CN114833537A - 用于更换磨损零件的系统和方法 - Google Patents

Abstract

一种系统包括承载组件，由所述承载组件可移动地支撑的更换工具，以及传感器，所述传感器被配置为捕获与可移除地连接到可旋转滚筒的磨损零件相关联的传感器数据。该系统还包括控制器，该控制器被配置为从该传感器接收该传感器数据，并且使用该传感器数据来识别该磨损零件。在这种系统中，承载组件配置为移动更换工具，使得更换工具的轴线与磨损零件的轴线基本共线。另外，该更换工具被配置为用于在该更换工具的轴线与该磨损零件的轴线基本上共线的同时将该磨损零件从该转滚筒上移除。

Description

用于更换磨损零件的系统和方法

技术领域

本发明总体上涉及用于铣刨机的可旋转滚筒上的磨损零件，并且更具体地涉及用于基于由一个或多个传感器捕获的传感器数据来更换此类磨损零件的系统和方法。

背景技术

为了促进土方作业活动(例如，铺路、采矿、施工、疏浚等)，机器通常配备有地面接合工具。例如，通常提供包括但不限于齿、钻头、截齿、长钉、护罩和/或唇部的工具以保护下面的设备免受不适当的磨损和/或执行其它功能。作为非限制性示例，冷铣刨机或其它此类铣刨机通常包括配备有齿、钻头或其它可更换的磨损零件的可旋转滚筒，其被配置为接触地面并将材料破碎或移除到所需深度。在使用过程中，这种磨损零件遇到重负荷和/或高磨损条件。这些条件导致这些部件磨损，并最终磨损或失效。过度磨损可导致磨损零件的断裂和/或损失，这可导致生产率降低、维修和/或维护成本增加以及其它问题。因此，需要监测部件磨损，并在轮班更换时或在预定维护期间用新零件更换磨损零件。然而，由于这种机器的尺寸和复杂性，以及由于使用这种机器的恶劣环境，用新部件更换磨损零件是困难且耗时的。

系统被设计成帮助机器操作者监测与可更换磨损零件相关的磨损。例如，Wagner等人的美国专利第8,386,196号('196专利)描述了使用非接触式测量方法确定零件磨损的系统和方法。例如，'196专利描述了使用照相机捕获各种磨损零件的数字图像。'196专利还描述了使用所捕获的图像来表征与这种磨损零件相关联的磨损量。例如，'196专利描述了确定成像部分的磨损表面和未磨损部分的图像中示出的相应表面之间的距离，并基于这种距离表征成像部分。在一些示例中，'196专利中描述的系统基于这些距离来估计与成像部分相关联的磨损程度。

虽然'196专利中描述的系统被配置为评估与磨损零件相关联的磨损程度，但是该系统不适于帮助识别需要更换的包括在多个磨损零件中的一个或多个磨损零件。另外，在'196专利中描述的系统不包括配置为从机器移除磨损零件的工具，或者不包括配置为使这种工具与磨损零件对准的一个或多个附加部件，使得可以操作工具以移除磨损零件。结果，由'196专利的系统评估的部件磨损可能未解决，由此导致增加的维护成本和可能的机器停机时间。

本发明旨在克服上述一个或多个缺陷。

发明内容

本发明的一个示例针对一种系统，该系统包括承载组件，由该承载组件可移动地支撑的更换工具，以及被配置为用于捕获传感器数据的传感器，该传感器数据与可移除地连接到可旋转滚筒上的多个磨损零件相关联。该示例系统还包括控制器，该控制器被配置为从该传感器接收该传感器数据，并且使用该传感器数据来识别该多个磨损零件中需要更换的磨损零件。至少部分地基于控制器对磨损零件的识别，承载组件被配置为相对于磨损零件移动更换工具，使得更换工具与磨损零件配合。另外，至少部分地基于控制器对磨损零件的识别，更换工具被配置为在更换工具与磨损零件配合时从滚筒移除磨损零件。

本发明的另一示例涉及一种方法，该方法包括利用控制器接收来自传感器的传感器数据，该传感器数据与可移除地连接到可旋转滚筒的多个磨损零件相关联。该方法还包括利用控制器并基于传感器数据识别多个磨损零件中需要更换的磨损零件。该方法还包括利用控制器使滚筒移动到更换定向，在该更换定向中，所述磨损零件可由可操作地连接到所述控制器的更换系统接近。另外，该方法包括利用控制器控制更换系统的更换工具以与磨损零件配合并从滚筒移除磨损零件。

本发明的另一示例涉及一种铣刨机，其包括框架、可相对于所述框架旋转的滚筒、可移除地连接到所述滚筒的多个磨损零件，以及固定地连接到所述框架使得所述多个磨损零件在所述传感器的视场内的传感器。该铣刨机还包括控制器，该控制器被配置为接收来自该传感器的传感器数据，该传感器数据包括该多个磨损零件的图像。在这样的示例中，控制器被配置为基于传感器数据识别多个磨损零件中需要更换的磨损零件。所述控制器还配置为使所述滚筒移动到更换定向，在所述更换定向中，所述磨损零件可由可操作地连接到所述控制器的更换系统接近，所述更换组件包括可相对于所述框架移动的承载组件，以及由所述承载组件可移动地支撑的更换工具。另外，控制器配置为控制更换工具与磨损零件配合并从滚筒移除磨损零件。

附图说明

图1示出了根据本发明的示例的被配置为识别和/或帮助更换一个或多个磨损零件的系统。

图2示出了根据本发明的示例的与图1所示的系统相关联的承载组件和更换工具。

图3示出了根据本发明的另一示例的更换系统。

图4示出了根据本发明的又一示例的更换系统。

图5是示出根据本发明的示例的更换磨损零件的方法的流程图。

具体实施方式

本发明总体上涉及用于更换移动式机器上的磨损零件的系统和方法。虽然在此相对于地面接合机器、运土机器等描述了具体的磨损零件，但在此描述的系统和方法适用于由于磨损、腐蚀、冲击、摩擦或在铺路、采矿、建筑、农业或其他应用中的使用而随时间磨损的任何机器零件。在可能的情况下，贯穿附图使用相同的附图标记来指代相同或类似的特征。

图1示出了根据本发明的实现方式的用于更换磨损零件的示例系统100。系统100的部件被配置为彼此交互以捕获传感器数据，在一些示例中，传感器数据包括可移除地附接到机器部件的多个磨损零件的图像，识别图像中示出的需要更换的磨损零件中的一个或多个，并且便于所识别的磨损零件的移除和/或更换。在图1中，系统100被示为至少部分地设置在铺路地点、建筑地点、采矿地点、采石场、挖掘地点或其它这样的工地102处。所示出的系统100包括至少一个铣刨机、冷刨机、沥青磨机、旋转混合器、运土机、采矿机、挖掘机或被配置为在工地102处执行一个或多个任务的其他此类机器104。在本发明的示例中，机器104中的一个或多个被配置地执行一个或多个这样的任务(例如，不接收来自操作者106的输入)。可替代地，一个或多个机器104被配置为半自动地(例如，至少部分地基于从操作者106接收的输入)或在操作者106的完全手动控制下执行一个或多个这样的任务。

机器104包括一个或多个易于磨损的零件，所述磨损例如由在机器104的操作期间作用在这些零件上的力引起，并且由于这些磨损而必须随时间更换。为了讨论的目的，示例机器104被示出为冷刨机或其它这种铣刨机，并且示例机器104包括配置为作用在工作表面110上的滚筒组件108，机器104设置在工作表面110上。这样的工作表面110包括例如路面、混凝土、沥青、砾石、泥土、沙子、覆盖层和/或任何其他材料，并且示例工作表面110包括道路、高速公路、停车场和/或工地102处的其他表面，这些表面将被机器104碾磨、研磨、移除和/或以其他方式作用。

如图1的放大视图112所示，滚筒组件108包括可旋转滚筒114，以及可移除地连接到滚筒114的一个或多个齿、钻头、工具或其它这种磨损零件116。例如，图1的放大视图112示出了示例的大致圆柱形滚筒114，该滚筒114具有设置在滚筒114的外表面118上的相应位置处的多个磨损零件116。这种磨损零件116示出为可在机器104的底侧或工作表面接合侧上操作。因此，单独的磨损零件116在滚筒114的所有定向上都不容易更换。说明性示例包括使滚筒114移动，例如，使滚筒114相对于支撑滚筒114的机器114的框架120旋转至呈现或移动各个磨损零件116至磨损零件116可接近以移除和/或更换的位置的定向(例如，“更换定向”)。在一些示例中，机器104包括允许操作者106在不将滚筒114从机器104移除的情况下接近滚筒114的一部分的舱口、防护装置或门(未示出)。将滚筒114旋转到更换定向使得一个或多个磨损零件116(包括例如单个磨损的磨损零件116)可接近以进行更换。在这样的示例中，接近设置在滚筒114的外表面118上的其它圆周位置处的一个或多个附加磨损零件116需要将滚筒114旋转到对应于这样的附加磨损零件116的不同的更换定向。在本文描述的任何示例中，使滚筒114旋转和/或以其他方式移动到更换定向定位一个或多个磨损零件116，使得磨损零件116可由更换系统访问，该更换系统可操作以从滚筒114移除磨损零件116和/或在滚筒114上安装一个或多个新的磨损零件116。下面将描述这种示例更换系统。

除了所示的磨损零件116之外或代替所示的磨损零件116，机器104可包括其它高应力部件、工具，或包括由单独的履带链节制成的履带的磨损零件、具有用于移动材料的边缘的叶片，和/或当机器104用于在工地102处执行各种任务时随时间磨损的其它零件。在其他示例中，机器104可以是或可以包括作业工具，例如锯或钻，其具有随使用时间磨损的一个或多个零件，例如链、刀片、边缘、齿或钻头。如这里所使用的，术语“磨损零件”是指机器104的部件，其在使用期间经受应力、应变、腐蚀和/或其它力，这些力导致这些部件随时间磨损。在此描述的系统和方法可以确定此类磨损零件的磨损和更换需要，并且可以用于移除和重新安装此类磨损零件，而与它们所关联的机器的类型无关。

继续参照图1，滚筒114包括纵向轴线122，该纵向轴线122基本上中心地延伸通过滚筒114的整个长度。滚筒114还包括设置在基本垂直于纵向轴线122的平面(未示出)内的第一横向轴线124(例如，基本水平的轴线)。包括第一横向轴线124的平面可以例如基本上平行于滚筒114的侧面或面126。滚筒114还包括设置在上述平面内的第二横向轴线128(例如，基本竖直的轴线)。在这样的示例中，第一横向轴线124和第二横向轴线128基本上平行于滚筒114的面126延伸，并且基本上垂直于纵向轴线122延伸。在操作中，控制滚筒114以顺时针方向130或逆时针方向132绕纵向轴线122旋转，以帮助从工作表面110移除路面、沥青或其它材料。在这样的过程中，可移除地连接到旋转滚筒114的一个或多个磨损零件116冲击和/或以其他方式作用在工作表面110上以移除工作表面112的至少一部分，并且工作表面112的被移除部分经由机器104的一个或多个输送机、螺旋推运器或其他材料搬运部件从滚筒组件108传送到工地102处的拖运卡车或其他机器。另外，如下所述，本发明的更换系统可配置为相对于可移除地连接到滚筒114的一个或多个磨损零件116输送、定向、移动和/或以其它方式定位更换工具。在一些示例中，更换系统包括一个或多个部件，所述一个或多个部件被配置为沿着基本上平行于滚筒114的纵向轴线122的轴线122'，沿着基本上平行于第一横向轴线124的轴线124'，和/或沿着基本上平行于第二横向轴线的轴线128'移动更换工具。在这里描述的任何示例中，这样的部件还配置为绕轴线122'、124'、128'枢转和/或以其它方式旋转更换工具。例如，更换系统138的这些部件被配置为使更换工具142绕纵向轴线122′沿顺时针方向130′或逆时针方向132′旋转，以帮助将更换工具142与一个或多个磨损零件116对准。如下所述，在一些示例中，更换工具142被配置为从滚筒114移除磨损零件116和/或在更换工具如上所述对准和/或以其它方式定位时将磨损零件116安装在滚筒114上。

