CN113534767A - 实时皮带故障检测 - Google Patents

Abstract

皮带负载表征系统接收指示皮带打滑的皮带打滑检测器信号，并且近实时地识别皮带负载特性的严重性级别和影响。通知系统产生操作员接口机构控制信号，以向操作员显现指示所述皮带负载特性以及那些特性的严重性级别和影响的通知。也可以基于皮带负载而控制机器。

Description

实时皮带故障检测

技术领域

本说明书涉及移动式作业机器。更具体地，本说明书涉及一种检 测移动式作业机器的皮带从动子系统上的皮带负载问题并且基于所 检测到的皮带负载而产生控制信号的检测系统。

背景技术

存在各种各样的不同类型的移动式作业机器。它们可以包括农业 机器、建筑机器、林业机器、草皮管理机器等。这些机器中的许多具 有皮带驱动的子系统。

考虑其中移动式作业机器是联合收割机的示例，存在许多皮带从 动子系统。举例来说，那些子系统可以包括转子、清选装置、卸载螺 旋输送机、喂料室、切碎机、发动机风扇、干净粮食升降机、卸料搅 拌器等等。驱动那些子系统的皮带驱动系统中的一些可以位于联合收 割机上使其难以维修的位置中。因此，当皮带故障发生时，可能会导 致联合收割机出现不期望的停机时间，这可能是成本高昂的。

上文的讨论仅仅是针对一般背景信息而提供的，而非意在用于帮 助确定所要求保护的主题的范围。

发明内容

皮带负载表征系统接收指示皮带打滑的皮带打滑检测器信号，并 且近实时地识别皮带负载特性的严重性级别和影响。通知系统产生操 作员接口机构控制信号，以向操作员显现指示所述皮带负载特性以及 那些特性的严重性级别和影响的通知。也可以基于皮带负载而以其它 方式控制机器。

提供本发明内容是为了以简化的形式介绍一些概念，所述概念将 在下文的具体实施方式中进一步描述。本发明内容不意在标识所要求 保护的主题的关键特征或必要特征，也不意在用于帮助确定所要求保 护的主题的范围。所要求保护的主题不限于解决背景技术中陈述的任 何或所有缺点的实施方案。

附图说明

图1是联合收割机的一个示例的局部形象性、局部示意性描绘。

图2是更详细地示出图1中所图示的联合收割机的不同部分的一 个示例的框图。

图3是更详细地示出皮带打滑检测器的一个示例的框图。

图4是图示图2中所示的皮带负载检测和控制系统在检测皮带负 载和基于所检测到的皮带负载而产生控制信号时的操作的一个示例 的流程图。

图5示出了部署在远程服务器架构中的先前附图中所描绘的联 合收割机的一个示例。

图6到图8示出了可以被用作操作员接口机构或以其它方式使用 的移动式装置的示例。

图9是示出可以在先前附图中所示的系统中使用的计算环境的 一个示例的框图。

具体实施方式

如上文所讨论，联合收割机具有驱动皮带从动构件的相对大量的 皮带驱动系统。因此，皮带故障可能相对频繁。对于操作员来说，通 常难以具有皮带中的任何一个的皮带性能受损的任何预先警告。因此， 皮带故障可能发生在非常不方便的位置和非常不方便的时间。收割机 停机也是相当成本高昂的。对联合收割机中的皮带驱动系统中的一些 执行维护可能花费数小时或更长时间。

其中皮带损坏(并且这因此减少皮带从动系统的皮带寿命)的一 个显著方式是皮带打滑。举例来说，当皮带正在驱动传动机构并且皮 带出于任何原因开始打滑时，然后当皮带与传动机构重新接合时，这 在皮带上产生相对高的转变负载(或负载尖峰)。因此，皮带打滑可 能使皮带寿命减少达几个数量级。

当前被用于检测皮带打滑的一种方式是操作员感知。举例来说， 当皮带打滑时，有经验的操作员可能注意到收割机的操作员室中的突 倾(lurching)或遮板(shutter)。另外，操作员按常规检查皮带中的 一些，并且因此在物理检查期间可以观察到皮带损坏。

因此，本说明书关于自动地检测皮带打滑的系统继续进行。它可 以识别皮带打滑的严重性以及皮带打滑对皮带寿命的影响。系统可以 产生控制信号，以响应于所检测到的皮带打滑而自动地控制机器，并 且还近实时地通知操作员皮带负载特性和其可能对皮带寿命的影响。

图1是在其中机器100是联合收割机(或联合式收割机)的示例 中农业机器100的局部形象性局部示意性图示。从图1中可以看出， 联合收割机100图示性地包括操作员室101，操作员室101可以具有 用于控制联合收割机100的各种不同的操作员接口机构，包括显示机 构103，如下文将更详细地讨论的。联合收割机100可以包括一组前 端设备，所述前端设备可以包括割台102和大体上用104指示的切割 器。它还可以包括喂料室106、喂料加速器108和大体上用110指示 的脱粒机。脱粒机110图示性地包括脱粒转子112和一组凹部114。 此外，联合收割机100可以包括分离器116，分离器116包括分离器 转子。联合收割机100可以包括其本身可以包括清选风扇120、筛选 机122和筛子124的清选子系统(或清选装置)118。联合收割机100 中的材料处理子系统可以包括(除了喂料室106和喂料加速器108之 外)卸料搅拌器126、尾料升降机128、干净粮食升降机130(其将 干净粮食移动到干净粮食箱132中)以及卸载螺旋输送机134和出料 口136。联合收割机100可以进一步包括残余物子系统138，残余物 子系统138可以包括切碎机140和散布器142。联合收割机100还可 以具有推进子系统，所述子系统包括驱动地面接合车轮144或履带等 的发动机(或其它动力源)。将注意到，联合收割机100也可以具有 多于一个的上文提到的任何子系统(例如，左和右清选装置、分离器 等)。

许多子系统具有由对应的皮带驱动系统驱动的皮带从动构件。举 例来说，喂料室106中的元件(例如，喂料加速器)可以是皮带驱动 的。转子142、清选装置118和清选风扇120也可以是皮带驱动的。 机器100也可以具有皮带驱动的发动机风扇。此外，卸料搅拌器126、 干净粮食升降机130、卸载螺旋输送机134和切碎机140也可以是皮 带驱动的。此外，皮带驱动系统可以具有串列的两个或更多个皮带。 机器100上的各种各样的其它物项也可以是皮带驱动的。

