁性被感测元件触发；光电元件；感应元件；或电容性元件。可以考虑其他类型的传感器系统。

在已知的致动器中，杆从缸主体的最大伸出确定了被杆移动的部件相对于缸所连接的机械的另一部件的最大位置。杆从缸主体伸出的最小距离确定了被移动部件的最小位置。因此，如果两个机械部件之间隔开的最大距离为10英寸，则杆从缩回位置到伸出位置的行程为10英寸。致动器确定最大伸出距离以识别伸出参考位置，并且确定最小伸出距离以识别缩回参考位置。

然而，在本发明的一个或多个实施例中，选择一种致动器，该致动器具有在最小伸出和最大伸出之间的行程距离，该最小伸出和最大伸出分别大于部件被移动的最小距离和最大距离。例如，使用上述的10英寸运动的示例，采用具有在最小距离和最大距离之间的12英寸运动的缸，并且被移动的一个或多个部件包括结合到该部件本身中的机械止动件。因此，新作业机械的部件的最大距离和最小距离通过机械部件而固定，而不是通过致动器而固定。

对于新的构造，杆114的最大伸出由该机械的部件115和117来进行固定，因此，该机械限制了杆114的最大伸出。该最大伸出是发生磨损之前杆的最大位置。如图6所示，例如，杆114只延伸到完全伸出长度的一定百分比，在这种情况下，该百分比为线130处的95％。当杆延伸到完全伸出的上述百分比时，机械部件之间的距离为通过机械和/或其部件所确定的100％。

当机械部件移动到针对新机械的最接近位置时，杆114没有完全缩回，如图7所示。在此位置，端部124位于完全伸出的一定百分比处，在此示例中，该百分比为线132处的5％。

当孔122沿着扩大孔154的轮廓变形时，如图4所示，扩大孔154允许杆114沿着线116在任一方向上进一步移动。例如，当杆114移动到完全伸出时，杆114具有更大的空间朝孔154的端部134移动，这允许杆114从主体112进一步伸出。通过该运动，被感测元件124位于杆完全伸出长度的95％和100％之间的位置。因为被感测元件124的位置已经改变，所以在孔122处的磨损被识别。类似地，当杆114移动到完全缩回时，孔154允许杆朝向端部136进一步缩回。通过该移动，在该示例中，被感测元件124位于杆完全伸出长度的0％至5％之间的位置。传感器120和122因此识别在使用期间由于被感测元件的位置改变而引起的磨损。

如上所述，第一传感器120和第二传感器122中的每一个都联接至机械监视器107，或并入机械监视器107中，并且被构造为确定被感测元件124相对于致动器主体112的位置。由传感器120和122中的每一个提供的位置信息被用于图8的流程图中。

当新车辆投入运行或二手车已被修理或改装以纠正磨损问题时，该过程开始于方框150，即在初始启动时。当车辆已经启动时，在框152，缸的杆114完全缩回。被感测元件124的位置由传感器120识别并且在框154存储在图3的数据表104中。该存储值被标识为最小初始值。缸110的杆114也在框156处完全伸出，并且被感测元件124的位置由传感器122识别并且在框158存储在数据表104中。该存储值被识别为最大初始启动值。在完全伸出和完全缩回时识别被感测元件124的位置的最小值和最大值的顺序是不确定的。

一旦存储了最小和最大初始值，就在正常操作期间从图9的框160开始执行处理。在作业机械运行时，尤其是在致动器杆伸出和缩回时，在框162处，传感器120和传感器122识别被感测元件124的位置。在框162处，传感器120和122中的每一个都识别被感测元件124的位置。在框164处，将由传感器120识别的传感器值(即缩回操作值)与最小初始值进行比较，以确定缩回操作值是否小于最小初始值。如果该比较的结果为是，则在框166处，从最小初始值中减去所识别的缩回操作值并将其设置为最小磨损值。在框167处，将传感器122所识别的传感器值(即伸出操作值)与最大初始值进行比较，以确定伸出操作值是否大于最大初始值。如果该比较的结果为是，则在框168处，从最大初始值中减去伸出操作值并将其设置为最大磨损值。

一旦确定了最大磨损值和最小磨损值，就进行如图10所示的警报过程。在从方框170开始的正常操作期间，处理器50在方框172将最大磨损值与最大阈值进行比较。在方框174，处理器50还将最小磨损值与最小磨损阈值进行比较。在框172和174处的比较结果为是，则由处理器50生成磨损警报信号，并将其发送到位于机械监视器107、用户界面处的警报装置或位于作业站38处的另一警报装置，例如照明装置或发声装置。一旦接收到所发送的警报信号，就在框176处通知操作员过度磨损。在该实施例中，警报信号还被发送至远程信息处理单元105，远程信息处理单元105又在方框178处将警报信号无线地发送至作业机械的经销商、所有者、制造商或出租人。

尽管以上已经描述了结合本公开原理的示例性实施例，但是本公开不限于所描述的实施例。相反，本申请旨在覆盖使用其一般原理的本公开的任何变化、使用或改编。例如，可以想到其他类型的机械，包括使用机械式致动器的固定机械，例如在制造设施中使用的组装机械。另外，尽管在进行比较时使用了“大于”和“小于”的术语，但应理解，小于确定值或大于确定值中的任何一个都可以包括确定等于所述值。此外，本申请旨在覆盖偏离本公开的一些偏离示例，这些偏离示例在本公开相关的本领域中的已知或惯用实践内且落入所附权利要求的限制之内。

Claims (20)

1.一种用于识别机械式致动器的磨损的方法，该机械式致动器具有传感器、缸和构造成从缸伸出和缩回的活塞杆，其中，机械式致动器可操作地连接至机械的第一部件和机械的第二部件，从而响应于由电子控制模块传输的机械命令相对于第二部件移动第一部件，该方法包括：

