CN116733877A - 用于运载工具制动器的热收集 - Google Patents
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Abstract
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。传感器被配置为生成对应于该磁体的位置数据。该位置数据指示该磨损销指示器的位置和/或移动。该系统包括热电发电机,该热电发电机被配置为基于该制动组件的操作来生成电信号。该热电发电机被配置为将该电信号的至少一部分传递到该传感器。该系统包括安装支架,该安装支架被配置为将传感器壳体机械地耦接到该制动组件的致动器壳体。该安装支架被配置为当该安装支架机械地耦接该传感器壳体和该致动器壳体时向该热电发电机提供热量。
Description
本申请要求2022年10月7日提交的印度临时专利申请号202211057511和2022年3月10日提交的印度临时专利申请号202211013015的权益,这些临时专利申请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技术。系统包括感测设备,该感测设备被配置为使用由热电设备生成的电力来产生指示磨损销指示器的位置数据。热电设备被配置为使用由制动组件生成的热量来产生电力(例如,在制动器操作期间)。安装支架被配置为当安装支架将传感器壳体机械地耦接到制动组件的致动器壳体时向热电发电机提供热流。在示例中,感测设备被配置为将由热电发电机供应的电压限于低于感测设备的电路的截止电压的电压以例如允许感测设备在制动组件的较宽范围的操作条件下的操作。传感器可被配置为在操作制动组件时生成指示磨损销指示器的移动和/或位置的输出信号,以例如指示制动组件的一个或多个部件(例如,盘堆的一个或多个制动盘)的磨损状态。在示例中,感测设备被配置为将磨损数据存储在存储器设备中。在一些示例中,感测设备被配置为将磨损数据传输到外部设备。系统可被配置为基于磨损数据来确定制动组件的估计剩余使用次数。
在实施例中,一种系统包括:感测设备,该感测设备包括:感测电路,该感测电路被配置为生成对应于磨损销指示器的移动的位置数据,该磨损销指示器被配置为指示制动组件的盘堆相对于该制动组件的致动器壳体的平移,并且其中该感测电路被配置为使用电力来生成该位置数据;和调节电路,该调节电路被配置为向该感测电路提供该电力;热电发电机,该热电发电机被配置为向该调节电路提供该电力,其中该热电发电机限定热节点和冷节点,并且其中该热电发电机被配置为基于该热节点和该冷节点之间的温度梯度来产生该电力;散热器,该散热器被配置为将热量从该冷节点传递到围绕该制动组件的环境;传感器壳体,该传感器壳体机械地支撑至少该感测设备、该热电发电机和该散热器;和安装支架,该安装支架机械地耦接到该传感器壳体,其中该安装支架被配置为附接到该致动器壳体,并且其中该安装支架被配置为在该安装支架附接到该致动器壳体时将热量从该致动器壳体传递到该热节点以生成该温度梯度。
在示例中,一种技术包括:使用热电发电机来向感测设备提供电力,其中该热电发电机限定热节点和冷节点,并且其中该热电发电机基于该热节点和该冷节点之间的温度梯度来产生该电力;使用该感测设备来生成对应于磨损销指示器的移动的位置数据,该磨损销指示器被配置为指示制动组件的盘堆相对于该制动组件的致动器壳体的平移,其中该感测设备使用该电力来生成该位置数据;使用机械地耦接到该致动器壳体的安装支架将热量从该致动器壳体传递到该热节点以生成该温度梯度,其中该安装支架机械地耦接到传感器壳体,该传感器壳体机械地支撑至少该感测设备、该热电发电机和该散热器;以及使用该散热器将热量从该冷节点传递到围绕该制动组件的环境。
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是示例性车轮的透视图。
图2是定位在图1的示例性车轮上的示例性制动组件的示意性剖视图。
图3是附接到制动组件的示例性感测设备的透视图。
图4A是示例性感测设备的分解图。
图4B是图4A的感测设备的剖视图。
图5是感测设备的第一示例性散热器的透视图。
图6是感测设备的第二示例性散热器的透视图。
图7是感测设备的第三示例性散热器的透视图。
图8是感测设备的第四示例性散热器的透视图。
图9是散热器的金刚石格架结构的示意图。
图10是散热器的六边形金刚石格架结构的示意图。
图11是散热器的体心立方格架结构的示意图。
图12是散热器的面心立方格架结构的示意图。
图13是散热器的螺旋状格架结构的示意图。
图14是示出被配置为使用传感器来测量磨损销指示器的位置或移动的系统的框图。
图15是被配置为测量磨损销指示器的位置或移动的系统的调节电路和感测电路的示意图。
图16是被配置为测量磨损销指示器的位置或移动的系统的分流电路的第一示例的示意图。
图17是被配置为测量磨损销指示器的位置或移动的系统的分流电路的第二示例的示意图。
图18是被配置为测量磨损销指示器的位置或移动的系统的分流电路的第三示例的示意图。
图19是示例性热电发电机的示意图。
图20是包括旋转传感器的示例性感测设备的示意性剖视图,其中示出了垂直于x-y-z轴中的x轴截取的切割平面。
图21是包括旋转传感器的示例性感测设备的示意性剖视图,其中示出了垂直于x-y-z轴中的y轴截取的切割平面。
图22是示出包括旋转传感器的感测设备的透视图的概念图。
图23是接合感测设备的齿轮的磨损销指示器的示意图。
图24A是具有包括旋转磁性传感器的旋转元件的感测设备的透视剖视图。
图24B是图24A的示例性感测设备的示意性剖视图,其中示出了垂直于x-y-z轴中的z轴截取的切割平面。
图25是包括拉伸元件的示例性感测设备的示意性剖视图,其中示出了垂直于x-y-z轴中的x轴截取的切割平面。
图26是包括感测元件阵列的示例性感测设备的示意性剖视图,其中示出了垂直于x-y-z轴中的x轴截取的切割平面。
图27是示出被配置为使用包括磁体的传感器来测量磨损销指示器的位置或移动的系统的框图。
图28是示出根据本公开的一种或多种技术的用于使用安装支架来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29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30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31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32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33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)的位置来确定制动组件的估计剩余使用次数的系统和技术。磨损销指示器可被配置为指示制动组件的盘堆相对于制动组件的另一个部分(诸如被配置为当盘堆被压缩时保持基本静止的致动器壳体)的平移(例如,当盘堆被压缩时)。包括感测电路的传感器被配置为基于磨损销指示器的位置来生成输出信号(例如,位置数据)。系统可包括通信电路,该通信电路被配置为向外部设备的处理电路提供位置数据以允许基本上自动化的制动器磨损测量。在示例中,传感器包括被配置为生成位置数据的感测电路。传感器可包括被配置为向感测电路提供电力的调节电路。
系统包括被配置为收集能量以便向调节电路供应电力的热电发电机(TEG)。TEG被配置为使用由制动组件生成的热量来产生电力。例如,当制动组件操作以减小车轮的旋转速度时(例如,由于当盘堆被压缩时的转子盘与定子盘之间的摩擦),制动组件可生成热量。该热量可传递(例如,经由辐射、传导和/或对流)到制动组件的一个或多个其他部件,诸如压板、制动器致动器壳体和/或制动组件的其他部件。TEG被配置为接收所生成的热量的一部分以产生跨过TEG的温度梯度。TEG可被配置为使用温度梯度来产生电力。
