CN116729625A - 感测和分析断裂磨损数据 - Google Patents

Abstract

在一些示例中，一种系统包括：磁体，该磁体被配置为响应于运载工具的制动组件的磨损销指示器的移动而移动；和传感器，该传感器被配置为生成对应于磁体的位置数据，该位置数据指示磨损销指示器的相对线性位置，其中位置数据对应于制动组件的估计剩余使用寿命期。附加地，该系统包括能量收集设备，该能量收集设备被配置为基于制动组件和运载工具中的一者或两者的操作来生成电信号，其中能量收集设备被配置为将电信号的至少一部分传递到传感器。

Description

感测和分析断裂磨损数据

本申请要求于2022年3月10日提交的印度临时专利申请号202211013015的权益，该印度临时专利申请的全文以引用方式并入本文。

技术领域

本公开涉及运载工具制动系统。

背景技术

在定期维护期间，维护技术人员手动地评估运载工具的制动组件上的磨损量。例如，在飞行器上，通过观察磨损销指示器(也称为磨损销或制动磨损销)的长度来确定制动组件的剩余使用次数。

发明内容

一般来讲，本公开描述了用于确定运载工具的制动组件的估计剩余使用次数的系统和方法。在一些示例中，该确定可包括磁体和传感器，其中该磁体响应于制动组件的磨损销指示器的移动而移动。该传感器可被配置为生成指示磁体相对于传感器的位置的输出信号。附加地或另选地，反射器元件可被配置为响应于磨损销指示器的移动而移动。收发器可传输测量信号，并且接收测量信号从反射器元件的反射。处理电路被配置为基于来自传感器的输出信号和/或测量信号的反射来确定制动组件的估计剩余使用次数。

在一些示例中，一种设备被配置为确定制动组件的估计剩余使用次数，并且包括磁体，该磁体被配置为响应于制动组件的磨损销指示器的移动而移动。该设备还包括传感器，该传感器被配置为基于磁体相对于传感器的位置来生成输出信号。该设备还包括处理电路，该处理电路被配置为基于传感器生成的输出信号来确定制动组件的估计剩余使用次数。

在一些情况下，传感器可从能量收集设备接收能量，该能量收集设备被配置为基于制动组件或运载工具中的一者或两者的操作来产生能量。例如，制动组件可在制动运载工具时产生热量，并且能量收集设备可包括被配置为将该热量转换成电能的热电设备。附加地或另选地，能量收集设备可包括电磁设备，该电磁设备被配置为基于由靠近制动组件的轮子的旋转引起的磁场来产生能量。该系统可附加地或另选地使用一种或多种其他能量收集技术。向传感器供应从制动组件的操作收集的能量可能是有益的，因为传感器可在制动组件在使用中的时间期间或接近于制动组件在使用中的时间期间操作。与不从制动组件的操作收集能量的系统相比，向传感器供应从制动组件的操作收集的能量可增加传感器的操作寿命。

在一些示例中，一种系统包括：磁体，该磁体被配置为响应于运载工具的制动组件的磨损销指示器的移动而移动；传感器，该传感器被配置为生成对应于磁体的位置数据，该位置数据指示磨损销指示器的相对线性位置，其中位置数据对应于制动组件的估计剩余使用寿命期。附加地，该系统包括能量收集设备，该能量收集设备被配置为基于制动组件和运载工具中的一者或两者的操作来生成电信号，其中能量收集设备被配置为将电信号的至少一部分传递到传感器。

在一些示例中，一种方法包括：响应于运载工具的制动组件的磨损销指示器的移动而移动磁体；通过传感器生成对应于磁体的位置数据，该位置数据指示磨损销指示器的相对线性位置，其中位置数据对应于制动组件的估计剩余使用寿命期。附加地，该方法包括：通过能量收集设备基于制动组件和运载工具中的一者或两者的操作生成电信号；以及通过能量收集设备将电信号的至少一部分传递到传感器。

在一些示例中，一种非暂态计算机可读介质，该非暂态计算机可读介质包括用于使一个或多个处理器执行以下操作的指令：生成对应于磁体的位置数据，该磁体响应于运载工具的制动组件的磨损销指示器的移动而移动，该位置数据指示磨损销指示器的相对线性位置，其中位置数据对应于制动组件的估计剩余使用寿命期；基于制动组件和运载工具中的一者或两者的操作生成电信号；以及传递电信号的至少一部分。

本发明内容旨在提供本公开中描述的主题的概述。不旨在提供以下附图和说明书中详细描述的系统、装置和方法的排他性或详尽的说明。本公开的一个或多个示例的另外的细节在以下附图和说明书中阐述。其他特征、目的和优点将从描述和附图以及从权利要求书中显而易见。

附图说明

图1是示出根据本公开的一种或多种技术的被配置为测量磨损销指示器的长度并且收集用于传感器的操作的能量的系统的框图。

图2A是描绘根据本公开的一种或多种技术的使用传感器元件阵列204测量磨损销指示器230的长度的设备的图。

图2B至图2D是根据本公开的一种或多种技术的输出信号、磁体的位置和磨损销指示器的长度的曲线图。

图3是描绘根据本公开的一种或多种技术的使用传感器测量磨损销指示器的长度的磨损感测设备的图。

图4是描绘根据本公开的一种或多种技术的使用传感器测量磨损销指示器的长度的磨损感测设备的图。

图5A是描绘根据本公开的一种或多种技术的具有使用旋转磁性传感器测量磨损销指示器的长度的旋转元件的磨损感测设备的图。

图5B是描绘根据本公开的一种或多种技术的磨损感测设备的侧视图的图。

图6A是示出根据本公开的一种或多种技术的包括旋转传感器的磨损感测设备的y轴视图的概念图。

图6B是示出根据本公开的一种或多种技术的包括旋转传感器的磨损感测设备的x轴视图的概念图。

图6C是示出根据本公开的一种或多种技术的包括旋转传感器的磨损感测设备的透视图的概念图。

图6D是示出根据本公开的一种或多种技术的与齿轮接合的磨损销指示器的y轴视图的概念图。

图7A是示出根据本公开的一种或多种技术的包括旋转传感器和能量收集电路的磨损感测设备的第一y轴视图的概念图。

图7B是示出根据本公开的一种或多种技术的包括旋转传感器和能量收集电路的磨损感测设备的第一透视图的概念图。

图7C是示出根据本公开的一种或多种技术的包括旋转传感器和能量收集电路的磨损感测设备的第二y轴视图的概念图。

图7D是示出根据本公开的一种或多种技术的包括旋转传感器和能量收集电路的磨损感测设备的第二透视图的概念图。

图8是根据本公开的一种或多种技术的固定到运载工具的制动组件上的磨损感测设备的透视图。

图9是示出根据本公开的一种或多种技术的用于确定磁体的线性位置并收集能量的系统的框图。

图10是示出根据本公开的一种或多种技术的用于确定磁体的旋转位置并收集能量的系统的框图。

图11A是示出根据本公开的一种或多种技术的通过磨损感测设备的横截面的热流的概念图。

图11B是示出根据本公开的一种或多种技术的磨损感测设备的透视图的概念图。

图11C是示出根据本公开的一种或多种技术的热电设备的概念图。

图12A是示出根据本公开的一种或多种技术的包括用于收集能量的热电设备的磨损感测设备的侧视图的概念图。

图12B是示出根据本公开的一种或多种技术的包括用于收集能量的热电设备的磨损感测设备的透视图的概念图。

图12C是示出根据本公开的一种或多种技术的包括热管的热电设备的概念图。

图12D是示出根据本公开的一种或多种技术的热管的概念图。

图13是示出根据本公开的一种或多种技术的包括经由制动组件的一个或多个部件散热的热电设备的磨损感测设备的透视图的概念图。

图14A是示出根据本公开的一种或多种技术的包括电磁设备的磨损感测设备的概念图，该电磁设备被配置为基于靠近烘烤组件的轮子的旋转来生成电信号。

图14B是示出根据本公开的一种或多种技术的图14A的电磁设备的横截面视图的概念图。

图14C是示出根据本公开的一种或多种技术的能量收集电路和电磁设备的框图。

图15A是示出根据本公开的一种或多种技术的压电设备的概念图。

图15B是示出根据本公开的一种或多种技术的能量收集电路和压电设备的框图。

图16A是示出根据本公开的一种或多种技术的电磁设备的概念图。

图16B是示出根据本公开的一种或多种技术的能量收集电路和电磁设备的框图。

图17是示出根据本公开的一种或多种技术的用于感测制动组件的磨损量和收集能量的示例性操作的流程图。

图18是示出根据本公开的一种或多种技术的用于当飞行器着陆时操作磨损感测设备的示例性操作的流程图。

图19是示出根据本公开的一种或多种技术的用于当飞行器起飞时操作磨损感测设备的示例性操作的流程图。

图20是示出根据本公开的一种或多种技术的用于使用机器学习模型来确定制动组件的剩余使用寿命期的示例性操作的流程图。

图21是示出根据本公开的一种或多种技术的一种或多种高斯分布的曲线图的图。

图22是示出根据本公开的一种或多种技术的线性回归分析的曲线图的图。

图23是示出根据本公开的一种或多种技术的非线性回归分析的曲线图的图。

图24包括示出根据本公开的一种或多种技术的包括经由一个或多个网关连接到一个或多个计算设备的一组磨损感测设备的系统的框图。

具体实施方式

本公开描述了基于制动组件中的磨损销指示器(例如，磨损销、制动磨损销、磨损指示器和/或磨损指示器销)的长度来确定制动组件的估计剩余使用次数的技术。在一些示例中，传感器被配置为基于响应于磨损销指示器的移动而移动的磁体的位置来生成输出信号。输出信号可指示磁体相对于传感器的位置(例如，笛卡尔位置和/或旋转位置)，这可指示磨损销指示器的长度。处理电路可被配置为基于输出信号来确定制动组件的估计剩余使用次数。

本文描述了确定磨损销指示器的长度，并且理解磨损销指示器的长度对应于制动组件的使用量或估计寿命。然而应当理解，当由处理电路实现时，处理电路不一定需要确定磨损销指示器的长度作为输入或输出变量，并且可仅将输出信号或时间差映射到制动组件的估计寿命。该映射(其可被存储到存储器设备)可将信号特征和/或时间与制动组件的估计剩余使用次数相关联。该映射可基于公式、查找表或数据结构，并且可包括诸如幅度、信号强度、时间、距离、长度、剩余使用次数和磨损速率的数据。

本公开的设备可安装在现有制动组件中作为改装传感器(例如，售后产品)，或该设备可内置于新的制动组件中。在一些示例中，该设备被安装为使得传感器和/或收发器不接触磨损销指示器。处理电路可被配置为随着磨损销指示器的长度在制动组件的寿命内缩短，确定并跟踪该长度。处理电路还可被配置为输出指示磨损销指示器的一个或多个长度和/或制动组件的剩余使用次数的一个或多个估计值的数据。

本公开还描述了用于收集能量以便向磨损感测设备的处理电路和/或传感器供应电力的技术，该磨损感测设备确定制动组件的估计寿命。在一些示例中，当制动组件操作时，制动组件可产生热量。例如，制动组件可与轮子产生摩擦，以便使轮子的旋转速度降低。这种摩擦可包括辐射到制动组件的一个或多个部件的热量，该制动组件包括磨损销指示器、制动器托架、压力板或它们的任何组合。在一些示例中，能量收集设备可包括基于温度梯度产生电流的热电设备。该温度梯度可使用制动组件的一个或多个部件作为温度梯度的“热节点”，从而使用由制动组件的操作产生的热量来发电。能量收集设备可将电能传递到处理电路中的一者或两者，使得传感器可操作以确定磨损销指示器的剩余长度。

能量收集设备不限于包括热电设备。能量收集设备可附加地或另选地包括：被配置为基于制动组件的振动产生电能的压电设备、被配置为基于轮子相对于制动组件的旋转产生电能的电磁设备或它们的任何组合。在任何情况下，能量收集设备可被配置为基于制动组件的操作的一个或多个方面自动地产生能量。能量收集设备基于制动组件的操作产生电能可能是有益的，因为在一些示例中，磨损感测设备可确定在制动组件操作的时间期间或接近制动组件操作的时间期间磨损销指示器的长度。这意味着能量收集设备可在传感器操作的时间或接近传感器操作的时间将能量传递到传感器。

