CN114929568A - 用于带式底盘的监控系统 - Google Patents

Abstract

关于至少一个物理参量的监控系统(70)，该至少一个物理参量包括至少一个底盘部件(20；50)中的温度，该系统包括：至少一个检测器装置(40)，其设置在用于车辆的带式底盘(10)的相应底盘部件(20；50)中，检测器装置(40)被配置为检测底盘部件(20；50)的内部温度，并生成包括温度代表数据的无线测量信号；网关(60)，包括网关无线收发器(67)，用于从至少一个检测器装置(40)接收无线测量信号；中央处理单元(68)，其操作地连接到网关无线收发器(67)，并配置为接收和存储包括与至少一个检测器装置(40)相关联的温度代表数据的测量信号，以及无线接入点(57)，其操作地连接到中央处理单元(68)，并配置为接收存储在中央处理单元(68)中的所述测量信号，并生成对应的无线测量信号，无线接入点(57)充当接入由至少一个检测器装置(40)检测的温度代表数据的进入点。

Description

用于带式底盘的监控系统

技术领域

本发明涉及一种关于至少一个物理参量的监控系统，该至少一个物理参量包括至少一个底盘部件中的温度，该底盘部件包括相应的检测器装置。

本公开内容还涉及一种包括检测器装置的底盘部件，尤其为辊组件。

背景技术

带式底盘(belted undercarriage)一般用于操作机器，如土方机器、采矿机器、拆除机器等，以使机器能够在经常不平坦或抓地力差的地面上移动。

带式底盘一般包括两个间隔分开并彼此平行设置的链条组件，该链条组件配置为接收驱动扭矩并将其转移到地面。每个链条组件包括多个底盘部件，这些部件通常包括驱动轮上的闭环链条和与张紧器组件可操作地连接的惰轮(或空转轮)。底盘部件在驱动轮和惰轮之间还包括多个辊，这些辊配置为在链条运动期间引导链条。辊通常包括一个或更多个上辊和多个下辊。

链条通常包括多个连杆，连杆是指链条的单个部件，该部件与其他部件铰接。一般，每个连杆包括一对面向彼此的板。连杆之间通过销相互连接。每个销通常插入板上提供的孔中，并将两个连杆连接在一起。

底板通常安装在与地面直接接触的连杆上，承担将牵引力释放到地面以及增加机器与地面之间的接触面的任务。使用的底板类型取决于机器必须在其上操作的地面、机器必须操作的环境条件以及机器制造商建议的规格。

底盘通常会遭受非常严重的操作条件，这些条件可以源于机器的总重量、从机器发动机转移到地面的高功率、和/或机器必须在其上操作的地形的结构和组成。因此，底盘部件遭受高机械应力，这能够对部件本身造成损坏和磨损。

衬套通常用作辊或销的外部保护，以将连杆板一个接一个地隔开，或接合驱动轮和惰轮。辊由金属制成，一般由钢制成，衬套通常径向置于在辊轴外侧，以降低运动零件之间的摩擦力。衬套通常由非金属制成，诸如青铜，或双金属合金，并且由于这个原因其也被称为术语“青铜衬套”。设置在辊外部的衬套能够与辊围绕轴一体地旋转，或者相对于旋转辊固定。衬套一般经过润滑，以降低衬套与辊、或衬套与轴的接触面之间的摩擦力。

润滑不足会增加摩擦力，导致衬套磨损，衬套的厚度逐渐变薄，直到引起下方的辊或销和/或链条的其他元件损坏。

由于底盘部件的磨损经常需要机器停机以进行维修或更换，已延伸出测量部件磨损状态的解决方案。

润滑不足的迹象是由于接触面之间的摩擦增加、衬套和辊/销中产生热量所致。

专利申请US 2018/0086398涉及一种用于带式车辆的带式组件，该组件包括支撑轴、装配在支撑轴的外边缘的旋转辊，该辊在带的内侧支撑时旋转；第一检测单元，设置在支撑轴和辊之间，用于测量辊的旋转次数或其加速度；第二检测单元，用于测量支撑轴和辊之间的润滑剂的温度；第三检测单元，设置在辊上，用于测量辊的磨损状态；通信单元，用于向外部传输由检测单元测量的值，接收单元，以无线模式接收上述测量结果。在支撑轴和辊之间提供填充有润滑剂的存储器，第二检测单元为暴露于带润滑剂的存储器的温度检测器。

专利申请US 2013/0255354描述了一种底盘组件中的监控装置，该底盘组件具有辊组件，该辊组件包括固定辊部件(轴或壳体)和衬套。监控装置有两个检测器，这些检测器用于检测衬套的两个不同物理特征。在一个示例中，监控装置具有温度检测器，用于测定辊组件内部润滑剂的状态。监测装置可以包括产生输出信号的温度检测器和霍尔效应检测器。该文件提到，输出信号通过无线发射器转移到计算机，或通过连接到监控装置的端口访问数据。

WO 2016/032793 A1涉及一种连杆，该连杆包括磨损检测器，该检测器位于连杆主体的腔体中，并配置为生成表示连杆表面的磨损参数的信号。通信装置接收该信号，并将对应的信号发射到车载计算机或非车载计算机。

以与本申请人相同名义申请的WO 2019/097556 A1涉及一种带式运动组件的元件，其包括至少一个向外打开的座，以容纳磨损检测器，该检测器设置有处理单元，该处理单元设置有收发器模块，其中传感器为耗材类型，并面向遭受磨损的外表面。

如上所表示的，辊遭受强机械应力，导致其磨损。尤其是，本申请人注意到，在移动大型土方机器的操作中，一些底盘部件会遭受强应力。尤其关键的底盘部件是下辊，该下辊具有吸收机器传递载荷以及引导链条的功能。一般，大型挖掘机提供有多个下辊，例如8到32个。当挖掘机运动时，下辊遭受旋转，随之而来的是辊内部的温度显著增加，这可以达到能够影响这些部件功能完整性的临界值。