在操作中，并且以概述方式，联合收割机100在由箭头146指示 的方向上图示性地移动穿过田地。当其移动时，割台102接合待收割 的农作物，并且将其朝向切割器104聚集。在它被切割后，它通过喂 料室106中的输送机朝向喂料加速器108移动，喂料加速器108将农 作物加速到脱粒机110中。农作物通过转子112使农作物抵靠凹部114 旋转而被脱粒。所脱粒的农作物由分离器116中的分离器转子移动， 其中一些残余物通过卸料搅拌器126朝向残余物子系统138移动。它 可以由残余物切碎机140切碎，并且通过散布器142散布在田地上。 在其它实施方案中，残余物简单地降于料堆中，而不是被切碎和散布。

粮食落到清选装置(或清选子系统)118。筛选机122从粮食分 离出一些较大的材料，并且筛子124从干净粮食分离出一些较细的材 料。干净粮食落到干净粮食升降机130中的螺旋输送机，所述螺旋输 送机将干净粮食向上移动并且将其存放在于净粮食箱132中。残余物 可以通过由清选风扇120产生的气流从清选装置118去除。该残余物 也可以在联合收割机100中朝向残余物处理子系统138向后移动。

尾料可以由尾料升降机128移动回到其中它们可以被再脱粒的 脱粒机110。可替选地，尾料也可以被传送到其中它们也可以被再脱 粒的单独的再脱粒机构(也使用尾料升降机或另一运输机构)。

图1还示出，在一个示例中，联合收割机100可以包括地面速度 传感器147、一个或多个分离器损失传感器148、清选粮食摄像机150 和一个或多个清选装置损失传感器152和位置传感器157。地面速度 传感器147图示性地感测联合收割机100在地面上方的行进速度。这 可以通过感测车轮、驱动轴、轮轴或其它部件的旋转速度来实现。联 合收割机100的行进速度和位置也可以由定位系统157(例如，全球 定位系统(GPS)、航位推算系统、罗兰(LORAN)系统、蜂窝三角 测量或提供行进速度和/或位置指示的各种各样的其它系统或传感器) 来感测。

清选装置损失传感器152图示性地提供指示清选装置118的右侧 和左侧的粮食损失量的输出信号。在一个示例中，传感器152是对每 单位时间(或每单位行进距离)的粮食撞击进行计数以提供对清选装 置粮食损失的指示的撞击传感器(或影响传感器)。用于清选装置的 右侧和左侧的影响传感器可以提供单独的信号或者组合的或综合的 信号。将注意到，传感器152也可以仅包括单个传感器，而不是用于 每个清选装置的单独的传感器。

分离器损失传感器148提供指示左右分离器中粮食损失的信号。 与左和右分离器相关联的传感器可以提供单独的粮食损失信号或组 合的或综合的信号。这也可以使用各种各样的不同类型的传感器来实 现。将注意到，分离器损失传感器148也可以仅包括单个传感器，而 不是单独的左传感器和右传感器。

还将了解，传感器和测量机构(除了已经描述的传感器之外)也 可以包括联合收割机100上的其它传感器。举例来说，速度传感器可 以感测机器100中的各种皮带驱动系统的速度，以及皮带传动机构的 速度(皮带驱动和传动机构之间的速度差可以被用于识别皮带打滑)。 当多个皮带串列时，速度传感器可以感测串列系统中的所有带轮的速 度或少于串列系统中的所有带轮的速度。其它传感器还可以包括发动 机RPM传感器、转子压力传感器和地形传感器(或者这可以从地图 等获得)。其它传感器还可以包括残余物设置传感器，所述残余物设 置传感器被配置成感测机器100是否被配置成切碎残余物、放下料堆 等。它们可以包括清选装置风扇速度传感器，所述清选装置风扇速度 传感器可以配置在风扇120附近以感测风扇的速度。它们可以包括脱 粒间隙传感器，所述脱粒间隙传感器感测转子112和凹部114之间的 间隙。它们包括脱粒转子速度传感器，所述脱粒转子速度传感器检测转子112的转子速度。它们可以包括筛选机间隙传感器，所述筛选机 间隙传感器检测筛选机122中开口的尺可。它们可以包括筛子间隙传 感器，所述筛子间隙传感器检测筛子124中开口的尺可。它们可以包 括除粮食之外的材料(MOG)的湿度传感器，所述湿度传感器可以被配置成感测通过联合收割机100的除粮食之外的材料的湿度水平。 它们可以包括机器设置传感器，所述机器设置传感器被配置成感测联 合收割机100上的各种可配置设置。它们还可以包括机器定向传感器， 所述机器定向传感器可以是感测联合收割机100的定向或姿势的各 种各样的不同类型的传感器中的任何一种。农作物属性传感器可以检 测各种不同类型的作物属性，例如农作物类型、农作物湿度和其它农 作物属性。它们也可以被配置成当农作物被联合收割机100处理时感 测农作物的特性。举例来说，当粮食行进穿过干净粮食升降机130时， 它们可以感测粮食喂料速率。它们可以将产量感测作为穿过升降机 130的粮食的质量流速，所述质量流速与粮食从其被收割的位置(如 位置传感器157所指示)相关，或者提供指示其它被感测变量的其它 输出信号。下文描本了可以使用的传感器类型的一些附加示例。

图2是更详细地示出联合收割机100的框图。物项中的一些类似 于图1中所示的物项，并且它们被类似地编号。因此，图2示出了收 割机100可以包括转子112、清选装置118、卸载螺旋输送机134、 喂料室(及其功能性，例如，喂料加速器)106、清选风扇120、切 碎机140、干净粮食升降机130和卸料搅拌器126。这些物项中的每 一个可以由对应的皮带驱动系统来驱动。因此，这样的系统可以包括 转子皮带驱动装置160、清选装置皮带驱动装置162、卸载螺旋输送 机皮带驱动装置164、喂料室皮带驱动装置166、风扇皮带驱动装置168、切碎机皮带驱动装置170、干净粮食升降机主要皮带驱动装置 172和卸料搅拌器皮带驱动装置174。收割机100还可以包括发动机 风扇176，发动机风扇176可以由发动机风扇皮带驱动装置178进行 皮带驱动。如框180所指示，可以存在各种各样的其它皮带从动系统和对应的皮带驱动系统。