图1所示的系统100还包括至少一个传感器134，其连接到机器104并设置在滚筒114的至少一部分位于传感器134的视场136内的位置处。在一些示例中，传感器134包括固定地安装到框架120靠近滚筒组件108的静止传感器，使得滚筒114的至少一部分(例如，外表面118的至少一部分)和一个或多个磨损零件116在机器102的操作期间设置在视场136内。在其它示例中，传感器134安装到一个或多个连杆、致动器或配置为相对于滚筒114移动传感器134的其它部件上。在这样的示例中，传感器134的移动引起设置在视场136内的滚筒114的部分和一个或多个磨损零件116中的相应变化，并且这样的移动帮助传感器134(例如，提高传感器134的能力)捕获对应于一个或多个磨损零件116和/或以其他方式与一个或多个磨损零件116相关联的传感器数据。在示例中，传感器134可以是光学传感器、二维数字照相机、三维数字照相机或测距传感器，包括但不限于雷达传感器、光检测和测距(LIDAR)传感器、接近传感器等。作为非限制性示例，传感器134可为被配置为确定和/或产生与每一所捕获像素相关联的深度的飞行时间传感器。在一些示例中，传感器134可以由操作者106移动、聚焦、操纵和/或以其他方式操作以捕获对应于和/或以其他方式与磨损零件116相关联的传感器数据。例如，由传感器134捕获的传感器数据可以包括可移除地连接到滚筒114的一个或多个磨损零件116的视频和/或一个或多个图像(例如，静止图像)。在一些示例中，传感器134包括高速成像装置，该高速成像装置配置为在滚筒114围绕纵向轴线122旋转时捕获这种传感器数据(例如，一个或多个图像、视频等)。附加地或替代地，传感器134被配置为当滚筒114相对于框架120和/或相对于传感器134静止(例如，不旋转)时捕获本文所述的任何传感器数据。在另外的示例中，传感器134包括手持式或以其他方式可移动的成像器或传感器，并且在这样的示例中，操作者106可以相对于滚筒114(例如，在设置在工作表面110上的三脚架上)定位传感器134以捕获一个或多个磨损零件116的视频和/或图像。在此描述的任何示例中，传感器134可以包括近程传感器或其他定位装置，这些定位装置被配置为用于识别滚筒114上的位置、一个或多个磨损零件116的位置和/或定向、更换工具或系统100的其他部件的位置和/或定向等。在这样的示例中，由传感器134捕获的传感器数据包括坐标、点云信息和/或指示(例如，磨损零件116的)物品相对于传感器134和/或相对于机器104上的一个或多个固定/已知位置的位置和/或定向的其他信息。应当理解，这里描述的任何传感器数据可以包括这样的位置信息和/或任何图像、视频或上述关于传感器134的其它信息。

如上所述，并且如图1所示，在一些示例中，系统100包括更换系统138，更换系统138包括相对于机器104的框架120可移动的承载组件140和由承载组件140可移动地支撑的更换工具142。在本文所述的任何示例中，承载组件140配置为相对于滚筒114和/或相对于一个或多个磨损零件116枢转、旋转、平移和/或以其它方式移动更换工具142，使得更换工具142(图2)的轴线(例如，中心纵向轴线)与需要更换的磨损零件116的轴线145(例如，中心纵向轴线)基本共线。在一些示例中，更换系统138和/或承载组件140还包括定向装置144，该定向装置144配置为相对于滚筒114和/或相对于一个或多个磨损零件116枢转、旋转、平移和/或以其它方式移动更换工具142。在这样的示例中，通过定向装置144的更换工具142的旋转、平移和/或其它移动将更换工具142定位成使得上述更换工具142的轴线与需要更换的磨损零件116的轴线145基本共线。或者，如下所述，在其它示例中，可以省略定向装置144。在本文所述的任何示例中，更换工具142被配置为在更换工具142与磨损零件116配合时从滚筒114移除磨损零件116。例如，本发明的任何定向装置144配置为相对于磨损零件116移动更换工具142，使得更换工具142至少部分地接触、接合、接收、夹紧、施加力到磨损零件116的一部分、切入磨损零件116的一部分、移除磨损零件116的一部分和/或以其它方式与磨损零件116的一部分配合。在这些示例中，定向装置144将更换工具142移动到更换位置，在该更换位置，更换工具142与磨损零件116的至少一部分配合，并且上述更换工具142的轴线与磨损零件116的轴线145基本共线。在其他示例中，定向装置144将更换工具142移动到更换位置，在该更换位置中，更换工具142与磨损零件116的至少一部分配合，并且更换工具142的轴线相对于轴线145以大约0度和大约140度之间的夹角延伸。例如，在一些配置中，定向装置144将更换工具142移动到更换位置，在该更换位置，更换工具142与磨损零件116的尖端、垫圈、弹簧夹和/或其它部分或部件的至少一部分配合。在这样的示例中，定向装置144还定向更换工具142，使得更换工具142的轴线相对于磨损零件116的轴线145以等于大约30度、大约45度、大约60度和/或任何其它期望的夹角的夹角设置，以便帮助更换工具142与磨损零件116配合。在这样的示例中，机器104的部件，例如一个或多个马达、致动器、机器控制器、液压泵等，使滚筒114移动到上述的更换定向，在该更换定向中，更换工具142、定向装置144、承载组件140和/或更换系统138通常可接近待由更换工具142移除的一个或多个磨损零件116。

参照图1，在一些示例中，定向装置144包括一个或多个部件，所述一个或多个部件被配置为与更换工具142接合，相对于框架120移动更换工具142。在这些示例中，定向装置144包括配置为与更换工具142配合和/或以其它方式连接的壳体。定向装置144的壳体可以包括一个或多个凸缘、夹具、通道、突出部、配件或其他部件，这些部件被配置为将定向装置144的壳体可移除地连接到更换工具142的对应的基部、壳体或其他部件。定向装置144还可以包括一个或多个电动机(例如，伺服电动机)、气动致动器、液压缸或其他致动器(图2)，其安装到定向装置144的壳体上和/或以其他方式由定向装置144的壳体支撑，并且被配置为相对于框架120、滚筒114、一个或多个磨损零件116等移动更换工具142。例如，在图1所示的示例中，机器104包括靠近滚筒组件108设置的一个或多个轨道146。一个或多个轨道146刚性地连接到框架120，并且在一些示例中，一个或多个轨道146基本上平行于滚筒114的纵向轴线122延伸。在这样的示例中，定向装置144的致动器配置为沿一个或多个轨道146在箭头148的方向上和/或在箭头150的方向上移动更换工具142。如图1所示，箭头148的方向和箭头150的方向基本上平行于轴线122'，并且在这样的示例中，轴线122'可以是一个或多个轨道146的中心纵向轴线、定向装置144的中心纵向轴线等。在这样的示例中，轴线122'基本上平行于纵向轴线122。因此，在这样的示例中，定向装置144的致动器配置为沿一个或多个轨道146在基本平行于纵向轴线122的方向上移动更换工具142。

如将参照图2所述，定向装置144还可包括一个或多个致动器(例如，一个或多个附加致动器)，所述致动器配置为使更换工具142相对于滚筒114的一个或多个磨损零件116旋转。例如，这种致动器配置为使更换工具142绕纵向轴线122′沿顺时针方向130′和/或逆时针方向132′旋转，以帮助将更换工具142与一个或多个磨损零件116对准。

继续参照图1中所示的轴124'、128'，定向装置144还包括一个或多个致动器(例如，一个或多个附加致动器)，其配置为相对于轴124'旋转更换工具142。例如，这种致动器配置为使更换工具142绕轴线124'沿顺时针方向152和/或逆时针方向154旋转，以帮助将更换工具142与一个或多个磨损零件116对准。定向装置144还可以包括一个或多个电动机(例如，伺服电动机)、气动致动器、液压缸或其他致动器(图2)，这些致动器被安装到定向装置144的壳体上和/或以其他方式由定向装置144的壳体支撑，并且被配置为用于使更换工具142在箭头156的方向上和/或在箭头158的方向上移动。在这些示例中，箭头156的方向和箭头158的方向基本上平行于轴线124'，并且在这些示例中，轴线124'基本上平行于上述第一横向轴线124。因此，在这样的示例中，定向装置144的致动器被配置为使更换工具142沿大致平行于第一横向轴线124的方向朝向和/或远离滚筒114移动。

此外，定向装置144可包括一个或多个致动器(例如，一个或多个附加致动器)，所述致动器配置为使更换工具142相对于轴线128'旋转。例如，这种致动器配置为使更换工具142绕轴线128'沿顺时针方向160和/或逆时针方向162旋转，以帮助将更换工具142与一个或多个磨损零件116对准。定向装置144还可以包括一个或多个电动机(例如，伺服电动机)、气动致动器、液压缸或其他致动器(图2)，这些致动器被安装到定向装置144的壳体上和/或以其他方式由定向装置144的壳体支撑，并且被配置为用于使更换工具142在箭头164的方向上和/或在箭头166的方向上移动。在这些示例中，箭头164的方向和箭头166的方向基本上平行于轴线128'，并且在这些示例中，轴线128'基本上平行于上述第二横向轴线128。因此，在这样的示例中，定向装置144的致动器被配置为使更换工具142沿大致平行于第二横向轴线124的方向朝向和/或远离滚筒114移动。

应当理解，通过上述定向装置144的更换工具142的移动仅仅是示例，并且更换系统138的部件配置为提供相对于本文所述的磨损零件116的多个附加自由度。此外，在这里描述的任何示例中，更换系统138可以包括被配置为捕获视频、静止图像、位置信息、定向信息和/或其它传感器数据的一个或多个附加传感器。例如，在本文所述的任何示例中，承载组件可包括可与更换工具142一起移动的一个或多个传感器168。在这样的示例中，传感器168安装在定向装置144的壳体上、设置在定向装置144的壳体内和/或由定向装置144的壳体承载。或者，传感器168安装在更换工具142上和/或由更换工具142承载。在这样的示例中，传感器168基本上类似于和/或与传感器136相同。例如，传感器168可以是光学传感器、二维数字照相机、三维数字照相机、高速成像装置或测距传感器，包括但不限于雷达传感器、LIDAR传感器、飞行时间传感器等。由传感器136捕获的传感器数据可以包括可移除地连接到滚筒114的一个或多个磨损零件116的视频和/或一个或多个图像。