为了确保车辆正确运行，并同时减少机器的停机次数，重要的是能够实时了解底盘部件、尤其是辊组件(如下辊、上辊或导向辊)中达到的温度。

一种途径为由合格人员借助于诸如红外线枪等近距离温度读数工具来执行定期检查辊的温度。出于明显的安全原因，这些定期巡查需要中断机器的操作，后果是执行巡查所必需的机器停机(尽管有限)。

本申请人注意到，将测量数据从底盘部件的检测单元直接发送到远程站，需要在待监控的部件中存在非常昂贵且经常是庞大的传输装置和/或用于为此类装置供电的相对较大的电池。此外，带式车辆，特别是那些大型车辆，诸如采矿挖掘机，经常用于远程位置，在该远程位置，与蜂窝电信网络的移动连接缺乏或不稳定。

本申请人注意到，对于车辆的远程监控，例如在与车辆相距50米到500米的距离处，实时或在任何情况下定期的远程监控代表一个或更多个底盘部件当前状态的至少一个物理参量，将允许对可能的临界进行高效管理，以及随之而来的由此及时进行干预或计划。

发明内容

本发明涉及一种关于至少一个物理参量的监控系统，该至少一个物理参量在至少一个底盘部件中，并且尤其是多个底盘部件，其中上述至少一个物理参量包括一个或更多个底盘部件的内部温度。

根据本公开内容，提供关于至少一个物理参量的监控系统，该至少一个物理参量包括至少一个底盘部件中的温度，该系统包括：

至少一个检测器装置，该检测器装置设置在车辆的带式底盘的相应底盘部件中，该检测器装置被配置为检测底盘部件内部的温度，并生成包括温度代表数据的无线测量信号；

网关，该网关包括：

网关无线收发器，其用于从至少一个检测器装置接收无线测量信号；

中央处理单元，其操作地连接到网关无线收发器，并配置为接收和存储测量信号，该测量信号包括与上述至少一个检测器装置相关联的温度代表数据，以及

无线接入点，操作地连接到中央处理单元，并配置为接收存储在中央处理单元中的所述测量信号，并生成相应的无线测量信号，该无线接入点充当接入由上述至少一个检测器装置检测的温度代表数据的进入点。

例如，根据本发明，在距带式车辆一段距离处(一般在20米到500米之间)的操作员，能够通过将移动终端或PC连接到安装在车辆上的网关所创建的Wi-Fi网络，远程观察有关受监控底盘部件当前状态的数据。

在本上下文中，短程无线电信号是指作用范围为约5米至约20米的无线电信号。

在本上下文中，中程无线电信号是指作用范围为约20米至约500米的无线电信号。

优选地，由无线接入点生成的无线测量信号是作用范围为20米到500米的中程无线电信号。

优选地，由无线接入点生成的无线测量信号为Wi-Fi信号。

优选地，由至少一个检测器装置生成的无线测量信号是以无连接的广播模式传输的短程无线电信号。优选地，无线电信号为蓝牙信号，更优选低功耗蓝牙。

优选地，网关无线收发器被配置为接收短程无线电信号，优选蓝牙，更优选低功耗蓝牙。

优选地，网关设置在由至少一个检测器装置生成的短程信号的作用范围内，从而允许无线网关收发器从至少一个检测器装置接收无线测量信号。

优选地，网关包括无线蜂窝调制解调器，无线蜂窝调制解调器连接到中央处理单元，并配置为从中央处理单元接收测量信号，并为移动电信网络以射频生成对应的测量信号，该测量信号包括上述至少一个底盘部件的温度代表数据。

优选地，至少一个检测器装置为设置在各个底盘部件内部的多个检测器装置，每个检测器装置被配置为检测相应的底盘部件内部的温度，并生成包括温度代表数据的无线测量信号。

一般，至少一个底盘部件设置在带式底盘中，并且网关设置在包括带式底盘的车辆中。

优选地，网关包括操作地连接到中央处理单元的CAN控制器，CAN控制器用于接收与至少一个检测器装置测量的温度有关、并与中央处理单元中存储的包括温度代表数据的测量信号相关联的数据，CAN控制器操作地连接到车辆上的通信网络。

优选地，检测器装置包括：温度传感器，该传感器位于底盘部件内部的第一腔体中；以及操作地连接到温度传感器的电子检测器模块，该电子检测器模块包括无线发射器，该无线发射器配置为以无线模式生成包括温度代表数据的测量信号。

优选地，监控系统检测至少一个底盘部件的磨损参数，进一步检测所述至少一个底盘部件的温度。

优选地，检测器装置配置为，进一步检测底盘部件内部温度，检测底盘部件外表面的磨损，其中检测器装置包括设置在底盘部件中的磨损传感器，其中，检测器装置的无线发射器被配置为以无线模式生成测量信号，该测量信号包括相应底盘部件的磨损参数代表数据和/或温度代表性数据，并且其中，网关无线收发器被配置为接收无线测量信号，该无线测量信号包括磨损参数代表数据和/或温度代表数据。

优选地，磨损传感器容纳于在底盘部件内部获得的第二腔体中，磨损传感器操作地连接到电子检测器模块，并且其中，第二腔体具有置于底盘部件外表面的第一开口，磨损传感器包括置于第二腔体第一开口处的第一传感器端部。

在一些实施例中，底盘部件为辊组件，该辊组件包括辊主体，该辊主体包括轴向穿过辊主体的中心孔，并且该中心孔配置为接收轴，第一和第二腔体在辊主体内部得到，并且其中，电子检测器模块设置在壳体座中，该壳体座与第一腔体和第二腔体连接，用于分别与温度传感器和磨损体器操作地连接，并且其中壳体座在辊主体中得到，作为面向辊主体外表面开口的凹槽。

优选地，电子检测器模块包括：电路组件、电子处理器、供电电源和与电子处理器操作地连接的无线发射器，从而接收相应的测量信号，该测量信号包括代表温度和可能为磨损参数的数据，该无线发射器以无线模式生成对应的测量信号，该测量信号包括代表温度和可能为磨损参数的数据。

