CN114174609A - 监测地面接合产品 - Google Patents

Abstract

描述了用于检测土方作业设备上的地面接合产品的特征的设备和方法。所述设备可操作，用来：测量地面接合产品位置处的温度曲线；将测得的温度曲线与地面接合产品的预期温度曲线进行比较；以及基于比较，表明地面接合产品的特征。还描述与土方作业设备上的地面接合产品一起使用的热插入件。

Description

监测地面接合产品

技术领域

本发明涉及监测地面接合产品，土方作业设备上使用的那些产品。

背景技术

在各种土方作业活动(例如，采矿和建筑)中，接合地面的产品(例如，齿和护罩)通常设置在土方作业设备上，以保护下面的设备免受不适当的磨损，并且在一些情况下，执行其它功能，例如在挖掘边缘之前打碎地面。例如，挖掘铲斗通常设置有磨损部件，例如附接到铲斗唇部的齿和/或护罩。

在使用过程中，这种地面接合产品可能遇到重负载和高磨损条件。这些条件可能导致产品磨损和/或与土方作业设备分离。例如，当铲斗接合地面时，尖端或护罩可与挖掘边缘分离。土方作业设备的操作者可能不总是能够看到这些产品何时已经与铲斗分离。在磨损部件缺失的情况下继续操作土方作业设备会导致产量下降和土方作业设备上其它部件的过度磨损。在采矿环境中缺失的磨损部件可能对下游设备(例如，输送机、筛、泵、破碎机等)造成损坏，这又可能导致设备的非预定停机时间和生产损失。如果磨损部件卡在破碎机中，则磨损部件可能弹出并且对工人造成危害，或者它可能被卡住并且需要操作者将部件移出，这有时可能是困难、耗时和/或危险的过程。

发明内容

本发明的各方面可以涉及一种用于监测土方作业设备的系统、产品或设备，特别是用于监测例如在采矿和建筑中使用的土方作业设备上的地面接合产品的磨损和/或损失。

根据第一方面，提供一种用于监测土方作业设备上的地面接合产品的设备，所述设备可操作以测量地面接合产品位置处的温度曲线；将测得的温度曲线与地面接合产品的预期温度曲线进行比较；以及基于比较，指示所述地面接合产品的特征。

所述设备可以包括将这些部件封装在其中的单个壳体，或者它可以包括物理上分离并且位于不同壳体中的多个部件；例如，所述设备可以包括物理上分布式的互连组件组。

可选地，所述设备使用热成像相机、红外传感器、扫描激光束和红外传感器或任何其他方便的热检测设备来测量温度曲线。可选地，所述设备包括多个热成像相机。

可选地，地面接合产品的预期温度曲线可以包括安装在与测量温度曲线相同的土方作业设备上的另一地面接合产品的温度曲线。可以对设备上的每个地面接合产品测量温度曲线，并且可以比较温度曲线以识别具有升高的温度曲线的任何地面接合产品。这可以表明具有较高温度曲线的地面接合产品经历较大的磨损，这可能例如是由于其冲击的岩石或泥土的硬度。

可选地，所述设备包括电源，例如电池，其可以是可再充电的。

可选地，所述设备包括用于与远程计算机通信的收发器。

可选地，所述设备包括可调节的支架，以允许运动监测设备来改变热成像相机的视场。

可选地，所述设备还包括衰减表征模块。衰减表征模块可包括可指向并撞击热插入件的表面的激光器，其中所测量的反射强度提供关于衰减表征模块与热插入件表面之间的粒子密度的数据。可替换地或附加地，衰减表征模块可以接收来自热插入件中的发射器的校准发射，并且可以使用校准发射来估计衰减表征模块和热插入件表面之间的粒子密度。

可选地，所述设备包括高清晰度(HD)相机，以捕获地面接合产品的图像，用于创建地面接合产品的轮廓，来自热图像相机的热图像可以映射到所述轮廓上。

在一些实施例中，可以通过利用检测的边缘(或轮廓)来处理热图像，以决定地面接合产品的部分(或全部)的状况或存在。

在一些实施例中，神经网络或其它机器学习算法可以处理整个组件表示(地面接合产品之一或整组地面接合产品)，以对地面接合产品的部分(或全部)的状况或存在做出决定。

可选地，设备包括紫外(UV)辐射相机。UV相机可以与HD相机组合以具有从电磁光谱的紫外区域到近红外的检测范围。所述设备还可以包括激发源(例如，UV光源)以激发荧光或其它形式的光致发光。荧光或其它形式的光致发光可以由UV相机(或组合的UV HD相机)检测。

可选地，所述设备通过访问存储的、与地面接合产品的预期使用相关的测量结果，将测量的温度曲线与预期的温度曲线进行比较。

可选地，所述设备通过识别地面接合产品上的相邻位置之间存在或不存在温度变化来将测得的温度曲线与预期的温度曲线进行比较。

可选地，所述设备产生作为比较结果的差异曲线。

可选地，所述特征包括以下中的一个或多个：(i)地面接合产品的存在，(ii)地面接合产品的不存在，(iii)地面接合产品的过度磨损，或(iv)地面接合产品的裂缝、孔洞或其它变形。上述特征(ii)至(iv)可称为缺陷特征。

所述设备可以包括监测设备。监测设备可以包括将这些部件封装在其中的单个壳体，或者它可以包括物理上分离并且位于不同壳体中的多个部件；例如，所述监测设备可以包括物理上分布式的互连组件组。

根据第二方面，提供一种确定土方作业设备上的地面接合产品的特征的方法，所述方法包括以下步骤：(i)测量所述土方作业设备上或附近的多个不同位置处的温度，包括所述地面接合产品上的至少一个位置；(ii)识别在预期热插入件的位置附近存在或不存在温度对比区域；以及(iii)基于所识别的区域指示所述地面接合产品的特征。

测量多个不同位置处的温度的步骤可以包括创建地面接合产品的至少一部分的热图。热图可以通过热成像相机或通过组合来自热检测器的输出来创建。

识别在预期热插入件的位置附近存在或不存在温度对比区域的步骤可以包括使用一个或多个标记或其他指示器来与预期温度对比区域对准。一个或多个标记或其它指示器可以覆盖在热图上以突出预期温度对比的区域。

基于所识别的区域指示地面接合产品的特征的步骤可包括将地面接合产品上的磨损量分类成多个类别。多个类别可以包括：轻微磨损、中等磨损、严重磨损和部件缺失。

基于所识别的区域指示地面接合产品的特征的步骤可以包括当磨损超过限定水平时产生警报。限定水平可能是严重磨损或部件缺失。

生成警报的步骤可以包括生成视觉、触觉或听觉警报。

测量所述土方作业设备上或附近的多个不同位置处的温度的步骤可包括测量多个不同地面接合产品处的温度；并且所述方法可以包括将所述地面接合产品之一的温度曲线与另一地面接合产品的温度曲线进行比较的另一步骤，其中针对所述设备上的每个地面接合产品测量所述温度曲线，并且比较所述温度曲线以识别具有升高的温度曲线的任何地面接合产品。这可以表明具有较高温度曲线的地面接合产品经历较大的磨损，这可能例如是由于其冲击的岩石或泥土的硬度。

根据第三方面，提供一种与地面接合产品一起使用以在其中产生温度对比的热插入件，热插入件包括：目标区域并且具有第一热特性；以及从目标区域的下部延伸的安装件，用于插入地面接合产品中。

目标区域可以限定外表面。热感相机可用于检测外表面。在一些实施例中，目标区域可包括可由热感相机检测的内表面。内表面可以由对红外辐射基本透明的材料覆盖。

热插入件可包括围绕外表面的边缘、目标区域或安装件的边缘的绝缘层。

热插入件可以包括多个部件。这些部件可以包括以下各项中的一项或多项：电源(例如电池)；用于加热或冷却热插入件的一部分或全部的热单元；用于发射用于定位或校准热插入件的已知信号的热发射器；加速度计；用于管理这些部件的操作的控制器；用于支持与远程设备的无线通信的收发器；以及用于测量热插入件处或附近的温度的温度传感器。

电源可以是可再充电的，在这种情况下，可以提供充电单元(例如一个或多个压电部件)。

目标区域可以包括中心部分和周边，并且目标区域的厚度可以从中心部分向目标区域的周边减小。目标区域可以是锥形的(例如，从相对厚的中心到相对薄的周边)，或者目标区域可以具有凸起的横截面。通过使目标区域的周边比中心部分薄，在存在均匀侵蚀的情况下，目标区域的直径可能减小，这可以更容易地由监测设备检测到。

安装件可包括从目标区域延伸的螺柱、杆或其它部分。可以使用螺纹接合、干涉配合、互补接合部分、机器联接、粘合剂、焊接等将安装件固定到插入孔。

安装件可以具有与第一热特性相同或相似的热特性，并且当它延伸远离目标区域时可以变窄。例如，安装件可以是锥形的，或者宽度以阶梯的方式减小。

在一些实施例中，可以没有从目标区域延伸的任何安装件，并且没有插入孔。在这样的实施例中，目标区域可胶合、焊接或以其它方式固定到地面接合产品或其部分的表面。

热插入件可包括荧光(或其它形式的光致发光)材料，例如覆盖目标区域的荧光物质或荧光涂料。

根据第四方面，提供一种地面接合产品，其包括外部表面和部分地位于所述外部表面内的热插入件，并且提供外部可见的外表面，其中所述外表面具有与所述外部表面的热导率不同的热导率。

地面接合产品可具有用于与地面接合的前部(或尖端)和后部。

外部表面可限定安装孔和部分地位于安装孔内并固定于其上的热插入件。

外部可见的外表面可以从地面接合产品的上方或一侧可见。

外表面可以具有与安装孔周围的热导率不同的热导率。

前部可以限定安装孔。

热插入件和/或安装孔侧壁可包括热绝缘体以减少从插入件外表面到前部的热传递。

热插入件可限定围绕外表面的侧表面和下表面的绝热层，从而防止或减少外表面和热插入件的其它部分与地面接合产品的周围区域之间的热传递。

可提供电源(例如电池)以向热插入件(例如其外表面)和/或前部提供热量或冷却。

根据第五方面，提供一种用于将地面接合产品的一部分在土方作业设备上保持就位的锁，锁包括：外部表面，外部表面具有用于与地面接合产品中的互补结构接合的多个侧向接合结构；包括至少一个插入件的外表面，所述插入件具有与所述插入件周围区域的热性质不同的第一热性质。