在一些示例中，本文所述的制动组件位于飞行器上。在一些示例中，飞行器在起飞、着陆、滑行、静止或它们的任何组合时可使用轮子和制动系统。由于飞行器经常受到拥挤的滑行道、短的跑道出口和严格的登机口转弯时间的影响，因此提高监控飞行器的一个或多个方面的效率可能是有益的。例如，缩短估计制动组件的剩余使用次数所花费的时间量可缩短飞行器空闲的时间量。在一些示例中，地面飞行器工程团队努力监控飞行器的轮子和制动器，以便分析磨损和损耗并且确保起飞和着陆期间的飞行器安全。在一些示例中，航空公司可执行轮胎和制动系统的常规(例如，每天的)视觉检查。标准程序可涉及视觉检查。视觉检查可能受到人为错误影响，因此使用传感器数据来评估飞行器的轮子和制动器可能是有益的。在一些示例中，使用人工智能(AI)模型和/或机器学习(ML)模型以便评估传感器数据可能是有益的。

自动测量制动系统的磨损以便提高安全性可能是有益的。例如，每次飞行器着陆时都可能导致制动组件磨损。由于制动组件对于飞行器而言是重要的，因此一些飞行器操作员在每次飞行之前检查制动组件，以便保制动组件具有足够的剩余寿命。在一些示例中，制动器的手动检查和/或视觉检查花费10分钟-15分钟，这意味着手动检查和视觉检查对于飞行器操作员而言成本很高。与手动检查相比，基于传感器数据的自动制动器检查可提高制动器检查的准确性和/或降低航空公司的成本。本文所述的一个或多个自动制动器磨损测量系统可生成并评估传感器数据，以便确定一个或多个制动组件的估计剩余寿命。例如，一个或多个电子磨损销传感器(eWPS)可使用自供电能量收集技术以便向传感器供电，使得传感器可独立地操作，而不依赖于电池和/或外部电源。附加地或另选地，传感器可包括磨损感测技术、自动着陆和起飞检测以及机上边缘推断。传感器可与云通信。计算系统可使用AI/ML模型以便评估传感器数据。

图1是示出根据本公开的一种或多种技术的被配置为测量磨损销指示器130的长度并且收集用于传感器102的操作的能量的系统100的框图。如图1中所示，系统100包括磨损感测设备101和制动组件131。磨损感测设备101包括传感器102、处理电路110、存储器111、通信电路112和能量收集设备114。在一些示例中，磁体120可以是磨损感测设备101的一部分。在其他示例中，磁体120是制动组件131的一部分。制动组件131包括磨损销指示器130、制动器托架140和压力板150。磨损感测设备101或本公开中所述的任何其他设备可物理地附接到运载工具的制动组件(例如，制动组件131)，该运载工具诸如为飞行器或直升机、太空运载工具(诸如卫星或宇宙飞船)、陆地运载工具(诸如汽车)、载人运载工具、无人运载工具(诸如无人机)、遥控运载工具或上面没有任何飞行员或机务人员的任何合适的运载工具。

磨损感测设备101可附接到一个或多个部件，使得磁体120的移动指示磨损销指示器130相对于制动组件131的一个或多个其他部件的移动。在一些示例中，磨损感测设备101可附接到制动组件131的制动器托架140，但这不是必需的。磨损感测设备101可附接到任何部件，使得磨损感测设备101的传感器102被配置为生成指示磨损销指示器130的剩余长度的输出信号。

在一些示例中，传感器102包括传感器元件阵列，其中传感器元件中的每一者可被配置为基于磁体120的位置来生成输出信号。在一些示例中，传感器102可包括单个传感器元件或任何其他数量的传感器元件。传感器元件阵列中的每个传感器元件可通过气隙或另一种介电材料来与相邻传感器间隔开或分开。在一些示例中，传感器102包括被配置为确定磁体120相对于传感器102的旋转位置的一个或多个传感器元件。例如，磁体120可相对于磁体120和传感器102固定在笛卡尔位置中，但是磁体120可被配置为在传感器102保持静止时旋转。传感器102可被配置为确定磁体120的一个或多个旋转参数，以便确定磨损销指示器130的剩余长度。

在一些示例中，处理电路110可包括一个或多个处理器，该一个或多个处理器被配置为实现用于在磨损感测设备101内执行的功能和/或处理指令。例如，处理电路110可能够处理存储在存储器111中的指令。处理电路110可包括例如微处理器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)或者等效的离散或集成逻辑电路或者前述任何设备或电路的组合。因此，处理电路110可包括任何合适的结构，无论是在硬件、软件、固件，或它们的任何组合中，以执行本文赋予处理电路110的功能。

处理电路110被配置为确定制动组件的估计剩余使用次数，该制动组件包括磨损销指示器130、制动器托架140和压力板150以及图1中未示出的其他部件。处理电路110可被配置为直接基于输出信号106来确定估计剩余使用次数，或处理电路110可首先确定磨损销指示器130的长度。处理电路110可基于输出信号106来确定磨损销指示器130的长度，并且基于磨损销指示器130的长度来确定制动组件的剩余使用次数。处理电路110可将该长度除以每次制动事件的磨损(例如，长度减小)估计值来确定剩余使用次数。处理电路110可使用制动组件的规格来确定每次制动事件的磨损(例如，磨损速率)估计值。另选地或附加地，处理电路110可使用磨损销指示器130的长度的测量结果以及这些测量结果之间的制动事件次数来确定每次制动事件的磨损估计值。

处理电路110可被配置为基于输出信号106确定磁体120的位置(例如，笛卡尔位置和/或旋转位置)。处理电路110可接收输出信号106并且基于输出信号106来确定磁体120相对于传感器102的位置。使用输出信号106，处理电路110可被配置为通过例如将当前距离测量结果与初始或先前距离或长度进行比较来确定磨损销指示器130的剩余长度。处理电路110可被配置为确定磁体120的位置，然后基于磁体120相对于传感器102的位置以及磁体120相对于磨损销指示器130的位置来确定磨损销指示器130的长度。处理电路110还可被配置为传输磨损销指示器130的所确定的当前长度以及指示测量该长度的时间的时间戳以便存储在设备101的存储器111内。

处理电路110可进一步被配置为从存储器111检索一组先前的磨损销指示器长度和时间数据，并且将该数据与当前测量结果结合使用以便在其间进行不同测量的时间期间确定磨损销指示器130的长度的变化速率。然后处理电路110可传输变化速率数据以便连同长度和时间数据一起存储在存储器111中。处理电路110可确定磨损销指示器的长度是否小于阈值长度，并且响应于确定磨损销指示器的长度小于阈值长度而生成警报。这种警报可为音频警报，诸如录制的口头消息或音调，或另选地或附加地，可为视觉警报，诸如所显示的短语、消息、符号或颜色。

在一些示例中，处理电路110可对指示磨损销指示器130的长度的数据执行数据分析。例如，处理电路110可使用指示制动事件次数、每次制动事件期间的天气条件、每次制动事件期间的运载工具操作者、每次制动事件的表面类型(沥青、混凝土等)的数据和/或任何其他存储到存储器111的数据。处理电路110可确定度量，诸如磨损销指示器130的磨损速率和估计剩余使用次数。处理电路110还可确定何时以及是否生成与磨损销指示器130和/或制动组件的状态有关的警报。另选地或附加地，处理电路110可将该数据输出到外部计算系统，诸如飞行器的航空电子设备舱，以对与磨损销指示器130和/或制动组件相关的数据执行数据分析。

在一些示例中，存储器111包括计算机可读指令，该计算机可读指令在由处理电路110执行时使磨损感测设备101和处理电路110执行归于本文中的磨损感测设备101和处理电路110的各种功能。存储器111可包括任何易失性、非易失性、磁性、光学或电子介质，诸如随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、非易失性RAM(NVRAM)、电可擦可编程ROM(EEPROM)、闪存存储器或任何其他数字媒体。

存储器111可包括非暂态计算机可读介质，该非暂态计算机可读介质能够存储指示磨损销指示器130的长度的信息以及指示进行该测量的时间的时间戳。存储器111可进一步被配置为存储多组长度和时间数据以及在后续测量之间磨损销指示器130的长度的变化速率。存储器111还可存储阈值长度和阈值距离，处理电路110可使用这些阈值长度和阈值距离来确定磨损销指示器130是否正接近使用寿命的终点。在一些示例中，存储器设备存储与制动事件相关的数据(诸如在施加制动器时进行的测量)以及天气或气候条件。

处理电路110可被配置为直接基于输出信号106，例如基于信号特征对存储到存储器111的剩余使用次数估计值的映射，来确定制动组件131的估计剩余使用次数。该映射可呈数据结构的形式，诸如将估计剩余使用次数与信号特征(诸如强度、幅度、功率、方向等)相关联的阵列或查找表。处理电路110可使用存储到存储器111的映射直接确定制动组件的估计剩余使用次数，或处理电路110可首先确定磁体120的位置(例如，绝对位置或相对于传感器102的位置)。处理电路110可被配置为通过将输出信号106的每个实例(例如，输出信号106的每次采样)和制动组件的新估计剩余使用次数存储到存储器设备来更新存储到存储器111的映射。

通信电路112可包括用于与另一个设备进行通信的任何合适的硬件、固件、软件或它们的任何组合。在处理电路110的控制下，通信电路112可从或另一个设备接收下行链路遥测，以及向其发送上行链路遥测。在一些示例中，通信电路112借助于内部天线或外部天线(未在图1中示出)交换信息。通信电路112可包括无线电、LoRa无线电、Wi-Fi无线电、LTE无线电、电子振荡器、频率调制电路、频率解调电路、放大器电路以及功率开关(诸如金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)、双极结型晶体管(BJT)、绝缘栅双极型晶体管(IGBT)、结型场效应晶体管(JFET))或者使用电压用于其控制的另一元件的任何组合。

在一些示例中，磁体120可耦接到或附接到磨损销指示器130的暴露端。磁体120被配置为响应于磨损销指示器130的移动而横向地(例如，在y轴方向上)移动。磁体120的位置指示磨损销指示器130的剩余磨损长度132。磁体120可通过安装、旋拧、熔焊、胶粘、粘胶带、焊接和/或任何其他附接技术附接到磨损销指示器130。在一些示例中，磁体120可包括旋转磁体，该旋转磁体被配置为与磨损销指示器130接合，使得磁体120随着磨损销指示器130横向移动而旋转。磁体120可包括磁性材料，诸如铁、钴、镍、铝、铝镍钴合金和/或任何其他磁性材料。

能量收集设备114可被配置为产生电能，用于为磨损感测设备101的一个或多个部件供电。能量收集设备114可包括一个或多个热电设备、一个或多个电磁设备、一个或多个压电设备或它们的任何组合。在一些示例中，能量收集设备114可基于制动组件131的操作产生电能。例如，制动组件131可在操作期间产生热量、在操作期间移动、在操作期间振动，并且当制动组件131正在操作时轮子可靠近制动组件131旋转。能量收集设备114的一个或多个热电设备可基于制动组件131在操作期间产生的热量来产生电能。能量收集设备114的一个或多个电磁设备可基于在操作期间靠近制动组件131的轮子的旋转和/或基于在操作期间制动组件131的振动来产生电能。能量收集设备114的一个或多个压电设备可基于制动组件131在操作期间的振动产生电能。

磨损销指示器130是其暴露长度表示运载工具的制动组件的剩余使用次数(例如，剩余寿命期)的部件。在一些示例中，当磨损销指示器130的尖端与制动器托架140齐平时，运载工具的制动器可能因过度磨损而需要更换。磨损销指示器130可具有任何合适的形状，诸如圆柱体、圆锥体或矩形，其中磨损销指示器130的长度可随时间的推移而减小。作为圆柱体，磨损销指示器130可具有几毫米的半径。磨损销指示器130还可包括指示制动组件的磨损的材料层、涂层和/或覆盖物。

制动组件可包括用于减慢运载工具轮子(诸如汽车车轮或飞行器起落架)的旋转速度的制动元件。制动组件可安装到或内置于这些轮子中。磨损感测设备101可安装到制动组件的一部分，诸如制动器托架140。制动组件(brake assembly)在本文中也可被称为“制动组件(braking assembly)”或被称为“制动系统”。如本文所用，术语“制动组件的剩余使用次数”可指制动衬片的剩余使用次数。

磨损销指示器130(例如由铆钉)安装在压力板150上，其将制动衬片保持在压力板150的另一侧上。压力板150可包括金属材料。压力板150可附接到可包括钢或碳的制动衬片(例如，制动蹄、制动衬块)的一个或多个衬块。压力板150被配置为在运载工具的制动器随着时间推移而在使用过程中磨损时相对于制动器托架140移动。