优选地，电子检测器模块的电子处理器配置为接收来自磨损传感器的测量信号，以及来自温度传感器的测量信号。

术语“底盘部件”意为底盘中的任何部件，诸如例如连杆、辊或底板。

在优选实施例中，底盘部件为辊，具体为底盘的下辊。

术语“轴向”，“轴向地”，“径向”和“径向地”为用于参考底盘部件，该底盘部件的至少一个物理参量待被监控。

尤其是，术语“轴向”和“轴向地”意为在底盘部件的纵轴上或在基本平行于所述纵轴的方向上设置/测量或延伸的参考/参量。纵轴线为例如底盘部件的对称轴，例如滚辊的对称轴。

术语“径向”和“径向地”意为在垂直于底盘部件纵轴的方向上设置/测量或延伸的参考/参量。

术语“径向内/外”相应的意为更近或更远离前述纵轴的位置。

“径向内”和“径向外”的表达用于相应的表示沿相对于底盘部件纵轴的径向更靠近和更远离的位置。

术语“轴向内部/外部”相应的意为沿纵轴或沿平行于所述轴的方向更靠近和更远离底盘部件点的位置。

术语“传感器(transducer)”意为与测量参量直接相互作用的装置，即测量链的第一元件，其将物理参量转换为与测量参量有关的电信号。

术语“磨损”是指材料从主体表面渐进式损失。当提及底盘部件时，指的是底盘部件表面材料的渐进式损失。

附图说明

从以下参考附图对本发明优选实施例的描述中，本发明的进一步特征和优点将更加明显。在此类图纸中：

-图1为带式底盘的侧面示意图；

-图2为根据实施例，能够由监控系统监控的底盘部件的截面图；

-图3为图2底盘部件细节的放大图，移除了一些零件，以显示检测器装置的一些细节；

-图4是根据另一个实施例，能够由监控系统监控的底盘部件的截面图；

-图5示意性地说明了能够包括在底盘部件中的电子检测器装置的示例，以及

-图6为根据实施例的多个底盘部件的温度和可能磨损监控系统的框图。

相同的元件或具有相似功能的元件在不同的图纸中用相同的参考标号表示。

具体实施方式

图1示出了一般带式底盘一些部件的侧视示意图。带式底盘10包括两个传动带组件11，其中只有一个在图中可见。每个传动带组件11包括：链条4，该链条4包括通过销和衬套(未示出)相互连接的多个连杆5；惰轮(“惰轮”)1在图中由壳体8部分地隐藏，相对于运动方向的前方设置，并且驱动轮6相对于同一方向的后方设置。在惰轮1和驱动轮6之间，沿底盘的运动方向，设置了多个辊2、3，具体为一个或更多个上辊3和多个下辊2，它们与连杆5接触，用于引导链条4运动。下辊2设置在传动带组件11的下部，设计为吸收载荷并在底盘架的底部将其释放(图中不可见)。上辊3用于引导驱动轮6和惰轮1之间的链条，一般是以低于下辊数量的数量存在。下辊2的数量变化取决于机器的类型和重量。

根据本发明，至少一个底盘部件包括用于监测部件内部温度的检测器装置。

根据实施例，图2为能够由监控系统监控的底盘部件的截面图。在本实施例中，底盘部件为辊组件，具体为下辊的辊组件。截面是纵向平面XY，其包括辊组件的纵轴线Y，在这种情况下为纵向延伸方向。在一般操作位置，纵向平面XY横向于链条的连杆，因此横向于带式底盘的运动方向。

辊组件20包括辊主体21，该辊主体21包括沿纵轴线Y轴向穿过辊主体的中心圆柱形孔，以及沿同一轴线Y延伸至少整个长度的轴22，该轴同轴穿过辊主体21的中心腔体。在图2-4示出的示例中，轴22轴向延伸至辊主体21以外，以便轴的两个相应的端部相对于辊主体21轴向设置在外部。

辊主体21由径向内表面18界定，该内表面普遍为圆柱形形状，面向轴22，具体为面向普遍为圆柱形形状的轴22的外表面。

辊主体21为可移动元件，能够围绕轴22旋转，轴22相对于旋转运动反而固定以及总之相对于其安装的底盘，因此，纵轴线Y定义了辊主体21的旋转轴。

轴22的每个端部刚性地插入到与轴集成的相应的闭合元件23a、23b中。每个闭合元件23a、23b包括相应的座28，用于插入销，用于将辊组件20固定到带式底盘的架上(元件未示出)。

辊组件20包括至少一个衬套27，该衬套装配在轴22的外表面上，以便插入轴22的外表面和辊主体21的内表面18之间。辊主体通过至少一个衬套27与轴22机械联接，衬套27充当两个表面之间的轴承，以降低它们之间的摩擦力。

在该示例中，辊主体21包括两个径向向外延伸的法兰24a、24b。替代的，辊主体能够包括单个法兰或多个法兰。

辊主体21能够制成一个整体或，如图2-4中的示例图示，通过结合两个半辊21a、21b形成。两个半辊21a、21b沿纵轴线Y设置在支座中，并通过焊缝26结合在一起。辊主体能够由钢制成。两个衬套27a、27b沿纵轴线Y位于每个半辊21a、21b处。

可以理解，沿Y方向延伸的单个衬套能够插入辊主体和轴之间。至少一个衬套27a、27b能够由钢、青铜或双金属青铜钢制成。

至少一个衬套27a、27b具有与辊住体21a、21b的径向内表面18接触的径向外表面(未表示)，以及与轴22的外表面接触的径向内表面(未表示)。

在辊组件20内，一般穿过孔插入润滑剂，然后用塞子封闭，该塞子填充位于辊主体21a、21b内表面和衬套27a、27b外表面之间的环形室(元件在图中不可见)。润滑剂允许降低衬套外表面上辊主体旋转运动中的摩擦力。一般，辊组件20包括密封元件，以防止润滑剂从辊组件内部流出，并可能的防止能够具有磨蚀性或腐蚀性的外部介质进入。在图2-4的示例图示中，辊组件20包括密封圈25的两个组件，具体为装配在轴22相应的端部的一对O形圈25。

在示例图示中，每个闭合元件23a、23b安装在轴22上，以便相应的闭合元件(图3)的轴向内侧面23'和径向延伸(例如沿X方向)设置在辊主体21的相应的轴向外侧面上的支座中。密封元件29设置在辊主体21的轴向外侧面和相应的闭合元件23a、23b的轴向内侧面23'之间。