TEG被配置为产生热节点和冷节点之间的温度梯度。TEG被配置为接收由制动组件在热节点处生成的热量。TEG包括被配置为将热量从冷节点传递到围绕制动组件的环境的散热器。因此,TEG可被配置为当热节点从制动组件接收热量并且散热器致使热量从冷节点排放到环境中时产生温度梯度。在示例中,TEG包括固态设备,该固态设备与热节点和冷节点热连通并且被配置为基于热节点和冷节点之间的温度梯度来产生电力。
制动组件可在制动操作期间产生显著程度的热量,其中制动组件的一些部分中的温度达到超过1500华氏度(815摄氏度)的温度。传感器与这些高温的接近可损坏传感器的感测电路和调节电路,除非考虑传感器的具体位置。这里公开的系统被配置为定位传感器和TEG,使得TEG从制动组件接收足够热量以用于产生电力,同时传感器电路从制动组件的较高温度区域充分地移位,使得传感器电路不会被由高温区域生成的热通量不利地影响。在示例中,系统被配置为当感测电路和/或TEG基本上从致动器壳体移位时将热量从制动组件的致动器壳体传递(例如,经由传导路径)到TEG,使得可传递热量并同时限制和/或减轻来自制动组件的高温区域的热暴露。
在示例中,系统包括机械地支撑至少感测电路、TEG和散热器的传感器壳体。系统可包括安装支架,该安装支架被配置为附接到传感器壳体和制动组件的致动器壳体。安装支架被配置为当安装支架定位传感器壳体时将热量(例如,通过传导)从致动器壳体传递到TEG的热节点。此外,安装支架可被配置为使传感器壳体从致动器壳体和/或制动组件的其他部分基本上移位,使得传感器壳体(以及其中的信号电路和TEG部件)对于由制动组件的相对高温区域产生的高热通量的暴露被减小和/或限制。在示例中,安装支架被配置为将传感器壳体基本上悬挂在制动组件的致动器壳体和压板之间以限制传感器壳体在制动操作期间过度暴露于由制动组件生成的高热通量。因此,安装支架可被配置为限定从致动器壳体到TEG的热节点的热传递路径,同时将传感器壳体定位在相对于制动组件的有利位置中,以用于感测电路和调节电路的操作。
在示例中,系统被配置为基本上限制和/或防止TEG提供大于感测电路和/或调节电路的截止电压的电压。当TEG产生大于截止电压的TEG电压时,系统可限制提供给调节电路和/或感测电路的电压。例如,当TEG经历热节点和冷节点之间的高温度梯度时(例如,当制动组件正在生成大量热量时,例如,在制动期间),TEG可产生超过调节电路和/或感测电路的截止电压的电压。在没有分流电路的情况下,由于所生成的高TEG电压,这可致使传感器基本上停止操作。分流电路被配置为当TEG经历高温度梯度时限制由TEG提供给调节电路的电压,使得传感器可在制动组件操作期间继续提供指示磨损销指示器位置的位置数据。分流电路因此可通过允许在较宽范围的制动条件下生成位置数据来增强系统操作的操作,包括在盘堆的摩擦接合(例如,在着陆期间)倾向于在整个制动组件中产生较高温区域时的条件下。在示例中,分流电路被配置成使得当热节点具有至少90摄氏度的温度时,热电发电机可提供电力。
散热器可被配置为改善和/或优化从热节点到冷节点产生的温度梯度。在示例中,传感器壳体被配置为机械地支撑散热器,使得当安装支架将传感器壳体附接到致动器壳体时,散热器基本上建立相对于支撑制动组件的车轮组件的行进方向的特定取向。可建立特定取向以增强和/或优化热量从TEG的冷节点到围绕制动组件的环境的传递,使得可在各种制动条件下建立从热节点到冷节点的温度梯度和/或维持该温度梯度令人满意。例如,传感器壳体可被配置成使得散热器基本上面向车轮组件的行进方向。散热器可被配置成使得当车轮沿行进方向行进时,散热器和散热器的一个或多个翅片基本上经历冲击流。在一些示例中,散热器包括多个翅片,当安装支架将传感器壳体附接(例如,当安装支架被附接)到制动组件的致动器壳体时,该多个翅片基本上沿行进方向延伸。在一些示例中,散热器的一个或多个翅片由网格和/或格架构成以增加暴露于围绕制动组件的环境的热传递面积。在一些示例中,散热器限定螺旋状格架。
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,当由外部设备的感测电路和/或处理电路实现时,感测电路和/或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。本公开的系统可安装在现有制动组件中作为改装传感器(例如,售后产品),或该系统可内置于新的制动组件中。
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。通常,地面飞行器工程团队执行轮胎和制动系统的例行检查(例如,视觉检查)以监视飞行器的车轮和制动器以便分析磨损和耗损并且确保在起飞和着陆期间的飞行器安全。在飞行之间的时间周转、改进的监视能力方面以及出于其他原因,使用传感器数据来评估飞行器的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。
例如,每当飞行器降落和/或在跑道上滑行时,制动组件的盘堆的磨损可能发生。由于制动组件对于飞行器的操作而言是重要的,因此一些飞行器操作员可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。制动组件的手动检查和/或视觉检查可花费10-15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可能成本很高。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,本文公开的系统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是示出被配置为围绕旋转轴线A旋转的示例性车轮10的透视图。在示例中,车轮10是飞行器运载工具的一部分。在其他示例中,车轮10可为任何其他运载工具的一部分,诸如任何陆地运载工具或其他运载工具。图2是示出车轮10和示例性制动组件12的示意性剖视图,该示例性制动组件被配置为使用致动器14来压缩盘堆16(例如,经由压板18)从而使车轮10的旋转减速。图2的横截面被示为具有垂直于旋转轴线A的切割平面。图3是示出包括感测设备22的系统20的透视图,该感测设备被配置为生成指示磨损销指示器24的位置的位置数据。磨损销指示器24被配置为当盘堆16和/或压板18相对于致动器壳体26平移时(例如,当盘堆16被致动器14压缩时)平移。
在图1所示的示例中,车轮10包括限定外表面30和内表面32的车轮轮辋28。车轮轮辋28包括管井34和车轮轮毂36。内表面32和车轮轮毂36可在内表面32与车轮轮毂36之间限定车轮腔38(例如,体积)。在一些示例中,轮胎(未示出)可安装在车轮轮辋28的外表面30上。车轮10可包括内侧胎圈座40和外侧胎圈座42,该内侧胎圈座和该外侧胎圈座被配置为将轮胎保持在车轮轮辋28的外表面30上。在示例中,车轮10可包括内侧区段44(例如,包括内侧胎圈座40)和外侧区段46(例如,包括外侧胎圈座42)。车轮10可限定平行于旋转轴线A的第一方向D1和与第一方向D1相反的第二方向D2。在示例中,第一方向D1是具有从内侧区段44朝向外侧区段46的方向的车轮10的外侧方向。在示例中,第二方向D1是具有从外侧区段46朝向内侧区段44的方向的车轮10的内侧方向。车轮10可被配置为当车轮10绕旋转轴线A旋转时沿方向DT或与方向DT相反的方向行进。在示例中,方向DT基本上垂直于旋转轴线A。
车轮10包括在车轮10的内表面32上的多个转子驱动键48,诸如转子驱动键50和转子驱动键52。在一些示例中,多个转子驱动键48中的每个转子驱动键在车轮10的基本上轴向方向上(例如,在平行于旋转轴线A的方向上)延伸。多个转子驱动键48(“转子驱动键48”)和内表面32被配置为相对于彼此基本上静止,使得当车轮10(和内表面32)围绕旋转轴线A旋转时,转子驱动键(例如,转子驱动键50、52)中的每个转子驱动键在围绕轴线A的闭合路径上平移。因此,当车轮10、内表面32和转子驱动键48围绕旋转轴线A旋转时,作用于转子驱动键48中的一个或多个转子驱动键上的与旋转方向相反的力起作用来减慢或停止旋转。如将讨论的,转子驱动键48可被配置为从制动系统(未示出)接收扭矩,该制动系统被配置为减少和/或停止车轮10的旋转。转子驱动键48可与内表面32一体地形成,或者可与内表面32分离并机械地附连到该内表面。