制动衬片可压靠在轮子的旋转部件上以降低旋转部件的速度。当在制动事件期间施加制动器时，固定液压系统可抵靠制动衬片推动或移置压力板150，从而在制动衬片的固定衬块与旋转部件(诸如轮盘)之间产生摩擦。制动衬片的衬块与旋转部件之间的摩擦致使轮子的旋转减小。制动衬片可为制动组件的有源部分，其因制动事件而随时间磨损。

由于磨损销指示器130物理地耦接到压力板150，因此磨损销指示器130同样相对于制动器托架140以及相对于传感器102移动。当磨损销指示器130的剩余磨损长度接近零并且磨损销指示器130的尖端或表面接近制动器托架140的表面时，制动器可接近其需要被更换的时间。当磨损销指示器130的表面与制动器托架140的表面齐平时，运载工具的制动器的寿命期可被推定为已结束，或可被认为继续使用有危险，因为这可导致制动故障。

根据本公开的技术，处理电路110可基于输出信号106来确定制动组件的估计剩余使用次数，该输出信号可指示磁体120相对于传感器102的位置(例如，笛卡尔位置和/或旋转位置)。设备101可自动地(例如，在没有人类操作者的情况下)执行制动组件的估计剩余使用次数的测量。例如，制动组件的估计剩余使用次数的测量可在施加制动器时进行。处理电路110可被配置为确定何时施加制动器，并且在施加制动器时在没有人为干预的情况下对输出信号106进行采样。

在一些示例中，本公开的技术尤其可用于可安装在现有制动组件上的售后设备。售后设备可安装在制动器托架140上，使得设备101不接触磨损销指示器130。在一些示例中，本公开的技术对于新的制动组件和/或其他新产品尤其有用。

图2A是描绘根据本公开的一种或多种技术的使用传感器元件阵列204测量磨损销指示器230的长度的设备的图。磨损感测设备201包括传感器202、处理电路210和磁体220。磨损感测设备201或本公开中所述的任何其他设备可物理地附接到运载工具的制动组件，该运载工具诸如为飞行器或直升机、太空运载工具(诸如卫星或宇宙飞船)、陆地运载工具(诸如汽车)、载人运载工具、无人运载工具(诸如无人机)、遥控运载工具、或上面没有任何飞行员或机务人员的任何合适的运载工具。制动组件包括磨损销指示器230、制动器托架240和压力板250。

设备201包括传感器202，该传感器被配置为基于位置磁体220生成输出信号。设备201还包括处理电路210，该处理电路被配置为确定制动组件的估计剩余使用次数。

磨损感测设备201可通过安装、胶粘、粘胶带、焊接和/或任何其他附接技术附接到制动器托架240。在一些示例中，磨损感测设备201附接到制动器托架240，使得磨损感测设备201不移动。因此，随着磨损销指示器230的长度减小，输出信号206基于磁体220相对于传感器元件阵列204的每个传感器的位置而改变。输出信号206可指示磨损销指示器230的长度的减小，从而指示制动器托架240的剩余使用次数。

传感器202包括传感器元件阵列204，其中传感器元件中的每一者可被配置为基于磁体220的位置来生成输出信号。传感器202、302和902是传感器202的示例。在一些示例中，传感器202可包括单个传感器元件或任何其他数量的传感器元件。阵列204中的每个传感器元件可通过气隙或另一种介电材料来与相邻传感器间隔开或分开。该介电材料可包括封装材料、灌封化合物或室温硫化(RTV)橡胶密封剂。传感器元件中的每一者从中心到中心可间隔五毫米、十毫米或任何其他合适的间距。例如，如果阵列204具有八个传感器元件，则传感器202可为75毫米或三英寸宽。传感器元件中的每一者可安装在外壳或托架内的印刷电路板上。

在一些示例中，阵列204的每个传感器元件的输出信号可与相应传感器元件和磁体220之间的距离成反比。传感器202可包括磁阻传感器，诸如各向异性磁阻(AMR)传感器或巨磁阻传感器、霍尔传感器和/或任何其他类型的传感器。

输出信号206还可基于磁体220的位置，或更具体地讲，基于磁体220产生的在该位置处穿过传感器202(例如，穿过阵列204的每个元件)的磁场的部分的方向。由于磁场线是弯曲的，因此穿过传感器202的场的方向在磁体220沿着y轴移动时改变，从而改变输出信号206。例如，当磁体220从负y轴接近传感器202时，穿过传感器的磁场将逐渐从正z轴旋转到负y轴再旋转到负z轴。该旋转可触发输出信号206分别具有正值、最小负值，然后接近零值。一旦磁体220位于阵列204的传感器元件的正下方(在相对于传感器202的负z轴方向上)，则传感器元件可直接位于从磁体220的任一侧延伸的对称磁场之间，并且输出信号206可寄存零值。当磁体220进一步沿着y轴前进时，相反的磁场可触发输出信号206从零值移动到最大正值，然后向后朝负值回归。

处理电路210被配置为确定制动组件的估计剩余使用次数，该制动组件包括磨损销指示器230、制动器托架240和压力板250以及图2A中未示出的其他部件。处理电路210可被配置为直接基于输出信号206来确定估计剩余使用次数，或处理电路210可首先确定磨损销指示器230的长度。处理电路210可基于输出信号206来确定磨损销指示器230的长度，并且基于磨损销指示器230的长度来确定制动组件的剩余使用次数。处理电路210可将该长度除以每次制动事件的磨损(例如，长度减小)估计值来确定剩余使用次数。处理电路210可使用制动组件的规格来确定每次制动事件的磨损(例如，磨损速率)估计值。另选地或附加地，处理电路210可使用磨损销指示器230的长度的测量结果以及这些测量结果之间的制动事件次数来确定每次制动事件的磨损估计值。

处理电路210可被配置为基于输出信号206来确定磁体220的位置，该输出信号可包括传感器元件阵列204生成的多个输出信号。例如，如果阵列204包括五个传感器元件，则每个传感器可生成输出信号。处理电路210可接收五个输出信号，并且基于这五个输出信号来确定磁体220相对于传感器202的位置。如果磁体220离第一传感器元件的距离比第二传感器元件更近，则第一传感器元件可生成比第一传感器元件更强的输出信号，取决于磁体220的正极和负极的取向。

使用输出信号206，处理电路210可被配置为通过例如将当前距离测量结果与初始或先前距离或长度进行比较来确定磨损销指示器230的剩余长度。处理电路210可被配置为确定磁体220的位置，然后基于磁体220相对于传感器202的位置以及磁体220相对于磨损销指示器230的位置来确定磨损销指示器230的长度。处理电路210还可被配置为传输磨损销指示器230的所确定的当前长度以及指示测量该长度的时间的时间戳以便存储在磨损感测设备201的存储器设备内。

处理电路210可进一步被配置为从存储器设备检索一组先前的磨损销指示器长度和时间数据，并且将该数据与当前测量结果结合使用以便在其间进行不同测量的时间期间确定磨损销指示器230的长度的变化速率。然后处理电路210可传输变化速率数据以便连同长度和时间数据一起存储在存储器设备中。处理电路210可确定磨损销指示器的长度是否小于阈值长度，并且响应于确定磨损销指示器的长度小于阈值长度而生成警报。这种警报可为音频警报，诸如录制的口头消息或音调，或另选地或附加地，可为视觉警报，诸如所显示的短语、消息、符号或颜色。

在一些示例中，处理电路210可对指示磨损销指示器230的长度的数据执行数据分析。例如，处理电路210可使用指示制动事件次数、每次制动事件期间的天气条件、每次制动事件期间的运载工具操作者、每次制动事件的表面类型(沥青、混凝土等)的数据和/或任何其他存储到存储器设备的数据。处理电路210可确定度量，诸如磨损销指示器230的磨损速率和估计剩余使用次数。处理电路210还可确定何时以及是否生成与磨损销指示器230和/或制动组件的状态有关的警报。另选地或附加地，处理电路210可将该数据输出到外部计算系统，诸如飞行器的航空电子设备舱，以对与磨损销指示器230和/或制动组件相关的数据执行数据分析。

虽然图2A中未示出，但磨损感测设备201的存储器设备是非暂态计算机可读介质，该非暂态计算机可读介质能够存储指示磨损销指示器230的长度的信息以及指示进行该测量的时间的时间戳。存储器设备可进一步被配置为存储多组长度和时间数据以及在后续测量之间磨损销指示器230的长度的变化速率。存储器设备还可存储阈值长度和阈值距离，处理电路210可使用这些阈值长度和阈值距离来确定磨损销指示器230是否正接近使用寿命的终点。在一些示例中，存储器设备存储与制动事件相关的数据(诸如在施加制动器时进行的测量)以及天气或气候条件。

处理电路210可被配置为直接基于输出信号206，例如基于信号特征对存储到存储器设备的剩余使用次数估计值的映射，来确定制动组件的估计剩余使用次数。该映射可呈数据结构的形式，诸如将估计剩余使用次数与信号特征(诸如强度、幅度、功率、方向等)相关联的阵列或查找表。处理电路210可使用存储到存储器设备的映射直接确定制动组件的估计剩余使用次数，或处理电路210可首先确定磁体220的位置(例如，绝对位置或相对于传感器202的位置)。处理电路210可被配置为通过将输出信号206的每个实例(例如，输出信号206的每次采样)和制动组件的新估计剩余使用次数存储到存储器设备来更新存储到存储器设备的映射。

磨损感测设备201还可包括通信元件(参见例如图9中所示的通信电路912)，该通信元件被配置为将数据传输到外部计算系统。通信元件可通过有线连接或无线连接将数据传输到外部计算系统。经传输的数据可指示制动组件的估计剩余使用次数、磨损的长度、磨损销指示器的长度的变化速率和/或任何其他相关数据。

磁体220在图2A中被示出为耦接到或附接到磨损销指示器230的暴露端234。磁体220被配置为响应于磨损销指示器230的移动而横向地(例如，在y轴方向上)移动。磁体220的位置指示磨损销指示器230的剩余磨损长度232。磁体220可通过安装、旋拧、熔焊、胶粘、粘胶带、焊接和/或任何其他附接技术附接到磨损销指示器230。磁体220可包括磁性材料，诸如铁、钴、镍、铝、铝镍钴合金和/或任何其他磁性材料。

磁体220被配置为产生磁场，如图2A中的示例性磁场线所示。磁体220可包括正极和负极，该正极和负极沿着z轴方向上的线取向，使得一极离传感器元件阵列204的距离比另一极更近。因此，当磁体220移动经过传感器202时，输出信号206随在该位置处穿过传感器的磁场的方向而改变。由于这些磁场在磁体220的任一侧上形成对称圆弧，因此在磁体220逐渐移动经过传感器202时，输出信号206可形成正弦曲线，如图2B的曲线图270B所示。

磨损销指示器230是其暴露长度表示运载工具的制动组件的剩余使用次数(例如，剩余寿命期)的部件。在一些示例中，当磨损销指示器230的尖端与制动器托架240齐平时，运载工具的制动器可能因过度磨损而需要更换。磨损销指示器230可具有任何合适的形状，诸如圆柱体、圆锥体或矩形，其中磨损销指示器230的长度可随时间的推移而减小。作为圆柱体，磨损销指示器230可具有几毫米的半径。磨损销指示器230还可包括指示制动组件的磨损的材料层、涂层和/或覆盖物。

制动组件可包括用于减慢运载工具轮子(诸如汽车车轮或飞行器起落架)的旋转速度的制动元件。制动组件可安装到或内置于这些轮子中。磨损感测设备201可安装到制动组件的一部分，诸如制动器托架240。制动组件(brake assembly)在本文中也可被称为“制动组件(braking assembly)”或被称为“制动系统”。如本文所用，术语“制动组件的剩余使用次数”可指制动衬片的剩余使用次数。

磨损销指示器230(例如由铆钉)安装在压力板250上，其将制动衬片保持在压力板250的另一侧上。压力板250可包括金属材料。制动器托架240、340、440、540和740是制动器托架240的示例，并且压力板250、350、450、550和750是压力板250的示例。压力板250可附接到可包括钢或碳的制动衬片(例如，制动蹄、制动衬块)的一个或多个衬块。压力板250被配置为在运载工具的制动器随着时间推移而在使用过程中磨损时相对于制动器托架240移动。

