CN112942028A - 作业机器和用于监测作业机器的部件的磨损的系统 - Google Patents

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Abstract

一种作业机器包括机架、联接到机架的一个或多个驱动构件、用于向一个或多个驱动构件提供动力的发动机、联接到机架的一个或多个部件，以及用于监测一个或多个部件的磨损的监测系统。系统包括用户界面和控制器。控制器与用户界面电路通信。该控制器构造成接收由用户输入到该用户界面中的信息并且基于所接收的信息发送关于该一个或多个部件中的至少一个部件的维修的警告通知。

Description

作业机器和用于监测作业机器的部件的磨损的系统
技术领域
本发明总体上涉及一种作业机器，并且更具体地涉及用于监测作业机器的部件的磨损的系统和方法。
背景技术
铺路机通常用于在作业表面上铺设铺路材料，例如沥青。铺路机通常包括设置在铺路机后面的整平系统，以从料斗接收铺路材料并将铺路材料沉积在作业表面上。整平系统可以包括用于相对于作业表面平整铺路材料的整平板。当铺路机用于铺路操作时，整平板相对于作业表面与铺路材料连续接触。整平板和铺路材料之间的这种接触可引起整平板的磨损。铺路机上磨损的整平板会导致作业表面上铺路材料的不均匀流平。
美国专利第9,618,437号(“'437专利”)公开了一种用于监测铺路机的整平板的磨损的系统。系统包括位于整平板上的传感器和联接到传感器的控制器。传感器包括具有多个电阻器的电阻器网络。随着整平板的底表面磨损，电阻网络的电阻逐渐去除，这改变了一对电引线之间的电阻。传感器基于电阻器网络的电阻变化产生指示整平板磨损的信号。控制器从传感器接收信号并且基于所接收的信号来确定整平板的磨损。
发明内容
示例性作业机器包括机架，联接到机架的一个或多个驱动构件，用于向一个或多个驱动构件提供动力的发动机，联接到机架的一个或多个部件，以及用于监测一个或多个部件的磨损的监测系统。系统包括用户界面和控制器。控制器与用户界面电路通信。控制器构造成接收由用户输入到用户界面中的信息并且基于由用户输入的信息发送关于一个或多个部件的维修的警告通知。
示例性铺路机包括机架，联接到机架的一个或多个驱动构件，用于向一个或多个驱动构件提供动力的发动机，联接到机架的一个或多个部件，以及用于监测一个或多个部件的磨损的监测系统。一个或多个部件包括整平板。系统包括用户界面和控制器。控制器与用户界面电路通信。控制器构造成接收由用户输入到用户界面中的信息并且基于由用户输入的信息发送关于一个或多个部件的维修的警告通知。由用户输入的信息包括由整平板接合的铺路材料的类型、铺路材料的密度、铺路材料的量和整平的材料中的至少一个。
一种用于监测作业机器的一个或多个部件的磨损的示例性方法包括从用户界面接收与作业机器的一个或多个部件相关的信息。方法进一步包括基于所接收的信息发送关于一个或多个部件中的至少一个部件的维修的警告通知。
附图说明
图1是作业机器的示例性实施例的侧视图；并且
图2是图1的作业机器的局部示意图。
具体实施方式
具体实施方式描述了本发明的示例性实施例，并且不旨在以任何方式限制权利要求的范围。实际上，本发明比示例性实施例更广泛并且不受示例性实施例的限制，并且权利要求中使用的术语具有其全部普通含义。一个示例性实施例的特征件和部件可以结合到其他示例性实施例中。在本申请的范围内的发明可以包括附加的特征，或者可以具有比示例性实施例中所示的那些特征更少的特征。
本申请公开了包括用于监测作业机器的一个或多个部件上的磨损的系统的作业机器。虽然作业机器被描述为铺路机，但是应当理解，作业机器可以是包括需要维修或更换的部件的任何作业机器。例如，作业机器可以是越野载重车、铁路机车、运土机器、例如轮式装载机、挖掘机、自卸车、反铲挖土机、自动平地机、材料处置器等。