辊组件20包括检测器装置40，更详细的在图3中示出。检测器装置40包括用于检测辊主体21内部温度的温度传感器(temperature transducer)35。温度传感器35设置在辊主体21的内部。辊主体21包括第一腔体37，该第一腔体37用于在其内容纳温度传感器35。第一腔体37由侧壁37'界定，侧壁37'沿腔体延伸轴线在辊主体21内部延伸。

第一腔体37在腔体延伸轴线方向的第一端37a处打开，用于插入温度传感器35，并且普遍用于接入腔体。在图中，第一腔体37通过第一端37a的开口连接到壳体座38(图3)。

壳体座38配置为容纳电子检测器模块32，具体为该模块操作地物理连接至温度传感器35。电子模块32被配置为接收来自温度传感器35的信号，并以无线模式生成包括温度代表数据的信号。

壳体座38在辊主体21中得到，作为凹槽，面向辊主体21外表面的开口，具体为辊主体21的第一外表面39，具体为半辊21a(图3)。座38能够是例如平行六面体或圆柱形。第一外表面39是普遍沿轴X径向延伸的侧面，并且为辊主体21(在半辊21a的示例中)的轴向外表面。

优选地，将电子检测器模块32插入设置在壳体座38内部的容器30中，用于更好地保护包括在电子模块32中的电路部件和电子装置。例如，容器30是合成橡胶盒(用于吸收振动)，其前开口面向外表面的开口。容器30能够填充环氧树脂，以进一步抑制外部应力并使电子检测器模块不漏。

优选地，第一外表面39的开口由透明材料的塞子54闭合，以使检测器模块生成的无线电信号通过，其中塞子由西格(seeger)53固定。

第一腔体37在辊主体21内得到，具体为半辊21a，以便在腔体延伸轴线方向上并与第一端37a相对的第二端37b位于衬套27a附近。

优选地，第一腔体37在第二端37b处是无孔的。温度传感器35具有检测部分35a，并且被容纳在第一腔体37中，使得检测部分35a被设置在第一腔体的第二端37b处。通过这种方式，检测衬套27附近的辊主体21的瞬时温度，其中，由于辊主体21在衬套27上的旋转运动，如果接触面润滑不足或衬套27变薄或磨损，预期温度会有更大增加。

第一腔体37的第二端37b相对于衬套27是近端的，而第一端37a相对于衬套是远端的并且相对于壳体座38是近端的。优选地，第二端37b不与衬套27的外表面接触。例如，其与衬套27外表面的距离为1mm至30mm，沿径向(X)定义。

第一腔体37能够沿腔体延伸轴线具有恒定的径向截面，或始终沿其延伸轴线具有不同面积或形状的截面。在示例图示中，第一腔体37普遍具有圆柱形形状。在实施例图示中，第一腔体37的腔体延伸轴线相对于纵轴线Y倾斜，从而相对于纵轴线Y形成小于90°的角度，例如45°。

温度传感器35配置为生产代表测量温度的电信号。例如，温度传感器35为热探针，优选具有负温度系数的NTC(负温度系数)探针，其因其电阻随着温度增加而减小。优选地，热探针适应于于测量高达约200℃的温度。热探针一般沿主方向延伸，并且检测灵敏部分35a设置在其端部中。

辊组件20，具体为辊主体21，包括第二外表面33，其打算与工作表面(未图示)相互作用，该工作表面能够是例如另一底盘部件的外表面或地面。如果底盘部件是图2-4中的辊组件，则工作表面是另一个底盘部件的表面，具体为连杆的衬套或带式底盘的链条的相同连杆。

在一般操作位置，其磨损状态受监控的辊主体21的第二外表面33是径向X上最外层的上表面。

优选地，辊组件20包括磨损传感器31，该磨损传感器31用于检测第二外表面33的磨损程度。

磨损传感器31设置在辊主体21内。具体地，磨损检测器31插入在辊主体21内部得到的第二腔体34中。第二腔体34由沿腔体延伸轴线延伸的侧壁34'界定。腔体延伸轴线横向于纵轴线Y，优选垂直于纵轴线Y，沿径向X。第二腔体34可以具有实质的圆柱形形状。

在未示出的其他实施例中，第一腔体37和/或第二腔体34的形状可以是基于右多边形的棱柱、基于斜多边形的棱柱、截棱锥。第一和/或第二腔体37、34可以沿其轴向腔体延伸具有恒定的径向截面，或沿其轴向腔体延伸具有不同面积或形状的径向截面。

例如，可以通过例如铰孔得到第一和第二腔体34、37。

第二腔体34在腔体延伸轴线的第一端34a和第二端34b之间延伸。第二腔体34在第一端34a处具有面向第二外表面33的第一开口。第一开口界定了第二腔体34的入口部分。第二腔体34的腔体延伸轴线穿过外表面33上的第一开口34a，并向辊主体21的内侧延伸至与第一端34a相对的第二端34b。在腔体具有实质的圆柱形形状的情况下，腔体延伸轴线与第二腔体34的对称轴线重合。第二腔体34在第二端34b附近或第二端34b处有具有第二开口12，该开口与座38连接，用于磨损检测器31和检测器模块32之间的操作连接，具体为物理连接。在图2-4的示例中，座38和第二腔体34通过连接腔体13连接，第二腔体上有开口12，并且壳体座38上有相对的开口(未表示在图中)。

在示例图示中，辊主体内部的第一和第二腔体彼此分离，并且仅通过壳体座38连通。

磨损传感器31被配置为生成代表磨损参数的电信号。磨损传感器31能够是已知类型。例如，磨损检测器31包括电路，该电路包括多个并联连接在它们之间的电气元件，每个电气元件具有预定的可测量的电气特征(图中未示出细节)。例如，电气元件是并联连接在它们之间的电阻器，一般沿电路等距，并沿腔体延伸方向设置。所述多个电气元件能够设置在具有主延伸方向的基板上，沿其主延伸方向插入到第二腔体34中。US2012/0043980中描述了磨损检测器的示例。