基于所述第一部件和所述第二部件之间的最小距离，利用所述传感器识别所述活塞杆的缩回参考位置；

基于所述第一部件和所述第二部件之间的最大距离，利用所述传感器识别所述活塞杆的伸出参考位置；

将缩回参考位置和伸出参考位置中的一个与一个或多个阈值进行比较，以产生比较值；和

基于比较值，识别机械式致动器和机械中的一个经历的机械磨损量。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所识别的机械磨损量是机械式致动器的活塞杆经历的磨损。

3.根据权利要求1所述的方法，其中，所识别的机械磨损量是第二部件和第一部件中的一个经历的磨损。

4.根据权利要求2所述的方法，其中，比较步骤的一个或多个阈值包括第一阈值和第二阈值，其中，将第一阈值与缩回参考位置进行比较，并且将第二阈值与伸出参考位置进行比较以识别机械式致动器的机械磨损量。

5.根据权利要求4所述的方法，其中，识别步骤还包括：识别活塞杆经历的机械磨损量。

6.根据权利要求5所述的方法，其中，机械的第一部件是机具，机械的第二部件是车架和可操作地连接至车架的运动部件中的一个，并且活塞杆包括孔，其中，活塞杆的孔连接到机具，并且在活塞杆处发生机械磨损。

7.根据权利要求1所述的方法，其中，活塞杆包括完全伸出位置，并且活塞杆在伸出参考位置处的位置不延伸到完全伸出位置。

8.根据权利要求7所述的方法，其中，活塞杆包括完全缩回位置，并且活塞杆在缩回参考位置处的位置不延伸到完全缩回位置。

9.一种作业车辆，其包括：

第一部件和第二部件，第一部件构造成相对于第二部件移动，其中第一部件从第二部件以最小距离、最大距离以及最大距离和最小距离之间的位置移位；

液压致动器，其包括传感器、致动器主体和致动器杆，其中致动器杆可操作地连接到第一部件，并且致动器主体可操作地连接到第二部件；

用户控制装置，其可操作地连接到液压致动器，并构造为传送第一命令信号以使液压致动器的致动器杆相对于致动器主体运动；

电子用户界面，其被构造为提供作业车辆的状态信息；和

电子控制单元，其可操作地连接至传感器、用户控制装置以及电子用户界面，该电子控制单元包括处理器和存储器，其中该存储器构造为存储程序指令，并且该处理器构造为执行所存储的程序指令，以：

利用传感器识别当第一部件和第二部件处于最大距离时致动器杆相对于致动器主体的起始位置；

利用传感器识别当致动器杆将第一部件移动到与第二部件相距最大距离的位置时致动器杆相对于致动器主体的操作位置；

通过比较操作位置和起始位置来识别差值；和

根据所识别的差值识别出机械磨损量。

10.根据权利要求9所述的作业车辆，其中，所述处理器还被构造为执行所存储的程序指令以：

将识别出的磨损量与阈值进行比较；和

基于比较结果，确定液压致动器之一或机械的部件之一的过度磨损。

11.根据权利要求10所述的作业车辆，其中，所述处理器还被构造为执行所存储的程序指令，以发送被构造为识别过度磨损的磨损警报信号，其中，所述磨损警报信号被传输至警报装置。

12.根据权利要求11所述的作业车辆，其中，第一部件是机具，所述第二部件是车辆的固定部件。

13.根据权利要求11所述的作业车辆，其中，第一部件是机具，并且所述第二部件是车辆的可移动部件，其中，可移动部件可操作地连接到用户控制装置，其中，用户控制装置被构造成传递第二命令信号，以使第二部件相对于车辆的车架移动。

14.根据权利要求9所述的作业车辆，其中，处理器还被构造为执行所存储的程序指令，以识别致动器杆经历的机械磨损量。

15.根据权利要求14所述的作业车辆，其中，第一部件是机具，第二部件是作业车辆车架和作业车辆部件中的一个。

16.根据权利要求14所述的作业车辆，其中，处理器还被构造为执行所存储的程序指令，以利用传感器识别当第一部件和第二部件在最小距离处时致动器杆相对于致动器缸的第二起始位置。

17.根据权利要求10所述的作业车辆，其中，处理器还被构造为执行所存储的程序指令，以利用传感器识别当致动器杆使第一部件移动到距离第二部件最小距离的位置处时致动器杆相对于致动器缸的第二操作位置。

18.根据权利要求17所述的作业车辆，其中，处理器还被构造为执行所存储的程序指令，以通过将第二起始位置与第二操作位置进行比较以识别第二机械磨损量来识别第二差值。

19.一种用于识别由作业机械的机具的连续致动而导致的作业机械中的磨损的方法，所述方法包括：

确定机具和作业机械的支撑部件之间的最大移动距离；

选择机械式致动器，该机械式致动器包括传感器、致动器主体和相对于致动器主体具有完全缩回位置和完全伸出位置的杆，其中，完全缩回位置和完全伸出位置之间的致动器距离大于最大移动距离；

将机械式致动器可操作地连接到机具和作业机械的支撑部件；

利用传感器识别在最大移动距离处杆相对于致动器主体的起始位置；

利用传感器识别当杆将机具移动到距离支撑部件最大移动距离的位置处时杆相对于致动器主体的致动位置；

通过将致动位置与起始位置进行比较来识别差值；和

根据所识别的差值识别磨损量。

20.根据权利要求19所述的方法，还包括将所识别的磨损量与阈值进行比较；以及

基于比较结果，识别机械式致动器之一或作业机械的支撑部件之一的过度磨损。

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