图2是示出具有至少部分地定位在车轮腔38内的制动组件12的车轮10的示意性剖视图。图2示出了作为分裂轮辋车轮的车轮轮辋28,其中凸耳螺栓54和凸耳螺母56连接内侧区段44和外侧区段46,然而在其他示例中,车轮轮辋28可利用其他配置(例如,整体轮辋)。轴向组件58被配置为支撑车轮10,同时允许车轮10使用轴承60和轴承62围绕轴线A旋转。例如,轴承60、62可限定围绕轴向组件58的基本上圆形的轨道。在示例中,轴线A延伸通过轴向组件58。扭矩管64耦接到轴向组件58,使得当车轮10围绕轴向组件58和轴线A旋转时,扭矩管64保持基本上旋转静止。扭矩管64可至少部分地包围轴向组件58的外部。轴向组件58可使用例如螺栓57和/或螺栓59或一些其他紧固设备来机械地耦接到运载工具的支柱或某个其他部分。示出并描述了车轮10来为本文所述的制动组件提供上下文,然而,在其他示例中,本文所述的制动组件可与任何合适的车轮组件一起使用。
在图2所示的示例中,制动组件12定位在车轮10(例如,车轮腔38)内并且被配置为接合扭矩管64和转子驱动键50。制动组件12被配置为生成扭矩以抵抗车轮10围绕轴线A的旋转并将该扭矩传递到转子驱动键50,从而减少和/或消除车轮10围绕轴线A的旋转。制动组件12包括盘堆16,该盘堆包括一个或多个转子盘(例如,转子盘66、68、70、72)和一个或多个定子盘(例如,定子盘74、76、78)。转子盘66、68、70、72和/或定子盘74、76、78可具有任何合适的配置。例如,转子盘66、68、70、72和/或定子盘74、76、78可各自为包围轴向组件58的基本上环形的盘。定子盘74、76、78经由花键80耦接到扭矩管64并且在车轮10旋转时与扭矩管64(和轴向组件58)保持旋转静止。转子盘66、68、70、72旋转地耦接到转子驱动键50和内表面32并且围绕轴线A与车轮10基本上同步地旋转。
致动器14被配置为压缩盘堆16以使转子盘66、68、70、72的摩擦表面与定子盘74、76、78的摩擦表面接触,从而在盘之间生成剪切力。剪切力使转子盘66、68、70、72与车轮10的旋转相反地对转子驱动键50施加扭矩。在一些示例中,致动器14被配置为使用压板18压缩盘堆16。在示例中,致动器14被配置为致使活塞82相对于致动器14的主体84(“致动器主体84”)平移以压缩盘堆16。致动器14可使用任何合适的过程来致使活塞82平移。在一些示例中,致动器14被配置为通过向活塞室供应和/或从活塞室排出加压液压流体来致使活塞82平移。除此之外或相反,在一些示例中,致动器14被配置为通过由电动马达产生的运动(例如,旋转运动)来致使活塞82平移。在图2所示的示例中,致动器14被配置为抵靠背板86压缩盘堆16。
致动器壳体26被配置为部分地或完全地覆盖和/或保护制动组件12的一个或多个部件,诸如致动器主体84。致动器壳体26可被配置为附接到扭矩管64和/或制动组件12的被配置为相对于扭矩管64保持基本上静止的另一部件。在示例中,致动器壳体26被配置为当致动器14(例如,活塞82)导致盘堆16相对于扭矩管64的平移时(例如,当致动器14在制动组件12的制动操作期间导致盘堆16的压缩时)相对于扭矩管64和/或致动器主体84保持基本上静止。盘堆16可被配置为当致动器14导致盘堆16的平移时相对于致动器壳体26平移(例如,沿车轮10的轴向方向)。在示例中,致动器壳体26至少部分地围绕旋转轴线A。在一些示例中,致动器壳体26被配置为沿方向D2(例如,沿车轮10的内侧方向)或方向D1(例如,沿车轮10的外侧方向)至少部分地延伸到车轮腔38的外部。在一些示例中,致动器壳体26被定位成使得盘堆16位于致动器壳体26与背板86之间。在一些示例中,旋转轴线A与致动器壳体26相交。
当致动器14压缩盘堆16时,在转子盘66、68、70、72和定子盘74、76、78之间生成的剪切力起作用来将(例如,飞行器的)动能转换为热能。盘堆16通常充当散热器以吸收该热能的某部分,从而导致盘堆16的温度升高。剪切力和/或温度的增加可导致转子盘66、68、70、72和/或定子盘74、76、78的摩擦表面的磨损,从而在多次使用中导致摩擦表面的减少的厚度。当致动器14(例如,活塞82)压缩盘堆16以导致车轮10的制动时,摩擦表面的减少的厚度可导致盘堆16的增加的平移(例如,沿第一方向D1)。因此,盘堆16在制动期间的平移可指示转子盘66、68、70、72和/或定子盘74、76、78中的一者或多者的磨损状态。
制动组件12可包括磨损销指示器24,该磨损销指示器被配置为指示盘堆16和/或压板18的位置和/或平移。在示例中,磨损销指示器24被配置为指示盘堆16和/或压板18相对于制动组件12的另一个部分(诸如致动器壳体26和/或扭矩管64)的位置和/或平移。例如,磨损销指示器24可被配置为当致动器14导致盘堆16的压缩时指示盘堆16和/或压板18的位置和/或平移。因此,由磨损销指示器24指示的位置和/或平移可指示转子盘66、68、70、72和/或定子盘74、76、78中的一者或多者的磨损状态。在示例中,磨损销指示器24被配置为当致动器14作用在压板18上以导致盘堆16的压缩时指示压板18的位置和/或平移。在一些示例中,磨损销指示器24被配置为当致动器14作用在压板18上以导致盘堆16的压缩时指示转子盘66、68、70、72和/或定子盘74、76、78中的一者或多者的位置和/或平移。
在示例中,磨损销指示器24是其暴露长度表示制动组件12的部件(例如,转子盘66、68、70、72和/或定子盘74、76、78中的一者或多者)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24的尖端建立相对于致动器壳体26的特定位置(例如,与致动器壳体26基本上齐平)时,制动组件12的部件可能需要替换。磨损销指示器24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24的长度可随时间的推移而减小。作为圆柱体,磨损销指示器24可具有几毫米的半径。磨损销指示器24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12可包括系统20,该系统包括被配置为生成与磨损销指示器24的移动相对应的位置数据的感测设备22。在示例中,系统20包括被配置为将位置数据传输到处理电路88的通信电路(例如,通信电路136(图14))。在示例中,处理电路88由外部设备90机械地支撑。外部设备90可以是例如平板电脑、工作站、飞行器上机载的另一个系统、或具有通常与感测设备22的壳体分离的壳体的某个其他外部设备。
感测设备22被配置为使用电力来生成位置数据。系统20包括热电发电机(例如,TEG 94(图4A和图4B)),该热电发电机被配置为在制动组件12的制动操作期间使用由盘堆16产生的热量来生成电力。该热量通常传递(例如,通过传导、对流和/或辐射)到扭矩管64、致动器壳体26和/或制动组件12和/或车轮10的其他部分,从而导致这些部件的增加的温度。系统20被配置为接收该热量的某个部分以向感测设备22提供电力。在示例中,系统20被配置为从致动器壳体26接收热量以向感测设备22提供电力。系统20可被配置为相对于致动器壳体26、扭矩管64和/或制动组件12和/或车轮10的其他部分定位感测设备22(例如,使用安装支架98(图3))以减小感测设备22上的热通量,从而例如减小和/或减轻在系统20的操作期间的感测设备22内的电路上经历的温度。