磨损传感器31设置在腔体中，以便当电气元件通过辊主体外表面33上的开口与工作表面接触时，电气元件逐渐磨损。电气元件的逐渐移除引起电气特征的变化，例如电阻，其通过校准系数对应于代表磨损的量，诸如相对于外表面33初始位置磨损的辊主体厚度。

磨损传感器31操作地连接到电子检测器模块32，该模块设计用于接收来自磨损传感器的信号，并用于以无线模式传输代表磨损的信号，进而接收和传输温度代表信号，如上所表示。

检测器装置40优选设置在辊主体21(图3所表示)的部分21'中，具体为半辊21a的部分。

优选地，温度传感器35设置在辊主体21的部分21'内部，相对于磨损检测器31处于径向内部位置。优选地，温度传感器设置在相对于容纳检测器模块40的座38的径向内部位置。

优选地，第一腔体37在部分21'的第一区域内延伸至辊主体21内部，具体为半辊21a，而第二腔体34在部分21'的第二区域内延伸，其中第二区域径向设置在部分21'的第一区域外部。优选地，部分21'的第一和第二区域在径向方向上彼此相邻。径向内部区域从辊主体21的表面18延伸，而第二径向外部区域包括第二外表面33。

根据另一个实施例，图4为可以由监控系统监控的辊组件的截面图。相对于图2的实施例，进一步参考图2-3描述的检测器装置40，辊组件50包括设置在第二半辊21b中的第二检测器装置15，具体为设置在第二半辊21b的部分21”。部分21'和21”在纵轴线Y上一个接一个地设置。第二个检测器装置15包括第一腔体16，该第一腔体16用于在其内部容纳第二温度传感器，以及第二腔体17，该第二腔体17用于容纳磨损传感器(图4中图示出插入相应腔体中的传感器和电子检测器模块)。

在图4的示例中，第二检测器装置15的设计和配置与检测器装置40类似。容纳在第二半辊21b内的第二腔体17中的磨损检测器检测辊主体21径向外表面33的磨损，该磨损相对于由磨损传感器31测量的表面部分不同。相似地，容纳在第一腔体17中的温度传感器检测衬套27b附近的温度，以便监控衬套27的两个不同的纵向部分。第一腔体16开在到用于容纳电子检测器模块的座14上，该电子检测器模块能够相似于电子检测器模块32。座14面向半辊21b的侧面的开口，该侧面是半辊21b的轴向外表面。

尽管图2-4特别提及了带式底盘的下辊，可以理解，本发明不限于特别类型的辊。例如，辊组件能够是上滚或惰辊。

图5示意性地示出了检测器装置的示例，根据实施例，该检测器装置用于监控辊组件和底盘部件的温度和磨损。检测器装置40包括电子检测器模块32、温度传感器35和磨损传感器31。每个传感器31、35操作地连接到电子检测器模块32。模块32设置在底盘部件内部，优选在温度传感器和磨损传感器二者附近。

在通常模式下，温度传感器35通过连接到传感器35相应的联接终端的电线42操作地连接到温度发射器43。在图2-4的实施例中，电线42通过第一端37a处腔体37的上部开口连接到温度发射器43。

电子检测器模块32一般包括一个或更多个电子板，该电子板包括安装电气/电子装置的电路轨道(未示出)。电子检测器模块32包括第一连接器43，该连接器43用于将电线42与温度传感器35的联接终端电气连接，以及第二连接器43，该第二连接器43用于与磨损传感器31的联接终端电气连接。

电子检测器模块32通常包括电路部件，全局用数字48表示，操作地连接到电气连接器42、43，用于采集来自传感器31、35的信号，并输出产生代表测量物理量的电信号。

代表测量物理量的电信号在本说明书和权利要求书中用测量信号表示。

电路部件48包括第一电路部件，该第一电路部件用于管理来自温度传感器35的信号的，该第一电路部件能够包括调节电路，该调节电路用于模拟来自温度传感器35的信号，以及可能的放大器，该可能的放大器用于将输入信号转换为电压或电流，模拟，或数字输出信号。一般，从电路部件输出的电信号是数字电信号。为此，第一电路部件可以包括模拟到数字A/D信号传感器。来自第一电路部件输出的电信号包括表示由辊主体21中的温度传感器35测量的瞬时温度的数据。

电子检测器模块32包括供电电源41，该供电电源41用于为电路和电气/电子装置诸如按钮电池供电。

在实施例中，该实施例还包括辊组件20中的磨损检测器31，电路部件48还包括第二电路部件，该第二电路部件用于管理来自磨损传感器31的信号，该第二电路部件还可以包括调节电路，该调节电路模拟来自磨损传感器的信号，以及可能的放大器和A/D传感器。第二电路部件的设计用于将来自磨损传感器31的输入信号转换为模拟或数字电压或电流输出信号。一般，从电路部件输出的电信号是数字信号，包括磨损检测器31在辊主体21中测量的磨损参数(瞬时，即在测量瞬间)代表数据。

电子检测器模块32包括电子处理器49，具体为微处理器，该微处理器与存储器(未表示)相关联，该存储器接收来自电路组件48的测量信号，并将其存储，然后将其发送至无线发射器47，用于通过天线45以无线模式传输测量信号。

无线发射器47被配置为以射频生成信号。具体而言，无线发射器47为射频发射器，其被配置为从处理器49接收包括代表温度和/或磨损参数的数据的测量信号，并在射频(RF)下生成包括代表温度和/或磨损参数的数据的相应信号。无线发射器47操作地连接到天线45，用于传输RF信号。

无线发射器47可以与微处理器49集成在单个电子部件中。

来自检测器的测量信号的A/D转换可以由微处理器49执行。

磨损参数是从测量的电气特征(例如电阻)开始测定的物理量。以本身已知的方式，第二电路部件48将测量的电阻转换为电压信号，该电压信号被发送到微处理器49。微处理器49被配置为将电压转换为表示由于磨损损失材料数量的数字物理量。物理量可以是由于磨损损失的表面厚度，例如毫米。