图1示出了可用于在各种作业表面上(例如，公路上)铺设铺路材料(例如沥青、砂砾、沙子、混凝土等)的铺路机100的侧视图。在所示实施例中，铺路机100包括牵引机102以推进铺路机100。牵引机102可以包括一个或多个驱动构件144，用于利用作业表面106向牵引机102提供牵引力。在所示实施例中，牵引机102是其中一个或多个驱动构件144是多个轮的轮式牵引机。在其他实施例中，牵引机102可以是履带型牵引机，其中一个或多个驱动构件144包括履带。铺路机100还可以包括用于推进牵引机102的发动机146和联接到发动机的发电机。发电机可以构造成向铺路机100的各种电气部件供应电力。
牵引机102可包括构造成支撑铺路机100的各种部件的机架108。在所示实施例中，铺路机100的部件包括整平系统110、料斗112和操作员站114。料斗112邻近铺路机100的前端116设置。料斗112可以构造成接收来自自卸车的铺路材料。操作员站114邻近铺路机100的后端118设置。操作员站114可以包括用于操作员控制铺路机100的各种操作(例如铺路操作)的控制杆和/或开关。在某些实施例中，铺路机100包括具有用户界面234(图2)的监测系统230(图2)，下面将更详细地描述用户界面。
在所示实施例中，整平系统110邻近铺路机100的后端118设置在操作员站114的后面。在其它实施例中，整平系统110可以在铺路机100的前端116附近联接到机架108上。整平系统110可以通过一对臂119(在图1中只示出了一个臂119)可移动地联接到机架108。整平系统110可构造成从料斗112接收铺路材料并将铺路材料沉积到作业表面106上。整平系统110还可以构造成保持沉积的铺路材料层相对于作业表面的厚度。
整平系统110可以以多种方式构造。可以使用本领域已知的或以后开发的任何合适的构造。在某些实施例中，整平系统110包括整平板120和延伸板(未示出)。每个延伸板可相对于整平板120横向设置。在一些实施例中，整平系统110包括用于支撑整平板120的第一支撑构件124和用于支撑延伸板的第二支撑构件126。整平板120和延伸板构造成接触作业表面106，以使沉积的铺路材料在作业表面106上平整。在某些实施例中，整平系统110可包括用于振动整平系统110的一个或多个元件以增强铺路材料分配、找平和压实成成品沥青垫的装置。第一支撑构件124可以围绕纵向轴线L成角度地调节并且可以基于作业表面106上下移动以定位整平板120从而在作业表面106上限定沥青层。还可以在相对于机架108和作业表面106的竖直方向和横向方向上调节第二支撑构件126，以定位延伸板以在作业表面106上限定沥青层。
参照图2，铺路机100还可包括用于监测铺路机100的一个或多个部件的磨损的监测系统230。例如，系统230可用于监测整平系统110的部件、输送机底板、输送机链条、输送机刮板、螺旋刮板、夯棒、凸杆、链条防护装置或铺路机100的任何其它部件。监测系统230还可用于监测作业机器(例如铺路机100或任何其他合适的作业机器)的底架相关部件，例如MTS带、轮胎、钢履带或在作业机器的使用期间磨损的底架的任何其他部件。
在所示实施例中，系统230包括控制器232和用户界面234。控制器232与用户界面234电路通信，使得控制器232可以接收由用户输入到用户界面234中的信息并将关于铺路机100的一个或多个部件的信息发送到用户界面234。“电路通信”表示设备之间的通信关系。直接电、电磁和光连接以及间接电、电磁和光连接是电路通信的实例。在某些实施例中，如果来自一个设备的信号被另一个设备接收，则两个设备处于电路通信中，而不管信号是否被某个其它设备修改。