当使用锁时，外表面可以包括上表面。

根据第六方面，提供一种用于检测土方作业设备上的地面接合产品的特征的监测设备，所述监测设备能够操作以：测量地面接合产品位置处的温度差；将所测得的温差与地面接合产品的预期温差进行比较以产生差异曲线；以及基于所述差异曲线指示所述地面接合产品的特征。

该特征(在这个和其他方面)可以包括地面接合产品的存在、不存在、磨损状态(例如，高，中或低磨损)或其他条件(存在裂纹、孔洞、裂缝、变形等)。

根据第七方面，提供了一种用于检测土方作业设备上的地面接合产品的特征的监测设备，监测设备包括热检测器和处理器，所述热检测器可操作以测量所述土方作业设备上或附近的多个不同位置处的温度，所述多个不同位置包括所述地面接合产品上的至少一个位置，所述处理器可操作以识别预期热插入件的位置附近存在或不存在温度对比区域，并基于所识别的区域来识别所述地面接合产品的特征。

监测设备可以包括多个热检测器。每个热检测器可以联接到处理器。多个热检测器可以位于监测设备的壳体内，或者可以位于分开的壳体中。两个或多个热检测器可以对准地面接合产品的不同部分。

根据第八方面，提供一种用于验证地面接合产品组的部件的安装的方法，所述方法包括：捕获所述地面接合产品组的热图像；识别包括所述组的单个地面接合产品；将所识别的地面接合产品与一组预期的地面接合产品进行比较；以及基于所述比较报告匹配结果。

匹配结果可以包括匹配成功，指示预期的地面接合产品组与识别的地面接合产品匹配；或匹配失败，表明预期的地面接合产品集与识别的地面接合产品不匹配。

在匹配失败的情况下，所述方法可以包括另外的步骤：指示来自预期组的哪些地面接合产品未被检测到。

在匹配成功的情况下，所述方法还可以包括将匹配成功的指示发送到远程设备的步骤。所述方法还可以包括以下步骤：响应于匹配成功通知的接收，关闭与地面接合产品组的安装有关的开放票据。

所述方面可用于验证地面接合产品的成功试运行和停止使用，并且还用于提供已安装的地面接合产品的位置数据。

根据第九方面，提供一种包括根据上述第一、第六或第七方面第六或第七方面的监测设备，并且可操作以在土方作业设备上方飞行，以向所述监测设备提供待监测的地面接合产品的视线。

在一个实施例中，监测设备使用热差异来确定磨损部件的磨损和/或损失。

在另一个实施例中，监测设备通过检测产品中一个或多个热插入件的存在和/或不存在来检测土方作业设备上地面接合产品的磨损和/或缺失，所述热插入件在设备的操作期间与产品的本体相比具有不同的温度。

在另一实施例中，监测设备通过检测产品和被加工的土方材料之间的温差来检测地面接合产品在土方作业设备上的磨损或缺失。

在另一实施例中，监测设备包括热感相机或红外设备，以监测土方作业设备上的磨损部件。

在另一实施例中，一种监测系统包括：监测装置，用于在土方作业操作期间检测与具有或不具有热插入件的一个或多个磨损部件相关联的温度和/或其作业环境；以及驾驶室、服务车辆、办公室和/或其它地方中的显示器，用于可视地示出磨损部件中的磨损水平和/或磨损部件的存在或不存在。

在另一实施例中，一种监测系统包括：监测装置，用于在土方作业操作期间检测与具有或不具有热插入件的一个或多个磨损部件相关联的温度和/或其作业环境；以及可编程逻辑装置，用于从监测设备接收数据，并确定磨损部件何时已磨损超过预定限度和/或何时不存在，并向机器操作者、维护工人、主管和/或其他人提供警报。

在另一实施例中，系统包括衰减装置，衰减装置表征空气传播的粒子以确定由热装置测量的信号的衰减。

在另一个实施例中，一个或多个热插入件被提供在用于土方作业的地面接合产品中，热插入件在土方作业过程中将具有与磨损部件的主体不同的温度。

根据第十方面，提供一种用于检测土方作业设备上的地面接合产品的特征的监测设备，所述监测设备包括：热检测器，其可操作以测量所述土方作业设备上或其附近的多个不同位置处的温度，所述多个不同位置包括所述地面接合产品上的至少一个位置；以及处理器，其可操作以识别所述地面接合产品的位置附近或其处的温度对比区域的存在或不存在，以基于所识别的区域来识别所述地面接合产品的特征。

所述处理器可操作以通过将所述地面接合产品的当前热图像的测量值与所述地面接合产品的先前记录的热图像的测量值进行比较，并检测所述地面接合产品的部分的尺寸的任何减小，来识别存在或不存在温度对比区域。

热对比区域的存在或不存在可以在预期的热插入件的位置附近记录。

监测设备可以包括多个热检测器。每个热检测器可以耦合到处理器。多个热检测器可以位于监测设备的壳体内，或者可以位于分开的壳体中。

根据第十一方面，提供一种确定土方作业设备上的地面接合产品的潜在高磨损区域的方法，所述方法包括以下步骤：(i)在一段时间内测量所述土方作业设备上的多个不同的地面接合产品的温度，以产生每个地面接合产品的温度曲线；(ii)比较所述温度曲线以识别与至少一个其它温度曲线相比升高的温度曲线；以及(iii)指示对应于具有升高的温度曲线的地面接合产品的潜在高磨损区域。

不同地面接合产品之间的相对温度可以与这些地面接合产品的相对磨损率相关(较高的温度表示较高的磨损概率)。地面接合产品(例如，护罩或尖端)与周围环境(例如，空气温度)之间的温度差可以指示地面接合产品的磨损率。

所述方法可以包括当潜在的高磨损区域满足限定的标准时产生警报。限定的标准可能是严重磨损或部件缺失。

可替代地或附加地，所限定的标准可以在唇部的一部分(例如，右侧)上的地面接合产品的温度曲线超过在唇部的另一部分(例如，中央部分或左侧)上的地面接合产品的温度曲线的时刻。这可以指示由于正在挖掘的土方或岩石而导致的向一侧或另一侧的偏置，这可以引起地面接合产品上的不均匀磨损，并且还可以指示铲斗和土方作业机器上的非对中负载。

生成警报的步骤可以包括生成视觉、触觉或听觉警报。

根据第十二方面，提供一种确定固定至铲斗的唇部上由于不平衡负载引起的应变的方法，所述方法包括以下步骤：(i)在一段时间内测量所述唇部上的多个不同的地面接合产品的温度，以产生每个地面接合产品的温度曲线；(ii)比较所述温度曲线以识别与至少一个其它温度曲线相比升高的温度曲线；以及(iii)指示固定有具有升高的温度曲线的地面接合产品的区域处的唇部上的潜在应变。

比较温度曲线以识别与至少一个其它温度曲线相比升高的温度曲线的步骤可以包括识别地面接合产品朝向唇部一侧的升高的温度曲线。

地面接合产品的升高的温度曲线可以指示那些地面接合产品比其它地面接合产品经受更多的热量。这可能是由于在那些地面接合产品上的较高负载而产生的较高摩擦造成的。

根据第十三方面，提供一种用于监测地面接合产品的设备，所述设备包括热传感器，所述热传感器在所述地面接合产品传感器可操作以测量地面接合产品位置处的温度；以及处理器，其可操作以：(i)将测得的温度与地面接合产品的预期温度进行比较，以及(ii)基于比较，指示地面接合产品的特征。

监测设备可以与地面接合产品间隔开，并且可以限定包括地面接合产品的视场。

所述特征可以是以上关于其他方面描述的任何特征。

地面接合产品可以是安装在土方作业设备上的一组地面接合产品的一部分。

如这里所使用的，温度曲线可以包括在时间周期上测量的温度(时间温度曲线)、在物理区域上测量的温度(空间温度曲线)或两者的混合。例如，温度曲线可以包括在一段时间内在单个点处测量的温度(例如，在一段时间内以规则或不规则的时间间隔采样)，在一段时间内在物理区域(例如，尖端、护罩、适配器等)上测量的温度，或在相对短的时间段内在物理区域上测量的温度(例如，在尖端、中间适配器和适配器的长度上)；或在包括热插入件的区域上，使得热插入件与另一材料(金属、合金、空气等)之间的一个或多个界面作为轮廓的一部分来测量。

各个温度测量可以被平均、聚集、内插、外推或以其他方式处理以创建温度曲线。

各种上述方面和实施例可一起或独立使用。为了获得对本发明的优点和特征的更好理解，可参考以下描述和示出与本发明相关的各种配置和概念的描述性内容和附图。“一”或“一个”元件，结构，特征，步骤等是指至少一个这样的元件，结构，特征，步骤等。