在本文所述的任何示例中，由传感器134和/或传感器168捕获的视频、图像、位置信息、定向信息和/或其它传感器数据可用于帮助移除磨损零件116中的一个或多个。例如，机器104包括机器控制器170，并且在这样的示例中，传感器136、168中的至少一个可操作地连接到机器控制器170和/或以其他方式与机器控制器170通信。这种机器控制器170被配置为接收由传感器136和/或传感器168捕获的视频、图像、位置信息、定向信息和/或其他传感器数据。这种机器控制器170还配置为使用这种传感器数据识别需要更换的可移除地连接到滚筒114的一个或多个磨损零件116。在本文所述的任何示例中，滚筒114、更换系统138，承载组件140、更换工具142、定向装置144和/或系统100的其它部件可操作地连接到机器控制器170，使得机器控制器170可控制其一个或多个功能。例如，机器控制器170接收由传感器168捕获的传感器数据，并将这样的传感器数据(例如，视频、一个或多个图像等)输入到图像识别引擎、算法、模型或部件中。这些部件基于接收的传感器数据识别需要更换的一个或多个磨损零件116。机器控制器170使用来自这些部件的输出来通过定向装置144控制更换工具142的移动。特别地，机器控制器170使用从传感器168接收的传感器数据和/或从图像识别引擎或上述其它部件接收的输出来控制定向装置144的操作。这种操作包括将更换工具142移动到本文所述的一个或多个更换位置。在示例更换位置中，更换工具142被设置成使得更换工具142的轴线与轴线145基本共线，并且使得更换工具142的一个或多个臂、杯、端部执行器或其它部件与特定的识别出的磨损零件116配合。在另一示例更换位置中，更换工具142设置成使得更换工具142的部件与特定的识别出的磨损零件116配合，并且更换工具142的轴线相对于轴线145以在大约零度和大约140度之间的夹角延伸。机器控制器170还使用来自传感器168的传感器数据和/或其它信息来确认更换工具142与滚筒114和/或磨损零件116正确配合和/或以其它方式相对于滚筒114和/或磨损零件116定位，使得可控制更换工具142以从滚筒114移除磨损零件116。在这样的示例中，从传感器168接收的传感器数据使得机器控制器170能够在从滚筒114移除磨损零件116时和/或在将磨损零件116安装在滚筒114上时控制定向装置144和/或更换工具142的移动和操作。

在图1所示的示例中，机器控制器170包括单个控制器或可以包括多于一个控制器，并且如本文所使用的，术语“控制器”在其最广泛的意义上意味着包括与铣刨机、拖运卡车、压实机、挖掘机、铺路机、采矿机、建筑机器或其他此类机器104相关联的一个或多个控制器、电子控制模块、处理器和/或微处理器，并且协作控制机器104和/或本文所述的更换系统的部件的各种功能和操作。例如，机器控制器170是以逻辑方式操作以执行操作、执行控制算法、存储和取回数据以及其它期望操作的电子控制器。机器控制器170可以包括或访问存储器、辅助存储设备、处理器和用于运行应用的任何其他部件。存储器和辅助存储设备通常为可由控制器170访问的只读存储器(ROM)或随机存取存储器(RAM)或集成电路的形式。各种其他电路可以与机器控制器170相关联，例如电源电路、信号调节电路、驱动器电路和其他类型的电路。机器控制器170的功能可以在不考虑功能的情况下以硬件和/或软件实现。在一些示例中，机器控制器170依赖于存储在机器控制器170的存储器中的一个或多个数据映射、查找表、算法、神经网络、机器学习模块或其它部件。这些部件通常包括表格、图形和/或方程形式的数据的集合，以最大化机器104及其操作的性能和效率。

在一些示例中，机器控制器170包括控制系统172，该控制系统172可操作以从传感器136、168接收传感器数据，并至少部分地基于这些传感器数据来控制更换系统138、承载组件140、更换工具142和/或定向装置144的操作。例如，控制系统172包括数据处理器174，该数据处理器174被配置为接收这种传感器数据并确定磨损零件116是否需要更换。示例考虑对照磨损模型评估从传感器136、168中的至少一个接收的传感器数据，例如磨损零件116的点云数据、图像或多个图像。示例考虑磨损模型至少部分地基于磨损、预测磨损、可接受磨损、磨损模式或其组合等的定制数学模型。在一些示例中，磨损模型至少部分地基于一个或多个机器学习算法和/或模型。例如，由数据处理器174执行和/或使用的磨损模型可以识别需要更换的一个或多个磨损零件116。数据处理器174还可以至少部分地基于从传感器136、168中的至少一个接收的传感器数据来提供一个或多个磨损零件116需要更换的指示。在一些示例中，数据处理器174利用这样的磨损模型来生成直到可移除地连接到滚筒114的一个或多个磨损零件116将需要被更换的估计时间(例如，磨损持续时间)。

另外，控制系统172的一些部件被配置为帮助控制在此描述的更换系统的各种部件的操作。例如，图1所示的控制系统172还包括承载组件控制器176和更换工具控制器178。承载组件控制器176被配置为当移除一个或多个磨损零件116时和/或当在滚筒116上安装一个或多个磨损零件116时控制承载组件140的操作。例如，承载组件控制器176配置为控制承载组件140和/或定向装置144相对于磨损零件116的移动。在一些示例中，承载组件控制器176从传感器134、168中的至少一个接收传感器数据，并且使用图像识别程序或其他部件来识别磨损零件116中的一个或多个。使用这些部件，承载组件控制器176还识别磨损零件116的中心轴线145，并控制承载组件140和/或定向装置144的各种致动器，以将更换工具142定位在上述一个或多个更换位置中。例如，在一些应用中，并且取决于更换工具142的各种配置，承载组件控制器176控制承载组件140和/或定向装置144的致动器，以将更换工具142移动到更换位置，在该更换位置，更换工具142的轴线(例如，中心轴线)与需要更换的特定磨损零件116的轴线145基本共线。为了实现这样的示例更换位置，更换工具控制器178还控制更换工具142与特定磨损零件116和/或滚筒114的部件接触、接合和/或以其它方式配合，所述特定磨损零件116和/或滚筒114的部件将磨损零件116可移除地连接到滚筒114。

更换工具控制器178与数据处理器174和/或承载组件控制器176一起操作，以控制更换工具142的操作。这种控制使得更换工具142将与更换工具142配合的磨损零件116从滚筒114移除，同时更换工具142设置在上述一个或多个更换位置中(例如，同时更换工具142的轴线与特定磨损零件116的轴线145基本共线)。例如，如将参照图2描述的，在一些示例中，更换工具142包括配置为与磨损零件116的至少一部分(例如磨损零件116的尖端)配合的杯。在这样的示例中，更换工具142还可包括配置为与磨损零件116的垫圈配合的一个或多个臂，以及配置为与设置在滚筒114的外表面118上的基块配合的一个或多个附加臂。在这样的示例中，更换工具控制器178控制这样的臂的相对移动，以便通常从基块和/或从滚筒114移除磨损零件116。在这些示例中，更换工具控制器178控制更换工具142的一个或多个电动机、伺服电动机、液压致动器、气动致动器和/或其他致动器的激活和/或致动，以通过更换工具142将磨损零件116从滚筒114移除。应当理解，更换工具控制器178以类似的方式控制更换工具142，以在滚筒114上安装一个或多个磨损零件116。应当理解，机器控制器170和/或控制系统172的部件被配置为使滚筒组件108将滚筒114旋转到期望的更换定向，在该更换定向中，操作者106和/或更换系统138的部件可接近被识别为需要更换的一个或多个磨损零件116。

机器控制器170和/或控制系统172的部件经由网络180与工地102的一个或多个控制系统和/或其他远程控制系统通信和/或以其他方式可操作地连接到工地102的一个或多个控制系统和/或其他远程控制系统。网络180可以是局域网(“LAN”)，诸如广域网(“WAN”)之类的大型网络，或者诸如因特网之类的网络集合。用于网络通信的协议，例如TCP/IP，可用于实现网络180。尽管本文中将示例描述为使用例如因特网的网络180，但可实现经由存储卡、快闪存储器或其它便携式存储器装置发送信息的其它分配技术。还应当理解，各种托运卡车、铺路机、压实机、铣刨机、挖掘机、轮式装载机、采矿机械和/或系统100的其他部件包括相应的控制器，并且每个相应的控制器通信和/或经由网络180以其他方式可操作地连接。例如，网络180可以包括与工地102相关联的无线通信系统的部件。

网络180可以实现或利用包括多个通信标准中的任何通信标准的任何期望的系统或协议。可以由网络180使用的无线通信系统或协议的示例包括诸如蓝牙RTM的无线个人区域网。(例如，IEEE 802.15)，诸如IEEE 802.11b或802.11g的局域网、蜂窝网络，或用于数据传输的任何其他系统或协议。考虑了其它无线通信系统和配置。

继续参考图1，在这里描述的任何示例中，网络180便于机器控制器170和一个或多个电子装置182之间的通信。这样的电子装置182可以包括例如监视工地102处的日常操作的项目经理(例如工长)的移动电话、膝上型计算机、台式计算机、平板电脑和/或可穿戴装置(例如智能眼镜、智能手表等)。一个或多个这种电子装置182包括确定一个或多个磨损零件116的磨损程度的功能。作为非限制性示例，这样的电子装置182可以接收由传感器134生成的传感器数据和/或其他信息(例如，点云数据、图像、一组图像或其组合)。在一些示例中，传感器134和电子装置182的功能被集成到单个装置中。例如，电子装置182可以具有集成传感器134。在其他示例中，一个或多个电子装置182从传感器134接收传感器数据(例如，经由物理连接、无线连接和/或网络122)。

附加地或替代地，网络180便于机器控制器170与远离机器170设置的一个或多个工地控制器184之间的通信。工地控制器184至少部分地位于工地102处(例如，位于设置在工地102处的事务部门或命令中心(未示出)处)。在一些示例中，工地控制器184还包括远离工地102定位的部件，诸如在远程命令中心处。在图1的示例中，工地控制器184包括经由网络180与电子装置182和/或机器控制器170通信的一个或多个服务器、台式计算机、处理器或其它计算装置。工地控制器184基本上类似于和/或相同于以上关于电子装置182和机器控制器170描述的计算装置、处理器或其它部件。例如，工地控制器184可以包括处理器和与处理器通信地联接的存储器。

在一些示例中，工地控制器184包括被编程和/或以其他方式配置为量化零件磨损的控制系统186。控制系统186还被配置为根据在此描述的实现方式生成磨损零件更换指令并且经由网络180将其提供给控制系统172。控制系统186包括工地控制器184的一个或多个软件部件和/或一个或多个硬件部件，并且在一些示例中，控制系统186包括与以上关于机器控制器170描述的控制系统172的部件基本相似和/或相同的部件。例如，控制系统186包括存储在工地控制器184的存储器中并被配置为执行本文所述的各种操作的一个或多个部件。应当理解，附加地或替代地，机器控制器170的控制系统172还包括在此关于控制系统186描述的一个或多个部件。

在图1所示的示例中，控制系统186包括数据处理系统188，该数据处理系统188存储和/或以其他方式包括磨损模型190、批聚合器192和/或其他部件。控制系统186还包括存储和/或以其他方式包括零件定位器196的维护支持系统194。尽管控制系统186的各种部件被示为单独的部件，并且将在下面描述为单独的部件，但是各种系统和部件的功能可以不同于所讨论的。此外，可利用更少或更多的系统和部件来执行本文所述的各种功能。工地控制器184的存储器还可包括数据存储，其包括诸如所示磨损模型190的模型。此外，可以设想，磨损模型190、批聚合器192、零件定位器196和/或控制系统186的其他部件可以附加地或替代地经由网络180可由工地控制器184访问(例如，存储在远离工地控制器184的存储器上或以其他方式可由其访问)。