图2还示出了收割机100包括可以向通知系统184和控制信号产 生器186提供输出的皮带负载检测和控制系统182。控制信号产生器186可以向可控制子系统188提供控制信号。机器100可以包括操作 员接口机构190(其本身可以包括显示机构103)和各种各样的其它 操作员接口机构194。其它操作员接口机构194可以包括例如触敏显 示屏、点击装置、控制杆、开关、按钮、方向盘、操纵杆、语音辨识 和语音合成系统以及各种各样的其它听觉、视觉、触觉和其它物项中 的任何一个。操作员196可以与操作员接口机构190相互作用，以便控制和操纵收割机100。类似地，操作员接口机构190可以为操作员 196显现信息。

图2还示出，在一个示例中，收割机100可以通过网络200通信 地耦合到一个或多个远程系统198。远程系统198可以包括农场管理 者系统、所有者系统、维护系统、供应商系统、制造商系统等。网络 200可以是各种各样的不同类型的网络中的任何一种，例如，广域网 络、近场通信网络、蜂窝通信网络或各种各样的其它网络或网络组合 中的任何一种。

皮带负载检测和控制系统182检测并且表征机器100中不同皮带 上的负载。它可以识别何时皮带正经历不寻常的负载或特性，并且它 可以估计对皮带寿命的影响，并且近实时地通知操作员196，使得可 以根据需要避免或解决皮带故障。

图2示出了皮带负载检测和控制系统182可以包括一个或多个处 理器200、数据存储器202、多个不同的皮带从动构件速度传感器204 和皮带驱动器速度传感器206、多个其它通道传感器208(其可以包 括地形传感器或地图210、一个或多个设置改变传感器212、转子压 力传感器214、发动机RPM传感器216和其它传感器218)、皮带打 滑检测器220、皮带打滑累积器222和皮带负载表征系统224。皮带 负载检测和控制系统182也可以包括其它物项226。在图2中所示的 示例中，皮带负载表征系统224可以包括严重性级别识别器228、影 响识别器230和其它物项232。

图2还示出了通知系统184可以包括警报系统234、建议系统236、 通信系统238和其它物项240。在描述皮带负载检测和控制系统182 的总体操作之前，将首先提供系统182中的物项中的一些及其操作的 简要描述。

皮带从动构件速度传感器204图示性地感测皮带从动构件的速 度。因此，举例来说，当转子112是皮带从动构件时，然后传感器 204感测转子112正移动的速度。速度传感器可以是霍尔效应传感器、 角位置传感器或产生指示转子112正移动的速度的信号的各种各样 的其它传感器中的任何一种。在这样的示例中，皮带驱动器速度传感 器206感测转子皮带驱动装置160的速度。因此，其还可以包括感测 转子皮带驱动装置160正移动的速度的任何所期望类型的速度传感 器。

地形地图/传感器210可以是感测机器100正在其上方移动的地 势的地形的传感器(例如，加速度计、惯性测量单元、全球定位系统、 定向传感器等)和/或其可以是获得收割机100正在其上方移动的田 地的地形地图并且从该地图提取地形的地图处理系统。设置改变传感 器212可以是各种各样的不同类型的传感器中的任何一种，所述传感 器感测机器100上的设置，并且产生指示那些设置的信号，使得信号 也可以表示对设置的改变。

转子压力传感器214图示性地感测转子112上的扭矩或指示转子 压力的其它变量。发动机RPM传感器216感测发动机RPM。可以使 用其它传感器来感测力或其它变量。

皮带打滑检测器220可以接收传感器信号并且检测特定皮带何 时打滑。举例来说，其可以计算从皮带从动构件速度传感器204接收 的时序值的导数以识别梯度。该速度信号中的梯度可以识别皮带打滑。 举例来说，如果转子112的速度快速地改变(相对于阈值)，则这可 指示皮带打滑。而且，如下言关于图3更详细描述的，皮带打滑检测 器220可以识别转子皮带驱动装置160的速度(来自皮带驱动器速度 传感器206)和转子112的速度(来自皮带从动构件速度传感器204) 之间的差异。如果皮带驱动系统的速度与皮带从动系统的速度的比率 出乎意料，则这可能指示皮带也正在打滑。

在确定是否已经发生皮带打滑事件时，皮带打滑检测器220还可 以考虑信息，例如，田地的地形。举例来说，可能是由于收割机100 已经开始上坡，所以皮带传动机构的速度可能改变。因此，速度改变 可能是由于地形的改变而不是由于皮带打滑。类似地，一些皮带从动 系统的改变可能是由于操作员改变用于该机构或不同机构的速度设 置的事实。因此，在确定速度改变是否是由于设置改变或皮带打滑引 起的时，可以考虑来自设置改变传感器212的输出。皮带传动机构的 速度改变也可能是由于发动机RPM的改变。因此，发动机RPM传 感器216可以提供指示该情况的输出。转子压力也可能导致速度改变。 因此，转子压力传感器214可以产生指示该情况的信号。

皮带打滑检测器220产生指示皮带打滑的存在和持续时间的输 出。对于每种不同类型的皮带，皮带打滑累积器222可以随着时间累 积皮带打滑的数量。举例来说，皮带打滑可能具有的严重性或影响可 能受皮带打滑的频率或皮带打滑的数量或其它皮带打滑特性影响。因 此，皮带打滑累积器222累积皮带打滑的数量和它们已经发生的时间。 它可以累积对应皮带的寿命期间的皮带打滑事件以及在相对近期的 历史(例如，操作的最后10分钟、行进的最后100米、对于在当前 田地中的操作或当由当前操作员操作时、或对于指示相对近期的历史 的其它标准)上检测到的皮带打滑事件。累积器222可以累积任何其 它特性，并且向皮带负载表征系统224提供指示它们的输出。系统 224还可以接收皮带打滑检测器220的输出和其它通道传感器208的 输出。

皮带负载表征系统224可以表征皮带上的负载以识别负载是否 正在加速皮带上的磨损。严重性级别识别器228识别皮带负载特性的 严重性级别。举例来说，如果皮带由于皮带打滑而正频繁地被加载和 卸载，则这可能是相对严重的负载特性。如果皮带打滑相对不频繁， 则这可能是相对微小的负载特性。在一个示例中，时序值可以被变换 为频谱值，所以也可以识别循环负载特性。