附图说明

图1是根据本发明一个实施例的土方作业机器的侧视图，土方作业机器包括铲斗，铲斗具有监测设备和固定到其上的地面接合产品。

图2是图1的铲斗的透视图，更详细地示出了铲斗的部件(安装在唇部上的地面接合产品)。

图3是更详细地示出安装在图2的唇部上的地面接合产品(齿和护罩)的透视图。

图4是图2和3所示的齿之一的透视图。

图5是图4所示的齿的分解透视图，示出了用于将齿联接在一起的锁。

图6是包括热插入件的图2和3中所示的护罩之一的透视图。

图7是示出图1的监测装置中的电子部件的简化示意图。

图8是向铲斗看的土方作业机器的内部示意图，并且示出了与图1的监测装置通信的机器中的显示装置。

图9是图8的显示装置(示出由图1的监测装置创建的热图的屏幕)的一部分的简化示图。

图10是用于图6的护罩的折叠锁的前透视图，折叠锁具有用于热插入件的开口。

图11是图10的折叠锁的局部横截面图，示出了安装在其开口中的热插入件。

图12是安装在锁上并适于与图4和5的齿一起使用的另一种热插入件的分解透视图。

图13是根据本发明另一实施例的监测系统的示意图，其中监测系统包括由设备控制单元(ECU)控制的无人机(UAV)，用于监测地面接合产品的装置。

图14是从包括热插入件的齿(尖端)的一部分的后部观察的局部透视图；

图15是根据本发明的另一个实施例的安装在图2的铲斗的唇部上的图14的齿的其余部分(适配器和中间适配器)的正面透视图；

图16是示出另一铲斗的一部分的示意图；以及

图17是示出了来自图16的铲斗的四个齿的温度曲线的简化图。

具体实施方式

首先参考图1，图1是根据本发明一个实施例的土方作业机器10的侧视图。土方作业机器10是用于在挖掘时收集土方材料的采矿挖掘机。土方作业机器10包括铲斗12。地面接合产品14安装在唇部16(在图1中以虚线示出)上，唇部16通常通过焊接固定到铲斗12，但也可使用其它联接技术。监测装置(也称为监测设备)20安装在铲斗12的上部，并具有覆盖地面接合产品14的视场22(在图1中以虚线示出)。

在此实施例中，监测装置20包括热成像相机，但是在其它实施例中，可以使用不同的热传感器，例如激光热传感器。在此实施例中，监测装置20包括包含各种部件的单个壳体，但是在其他实施例中，监测设备可以包括分布式装置，其中组件彼此分离，可选地位于不同的壳体中，并且使用有线或无线连接相互通信。

图1中所示的视场22是作为示例给出的，但是在一些实施例中，视场可以仅仅大到足以覆盖所有(或者甚至仅仅一些)地面接合产品14。

图1还示出了位于云计算环境26中的远程数据库24，其与监测装置20通信。远程数据库24可以与位于同一地点或多个不同地点的大量监测装置通信。

现在参考图2，图2更详细地示出了铲斗12。应当理解，尽管示出了一种特定类型的铲斗，但是本文的教导可应用于使用地面接合产品的任何类型或样式的铲斗(例如拉铲挖土机铲斗、铲等)。

如图2所示，铲斗12包括地面接合产品14，地面接合产品14包括交替的齿30和护罩32。齿30和护罩32是美国专利9，222，243和美国专利申请2017/0321396中公开的齿和护罩的改进形式，这些专利的全部内容通过引用结合于此。

如在图3至5中最佳看到的，每个齿30包括：适配器40，其联接(通常焊接，但可使用机器联接)到唇部16并具有突出鼻部41；中间适配器42，其通过一个或多个锁44联接到适配器40；以及尖端(也称为尖头)46，其联接到中间适配器42(在该实施例中，通过居中地位于尖端46的上表面48上的单个锁44)。在该实施例中，在中间适配器42上使用两个锁44，在任一侧上使用一个，但是在其它实施例中可以仅使用一个锁，并且一个或多个锁可以安装在不同于所示位置的其它位置上。

尖端46包括前端50，其通常被硬化或由磨损材料制成，以穿透地面。齿30与地面接合并且将其破碎以允许地面的碎片部分被收集在铲斗12中。中间适配器42和尖端46(以及护罩32)可以被单独地称为磨损构件，因为在使用过程中，每个磨损构件至少部分地由于被穿透和破碎的地面的磨损而磨损。

中间适配器42限定与由尖端46限定的空腔56内的壁(未示出)接合的前面54。

锁44类似于一些传统的锁，例如在US9，222，243中描述的那些，该文献在此全文引入作为参考。然而，主要区别在于锁44包括热插入件52。这些热插入件52具有热特性，热特性使得它们能够基于它们的相对温度通过监测装置20与中间适配器42和尖端46中的周围材料区分开。

热插入件52的具体尺寸、形状和构造不是关键的，只要监测装置20能够在土方作业机器10的操作期间检测它们即可。

可以检测到不同热特性的原因在于，与土方作业操作的力和磨损相关的摩擦导致地面接合产品30、32相对于周围环境变热。监测装置20可以监测包括地面接合产品30、32的视场22并且捕获地面接合产品30、32的热图像。

热插入件52可以是无源的或有源的。无源热插入件通常不包括任何电源。它们包括具有与周围材料不同的热性质的材料(在该实施例中为中间适配器42和尖端46)，并且依赖于这种差异产生热插入件和周围材料的不同温度，其可以在土方作业机器10的操作期间由监测装置20检测。

无源热插入件52具有不需要用于其操作的任何电源的优点；然而，当地面接合产品30、32和无源热插入件52都处于相同的环境温度时，在土方作业机器10运行之前检测无源插入件可能是有挑战性的。

无源热插入件52的一个示例在图6中示出，图6是图2和图3中示出的护罩32中的一个护罩构造成接收四个相同的无源热插入件52的透视图，尽管可以使用更多或更少数量的无源热插入件52，但是可以使用无源热插入件的不同形状和设计，或者无源热插入件52可以与有源热插入件组合在同一磨损构件上。尽管示出了护罩32，但是类似的热插入件结构也可用于其它磨损构件，例如尖端、中间适配器和适配器。

护罩32包括分开的上腿60和下腿62，以限定接收唇部16的前边缘的向后开口的腔64(图2和3)。上腿60限定孔66，孔66容纳将护罩32固定到唇部16以防止护罩32从唇部16释放的折叠锁120(在图10和11中示出)。上腿60限定上后边缘68。其它护罩结构也是可能的。

护罩32与类似类型的传统护罩的不同之处在于，上腿60限定四个插入孔72a、b、c、d(其可以仅部分地或完全地延伸穿过上腿60)。插入孔72在该实施例中是相同的，但是在其它实施例中可以使用多于一种尺寸或形状的插入孔，并且可以使用多于或少于四个插入孔72。在该实施例中，插入孔72在铸造护罩32的过程中形成，但是在其它实施例中，它们可以在铸造之后钻入或以其它方式形成在护罩32(或其它磨损部件)中。在该实施例中，孔72是圆形的，但其它形状也是可能的。

每个插入孔72被攻丝以形成用于接收相应螺纹部分的螺纹结构。无源热插入件52中的一个在图6中示出，并且包括延伸超过插入孔72的边缘(或多个边缘)的上部目标区域74，以及从上部目标区域74的下部中心部分延伸的螺纹螺柱76。螺纹螺栓76旋入一个插入孔72中，并将上目标区域74呈现为从护罩32的上方和前部可见的外表面。在该实施例中，上部目标区域74具有从中心部分朝向上部目标区域74的周边减小的厚度。例如，上部目标区域74可以从相对厚的中心到相对薄的周边逐渐变细，或者上部目标区域74可以具有凸起的横截面。插入孔72周围的区域可具有相应的凹部(例如锥形凹部或凹形)。通过使上部目标区域74的周边比中心部分薄，在存在均匀侵蚀的情况下，上部目标区域74的直径可能减小，这可以更容易地由监测装置20检测到(如下文更详细描述的)。

在其它实施例中，代替螺纹螺柱76，可使用不同的固定机构(例如干涉配合、互补啮合部分、机械联接、粘合剂、焊接等)将从上部目标区域74延伸的螺柱或其它部分固定到插入孔72。在其它实施例中，可以没有从上目标区域74延伸的任何螺柱或其它部分，并且没有插入孔72。在这样的实施例中，上部目标区域74可以胶合、焊接或以其它方式固定到护罩32的表面上，在该实施例中，中间适配器42和尖端46包括钢，无源热插入件52包括嵌入在铜基底中的碳化钨复合物，铜基底具有比钢更高的导热性，因此上表面比周围护罩部分上的钢更快地冷却。这将被检测为护罩32的热图像上的冷区域。在US9，561，562中提供了如何制造合适的铜基钎焊合金的细节，例如嵌入在铜基底中的碳化钨，该专利全文以引用方式并入本文。

在可选实施例中，或者对于本实施例中的一些热插入件52，无源热插入件52包括超高分子量(UHMW)热塑性聚合物材料(例如聚乙烯)，其具有比钢更低的热导率，因此上表面比周围护罩部分上的钢冷却得更慢。这将被检测为护罩32(或其它磨损部件)的热图像上的暖区域。在其他实施例中，护罩32(或其他磨损构件)可以包括除钢之外的材料(例如，白口铸铁)，或者可以具有与钢具有不同热特性的表面层。热插入件52可包括可由UV相机容易地检测并且还可由UV相机容易地与周围材料或空气区分开的材料。

在其它实施例中，螺纹螺柱76或从上部目标区74延伸的其它部分可包括与上部目标区74相同的材料或不同的材料。在从上部目标区域74延伸的部分具有与护罩32不同的热导率的实施例中，该部分可以是锥形的，使得如果上部目标区域74被完全侵蚀，并且该部分也被侵蚀，则随着侵蚀继续，检测到的区域变得更小。

第一插入孔72a大致居中地位于护罩孔66后面的护罩32上并朝向上后边缘68。第二插入孔72b位于护罩32的一侧并朝向上后边缘68。第三插入孔72c位于护罩32的同一侧并且比上腿孔66更靠前。第四插入孔72d位于护罩前边缘78附近，上腿60和下腿62在此处会合。每个插入孔72具有安装在其中的对应的热插入件52(例如，插入孔72b接收热插入件52b)。

在使用期间，预期的是第四热插入件52d将首先磨损掉，因为其最靠近前边缘78，然后第三热插入件52c将磨损掉，然后是第二热插入件52b或第一热插入件52a。使用这些热插入件52作为牺牲传感器允许检测护罩32经受的磨损量，因为例如在仍检测到剩余热插入件52的情况下，预期首先磨损的热插入件52的不存在可指示第一磨损水平。

如上所述，热插入件52优选地在护罩32的表面上是可见的，但是在其他实施例中，它可以仅在已经发生一定程度的磨损之后是可见的，例如，热插入件52可以由护罩上腿60封闭，或者它可以安装在插入孔72中，插入孔然后用另一种材料(例如，金属或非金属，如环氧树脂)堵塞。这将适用于磨损检测(特别是表面磨损检测)尤为重要的应用。