数据处理系统188基本上类似于和/或相同于以上关于控制系统172描述的数据处理器174。例如，图1所示的数据处理系统188被配置为经由网络180与机器控制器170、传感器134、168和/或电子装置182中的一个或多个通信。数据处理系统188通常配置为接收传感器数据和/或由传感器134、168产生的其它信息，并确定磨损零件116是否需要更换。示例考虑相对于磨损模型190评估来自传感器134的传感器数据，例如磨损零件116的点云数据、视频数据、图像或多个图像。示例还预期磨损模型190至少部分地基于磨损、预测磨损、可接受磨损、磨损模式或其组合等的定制数学模型。示例还设想磨损模型190至少部分地基于一个或多个机器学习算法和/或模型。例如，在图1的示例中，磨损模型190至少部分地基于来自传感器134的传感器数据提供磨损零件116需要更换的指示。在这些示例中，磨损模型190可以生成用于更换磨损零件116的指令，并且这些指令可以由承载组件控制器176和/或更换工具控制器178执行，以便于由更换系统138更换磨损零件116。磨损模型190还可以产生直到磨损零件116需要更换的估计时间，并且可以产生包括这种信息的一个或多个通知。这样的通知可以由显示器179输出。

在一些示例中，数据处理系统188采用的磨损模型190基于训练数据。例如，训练数据包括关于磨损零件116的信息，包括但不限于每个磨损零件116的一个或多个图像、关于特定磨损零件116是否应该被更换的指定、特定磨损零件116的使用时间、识别特定磨损零件116的型号或序列号、磨损零件116的制造商以及其它信息。至少部分地基于该训练数据，磨损模型190被生成、改进或定制以适合机器、机器的模型、机器的类型、机器的操作环境、机器的配置等。

另外地或可选地，根据系统100的配置，不同的机器104可以配置有不同的工具。例如，在第一环境中，道路铣刨机配置有第一滚筒(例如，(竞争转子、铲形转子、变化的钻头密度)，该第一滚筒装配有保持第一类型工具的第一类型工具保持器。在第二环境中，道路铣刨机配置有第二滚筒，该第二滚筒装配有保持第二类型工具的第二类型工具保持器。在第三环境中，道路铣刨机配置有第一或第二滚筒，并且装配有保持第一和/或第二类型工具的第一和/或第二类型工具保持器。在这些示例中，磨损模型190是针对机器104的每种配置或机器104的代表性配置定制的。附加地或可选地，磨损模型190被定制成适合单独的工具和工具保持器配置。例如，用第一磨损模型190监测和/或评估装配有保持第一类型工具的第一类型工具保持器的磨机上的第一位置，而用第二磨损模型190监测和/或评估装配有保持第二类型工具的第二类型工具保持器的磨机上的第二位置。

附加地或替代地，数据处理系统188还可以被配置为接收由传感器134、168中的至少一个产生的传感器数据和/或其他信息，并且确定哪个磨损模型190是适用的。示例考虑评估来自传感器134的传感器数据，例如机器104的点云数据、视频、图像或多个图像、滚筒114的配置、磨损零件116、工具保持器等，以确定磨损模型190。在该示例中，然后将所确定的磨损模型190应用于机器104的配置以确定磨损。

数据处理系统188的批聚合器192包括被配置为以规则的、预测的或预定的间隔，诸如以预期的检查周期收集、存储和/或分析从传感器134和/或从传感器168接收的传感器数据和/或其它信息的部件。在这些示例中，批聚合器192组合这些接收到的信息以进一步评估来自磨损模型190的输出和/或与滚筒组件108所使用的磨损零件116相关联的磨损趋势或其他模式。例如，当磨损模型190产生直到特定磨损零件116将需要被更换的估计时间(例如，磨损零件116的磨损持续时间)时，批聚合器192将特定磨损零件116与具有直到需要更换的类似估计时间的其它磨损零件分组，或者将具有在下一次检查、预测检查或估计检查之前结束的磨损持续时间的磨损零件分组。例如，基于收集的数据，磨损模型190确定第一磨损零件116具有第一磨损持续时间，第二磨损零件116具有第二磨损持续时间，并且第三磨损零件116具有第三磨损持续时间。在该示例中，第一和第二磨损持续时间可以小于预期的检查周期或者可以在下一次检查之前结束，而第三磨损持续时间可以大于预期的检查周期或者在下一次检查周期之后结束。在这种情况下，批聚合器192将第一批的第一和第二磨损零件116和第二批的第三磨损零件116聚集在一起。在该示例中，数据处理系统188返回第一和第二磨损零件116需要更换的指示。数据处理系统188保留第二批用于进一步处理或者可以标记相关的磨损零件116用于将来的监测。

在本发明的示例中，图1中所示的数据处理系统188可操作以通过识别并引起更换可能在下一次预期部件检查之前被磨损的其它磨损零件116来减少机器104停机维护以更换磨损零件116的时间量。数据处理系统188还减少了磨损零件116的不必要的早期更换的次数，从而防止了磨损零件116的更完全的消耗，并且减少了磨损零件116的后期更换的次数，该后期更换会对下面的支撑件或机器104的其它零件(例如滚筒114)造成损坏。换言之，这些技术用于避免不准确的磨损计算，这可能导致磨损零件116的过度使用，例如导致破坏性故障，和/或磨损零件116的使用不足，从而增加成本。另外，在本文所述的任何示例中，以上关于数据处理系统188，磨损模型190和/或批聚合器192描述的一种或多种技术可以全部或部分地由数据处理器174和/或由机器控制器170的其它部件来执行。在一些这样的示例中，可以省略数据处理系统188。

图1所示的维护支持系统194表示与特定机器104、机器模型、机器数据库、机器队104或其组合相关联的一个或多个计算系统，其被配置为管理预防性维护，并且具体地，管理一个或多个磨损零件116的更换。在一些实现方式中，每个磨损零件116与特定机器(例如机器104)以及机器104上的特定位置相关联。识别特定磨损零件116、相应机器104、这些机器104上的相应位置等的信息由零件定位器196或其它类似的数据库确定和/或存储。例如，零件定位器196存储和/或分类指示滚筒114上对应于特定磨损零件116的特定位置的信息，以及指示特定车辆标识号、牌照号或唯一地标识机器104的其它标识符的信息。零件定位器196还可以跨多个数据库、平台、队等或其组合来聚集这些信息。附加地或可选地，在各种示例中，由零件定位器196存储的数据通过显示器179并经由网络180提供给操作者106。

继续参考图1，在一些示例中，系统100还包括零件供给和零件返回199。零件供给198和零件返回199典型地包括一个或多个箱柜、机架、容器、套筒或其他部件，这些部件被配置为储存新的磨损零件116(在零件供给198的情况下)和被移除/磨损的磨损零件116(在零件返回199的情况下)。在一些示例中，零件供给198和零件返回199被连接到框架120上和/或以其他方式由框架120支撑，并且被定位成靠近更换系统138。在这样的示例中，零件供给198和零件返回199可由更换工具142和/或由承载组件140容易地接近，并且更换工具142配置为在从滚筒114移除磨损零件116时将移除的磨损零件116存放在零件返回199中。同样地，更换工具142被配置为从零件供给198移除新的磨损零件116，使得更换工具142可以在期望的位置将移除的磨损零件116安装到滚筒114上。另一方面，在其他示例中，零件供给198和零件返回199包括承载组件的部件和/或由承载组件承载。在这样的示例中，更换工具142可以将磨损零件116存放在零件返回119中并且更快速地从零件供给198移除磨损零件116，而无需例如操纵到框架120上的一个或多个位置，在该位置处设置零件供给198和/或零件返回199。

下面将参考图2更详细地描述更换系统138的示例部件，并且将参考图3和图4描述附加的示例更换系统。应理解，本文所述的任何更换系统可用于帮助识别需要更换的一个或多个磨损零件116，并便于从滚筒114移除这种磨损零件114。

图2更详细地示出图1的示例更换系统138的部件。如图2所示，更换系统138的示例定向装置144包括壳体202，其配置为与更换工具142配合，并且承载和/或以其它方式支撑一个或多个致动器204。如以上参照图1所述，定向装置144配置为沿由框架120支承的一个或多个轨道146的方向移动更换工具142。在图2中由箭头206和箭头208标识的这些方向基本上平行于滚筒114的纵向轴线122。因此，由箭头206表示的方向与由箭头148(图1)表示的方向相同，并且由箭头208表示的方向与由箭头150(图1)表示的方向相同。在本文所述的任何示例中，定向装置144的致动器204配置为沿轨道146在箭头206、208的方向上移动定向装置144的壳体202，并因此移动连接到壳体202的更换工具142。例如，致动器204包括一个或多个电动机(例如，伺服电动机)、气动致动器、液压缸，或的其他部件，其安装到定向装置144的壳体202上和/或以其他方式由定向装置144的壳体202支撑并且被配置为相对于框架120、滚筒114、一个或多个磨损零件116等移动更换工具142。

定向装置144还包括一个或多个致动器210(例如，一个或多个附加致动器210)，所述致动器被配置为使更换工具142相对于滚筒114的一个或多个磨损零件116旋转。例如，这样的致动器210配置为使更换工具142绕纵向轴线122′(图1)沿顺时针方向130′和/或逆时针方向132′旋转，以帮助将更换工具142与一个或多个磨损零件116对准。应当理解，图1所示的顺时针方向130'对应于图2所示的顺时针方向236，并且图1所示的逆时针方向132'对应于图2所示的逆时针方向238。

定向装置144还包括一个或多个电动马达(例如，伺服马达)、气动致动器、液压缸或其它致动器210(例如，一个或多个附加致动器210)，这些致动器配置为使更换工具142相对于轴线124'旋转。例如，这样的致动器210配置为使更换工具142绕轴线124'沿顺时针方向152和/或逆时针方向154旋转，以帮助将更换工具142与一个或多个磨损零件116对准。定向装置144还包括一个或多个附加的致动器210，其配置为沿箭头156的方向和/或沿箭头158的方向移动更换工具142。因此，在这样的示例中，定向装置144的致动器210配置为使更换工具142沿大致平行于第一横向轴线124的方向朝向和/或远离滚筒114移动。

此外，定向装置144包括一个或多个致动器210(例如，一个或多个附加致动器210)，所述致动器被配置为相对于轴线128'旋转更换工具142。例如，这样的致动器210配置为使更换工具142绕轴线128'沿顺时针方向160和/或逆时针方向162旋转，以帮助将更换工具142与一个或多个磨损零件116对准。定向装置144还包括一个或多个致动器210，该致动器210配置为沿箭头164的方向和/或沿箭头166(图1)的方向移动更换工具142。因此，在这样的示例中，定向装置144的致动器210配置为使更换工具142沿大致平行于第二横向轴线124的方向朝向和/或远离滚筒114移动。

在本发明的一些示例中，定向装置144包括单个壳体202，其配置为容纳、支撑和/或以其他方式承载本文所述的致动器204、210中的每一个。在另外的示例中，定向装置144包括第一壳体202，其配置为承载与沿一个或多个轨道146移动定向装置144相关联的致动器204、210中的至少一个。在这样的示例中，定向装置144包括一个或多个附加壳体212，附加壳体212连接到壳体202并配置为承载本文所述的附加致动器204、210中的至少一个。在这样的示例中，壳体212固定地连接到壳体202，而由壳体212承载的一个或多个致动器210配置为相对于壳体202移动更换工具142。另一方面，在另外的示例中，壳体212可移动地连接到壳体202，并且在这样的示例中，通过由壳体212承载的各种致动器210的更换工具142的移动可以导致壳体212相对于壳体202的相当的移动。