制动衬片可压靠在轮子的旋转部件上以降低旋转部件的速度。当在制动事件期间施加制动器时，固定液压系统可抵靠制动衬片推动或移置压力板250，从而在制动衬片的固定衬块与旋转部件(诸如轮盘)之间产生摩擦。制动衬片的衬块与旋转部件之间的摩擦致使轮子的旋转减小。制动衬片可为制动组件的有源部分，其因制动事件而随时间磨损。

由于磨损销指示器230物理地耦接到压力板250，因此磨损销指示器230同样相对于制动器托架240以及相对于传感器202移动。在图2A的示例中，磨损销指示器230附接到压力板250并且突出穿过制动器托架240。由于磨损销指示器230相对于制动器托架240移动，因此磨损销指示器230的暴露部分或剩余磨损长度232随着制动器的使用而减小。当剩余磨损长度232接近零并且磨损销指示器230的尖端或表面接近制动器托架240的表面时，制动器可接近其需要被更换的时间。当磨损销指示器230的表面与制动器托架240的表面齐平时，运载工具的制动器的寿命期可被推定为已结束，或可被认为继续使用有危险，因为这可导致制动故障。

例如，如果磨损销指示器230的初始长度为一英寸(例如，大约二十五毫米)并且部件供应商声称新制动衬片可执行一千次制动事件，则处理电路210确定每次制动事件的磨损为0.001英寸或0.025毫米。如果处理电路210随后确定磨损销指示器230的新长度比初始长度小十毫米，则处理电路可确定新长度为十五毫米。使用每次制动事件0.025毫米的磨损速率和公式(3)，处理电路210确定制动衬片的剩余使用次数为六百次制动事件。

根据本公开的技术，处理电路210可基于输出信号206来确定制动组件的估计剩余使用次数，该输出信号可指示磁体220相对于传感器202的位置。磨损感测设备201可自动地(例如，在没有人类操作者的情况下)执行制动组件的估计剩余使用次数的测量。例如，制动组件的估计剩余使用次数的测量可在施加制动器时进行。处理电路210可被配置为确定何时施加制动器，并且在施加制动器时在没有人为干预的情况下对输出信号206进行采样。

本公开的技术尤其可用于可安装在现有制动组件上的售后设备。售后设备可安装在制动器托架240上，使得磨损感测设备201不接触磨损销指示器230。

图2B至图2D是根据本公开的一种或多种技术的输出信号、磁体的位置和磨损销指示器的长度的曲线图270B-曲线图270D。例如，曲线图270B示出了来自单个传感器元件的输出信号。对于产生磁场的磁体的任何给定位置而言，输出信号的幅度是穿过传感器元件的磁场线的方向的函数。当磁体接近传感器元件时，输出信号的幅度在磁体的第一侧上的磁场的“顶部”处降低到最小值272。当磁体移动经过传感器元件时，输出信号的幅度在磁体的相对侧上的磁场的“顶部”处升高到最大值274，然后再次降低。

曲线图270C示出了与曲线图270B所示的输出信号类似的输出信号。然而，曲线图270C示出了来自四个传感器元件的阵列的四个输出信号。根据传感器元件的布局，磁体可在不同时间移动经过每个传感器元件，使得输出信号的最小值和最大值不一定同时出现。曲线图270D示出了五个传感器元件(S1–S5)的阵列的复合输出信号。曲线图270D所示的输出信号可与磨损销指示器的长度具有大致线性关系，但在磁体经过每个传感器元件时可偏离理想线性关系。处理电路可被配置为基于曲线图270D所示的输出信号来确定制动组件的估计剩余使用次数。

图3是描绘根据本公开的一种或多种技术的使用传感器302测量磨损销指示器330的长度的磨损感测设备301的图。磨损感测设备301包括传感器302、处理电路310、磁体320、可拆卸锚定件360、弹簧362、表面364和活塞366。传感器302和处理电路310可按与图1中所示的传感器102和处理电路110相同的方式或类似的方式操作。

可拆卸锚定件360耦接到磨损销指示器330的暴露端334并被配置为响应于磨损销指示器330的移动而横向地(例如，在y轴方向上)移动。可拆卸锚定件360在图3中被描绘为指针尖端或三角形，但可拆卸锚定件360可包括可用于将弹簧362的一端附接到磨损销指示器330的任何材料。可拆卸锚定件360可通过安装、胶粘、粘胶带、焊接和/或任何其他附接技术附接到磨损销指示器330。

弹簧362被配置为响应于磨损销指示器330的移动而伸展或压缩。弹簧362的第一端耦接到可拆卸锚定件360并被配置为响应于磨损销指示器330的移动而横向地移动。弹簧362的第二端耦接到表面364，并且不响应于磨损销指示器330的移动而移动。表面364可被配置为不随磨损销指示器330移动而移动。随时间推移，当暴露端334朝向压力板350移动时，弹簧362可伸展，因为第一端朝向压力板350移动并且第二端不移动。弹簧362可随着制动器托架340与压力板350之间的距离增加而伸展。弹簧362可随着剩余磨损长度332的减小而伸展。

活塞366是安装元件的一个示例，该安装元件耦接到弹簧362的一端并被配置为响应于磨损销指示器330的移动而横向地移动。活塞366的第一端可耦接到可拆卸锚定件360并耦接到弹簧362的第一端。活塞366的第一端和活塞366的一部分在图3中未示出，因为活塞366加载在弹簧362内部。活塞366可穿过表面364。磁体320通过安装、胶粘、粘胶带、焊接和/或任何其他附接技术耦接到活塞366的第二端。表面364可形成具有第一端368和第二端370的外壳367的至少一部分。在一些示例中，表面364可表示位于第一端368处的外壳367的一部分。在一些示例中，表面364可表示整个外壳367。当弹簧362伸展时，磁体320可相对于传感器302沿y轴朝向第一端368移动。换句话说，随着制动器托架340和压力板350之间的距离增加，并且随着剩余磨损长度332减小，弹簧362伸展以使活塞366移动通过第一端368处的表面364中的开口，从而使磁体320沿着y轴相对于传感器302朝向第一端368移动。处理电路310可基于输出信号306来确定制动组件的估计剩余使用次数，该输出信号可指示磁体320相对于传感器302的位置。在一些示例中，由处理电路310确定的制动器的估计剩余使用次数可与剩余磨损长度332相关。

图4是描绘根据本公开的一种或多种技术的使用传感器402测量磨损销指示器430的长度的磨损感测设备401的图。磨损感测设备401包括传感器402、处理电路410、磁体420、可拆卸锚定件460、弹簧462和细长构件464。传感器402和处理电路410可按与图2A和图3所示的传感器202和302及处理电路210和310相同的方式或类似的方式操作。

在图4的示例中，磨损感测设备401的外壳467包括第一端468和第二端470。外壳467的第二端470可耦接到制动器托架440，使得当制动器托架440相对于压力板450和磨损销指示器430移动时，磨损感测设备401也相对于压力板450和磨损销指示器430移动。

在一些示例中，可拆卸锚定件460耦接到磨损销指示器430的暴露端434。在一些示例中，可拆卸锚定件460和暴露端434向彼此施加压力，使得可拆卸锚定件460和暴露端434保持接触而不分离。细长构件464耦接到可拆卸锚定件460。可拆卸锚定件460和细长构件464被配置为响应于磨损销指示器430的移动而横向地(例如，在y轴方向上)移动。例如，当制动器托架440和压力板450之间的距离增加时，剩余磨损长度432随着暴露端434和可拆卸锚定件460移动至更靠近制动器托架440而减小。当暴露端434移动至更靠近制动器托架440时，细长构件464可移动至更靠近制动器托架440，从而使得细长构件464压缩弹簧462，并且使得磁体420移动至更靠近制动器托架440和第二端470。

可拆卸锚定件460在图4中被描绘为指针尖端或三角形，但可拆卸锚定件460可包括可用于将弹簧462的一端附接到磨损销指示器430的任何材料。图4中所示的元件之间的附接可包括安装、胶粘、粘胶带、焊接和/或任何其他附接技术。

弹簧462被配置为响应于磨损销指示器430的移动而伸展或压缩。弹簧462的第一端耦接到细长构件464并被配置为响应于磨损销指示器430的移动而沿着y轴横向移动。弹簧462的第二端耦接到制动器托架440，并且不响应于磨损销指示器430的移动而移动。随时间推移，当暴露端434和制动器托架440之间的距离减小时，弹簧462可压缩，因为弹簧462的第一端朝向制动器托架440移动并且第二端不移动。因此，弹簧462被配置为使细长构件464保持与暴露端434接触。在一些示例中，细长构件464可附接到暴露端434，使得弹簧462不是必需的。类似地，弹簧462、562和662可能不是必需的。磁体420可被配置为响应于磨损销指示器430的移动而随细长构件464一起移动。

当细长构件464压缩弹簧462时，细长构件464将磁体420相对于传感器402沿着y轴移动。处理电路410可基于输出信号406来确定制动组件的估计剩余使用次数，该输出信号可指示磁体420相对于传感器402的位置。在一些示例中，由处理电路410确定的制动器的估计剩余使用次数可与剩余磨损长度432相关。

图5A是描绘根据本公开的一种或多种技术的具有使用旋转磁性传感器502测量磨损销指示器530的长度532的旋转元件580的磨损感测设备501的图。旋转元件580被配置为响应于磨损销指示器530的横向移动(例如，在y轴方向上)而旋转。因此，磨损销指示器530的横向位移可引起旋转元件580的角位移。拉伸元件582的第一端可耦接到磨损销指示器530的暴露端534，并且拉伸元件582的第二端可缠绕在旋转元件580周围，使得旋转元件580旋转。当磨损销指示器530朝向压力板550移动时，磨损销指示器530拉动拉伸元件582，使得旋转元件580旋转。微滑轮584是可使得拉伸元件582保留在具体路径中的任选元件。旋转元件580可包括绕线管。

图5B是描绘根据本公开的一种或多种技术的磨损感测设备501的侧视图的图。磁体520附接到旋转元件580并被配置为在旋转元件580旋转时旋转。因此，磁体520可被配置为响应于图5A中所示的磨损销指示器530的移动而旋转。磁体520可沿着旋转元件580的旋转轴522定位。旋转轴522在x轴旋转中延伸。

传感器502被配置为基于磁体520所产生的磁场来生成输出信号，该磁场可基于磁体520的取向而改变。图5B示出磁体520所产生的磁场的磁场线。传感器502可被配置为基于磁体520相对于传感器502的角度而生成输出信号。

图6A是示出根据本公开的一种或多种技术的包括旋转传感器的磨损感测设备601的y轴视图的概念图。如图6A中所示，磨损感测设备601包括传感器602和旋转元件680。磨损销指示器630可穿过制动器托架640中的开口，使得磨损销指示器630的一部分延伸超过制动器托架640。磨损销指示器630的延伸超过制动器托架640的部分可被称为剩余磨损长度632。磨损销指示器630可固定到压力板650上。

在一些示例中，制动器托架640和压力板650可随着制动组件磨损而进一步分开。当制动器托架640和压力板650之间的距离增加时，剩余磨损长度632减小。在一些示例中，设备601可被配置为通过确定剩余磨损长度632和/或确定剩余磨损长度632已经改变的量来测量制动器磨损量。例如，磨损销指示器630可与旋转元件680接合，使得磨损销指示器630相对于设备601的横向移动导致旋转元件680旋转。在一些示例中，旋转元件680可包括齿轮，该齿轮包括第一组齿，并且磨损销指示器可包括第二组齿，该第二组齿被配置为与齿轮上的第一组齿接合。当磨损销指示器630相对于设备601横向移动时，这可使得旋转元件680旋转。

传感器602可被配置为生成指示旋转元件680的一个或多个旋转参数的一个或多个信号。在一些示例中，旋转元件680包括与旋转元件680一起旋转的磁体，并且传感器602可包括霍尔传感器或被配置为感测磁体的位置的另一种类的传感器。传感器602可被配置为生成指示作为时间函数的磁体的旋转位置、作为时间函数的磁体的旋转速度、作为时间函数的磁体的旋转加速度或它们的任何组合的一个或多个信号。设备601的处理电路可被配置为基于由传感器602生成的一个或多个信号来确定剩余磨损长度632和/或制动组件的估计磨损量。

图6B是示出根据本公开的一种或多种技术的包括旋转传感器的磨损感测设备601的x轴视图的概念图。图6B所示的磨损感测设备601可以是图6A所示的磨损感测设备601的另一视图。如图6B中所示，磁体620附接到旋转元件680。磨损销指示器630可与旋转元件680接合，使得当磨损销指示器630相对于设备601沿着y轴横向移动时，旋转元件680和磁体620围绕旋转轴622旋转。