在一些实施例中，插入件52可以在其制造过程中被铸造成护罩32的一部分，例如通过在铸造过程中被安装在将成为插入孔72的地方。

在一些实施例中，热插入件52可以在唇部16、适配器40或中间适配器42的内表面上固定到唇部16、适配器40或中间适配器42，使得仅当联接到唇部16、适配器40或中间适配器42的部分已经与唇部16、适配器40或中间适配器42分离时才可见。由此指示相关联的中间适配器42、尖端46或护罩32的缺失。

现在参照图7，图7是示出监测装置20中的电子部件的简化示意图。监测装置20包括：控制器80(包括处理器和相关联的存储器)，至少一个(但可选地多于一个)热成像传感器82、高清晰度(可见光谱)相机83、用于与远程数据库24(见图1)通信的收发器84、本地电源86以及存储在控制器80中并由控制器80执行的热图算法88。热图算法88执行许多功能，包括边缘检测，如下面更详细描述的。在该实施例中，收发器84是无线的(尽管在其他实施例中它可以是有线的)，并且本地电源86是电池，但是在其他实施例中可以使用不同的电源(例如，光伏面板)。本地电源86为监测装置20内的组件供电。在该实施例中，热成像传感器82包括可从FLIR Systems，Inc.获得的FLIR AX8热成像器。其它传感器也是合适的，例如FLIR A310热成像器。

尽管仅一个热成像传感器82被描述为监测装置20的一部分，但是在其他实施例中，监测装置可以包括多个热成像传感器82，其或者位于同一壳体内，或者安装在例如铲斗12的不同部分上。这种构造可用于提高成像分辨率，或观察从一个位置看不到的热插入件(例如，热插入件可位于磨损构件的上表面、磨损构件的一个或多个侧表面和磨损构件的下表面上)。

在其他实施例中，控制器80可以位于与热成像传感器不同的位置(例如，远离热成像传感器)。在一些实施例中，远程数据库24可以位于监测装置20附近或其中，并且无线收发器84可以用有线收发器代替或补充。

其他实施例可以不包括高清晰度相机83。

在其它实施例中，监测装置20可以包括紫外(UV)辐射相机，作为专用设备，或者与HD相机83组合，以具有从电磁频谱的紫外区域到近红外的检测范围。监测装置20还可以包括激发源(例如，UV光源)以激发例如来自结合到热插入件52中的荧光(或光致发光)材料的荧光或另一种形式的光致发光。荧光(或其它形式的光致发光)可由UV相机(或组合的UVHD相机)检测，并用于检测热插入件52位于其中的地面接合产品14的部分的磨损或缺失。

现在参照图8，图8是从驾驶室90向铲斗12看的土方作业机器10中的驾驶室90的内部示意图。除了诸如方向盘92的传统机器控制设备之外，驾驶室90还包括可移除地安装在其中的仪表板上(或安装到另一固定设备)的显示装置94。在其它实施例中，显示装置94可结合到控制机器10的操作的机器控制器中。在该实施例中，显示装置94是平板计算装置，其包括支持Wi－Fi和蜂窝网络连接的一个或多个收发器(未示出)，并执行与监测装置控制器80通信的应用程序(未示出)。

平板电脑94与监测装置20进行无线通信(具体地，经由监测装置20中的无线收发器84)。平板电脑94具有触敏显示器并呈现具有菜单部分96的屏幕，菜单部分96包括“软”(即可编程触摸按钮)控制和警报(呈现在屏幕上)以及从监测装置20或云计算环境26接收的图示的实时热图100。

齿30和护罩32可以部分地或完全地从驾驶室90的操作者的视场中遮蔽，但是机器操作者具有这些磨损部件的视场，现在将参照图9进行描述，图9更详细地示出了热图100的示例。

在该实施例中，热成像传感器82能够在单个图像中捕获铲斗12的整个边缘(包括所有地面接合产品14)。为了提高热图像的分辨率，可以捕获并组合多个图像(或者来自一个热成像传感器82，或者在使用多个热成像传感器的实施例中，多个图像可以由多个热成像传感器提供)，以在低温区域和高温区域之间提供更清晰的对比度。在其他实施例中，热图100可以由控制器80组合来自热成像传感器82进行的多行扫描(一次拍摄一行或几行)的热图像数据来创建。在其它实施例中，云计算环境26(图1)可用于创建热图100。

地面接合产品14随着其磨损而变热，并且地面接合产品14的最热部分位于最高磨损的表面。唇部16用作最低温度(或散热器)，因为它具有最大的热质量。在热升温的地面接合产品部件缺失的情况下，暴露较冷的基座部件。例如，如果护罩32缺失(从唇部16移除)，则唇部16暴露并且对监测装置20呈现较低的温度。现在将描述将其应用于检测地面接合产品14的磨损和损失。

如图9所示，控制器80使用热图算法88和高清晰度(HD)相机83来创建地面接合产品14的简化轮廓，简化轮廓被设置成叠加在由热成像传感器82提供的热响应数据上的线(齿和护罩轮廓)102。HD相机83识别地面接合产品14的后边缘，在此处它们与唇部16接合。在HD相机83包括UV相机或由UV相机补充的实施例中，UV相机还可以帮助产生地面接合产品14的简化轮廓，并且还检测地面接合产品14中的热插入件。在不存在HD相机的实施例中，热图算法88可以自己创建简化的轮廓102。

虚线(护罩线)104也由热图算法88提供以指示每个护罩32的边界。这些线102、104帮助人工用户识别热图100上对应于热插入件52的区域，以及任何热插入件52是否磨损或不存在。线102、104由热图算法88基于由热成像传感器82捕获的数据创建。齿30和罩32的边缘的温度高于齿30和罩32前面的环境空气的温度。控制器80使用温差来产生边界线102、104。

控制器80还在图100上为由齿和罩线102指示的每个齿30提供齿插入标记106。在将地面接合产品14安装在唇部16上之后，立即基于由热成像传感器82捕获的信息来确定齿插入件标记106的位置。这些确定的位置由控制器80存储在其存储器中。可替代地，这些位置可以经由收发器84和合适的无线设备(未示出)或远程数据库24被编程到控制器80中，从而执行热插入件编程应用程序。在其他实施例中，可以不提供齿插入标记或其他标记。

热图100表示每个齿30和护罩32以及被成像的唇部16的任何部分的温度曲线。温度曲线的分辨率至少部分地取决于热成像传感器82的灵敏度。在实际实施例中，热图100上的每个像素将针对每个不同温度(或针对温度块，其中块覆盖温度范围，例如两摄氏度、五摄氏度等)使用不同颜色(或色彩等级)来指示温度。为了清楚地说明，图9中所示的热图100将较低温度的区域表示为小的边界区域(通常为圆形)，但是这仅仅是为了帮助对专利文献中附图的限定进行理解。优选的是，热成像传感器82具有用于对每个热插入件52成像的多个像素，使得热插入件52的尺寸的任何变化都可以被检测到并表示在热图100上。

如图9所示，六个齿30在图100的底部被标记为'a'至'f'(从左到右)，并且五个护罩32在图100的顶部被标记为'p'至't'(从左到右)。标记主要用于帮助识别所讨论的特定齿和护罩。

图100上表示第一齿(齿'a')的像素具有低温(尖端热插入物)像素110a，像素110a覆盖图100的比齿插入物标记106小得多的区域。这表明第一齿30的尖端46上的相应热插入件52已经被显著磨损。低温像素110b(在第二齿上)示出了类似的磨损量。更多的磨损由低温像素110e表明(在第五齿上)。由低温像素110f(在第六齿上)表明稍微较少的磨损。在第三齿上根本看不到低温像素；表明对应的热传感器已经被完全磨损，或至少磨损到低于可以检测到的尺寸。类似地，在第四齿上根本看不到低温像素；但是在齿上，端部(对应于尖端46)缺失。

第四齿尖46的缺失向使用者指示应更换尖端。即使存在第四齿尖端46，在第三齿上不存在低温像素将表明齿应被更换，但是这可以取决于土方作业机器10的所有者的特定齿更换策略。

第五齿上的显著磨损还可以表明应当更换这些齿。

可以由控制器80(例如，使用热图算法88)、云计算环境26、另一远程处理器等来执行由低温像素覆盖的区域与由齿插入标记106覆盖的区域的比较。该比较也可以(或仅)由人工操作员进行。当自动执行比较时(例如，通过控制器80或云计算环境26)，处理器可以在地面接合产品14的一部分显著磨损或缺失时生成警报(可听、可视或可触知)。

在该实施例中，与齿30相反，每个护罩32具有四个区域。这些对应于图6中的四个热插入件52a至52d；然而，在该实施例中，护罩32中的每个热插入件52小于齿30中的热插入件52，因为所要检测的主要是存在或不存在对应的热插入件52a、b、c、d处于的低温区域。与唇部16的前部最近的像素区域(护罩前部像素)被标记为112，下一个最近的像素区域(护罩第二到前部像素)被标记为114，然后对于最远的后部和一侧的区域(护罩后侧像素)被标记为116，而对于朝向护罩32的后部的中央像素区域(护罩后部中央像素)被标记为118。

图100上表示第一和第五护罩(护罩'p'和't')的像素具有低温像素(112p，t；114p，t；116p，t；以及118p，t)，覆盖所有四个热插入区域。这表明这两个护罩32上的磨损程度相对较低。

图100上表示第二和第三护罩(护罩'q'和'r')的像素具有低温像素(114q，r；116q，r；和118q，r)，覆盖四个热插入件区域中的三个。这表明这两个护罩32上有一些磨损，尽管可能不是严重的磨损。

图100上表示第四罩(罩's')的像素具有低温像素(116s和118s)，仅覆盖四个热插入件区域中的最后两个。这表明护罩32上的显著磨损，并且可能需要更换。

在其它实施例中，可以在齿30和罩32上使用任何方便数量或类型的热插入件。

除了使用热成像传感器82来检测地面接合产品14的磨损和不存在部分之外，还可以在安装所有的一些地面接合产品14时使用热成像传感器82来列举存在着什么。例如，在安装齿30和罩32之后，可以使用外部热源(例如，热空气鼓风机)、内部热源(下面将更详细地描述)或者通过使用接合地面的产品14较短时间来加热接合地面产品14，以通过由于与正在破碎的土方材料(例如岩石)接合而产生的摩擦来施加热量。