用户可以输入特定于正在使用的铺路机100和/或正在使用铺路机的工地的信息。用户可以输入的信息的类型的非限制性实例包括关于所使用的材料的类型、所使用的材料的聚集体的尺寸、所使用的材料的密度、铺路机100可在铺路机的一个或多个部件需要维修或更换之前使用的材料的量、部件可在其需要维修或更换之前使用的小时数、部件在用于特定的工地之前使用的时间量、由一个或多个部件制成的材料的类型(例如，制成整平板120的材料、制成输送系统的部件的材料)、一个或多个部件的尺寸、关于由于铺路机100在先前的工作现场使用而引起的部件磨损的信息、或关于铺路机100的使用的其它工作细节等。在某些实施例中，用户可以基于铺路机100将被使用的特定应用(例如，基于上述输入信息)来输入部件的磨损率(即，部件在需要维修或更换之前可以使用的小时数)。例如，由于部件的磨损率可基于所使用的铺路材料的类型而不同，因此用户可基于所使用的材料的类型来输入部件的磨损率。在各种情况下，使用多个信息输入来确定部件的磨损率。例如，整平板120的磨损率可以基于由于铺路机100的先前使用而引起的整平板的磨损、制成整平板100的材料类型、整平板的尺寸、从铺路机100分配的铺路材料的密度、以及从铺路机100分配的铺路材料的量。
在某些实施例中，控制器232可与一个或多个传感器236电路连通，传感器236构造成监测来自铺路机100的一个或多个部件238(例如整平系统110的部件、料斗112和整平系统110之间的材料输送系统的部件等)的操作数据，以及使用铺路机100的工地的监测数据。例如，传感器236可构造成检测铺路机100何时铺路和不铺路，从铺路机100排出的材料量，铺路机100移动的距离，工地的各种参数(例如，温度)或与铺路机100的使用有关的任何其它数据。
在各种实施例中，控制器232包括处理器240，其可操作(例如，使用软件)以分析由用户输入到用户界面234中的数据和由一个或多个传感器236获得的数据，以确定铺路机100的部件是否需要维修或更换。本文使用的“软件”包括但不限于一个或多个处理器可读和/或可执行指令，其使得处理器或其它电子设备以期望的方式执行功能、动作和/或行为。指令可以以各种形式体现，例如例程、算法、模块或程序，包括来自动态链接库的单独的应用或代码。
在某些实施例中，处理器240可以构造成操纵数据以确定铺路机100的一个或多个部件是否需要维修或更换，并且经由用户界面234向用户报告关于部件的信息。处理器240可以向用户发送警告通知(例如，视觉消息或指示，例如闪光，或任何其它合适的通知)以警告用户铺路机100的部件需要维修或更换。处理器240可以通过用户界面234或任何其他合适的装置发送警告通知。在一些实施例中，处理器发送警告通知以向用户指示需要在特定时间量内(例如，在接下来的100小时内)更换一个或多个部件。处理器240和用户界面234可以构造成使得部件的剩余寿命显示在用户界面234上。例如，剩余寿命可以显示为以小时或百分比计的剩余使用寿命，通知用户部件剩余寿命的可视条(例如，类似于蜂窝电话上显示的电池寿命的条)，或任何其他合适的显示剩余寿命的方式。
仍然参考图2，在某些实施例中，处理器240包括存储与铺路机100的一个或多个部件238相关的信息的存储器248。例如，用户可以将工地特定信息(例如，正在使用的材料、温度等)输入到用户界面中，并且处理器240可以将该信息存储到存储器248中，以用于基于所存储的信息来确定部件的期望维修或更换时间段。在一些实施例中，存储器248构造成累积与一个或多个部件相关的数据(例如，与一个或多个部件的磨损率相关的数据)，使得处理器240可以将所累积的数据用于监测系统230的未来建模。
在某些实施例中，控制器232与远离铺路机100的机外显示设备242电路通信。在这些实施例中，控制器232可操作来向远程用户报告信息。机外显示设备242可以位于工地或可以远离工地。