在本文所述的任何示例中，更换工具142可移除地连接到壳体202、212中的至少一个。例如，更换工具142包括基部214，该基部214配置为在移除和/或安装一个或多个磨损零件116期间支撑更换工具142的各种部件。在这样的示例中，基部214包括基本刚性的壳体、板、平台和/或配置为与壳体212和/或壳体202配合的其它结构。例如，基部214包括一个或多个凸片、夹具、通道、配件、通孔、凸缘和/或配置为与壳体212的一个或多个对应装置联接的其它装置。在图2的示例中，更换工具142包括致动器216，该致动器216由基部214承载并配置为相对于基部214移动更换工具142的一个或多个部件。例如，致动器216包括一个或多个电动机(例如，伺服电动机)、气动致动器、液压缸，或配置为相对于基部214移动更换工具142的第一组件218的其它致动装置。在这样的示例中，致动器216配置为沿箭头156、158的方向沿更换工具142的轴线220(例如，中心纵向轴线)移动第一组件218和/或连接到其上的更换工具142的部件。如图2所示，定向装置144的各个致动器204、210配置为相对于由滚筒114承载的磨损零件116定向和/或以其它方式移动更换工具142，并将更换工具142设置在上述一个或多个更换位置中。例如，为了实现示例更换位置，定向装置144移动更换工具142，使得更换工具142接合磨损零件116的至少一部分，并且使得更换工具142的轴线220基本上与磨损零件116的轴线145共线。为了实现另一示例更换位置，定向装置144移动更换工具142，使得更换工具142接合磨损零件116的至少一部分，并且使得轴线220相对于磨损零件116的轴线145以等于大约0度和大约140度之间的夹角设置。应当理解，在进一步的示例中，考虑了轴125、220之间的附加夹角。在一些示例中，致动器216包括一个或多个液压缸，该液压缸配置为沿箭头158的方向从基部214膨胀或延伸，并沿箭头156的方向相对于基部214缩回。致动器216的这种配置帮助沿箭头156、158的方向移动第一组件218。

在一些示例中，第一组件218包括连接到致动器216的第一平台226。第一平台226包括基本为平面的，基本为刚性的板、梁、轴和/或其它部件，所述板、梁、轴和/或其它部件配置为支撑连接到其上的更换工具142的各种部件，并承受冲击、振动、应力、应变、扭矩、负载和/或与从滚筒114移除磨损零件116和/或将磨损零件116安装到滚筒114上相关联的其它力。第一组件218还包括一个或多个臂228、230，该一个或多个臂228、230可移动地连接到第一平台226上并且被配置为与滚筒114的至少一部分或连接到滚筒114的外表面118上的一个或多个部件接合、接触、抓握和/或以其他方式配合。如图2所示，臂228、230中的一个或两个基本上沿箭头158的方向从第一平台226横向延伸。通过这种配置，臂228、230从第一平台226朝向滚筒114延伸，同时更换工具142与磨损零件116配合。例如，第一组件218包括配置为相对于第一平台226移动臂228的致动器232，还包括配置为相对于第一平台226移动臂230的致动器234。如以上关于至少致动器210所描述的，致动器232、234被配置为相对于第一平台226旋转臂228、230以帮助接合设置在滚筒114的外表面118上的一个或多个部件。例如，致动器232配置为沿顺时针方向236旋转臂228以接合一个或多个这样的部件，而致动器234配置为沿逆时针方向238旋转臂230以接合这样的部件。类似地，致动器232配置为沿逆时针方向238转动臂228以脱离这些部件，而致动器234配置为沿顺时针方向236转动臂230以脱离这些部件。

臂228包括与第一平台226相对和/或与致动器232相对设置的端部240。类似地，臂230包括与第一平台226相对和/或与致动器234相对设置的端部242。端部240包括端部执行器244，端部242包括端部执行器246。在这样的示例中，端部执行器244、246包括各自的臂228、230的远端、尖端和/或其他部分，这些臂被配置为用于与滚筒114的至少一部分或连接到滚筒114的外表面118上的一个或多个部件相接合、接触、抓握和/或以其他方式配合。例如，如图2所示，滚筒114包括一个或多个固定地连接到滚筒114的外表面118的基块248。每个相应的基块248被配置为支撑一个或多个附加部件，所述附加部件被配置为可移除地将相应的磨损零件116连接到滚筒114。例如，基块248包括基本刚性的基部、平台和/或焊接、螺栓连接和/或以其它方式连接到滚筒114的其它结构，以便相对于外表面118固定相应磨损零件116的位置。例如，如下面将描述的，零件保持器固定地连接到基块248，并且零件保持器包括通道、凹部和/或其它部件，所述通道、凹部和/或其它部件配置为在磨损零件116可移除地连接到滚筒114时保持磨损零件116的至少一部分。在本文所述的任何示例中，基块248包括一个或多个凹部250、252、搁板、凸缘、凸片、延伸部、棘爪、通道、脊或其它部件，臂228、230在从滚筒114移除磨损零件116和/或在滚筒114上安装新的磨损零件116时与这些部件接合。在图2所示的示例中，当更换工具142从滚筒114移除磨损零件116时，端部240的至少一部分(例如，端部执行器244的至少一部分)与凹部250接合、至少部分地设置在凹部250内、与凹部250接触和/或以其他方式配合。类似地，当更换工具142从滚筒114移除磨损零件116时，端部242的至少一部分(例如，端部执行器246的至少一部分)接合凹部252、至少部分地设置在凹部252内、与凹部252接触和/或以其它方式与凹部252配合。

在图2的示例中，更换工具142还包括致动器254，该致动器254由第一平台226承载并配置为相对于基部214移动更换工具142的一个或多个附加部件。例如，致动器254包括一个或多个电动机(例如，伺服电动机)、气动致动器、液压缸或其他致动装置，这些致动装置被配置为用于使更换工具142的第二组件256相对于基部214和/或相对于第一组件218的第一平台226移动。在这些示例中，致动器254与致动器216基本相似和/或相同。例如，致动器254配置为沿箭头156、158的方向沿更换工具142的轴线220移动第二组件256和/或连接到其上的更换工具142的部件。在一些示例中，致动器254包括一个或多个液压缸，该液压缸配置为沿箭头158的方向从第一平台226伸展或延伸，并沿箭头156的方向相对于第一平台226缩回。致动器254的这种配置帮助使第二组件256相对于第一组件218沿箭头156、158的方向移动。第二组件256相对于第一组件218的这种移动帮助从滚筒114移除磨损零件116和/或将磨损零件116安装在滚筒114上。

在一些示例中，第二组件256包括连接到致动器254的第二平台258。第二平台258基本上与第一平台226相似和/或相同。例如，第二平台258包括基本为平面的，基本为刚性的板、梁、轴和/或其它部件，所述板、梁、轴和/或其它部件配置为支撑连接到其上的更换工具142的各种部件，并承受冲击、振动、应力、应变、扭矩、负载和/或与从滚筒114移除磨损零件116和/或将磨损零件116安装到滚筒114上相关联的其它力。第二组件256还包括一个或多个臂260、262，该一个或多个臂260、262可移动地连接到第二平台258并且被配置为当从滚筒114移除磨损零件116时与磨损零件116的至少一部分接合、接触、抓握和/或以其他方式配合。如图2所示，臂260、262中的一个或两个基本上沿箭头158的方向从第二平台258横向延伸。利用这种配置，臂260、262从第二平台258朝向滚筒114延伸，同时更换工具142与磨损零件116配合。

第二组件256还包括配置为相对于第二平台258移动臂260的致动器264，以及配置为相对于第二平台258移动臂262的致动器266。如上关于至少致动器210所述，致动器264、266配置为相对于第二平台258旋转臂260、262，以帮助接合可移除地连接到滚筒114的一个或多个磨损零件116。例如，致动器264配置为沿顺时针方向236旋转臂260以接合一个或多个这种磨损零件116，并且致动器266配置为沿逆时针方向238旋转臂262以接合这种磨损零件116。类似地，致动器264配置为沿逆时针方向238旋转臂260以脱离这种磨损零件116，并且致动器266配置为沿顺时针方向236旋转臂262以脱离这种磨损零件116。

臂260包括与第二平台258相对和/或与致动器264相对设置的端部268。类似地，臂262包括与第二平台258相对和/或与致动器266相对设置的端部270。端部268包括端部执行器272，端部270包括端部执行器274。在这样的示例中，端部执行器272、274包括各自的臂260、262的远端、尖端和/或其他部分，所述臂260、262被配置为与磨损零件116的至少一部分接合、接触、抓握和/或以其他方式配合。例如，如图2所示，磨损零件116包括一个或多个搁板、凸缘、凸片、延伸部、棘爪、通道、脊、垫圈276和/或其它部件，当从滚筒114上拆下磨损零件116时和/或当在滚筒114上安装新的磨损零件116时，臂260、262与这些部件接合。

在图2所示的示例中，磨损零件116包括可移动地设置在磨损零件116的弹簧夹278上的环形垫圈276。例如，弹簧夹278包括基本上中空的、基本上圆柱形的轴或其它这种部件，并且弹簧夹278包括设置在其中的弹簧或其它偏压构件。这种偏压构件朝向磨损零件116的近端偏压垫圈276(例如，当磨损零件如图2所示定向时，沿箭头158的方向)，并远离磨损零件116的远侧尖端280。远侧尖端280包括金刚石尖端、硬化钢尖端和/或其它配置，并且远侧尖端280配置为在使用滚筒114期间接合工作表面110并作用在工作表面110上。当磨损零件116被安装到固定地连接到基块248的零件保持器282中时，垫圈276和零件保持器282之间的接触使垫圈向远侧朝向远侧尖端280移动。例如，当通过朝向基块248移动弹簧夹278(例如，沿箭头156的方向)而将弹簧夹278设置在零件保持器282的凹部284内时，垫圈276接合零件保持器282，并且零件保持器282沿箭头156的方向相对于弹簧夹278移动垫圈276。

第二组件256还包括杯286，该杯286配置为接合远侧尖端280、垫圈276和/或磨损零件116的其它部件。在图2的示例中，杯286固定地或可移动地安装到第二平台258，并且杯286包括凹部288，凹部288的形状，尺寸和/或以其他方式配置为当更换工具142与磨损零件116配合时在其中接纳远侧尖端280的至少一部分。例如，如图2所示，杯286的第一端290固定地或可移动地连接到第二平台258，并且杯286包括从杯286的第二端292向第一端290延伸的基本圆锥形和/或基本圆顶形的内部凹部288。这样的凹部288配置为基本上接纳新的未磨损的磨损零件116的整个远侧尖端280。

当将这种新的磨损零件116安装到零件保持器282中和/或安装到滚筒114上时，臂260、262的端部执行器272、274接合垫圈276，并沿箭头156的方向推动垫圈276，使得垫圈276和/或至少部分远侧尖端280保持与杯286的端部292接触。在这样的示例中，杯286可相对于第二平台258和/或相对于端部268、270沿箭头158的方向移动，以帮助接合磨损零件116。另外地或可选地，当将新的磨损零件116安装到零件保持器282中时，端部执行器272、274可在箭头156的方向上相对于第二平台258和/或相对于杯286移动，以帮助接合磨损零件116。当安装或移除磨损零件116时，第二平台258可沿箭头156、158的方向相对于第一平台226移动。附加地或替代地，当安装或移除磨损零件116时，第一平台226可相对于第二平台258沿箭头156、158的方向移动。参照图2描述的更换工具142的部件以及这些部件的相对运动帮助更换工具142在本文所述的任何示例中移除和安装磨损零件116。此外，这样的更换工具142被配置为与这里描述的任何更换系统一起使用。应当理解，上述更换工具142和更换系统138配置为以使机器104的停机时间最小化的方式移除和安装这种磨损零件116。因此，上述更换系统138提高了工地效率，并且可以使与磨损零件故障和/或磨损零件116的过早更换相关的维护成本最小化。更换系统138还通过降低与手动更换这种磨损零件116相关的伤害风险来提高工地安全性。