磁体620和旋转元件680可围绕旋转轴622旋转。当磁体620和旋转元件680围绕旋转轴622旋转时，传感器602保持固定。传感器602可生成指示磁体620的一个或多个旋转参数的一个或多个信号。例如，磁体620可产生磁场。磁体620的旋转可使得传感器602基于磁体620的旋转不同地感测磁场。传感器602可生成指示作为时间函数的磁体的旋转位置、作为时间函数的磁体的旋转速度、作为时间函数的磁体的旋转加速度或它们的任何组合的一个或多个信号。在一些示例中，传感器602可生成指示磁体620的转数的一个或多个信号。系统可存储该转数并且基于磁体620的转数来计算剩余磨损长度。

图6C是示出根据本公开的一种或多种技术的包括旋转传感器的磨损感测设备601的透视图的概念图。如图6C中所示，磨损感测设备601包括传感器602和旋转元件680。磨损销指示器630可与旋转元件680接合。例如，磨损销指示器630包括一组齿684，并且旋转元件680包括齿轮690，该齿轮包括一组齿和一组凹槽。磨损销指示器630上的一组齿684可与齿轮690上的一组齿接合，使得磨损销指示器630的横向移动导致旋转元件680旋转。例如，齿684可装配在由齿轮690上的一组齿形成的一组凹槽内。传感器602可生成指示磁体620的一个或多个旋转参数的一个或多个信号，该磁体以旋转元件680的旋转轴为中心。

图6D是示出根据本公开的一种或多种技术的与齿轮690接合的磨损销指示器630的y轴视图的概念图。磨损销指示器630包括齿684。齿距线686沿着一组齿684的中心延伸。齿距距离688表示齿距线686与磨损销指示器630的另一侧之间的距离。线性齿距689可表示齿684的一圈的长度。齿轮690包括一组齿691。齿轮690上的一组齿691与磨损销指示器630上的一组齿684接合，使得磨损销指示器630的横向移动导致齿轮690旋转。齿轮节距圆692可围绕齿691的中心延伸。齿轮节距圆半径694可表示齿轮节距圆692与齿轮690的中心之间的距离。圆形齿距696可表示齿691的一圈的距离。

图7A是示出根据本公开的一种或多种技术的包括旋转传感器和能量收集电路的磨损感测设备701的第一y轴视图的概念图。如图7A中所示，磨损感测设备701包括传感器702、热电元件732、散热器740、能量源770和旋转元件780。旋转元件780包括磁体720和齿轮790。磨损销指示器730可与齿轮790接合，使得磨损销指示器730沿着y轴的横向移动导致旋转元件780旋转。

在一些示例中，磨损感测设备701可固定，使得磨损销指示器730被配置为相对于设备701横向移动。在一些示例中，设备701固定到制动器托架、压力板、制动组件的一个或多个其他部件或它们的任何组合上。在任何情况下，磨损销指示器730相对于设备701的移动可导致旋转元件780旋转。传感器702可生成指示旋转元件780的一个或多个旋转参数的一个或多个信号。例如，磁体720可产生磁场，并且传感器702可基于磁场生成一个或多个信号。传感器702可被配置为基于由磁体720产生的磁场生成一个或多个信号，以指示一个或多个旋转参数。

热电元件732可被配置为基于温度梯度生成电信号。在一些示例中，热电元件732可连接到散热器740。温度梯度可表示热节点与冷节点之间的温度差。在一些示例中，冷节点可位于散热器740处。在一些示例中，热节点可位于设备701的内部。热量可通过热电元件732从热节点流到冷节点。热电元件732可生成电信号。在一些示例中，电信号的量值可取决于热节点与冷节点之间的温度梯度的量值。在一些示例中，设备701可生成到能量源770的电信号的至少一部分。在一些示例中，能量源770可向传感器702提供电力。在一些示例中，除了热电元件732之外或可替代热电元件，设备701可包括一个或多个电磁设备。在一些示例中，除了热电元件732之外或可替代热电元件，设备701可包括一个或多个压电设备。

图7B是示出根据本公开的一种或多种技术的包括旋转传感器和能量收集电路的磨损感测设备701的第一透视图的概念图。图7B示出的磨损感测设备701可以是图7A示出的磨损感测设备701的示例。如图7B中所示，散热器740围绕设备701的外部的至少一部分延伸。旋转元件780和传感器702(在图7B中未示出)位于设备701内。热电元件732位于磨损销指示器730的与旋转元件780相对的一侧上。能量源770位于设备701内。

图7C是示出根据本公开的一种或多种技术的包括旋转传感器和能量收集电路的磨损感测设备701的第二y轴视图的概念图。图7C示出的设备701的第二y轴视图与图7A示出的设备701的第一y轴视图的不同之处在于：第二视图从第一视图旋转了90度。如图7C中所示，设备701包括传感器702、散热器740、天线罩760、天线762、能量源770和旋转元件780。旋转元件780包括磁体720和齿轮790。

磨损销指示器730沿着y轴的横向移动可导致旋转元件780旋转。当旋转元件780旋转时，传感器702可保持固定，并且传感器702可生成指示旋转元件780的一个或多个旋转参数的一个或多个信号。设备701的处理电路可被配置为基于由传感器702生成的一个或多个信号来确定磨损销指示器730的剩余磨损长度。设备702可包括被配置为经由容纳在天线罩760内的天线762来传输和/或接收信息的通信电路。

图7D是示出根据本公开的一种或多种技术的包括旋转传感器和能量收集电路的磨损感测设备701的第二透视图的概念图。图7D示出的磨损感测设备701可以是图7C示出的磨损感测设备701的示例。如图7D中所示，散热器740围绕设备701的外部的至少一部分延伸。旋转元件780和传感器702位于设备701内。热电元件732位于磨损销指示器730的与旋转元件780相对的一侧上。能量源770位于设备701内。天线罩760形成设备701的外壁的一部分，并且天线罩760容纳天线762。

图8是根据本公开的一个或多个技术的固定到运载工具的制动组件上的磨损感测设备801的透视图。如图8中所示，设备801固定到压力板850上。设备801可附加地或另选地固定到制动组件的制动器托架上。在任何情况下，磨损销指示器830可穿过设备801。磨损销指示器830可相对于设备801移动。设备801的处理电路可被配置为跟踪磨损销指示器830的移动，以便确定磨损销指示器830的剩余磨损长度。在一些示例中，设备801的底表面固定到压力板850的表面上。附加地，机械支架832可将设备801固定到制动组件的一个或多个其他部件上。

图9是示出根据本公开的一种或多种技术的用于确定磁体的线性位置并收集能量的系统900的框图。如图9中所示，系统900包括传感器902、处理电路910、通信电路912、传感器预处理电路913、振动传感器915、速度监控器916、陀螺仪917、温度传感器918、磁体920、能量收集电路921、第一电磁设备924、压电设备926、第二电磁设备928、热电设备929、功率转换器933、能量存储设备935和能量输出端937。系统900可以是本文所述的使用线性传感器的一个或多个磨损感测设备的示例。在一些示例中，系统900是图1的磨损感测设备101的示例。在一些示例中，系统900可包括被配置为生成加速度计信号的加速度计。

传感器902包括传感器元件阵列904。传感器元件阵列904可被布置成一行。传感器元件阵列904的每个传感器元件可被配置为生成传感器元件信号，该传感器元件信号指示磁体920与相应传感器元件的接近度和/或磁体920相对于相应传感器元件的角度。例如，如图9中所示，由传感器元件S5生成的传感器元件信号可指示第一量值，并且由传感器元件S1生成的传感器元件信号可指示第二量值。因为磁体920比传感器元件S1更靠近传感器元件S5，所以第一量值可大于第二量值。在一些示例中，磁体920可响应于磨损销指示器的移动而移动。因此，磁体920的移动可指示磨损销指示器的剩余磨损长度。

通信电路912可被配置为与一个或多个其他设备通信。在一些示例中，通信电路912可被配置为经由天线(图9中未示出)发送信息和/或接收信息。在一些示例中，通信电路912可传输指示磨损销指示器的剩余磨损长度的信息。该信息可指示是否到了更换制动组件的时间。

传感器预处理电路913可从传感器元件904中的每个传感器元件接收传感器元件信号。传感器预处理电路913可执行一个或多个预处理动作(例如，过滤)，并且将一个或多个信号传递到处理电路910。处理电路910可被配置为基于从传感器预处理电路913接收的一个或多个信号来确定磨损销指示器的剩余磨损长度。

在一些示例中，振动传感器915可被配置为生成振动信号，该振动信号指示系统900的振动水平和/或制动组件的一个或多个部件的振动水平。振动传感器915可将振动信号发送到处理电路910。速度监控器916可被配置为生成指示系统900所位于的运载工具的速度的速度信号。在一些示例中，速度监控器916可以基于从第一电磁设备924接收的一个或多个信号生成速度信号。陀螺仪917可生成指示系统900的一个或多个部件的特定取向的陀螺仪信号。陀螺仪917可将陀螺仪信号发送到处理电路910。温度传感器918可生成指示系统900的一个或多个部件的温度和/或系统900处的环境或靠近该系统的环境的温度的温度信号。温度传感器918可将温度信号发送到处理电路910。

能量收集电路921可被配置为收集用于为系统900的一个或多个部件供电的能量。在一些示例中，能量收集电路921可基于制动组件的操作来收集能量。例如，第一电磁设备924、压电设备926、第二电磁设备928和热电设备929可各自基于制动组件的操作的一个或多个方面产生能量，并将产生的能量发送到能量收集电路921。能量收集电路921可将能量发送到功率转换器933和能量存储设备935中的一者或两者。功率转换器933可将能量发送到能量输出端937。在一些示例中，能量输出端937可包括系统900的一个或多个部件，该系统包括传感器902、处理电路910、通信电路912、传感器预处理电路913、振动传感器915、速度监监控器916、陀螺仪917、温度传感器918或它们的任何组合。因此，能量收集电路921可向系统900的一个或多个部件供应能量，该能量来源于制动组件的操作。

图10是示出根据本公开的一种或多种技术的用于确定磁体的旋转位置并收集能量的系统1000的框图。如图10中所示，系统1000包括传感器1002、处理电路1010、通信电路1012、传感器预处理电路1013、振动传感器1015、速度监控器1016、陀螺仪1017、温度传感器1018、磁体1020、能量收集电路1021、第一电磁设备1024、压电设备1026、第二电磁设备1028、热电设备1029、功率转换器1033、能量存储设备1035和能量输出端1037。系统1000可以是本文所述的使用线性传感器的一个或多个磨损感测设备的示例。在一些示例中，系统1000是图1的磨损感测设备101的示例。除了磁体1020是旋转磁体并且传感器1002感测磁体1020的一个或多个旋转参数，而传感器902感测对应于磁体920的线性位置的一个或多个参数之外，系统1000可与图9的系统900基本上相同。在一些示例中，系统1000可包括被配置为生成加速度计信号的加速度计。

图11A是示出根据本公开的一种或多种技术的通过磨损感测设备1101的横截面的热流的概念图。如图11A中所示，设备1101包括热电元件1132、散热器1140和天线罩1160。设备1101形成间隙1152。在一些示例中，磨损销指示器可穿过间隙1152并与设备1101的一个或多个部件接合。在一些示例中，热量流过设备1101到达散热器1140。如图11A中所示，散热器1140包括从设备1101径向向外延伸的散热片阵列。这些散热片可分散行进通过设备1101的热量。热电元件1132可位于设备1101内，使得热量通过热电元件1132流到散热器1140。热电元件1132可基于位于散热器1140处的热节点与冷节点之间的温度梯度生成电信号。在一些示例中，热量可从制动组件的一个或多个部件进入设备1101。制动组件可在使用期间产生热量，并且将该热量中的一些热量传递到设备1101。热量可通过热电元件1132行进通过设备1101到达散热器1140。

图11B是示出根据本公开的一种或多种技术的磨损感测设备1101的透视图的概念图。尽管图11B示出从散热器1140移位的设备1101的内壳，但是内壳可以装配在散热器1140内，使得散热器1140至少部分地封闭内壳。如图11B中所示，热量可沿着与装配在间隙1150内的磨损销指示器平行的轴线流入设备1101中。热量可行进通过设备1101并经由散热器1140的散热片分散。