影响识别器230识别负载特性对皮带寿命的影响。举例来说，如 果负载特性具有高严重性级别，则这可以指示，与更适度的皮带负载 特性相比较，对皮带寿命的影响可以相对显著。影响识别器230可以 提供指示举例来说所识别的皮带的剩余皮带寿命、给定其当前负载特 性的皮带何时将出故障的估计、皮带正在经历严重、中等或轻微磨损 特性的指示符或指示皮带负载特性的影响及其严重性级别的其它信 息的输出。

在通知系统184中，警报系统234可以在操作员接口机构190上 产生各种各样的不同类型的警报。警报可以是听觉、视觉、触觉或其 它警报。建议系统236基于来自皮带负载表征系统224的输出而图示 性地标识针对操作员196的建议。举例来说，如果来自系统224的输 出指示特定皮带的皮带故障即将发生，则建议系统236可以产生指示 操作员196应当立即呼叫维护人员以执行皮带更换的建议。如果输出 指示皮带故障将在不太远的将来发生，但不是即将发生，则建议可以 是在收割机100的下一次服务预约处对皮带进行服务。这些只是建议 的两个示例，并且也可以产生各种各样的其它建议。

通信系统238可以通过网络200与远程系统198通信。举例来说， 通信系统238可以自动地产生与皮带供应商的通信，以订购有故障危 险的皮带。通信系统238可以产生与农场管理者或维护系统的通信， 所述通信指示收割机100上的各种皮带的状态。这些也只是示例。

图3更详细地示出了皮带打滑检测器220的一个示例的框图。图 3示出了皮带打滑检测器220可以包括时序分析系统242，时序分析 系统242本身可以包括频谱变换部件244、梯度识别器246和其它物 项248。皮带打滑检测器220还可以或替代地包括驱动与从动比率产 生系统250、阈值比较逻辑系统252和各种各样的其它物项254。

频谱变换部件244可以从传感器204中的一个接收速度输入，并 且将其变换成频谱信号。然后，可以由皮带负载表征系统224执行频 率分析，以识别皮带上的循环负载特性。

梯度识别器246可以识别时序速度值中的梯度。基于那些梯度， 时序分析系统242确定是否已经发生皮带打滑。在一个示例中，阈值 比较逻辑系统252将由梯度识别器246识别的梯度与阈值梯度值进行 比较，并且时序分析系统242基于比较而确定是否已经发生皮带打滑。

在另一示例一，从动与驱动比率产生系统250识别由皮带从动构 件速度传感器204和皮带驱动速度传感器206产生的速度信号的比率。 比率可以示出，在给定皮带驱动构件的速度的情况下，皮带从动构件 被驱动得比所预期更慢。因此，由系统250识别的这两个值的比率可 以指示皮带打滑。再次，阈值比较逻辑系统252可以将该从动与驱动 比率和该比率的阈值进行比较，并且系统250可以基于该比较而识别 是否正在发生皮带打滑。在另一示例中，梯度识别器246识别皮带打 滑事件期间的峰值梯度值，并且严重性级别识别器228可以使用峰值 来识别皮带打滑事件的严重性级别。在又一示例中，梯度识别器246 产生梯度值在最近历史上和/或在皮带的寿命上的分布。也可以使用 分布来识别严重性级别。

图4是图示收割机100在识别皮带负载特性以及基于那些特性而 产生输出和控制信号时的操作的一个示例的流程图。首先假设机器 100正借助于皮带传动机构操作。这由图4的流程图中的框256指示。 同样，皮带传动机构可以包括例如转子112、清选装置118、卸载螺 旋输送机134、喂料室106、切碎机140、发动机风扇176、干净粮食 升降机130、卸料搅拌器126或各种各样的其它物项180的东西。

然后，皮带打滑检测器220和皮带负载表征系统224检测指示不 同皮带负载特性的传感器输入。这由图4的流程图中的框258指示。 那些输入可以来自速度传感器204、206，信息可以来自从动与驱动 比率产生系统250，它可以来自转子压力传感器214或其它力传感器， 来自发动机RPM传感器216或来自各种各样的其它传感器218(在 上文讨论了其中的一些)。

皮带打滑检测器220然后基于传感器输入而识别不同皮带的皮 带打滑事件。这由图4的流程图中的框260指示。同样，这可以基于 单个速度信号(例如，来自传感器204的信号)的速度梯度262。速 度梯度可以被累积以产生梯度值在最近的操作历史上的分布，它们可 以表示峰值梯度值，和/或它们也可以是其它梯度值。可以基于驱动 与从动比率264而识别皮带打滑事件。可以在考虑来自其它通道传感 器208的其它通道输入时对它进行识别。这由框266指示。这可以基 于阈值比较逻辑系统252的阈值比较268，其中阈值可以存储在数据 存储器202、远程系统198或其它地方中，或者从数据存储器202、 远程系统198或其它地方访问。它可以基于各种各样的其它传感器输 入或其它输入270。

皮带打滑累积器222然后累积正被监测的不同皮带的各种皮带 打滑事件。皮带打滑事件可以在不同的时间段(最近的历史或更长期 或在皮带寿命期间)上累积。这由图4的流程图中的框272指示。

然后，皮带负载表征系统224从来自皮带打滑检测器220、皮带 打滑累积器222和其它通道传感器208的输入检测不同的皮带负载特 性。这由框274指示。在一个示例中，系统224包括采取各种输入并 且将它们分类成多个不同的皮带负载特性中的一个的机器学习或凭 经验学习的负载模型。负载模型可以使用负载量值和负载事件循环数 量来对皮带损坏建模。可以使用经验数据来校准和/或调整皮带损坏 模型。另外，机器学习可以使用打滑事件、速度梯度和来自传感器 208或其它地方的其它上下文信号来改进模型。使用负载模型表征皮 带负载由框276指示。