图3示出了包括传感器壳体92的系统20。传感器壳体92机械地支撑感测设备22、热电发电机94(“TEG 94”)和散热器96。系统20还包括机械地耦接到传感器壳体92的安装支架98。安装支架98被配置为附接到致动器壳体26以将热量从致动器壳体26传递到TEG 94。散热器96被配置为传递来自TEG 94的热量并且将热量排放到围绕传感器壳体92的环境(例如,围绕制动组件12和/或车轮10的周围环境)。系统20被配置成使得经由安装支架98从致动器壳体26传递的热量和经由散热器96从TEG 94排放的热量导致跨TEG 94的温度梯度。TEG 94被配置为使用温度梯度来产生电力并且向感测设备22提供电力,使得感测设备22可生成指示磨损销指示器24的位置和/或平移的位置数据。
安装支架98被配置为将热量传递到TEG 94(例如,通过传导),同时将传感器壳体92定位在从致动器壳体26和制动组件12的其他部分(诸如压板18)移位的位置中。以这种方式定位传感器壳体92会允许TEG 94经由安装支架98接收热流,同时限制与制动组件12的其他部分(例如,压板18)的热接触。限制与制动组件12的其他部分的热接触可用来减小和/或减轻来自制动组件12的其他部分的热通量,该热通量冲击在传感器壳体92上。来自制动组件12的其他部分的这些热通量可能趋于增加传感器壳体92和/或其他机械支撑部件的温度,从而潜在不利地影响感测设备22内的电路的操作和/或散热器96建立跨TEG 94的温度梯度的能力。通过利用安装支架98来提供从致动器壳体26到TEG 94的相对限定的热传递,同时限制与制动组件12的其他部分的热接触,安装支架98可增强系统20在获得和提供指示磨损销指示器24的位置和/或平移的位置数据方面的操作。
在示例中,安装支架98被配置为当安装支架98机械地耦接传感器壳体92和致动器壳体26时使传感器壳体92和压板18分开间隙G1。间隙G1可限定例如传感器壳体92与压板18之间的空间。在示例中,安装支架98被配置成使得间隙G1基本上消除传感器壳体92与压板18之间的物理接触,使得基本上消除了从压板18到传感器壳体92的通过传导进行的热传递。基本上消除传感器壳体92和压板18之间的物理接触可趋于当制动组件12在制动操作期间和/或之后生成高温时减小和/或减轻从压板18到传感器壳体92的通过传导进行的热传递。减小和/或减轻通过传导进行的从压板18的热传递可减小和/或消除传感器壳体92的温度的严重增加,从而潜在地避免对感测设备22内的电路的操作和/或散热器96建立跨TEG94的温度梯度的能力的不利影响。
类似地,安装支架98可被配置为当安装支架98机械地耦接传感器壳体92和致动器壳体26时使传感器壳体92与致动器壳体26和/或致动器主体84分开间隙G2。间隙G2可限定例如传感器壳体92与致动器壳体26和/或致动器主体84之间的空间。在示例中,安装支架98被配置成使得间隙G2基本上消除传感器壳体92与致动器壳体26和/或致动器主体84之间的物理接触,从而基本上消除了从致动器壳体26和/或致动器主体84到传感器壳体92的通过传导进行的热传递。基本上消除传感器壳体92与致动器壳体26和/或致动器主体84之间的物理接触可趋向于减小和/或减轻来自致动器壳体26和/或致动器主体84的通过传导进行的热传递,并且可减小和/或消除传感器壳体92的温度的严重增加。在一些示例中,安装支架98被配置为当安装支架98机械地耦接传感器壳体92和致动器壳体26时将传感器壳体92大致定位在致动器壳体26的某个部分和压板18之间。
例如,安装支架98可被配置为定位传感器壳体92,使得安装支架98基本上将传感器壳体92、TEG 94和/或散热器96悬挂在致动器壳体26的一部分和压板18之间。在示例中,安装支架98被配置为使传感器壳体92、TEG 94和/或散热器96沿第二方向D2(例如,当致动器壳体26在车轮10的内侧时)或第一外侧方向D1(例如,当致动器壳体26在车轮10的外侧时)从压板18基本上移位。在一些示例中,安装支架98被配置为当安装支架98使传感器壳体92、TEG 94和/或散热器96沿第二方向D2从压板18移位时使传感器壳体92、TEG 94和/或散热器96沿第一方向D1从致动器壳体26的至少一部分基本上移位。在一些示例中,安装支架98被配置为当安装支架98使传感器壳体92、TEG 94和/或散热器96沿第一方向D1从压板18移位时使传感器壳体92、TEG 94和/或散热器96沿第二方向D2从致动器壳体26的至少一部分基本上移位。
安装支架98可被配置为提供从致动器壳体26到TEG 94的相对限定的热传递路径,同时限制与制动组件12的其他部分的热接触(例如,使用间隙G1和/或间隙G2)。在示例中,安装支架98被配置为限定从致动器壳体26到TEG 94的传导热路径。安装支架98可被配置成使得到传感器壳体92的传导热流基本上限于由安装支架98限定的传导热路径。例如,安装支架98可被配置为提供从制动组件12的第一部件(例如,致动器壳体26)到传感器壳体92的传导热流,同时定位传感器壳体92以使得从制动组件12的其他部分到传感器壳体92(例如,从压板18)的热流基本上限于通过对流和/或辐射进行的热传递。
例如,安装支架98可包括第一支架部分97和第二支架部分99。安装支架可被配置为经由传导热路径C热耦接第一支架部分97和第二支架部分99,使得通过传导进行的热流可从第一支架部分97到第二支架部分99进行,并且反之亦然。安装支架98可被配置成使得当安装支架98机械地耦接传感器壳体92和制动组件12的第一部件时,第一支架部分97与制动组件12的第一部件(例如,致动器壳体26)热连通并且第二支架部分99与TEG94热连通。安装支架98可被配置为经由传导热路径C将热量通过传导从第一部件传递到TEG 94。
图4A示出了分解透视图,其示出包括传感器壳体92、TEG 94和散热器96的系统20的部分。图4B示出了系统20的剖视图,其示出热耦接到传感器壳体92和致动器壳体26的安装支架98的部分。图4B的横截面是沿着图4A的切割平面C截取的。在图5中,安装支架98机械地耦接传感器壳体92和致动器壳体26,使得传感器壳体92和压板18通过间隙G1分开并且传感器壳体92和致动器壳体26通过间隙G2分开。安装支架98被配置成使得跨间隙G1和间隙G2的热流基本上限于通过对流和/或辐射进行的热传递。
TEG 94定义热节点102(“TEG热节点102”)和冷节点104(“TEG冷节点104”)。TEG 94被配置为基于TEG热节点102和TEG冷节点104之间的温度梯度产生电力。感测设备22被配置为热耦接安装支架98和TEG热节点102,使得经由安装支架98接收的热量通过传感器壳体92传递到TEG热节点102。感测设备22被配置为热耦接TEG冷节点104和散热器96,使得由散热器96进行的热量的排放导致TEG热节点102和TEG冷节点104之间的温度梯度。在示例中,TEG94包括热耦接到TEG热节点102和TEG冷节点104的一个或多个热电元件(例如,一个或多个固态设备)。一个或多个热电设备可被配置为基于TEG热节点102和TEG冷节点104之间的温度梯度来产生电压。在示例中(例如,当安装支架98向传感器壳体92提供热量并且散热器96向围绕制动组件12和/或车轮10的环境排放热量时),系统20被配置为在TEG热节点102处导致第一温度并且在TEG冷节点104处导致第二温度,其中第一温度大于第二温度。
在示例中,感测设备22(例如,传感器壳体92)包括导热元件106,其被配置为接收来自安装支架98的传导热流并且将热量传递到TEG热节点102。导热元件106可被配置为与安装支架98(例如,第二支架部分99)机械地耦接以限定热传递界面108。安装支架98可被配置为当导热元件106与安装支架98机械地耦接时通过传导将热量通过热传递界面108传递到导热元件106。在示例中,热传递界面108限定一个区域,当材料支架98从致动器壳体26(图2和图3)接收热量时,传导热通量通过该区域从安装支架98传递到导热元件106。在示例中,导热元件106包括紧固部分110,该紧固部分被配置为与安装支架98(例如,第二支架部分99)机械地耦接以限定热传递界面108。紧固部分110可使用合适的技术(诸如紧固件、粘合剂、工程配合、熔合、摩擦、焊接、钎焊或其他技术)来与安装支架98机械地耦接。在一些示例中,导热元件106和第二支架部分99限定包括连续块的基本上整体部件,使得热传递界面108限定连续块内的区域,传导热通量通过该区域从材料支架98传递到导热元件106。