热成像传感器82可以检测地面接合产品14和周围空气之间以及地面接合产品材料和热插入件52之间的热差。使用信息，控制器80可以创建热图以表明存在什么地面接合产品14并示出组件表示或边缘102、104和标记106。控制器80可以将信息发送到远程应用程序(例如，在人工操作者携带的无线设备上或在云计算环境26中执行)，远程应用程序将检测到的地面接合产品14与由于已经安装在土方作业机器10上而产生的那些产品进行比较(或控制器80本身可以执行比较)。然后，远程app(或控制器80)可以创建在检测到的部件和由于安装而存在的部件之间存在匹配或不匹配的通知。在由于安装而存在的部件和检测到的部件之间不匹配的情况下，通知可以包括一个或多个可听、可视和可触知的警报。这种枚举信息还可以被中继到记录和跟踪这种地面接合产品14的部署和使用的远程中心。

这种不匹配可能涉及安装的地面接合产品14具有与预期安装的地面接合产品14不同的尺寸或不同的构造，或者涉及不正确地安装的地面接合产品14，或者一些地面接合产品缺失(例如适配器不具有对应的尖端)，或者涉及不正确类型的地面接合产品14被安装(例如，标准负载的地面接合产品14而不是相同尺寸的重负载地面接合产品)。标准负载的尖端和重负载的地面接合产品的尖端都可以装配在相同的适配器(或中间适配器)上，但是可以是几何形状不同的，或者具有不同的涂层、材料或硬化区域。

在一些实施例中，热插入件可以安装在地面接合产品14的一部分上以表明安装了什么部件。热插入件可以具有不同的位置、尺寸、形状等以表明什么部件位于土方作业机器10上。机器10的所有者或地面接合产品14的供应商可以具有将热插入件的位置、尺寸、形状等映射到零件标识的分类系统。

热插入件还可用于区分来自一个供应商的部件与来自其它供应商的部件。这将使得在机器10的操作期间能够将来自一个供应商的供应商部件(例如护罩、锁、中间适配器或尖端)的性能(例如磨损或损耗)与来自另一供应商的部件进行比较。

地面接合产品供应商可以使用由热插入件形成的唯一标记来将其自身指定为地面接合产品的制造商。

在一些其他实施例中，在地面接合产品14上可以不提供热插入件。相反，当满足报警标准时，控制器80可以产生报警(可听、可触或可视)。警告标准可以包括地面接合产品14的一部分的热图像，热图像小于先前测量的热图像，表明地面接合产品14的显著磨损或缺失部分。在一些简单的实施例中，可以不向操作者提供详细的视觉表示(例如图8和9中所示的那些)；相反，可以提供简单的视觉指示以显示地面接合产品14的一部分被磨损或缺失。

现在参见图10，图10是用于将护罩32固定到唇部16上并且具有用于热插入件152的开口122的折叠(或枢转)锁120的前透视图；

图11是折叠锁120的局部横截面图，示出了安装在开口122中的热插入件152。

折叠锁120类似于美国专利号8,074,383号中所揭示的折叠锁，所述专利以全文引用的方式并入本文中。折叠锁120包括在其间限定圆形螺纹通道128的两个互锁部件124\126。当折叠锁120处于保持位置时，螺杆形式的保持器130拧入通道128中，从而防止两个部件124、126之间的相对运动(例如枢转)。因此，锁120具有坚固的整体销，以抵抗重负载并防止护罩32从唇部16释放。

在该实施例中，第一部件124在其上表面132中限定开口122，但是在其他实施例中，第二部件126可以限定替代的或附加的开口。

在该实施例中，热插入件152包括无源插入件，无源插入件具有覆盖限定开口122的边缘的盖部154和从盖部154的下侧延伸的杆部156。在该实施例中，杆部156具有大致立方体的形状，但是如果优选，也可以使用其它形状，或者可以使用有源热插入件。在一些实施例中，杆部156可以具有锥形形状，使得其靠近盖部154的横截面积大于其靠近开口122底部的横截面积。

杆部156可以包括与盖部154不同的材料，具有不同的热特性(例如，更好的热绝缘体或更好的热导体)。

折叠锁120中的热插入件152可以附加地或作为替代地用于安装在护罩32中的热插入件52。

热插入件152的成像以与参照图8和9所述相同的方式进行。

在上述实施例中，散热插入件52、152是无源的。然而，在其它实施例中，可以使用有源热插入件。有源热插入件通常包括电源并具有用于加热或冷却插入件的一些机构。有源热插入件还可包括附加部件。

现在参考图12，图12是锁244的分解透视图，锁244包括有源热插入件252，有源热插入件252结合到围绕锁的一部分的盖260中并且适于与齿30一起使用。锁244和盖260类似于US 20190153703A1中描述的锁和盖，其全部内容通过引用并入本文；主要区别是包括在盖260内的包括有源热插入件252的附加部件。

锁244包括限定突出螺纹264的销262、闩266、上(或外)端268，以及用于接收六角键或类似物以将销262驱动到安装在齿30中的互补轴环272(在图12中仅部分可见)中的工具接收结构270，并且包括具有与销突出螺纹264互补的螺纹的螺纹孔274。

销盖260包括有源热插入件252，有源热插入件252包括上热表面278(具有与盖260的其余部分的热特性不同的热特性)和各种电气部件。这些部件包括电源280(在该实施例中，它是可再充电的，但不是必需的)和热单元282。在该实施例中，热单元282包括电阻加热元件，但是在其它实施例中，可以使用珀耳帖(Peltier)型冷却器或其它热电组件，这取决于是否需要加热或冷却热插入件252。

当不操作时(例如，当土方作业机器10正在进行维护时，或在一天开始时或在工作班次开始时使用之前)，地面接合产品14、唇部16和铲斗12将不具有来自摩擦事件的累积热量，因此热单元282被设置成在有源热插入件252、锁244、地面接合产品14或唇部16中的周围材料之间产生可测量的热差。

除了热单元282之外(或作为替代)，有源热插入件252还包括热发射器284(在该实施例中为红外发射激光器或二极管，但可使用替代热源)，以提供可由监测装置20检测的已知发射强度，并用于在需要或预期时通过将其与(i)热发射器284的已知发射值和(ii)监测装置20与有源热插入件252之间的距离进行比较来校准发射。

有源热插入件252还包括结合在插入件252中的加速度计286。在该实施例中，加速度计286(或者，可以使用陀螺仪传感器代替加速度计286)是MEMS(微机电系统)部件。加速度计286可以检测齿30何时运动以及齿30被定向的角度。

有源热插入件252还包括控制器288(例如简单的处理器或编程逻辑单元)，其被编程以激活和协调插入件252的不同可用功能。例如，控制器288可以从加速度计286确定铲斗12在一定时间段内没有运动，并且在初始运动时(或响应于从远程接口接收的命令，或在预设时间)，控制器288可以接通热单元282或发射器284，以允许监测装置20检测有源热插入件252。

有源热插入件252还包括收发器290(在该实施例中为蓝牙(商标)低能量收发器)，以与监测装置20或土方作业设备10附近的其它系统通信。

有源热插入件252还包括位于上热表面278附近的温度传感器292，温度传感器292可操作以测量其温度和该260或锁销262的其它部分的温度。

为了对电源280再充电，有源热插入件252可包括向电源280提供电流的充电单元294。在该实施例中，充电单元294包括耦合的压电元件的环，压电元件在被压缩时发电。压电部件294可邻近齿30的两个部件定位，使得这些部件在操作期间的相对运动压缩压电部件294，从而产生电力以对电源280再充电。

在该实施例中，压电部件294邻近安装在齿30中的锁销262和套环272定位。当锁销262位移时，它压缩锁销262和套环272之间的压电部件294。压电部件294被配置为具有多个周向间隔的压电元件的环，使得锁销262在任何方向上的位移将压缩至少一个压电部件294。

在其它实施例中，压电部件294可以安装在不同的位置和不同的结构，或者可以仅使用单个压电部件。在一个实施例中，锁销262可以是中空的，并且一个或多个压电部件294可以位于锁销262的远端到上端268。尖端46相对于中间适配器42的运动使锁销262移位。

在其他实施例中，在有源热插入件252中可以仅包括部件282至294的子集。例如，有源插入件252可仅包括热表面、电源280、热单元282和简单控制器；其它部件284、286、290、292、294是可选的。电源、热单元或控制器甚至可以远离有源插入件并且无线地操作(例如，加热或冷却热表面而不与其接触)。

在其它实施例中，附加部件可以包括在有源热插入件252中，例如，来自包括射频使能模块、方位传感器、温度传感器、加速计、接近传感器、力传感器、压力传感器和位置传感器的组中的一个或多个传感器。诸如在美国专利10,011,975中公开的其它传感器可以包括在有源热插入件252中以提供附加的检测，该专利通过引用结合于此。在一些实施例中，上述部件中的一个或多个的功能可以组合为单个部件。

在其它实施例中，代替容纳各种部件280至294的盖260，这些部件可位于上热表面278的下方或一侧。

由各个部件282至292收集的信息可以由控制器288发送到监测装置或另一远程监测系统，例如设备控制单元(ECU)，下面将更详细地描述。

现在参考图13，图13是根据本发明另一实施例的监测系统300的示意图。监测系统300包括由设备控制单元(ECU)304控制的无人驾驶飞行器(UAV)302，并且可操作以监测地面接合产品，以上参考图1至6描述的那些。

UAV 302是传统的无人驾驶飞机，其已经被修改为包括监测装置320和下面描述的其他部件。监测装置320类似于监测装置20，并具有热成像传感器321(类似于参照图7所述)。热成像传感器321具有视场322(在图13中以虚线示出)。热成像传感器321以被致动的机动化3轴万向架的形式安装在可调节平台324上，以允许传感器321相对于UAV 302进行宽范围的运动。