图11C是示出根据本公开的一种或多种技术的热电设备1129的概念图。热电设备1129包括一组热电元件1132，该组热电元件包括正(P)热电元件和负(N)热电元件。热电元件1132生成用于传递到能量输出端1133的电信号。热量可通过热电元件1132从热节点1153流到冷节点1140。在一些示例中，传递到能量输出端1133的电信号的量值可取决于热节点1153与冷节点1140之间的温度梯度ΔT。例如，温度梯度的量值的增加可导致电信号的量值增加，并且温度梯度的量值的减小可导致电信号的量值减小。

图12A是示出根据本公开的一种或多种技术的包括用于收集能量的热电设备的磨损感测设备1201的侧视图的概念图。磨损销指示器1230被配置为通过设备1201中的间隙装配，并且磨损销指示器1230被配置为与设备1201的一个或多个部件相互作用。在一些示例中，设备1201可被配置为感测磨损销指示器1230的剩余磨损长度。热电设备1229可被配置为基于设备1201所附接到的制动组件所发出的热量来产生电能。例如，热量可从制动组件流入设备1201中。热量可行进通过设备到达散热器1240。如图12A中所见，热管1237可连接热电元件1232和散热器1240，使得散热器1240从设备1201的其余部分横向移位。与散热器未被横向移位的设备相比，横向移位散热器1240可增加温度梯度。在一些示例中，热管1237包括相变材料(PCM)热管。

图12B是示出根据本公开的一种或多种技术的包括用于收集能量的热电设备的磨损感测设备1201的透视图的概念图。如图12B中所示，设备1201可固定到制动组件的一个或多个部件上，使得磨损销指示器1230穿过设备1201。图12B还示出从制动组件行进进入设备1201并且经由散热器1240分散的热量。热量可行进通过热管1237到达散热器1240。

图12C是示出根据本公开的一种或多种技术的包括热管1237的热电设备1229的概念图。热电设备1229包括热电元件1232、能量输出端1233、热管1237、散热器1240和热节点1253。散热器1240在本文中可被称为“冷节点”。热量可通过热电元件1232和热管1237从热节点1253行进到冷节点1240。热电元件1232可基于热节点1253与冷节点1240之间的温度梯度ΔT产生用于输出到能量输出端1233的电能。在一些示例中，与不使用热管1237的系统相比，热管1237技术和所提出的布置提高了能量收集的效率和量值。例如，从源产生的热量通过热电元件1232被泵送到散热器1240，与不使用热管1237的系统相比，在热节点1253与冷节点1240之间产生更大的热梯度，从而与不使用热管1237的系统相比，增加了由热电元件1232生成的电信号的量值。

图12D是示出根据本公开的一种或多种技术的热管1237的概念图。如图12D中所示，热量可从热源(例如，热电元件1232和/或热节点1253)行进进入热管1237。热量可以行进通过热管1237到达散热器(例如，散热器1242)。在一些示例中，热管1237可包括流体和/或蒸气，该流体和/或蒸气包括水、乙醇、甲醇、汞、钠、锂、银氨、氮、氦或它们的任何组合。流体和/或蒸气可被配置为通过热管1237运送热量。在一些示例中，热量在本文中可被称为“热能”。

图13是示出根据本公开的一种或多种技术的包括经由制动组件的一个或多个部件散热的热电设备的磨损感测设备1301的透视图的概念图。如图13中所示，热管1337将热电元件1332连接到固定到冷节点1340，该冷节点固定到部件(例如，制动液压缸)。热量可以通过热电元件1332和热管1337行进通过设备1301到达冷节点1340。与不经由制动组件的一个或多个部件散热的系统相比，经由制动液压缸散热可增加冷节点1340与热节点之间的温度梯度。热电设备可基于跨热电元件1332上的热梯度产生电能。电能的量值可与跨热电元件1332的温度差成比例。与不使用热管的系统相比，热管1337可增加能量收集的量值并且增加热电设备的效率。通过将热量从设备1301传递到制动液压缸，与不将热量泵送到液压缸的系统相比，热电设备可增加热梯度，从而产生更高的电能。

图14A是示出根据本公开的一种或多种技术的包括电磁设备1424的磨损感测设备1401的概念图，该电磁设备被配置为基于靠近烘烤组件的轮子的旋转来生成电信号。设备1401可固定到制动组件的一个或多个部件上，例如压力板1450、制动器托架、制动液压缸1454或它们的任何组合。当压力板1450、制动液压缸1454和电磁设备1424相对于轮缘1452保持固定时，轮缘1452可绕制动组件旋转。在一些示例中，轮缘1452的旋转可产生磁场和/或影响靠近电磁设备1424的磁场。电磁设备1424可被配置为感测磁场和/或基于磁场生成电信号，并且电磁设备1424可将电信号传递到设备1401的处理电路。

图14B是示出根据本公开的一种或多种技术的图14A的电磁设备1424的横截面视图的概念图。电磁设备1424可被配置为基于轮缘1452的旋转生成电信号。电磁设备1424包括线圈1462、1464、1466、偏置磁体1468和通量芯1472、1474、1476。通量芯1472、1474、1476可感测由轮缘1452的旋转引起的磁场。线圈1462、1464、1466可基于由通量芯1472、1474、1476感测到的磁场生成电信号。偏置磁体1468可执行一个或多个动作，以便向电信号施加偏置。电磁设备1424可将电信号输出到能量收集电路。在一些示例中，电信号的量值取决于由线圈1462、1464、1466感测到的磁场的量值。例如，当磁场的量值增加时，电信号的量值也可增加，并且当磁场的量值减小时，电信号的量值也可减小。在一些示例中，磁场的量值可取决于轮缘1452的旋转速度。例如，当轮缘1452的速度增加时，磁场的量值也可增加，并且当轮缘1452的速度减小时，磁场的量值也可减小。

图14C是示出根据本公开的一种或多种技术的能量收集电路1421和电磁设备1424的框图。电磁设备1424包括线圈1462、1464、1466、偏置磁体1468和通量芯1472、1474、1476。能量收集电路1421可包括速度监控器1415、整流器1482和功率转换器1484。在一些示例中，能量收集电路1421可以是图9的能量收集电路921和/或图10的能量收集电路1021的示例。在一些示例中，电磁设备1424可以是图9的第一电磁设备924和/或图10的第一电磁设备1024的示例。

通量芯1472、1474、1476可感测基于轮缘1452的旋转产生的磁场。线圈1462、1464、1466可基于轮缘1452的旋转生成电信号并将该电信号传递到能量收集电路1452。整流器1482可接收电信号并且处理该电信号。功率转换器1484可基于从整流器1482输出的经处理的信号而生成输出信号。在一些示例中，功率转换器1484可表示直流-直流(DC/DC)转换器。速度监控器1416可基于由能量收集电路1421接收的电信号生成速度信号。在一些示例中，速度信号指示轮缘1452的旋转速度和/或能量收集电路1421位于其上的运载工具的速度。

图15A是示出根据本公开的一种或多种技术的压电设备1526的概念图。压电设备1526包括外壳1592、压电梁1594、第一磁体159和第二磁体1598。在一些示例中，第一磁体1596包括北极和南极，并且第一磁体1596的两个极可施加将磁体“拉”在一起的吸引磁力。在一些示例中，第二磁体1598包括北极和南极，并且第二磁体1598的两个极可施加将磁体“拉”在一起的吸引磁力。当第一磁体1596的北极与南极之间的距离等于第二磁体1598的北极与南极之间的距离时，压电设备1526的空状态可能存在。

当压电设备1526振动时，压电梁1594可相对于外壳1592移动。在一些示例中，当压电设备1526振动时，压电梁1594可相对于外壳1592振动。压电设备1526可基于压电梁1594振动生成电信号，从而在一段时间内改变第一磁体1596的北极与南极之间的距离以及第二磁体1598的北极与南极之间的距离。

图15B是示出根据本公开的一种或多种技术的能量收集电路1521和压电设备1526的框图。压电设备1526包括磁体1596、1598。能量收集电路1521可包括整流器1582和功率转换器1584。在一些示例中，能量收集电路1521可以是图9的能量收集电路921和/或图10的能量收集电路1021的示例。在一些示例中，压电设备1526可以是图9的压电设备926和/或图10的压电设备1026的示例。压电设备1526可基于由磁体1596、1598产生的磁场而生成电信号，并且将此电信号传输到整流器1582。整流器1582可处理电信号并将经处理的电信号传递到功率转换器1584。功率转换器1584可基于经处理的电信号生成另一电信号并输出该电信号。

图16A是示出根据本公开的一种或多种技术的电磁设备1628的概念图。电磁设备1628包括非磁性基底1662、铁磁材料1664、弹簧1672、1674、1676、线圈1682、1684、1686、1688以及磁体1692、1694、1696。弹簧1672可将包括非磁性基底1662和线圈1682、1684、1686、1688的电磁设备1628的第一部分与包括铁磁材料1664和磁体1692、1694、1696的电磁设备1628的第二部分连接。

当电磁设备1628振动时，电磁设备1628的第一部分可相对于电磁设备1628的第二部分振动。这意味着当电磁设备1628振动时，线圈1682、1684、1686、1688可相对于磁体1692、1694、1696移动。线圈1682、1684、1686、1688可基于由磁体1692、1694、1696产生的一个或多个磁场生成一个或多个电信号，该一个或多个磁场的强度基于相对于磁体1692、1694、1696的位置而改变。由线圈1682、1684、1686、1688生成的一个或多个电信号可基于线圈1682、1684、1686、1688相对于磁体1692、1694、1696移动来指示电磁设备1628的振动。

图16B是示出根据本公开的一种或多种技术的能量收集电路1621和电磁设备1628的框图。电磁设备1628包括线圈1682、1684、1686、1688和磁体1692、1694、1696。能量收集电路1621可包括电压倍增器1683和功率转换器1685。在一些示例中，能量收集电路1621可以是图9的能量收集电路921和/或图10的能量收集电路1021的示例。在一些示例中，电磁设备1628可以是图9的第二电磁设备928和/或图10的第二电磁设备1028的示例。线圈1682、1684、1686、1688可基于线圈1682、1684、1686、1688相对于磁体1692、1694、1696的位置来生成一个或多个电信号。线圈1682、1684、1686、1688可将该一个或多个电信号传递到电压倍增器1683。电压倍增器1683可将经处理的一个或多个电信号发送到功率转换器1685。功率转换器1685可生成另外的一个或多个电信号。

图17是示出根据本公开的一种或多种技术的用于感测制动组件的磨损量和收集能量的示例性操作的流程图。图17关于图1的磨损感测设备101和制动组件131进行描述。然而，图17的技术可由磨损感测设备101和制动组件131的不同部件或由附加系统或另选系统来执行。

制动组件131可使得磁体120响应于磨损销指示器130的移动而移动(1702)。在一些示例中，磁体120可响应于磨损销指示器130的移动而横向移动。在一些示例中，磁体120可响应于磨损销指示器130的移动而旋转，而不横向移动。在一些示例中，磨损销指示器130的移动可表示相对于磨损感测设备101的移动。在一些示例中，磨损销指示器130的移动可表示磨损销指示器130的剩余磨损长度的变化。磨损销指示器130的剩余长度可表示磨损销指示器130延伸经过制动组件131的一个或多个部件(例如，制动器托架140)的距离。磨损感测设备101可固定到制动组件的一个或多个部件，使得磨损感测设备101可感测磨损销指示器130的剩余磨损长度的变化。

磨损感测设备101可生成对应于磁体120的位置数据(1704)。在一些示例中，磨损感测设备101可包括传感器102，该传感器被配置为基于磁体相对于传感器102的位置生成位置数据。在一些示例中，传感器102感测磁体120的一个或多个横向移动参数。在一些示例中，传感器102感测磁体120的一个或多个旋转参数。

能量收集设备114可基于制动组件131和制动组件131位于其上的运载工具中的一者或两者的操作生成电信号(1706)。在一些示例中，能量收集设备114可包括一个或多个热电设备、一个或多个电磁设备、一个或多个压电设备或它们的任何组合。例如，制动组件131可在操作期间产生热量。一个或多个热电设备可收集该热量以生成电信号。制动组件131可在操作期间振动。电磁设备和/或压电设备可基于振动生成电信号。轮子可围绕制动组件131旋转。电磁设备可基于轮子的旋转生成电信号。能量收集设备114可将电信号的至少一部分传递到磨损感测设备101的一个或多个部件(1708)。

图18是示出根据本公开的一种或多种技术的用于当飞行器着陆时操作磨损感测设备的示例性操作的流程图。图18关于图1的磨损感测设备101和制动组件131、图9的系统900和图10的系统1000进行描述。然而，图18的技术可由磨损感测设备101、制动组件131、系统900和系统1000的不同部件或由附加系统或另选系统来执行。