图3示出了本发明的附加更换系统300，其中采用了这种更换工具142。更换系统300包括具有定向装置304的承载组件302，定向装置304配置为相对于可移除地连接到滚筒114的一个或多个磨损零件116在多个方向上移动更换工具142。在图3所示的示例中，承载组件302的至少一部分可移动地连接到机器104(图1)的框架120。在这样的示例中，更换系统300的一个或多个部件可例如由操作者106相对于框架120半手动地移动或完全手动地移动。例如，承载组件302包括一个或多个连杆，并且至少一个连杆通过与上述致动器204、210类似的一个或多个致动器可移动地连接到框架120和/或承载组件302的其它部件。在这种“半手动”示例中，这些致动器配置为至少部分地帮助操作者106移动更换工具142和/或承载组件302的其它部件，同时从滚筒114移除磨损零件116，和/或同时将这种磨损零件116安装在滚筒114上。另一方面，在更换系统300的“完全手动”示例中，省略了这种致动器。

如图3所示，更换系统300的示例定向装置304包括一个或多个手柄306，其可由操作者106操纵或以其它方式“抓握”，以帮助操作者106理想地定位更换工具142。这样的手柄306从定向装置304的延伸。在这样的示例中，相对于图2的示例定向装置144指出的各种致动器204、210从定向装置304中省略。

此外，更换系统300的承载组件302包括经由接头310可移动地连接到机器104的框架120的连杆308。连杆308包括一个或多个轴、梁、杆，和/或其他基本上刚性的结构，其被配置为用于支撑可移动地安装到框架120上的更换工具142和/或承载组件302的其他部件的重量。接头310包括例如一个或多个轴承、衬套、球窝接头和/或配置为允许连杆308和框架120之间的移动的完全自由度和/或运动范围的其它此类配件。承载组件302可根据需要包括一个或多个附加的连杆-接头配置，以提供更换工具142相对于框架120的最佳运动自由度。例如，如图3所示，承载组件302还包括通过接头314可移动地连接到连杆308的连杆312。在一些示例中，更换工具142可移动地连接到连杆312并且可相对于框架120手动移动。在一些示例中，承载组件302还包括经由接头318可移动地连接到连杆312的连杆316。在任何这样的示例中，定向装置304的壳体固定地或可移动地连接到上述连杆308、312、316中的一个或多个，并且更换工具142连接到定向装置304的壳体。

在这样的示例中，更换系统300提供用于从滚筒114移除一个或多个磨损零件116和/或用于将一个或多个这样的磨损零件116安装在滚筒114上的附加装置。除了以上关于更换系统138描述的一个或多个方面之外，图3的更换系统300还减少了与从滚筒114移除磨损零件116和/或安装新的磨损零件116相关联的操作者疲劳。结果，提高了操作者的安全性和效率。

图4示出了本发明的另一示例更换系统400，其中使用了更换工具142。更换系统400包括具有定向装置404的承载组件402，定向装置304配置为相对于可移除地连接到滚筒114的一个或多个磨损零件116在多个方向上移动更换工具142。在图4所示的示例中，承载组件402包括可操作地连接到机器控制器170、一个或多个电子装置182和/或工地控制器184的自主漫游器406。例如，漫游器406包括控制器408，控制器408经由网络180可操作地连接到机器控制器170和/或上述一个或多个其它装置/控制器。漫游器406配置为在工地102处横穿工作表面110，以帮助相对于需要更换的一个或多个磨损零件116定位更换工具142。图4所示的定向装置404被配置为以上述任何方式相对于这种磨损零件116移动更换工具142，并且定向装置404与以上至少关于图2描述的定向装置144基本上类似和/或相同。例如，定向装置404包括一个或多个致动器，该致动器配置为相对于这种磨损零件116移动定向装置404，和/或配置为移动更换工具142。在图4的示例中，更换系统的定向装置和/或其它可控部件可操作地连接到漫游器406的控制器408，并且控制器408配置为控制其操作以从滚筒114移除一个或多个磨损零件116和/或将一个或多个磨损零件116安装在滚筒114上。

图4中所示的漫游器406包括任何道路上或越野车辆，其配置为可控制地横穿工作表面110的一部分并占据更换工具142可接近可移除地连接到滚筒114的一个或多个磨损零件116的位置。在一些示例中，漫游器406包括半自主或完全自主的机器，该机器可以至少部分地基于由控制器408从机器控制器170、电子装置182和/或工地控制器184接收的指令来控制。漫游器406包括一组轮子、轨道或其它地面接合元件，以及用于驱动这种地面接合元件移动的动力源。动力源是以化石燃料或混合燃料运行的常规内燃机和由替代能源(例如电池、太阳能等)提供动力的电操作驱动器中的至少一种。漫游器406的控制器408基本上与上述机器控制器170和/或工地控制器184相似和/或相同，并且控制器408包括一个或多个处理器、存储器和/或包括在机器控制器170和/或工地控制器184中的其它部件。

漫游器406还包括可操作地和/或以其它方式连接到控制器408的通信装置(未示出)和位置传感器(未示出)。通信装置被配置为允许在控制器408与例如机器控制器170和/或工地控制器184之间无线传输多个信号、指令和/或信息。通信装置包括被配置为向例如机器控制器170和/或工地控制器184的接收器发送信号的发送器。通信装置还包括被配置为接收这种信号的接收器。在一些示例中，通信装置的发送器和接收器被组合为收发器或其它这样的部件。在这里描述的任何示例中，通信装置使得能够经由网络180在控制器408和其他系统部件之间进行通信。

漫游器406的位置传感器被配置为确定漫游器406在工地102处的位置和/或定向。在一些示例中，位置传感器包括全球导航卫星系统(GNSS)或全球定位系统(GPS)的部件。或者，利用通用全站仪(UTS)来定位漫游器406的相应位置。在一些示例中，漫游器406的位置传感器包括GPS接收器、发射器、收发器、激光棱镜和/或其他此类装置，并且位置传感器与一个或多个GPS卫星和/或UTS通信，以连续地、基本上连续地或以各种时间间隔确定漫游器406的相应位置。在这样的示例中，机器104还可以包括与一个或多个GPS卫星和/或UTS通信的类似的位置传感器，并且这样的GPS卫星和/或UTS也被配置为确定机器104的相应位置。在本文所述的任何示例中，由相应位置传感器确定的位置可由控制器408、机器控制器170、工地控制器184和/或系统100的其它部件使用，以协调机器104、漫游器408和/或系统100的其它部件的活动。

在这里描述的任何示例中，控制器408、机器控制器170、电子装置182、工地控制器184和/或系统100的其它部件可操作来以手动模式、半自主模式和/或完全自主操作模式控制系统100的各个部件。在示例全自主操作模式中，系统100的相应部件的控制器至少部分地控制转向、速度、加速度、减速度、滚筒高度、滚筒速度、定向装置操作、更换工具操作、漫游器操作和/或这些部件的其他功能，而无需来自操作者106的输入。在这样的示例中，并且如上所述，漫游器406包括自主漫游器406。在示例半自主操作模式中，系统100的相应部件的控制器至少部分地控制一个或多个这样的功能，而不需要来自操作者106的输入，但是在这样的操作模式中，操作者106能够在执行这样的功能之前或期间帮助或覆盖来自控制器的指令。在示例手动操作模式中，操作者106手动地控制这些功能的执行，但是系统100的相应部件的控制器周期性地和/或临时地控制这些功能的执行(例如，在“巡航控制”上控制系统100的部件的速度)。

继续参照图4，漫游器406还包括至少一个传感器410，其配置为捕获与滚筒114相关的传感器数据或其它信息。如上所述，这种传感器数据包括例如位置信息、定向信息、视频和/或可移除地连接到滚筒114的一个或多个磨损零件116的一个或多个图像(例如静止图像)。在示例中，传感器410基本上类似于和/或与上述传感器134相同，并且传感器410还具有相应的视场412。例如，传感器410可以是光学传感器、二维数字照相机、三维数字照相机或测距传感器，包括但不限于雷达传感器、LIDAR传感器、飞行时间传感器、高速成像装置等。在这样的示例中，传感器410捕获包括视频和/或图像的传感器数据，其示出了设置在滚筒114上的一个或多个磨损零件116。传感器410将这样的传感器数据发送到控制器408，并且控制器408使用这样的传感器数据来帮助将漫游器408导航到接近滚筒114的位置，在该位置处，更换工具142可以接近所示出的磨损零件116中的一个或多个以便将其移除。另外，类似于以上参照图1所述的过程，控制器408和/或机器控制器170利用从传感器410接收的传感器数据来执行一个或多个磨损模型。在这样做时，控制器408和/或机器控制器170被配置为识别需要更换的一个或多个磨损零件116。控制器408和/或机器控制器170还可以至少部分地基于从传感器410接收的传感器数据来提供一个或多个磨损零件116需要更换的指示。在一些示例中，控制器408和/或机器控制器170利用这样的磨损模型来生成直到可拆卸地连接到滚筒114的一个或多个磨损部件116将需要被更换的估计时间(例如，磨损持续时间)。在本文所述的任何示例中，控制器408和/或机器控制器170可采用一个或多个对象识别算法或其它程序来帮助识别和/或分类诸如滚筒114、一个或多个磨损零件116等对象。

在图4的示例中，传感器410包括由漫游器406承载的第一传感器，其与控制器408、机器控制器170、电子装置182和/或工地控制器184通信和/或以其他方式可操作地连接到控制器408、机器控制器170、电子装置182和/或工地控制器184。在这样的示例中，承载组件402还可包括与一个或多个上述控制器通信并可随更换工具142移动的一个或多个附加传感器。例如，承载组件402还包括传感器414，其与控制器408、机器控制器170、电子装置182和/或工地控制器184通信，并且可与更换工具142一起移动。在这样的示例中，传感器414基本上类似于和/或相同于以上关于图1描述的传感器168。例如，传感器414可捕获包括磨损零件116的位置信息、定向信息、视频和/或一个或多个图像的传感器数据，并且由传感器414捕获的传感器数据可用于帮助移除一个或多个磨损零件116。例如，控制器408被配置为接收由传感器414捕获的视频、图像和/或其他传感器数据。控制器408还配置为使用这种传感器数据识别需要更换的可移除地连接到滚筒114的一个或多个磨损零件116。在这里描述的任何示例中，控制器408和/或机器控制器170将这种传感器数据输入到图像识别引擎、算法、模型或其它部件中。这些部件基于接收的传感器数据识别需要更换的一个或多个磨损零件116。控制器408和/或机器控制器170使用来自这些部件的输出来通过定向装置144控制更换工具142的移动。特别地，控制器408使用从传感器414接收的传感器数据和/或从图像识别引擎或上述其它部件接收的输出来控制定向装置404的操作。这种操作包括将更换工具142移动到本文所述的一个或多个更换位置。例如，这种操作包括移动更换工具142，使得更换工具142的轴线基本上与轴线145共线，并且使得更换工具142的一个或多个臂、杯、端部执行器或其他部件与特定的识别出的磨损零件116配合。控制器408和/或机器控制器170还使用来自传感器414的传感器数据和/或其它信息来确认更换工具142与滚筒114和/或磨损零件116正确配合和/或以其它方式相对于滚筒114和/或磨损零件116定位，使得可控制更换工具142以从滚筒114移除磨损零件116。在这样的示例中，从传感器404接收的传感器数据使得控制器408能够在从滚筒114移除磨损零件116时和/或在将磨损零件116安装在滚筒114上时控制定向装置404和/或更换工具142的移动和操作。