UAV 302还包括具有天线336的通信模块334，以提供与有源热插入件252和ECU304的无线通信。

在一些实施例中，UAV302还包括衰减表征模块338。空气传播的颗粒例如灰尘、雾和雨可以通过反射、吸收、散射或衍射衰减信号。来自表面的信号(例如发射的红外辐射)的测量可受到居间粒子的影响并提供不准确或改变的测量。测量表面和表征模块338之间的颗粒的密度或效果的测量可以提供误差的估计或提供校正因子(或校准)以提高测量的准确性。

衰减表征模块338可以采用多种形式。在一个示例中，衰减表征模块338可包括可指向并撞击热插入件52、152、252的表面的激光器。所测量的反射的强度可以提供关于衰减表征模块338与热插入件表面(例如，上目标区域74、热插入件盖部分154或上热表面278)之间的颗粒密度的数据。可替换地或附加地，衰减表征模块338可以测量来自热发射器284的信号，计算从热发射器284到衰减表征模块338的距离，并且将测量的信号与存储的测量强度进行比较以确定衰减。然后，确定的衰减可用于缩放UAV 302的位置处的后续测量。

在该实施例中，UAV 302通过系链358物理地耦合到ECU304，系链358包括用于向UAV 302递送电力的电力电缆并且还可以提供数据传输能力，但是在其他实施例中，UAV可以不被系链(相反，它可以依赖于电池和无线控制和通信)。可替代地或另外地，数据可以在UAV 302与ECU304之间无线地传输，如下所述。

ECU 304包括支持用于向ECU 304的人工用户呈现信息的显示器404的壳体402，以及UAV物理控制器406(诸如操纵杆、方向按钮或用于UAV的其他常规控制器)。如果需要，UAV物理控制器406还允许用户运动可调平台324，以使热成像传感器321能够更清楚地看到一个或多个有源热插入件252。

壳体402还封装通常对用户不可见的内部组件。这些内部部件包括用于控制显示器404的显示驱动器模块408，从UAV物理控制接收UAV控制信息并将它们中继到UAV 302的UAV导航模块410，从而允许用户操纵UAV 302以将视场322对准在所要监测的一组地面接合产品14(图2)上，使得监测装置320具有待检测的磨损部件的视线。

UAV 302可以包括辅助控制和运动UAV 302的附加部件，例如GPS传感器。可以提供一个或多个参考点或基准点来辅助UAV 302的导航。这样的基准可以包括以下一种或多种：在土方作业机器10处建立的基准、在铲斗12上建立的基准、在地面接合产品14上建立的基准以及在与土方作业机器10相邻的计算点处建立的基准。

这些内部部件还包括用于为UAV 302和ECU 304两者供电的电源412、具有用于与UAV 302进行无线通信的天线416的无线通信模块414以及地面接合产品14中的任何有源热插入件252。

壳体402内的内部部件还包括用于控制ECU 304的操作的处理器418和本地存储器(其可以是非易失性存储器的形式)420。

显示器404具有呈现给ECU 304的用户的屏幕430。屏幕430的一部分显示热图500，以示出正被监测的地面接合产品14的那些部分。屏幕430的另一部分显示温度信息502。温度信息502可以包括对哪个热插入件252正在被测量的指示、热插入件252的温度、地面接合产品14的非插入部分(例如，围绕热插入件252的尖端46的一部分)的测量温度以及这些测量区域之间的温度差。屏幕430可依次通过每个热插入件252循环。在其他实施例中，可以在屏幕430上而不是在热图500上提供多列温度信息502。信息的其它视觉和听觉表示也是可能的。在其他实施例中，热图500可以类似于热图100。

以类似于无源热插入件实施例的方式，用户可以查看屏幕430，并且具体地查看热图500和温度信息502，以确定是否需要更换铲斗12的边缘的任何部分(例如，地面接合产品14或唇部16)。评估还可由处理器418或诸如云计算环境26等远程计算机自动执行。

如上所述，监测装置320可以使用热发射器284信号对测量的温度进行校准。可替代地或另外地，监测装置320可以通过比较由温度传感器292(并且传输至ECU 304(经由收发器290和无线通信模块414)和UAV 302(经由收发器290和通信模块334)中的一者或两者)测量的温度并且将由监测装置320测量的一个或多个温度与所传输的一个或多个温度(来自温度传感器292)进行比较来执行校准。后一校准还可用于评估由于空气中的颗粒、雾等引起的任何衰减。

附加信息还可以从有源热插入件252传输至UAV 302或ECU304，例如关于铲斗12的运动或位置的信息(来自加速度计286)，信息可以表明铲斗12是处于静止还是在使用中，或者热插入件252是否已经从铲斗12移除(例如，其中有源热插入件252安装在尖端46中并且尖端46已经破碎)。

ECU 304可以将这种接收到的信息存储在本地存储器420中以提供历史数据的数据库。ECU 304还可以将接收到的信息发送到远程数据库，例如云数据库24(图1)。

以与第一实施例类似的方式，检测到的热插入件252与预期的热插入件之间的比较结果可以触发通知，通知可以被实现为呈现在显示器404上的视觉警报，并且可选地中继到其他装置。

图13所示的例子示出了对两个齿和三个护罩成像的热图。两个齿中的每一个包括具有两个有源热插入件252的中间适配器和具有单个中央有源热插入件252(由尖端插入件标记514覆盖的尖端热像素512示出)的尖端，所述两个有源热插入件252分别位于其每一侧上(由中间适配器热像素510示出)。UAV 302可以以圆形或椭圆形的方式运动，以确保监测装置320具有有源热插入件252的足够视线(例如，能够看到每个侧部热插入件252)。

温度信息屏幕部分502在右侧呈现文本信息，包括插入件识别信息520、热插入件252的温度(T1)522、热插入件252附近区域的温度(T2)524和温度差526(即T2-T1)。当温度差526降到阈值以下时，显示器可以在显示器404上显示ECU 304的用户可见的警报(并且可选地，ECU 304可以经由扬声器(未示出)发出可听见的声音)。这些警报可以无线地中继到土方作业机器10的操作员、其他设备操作员、操作员(例如维护人员，矿场管理者等)能够访问的无线装置或其他装置。可以使用其它警报。

视觉警报可以例如显示每个监测的地面接合产品14和每个地面接合产品14的状态(例如，不存在/存在、可接受的磨损、损坏、需要维护和生产率的降低)的图形。

处理器418可被编程以产生特定地面接合产品14(或其部分)缺失或在其使用寿命结束时或接近其使用寿命结束时(例如，等于或小于推荐的最小磨损轮廓)的预防警报。警报可以是例如视觉警报、触觉反馈和/或音频警报。

另外，可编程逻辑可向操作者提供当前缺陷的指示或未来缺陷的预测，所述当前缺陷或未来缺陷可导致地面接合产品14的损失、损坏或故障，所述地面接合产品14的损失、损坏或故障可导致生产率和/或设备停机时间的降低。例如，地面接合产品14的一部分中的裂缝可以通过由监测设备检测到的温度变化(例如，热图像上的边缘)来证明。

ECU 304可以是无线设备，其可以与挖掘设备中当前的显示系统集成(例如，与OEM显示器集成)、与挖掘设备内的新显示系统集成和/或可以位于远程位置。

ECU 304可以被设计为显示历史图表，使得用户可以确定何时发生警报，使得如果地面接合产品14的全部或部分缺失，则用户可以采取必要的动作。

当不使用土方作业机器10时，UAV 302可以靠近土方作业机器10运动，以更好地分析地面接合产品14的状况。

现在还将参考图14和15，其示出了根据本发明另一实施例的替代齿。该实施例(其可与前述实施例中的任一个组合)允许容易地检测齿的部分何时被无意地移除(即分离)。图14是包括居中地位于空腔556上方的热插入件凹陷部550的尖端546的局部后部透视图，并且图15是从齿的其余部分(适配器540和中间适配器542)的前方观察的透视图。

适配器540安装在铲斗12的唇部16上，并且包括突出的鼻部541和安装在鼻部541上方的热插入件652。

中间适配器542具有与热插入件652的形状互补的后部凹部560；以及前热插入件752，所述前热插入件752与尖端插入件凹部550的形状互补，以在尖端546可滑动地联接到中间适配器542时被接收在所述凹部550中。中间适配器542还具有前表面554，前表面554的尺寸被确定为在与尖端空腔556可滑动地接合时被接收在尖端空腔556内。

当完全组装和操作时，适配器热插入件652可由监测装置20、320检测；但是，只有当尖端546已经部分地或完全地从中间适配器542移除时，才检测到前热插入件752。如果在操作期间检测到前热插入件752，那么这表明无意中移除相关联的尖端546。

在其它实施例中，插入件和凹部可位于与上述部件不同的部件上，并且可具有与上述部件不同的尺寸、形状、材料或构造。有源或无源热插入件(或其混合物)可用于上述实施例的变型中。例如，锁244可以仅包括一个或多个无源热插入件，或者既包括有源插入件又包括无源插入件。

尽管仅针对一个实施例描述了一些特征，但是这些特征可以用于其它实施例中。例如，可调平台324和衰减表征模块338可以与安装在铲斗12或其他土方作业设备或现场监视设备上的监测装置20一起使用。

现在参照图16，图16是示出另一铲斗812的一部分的示意图，铲斗812包括唇部816，在唇部816上安装有包括齿830和护罩832的各种地面接合产品814。有六个齿(标记为830a至830f)和五个护罩(标记为832a至832e)，每个护罩832位于相邻的齿830之间。齿830从左至右顺序地从'1'至'6'编号，使得齿'1'(830a)位于铲斗812的最左手侧，而齿'6'(830f)位于最右手侧。

在铲斗812的操作过程中，监测装置20(或320)在一段时间内记录这些齿830和护罩832的温度。这在图17中示出，图17是示出来自铲斗812的四个齿830的温度曲线的简化曲线图900(为了清楚起见，未示出另外两个齿830b、d和护罩832的温度曲线)。这些温度曲线由监测装置20(或320)记录，监测装置20可以使用热成像传感器82来记录温度(来自地面接合产品814的表面，和/或来自地面接合产品814中的有源插入件252或无源插入件52)。可替代地或另外地，监测装置20(或320)可以从有源热插入件252中的温度传感器292接收温度或经由收发器84(或无线通信模块334)从独立温度传感器(不是有源热插入件的一部分)接收温度。