模型还可以考虑多个不同的输入通道，如框278所指示。严重性 级别识别器228还可以对数据执行频率分析，以识别循环负载特性的 严重性。这由框279指示。严重性级别识别器228还可以是识别由皮 带负载表征系统224识别的皮带负载特性的严重性级别的分类器或 其它逻辑。识别严重性级别由框280指示。影响识别器230然后基于 皮带负载特性的同一性和其严重性级别而识别特性的影响。这由框 282指示。皮带负载特性也可以以其它方式识别，并且这由框284指 示。

通知系统184然后基于所检测到的皮带负载特性而产生通知。这 由框286指示。通知操作员196或其它远程系统198各种皮带负载特 性本身由框288指示。建议系统236可以识别各种建议，如框290所 指示，并且警报系统234可以产生不同的听觉、视觉或触觉警报。这 由框292指示。通知系统184可以使用通信系统238或以其它方式产 生各种各样的其它通知，并且那些通知也可以被发送到各种各样的其 它系统中的任何一个。这由框294指示。

控制信号产生器186还可以产生控制信号以控制可控制子系统188中的一个或多个。它也可以产生控制信号以控制通信系统238。 产生控制输出由图4的流程图中的框296指示。控制通信系统238由 框298指示。可以使用通信系统238来与远程系统198(例如，供应商系统300和/或维护系统302)通信。可以实现对可控制子系统188 进行控制以控制推进系统(例如，机器速度)、转向系统、其它机器 设置等等。这由框304指示。控制输出也可以采取各种各样的其它形 式，并且这由框306指示。

直到操作完成，如框308所指示，处理然后回退到框258，其中 系统继续接收指示皮带负载的传感器输入。

一旦操作完成，或者在操作期间间歇地，皮带负载检测和控制系 统182记录被监测的各种皮带的皮带负载特性。这由框310指示。日 志可以在数据存储器202中本地地产生，如框312所指示。它也可以 在远程系统198处产生，如框314所指示。日志也可以以各种各样的 其它方式产生，并且这由框316指示。该信息可以被合并到维护计划 或对应于机器100和/或产生器196的其它信息中。

以这种方式，可以使用近实时监测器来检测机器100上的各种不 同皮带的皮带负载特性。该信息可以近实时地显示或以其它方式显现 给操作员196。它也可以被发送到其它系统。该信息还可以被用于以 其它方式控制机器100。

还将注意到，在其中皮带从动系统是具有串列驱动的多个皮带的 串列系统的示例中，然后，如果不是对于系统中的每个带轮存在速度 传感器，则皮带打滑/负载信息对于作为整体的系统来说的，这仍然 是非常有用的。本文中预期了这个和其它配置。

本讨论已经提到了处理器和服务器。在一个示例中，处理器和服 务器包括具有相关联的存储器和定时电路的计算机处理器，未单独示 出。它们是它们所属的系统或装置的功能部件，并且由那些系统中的 其它部件或物项激活，并且促进那些系统中的其它部件或物项的功能 性。

此外，已经讨论了许多用户接口显示器。它们可以采取各种各样 的不同的形式，并且可以具有设置在其上的各种各样的不同的用户可 致动输入机构。举例来说，用户可致动输入机构可以是文本框、复选 框、图标、链接、下拉菜单、搜索框等。它们也可以以各种各样的不 同的方式来致动。举例来说，它们可以使用点击装置(例如，轨迹球 或鼠标)来致动。它们可以使用硬件按钮、开关、操纵杆或键盘、拇 指开关或拇指垫等来致动。它们也可以使用虚拟键盘或其它虚拟致动 器来致动。另外，在显示它们的屏幕是触敏屏幕的情况下，它们可以 使用触摸手势来致动。此外，在显示它们的装置具有语音辨识部件的 情况下，它们可以使用语音命令来致动。

也已经讨论了许多数据存储器。将注意到，它们可以各自被分成 多个数据存储器。所有这些对于访问它们的系统都可以是本地的，所 有这些都可以是远程的，或者一些可以是本地的而其它的是远程的。 本文中预期了所有这些配置。

此外，图中示出了其中功能性归属于每个块的多个块。应当注意， 可以使用更少的块，因此功能性由更少的部件来执行。此外，在功能 性分布在更多部件中的情况下，可以使用更多个块。

图5是先前附图中所示的收割机100的框图，只不过它与远程服 务器架构500中的元件通信。在示例中，远程服务器架构500可以提 供计算、软件、数据访问和存储服务，所述存储服务不需要终端用户 知道递送服务的系统的物理位置或配置。在各种示例中，远程服务器 可以使用适当的协议通过广域网络(例如，互联网)递送服务。举例 来说，远程服务器可以通过广域网络递送应用程序，并且它们可以通 过网络浏览器或任何其它计算部件来访问。先前附图中所示的软件或 部件以及对应的数据可以存储在远程位置处的服务器上。远程服务器 环境中的计算资源可以整合在远程数据中心位置处，或者它们也可以 是分散的。远程服务器基础设施可以通过共享的数据中心来递送服务， 即使它们对于用户来说表现为单个访问点。因此，本文中所描述的部 件和功能可以使用远程服务器架构从远程位置处的远程服务器来提 供。可替选地，它们可以从传统服务器提供，或者它们可以直接地或以其它方式安装在客户装置上。

在图5中所示的示例中，一些物项类似于其它附图中所示的那些 物项，并且它们被类似地编号。图5具体示出了远程系统198、皮带 负载表征系统224、数据存储202和其它物项504可以位于远程服务 器位置502处。因此，收割机100通过远程服务器位置502访问那些 系统。

图5还描绘了远程服务器架构的另一示例。图5示出了还预期先 前附图的一些元件被设置在远程服务器位置502处，而其它元件没有 被设置。以示例方式，数据存储器202或系统224可以设置在与位置 502分离的位置处，并且通过位置502处的远程服务器来访问。无论 它们位于何处，它们都可以由收割机100通过网络(广域网络或局域 网络)直接访问，它们可以由服务托管在远程站点处，或者它们可以 作为服务被提供，或者由驻留在远程位置中的连接服务访问。此外， 数据可以存储在基本上任何位置中，并且被感兴趣的各方间歇地访问 或转发给感兴趣的各方。本文中预期了所有这些架构。

还将注意到，先前附图的元件或它们的部分可以设置在各种各样 的不同的装置上。那些装置中的一些包括服务器、台式计算机、膝上 型计算机、平板计算机或其它移动式装置，例如，掌上计算机、蜂窝 电话、智能电话、多媒体播放器、个人数字助理等。