在一些示例中，飞行器可包括一个或多个磨损感测设备，其中一个或多个磨损感测设备中的每个磨损感测设备监测飞行器的相应制动组件。在一些示例中，一个或多个磨损感测设备中的每个磨损感测设备生成指示相应制动组件的剩余寿命的一个或多个信号。在一些情况下，飞行器在起飞、着陆、滑行、静止或它们的任何组合时，一个或多个磨损感测设备监测相应制动组件可能是有益的。一个或多个磨损感测设备可被配置为生成指示飞行器的一个或多个使用状态的信号，该一个或多个使用状态包括起飞、着陆、滑行、静止或它们的任何组合。一个或多个磨损感测设备可根据飞行器的使用状态进行激活或停用。

在一些示例中，机上传感器(例如，磨损感测设备101的传感器)可检测冲击事件(1802)。在一些示例中，冲击事件可表示当飞行器着陆时飞行器的起落架与地面之间的接触。在一些示例中，传感器可被配置为使用冲击感测算法来检测机轮承重(WoW)。执行冲击检测的传感器可以是磨损感测设备的一部分，但这不是必需的。

基于检测到冲击事件，磨损感测设备101的一个或多个部件可激活并开始从电源汲取电力(1804)。在一些示例中，当飞行器飞行时停用磨损感测设备并且当飞行器着陆时激活磨损感测设备可能是有益的，因为当飞行器在地面上时磨损感测设备101可能是最有效的。一旦磨损感测设备101的一个或多个部件被激活，磨损感测设备101就可以开始生成指示相应制动组件的剩余寿命的一个或多个信号。

在一些示例中，磨损感测设备101可检测在其中应用制动组件的一个或多个事件(1806)。例如，制动组件可以在飞行器着陆之后执行一次或多次制动功能。在一些示例中，磨损感测设备101可监测位置感测数据和/或加速度数据，以便确定何时施加断裂。在一些示例中，磨损感测设备可基于加速度数据和断裂磨损数据来检测一个或多个滑行“减速”事件。磨损感测设备101可基于检测到冲击事件、检测到制动组件在使用中、检测到一个或多个滑行减速事件或它们的任何组合来生成指示制动组件的剩余使用寿命期的一个或多个信号(1808)。

磨损感测设备101可识别一个或多个移动参数(1810)。在一些示例中，一个或多个移动参数可包括速度数据、加速度数据、冲击数据或它们的任何组合。这些一个或多个移动参数可指示飞行器是否正在减速和/或驻车制动器是否被应用。磨损感测设备101可附加地或另选地测量温度数据，以便确定飞行器是否正在减速和/或驻车制动器是否被应用。磨损感测设备101可确定驻车制动器在使用中(1812)。基于确定驻车制动器在使用中，磨损感测设备101可基于生成的数据执行一个或多个动作(1814)。例如，磨损感测设备101可经由通信电路112传输信息(例如，磨损感测数据和/或由磨损感测设备生成的任何其他种类的数据)。当磨损感测设备101完成执行一个或多个动作时，磨损感测设备101的一个或多个部件可以停用(1816)。

图19是示出根据本公开的一种或多种技术的用于当飞行器起飞时操作磨损感测设备的示例性操作的流程图。图19关于图1的磨损感测设备101和制动组件131、图9的系统900和图10的系统1000进行描述。然而，图19的技术可由磨损感测设备101、制动组件131、系统900和系统1000的不同部件或由附加系统或另选系统来执行。

在一些示例中，飞行器可包括一个或多个磨损感测设备，其中一个或多个磨损感测设备中的每个磨损感测设备监测飞行器的相应制动组件。在一些示例中，一个或多个磨损感测设备中的每个磨损感测设备生成指示相应制动组件的剩余寿命的一个或多个信号。在一些情况下，飞行器在起飞、着陆、滑行、静止或它们的任何组合时，一个或多个磨损感测设备监测相应制动组件可能是有益的。一个或多个磨损感测设备可被配置为生成指示飞行器的一个或多个使用状态的信号，该一个或多个使用状态包括起飞、着陆、滑行、静止或它们的任何组合。一个或多个磨损感测设备可根据飞行器的使用状态进行激活或停用。

磨损感测设备101可确定驻车制动器被释放(1902)。基于确定驻车制动器被释放，磨损感测设备101的一个或多个部件可激活(1904)。磨损感测设备101可确定制动组件在使用中(1906)。基于确定驻车制动组件在使用中，磨损感测设备101可生成指示制动组件的剩余使用寿命期的一个或多个信号(1908)。磨损感测设备101可确定制动组件不再使用(1910)并执行一个或多个动作(1912)。这些一个或多个动作可包括经由通信电路传输和/或接收信息。磨损感测设备101可在执行一个或多个动作之后停用(1914)。

图20是示出根据本公开的一种或多种技术的用于使用机器学习模型来确定制动组件的剩余使用寿命期的示例性操作的流程图。图20关于图1的磨损感测设备101和制动组件131、图9的系统900和图10的系统1000进行描述。然而，图20的技术可由磨损感测设备101、制动组件131、系统900和系统1000的不同部件或由附加系统或另选系统来执行。

在一些示例中，计算设备被配置为从一个或多个传感器接收数据(2002)。在一些示例中，计算设备可被配置为从一个或多个磨损感测设备和/或一个或多个其他传感器接收数据。例如，计算设备可从一个或多个磨损位置传感器、一个或多个温度传感器、一个或多个加速计(例如，3轴加速计)、一个或多个陀螺仪或它们的任何组合收集数据。

在一些示例中，计算设备被配置为使用数据执行一个或多个过滤动作(2004)。计算设备被配置为对由计算设备接收的数据进行过滤。例如，计算设备可将由一个或多个磨损感测设备在飞行器着陆、停放和起飞期间收集的数据转换成干净的数据集。在一些示例中，数据可包括不一致的值。过滤数据以便移除具有缺失值的实例、使用统计方法估计实例的缺失值、移除重复实例且归一化数据集中的传感器数据可能是有益的。

计算设备可将机器学习模型应用于经过滤的数据(2006)。在一些示例中，计算设备可将中心极限定理(CLT)应用于经过滤的数据以便生成一个或多个输出。在一些示例中，计算设备将传感器数据传递通过学习块，该学习块分析正态高斯分布以计算一个或多个平均值。计算设备可使用多元CLT方法进行多传感器数据关联。

计算设备被配置为确定模型是否合适(2008)。计算设备可将存储在存储器中的正态分布参数与为其计算正态分布参数的当前数据集进行比较。测量随时间积分的不同阶段之间的误差，以验证模型精确度。基于模型验证误差范围，计算设备可以进行到下一个阶段。在一些示例中，迭代地重复验证以获得可接受的误差范围。

当计算设备确定模型不合适时(框2008处的“否”)，计算设备可确定一个或多个制动组件的剩余使用寿命(2010)。基于经训练的模型和当前传感器数据集，计算设备可导出正态分布参数。计算设备可执行统计数据分析，并且可以利用线性或多元多项式回归方法在多个传感器之间建立关系。可预测制动器的剩余使用寿命(RUL)。RUL数据可被传送到云和/或现场维护操作员。

图21是示出根据本公开的一种或多种技术的一种或多种高斯分布的曲线图2100的图。在一些示例中，计算设备可通过应用中心极限定理来分析一个或多个高斯分布。

在一些示例中，计算设备可基于正态分布、中心极限定理、线性或多元多项式回归分析、特殊推断算法或它们的任何组合来分析传感器数据。以下的等式是用于高斯分布的等式。

在一些示例中，f(x_i)表示高斯分布的概率密度函数，σ_i表示概率密度函数的标准偏差，μ_i表示概率密度函数的平均值，x_i表示高斯分布的原始分数，以及是概率密度函数的Z分数。高斯分布的方差可以由以下等式给出。

在一些示例中，σ²是高斯分布的方差x_i是一个数据点的值，μ是所有数据点的平均值，以及N是所有数据点的数量。用于高斯分布的标准偏差的等式可由以下等式给出。

中心极限定理规定，当收集随机变量时，它们的适当归一化和趋向于正态分布。根据中心极限定理，当从数据点总体中取随机样本以形成具有平均值μ和标准偏差σ的数据集时，数据集的分布可近似正态分布。无论源总体是正态的还是偏态的，只要样本量足够大，这都可以成立(通常N>30)。

在一些示例中，计算设备将为每次着陆收集的磨损数据存储在存储器中。计算设备可检索从存储器检索的先前磨损数据。例如，当前着陆磨损数据和先前着陆磨损数据之间的差可存储在存储器中。在一些示例中，该差可关于着陆的次数N_n被存储为δWL_n。在记录随时间推移而积分的数据集之后，如果样本量满足CLT标准，则计算样本平均值δWL_n可正态分布。

如曲线图2100中所示，高斯分布曲线可参照样本数据集拉伸或挤压。更大的数据集可“挤压”曲线，使其更窄，导致更小的标准偏差。将中心极限定理应用于特定时间间隔的所收集的传感器数据集可导致计算平均值μ_δWL。跟踪更大数量的飞行器着陆的平均值并建立与磨损数据的关联提供了用于特定条件的斜率(磨损率)。飞行器停放条件、滑行减速和硬着陆的磨损数据可用多传感器融合来过滤并单独存储在存储器中。

图22是示出根据本公开的一种或多种技术的线性回归分析的曲线图2200的图。在一些示例中，计算设备可应用线性回归以便分析断裂磨损传感器数据。

在一些示例中，计算设备可执行存储在存储器中的经优化的模型。在一些示例中，处理电路还可以通过决策树来处理模型以进行边缘推断。计算设备可从存储器检索经排序或过滤的数据，以通过回归建立关系来预测一个或多个制动组件的剩余使用寿命(例如，估计的剩余着陆次数)。回归是用于对变量之间的关系进行建模的方法。线性回归模型可包括两个变量之间的关系，而多元多项式回归可包括多个变量之间的建模关系。回归的简单最小二乘法包括近似线性模型的参数。在一些示例中，线性回归可确定线性模型，该线性模型将在数据集中的观察值与由该模型预测的那些观察值之间的平方误差之和最小化。在一些示例中，以下等式可表示线性回归模型：

y_i＝β₁x_i+β₀+ε_i (等式4)

在一些示例中，y_i表示线性回归模型的依赖值，x_i表示线性回归模型的自变量，β₁和β₀是线性回归模型的系数，以及ε_i表示线性回归模型的误差。

图23是示出根据本公开的一种或多种技术的非线性回归分析的曲线图2300的图。在一些示例中，计算设备可应用非线性回归以便分析断裂磨损传感器数据。

计算设备可在边缘设备中生成并执行非线性回归模型。在一些示例中，计算设备可基于对应于一个或多个制动组件的磨损数据来生成非线性回归模型。在一些示例中，计算设备可将模型存储在存储器中。计算设备可检索从存储器检索的模型，用于推断和预测制动器的剩余使用寿命。磨损数据指示器、RUL、发送的能量信息可被发送到云，用于进一步的处理和动作。以下等式可表示非线性回归模型和/或多元多项式回归模型。

如图23中所示，非线性回归模型和/或多元多项式回归模型可包括用于“过去的着陆次数”的部分和用于“制动器的剩余使用寿命的预测”的部分。模型的预测部分可允许预测在制动组件磨损之前剩余的着陆次数。

图24包括示出根据本公开的一种或多种技术的包括经由一个或多个网关连接到一个或多个计算设备的一组磨损感测设备的系统244的框图。如图24中所示，系统2400包括第一设备2402、第二设备2404、第三设备2406、第四设备2408和第五设备2410(统称为“设备2402-2410”)。设备2402-2410可经由本地网关2422和/或远程网关2424连接到云2432。一个或多个计算设备2432可连接到云2432。

在一些示例中，设备2402-2410中的每个设备可表示磨损感测设备，该磨损感测设备生成指示制动组件的剩余使用寿命的数据。在一些示例中，设备2402-2410可形成包括位于同一网络上的传感器的网状网络。设备2402-2410中的每个设备可经由一个或多个无线链路与设备2402-2410中的一个或多个其他设备进行通信。这些一个或多个无线链路包括无线链路和/或一个或多个其他类型的无线链路。在一些示例中，设备2402-2410中的每个设备可传达一个或多个感测参数，诸如磨损销指示器的当前剩余磨损长度、温度、振动和/或冲击数据、陀螺仪数据、电池状态信息或它们的任何组合。在一些示例中，设备2402-2410中的每个设备可被配置用于网络的一个或多个节点之间的点对点通信。在一些示例中，设备2402-2410中的每个设备可被配置为执行边缘推断以便预测相应制动组件的剩余使用寿命。