在图5示出的示例中，电子检测器模块32包括安装在单个印刷电路板(PCB)46上的电路部件48，电子装置49、47和天线45，用于使检测器模块更紧凑。例如，天线45是平面单片RF天线。

通常情况下，处理器49能够配置为以定义采样间隔的预设速率激活传感器35、31中的每个检测器测量。一般，温度传感器35的采样间隔低于磨损传感器31的采样间隔。例如，处理器49能够被配置为命令进行温度测量，并因此每1或2分钟接收单个代表辊组件温度的信号，并每12或24小时命令表示磨损的测量。

处理器49接收来自电路组件48的测量信号，该测量信号分别包括磨损参数代表数据和温度代表测量信号。接收到的信号能够彼此独立地发送到无线发射器47，然后作为单独的无线电信号以无线模式发送。

一般，包括数据的无线信号使用分包通信技术，其中无线信号在数据包中传输。优选地，处理器49被配置为创建数据包，该数据包包括代表传感器31、25在某一瞬间接收的测量信号中所包括的磨损和温度参数的数据。数据包被发送到无线发射器47，无线发射机47以无线模式发送数据包。

优选地，无线发射器47被配置成生成短程无线电信号，具体为具有约5米到约20米的作用范围。在特别优选的实施例中，无线发射器47使用具有低功耗的蓝牙低能耗(BLE)技术。

优选地，无线发射器47被配置为以无连接广播模式发送RF信号。众所周知，在这种模式下，通信信道是单向的，没有消息接收的确认，以便发送的信号能够被任何监听装置接收，或者被配置为在相同的通信信道中接收信号，该通信信道处于接收信号的有效距离。

例如，BLE通信信道位于2.4GHz频带上。一般，无线发射器47周期性地(例如每10秒)传输RF信号，该RF信号包括代表辊组件内部温度的数据。

根据实施例，图6为多个底盘部件的温度监控系统的框图。例如，多个底盘部件可以是参考图2-4描述的多个下辊组件。

每个底盘部件在其内部提供有检测器装置40，该检测器装置40被配置为检测至少一个物理量，并生成无线测量信号，该信号包括代表所测量的至少一个物理量的数据。至少一个物理量包括温度，无线测量信号包括代表检测到的温度的数据。电子检测器模块安装在底盘部件上，以便从底盘部件向外安装，优选安装在温度传感器附近。

具体而言，检测器装置可以符合参考图2-5的描述。

电子检测器模块连接到至少一个检测器，用于测量物理量，该检测器通过与其连接的相应的发射器生成代表测量量的电信号，并包括无线发射器，该无线发射器一般通过微处理器操作地连接到至少一个检测器，并配置为接收代表所测量的物理量的电信号，并以无线模式发送包括代表所述物理量的数据的测量信号。优选地，无线测量信号是无线电信号，优选射频(RF)信号。优选地，每个检测器装置40的无线发射器被配置为以无连接广播模式周期性地传输包括温度代表数据的无线电信号。

具体而言，检测器装置40的无线发射器是蓝牙发射器，优选BLE。

检测器装置40传输的无线测量信号包括代表来自检测器装置的至少一个传感器的量的数据。具体而言，至少一个传感器包括温度传感器，测量量是瞬时温度值，即测量瞬间。或者，温度值可以是在预定时间间隔内测量值的平均值或最大温度值。在另一示例中，无线测量信号可以包括瞬时温度值和最大温度值。预定时间间隔可以选择作为检测器装置传输无线信号的周期函数。

检测器装置40可以符合图5的实施例。

尽管图中示出的实施例特别提及与温度有关的信号管理，优选与磨损，但可以理解，其中如本文所述监控系统能够配置为仅接收与磨损相关的信号或与底盘部件中测得的其他物理量相关的信号。

参考图6，监控系统70包括与设置在相应的底盘部件中的检测器装置40进行无线通信的网关60。为此，网关60包括网关无线收发器67，该网关无线收发器67被配置为从多个检测器装置中的检测器装置40接收无线电信号。

在实施示例中，由多个检测器装置40定期发送的BLE信号由网关无线收发器67接收并传输到中央处理单元68，例如微控制器，例如ESP32。中央处理单元68一般包括非易失性存储器，网关无线收发器67接收的测量信号存储在其上。

在通常的方式中，中央处理单元68和网关无线收发器67使用相应的物理层接口进行通信，这些物理层接口通过用于数据接收/传输的电线66提供(图中未示出)。例如，物理层接口是UART接口(通用异步收发器)。

网关60包括无线接入点57，无线接入点57被配置为充当与存储在中央处理单元68中的测量信号相关的数据的进入点。

由每个检测器装置40传输的测量信号(可能以数据分包的形式)由网关收发器67接收，网关收发器67被配置为将它们传输到中央处理单元68。后者在接收到测量信号后，将其传输到无线接入点57。

无线接入点57被配置为生成中程无线信号，具体为具有约20米到约500米的作用范围。

优选地，无线接入点57被配置为生成Wi-Fi无线电信号，例如根据标准IEEE802.11通信协议。在室外环境中，Wi-Fi信号覆盖的范围能够到100-150米，这是网关安置在带式车辆内或在带式车辆附近的典型使用。

众所周知，无线接入点57一般包括用于接收来自中央处理单元68的测量信号并将其存储在与处理器相关联的存储器中的处理器，以及配置为接收来自处理器的测量信号并通过Wi-Fi天线以无线模式传输它们的Wi-Fi收发器。

中央处理单元68操作地连接到无线接入点57，具体为通过提供Wi-Fi接入点57的物理层接口，具体为通过用于数据接收/传输的电线65的UART接口。

通过这种方式，具有Wi-Fi连接的任何客户端56，例如智能手机、平板电脑或PC，都能够通过已知的认证过程连接到作为热点的Wi-Fi接入点57，并请求访问与存储在网关60的中央处理单元68中的测量信号相关的数据。

优选地，无线接入点57可以被配置为从接入点和Wi-Fi站同时操作。当作为Wi-Fi站操作时，当作为Wi-Fi站操作时，接入点57被配置为将存储在中央处理单元68中的数据传输到网关60外部的另一个无线接入点。