图形900示出了以30分钟间隔记录的四个齿830a、c、e、f中的每一个的温度。显然，与齿数'1'(830a)相比，齿数'6'(830f)具有升高的温度曲线。如图形900所示，温度曲线从齿'1'上升到齿'6'。

可以相信，高磨损率与高负荷有关，并且由于温度随着磨损而升高，因此可以通过测量地面接合产品814的温度来示出唇部816上的负荷。这可以同时显示(如图形900所示)并中继到显示装置94。还可以存储(例如，通过远程数据库24)和分析(例如，通过云计算环境26)温度曲线，以推导出在延长的时间段上的数据趋势。当在几个多月期间进行分析时，在唇部816上的地面接合产品814的温度曲线的对比可以表明铲斗812的哪一侧已经接收更多的累积负载。温度曲线的差异的大小(例如，温度曲线的分布)可以表明已经发生的不对称负载的数量或百分比。通过分析数据，土方作业机器10的所有者可以避免对这些机器10进行昂贵的修理(包括例如在动力铲上的悬臂和杆)，其中损坏受到由唇部816上的非中心挖掘负载引起的扭转效应的影响。这可以通过改变机器10的挖掘模式以重新分布负载来实现。负载条件的瞬时分析允许操作者实时地校正挖掘行为(主动校正)，从而减小唇部816上的累积非中心负载以及铲斗812和铲斗812所连接的机器上的合成扭矩和负载。

尽管上述讨论主要与铲斗内的负载以及铲斗上的齿和/或护罩有关，但是监测装置可用于在铲斗上产生例如其它产品或产品表面的二维或三维轮廓，例如翼和/或滑道或铲斗或其它土方作业设备附件和部件。此外，系统还可用于监测其它类型的土方作业设备上的产品的存在和/或状况，例如斜槽或卡车托车上的滑道，或铲刀上的终端刀头。

齿和护罩的使用或其他设计是可能的(例如两件式齿而不是三件式齿)，如仅具有齿(或主要是齿)或仅具有护罩(或主要是护罩)的铲斗，以及具有其他地面接合产品的其他土方作业设备。

挖掘设备是指在采矿、建筑和其它活动中使用的各种挖掘机中的任何一种，例如，包括推土机、装载机、拉铲挖掘机、缆线铲、正面铲、液压挖掘机、连续采矿机、道路集箱、剪切卷筒和挖泥机。挖掘设备还指设备的地面接合产品，例如铲斗、铲刀鼓或刀头。

现在将理解，监测装置20、热插入件或两者可以检测地面接合产品14的温度曲线，以检测地面接合产品14的磨损、损坏和/或损失。地面接合产品14的温度曲线可以通过可编程逻辑器件与数据库中的已知曲线进行比较，以确定产品14中的磨损程度和/或地面接合产品14是否已经与土方作业设备10分离。具有与地面接合产品14的材料形成对比的热特性的一个或多个热插入件52、152、252可以被包括作为热参考点，并且可以用于帮助检测地面接合产品14的磨损和/或存在。包括一个或多个插入件52、152、252有助于将地面接合产品与它所安装在其上的基底材料(例如，护罩32与唇部16)区分开，并且对于从基底最小程度地延伸的部件(例如唇部16上的护罩32)可以是特别有用的。

如上所述，热插入件可以以多种方式集成到磨损部件(例如护罩或尖端)中。例如，插入件可以容纳在磨损件的主体中的孔中，插入件可以固定在不预期它们磨损的位置，例如靠近磨损件的后端，插入件可以固定到锁上以检测磨损件的损失，插入件可以固定在磨损件的主体中的开口中，在开口中预期磨损并用作牺牲指示器以检测不同的磨损程度。可以使用多个插入件(有源的，无源的或两者的组合)来确定磨损水平和/或确定磨损部件的一部分，特别是可分离部分的损失。

热插入件52、152、252可以由提供与磨损部件(例如尖端46、中间适配器42或护罩32)的材料对比的热特性的任何材料构成。插入件52、152、252例如可以是聚合物、钨、钛、镍、铬或材料合金。插入物52、152、252可以可选地是向红外相机呈现诸如目标或十字或其它可区分图像的特征图像的材料的组合。

现在还可以理解，监测装置可以安装在土方作业设备上，或者可以与土方作业设备分离。监测装置可以是可运动的。将监测装置与土方作业设备分离可保护装置免受与土方作业设备相关的振动和冲击。运动监测装置的能力允许装置例如提高其监测地面接合产品和/或监测一个以上产品或土方作业设备的能力。仅作为示例，监测装置可以固定到铲斗、土方作业机器(例如，操纵杆、吊杆或驾驶室)、无人驾驶飞机、服务车辆(例如，在起重机上)等。

现在还应当理解，监测装置可以安装在任何方便的运动车辆上，例如ROV、机器人、服务车辆等，或者安装在手持设备(例如运动电话、平板电脑等)上，或者安装在可穿戴设备(例如外骨骼套装或增强现实或虚拟现实设备)上。

热成像传感器可在设定时间或基于事件(例如，在接收到触发或发出警报时)连续地捕获地面接合产品的至少一部分的图像。

可以使用热检测器代替热成像传感器。来自热检测器的信号可由本地或远程计算机组合以创建图或其它有用的温度曲线信息。

现在还将认识到，已经描述的监测装置可以包括红外检测器、红外相机等，以收集一个或多个热插入件52、152、252的温度值以及例如磨损部件和/或周围环境上的一个或多个表面点的温度值。可替代地或另外地，监测装置可以检测产品的温度曲线和周围环境(例如，土方材料)的温度曲线。由监测装置收集的数据可以被传输到远程装置，远程装置可以是ECU 304或驾驶室、服务车辆、办公室中、人员上或其他地方的其他可编程逻辑装置，远程装置处理数据以确定测量点的温度差(以及可选地热图)。由监测装置测量的温度差可以表明其他状况问题，例如齿(或其他磨损部件)的一部分的分离或磨损部件的过度磨损或侵蚀。监测装置可以从地面接合产品14(例如齿30或护罩32)、唇部16和/或铲斗12或其上的滑道上的多于两个点(或多于两个位置或地点)收集热数据。监测装置或远程计算装置(诸如云计算环境)可以使用多个热数据点来创建地面接合产品14的热图。

地面接合产品14可以在显示设备94上显示为所生成的3D轮廓，和/或来自有利位置的照片或视频图形图像。以这种方式，操作者能够做出关于地面接合产品14的磨损、损耗和更换的更好的知情决定。显示器94和/或类似配置的显示器也可用于工地处、与工地相关联或远离工地的其他人员。

UAV可以包括无人驾驶飞机、直升机、软式飞艇、飞机或其他飞行器。运动车辆可以由操作者直接操纵、由操作者经由用户输入设备远程操纵或者可以自主地操纵，或者具有编程的自主功能(例如自主着陆、自主悬停在地球工作设备上方等)。

在其他实施例中，监测装置20、320可以安装在与土方作业机器10连接的活动臂、吊杆、杆等上。

运动车辆可以被带到运输车辆上的土方作业设备，运输车辆可以从仓库、车站或第一土方作业设备运动到第二土方作业设备。运输车辆可以具有车轮和/或履带。运输车辆可以由位于车辆内的操作员驱动到土方作业设备，但是可以远程或自主地驱动。在另一个例子中，运输车辆可以是完全自动的并且被编程为行驶到需要监测地面接合产品14的土方作业设备。运输车辆也可用于其它服务活动，或作为拖运卡车车队的一部分。在一个可选实施例中，具有监测装置的运动车辆可以飞行或驱动到土方作业设备，而不需要单独的运输车辆来将工具从一个位置运动到另一个位置。

在一些实施例中，由ECU 304捕获或创建的数据可以与传感器数据和/或来自其他源的数据耦合，并且由从各种采矿或建筑设备接收馈送的系统来处理。如果特定操作需要或需要，可以使用多个天线和/或远程设备来增加信号接收的可靠性。

ECU 304可以具有附加部件，并且它可以捕获或处理与但不限于发动机扭矩、燃料消耗、大气温度、发动机温度、环境温度等相关的数据。

为了便于讨论，使用诸如前、后、顶、底等相关术语。术语“前”或“向前”通常用于(除非另有说明)表示在使用期间(例如，在挖掘时)土方材料相对于产品的通常行进方向，而“上”或“顶”通常用作例如当材料聚集到铲斗中时材料经过的表面的参考。然而，应当认识到，在各种土方作业机器的操作中，地面接合产品可以以各种方式定向，并在使用期间沿各种方向运动。

以上公开描述了具体示例。系统包括本发明的不同方面或特征。一个实施例中的特征可以与另一个实施例的特征一起使用。给出的实施例和所公开的特征的组合不旨在限制它们必须一起使用的意义。