在示例中,安装支架98被配置为机械地耦接传感器壳体92和制动组件12(例如,致动器壳体26)以增强从散热器96到围绕制动组件12和/或车轮10的环境(例如,空气环境)的热传递。在示例中,安装支架98被配置为相对于车轮10的行进方向DT定位散热器96,使得当车轮10沿行进方向DT行进时(例如,当车轮10围绕旋转轴线A旋转时),周围环境冲击在散热器96上。
例如,图5示出了包括基部112和多个翅片114(“翅片114”)的散热器96。安装支架98可被配置成使得当制动组件12耦接到车轮10并且安装支架98机械地耦接传感器壳体92和制动组件12(例如,致动器壳体26)时,车轮10沿行进方向TD的行进致使围绕制动组件12和/或车轮10的环境E中的流体(例如,空气)基本上沿流体方向DF冲击在散热器96上。当车轮10沿行进方向TD行进时(例如,当飞行器着陆和/或滑行时),来自环境E的流体在散热器96上的冲击可改善从散热器96到周围环境E的热传递。当安装支架98将热量传递到TEG热节点102并且散热器96从TEG冷节点104传递热量时,从散热器96的改进热传递可帮助基本上建立和/或维持跨TEG 94的热梯度。翅片114可被配置为通过传导从TEG热节点102(例如,经由基部112)接收热量并且通过例如对流和/或辐射将热量传递到构成环境E的流体。
在示例中,安装支架98被配置为定位散热器96以使得流体方向DF与行进方向DT基本上相反。例如,安装支架98可被配置为定位散热器96,使得当车轮10沿行进方向TD行进时,存在沿行进方向TD的从散热器96的无阻碍视线(例如,不被制动组件12和/或车轮10阻碍)。在示例中,安装支架98被配置为定位散热器96,使得平行于行进方向TD且从散热器96延伸的矢量与制动组件12和/或车轮10不交叉(例如,不与其相交)。在一些示例中,一个或多个翅片114从由基部112限定的基部表面116延伸,并且安装支架98被配置为定位散热器96以使得基部表面116基本上垂直于行进方向TD。在一些示例中,一个或多个翅片114沿基本上平行于行进方向TD的方向从基部表面116延伸。
安装支架98可被配置成使得当安装支架98机械地耦接传感器壳体92和制动组件12(例如,致动器壳体26)时,翅片114限定相对于车轮10的旋转轴线A的特定取向。例如,如图5所示,散热器96可以是直翅片式热交换器,其中一个或多个翅片114限定主尺寸(例如,最大尺寸,诸如“翅片宽度”),当安装支架98机械地耦接传感器壳体92和制动组件12时,该主尺寸沿基本上平行于旋转轴线A的方向延伸。在一些示例中,诸如图6所示,散热器96可包括限定主尺寸的一个或多个翅片118,当安装支架98机械地耦接传感器壳体92和制动组件12时,该主尺寸沿基本上垂直于旋转轴线A的方向延伸。在一些示例中,诸如图7所示,散热器96可包括限定主尺寸的一个或多个翅片120,当安装支架98机械地耦接传感器壳体92和制动组件12时,该主尺寸沿基本上倾斜于(例如,既不平行也不垂直于)旋转轴线A的方向延伸。在一些示例中,如图8所示,散热器96可以是包括从基部112延伸的多个销122(“销122”)的销-翅片式热交换器。在示例中,散热器96可被配置成使得当安装支架98机械地耦接传感器壳体92和制动组件12时,一个或多个销122沿基本上垂直于旋转轴线A的方向从基部112延伸。翅片118、翅片120和/或销122可以是翅片114的示例。
散热器96(例如,翅片114、翅片118、翅片120、销122和/或基部112)可限定多个基本上实心的整体部件,和/或可限定多个基本上多孔的部件,该部件包括被配置为增强部件与构成环境E的流体之间的热传递的一个或多个通道。例如,图9示出了包括限定网格123的多个构件124(“构件124”)的散热器96的一部分。构件124(诸如构件125和构件126)可限定多个通道128(“通道128”),该通道被配置为促进和/或增强构成环境E的流体与构件124中的一者或多者之间的接触。例如,构件125和构件126可至少部分地限定通道129,该通道被配置为促进和/或增强构成环境E的流体与构件125和/或构件126之间的接触。构件124可被配置为通过传导从TEG热节点102接收热量(例如,经由基部112和/或构件124中的另一个构件)并且通过例如对流和/或辐射将热量传递到构成环境E的流体。散热器96可被配置成使得当流体具有相对于构件124的速度时,构成环境E的流体基本上流过由构件124限定的一个或多个通道。例如,散热器96可被配置成使得当车轮10沿行进方向DT的行进致使流体具有相对于构件124的速度时,流体基本上流过一个或多个通道。
构件124可被互连以使得网格123限定任何类型的结构。在示例中,例如如图9所示,构件124可被互连以形成限定基本上金刚石格架结构(例如,Dfcc结构)的网格123。在一些示例中,如图10所示,构件124可被互连以形成限定基本上六边形金刚石格架结构(例如,Dhex结构)的网格123。在一些示例中,如图11所示,构件124可被互连以形成限定基本上体心立方结构(例如,BCC结构)的网格123。在一些示例中,如图12所示,构件124可被互连以形成限定基本上面心立方结构(例如,FCC结构)的网格123。在一些示例中,如图13所示,构件124中的一者或多者(例如,构件125和/或构件126)可被配置为形成网格123,该网格限定包括一个或多个螺旋状结构(例如,基本上不限定直线和/或平面对称的一个或多个结构和/或结构部分)的螺旋状格架。
图14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24的长度并且使用TEG 94来收集用于感测设备22的操作的能量的系统20的框图。如图14所示,系统20包括感测设备22,该感测设备被配置为生成指示磨损销指示器24的行进的位置数据。磨损销指示器24可被配置成使得制动组件12的某个部分(例如,压板18)相对于致动器壳体26的移位导致磨损销指示器24的行进。感测设备22可包括传感器130、操作电路132、存储器134、磨损销指示器24和/或通信电路136。在示例中,感测设备22包括磁体138。在一些示例中,制动组件12包括磨损销指示器24。感测设备22或本公开中所述的任何其他设备可机械地耦接到运载工具的制动组件(例如,制动组件12),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。TEG 94可被配置为提供AC电力或DC电力。在示例中,TEG 94包括被配置为将由固态设备生成的DC电力(例如,使用热节点102与冷节点104之间的温度梯度)转换成AC电力输出的电路。
感测设备22由传感器壳体92机械地支撑。传感器壳体92可通过安装支架98机械地耦接到制动组件12(例如,致动器壳体26)。感测设备22可附接到制动组件12的一个或多个部件(例如,致动器壳体26),使得磁体138的移动指示磨损销指示器24相对于制动组件12的一个或多个其他部件的移动。感测设备22可附接到制动组件12的任何部件,使得感测设备22(例如,传感器130)生成指示对应于磨损销指示器24的位置和/或平移的位置数据的输出信号140。