优选地，中央处理单元68与无线通信模块通信，用于通过移动电信网络将网关无线收发器67接收到的测量信号传输到远程服务器或终端。优选地，网关60包括移动连接模块58，该移动连接模块58用于与移动电信网络63(2G、3G、4G、LTE…)连接。移动连接模块58具体为蜂窝无线调制解调器，其一般集成包括用户识别码(图中未表示的元件)的SIM卡。中央处理单元68操作地连接到蜂窝无线调制解调器58。众所周知，蜂窝无线调制解调器58调制/解调中央处理单元接收的测量信号，以便在蜂窝通信网络63中生成相应的测量信号。

通过蜂窝通信网络63，能够将测量信号从模块58传输到远程服务器或距离测量站点任意距离的操作员的移动终端。在通常的方式中，蜂窝无线调制解调器58具有物理层接口(例如UART)，用于通过电线69进行通信，以便与中央处理单元68的物理层接口进行数据接收/传输。

移动连接模块58传输的测量信号能够由服务器(未指示)远程接收，并且例如由操作员显示。

网关60设置在带式底盘附近，其中多个底盘部件包括相应的检测器装置40，与之有距离，诸如允许网关60接收测量信号。距离普遍取决于无线通信技术和发射信号的功率。对于BLE无线电信号，距离一般在5到50米之间。

网关60能够设置在车辆内部安装在带式底盘上。由于带式车辆正常承受高应力，其优选地是将网关封装在由坚固材料制成的盒子中，用以保护电子装置。

一般，车辆提供CAN(控制器局域网)车载通信网络，也称为CAN-BUS网络，该CAN-BUS网络使用标准化通信协议(CAN协议)，该协议使用串行数据传输在微控制器和安装在车辆上的电子装置之间进行通信，并检测车辆参数(制动器、发动机温度、蓄电池、前照灯等)。车辆61'(如图6中示意性的表示)包括车载通信网络61。

优选地，网关60包括CAN控制器52，该CAN控制器52配置为将与存储在中央处理单元68中的测量信号相关联的数据转换为与符合CAN协议的测量信号相关联的数据。CAN控制器52通过电线64操作地连接到中央处理单元68。为此目的，中央处理单元68和CAN控制器52包括用于通信的相应物理层接口，例如SPI(串行外围接口)。

CAN 52控制器通常通过CAN网络电缆66连接至CAN 61车载通信网络。一般，CAN-BUS网络连接到一个或更多个车载显示器，该车载显示器用于显示功能参数和控制警告灯。例如，发送到CAN装置61的测量信号能够例如由车辆上的操作员显示。

在一个实施例中，网关的电子装置由供电电源模块55通过电线5由电流供电。

在一个实施例中，供电电源模块55是电池。

在不同的实施例中，供电电源模块55是DC/DC电压传感器，该DC/DC电压传感器通过电线59连接到车辆61'的车载供电电源网络，并配置为将车载供电电源网络的电压(一般从9V到36V)转换为适合网关60电子装置操作的电压，例如3.3V。

网关60优选地实施在印刷电路板(PCB)上。具体而言，网关无线收发器67、Wi-Fi无线接入点57和移动连接模块(如果存在)以及CAN控制器52安装在单个PCB上。优选地，供电电源模块55安装在同一PCB上。

检测器装置40在蓝牙模式下传输的测量信号能够由蜂窝终端或便携式装置62接收，该蜂窝终端或便携式装置62定位在带式底盘附近，并在蓝牙模式下与检测器装置40通信。

优选地，每个检测器装置40发送的测量信号包括相应的的检测器装置标识符。包括代表至少一个测量量的数据的测量信号与相应的检测器装置标识符40相关联地存储在中央处理单元68中。

有利的是，监控系统允许通过与相应的检测器装置的单个无线连接，在远程和检测器装置附近实时管理带式车辆中多个检测器装置的测量信号。

本发明还涉及包括检测器装置的底盘部件。

优选地，底盘部件为辊组件，其包括：

-沿纵轴线Y延伸的辊主体，并包括轴向穿过辊主体的中心孔，并且该中心孔配置为接收轴，辊主体能够围绕轴旋转；

-第一腔体，该第一腔体在辊主体内部得到，该第一腔体内部容纳有温度传感器，第一腔体沿腔体延伸轴线在辊主体内部延伸，并在腔体延伸轴线方向的第一端打开，用于插入温度传感器，其中

第一腔体通过第一腔体端部的开口连接至壳体座，壳体座作为凹槽在辊主体中获得，该凹槽面向辊主体第一外表面的开口，壳体座容纳的电子检测器模块通过第一腔体的第一端操作地连接到温度传感器的。

优选地，电子检测器模块配置为接收来自温度传感器的信号，并以无线模式生成和传输信号，包括温度代表数据。

优选地，电子检测器模块包括：供电电源、操作地连接到温度传感器的电路部件、操作地连接到电路部件的电子处理器和操作地连接到电子处理器的无线发射器，以便接收包括温度代表数据在内的相应的测量信号，无线发射器以无线模式生成相应的测量信号，包括温度代表数据。

优选地，检测器装置被配置为进一步检测辊组件内部的温度，检测辊组件的外表面的磨损，其中检测器装置包括磨损传感器，该磨损传感器容纳在辊主体内部得到的第二腔体中，并操作地连接到电子检测器模块，第二腔体具有置于辊主体的第二外表面处的第一开口，其中磨损传感器被配置为生成代表外表面磨损参数的信号。

优选地，磨损传感器包括置于第二腔体第一开口处的第一传感器端部。

优选地，电子检测器模块的电子处理器配置为接收来自磨损传感器的测量信号，进一步接收来自温度传感器的测量信号，无线发射器被配置为以无线模式生成相应的测量信号，该测量信号包括相应的辊组件的磨损参数的代表数据和/或温度代表数据。

优选的，辊组件包括衬套，该衬套装配在轴的外表面上，以便插入轴的外表面和辊主体的径向内表面之间，辊主体通过衬套与轴进行机械联接。

优选地，第一腔体具有第一开口端和第二端，该第二端沿着腔体延伸轴线与第一端相对，第一腔体通过第一端的开口连接到壳体座，第二端设置在衬套附近。优选地，第一腔体在第二端是无孔的。