控制器408还使用从传感器414接收的传感器数据来控制承载组件402的一个或多个其它部件。例如，承载组件402包括一个或多个连杆，并且至少一个连杆通过与上述致动器204、210类似的一个或多个致动器可移动地连接到框架漫游器406和/或承载组件402的其它部件。这种致动器配置为控制各种连杆相对于漫游器406的框架的移动。例如，承载组件402包括通过接头418可移动地连接到基本上刚性的框架和/或漫游器406的其它部分的连杆416。连杆416基本上类似于和/或相同于以上关于图3描述的连杆308。例如，连杆416包括一个或多个轴、梁、杆和/或其他基本上刚性的结构，这些结构被配置为用于支撑可移动地安装到漫游器406上的更换工具142和/或承载组件402的其他部件的重量。接头418包括例如一个或多个轴承、衬套、球窝接头和/或其他这样的配件，这些配件被配置为允许连杆416与安装有连杆416的漫游器408的部分之间的完全的移动自由度和/或运动范围。附加地或替代地，接头418包括与上述致动器204、210类似和/或相同的一个或多个致动器。

承载组件402可根据需要包括一个或多个附加的连杆-接头配置，以提供更换工具142相对于漫游器406的最佳运动自由度。例如，如图4所示，承载组件402还包括通过接头422可移动地连接到连杆416的连杆420。在一些示例中，更换工具142可移动地连接到连杆420。在一些示例中，承载组件402还包括经由接头426可移动地连接到连杆420的连杆424。在任何这样的示例中，定向装置404的壳体固定地或可移动地连接到上述连杆416、420、424中的一个或多个，并且更换工具142连接到定向装置404的壳体。在这些示例中，连杆420、424与连杆416基本相似和/或相同，并且接头422、426与接头418基本相似和/或相同。因此，在这样的示例中，更换系统400提供了用于从滚筒114移除一个或多个磨损零件116和/或用于将一个或多个这样的磨损零件116安装在滚筒114上的又一装置。类似于以上关于图1-4描述的更换系统和其它部件，更换系统400以最小化与更换磨损的磨损零件116相关联的机器104的停机时间的方式帮助执行这些任务。结果，更换系统400提高了工地效率，并且可以使与磨损零件故障和/或磨损零件116的过早更换相关联的维护成本最小化。更换系统400还通过降低与手动更换这种磨损零件116相关的伤害风险来提高工地安全性。

图5示出了描述示例方法500的流程图，该示例方法500涉及从滚筒114移除磨损零件116并将新的磨损零件116安装在滚筒114上的适当位置。示例方法500被示为逻辑流程图中的步骤集合，其中每个步骤表示以硬件、软件或其组合实现的动作或操作。在软件的上下文中，这些步骤表示存储在存储器中的计算机可执行指令。当这些指令由例如机器控制器170、电子装置182、工地控制器184、控制器408和/或本文所述的其它控制器或处理器的一个或多个处理器执行时，这些指令使这些部件执行所述动作或操作。通常，计算机可执行指令包括执行特定功能或实现特定抽象数据类型的例程、程序、对象、部件、数据结构等。描述操作的顺序不旨在被解释为限制，并且可以以任何顺序和/或并行地组合任何数目的所描述的块来实现这些过程。在一些实施例中，可以完全省略该过程的一个或多个块。此外，关于方法500描述的一个或多个步骤可以全部或部分地组合。另外，在一些示例中，方法500的各个步骤可以与其它方法组合。为了便于描述，方法500将在下面关于系统100、机器104、更换系统138、机器控制器170和/或一个或多个处理器或其其它部件来描述，除非另有说明。

在502，机器控制器170接收与滚筒组件108相关的信息。例如，在502，机器控制器170控制传感器134捕获位置信息(例如，坐标)、定向信息、视频、一个或多个图像和/或其它传感器数据。在这样的示例中，由传感器134捕获的传感器数据包括可移除地连接到滚筒114的多个磨损零件116的一个或多个图像。在这些示例中，在传感器数据中示出的多个磨损零件116设置在传感器134的视场136内，并且这些磨损零件116的图像示出了磨损零件116的预期或设计为磨损的表面(例如，磨损表面)，以及接近或支撑磨损零件116的表面(例如，外表面118)或结构(例如，基块248、零件保持器282等)。在一些示例中，在502，机器控制器170产生和/或经由显示器179向操作者106提供通知，提示操作者106捕获磨损零件116或滚筒114的其他部分的某些图像。在示例中，传感器134配置为在滚筒114静止、运动或低于阈值转速的运动时捕获这种传感器数据。例如，在502，当滚筒114以低于操作速度的速度旋转时，传感器134捕获包括示出多个磨损零件116的图像的传感器数据，其中操作速度是当机器104操作时滚筒114旋转的速度。

在504，机器控制器170至少部分地基于在502接收的信息确定可移除地连接到滚筒114的一个或多个磨损零件116是否需要更换。例如，在504，数据处理器174评估包括在传感器数据中的视频、图像和/或其它信息，以确定包括在传感器数据中的一个或多个图像中示出的磨损零件116的存在、健康和/或状况。在一些示例中，在504，机器控制器170将包括在传感器数据中的磨损零件图像、轮廓、点云数据和/或其他信息与包括在磨损模型190中的相应信息进行比较。在一些示例中，在504，机器控制器170和/或数据处理系统188将这种传感器数据输入到磨损模型190、一个或多个机器学习算法、一个或多个图像分析引擎和/或其他评估模型中。

如以上关于至少图1所述，至少部分地基于这种传感器数据，磨损模型190生成并提供关于包含在传感器数据中的图像中的一个或多个磨损零件116是否需要更换的指示。在这些示例中，在504，磨损模型190生成用于更换磨损零件116的指令，并且这些指令可以由承载组件控制器176和/或更换工具控制器178执行，以便于由更换系统138更换一个或多个磨损零件116。这些指令以及机器控制器170和/或磨损模型190可基于传感器数据识别需要更换的磨损零件116中的特定磨损零件。这种指示可包括和/或识别需要更换的特定磨损零件116在滚筒114上的相应位置。磨损模型190还可以产生直到磨损零件116需要更换的估计时间，并且可以产生包括这种信息的一个或多个通知。在504，机器控制器170可使显示器179输出一个或多个这样的通知和/或指示，以识别需要更换的一个或多个磨损零件116。

例如，在504，数据处理器174确定轮廓、二维图像、点云模型、三维图像和/或特定磨损零件116的状况或磨损状态的其它指示是否超过相应的更换阈值。在该过程中，数据处理器174和/或磨损模型190在504处产生这种状况或磨损状态的指示，并使用在502处接收的传感器数据。在这样的示例中，机器控制器170在504确定一个或多个这样的指示是否超过(例如，大于)相应的更换阈值，从而指示相关的磨损零件116需要更换。

如果在504，机器控制器170确定在502接收的传感器数据中包括的和/或由传感器数据识别的磨损零件116中没有一个需要更换(504：否)，则机器控制器170返回到502并且继续接收与滚筒组件108和/或滚筒114相关联的信息。另一方面，如果在504，机器控制器170确定在502接收的传感器数据中包括的和/或由传感器数据识别的磨损零件116中的一个或多个需要更换(504：是)，机器控制器进行到506。

在506处，机器控制器170使滚筒114移动到更换定向，在该更换定向中，在504处识别的一个或多个磨损零件可由可操作地连接到机器控制器170的更换系统138接近。在一些示例中，在506，操作者106经由机器104的显示器179和/或其他用户界面向机器控制器170提供指示、输入和/或其他此类请求。在这样的示例中，机器控制器170至少部分地基于这样的请求使滚筒组件108将滚筒114旋转到更换定向。附加地或替代地，在506，机器控制器170使滚筒114自动地和/或在没有来自操作者106的输入的情况下移动到更换定向506。

在508，机器控制器170使更换系统138移除在504识别的一个或多个磨损零件116。例如，在508，机器控制器170使更换系统138的更换工具142与可移除地连接到滚筒114的特定磨损零件116接触、接合和/或以其他方式相遇，并从滚筒114移除磨损零件116。在这些示例中，在508，传感器168捕获与待更换的磨损零件116相关联的附加传感器数据。例如，这种附加传感器数据包括视频、一个或多个图像和/或磨损零件116特有的其它信息。传感器168将这种附加传感器数据引导到机器控制器170。

在508，承载组件控制器176使定向装置144相对于特定磨损零件116定位更换工具142，以便于移除磨损零件116。例如，在502处接收的传感器数据和/或在508处从传感器168接收的附加传感器数据包括指示特定磨损零件116在滚筒114上的位置的信息。承载组件控制器176控制定向装置144以将更换工具142定位在所识别的位置附近，并且在这样的示例中，定向装置144将更换工具142定向和/或以其他方式移动到本文所述的任何更换位置。例如，在一些示例中，定向装置144定位更换工具142，使得更换工具142的轴线220基本上与磨损零件116的轴线145共线，和/或使得更换工具142接合磨损零件116的至少一部分。如上所述，以这种方式定位更换工具142尤其包括用定向装置142沿一个或多个轨道146在箭头208的方向和/或箭头206的方向上移动更换工具142。更换工具142的这种定位还可以包括利用定向装置144旋转更换工具142，如上关于图2所述，和/或利用定向装置142在基本上平行于轴线145的方向上移动更换工具142。

另外，在508处，更换工具控制器178旋转和/或以其他方式移动更换工具142的臂228、230(例如，沿着轴线220)，以便将端部执行器244、246至少部分地设置在支撑磨损零件116的基块248的对应凹部250、252内。此外，在508处，更换工具控制器178旋转和/或以其他方式移动更换工具142的臂260、262(例如，沿着轴线220)，以使磨损零件116的垫圈276的至少一部分与端部执行器272、274接合。在508，更换工具控制器178还移动和/或以其他方式定位更换工具142的杯286，以便接合磨损零件116的至少一部分尖端280和/或至少一部分垫圈276。在磨损零件116如上所述接合的情况下，在508处，更换工具控制器178沿箭头156的方向相对于基部214和/或相对于定向装置144移动更换工具142的第二组件256。附加地或可选地，在磨损零件116如上所述接合的情况下，在508，更换工具控制器178沿箭头158的方向相对于基部214和/或相对于定向装置144移动更换工具142的第一组件218。在508处第一组件218和第二组件256中的至少一个以这种方式的运动促使磨损零件116从零件保持器282脱离，并因此将磨损零件116从滚筒114移除。

虽然端部执行器272、274在本文中被描述为接合垫圈276以帮助在508处从零件保持器282移除磨损零件116，但是在其他示例中，端部执行器272、274被配置为在508处抓握、切入、向磨损零件116的尖端280施加相反的力，和/或以其他方式接合磨损零件116的尖端280以帮助移除磨损零件116。在这样的示例中，杯286可以省略，或者可以至少部分地接合尖端280的远端，而端部执行器272、274直接接合尖端280。在其它示例中，在508处，端部执行器272、274中的至少一个被配置为接近和/或接合至少部分地设置在零件保持器282内的磨损零件116的部件。例如，在508处，端部执行器272、274中的至少一个经由零件保持器282中的开口和/或通道(未示出)接合弹簧夹278、柄和/或磨损零件116的其它部件。当如此接合时，端部执行器272、274中的至少一个在箭头156的方向上向磨损零件116施加力以帮助从零件保持器282移除磨损零件116。用于移除磨损零件116的这种示例过程在垫圈276已经破裂、移位、损坏和/或以其它方式受损的情况下可能是有用的。