图15是示出感测设备22和TEG 94的示意图。感测设备22包括调节电路142和感测电路144。TEG 94包括TEG热节点102和TEG冷节点104。TEG热节点102与安装支架98热连通(例如,经由导热元件106(图4、图5))。TEG冷节点104与散热器96热连通(图2至图13)。TEG94被配置为基于热节点102和冷节点104之间的温度梯度以TEG电压VT生成电力。TEG 94被配置为向调节电路142提供电力。调节电路142被配置为向感测电路144和/或能量存储设备145(例如,电池和/或电容器)提供由TEG 94生成的电力。感测电路144被配置为使用由TEG94生成的电力来生成对应于磨损销指示器24的位置和/或移动的位置数据(例如,使用输出信号140(图14))。在一些示例中,感测电路144是被配置为基于传感器130的输出信号140(图14)来生成位置数据的处理器(例如,微处理器)。在示例中,操作电路132(图14)包括感测电路144。感测电路144可被配置为经由调节电路142和/或能量存储设备145接收由TEG94生成的电力。在图15至图18中,黑点表示所示部件之间的电连接的点。
在示例中,调节电路142包括被配置为向感测电路144和/或能量存储设备145供应电力的接口电路146。接口电路146可以是例如印刷电路板(“PCB”)。调节电路142可包括与TEG 94电连通的一个或多个部件147(“部件147”),诸如耦接变压器148、电容器150、电容器152、二极管154(例如,齐纳二极管)和/或其他部件。部件147中的任一者可经由一个或多个导体155(“导体155”)诸如导体156、导体158、导体160、导体162、导体164和/或其他导体与TEG 94和/或部件147中的另一者电连通。调节电路142被配置为提供由TEG 94生成的电力并且使用部件147和导体155来向接口电路146提供电力。例如,调节电路142(例如,部件147和/或导体155)可被配置为将来自TEG 94的电力提供到接口电路146的一个或多个输入165(“输入165”)诸如输入166、输入168和/或输入170。接口电路146可被配置为经由一个或多个输出171(“输出171”)诸如输出172和/或输出174将在输入165处接收的电力分配到感测电路144和/或能量存储设备145。
在示例中,感测设备22的某些部件可被配置为当以低于截止电压的电压提供电力时使用电力。例如,接口电路146可被配置为分配经由输入165接收的电力并且当所接收的电力低于截止电压时将电力分配到输出171。接口电路146可被配置成使得当在输入165处接收和/或存在的电力具有大于截止电压的电压时,接口电路146无法和/或停止将所接收和/或存在的电力分配到输出171,从而潜在地停止向能量存储设备145和/或感测电路144的电力供应。感测设备22可被配置为限制提供给感测设备22的部件(例如,接口电路146)的电力的电压,使得所提供的电力具有小于或等于截止电压的电压。将电压限于小于或等于截止电压可允许感测设备22在热节点102与冷节点104之间的较大温度梯度(例如,在由制动组件12进行的制动事件期间或之后不久可能存在的较大温度梯度)上操作。
例如,TEG 94可被配置为使用固态设备178来生成电压VT,该固态设备被配置为响应于热节点102与冷节点104之间的温度梯度而生成电压。在一些示例中,固态器件178可包括一种或多种热电材料,其具有当热节点102和冷节点104之间的温度梯度超过阈值温度梯度时足以致使固态设备178生成大于截止电压的电压的热电灵敏度。在一些条件下,例如在制动事件的某些部分期间或在制动事件之后,由制动组件12产生的温度可致使热节点102与冷节点104之间的温度梯度超过固态设备178的阈值温度梯度。因此,由固态设备178在温度梯度超过温度梯度阈值时产生的电压在如果被提供给感测设备22的某些部件(例如,接口电路146)时可限制这些部件在制动组件12的某些操作条件下的继续操作(例如,当某些操作条件致使温度梯度超过温度梯度阈值时)。在示例中,感测设备22被配置为将由TEG 94提供的电压VT限于低于截止电压的电压,使得当制动组件12致使热节点102和冷节点104之间的温度梯度超过固态设备178的温度梯度阈值时,感测设备22可继续向感测电路144和/或能量存储设备145提供电力。
在示例中,感测设备22包括分流电路176,该分流电路被配置为将由TEG 94产生的电压VT限于低于截止电压(例如,低于接口电路146的截止电压)的电压。分流电路176可被配置为基本上监测和/或跟踪由TEG 94产生的电压VT。分流电路176可被配置为将电压VT限于基本上等于或小于截止电压的电压,使得当制动组件12致使热节点102与冷节点104之间的温度梯度超过固态设备178的阈值温度梯度时,感测设备22可继续操作。
例如,图16是示出分流电路176的示例性具体实施的示意图,该分流电路包括被配置为将电压VT限于小于截止电压的分流元件180(在图16中被示为二极管)。分流元件180可以是被配置为当跨设备的电压VD超过正向偏置电压时允许电流流动的半导体设备。例如,分流元件180可包括小信号二极管、肖特基二极管和/或具有小信号二极管特性的另一个二极管。分流电路176可被配置成使得电压VD基于(例如,基本上等于和/或成比例于)由TEG94产生的电压VT。分流电路176可被配置成使得当电压VT致使电压VD低于分流元件180的正向偏置时(例如,当热节点102和冷节点104之间的温度梯度小于阈值温度梯度时),分流元件180保持反向偏置,使得例如提供给调节电路142(以及例如基本上提供给接口电路146)的电压VT基于固态设备178的热电灵敏度。分流电路176可被配置成使得当电压VT致使电压VD等于或大于分流元件180的正向偏置时(例如,当热节点102和冷节点104之间的温度梯度等于或超过阈值温度梯度时),分流元件180的正向偏置致使分流元件180将由TEG 94产生的电力的至少某个部分分流到公共节点(例如,接地)诸如公共节点182。分流元件180可在被正向偏置时基本上建立电压VD,使得电压VT基本上限于导致分流元件180的正向偏置的电压。在示例中,分流元件180基本上与TEG 94电并联,使得电压VD基本上等于电压VT。
图17是示出分流电路176的示例性具体实施的示意图,包括被配置为基于提供给分流元件184的栅极186的栅极电压来限制电压VT的分流元件184。分流元件184可被配置为基于栅极电压表现出针对电流的电导率。在示例中,分流元件184包括半导体设备,诸如MOSFET、JFET或其他场效应晶体管中的至少一者。在示例中,分流电路176包括被配置为向栅极186提供栅极电压的调节电路188。在示例中,调节电路188使用电压源VS来提供栅极电压。电压源VS可由感测设备22、系统20的另一个部分或从另一个源提供。分流电路176可包括代替分流元件180(图16)或除了此之外的分流元件184。
调节电路188可被配置为监测和/或跟踪由TEG 94产生的电压VT并且基于电压VT将栅极电压提供到栅极186。例如,调节电路188可被配置为当电压VT基本上等于或超过由调节电路142的部件(例如,接口电路146)限定的截止电压时将栅极电压提供到栅极186。调节电路188可被配置为使用栅极电压来基本上控制分流元件184的电导率。在示例中,分流电路176被配置成使得当电压VT低于截止电压时(例如,当热节点102与冷节点104之间的温度梯度小于阈值温度梯度时),调节电路188控制分流元件184的电导率,使得例如提供给调节电路142(以及例如基本上提供给接口电路146)的电压VT基于固态设备178的热电灵敏度。分流电路176可被配置成使得当电压VT大于或等于截止电压时(例如,当热节点102和冷节点104之间的温度梯度等于或超过阈值温度梯度时),调节电路188控制分流元件184的电导率以使得分流元件184将由TEG 94产生的电力的至少一些部分分流到公共节点(例如,公共节点190和/或公共节点182)。
分流元件184可基于分流元件184的电导率来基本上控制电压VT,如通过由调节电路188提供给栅极186的栅极电压建立的。因此,调节电路188可被配置为使用栅极电压来控制电压VT。在示例中,调节电路188被配置为与感测电路144和/或操作电路132通信(例如,经由通信链路192)。感测电路144和/或操作电路132可被配置为与调节电路188通信以致使调节电路188将栅极电压提供到栅极186。