本实施例中检测器装置能够允许其容纳在底盘部件的可移动部分，诸如绕固定轴旋转的辊主体。单个电子检测器模块机构用于传输与底盘部件内部温度相关的数据以及与另一物理量相关的数据，诸如表示底盘部件磨损状态的物理量，增加了紧凑性，使其可能完全监控底盘部件的可移动部分。

本领域技术人员将认识到，其有可能组合上述实施例的各种特征以获得更多实施例，所有这些都属于后续权利要求所定义的本发明的范围。

Claims (14)

1.至少一个物理参量的监控系统(70)，所述至少一个物理参量包括至少一个底盘部件(20；50)中的温度，所述系统包括：

至少一个检测器装置(40)，所述至少一个检测器装置(40)设置在用于车辆(61')的带式底盘(10)的相应的底盘部件(20；50)中，所述检测器装置(40)被配置为检测所述底盘部件(20；50)内部的温度，并生成包括温度代表数据的无线测量信号；

网关(60)，所述网关(60)包括：

-网关无线收发器(67)，所述网关无线收发器(67)用于从所述至少一个检测器装置(40)接收无线测量信号；

-中央处理单元(68)，所述中央处理单元(68)操作地连接到所述网关无线收发器(67)，并配置为接收和存储包括与所述至少一个检测器装置(40)相关联的温度代表数据的测量信号，以及

-无线接入点(57)，所述无线接入点(57)操作地连接到所述中央处理单元(68)，并配置为接收存储在所述中央处理单元(68)中的所述测量信号，并生成对应的无线测量信号，所述无线接入点(57)充当用于接入由所述至少一个检测器装置(40)检测的温度代表数据的进入点。

2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述无线接入点(57)生成的无线测量信号为中程无线电信号，所述中程无线电信号的作用范围为20米至500米。

3.根据权利要求1或2所述的系统，其中，由所述无线接入点(57)生成的无线测量信号为Wi-Fi信号。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的系统，其中，所述至少一个检测器装置(40)生成的无线测量信号是以无连接的广播模式传输的短程无线电信号。

5.根据权利要求4所述的系统，其中，所述短程无线电信号是蓝牙信号，特别为低功耗蓝牙。

6.根据权利要求4或5所述的系统，其中，所述网关(60)设置在由所述至少一个检测器装置(40)生成的短程信号的作用范围内，以允许所述无线网关收发器(67)从所述至少一个检测器装置(40)接收所述无线测量信号。

7.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其中，所述网关(60)包括无线蜂窝调制解调器(58)，所述无线蜂窝调制解调器(58)连接到所述中央处理单元(68)，并配置为接收来自所述中央处理单元(68)的测量信号，并为移动通信网络(63)以射频生成对应的测量信号，所述测量信号包括所述至少一个底盘部件(20；50)的温度代表数据。

8.根据前述权利要求中的一项或多项所述的系统，其中，所述至少一个检测器装置(40)为设置在相应的底盘部件(20；50)内的多个检测器装置，每个检测器装置被配置为检测相应的底盘部件(20；50)内部的温度，并生成包括温度代表数据的无线测量信号。

9.根据前述权利要求中的一项或多项所述的系统，其中，所述至少一个底盘部件(20；50)设置在带式底盘(10)中，并且所述网关(60)设置在包括所述带式底盘(10)的车辆中。

10.根据权利要求9所述的系统，其中，所述网关(60)包括CAN控制器(52)，所述CAN控制器(52)操作地连接到所述中央处理单元(68)，用于接收与所述至少一个检测器装置(40)测量的温度有关、并与所述中央处理单元(68)中存储的包括温度代表数据的测量信号相关联的数据，所述CAN控制器(52)操作地连接到车辆上的通信网络(61)。

11.根据前述权利要求中的一项或多项所述的系统，其中，所述检测器装置(40)包括：温度传感器(35)，所述温度传感器(35)容纳于在所述底盘部件(20；50)内部设置的第一腔体(37)中；以及电子检测器模块(32)，所述电子检测器模块(32)操作地连接到所述温度传感器(35)，所述电子检测器模块(32)包括无线发射器(47)，所述无线发射器(47)配置为以无线模式生成包括温度代表数据的测量信号。

12.根据前述权利要求中的一项或多项所述的系统，其中，所述检测器装置(40)配置为，除了所述底盘部件(20；50)内部的温度之外，进一步检测所述底盘部件(20；50)外表面(33)的磨损，其中所述检测器装置(40)包括设置在所述底盘部件(20；50)中的磨损传感器(31)，其中所述检测器装置(40)的无线发射器(47)被配置为以无线模式生成测量信号，所述测量信号包括所述底盘部件(20；50)的磨损参数代表数据和/或温度代表数据，并且

其中，所述网关无线收发器(67)被配置用于接收包括磨损参数代表数据和/或温度代表数据的无线测量信号。

13.根据权利要求11或12所述的系统，其中，所述磨损传感器(31)容纳于在所述底盘部件(20；50)内部获得的第二腔体(34)中，所述磨损传感器(31)操作地连接到所述电子检测器模块(32)，并且其中所述第二腔体(34)具有置于所述底盘部件(20；50)外表面(33)处的第一开口(34a)，并且所述磨损传感器(31)包括置于所述第二腔体(34)的第一开口(34a)处的第一传感器端部。

14.根据权利要求13所述的系统，其中，所述底盘部件为辊组件(20；50)，所述辊组件包括辊主体(21)，所述辊主体(21)包括轴向穿过所述辊主体(21)的中心孔，并且所述中心孔配置为接收轴(22)，所述第一腔体和所述第二腔体在所述辊主体(21)内部得到，并且其中所述电子检测器模块(32)设置在壳体座(38)中，所述壳体座(38)与所述第一腔体(37)和所述第二腔体(34)连接，以相应地与所述温度传感器(35)和所述磨损传感器(31)操作地连接，并且其中所述壳体座(38)在所述辊主体(21)中得到，充当面向所述辊主体(21)的外表面(39)的开口的凹槽。

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