在各种实施例中，控制器232可操作以向用户提供铺路机100的更换部件或维修铺路机100的部件所需的零件的零件号，使得用户可订购部件或零件。即，处理器240的存储器248可构造成存储部件特定信息(例如，零件或部件号)，使得处理器240可将部件特定信息与需要维修或更换部件的警告通知一起发送到用户界面234和/或机外显示设备242。在一些实施例中，控制器232还构造成在向用户界面234和/或机外显示设备242发送警告通知时自动定购新的零件或部件。
工业实用性
所公开的铺路机100包括用于监测铺路机100的一个或多个部件的磨损的系统230。参考图2，系统230包括控制器232和用户界面234。系统230允许用户输入特定于正在使用的铺路机100和/或正在使用铺路机的工地的信息，并且系统230的控制器232构造成基于由用户输入的信息确定铺路机的一个或多个部件是否需要维修或更换。系统230还可以构造成当铺路机100的部件需要维修或更换时向用户发送警告通知。
系统230是有利的，因为系统230允许用户基于机器专用和/或工地专用信息来监测铺路机100(或任何其他合适的作业机器)的一个或多个部件的磨损。即，铺路机通常包括在操作期间经受磨损的几个部件。可能经受磨损的铺路机的部件的非限制性示例包括输送机底板、输送机链条、输送机刮板、螺旋刮板、整平板、夯棒、压尺、链条防护装置、轮胎、钢履带和底架系统的橡胶履带。
这些部件的使用寿命取决于多个因素，例如所使用的材料的类型、机器的使用类型、机器的构造、机器所使用的工地以及各种其他因素。基于机器和/或工地特有的因素监测铺路机的各种部件的磨损提高了机器的性能，并且防止了维修机器的时间和成本的浪费。
例如，监测铺路机的一个或多个部件的磨损的方法可以包括将信息输入铺路机的用户界面，其中信息特定于所使用的作业机器，特定于所使用的铺路材料和/或特定于铺路机所使用的工地。方法可以进一步包括基于输入到用户界面中的信息确定铺路机的部件需要维修或更换。在各种实施例中，也可以基于存储在监测系统的存储器中的信息确定铺路机的部件需要维修或更换。
在更具体的示例中，一种监测铺路机的整平板的磨损的方法可以包括将信息输入铺路机的用户界面，其中信息涉及所使用的铺路材料的类型、所使用的铺路材料的密度、所使用的铺路材料的量、整平板的材料、整平板的尺寸、或铺路机或整平板特有的任何其他信息中的至少一种。方法可以进一步包括基于输入到用户界面中的信息确定整平板需要维修或更换。
应当理解，前面的描述提供了公开的系统和方法的实例。然而，预期本发明的其他实现方式可在细节上不同于前述实例。对本发明或其实例的所有引用旨在引用在该点所讨论的特定实例，而并非旨在更一般地暗示对本发明的范围的任何限制。所有关于某些特征的区别和不一致的语言旨在表示对这些特征缺乏偏好，但并非将其完全排除在本发明的范围之外，除非另外指明。
在描述本发明的上下文中(特别是在所附权利要求的上下文中)，术语“一(a)”和“一(an)”以及“所述(the)”和“至少一个(at least one)”和类似指示物的使用应被解释为涵盖单数和复数，除非在本文中另有说明或与上下文明显矛盾。在一个或多个项目的列表之后的术语“至少一个”(例如，“A和B中的至少一个”)的使用应被解释为意指选自所列项目(A或B)的一个项目或所列项目(A和B)中的两个或更多个的任何组合，除非本文另有说明或与上下文明显矛盾。
因此，本发明包括适用法律所允许的所附权利要求中所述主题的所有修改和等同物。此外，除非本文另有说明或与上下文明显矛盾，否则本发明涵盖上述元件的所有可能变形的任何组合。

Claims (20)

1.一种作业机器，包括：
机架；
联接到所述机架上一个或多个驱动构件；和
用于向所述一个或多个驱动构件提供动力的发动机；
联接到所述机架的一个或多个部件；和
用于监测所述一个或多个部件的磨损的监测系统，所述系统包括：
用户界面；和
与所述用户界面电路通信的控制器，其中所述控制器构造成接收由用户输入到所述用户界面中的信息并且基于由所述用户输入的所述信息发送关于所述一个或多个部件的所述维修的警告通知。