在一些示例中，本地网关2422包括位于设备2402-2410所在的同一运载工具上的网关。在一些示例中，本地网关2422包括飞行器数据网关(ADG)。在一些示例中，远程网关2424可与设备2402-2410所位于的运载工具分开定位。在一些示例中，设备2402-2410中的一个或多个设备可根据一个或多个通信协议或一个或多个Wi-Fi通信协议与本地网关2422通信。在一些示例中，一个或多个设备2402-2410可使用一个或多个远程(LoRa)通信协议和/或一个或多个SigFox低功率广域网(LPWAN)协议与远程网关2424通信。

以下编号的实施例示出了本公开的一个或多个方面。

实施例1.一种系统包括：磁体，该磁体被配置为响应于运载工具的制动组件的磨损销指示器的移动而移动；传感器，该传感器被配置为生成对应于磁体的位置数据，该位置数据指示磨损销指示器的相对线性位置，其中位置数据对应于制动组件的估计剩余使用寿命期；和能量收集设备，该能量收集设备被配置为基于制动组件和运载工具中的一者或两者的操作来生成电信号，其中能量收集设备被配置为将电信号的至少一部分传递到传感器。

实施例2.根据实施例1所述的系统，其中该系统还包括处理电路，该处理电路被配置为：响应于确定运载工具的状态支持制动组件的估计剩余使用寿命期的测量结果而激活传感器；控制传感器以生成对应于磁体的位置数据；以及基于位置数据确定制动组件的估计剩余使用寿命期。

实施例3.根据实施例1-2或它们的任何组合所述的系统，其中为了响应于确定运载工具的状态支持制动组件的估计剩余使用寿命期的测量结果而激活传感器，该处理电路被配置为：接收指示冲击事件的一个或多个信号，该冲击事件指示运载工具的着陆，其中运载工具包括飞行器；以及响应于确定运载工具的状态是着陆状态而激活传感器。

实施例4.根据权利要求3所述的系统，其中为了响应于确定运载工具的状态支持制动组件的估计剩余使用寿命期的测量结果而激活传感器，该处理电路被配置为：接收指示运载工具的驻车制动器被释放的一个或多个信号；以及响应于确定运载工具的状态是驻车制动器被释放的着陆状态而激活传感器。

实施例5.根据实施例1-4或它们的任何组合所述的系统，还包括旋转元件，该旋转元件被配置为响应于磨损销指示器的移动而旋转，其中磁体附接到旋转元件并被配置为响应于磨损销指示器的移动而旋转，并且其中传感器被配置为基于磁体相对于传感器的角度来生成位置数据。

实施例6.根据权利要求5所述的系统，其中该旋转元件包括齿轮，该齿轮包括形成第一组凹槽的第一组齿，其中磨损销指示器包括细长构件，该细长构件包括形成第二组凹槽的第二组齿，其中第一组齿被配置为与第二组齿接合，使得磨损销指示器相对于旋转元件的线性移动导致旋转元件围绕旋转轴旋转。

实施例7.根据权利要求6所述的系统，其中该磁体被定位成使得磁体的旋转轴与旋转元件的旋转轴对准。

实施例8.根据实施例1-7或它们的任何组合所述的系统，其中该能量收集设备包括热电设备，该热电设备被配置为基于热节点与冷节点之间的温度梯度生成电信号。

实施例9.根据权利要求8所述的系统，其中该热电设备包括：连接到热电设备的热节点的一组热电元件，其中该一组热电元件被配置为基于热节点与冷节点之间的温度梯度生成电信号，并且其中电信号的量值取决于热节点与冷节点之间的温度差。

实施例10.根据权利要求9所述的系统，其中该热电设备还包括：包括热电设备的冷节点的散热器设备，其中热能被配置为通过热电元件从热节点行进到散热器设备，使得热电元件生成电信号。

实施例11.根据权利要求10所述的系统，其中外壳至少部分地封闭磁体和传感器，并且其中该散热器设备包括：圆形构件，该圆形构件至少部分地围绕至少部分地封闭磁体和传感器的外壳延伸；一组散热片，其中该一组散热片中的每个散热片从散热器设备的圆形构件径向延伸。

实施例12.根据实施例10-11或它们的任何组合所述的系统，还包括：相变材料(PCM)热管，该相变材料热管被配置为将热能从热节点传递到包括热电设备的冷节点的散热器设备，其中PCM热管将散热器设备连接到热电元件，使得散热器设备的至少一部分相对于磨损销指示器从外壳横向移位。

实施例13.根据实施例9-12或它们的任何组合所述的系统，其中该热电设备还包括：相变材料(PCM)热管，该相变材料热管被配置为将热能从热节点传递到冷节点；以及连接器设备，该连接器设备被配置为将PCM热管连接到冷节点，其中该制动组件的元件包括冷节点。

实施例14.根据实施例1-13或它们的任何组合所述的系统，其中该能量收集设备包括电磁设备，该电磁设备被配置为基于由靠近制动组件旋转的轮子引起的磁场来生成电信号。

实施例15.根据实施例14所述的系统，其中该电信号的幅度与轮子的转速相关。

实施例16.根据实施例1-15或它们的任何组合所述的系统，其中该能量收集设备包括压电设备，该压电设备被配置为基于由制动组件引起的振动来生成电信号。

实施例17.根据实施例1-16或它们的任何组合所述的系统，其中该能量收集设备包括电磁设备，该电磁设备被配置为基于制动组件引起的磁场来生成该电信号。

实施例18.根据实施例1-17或它们的任何组合所述的系统，还包括：外壳，该外壳至少部分地封闭磁体和传感器；通信电路，该通信电路至少部分地被外壳封闭，其中该通信电路被配置为传输位置数据；以及计算设备，该计算设备被配置为从通信电路接收位置数据。

实施例19.一种方法，该方法包括：响应于运载工具的制动组件的磨损销指示器的移动而移动磁体；通过传感器生成对应于磁体的位置数据，该位置数据指示磨损销指示器的相对线性位置，其中位置数据对应于制动组件的估计剩余使用寿命期；通过能量收集设备基于制动组件和运载工具中的一者或两者的操作生成电信号；以及通过能量收集设备将电信号的至少一部分传递到传感器。

实施例20.一种非暂态计算机可读介质，该非暂态计算机可读介质包括用于使一个或多个处理器执行以下操作的指令：生成对应于磁体的位置数据，该磁体响应于运载工具的制动组件的磨损销指示器的移动而移动，该位置数据指示磨损销指示器的相对线性位置，其中位置数据对应于制动组件的估计剩余使用寿命期；基于制动组件和运载工具中的一者或两者的操作生成电信号；以及传递电信号的至少一部分。

在一个或多个示例中，本文所述的技术可利用硬件、软件、固件或它们的任何组合来实现所述功能。在软件中实现的那些功能可作为一个或多个指令或代码存储在计算机可读介质上或经由计算机可读介质发送，并且由基于硬件的处理单元执行。计算机可读介质可包括对应于有形介质诸如数据存储介质的计算机可读存储介质，或者包括例如根据通信协议促进计算机程序从一个地方传输到另一个地方的任何介质的通信介质。这样，计算机可读介质通常可对应于：(1)非暂态的有形计算机可读存储介质，或者(2)通信介质诸如信号或载波。数据存储介质可以是可以由一个或多个计算机或一个或多个处理器访问以检索用于实现本公开中描述的技术的指令、代码和/或数据结构的任何可用介质。

指令可由加速度计内的一个或多个处理器执行或通信地耦接到该加速度计。该一个或多个处理器可例如包括一个或多个DSP、通用微处理器、专用集成电路(ASIC)、FPGA或其他等效的集成或离散逻辑电路。因此，如本文所使用的术语“处理器”可以指任何前述结构或适用于实施本文所描述的技术的任何其他结构。此外，在一些方面中，可以在被配置成用于执行本文所述的技术的专用硬件和/或软件模块内提供本文所述的功能。而且，这些技术可以完全在一个或多个电路或逻辑元件中实现。

本公开的技术可以在包括集成电路(IC)或一组IC(例如，芯片组)的各种装置或设备中实现。在本公开中描述了各种部件、模块或单元，以强调被配置为执行所公开的技术的设备的功能方面，但是不一定需要通过不同的硬件单元来实现。相反，各种单元可与结合合适的软件和/或固件的互操作硬件单元(包括如上所述的一个或多个处理器)的集合进行组合或由其提供。

已描述了本公开的各种示例。设想了所述系统、操作或功能的任何组合。这些示例和其他示例在以下权利要求书的范围内。

Claims (10)

1.一种系统，包括：

磁体，所述磁体被配置为响应于运载工具的制动组件的磨损销指示器的移动而移动；

传感器，所述传感器被配置为生成对应于所述磁体的位置数据，所述位置数据指示所述磨损销指示器的相对线性位置，其中所述位置数据对应于所述制动组件的估计剩余使用寿命期；和

能量收集设备，所述能量收集设备被配置为基于所述制动组件和所述运载工具中的一者或两者的操作来生成电信号，其中所述能量收集设备被配置为将所述电信号的至少一部分传递到所述传感器。

2.根据权利要求1所述的系统，其中所述系统还包括处理电路，所述处理电路被配置为：

响应于确定所述运载工具的状态支持所述制动组件的所述估计剩余使用寿命期的测量结果而激活所述传感器；

控制所述传感器以生成对应于所述磁体的所述位置数据；以及

基于所述位置数据确定所述制动组件的所述估计剩余使用寿命期。

3.根据权利要求2所述的系统，其中为了响应于确定所述运载工具的所述状态支持所述制动组件的所述估计剩余使用寿命期的所述测量结果而激活所述传感器，所述处理电路被配置为：

接收指示冲击事件的一个或多个信号，所述冲击事件指示所述运载工具的着陆，其中所述运载工具包括飞行器；以及

响应于确定所述运载工具的状态是着陆状态而激活所述传感器。

4.根据权利要求2所述的系统，其中为了响应于确定所述运载工具的所述状态支持所述制动组件的所述估计剩余使用寿命期的所述测量结果而激活所述传感器，所述处理电路被配置为：

接收指示所述运载工具的驻车制动器被释放的一个或多个信号；以及

响应于确定所述运载工具的所述状态是所述驻车制动器被释放的着陆状态而激活所述传感器。

5.根据权利要求1所述的系统，还包括旋转元件，所述旋转元件被配置为响应于所述磨损销指示器的所述移动而旋转，

其中所述磁体附接到所述旋转元件并被配置为响应于所述磨损销指示器的所述移动而旋转；并且

其中所述传感器被配置为基于所述磁体相对于所述传感器的角度来生成所述位置数据。

6.根据权利要求5所述的系统，其中所述旋转元件包括齿轮，所述齿轮包括形成第一组凹槽的第一组齿，其中所述磨损销指示器包括细长构件，所述细长构件包括形成第二组凹槽的第二组齿，其中所述第一组齿被配置为与所述第二组齿接合，使得所述磨损销指示器相对于所述旋转元件的线性移动导致所述旋转元件围绕旋转轴旋转。

7.根据权利要求6所述的系统，其中所述磁体被定位成使得所述磁体的旋转轴与所述旋转元件的旋转轴对准。

8.根据权利要求1-7中任一项所述的系统，其中所述能量收集设备包括热电设备，所述热电设备被配置为基于热节点与冷节点之间的温度梯度生成所述电信号。

9.一种方法，包括：

响应于运载工具的制动组件的磨损销指示器的移动而移动磁体；

通过传感器生成对应于所述磁体的位置数据，所述位置数据指示所述磨损销指示器的相对线性位置，其中所述位置数据对应于所述制动组件的估计剩余使用寿命期；

通过能量收集设备基于所述制动组件和所述运载工具中的一者或两者的操作生成电信号；以及

通过所述能量收集设备将所述电信号的至少一部分传递到所述传感器。

10.一种非暂态计算机可读介质，所述非暂态计算机可读介质包括用于使一个或多个处理器执行以下操作的指令：

生成对应于磁体的位置数据，所述磁体响应于运载工具的制动组件的磨损销指示器的移动而移动，所述位置数据指示所述磨损销指示器的相对线性位置，其中所述位置数据对应于所述制动组件的估计剩余使用寿命期；

基于所述制动组件和所述运载工具中的一者或两者的操作生成电信号；以及

传递所述电信号的至少一部分。