图6是其中可以部署本系统(或其部分)的可以被用作用户或客 户的手持式装置16的手持式或移动式计算装置的一个图示性示例的 简化框图。举例来说，移动式装置可以部署在收割机100的操作员室 中，以用于产生、处理或显示数据和接收操作员输入。图7到图9是 手持式或移动式装置的示例。

图6提供了可以运行先前附图中所示的一些部件、与它们交互或 者两者的客户装置16的部件的总体框图。在装置16中，提供了通信 链路13，通信链路13允许手持式装置与其它计算装置通信并且在一 些示例下提供了用于自动地(例如，通过扫描)接收信息的通道。通 信链路13的示例包括允许通过一个或多个通信协议(例如，被用于 提供对网络的蜂窝接入的无线服务，以及提供到网络的本地无线连接 的协议)进行通信。

在其它示例中，可以在连接到接口15的可移除安全数字(SD) 卡上接收应用程序。接口15和通信链路13沿着总线19与处理器17 (其也可以体现来自其它附图的处理器)通信，总线19也连接到存 储器21和输入/输出(I/O)部件23以及时钟25和位置系统27。

在一个示例中，提供I/O部件23以促进输入和输出操作。用于 装置16的各种示例的I/O部件23可以包括输入部件(例如，按钮、 触摸传感器、光学传感器、麦克风、触摸屏幕、接近传感器、加速度 计、定向传感器)和输出部件(例如，显示装置、扬声器和/或打印 机端口)。也可以使用其它I/O部件23。

时钟25图示性地包括输出时间和日期的实时时钟部件。它还可 以图示性地为处理器17提供定时功能。

位置系统27图示性地包括输出装置16的当前地理位置的部件。 这可以包括举例来说全球定位系统(GPS)接收器、罗兰(LORAN) 系统、航位推算系统、蜂窝三角测量系统或其它定位系统。举例来说， 它还可以包括产生所期望的地图、导航路线和其它地理功能的测绘软 件或导航软件。

存储器21存储操作系统29、网络设置31、应用程序33、应用 程序配置设置35、数据存储37、通信驱动器39和通信甄配设置41。 存储器21可以包括所有类型的有形易失性和非易失性计算机可读存 储器装置。它还可以包括计算机存储介质(下文所描述)。存储器21存储计算机可读指令，所述指令在由处理器17执行时促使处理器根 据指令执行计算机实施的步骤或功能。处理器17也可以由其它部件 激活，以促进它们的功能性。

图7示出了其中装置16是平板计算机600的一个示例。在图7 中，计算机600示出有用户接口显示屏幕602。屏幕602可以是触摸 屏幕或从笔或指示笔接收输入的启用笔的接口。它还可以使用屏幕上 的虚拟键盘。当然，它也可以通过合适的附接机构(例如，举例来说， 无线链路或USB端口)附接到键盘或其它用户输入装置。计算机600 也可以图示性地接收语音输入。

图8示出了装置可以是智能电话71。智能电话71具有显示图标 或图块的触敏显示器73或者其它用户输入机构75。用户可以使用机 构75来运行应用程序、拨打电话、执行数据传送操作等。通常，智 能电话71建立在移动式操作系统上，并且提供比功能电话更先进的 计算能力和连接性。

注意，装置16的其它形式也是可能的。

图9是其中可以部署先前附图的元件或它们的一部分(举例来说) 的计算环境的一个示例。参考图9，用于实施一些实施例的示例性系 统包括呈被编程为如上文所讨论操作的计算机810形式的计算装置。 计算机810的部件可以包括但不限于：处理单元820(其可以包括来 自先前附图的处理器)、系统存储器830和系统总线821，系统总线 821将包括系统存储器的各种系统部件联接到处理单元820。系统总 线821可以是几种类型的总线结构中的任何一种，所述总线结构包括 存储器总线或存储器控制器、外围总线以及使用各种总线架构中的任 何一个的本地总线。关于图1描述的存储器和程序可以部署在图9的 对应部分中。

计算机810通常包括各种计算机可读介质。计算机可读介质可以 是可由计算机810访问的任何可用介质，并且包括易失性和非易失性 介质、可移除和不可移除介质。以示例而非限制方式，计算机可读介 质可以包括计算机存储介质和通信介质。计算机存储介质不同于调制 数据信号或载波，并且不包括调制数据信号或载波。它包括硬件存储 介质，所述硬件存储介质包括以任何方法或技术实施的易失性和非易 失性、可移除和不可移除介质，以用于存储例如计算机可读指令、数 据结构、程序模块或其它数据的信息。计算机存储介质包括但不限于： RAM、ROM、EEPROM、闪速存储器或其它存储技术、CD-ROM、 数字通用光盘(DVD)或其它光盘存储器、盒式磁带、磁带、磁盘 存储器或其它磁存储装置或者可以被用于存储所期望的信息并且可 以由计算机810访问的任何其它介质。通信介质可以在传输机构中体 现计算机可读指令、数据结构、程序模块或其它数据，并且包括任何 信息传送介质。术语“所调制数据信号”意指使其特性中的一个或多 个以对信号中的信息进行编码的方式设置或改变的信号。

系统存储器830包括呈易失性和/或非易失性存储器形式的计算 机存储介质，例如，只读存储器(ROM)831和随机存取存储器(RAM) 832。含有基本例程的基本输入/输出系统833(BIOS)通常存储在 ROM831中，所述基本例程例如在启动期间有助于在计算机810内的元件之间传送信息。RAM832通常含有可由处理单元820立即访 问和/或当前正被处理单元820操作的数据和/或程序模块。以示例而 非限制方式，图9图示了操作系统834、应用程序835、其它程序模 块836和程序数据837。

计算机810还可以包括其它可移除/不可移除的易失性/非易失性 计算机存储介质。仅以示例方式，图9图示了从不可移除、非易失性 磁性介质、光盘驱动器855和非易失性光盘856读取或向其写入的硬 盘驱动器841。硬盘驱动器841通常通过不可移除存储器接口(例如， 接口840)连接到系统总线821，并且光盘驱动器855通常通过可移 除存储器接口(例如，接口850)连接到系统总线821。