2.根据权利要求1所述的作业机器，其中，所述监测系统的所述控制器构造成当所述一个或多个部件中的至少一个被确定为需要维修或更换时向所述用户发送所述警告通知。
3.根据权利要求1所述的作业机器，其中，所述监测系统还包括用于监测所述一个或多个部件的操作数据的一个或多个传感器，其中，所述一个或多个传感器与所述控制器电路通信。
4.根据权利要求3所述的作业机器，其中，所述控制器包括处理器，所述处理器构造成分析由所述用户输入的所述信息和由所述一个或多个传感器获得的数据，并且其中，所述控制器构造成基于由所述用户输入的所述信息和由所述一个或多个传感器获得的所述数据两者发送所述警告通知。
5.根据权利要求4所述的作业机器，其中，所述处理器包括构造成存储所述一个或多个部件的信息的存储器。
6.根据权利要求1所述的作业机器，其中所述作业机器是铺路机，并且其中所述一个或多个部件包括整平板。
7.根据权利要求6所述的作业机器，其中，由所述用户输入的所述信息包括由所述铺路机使用的铺路材料的类型。
8.根据权利要求6所述的作业机器，其中，由所述用户输入的所述信息包括所述一个或多个部件中的至少一个的磨损率。
9.根据权利要求1所述的作业机器，其中，所述一个或多个驱动构件包括多个轮。
10.根据权利要求1所述的作业机器，其中，所述控制器构造成向所述用户界面发送所述警告通知，并且其中，所述警告通知是视觉指示符。
11.一种铺路机，包括：
机架；
联接到所述机架上一个或多个驱动构件；和
用于向所述一个或多个驱动构件提供动力的发动机；
联接到所述机架的一个或多个部件，所述一个或多个部件包括整平板，所述整平板构造成接合铺路材料；和
用于监测所述一个或多个部件的磨损的监测系统，所述系统包括：
用户界面；和
与所述用户界面电路通信的控制器，其中所述控制器构造成接收由用户输入到所述用户界面中的信息并且基于由所述用户输入的所述信息发送关于所述一个或多个部件的所述维修的警告通知，其中由所述用户输入的所述信息包括由所述整平板接合的所述铺路材料的类型、所述铺路材料的密度、所述铺路材料的量和所述整平板的材料中的至少一个。
12.根据权利要求11所述的铺路机，其中，所述监测系统的所述控制器构造成当所述一个或多个部件中的至少一个被确定为需要维修或更换时向所述用户发送所述警告通知。
13.根据权利要求11所述的铺路机，其中，所述监测系统还包括用于监测所述一个或多个部件的操作数据的一个或多个传感器，其中，所述一个或多个传感器与所述控制器电路通信。
14.根据权利要求13所述的铺路机，其中，所述控制器包括处理器，所述处理器构造成分析由所述用户输入的所述信息和由所述一个或多个传感器获得的数据，并且其中，所述控制器构造成基于由所述用户输入的所述信息和由所述一个或多个处理器获得的所述数据两者发送所述警告通知。
15.根据权利要求13所述的铺路机，其中，所述处理器包括构造成存储所述一个或多个部件的信息的存储器。
16.根据权利要求11所述的作业机器，其中，所述控制器构造成向所述用户界面发送所述警告通知，并且其中，所述警告通知是视觉指示符。
17.一种监测作业机器的一个或多个部件的磨损的方法，所述方法包括：
从用户界面接收与所述作业机器的所述一个或多个部件相关的信息；
基于所述接收的信息发送关于一个或多个部件中的至少一个部件的维修的警告通知。
18.根据权利要求17所述的方法，其中，所述作业机器是铺路机，并且其中所述一个或多个部件包括整平板。
19.根据权利要求18所述的方法，其中，所述接收的信息包括所述整平板的磨损率。
20.根据权利要求17所述的方法，其中，控制器向所述用户界面发送所述警告通知，并且其中所述警告通知是视觉指示符。
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