被监测的地面接合产品例如可以包括护罩、尖头、中间适配器、滑道等。土方作业设备可包括例如挖掘机、装载机、缆线铲、正铲、拉铲挖土机等。

附图标记列表

土方作业机器10

铲斗12、812

地面接合产品14、814

唇部16、816

监测装置或设备20、320

视场22、322

远程数据库24

云计算环境26

齿30、830

护罩32、832

连接器40

适配器鼻部41

中间适配器42

锁44

尖端、尖头46

尖端上表面48

前端50

热插入件52

无源热插入件52a

有源热插入件52b

中间适配器前面54

尖端空腔56

护罩上腿60

护罩下腿62

后部空腔64

护罩孔66

上后边缘68

插入孔72a、b、c、d

上目标区域74

螺纹螺柱76

护罩前边缘78

控制器80

热成像传感器82

高清晰度相机83

无线收发器84

本地电源(电池)86

热图算法88

土方作业机器驾驶室90

方向盘92

显示装置(平板)94

控制和警报96

热图100

齿和罩轮廓102

护罩边界线104

齿插入件标记106

尖端热插入像素110

护罩侧前部像素112

护罩第二到前像素114

护罩后侧像素116

护罩后部中央像素118

折叠锁120

锁定开口122

第一互锁构件124

第二互锁构件126

圆形螺纹通道128

锁保持器130

锁上表面132

锁热插入件152

热插入件盖部分154

热插入件杆部156

锁244

有源热插入件252

锁定盖260

锁销262

凸起螺纹264

插销266

上(或外)端268

工具接收结构270

套环272

套环螺纹孔274

上热表面278

可再充电电源280

热单元282

热发射器284

加速度计286

控制器288

收发器290

温度传感器292

充电部件(压电部件)294

监测系统300

无人机(UAV)302

设备控制单元(ECU)304

监测装置320

热成像传感器321

视场322

可调节平台324

通信模块334

天线336

衰减表征模块338

系绳358

ECU壳体402

显示器404

UAV物理控制器406

显示驱动模块408

UAV导航模块410

电源412

无线通信模块414

ECU天线416

处理器418

存储器420

ECU屏幕430

热图500

温度信息屏幕部分502

中间适配器热像素510

尖端热像素512

尖端插入件标记514

插入件标识信息520

插入件温度(T1)522

非插入件温度(T2)524

温度差(ΔT)526

连接器540

适配器鼻部541

中间适配器542

尖端546

尖端热插入件凹部550

中间适配器前面554

尖端后部空腔556

中间适配器后凹部560

适配器鼻部热插入件652

中间适配器前热插入件752

图形900。

Claims (43)

1.一种用于监测土方作业设备上的地面接合产品的设备，所述设备能够操作，用来：

测量地面接合产品位置处的温度曲线；

将测得的温度曲线与地面接合产品的预期温度曲线进行比较；以及

基于比较，指示地面接合产品的特征。

2.根据权利要求1所述的设备，其中，所述设备使用来自包括热成像相机、红外传感器、扫描激光束和红外传感器的组中的装置来测量温度曲线。

3.根据权利要求1或2所述的设备，其中，所述设备通过访问与地面接合产品的预期使用相关的存储的测量值来将测量的温度曲线与预期的温度曲线进行比较。

4.根据权利要求1或2所述的设备，其中，所述设备通过识别地面接合产品上的相邻位置之间存在或不存在温度变化来将测量的温度曲线与预期的温度曲线进行比较。

5.根据权利要求2所述的设备，其中，所述设备包括高清晰度相机，以捕获地面接合产品的图像，用于创建地面接合产品的轮廓，来自热图像相机的热图像能够被映射到所述轮廓上。

6.根据前述权利要求中任一项所述的设备，其中，所述设备创建对比曲线以作为比较的结果。

7.根据前述权利要求中任一项所述的设备，其中，所述特征包括不存在地面接合产品。

8.根据权利要求1至6中任一项所述的设备，其中，所述特征包括地面接合产品的过度磨损。

9.一种确定土方作业设备上的地面接合产品的特征的方法，所述方法包括以下步骤：(i)测量土方作业设备上或附近的多个不同位置处的温度，所述位置包括地面接合产品上的至少一个位置；(ii)识别在预期热插入件的位置附近存在或不存在温度对比区域；以及(iii)基于所识别的区域指示地面接合产品的特征。

10.根据权利要求9所述的方法，还包括使用所测量的温度来创建地面接合产品的至少部分的热图。

11.根据权利要求9或10所述的方法，其中，识别预期热插入件的位置附近存在或不存在温度对比区域包括使用一个或多个标记或其他指示器来与预期的温度对比区域对准。

12.根据权利要求11所述的方法，其中，所述一个或多个标记或其他指示器被覆盖在热图上，以突出显示预期的温度对比区域。

13.根据权利要求9至12中任一项所述的方法，其中，基于所识别的区域指示地面接合产品的特征包括将地面接合产品上的磨损量分类成多个类别。

14.根据权利要求13所述的方法，还包括当磨损超过定义的分类等级时生成警报。

15.一种与地面接合产品一起使用以在其中产生温度对比的热插入件，所述热插入件包括：

目标区域并且具有第一热特性；以及

安装件，所述安装件从目标区域的下部延伸以插入地面接合产品中。

16.根据权利要求15所述的热插入件，其中，目标区域包括外表面，并且热插入件包括围绕目标区域的边缘或安装件的边缘的绝缘层。

17.根据权利要求15或16所述的热插入件，其中，热插入件进一步包括电源和控制器。

18.根据权利要求17所述的热插入件，其中，热插入件进一步包括用于加热或冷却热插入件的部分或全部的热单元。

19.根据权利要求17或18所述的热插入件，其中，热插入件进一步包括热发射器，所述热发射器用于发射用于定位或校准热插入件的已知信号。

20.根据权利要求17至19中任一项所述的热插入件，其中，热插入件进一步包括加速计，所述加速计能够操作以检测地面接合产品的运动。

21.根据权利要求17至20中任一项所述的热插入件，其中，热插入件还包括用于支持与远程设备的无线通信的收发器。

22.根据权利要求17至21中任一项所述的热插入件，其中，热插入件还包括用于测量热插入件处或附近的温度的温度传感器。

23.根据权利要求17至22中任一项所述的热插入件，其中，电源是可再充电的，并且热插入件还包括充电单元。

24.一种地面接合产品，包括外部表面和部分地位于外部表面内的热插入件，并且提供外部可见的外表面，其中，外表面具有与外部表面的热导率不同的热导率。

25.根据权利要求24所述的地面接合产品，其中，热插入件包括围绕外表面的侧表面和下表面的绝热层，从而减少外表面和热插入件的其它部分与地面接合产品的周围区域之间的热传递。

26.一种用于将地面接合产品的一部分在土方作业设备上保持就位的锁，锁包括：

外部表面，外部表面具有用于与地面接合产品中的互补结构接合的多个侧向接合结构；

包括至少一个插入件的外表面，插入件具有与插入件周围区域的热性质不同的第一热性质。

27.一种用于检测土方作业设备上的地面接合产品的特征的监测设备，监测设备包括：

热检测器，其能够操作，以测量土方作业设备上或附近的多个不同位置处的温度，多个不同位置包括地面接合产品上的至少一个位置；以及

处理器，其能够操作以(i)识别预期热插入件的位置附近存在或不存在温度对比区域，和(ii)基于识别的区域，识别地面接合产品的特征。

28.根据权利要求27所述的监测设备，还包括多个热检测器，每个热检测器联接到处理器。

29.根据权利要求28所述的监测设备，其中，多个热检测器指向地面接合产品的不同部分。

30.一种用于验证地面接合产品组的部件的安装的方法，所述方法包括：

捕获地面接合产品组的热图像；

识别构成所述组的各个地面接合产品；

将所识别的地面接合产品与一组预期的地面接合产品进行比较；以及

基于比较，报告匹配结果。

31.根据权利要求30所述的方法，其中，匹配结果包括成功匹配，指示预期的地面接合产品组与识别的地面接合产品匹配；或匹配失败，表明预期的地面接合产品集与识别的地面接合产品不匹配。

32.根据权利要求31所述的方法，其中，所述方法包括，在匹配失败的情况下，指示来自预期组的哪些地面接合产品未被检测到。

33.根据权利要求31所述的方法，其中，所述方法包括在匹配成功的情况下向远程设备发送匹配成功的指示。

34.根据权利要求33所述的方法，其中，所述方法进一步包括响应于匹配成功通知的接收而关闭与地面接合产品组的安装有关的开放票据。

35.一种无人飞行器，包括根据权利要求1至8或27至29中任一项所述的监测设备，并且能够操作以在土方作业设备上方飞行，以向监测设备提供待监测的地面接合产品的视线视图。

36.一种用于检测土方作业设备上的地面接合产品的特征的监测设备，监测设备包括：

热检测器，热检测器能够操作以测量土方作业设备上或附近的多个不同位置处的温度，包括地面接合产品上的至少一个位置，以及

处理器，处理器能够操作以识别地面接合产品的位置附近或该位置处存在或不存在温度对比区域，以便基于所识别的区域来识别地面接合产品的特征。

37.根据权利要求36所述的监测设备，其中，处理器还能够操作以通过将地面接合产品的当前热图像的测量值与地面接合产品的先前记录的热图像的测量值进行比较，并检测地面接合产品的部分的尺寸的任何减小，来识别存在或不存在温度对比区域。

38.根据权利要求36或37所述的监测设备，其中，监测设备包括多个热检测器，每个热检测器联接到处理器，并且指向地面接合产品的不同部分。

39.一种确定土方作业设备上的地面接合产品的特征的方法，所述方法包括以下步骤：

(i)在一段时间内测量土方作业设备上的多个不同的地面接合产品的温度，以产生每个地面接合产品的温度曲线；

(ii)比较温度曲线以识别与至少一个其它温度曲线相比升高的温度曲线；以及

(iii)指示对应于具有升高的温度曲线的地面接合产品的潜在高磨损区域。

40.根据权利要求39所述的方法，还包括当潜在高磨损区域满足限定标准时产生警报的步骤，其中，限定标准包括地面接合产品中的一个的部分或全部的显著磨损或缺失。

41.一种确定由于不平衡负载而在固定至铲斗的唇部上产生的应变的方法，所述方法包括以下步骤：

(i)在一段时间内测量唇部上的多个不同的地面接合产品处的温度，以产生每个地面接合产品的温度曲线；

(ii)比较温度曲线以识别与至少一个其它温度曲线相比升高的温度曲线；以及

(iii)指示固定有具有升高的温度曲线的地面接合产品的区域处的唇部上的潜在应变。

42.根据权利要求41所述的方法，其中，比较温度曲线以识别与至少一个其它温度曲线相比升高的温度曲线的步骤包括识别地面接合产品的朝向唇部一侧升高的温度曲线。

43.一种用于监测地面接合产品的设备，所述设备包括热传感器，热传感器位于地面接合产品外部并且能够操作以测量地面接合产品处的温度；以及处理器，处理器能够操作以：(i)将测得的温度与地面接合产品的预期温度进行比较，以及(ii)基于比较，指示地面接合产品的特征。

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