可替选地或另外，本文中所描述的功能性可以至少部分地由一个 或多个硬件逻辑剖件执行。举例来说但不限于，可以使用的图示性类 型的硬件逻辑部件包括现场可编程门阵列(FPGA)、专用集成电路(例 如，ASIC)、特定程序标准产品(例如，ASSP)、应用单芯片系统(SOC)、 复杂可编程逻辑装置(CPLD)等。

上文时论并且在图9中图示的驱动器及其相关联的计算机存储 介质为计算机810提供计算机可读指令、数据结构、程序模块和其它 数据的存储。在图9中，举例来说，硬盘驱动器841被图示为存储操 作系统844、应用程序845、其它程序模块846和程序数据847。注意，这些部件可以与操作系统834、应用程序835、其它程序模块836 和程序数据837相同或不同。

用户可以通过输入装置(例如，键盘862、麦克风863和点击装 置861(例如，鼠标、轨迹球或触摸板))将命令和信息键入到计算 机810中。其它输入装置(未示出)可以包括操纵杆、游戏垫、圆盘 式卫星电视天线、扫描仪或类似物。这些和其它输入装置虽然通常通过联接到系统总线的用户输入接口860连接到处理单元820，但是可 以通过其它接口和总线结构连接。视觉显示器891或其它类型的显示 装置也通过例如视频接口890的接口连接到系统总线821。除了监视 器之外，计算机还可以包括可以通过输出外围接口895连接的其它外 围输出装置，例如，扬声器897和打印机896。

计算机810使用到一个或多个远程计算机(例如，远程计算机 880)的逻辑连接(例如，控制器区域网络——CAN、局域网络 ——LAN或广域网络——WAN)在网络化环境中操作。

当在LAN网络化环境中使用时，计算机810通过网络接口或适 配器870连接到LAN871。当在WAN化网络环境中使用时，计算机 810通常包括调制解调器872或用于通过WAN873(例如，互联网) 建立通信的其它装置。在网络化环境中，程序模块可以存储在远程存 储器存储装置中。举例来说，图9图示了远程应用程序885可以驻留 在远程计算机880上。

还应该注意，本文中描述的不同示例可以以不同的方式组合。即， 一个或多个示例的部分可以与一个或多个其它示例的部分组合。本文 中预期了所有这些。

示例1是一种联合收割机，包括：

皮带传动机构；

皮带驱动器，所述皮带驱动器使用皮带来驱动所述皮带传动机构；

速度传感器，所述速度传感器感测指示所述皮带传动机构的速度 的传动机构速度变量，并且基于所述传动机构速度变量而产生传动机 构速度信号；

皮带负载检测系统，所述皮带负载检测系统基于所述传动机构速 度信号而识别所述皮带上的负载的皮带负载特性；和

通知系统，所述通知系统基于所述皮带负载特性而向操作员产生 近实时指示。

示例2是根据任何或所有先前示例所述的联合收割机，其中，所 述皮带负载检测系统包括：

皮带打滑检测器，所述皮带打滑检测器基于所述传动机构速度信 号而检测皮带打滑事件，并且产生指示所检测到的皮带打滑事件的皮 带打滑信号。

示例3是根据任何或所有先前示例所述的联合收割机，其中，所 述皮带负载检测系统包括：

时序分析系统，所述时序分析系统基于由所述传动机构速度信号 指示的所述传动机构速度变量的值的时序而感测皮带打滑。

示例4是根据任何或所有先前示例所述的联合收割机，其中，所 述时序分析系统包括：

梯度识别器，所述梯度识别器被配置成识别所述值的时序中的梯 度的梯度值；和

阈值比较逻辑系统，所述阈值比较逻辑系统被配置成将所述梯度 值与梯度阈值进行比较，所述皮带负载检测系统基于所述比较而识别 所述皮带负载特性。

示例5是根据任何或所有先前示例所述的联合收割机，并且进一 步包括：

皮带驱动器速度传感器，所述皮带驱动器速度传感器感测指示所 述皮带由所述皮带驱动器驱动的速度的皮带驱动器变量，并且基于所 感测到的皮带驱动器变量而产生驱动器速度信号。

示例6是根据任何或所有先前示例所述的联合收割机，其中，所 述皮带打滑检测器包括：

从动与驱动比率产生系统，所述从动与驱动比率产生系统识别指 示所述皮带驱动器变量相对于所述传动机构速度变量的比率的比率 值；和

阈值比较逻辑系统，所述阈值比较逻辑系统将所述比率值与比率 值阈值进行比较，所述皮带打滑检测器基于所述比较而检测皮带打滑 事件。

示例7是根据任何或所有先前示例所述的联合收割机，其中，所 述皮带负载检测系统包括：

皮带打滑累积器，所述皮带打滑累积器接收所述皮带打滑信号并 且随时间累积所述皮带的皮带打滑事件。

示例8是根据任何或所有先前示例所述的联合收割机，其中，所 述皮带负载检测系统包括：

皮带负载表征系统，所述皮带负载表征系统基于所述皮带打滑信 号和所累积的皮带打滑而产生所述皮带负载特性。

示例9是根据任何或所有先前示例所述的联合收割机，其中，所 述皮带打滑累积器针对所述皮带累积皮带打滑事件的最近历史和在 寿命期间皮带打滑事件的总数，并且其中，所述皮带负载表征系统基 于皮带打滑事件的最近历史而产生所述皮带负载特性。

示例10是根据任何或所有先前示例所述的联合收割机，其中， 所述皮带负载表征系统包括：

严重性级别识别器，其基于所述皮带负载特性对皮带寿命的影响 而识别所述皮带负载特性的严重性级别，并且产生指示所识别的严重 性级别的严重性级别输出信号。

示例11是根据任何或所有先前示例所述的联合收割机，其中， 所述梯度识别器识别在所述皮带打滑事件期间的峰值梯度值，并且其 中，所述严重性级别识别器基于所述打滑事件期间的所述峰值梯度值 而识别所述皮带负载特性的所述严重性级别。

示例12是根据任何或所有先前示例所述的联合收割机，其中， 所述梯度识别器产生在最近历史上的梯度值分布，并且其中，所述严 重性级别识别器基于在所述最近历史上的所述梯度值分布而产生所 述严重性级别。