图18是示出被配置为前馈网络的分流电路176的示例性具体实施的示意图,该前馈网络被配置为致使感测电路144基本上建立低于截止电压的电压。在示例中,分流电路176包括开关设备194,该开关设备被配置为控制诸如耦接变压器148的耦接设备的控制比率(例如,降压比率)。例如,开关设备194可被配置为当开关设备194处于第一位置时致使耦接设备(例如,耦接变压器148)具有第一控制比率(例如,第一降压比率),并且当开关设备194处于第二位置时致使耦接设备具有第二控制比率(例如,第二降压比率)。分流电路176可包括代替分流元件180(图16)和/或分流元件184(图17)或者除此之外的开关设备194。
调节器188可被配置为基于TEG 94的电压VT来控制开关设备194的位置(例如,使用通信链路196)。在示例中,调节器188被配置为控制开关设备194的位置以将电压VT基本上维持在小于或等于调节电路142的一个或多个部件(例如,接口电路146)的截止电压的电压。例如,调节电路188可被配置成使得当电压VT低于截止电压时(例如,当热节点102与冷节点104之间的温度梯度小于阈值温度梯度时),调节电路188控制开关设备194以使得耦接设备(例如,耦接变压器148)使用诸如20:1的第一控制比率(例如,第一降压比率)来调整(例如,降压)提供到调节电路142(例如,接口电路146)的一个或多个部件的电压。调节电路188可被配置成使得当热节点102与冷节点104之间的温度梯度等于或超过阈值温度梯度时,调节电路188控制开关设备194以使得耦接设备使用诸如50:1的控制比率(例如,第二降压比率)来调整(例如,降压)提供到调节电路142的一个或多个部件的电压。
在示例中,耦接设备是包括抽头变换器的抽头变压器,并且开关设备194被配置为使用抽头变换器来调整耦接设备的控制比率。调节器188可被配置为致使开关设备194(例如,使用通信链路196)使用抽头变换器来调整控制比率。在一些示例中,开关设备194和/或耦接设备(例如,耦接变压器148)可被配置成使得耦接设备可提供(例如,使用抽头变换器)除了第一控制比率和/或第二比率之外的其他控制比率。调节电路188可被配置为致使开关设备194基本上建立特定控制比率(例如,第一控制比率、第二控制比率或另一个控制比率)以基本上将电压VT维持在调节电路142的一个或多个部件(例如,接口电路146)的截止电压以下。在示例中,调节电路188被配置为致使开关设备194基于从感测电路144和/或操作电路132(图14)接收的通信(例如,经由通信链路192)来基本上建立特定控制比率。感测电路144和/或操作电路132可被配置为基于热节点102与冷节点104之间的温度梯度来提供通信。
图19是示出包括示例性固态设备178的示例性TEG 94的概念图。固态设备178包括一组热电元件179,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179生成用于传递到能量输出端181的电信号(例如,调节电路142)。热量可通过热电元件179从TEG热节点102流到TEG冷节点104。传递到能量输出端181的电信号的电压可取决于TEG热节点102与TEG冷节点104之间的温度梯度ΔT。例如,温度梯度ΔT的量值的增加可导致电信号的电压增加,并且温度梯度ΔT的量值的减小可导致电信号的电压减小。分流电路176可被配置为当固态设备178(例如,热电元件179)响应于温度梯度ΔT而生成电信号时限制由TEG94提供到调节电路142的电压VT。分流电路176可被配置为当固态设备178(例如,热电元件179)经历大于或等于温度梯度阈值的温度梯度ΔT时将电压VT限制为低于截止电压(例如,低于接口电路146的截止电压)的电压。
参考图14和图15至图18,在一些示例中,操作电路132和/或感测电路144可包括被配置为实现用于在系统20内执行的功能和/或处理指令的一个或多个处理器。例如,操作电路132和/或感测电路144可以能够处理存储在存储器134中的指令。操作电路132和/或感测电路144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,操作电路132和/或感测电路144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,以执行本文赋予操作电路132和/或感测电路144的功能。
操作电路132和/或感测电路144可被配置为基于由传感器130提供的输出信号140来确定制动组件12的估计剩余使用次数。输出信号140可指示与磨损销指示器24的位置和/或平移相关的磨损销数据。磨损销数据可指示例如磨损销指示器24的长度、磨损销指示器24相对于传感器壳体92、致动器壳体26和/或制动组件12的被配置为当致动器14导致压板18和/或盘堆16的平移时保持相对于致动器主体84基本上静止的另一个部件的位置,和/或磨损销指示器24相对于传感器壳体92、致动器壳体26和/或制动组件12的被配置为当致动器14导致压板18和/或盘堆16的平移时保持相对于致动器主体84基本上静止的另一个部件的平移。在示例中,操作电路132和/或感测电路144使用每个制动事件的磨损销数据(例如,磨损销指示器24的位置的变化)来确定盘堆16的剩余使用次数。操作电路132和/或感测电路144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,操作电路132和/或感测电路144可使用磨损销数据(例如,磨损销指示器24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。
在示例中,操作电路132和/或感测电路144被配置为使用磁体138的位置和/或移动来确定磨损销数据。操作电路132和/或感测电路144可被配置为基于输出信号140确定磁体138的移动和/或位置(例如,笛卡尔位置和/或旋转位置)。操作电路132和/或感测电路144可接收输出信号140并且基于输出信号140来确定磁体138相对于感测设备22的位置和/或移动。磁体138相对于感测设备22的位置和/或移动可以是例如磁体138相对于传感器壳体92、致动器壳体26和/或感测设备22的被配置为当致动器14导致盘堆16的平移时保持基本上静止的另一个部分的位置和/或移动。使用输出信号140,操作电路132和/或感测电路144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24的剩余长度。操作电路132和/或感测电路144可被配置为确定磁体138的位置和/或移动并且然后基于磁体138相对于感测设备22的位置和/或移动以及磁体138相对于磨损销指示器24的位置和/或移动来确定磨损销指示器24的长度。操作电路132和/或感测电路144还可被配置为传输磨损销指示器24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系统20的存储器134内。
操作电路132和/或感测电路144可被进一步配置为从存储器134检索磨损销数据和/或时间数据的先前集合,并且结合当前测量结果(例如,当前磨损销数据和/或时间数据)使用磨损销数据和/或时间数据的先前集合以便在其间进行不同测量的时间期间确定磨损销指示器24的长度的变化速率。然后操作电路132和/或感测电路144可传输变化速率数据以便连同当前磨损销数据和时间数据一起存储在存储器134中。操作电路132和/或感测电路144可确定磨损销指示器24的一个或多个参数(例如,长度)是否小于阈值(例如,阈值长度)长度,并且如果磨损销指示器24的参数小于阈值则生成警报。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,操作电路132和/或感测电路144可对磨损销数据执行数据分析。例如,操作电路132和/或感测电路144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134的磨损销数据。操作电路132和/或感测电路144可确定度量,诸如磨损销指示器24的磨损速率和估计剩余使用次数。操作电路132和/或感测电路144还可确定何时以及是否生成与磨损销指示器24和/或制动组件12的状态有关的警报。另选地或附加地,操作电路132和/或感测电路144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中的外部计算系统,以对与磨损销指示器24和/或制动组件12相关的数据执行数据分析。