此外，在本文所述的任何示例中，零件保持器282可包括可移除地连接到滚筒114的磨损零件。在这样的示例中，零件保持器282由于使用滚筒114的相对苛刻的条件而随时间磨损，并且在这样的示例中，一个或多个零件保持器282需要移除和/或更换。应理解，在本文所述的任何示例中，臂260、262还被配置为帮助移除和/或更换此类磨损零件保持器282。在这样的示例中，在508处，端部执行器272、274中的至少一个被配置为抓握零件保持器282、向零件保持器282施加相反的力、旋转零件保持器282，和/或以其他方式接合零件保持器282，以帮助从基块248移除零件保持器282。在一些这样的示例中，端部执行器272、274配置为相对于基块248旋转和/或以其它方式移动零件保持器282，以帮助移除零件保持器282。在其它此类示例中，端部执行器272、274被配置为旋转和/或以其它方式移除被配置为将零件固持器282可移除地连接到基块248的一个或多个销、固定螺钉、螺栓和/或其它连接器。另外地或可选地，在508处，端部执行器244、246中的至少一个可被配置为执行上述操作中的一个或多个，以帮助从滚筒114移除零件保持器282。在此类示例中，臂228、230还被配置为用于帮助移除和/或更换此类磨损零件保持器282。

在510，机器控制器170使更换系统138将磨损零件116安装在滚筒114上，以便更换在508移除的磨损零件116。例如，在510处，承载组件控制器176使定向装置144沿轨道146移动更换工具142，使得更换工具142定位成从停放供应198获得新的磨损零件116。一旦正确定位，更换工具控制器178控制更换工具142与设置在停放供应198中的磨损零件116配合，并且承载组件控制器176使定向装置144将更换工具142移动到已移除的磨损零件116的滚筒114上的位置(例如，空零件保持器282的位置)。在510，更换工具控制器178定位磨损零件116，使得磨损零件116的中心轴线145与由零件保持器282限定的凹部284的相应中心轴线基本共线。当正确地定位在510处时，由更换工具142承载的磨损零件116的弹簧夹278定位在凹部284上和/或与凹部284基本对准。在510，更换工具控制器178使第二组件256和/或第一组件218沿箭头158的方向移动，从而将磨损零件116的弹簧夹278基本上完全安装到凹部284中。由于当弹簧夹278沿箭头158的方向插入凹部284中时垫圈276与至少零件保持器282之间的接合，当弹簧夹278沿158的方向移动时垫圈276相对于零件保持器282保持静止。在这样的示例中，当弹簧夹278基本上完全坐落和/或以其它方式设置在凹部284内并且垫圈276邻接零件保持器282的顶部时，新的磨损零件116安装到滚筒114上。

在512，机器控制器170确定可移除地连接到滚筒114的一个或多个附加磨损零件116是否需要更换。在这样的示例中，机器控制器170执行以上关于504描述的一个或多个步骤。例如，在512，机器控制器170和/或数据处理器174确定轮廓、二维图像、点云模型、三维图像和/或特定磨损零件116的状况或磨损状态的其它指示是否超过相应的更换阈值。在该过程中，数据处理器174和/或磨损模型190在512处产生这种状况或磨损状态的指示，并使用在502和/或508处接收的传感器数据。在这样的示例中，机器控制器170在512确定一个或多个这样的指示是否超过(例如，大于)相应的更换阈值，从而指示相关的磨损零件116需要更换。

如果在512处，机器控制器170确定在502处和/或在508处接收的传感器数据中包括的和/或由其识别的磨损零件116中的一个或多个需要更换(512：是)，机器控制器返回到506。另一方面，如果在512，机器控制器170确定在502和/或508接收的传感器数据中包括的和/或由其识别的磨损零件116中没有一个需要更换(512：否)，则机器控制器170进行到514。

在514，机器控制器170记录、处理和/或输出与在508更换和/或在510安装的一个或多个磨损零件116相关的信息。例如，在514，机器控制器170记录项目编号、序列号、SKU号、零件号和/或唯一地标识在508更换和/或在510安装的磨损零件116的其它标识符。机器控制器170还包括日期、时间、轮班、磨损零件位置(在滚筒114上)、机器标识符，和/或在514处的其它信息，并且与在508处更换和/或在510处安装的磨损零件116相关联。在514，机器控制器170将这种信息记录在机器控制器170的一个或多个数据存储器和/或其它存储器部件中。附加地或可选地，在514，机器控制器170经由网络180向控制系统186提供这种信息。在514，控制系统186将这种信息存储在工地控制器184的存储器中。附加地或更换地，在514，批聚合器192和/或数据处理系统188和/或维护支持系统194的其它部件分类、注释和/或以其它方式处理这些信息以供当前或将来使用。在又一示例中，在514，机器控制器170生成提供这种信息的一个或多个通知，并使显示器179和/或一个或多个电子装置182经由用户接口或其他图形界面显示和/或以其他方式输出一个或多个这种通知。

工业实用性

所公开的系统和方法可应用于任何工地102或其它环境中，其中具有一个或多个磨损零件116的机器104用于作用在工作表面110上。通过捕获示出这种磨损零件116的传感器数据，在此描述的更换系统确定示出的磨损零件116中的一个或多个是否需要更换。此外，本发明的更换系统被配置为根据需要快速且安全地移除磨损零件116，并且用新的磨损零件116更换移除的磨损零件116。在此描述的系统还捕获和跟踪唯一地标识被移除和安装的磨损零件的信息，使得可以随时间执行机器特定的、磨损零件特定的和/或工地特定的趋势分析和其他分析。

例如，并参考图1，在完成移位之后，或以某一其它间隔，机器控制器170使传感器134捕获包括设置在机器104的滚筒114上的磨损零件116的图像的传感器数据。数据处理器174和/或数据处理系统188使用磨损模型190确定对应于所示磨损零件116的磨损量。如果机器控制器170确定磨损零件116中的一个或多个实际上需要更换，则承载组件控制器176和更换工具控制器178控制在此描述的更换系统的部件，以移除所识别的磨损零件116，并在滚筒114上安装新的磨损零件116来代替移除的磨损零件116。

本文所述的技术提高了工地(例如工地102)的效率，和/或提高了机器(例如机器104)的效率。作为示例而非限制，在此描述的技术确保磨损零件116被适当地维护和/或更换，这可以导致机器104的更有效的使用，包括但不限于减少燃料消耗和/或其他辅助机器零件的磨损。例如，当磨损零件116未被更换，而是被允许失效时，滚筒114可能开始磨损或以其他方式劣化。在该示例中，与及时更换磨损的磨损零件116相比，更换或修理滚筒114更加昂贵、困难和耗时。此外，本发明的更换系统使与在诸如工地102的恶劣环境中移除和安装磨损零件相关联的安全风险最小化。

所属领域的技术人员将了解，用于实现所公开技术的计算机程序可存储在计算机可读存储媒体上和/或从计算机可读存储媒体读取。所述计算机可读存储介质上可以存储有计算机可执行指令，所述计算机可执行指令在由处理器执行时使所述计算机执行本文所公开的过程等。示例性计算机可读存储介质包括磁存储装置，诸如硬盘、软盘、磁带或本领域已知的其他磁存储装置；光存储装置，例如CD-ROM、DVD-ROM或本领域已知的其他光存储装置；和/或电子存储装置，例如E PROM、闪存驱动器或本领域已知的另一种集成电路存储装置。计算机可读存储介质可以由系统100的一个或多个部件来实现。

对于本领域技术人员显而易见的是，在不脱离本发明的范围的情况下，可以对所公开的有效载荷过载控制系统进行各种修改和变化。通过考虑说明书和对本文所公开的实施例的实践，其它实施例对于本领域的技术人员将是显而易见的。本说明书和示例旨在被认为仅是示例性的，本发明的真实范围由所附权利要求及其等同物指示。

Claims (10)

1.一种系统，包括：

承载组件；

更换工具，其由所述承载组件可移动地支撑；

传感器，其被配置为用于捕获传感器数据，所述传感器数据与可移除地连接到可旋转滚筒上的多个磨损零件相关联；以及

控制器，其被配置为用于从所述传感器接收所述传感器数据，并且使用所述传感器数据来识别所述多个磨损零件中需要更换的磨损零件，其中，至少部分地基于所述控制器对所述磨损零件的识别：

所述承载组件被配置为用于相对于所述磨损零件移动所述更换工具，使得所述更换工具与所述磨损零件相配合，并且

所述更换工具被配置为在所述更换工具与所述磨损零件配合时从所述滚筒移除所述磨损零件。

2.根据权利要求1所述的系统，其中所述承载组件包括定向装置，所述定向装置可操作地连接到所述控制器，并配置为沿大致平行于所述滚筒的中心纵向轴线的方向移动所述更换工具。

3.根据权利要求2所述的系统，其中所述定向装置包括第一致动器和第二致动器，所述第一致动器配置为沿至少一个固定轨道的方向移动所述更换工具，所述第二致动器配置为相对于所述磨损零件旋转所述更换工具。

4.根据权利要求3所述的系统，其中：

所述承载组件被配置为用于移动所述更换工具，使得所述更换工具的中心纵向轴线与所述磨损零件的中心纵向轴线基本上共线，

所述更换工具被配置为用于在所述更换工具的中心纵向轴线与所述磨损零件的中心纵向轴线基本上共线的同时将所述磨损零件从所述滚筒移除，并且

所述第二致动器被配置为使更换工具绕大致平行于滚筒的中心纵向轴线延伸的轴线旋转。

5.根据权利要求1所述的系统，其中所述承载组件包括可操作地连接到所述控制器并配置为横穿工作表面的自主漫游器，所述漫游器包括配置为相对于所述磨损零件移动所述更换工具的定向装置。

6.根据权利要求5所述的系统，其中所述传感器由所述漫游器承载，所述承载组件还包括可移动地连接到所述漫游器的第一连杆，以及可移动地连接到所述第一连杆的第二连杆，所述更换工具可移动地连接到所述第二连杆。

7.根据权利要求1所述的系统，其中所述滚筒可旋转地安装到可沿工作表面移动的铣刨机上，并且其中所述承载组件包括可移动地连接到所述机器的框架上的第一连杆和可移动地连接到所述第一连杆上的第二连杆，所述更换工具可移动地连接到所述第二连杆上并且可相对于所述框架手动移动。

8.根据权利要求1所述的系统，其中所述传感器包括成像装置，并且所述传感器数据包括示出所述磨损零件的至少一部分的视频和图像中的至少一个。

9.一种方法，包括：

用控制器从传感器接收传感器数据，所述传感器数据与可移除地连接到可旋转滚筒上的多个磨损零件相关联；

用所述控制器并且基于所述传感器数据来识别所述多个需要更换的磨损零件中的磨损零件；

利用所述控制器使所述滚筒移动到更换定向，在所述更换定向中，所述磨损零件可由可操作地连接到所述控制器的更换系统接近；以及

利用所述控制器控制所述更换系统的更换工具以与所述磨损零件配合并从所述滚筒移除所述磨损零件。

10.根据权利要求9所述的方法，其中控制所述更换工具以与所述磨损零件配合包括：

接收与所述磨损零件相关联的附加传感器数据；以及

至少部分地基于所述附加传感器数据，并且利用由所述更换系统的承载组件可移动地支撑的定向装置，定位所述更换工具，使得所述更换工具的轴线与所述磨损零件的轴线基本共线。

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