示例13是根据任何或所有先前示例所述的联合收割机，并且进 一步包括：

力传感器，所述力传感器产生指示所感测到的力变量的力传感器 信号，所述所感测到的力变量指示由所述皮带打滑事件施加在所述皮 带上的力，其中，所述严重性级别识别器基于所述所感测到的力变量 而识别所述严重性级别。

示例14是根据任何或所有先前示例所述的联合收割机，其中， 所述皮带负载表征系统包括：

影响识别器，所述影响识别器基于所述皮带负载特性以及皮带打 滑事件的所述严重性级别和所述寿命总数而识别所述皮带负载特性 对皮带寿命的影响，并且产生指示所识别的影响的影响输出信号。

示例15是根据任何或所有先前示例所述的联合收割机，其中， 所述梯度识别器累积对应于所述皮带的梯度值的寿命历史，并且其中， 所述影响识别器识别梯度值的所述寿命历史对所述皮带寿命的影响， 并且基于梯度值的所述寿命历史对所述皮带寿命的所述影响而产生 所述影响输出信号。

示例16是根据任何或所有先前示例所述的联合收割机，并且进 一步包括：

通道传感器，所述通道传感器产生指示随时间改变的规则地采样 的变量或控制状态的通道传感器信号，其中，所述皮带负载表征系统 基于所述通道传感器信号而产生所述皮带负载特性。

示例17是根据任何或所有先前示例所述的联合收割机，其中， 所述通道传感器包括以下各项中的至少一个：

发动机RPM传感器，所述发动机RPM传感器感测发动机速度；

地形识别器，所述地形识别器识别所述联合收割机正在其上方行 进的地势的地形；或

设置改变识别器，所述设置改变识别器识别所述联合收割机上的 设置改变。

示例18是根据任何或所有先前示例所述的联合收割机，并且进 一步包括操作员接口机构，并且其中，所述通知系统包括：

建议系统，所述建议系统控制所述操作员接口机构以基于所述皮 带负载特性而显现所建议动作。

示例19是根据任何或所有先前示例所述的联合收割机，并且进 一步包括：

频谱变换部件，所述频谱变换部件将所述值的时序变换为所述值 的时序的频谱表示，其中，所述皮带负载检测系统将所述皮带负载特 性识别为指示由于皮带打滑事件所致的所述皮带上的循环负载的循 环负载特性。

示例20是一种控制联合收割机的计算机实施的方法，包括：

感测指示由皮带驱动器使用皮带来驱动的皮带传动机构的速度 的传动机构速度变量；

基于所述传动机构速度变量而产生传动机构速度信号；

基于所述传动机构速度信号而识别所述皮带上的负载的皮带负 载特性；和

基于所述皮带负载特性而向操作员产生近实时指示。

尽管已经用结构特征和/或方法动作专用的语言描述了主题，但 应理解，所附权利要求书中定义的主题不必限于上文所描述的具体特 征或动作。而是，公开上文所描述的具体特征和动作作为实施权利要 求书的示例形式。

Claims (10)

1.一种联合收割机，包括：

皮带传动机构；

皮带驱动器，所述皮带驱动器使用皮带来驱动所述皮带传动机构；

速度传感器(206)，所述速度传感器感测指示所述皮带传动机构的速度的传动机构速度变量，并且基于所述传动机构速度变量而产生传动机构速度信号；

皮带负载检测系统(224)，所述皮带负载检测系统基于所述传动机构速度信号而识别所述皮带上的负载的皮带负载特性；和

通知系统(184)，所述通知系统基于所述皮带负载特性而向操作员产生近实时指示。

2.根据权利要求1所述的联合收割机，其中，所述皮带负载检测系统包括：

皮带打滑检测器，所述皮带打滑检测器基于所述传动机构速度信号而检测皮带打滑事件，并且产生指示所检测到的皮带打滑事件的皮带打滑信号。

3.根据权利要求2所述的联合收割机，其中，所述皮带负载检测系统包括：

时序分析系统，所述时序分析系统基于由所述传动机构速度信号指示的所述传动机构速度变量的值的时序而感测皮带打滑。

4.根据权利要求3所述的联合收割机，其中，所述时序分析系统包括：

梯度识别器，所述梯度识别器被配置成识别所述值的时序中的梯度的梯度值；和

阈值比较逻辑系统，所述阈值比较逻辑系统被配置成将所述梯度值与梯度阈值进行比较，所述皮带负载检测系统基于所述比较而识别所述皮带负载特性。

5.根据权利要求4所述的联合收割机，进一步包括：

皮带驱动器速度传感器，所述皮带驱动器速度传感器感测指示所述皮带由所述皮带驱动器驱动的速度的皮带驱动器变量，并且基于所感测到的皮带驱动器变量而产生驱动器速度信号。

6.根据权利要求5所述的联合收割机，其中，所述皮带打滑检测器包括：

从动与驱动比率产生系统，所述从动与驱动比率产生系统识别指示所述皮带驱动器变量相对于所述传动机构速度变量的比率的比率值；和

阈值比较逻辑系统，所述阈值比较逻辑系统将所述比率值与比率值阈值进行比较，所述皮带打滑检测器基于所述比较而检测皮带打滑事件。

7.根据权利要求6所述的联合收割机，其中，所述皮带负载检测系统包括：

皮带打滑累积器，所述皮带打滑累积器接收所述皮带打滑信号并且随时间累积所述皮带的皮带打滑事件。

8.根据权利要求5所述的联合收割机，其中，所述皮带负载检测系统包括：

皮带负载表征系统，所述皮带负载表征系统基于所述皮带打滑信号和所累积的皮带打滑而产生所述皮带负载特性。

9.根据权利要求8所述的联合收割机，其中，所述皮带打滑累积器针对所述皮带累积皮带打滑事件的最近历史和皮带打滑事件的寿命总数，并且其中，所述皮带负载表征系统基于皮带打滑事件的所述最近历史而产生所述皮带负载特性。

10.一种控制联合收割机(100)的计算机实施的方法，包括：

感测传动机构速度变量，所述传动机构速度变量指示由皮带驱动器使用皮带米驱动的皮带传动机构的速度；

基于所述传动机构速度变量而产生传动机构速度信号；

基于所述传动机构速度信号而识别所述皮带上的负载的皮带负载特性；和

基于所述皮带负载特性而向操作员产生近实时指示(196)。

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