在一些示例中,存储器134包括计算机可读指令,当由操作电路132和/或感测电路144执行时,该计算机可读指令致使操作电路132和/或感测电路144执行归因于本文的系统20的各种功能。存储器134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134可包括能够存储指示磨损销数据的信息以及指示获得磨损销数据(例如,从传感器130)的时间的时间戳的非暂态计算机可读介质。存储器134可被进一步配置为存储多组磨损销数据和时间数据以及在后续测量之间的磨损销指示器24的参数(例如,长度)的变化速率。存储器134还可存储阈值(例如,阈值长度和/或阈值距离),操作电路132和/或感测电路144可使用该阈值来确定磨损销指示器24和/或制动组件12的部件(例如,盘堆16)是否接近使用寿命的终点。在一些示例中,存储器134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。
操作电路132和/或感测电路144可被配置为直接基于输出信号140,例如基于信号特征对存储到存储器134的剩余使用次数估计值的映射,来确定制动组件12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。操作电路132和/或感测电路144可使用存储到存储器134的映射直接确定制动组件12的估计剩余使用次数,和/或操作电路132和/或感测电路144可首先确定磁体138的位置和/或移动(例如,绝对位置或相对于感测设备22的位置)。操作电路132和/或感测电路144可被配置为通过将输出信号140的每个实例(例如,输出信号140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134的映射。
通信电路136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。在操作电路132的控制下,通信电路136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136借助于内部天线或外部天线交换信息。通信电路136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138可耦接到或附接到磨损销指示器24的暴露端。磁体138的位置和/或移动可指示磨损销指示器24的参数(例如,剩余磨损长度)。磁体138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24。在一些示例中,磁体138可包括旋转磁体,该旋转磁体被配置为与磨损销指示器24接合,使得磁体138随着磨损销指示器24横向移动而旋转。在一些示例中,磁体138可被配置为响应于磨损销指示器24的横向移动而横向移动。磁体138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。
系统20可被配置为自动地(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。操作电路132和/或感测电路144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140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。售后设备可安装在致动器壳体26上,使得系统20不接触磨损销指示器24。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20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示例性感测设备22的y轴视图的概念图。如图20所示,感测设备22包括示例性传感器130,其包括旋转元件198。磨损销指示器24可穿过致动器壳体26中的开口,使得磨损销指示器24的一部分延伸超过致动器壳体26。磨损销指示器24的延伸超过致动器壳体26的部分可被称为剩余磨损长度202。磨损销指示器24可固定到压板18上。
在示例中,致动器壳体26和压板18可随着制动组件12(例如,盘堆16)磨损而移位(例如,变得分开更远)。当致动器壳体26和压板18之间的距离增加时,剩余磨损长度202减小。在一些示例中,感测设备22可被配置为通过确定剩余磨损长度202和/或确定剩余磨损长度202已经改变的量来测量制动器磨损量。例如,磨损销指示器24可与旋转元件198接合,使得磨损销指示器24的横向移动(例如,沿着y方向的移动)导致旋转元件198旋转。在一些示例中,旋转元件198可包括齿轮,该齿轮包括第一组齿,并且磨损销指示器24可包括第二组齿,该第二组齿被配置为与第一组齿接合。当磨损销指示器24横向移动时,这可使得旋转元件198旋转。
传感器130可被配置为生成指示旋转元件198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198包括被配置为与旋转元件198一起旋转的磁体138。传感器130可包括霍尔传感器或被配置为感测磁体138的位置的另一种类型的传感器。传感器130可被配置为生成指示作为时间函数的磁体138的旋转位置、作为时间函数的磁体138的旋转速度、作为时间函数的磁体138的旋转加速度或它们的任何组合的一个或多个信号。操作电路132和/或感测电路144可被配置为基于由传感器130生成的一个或多个信号来确定剩余磨损长度202和/或制动组件12的估计磨损量。
图21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感测设备22的x轴视图的概念图。如图21所示,磁体138附接到旋转元件198。磨损销指示器24可与旋转元件198接合,使得当磨损销指示器24相对于设备601沿着y轴横向移动时,旋转元件198和磁体138围绕轴线AE旋转。
磁体138和旋转元件198可围绕元件旋转轴线AE旋转。当磁体138和旋转元件198围绕轴线AE旋转时,传感器130保持固定。传感器130可被配置为生成指示磁体138的一个或多个旋转参数的一个或多个信号。例如,磁体138可产生磁场。磁体138的旋转可使得传感器130基于磁体138的旋转不同地感测磁场(例如,感测磁场的不同取向)。传感器130可生成指示作为时间函数的磁体138的旋转位置、作为时间函数的磁体138的旋转速度、作为时间函数的磁体138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130可生成指示磁体138的转数的一个或多个信号。系统20(例如,操作电路132和/或感测电路144)可存储该转数并且基于磁体138的转数来计算剩余磨损长度202。
图22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感测设备22的透视图的概念图。如图22所示,感测设备22包括传感器130和旋转元件198。磨损销指示器24可与旋转元件198接合。例如,磨损销指示器24包括一组齿204,并且旋转元件198包括齿轮206,该齿轮包括一组齿和一组凹槽。磨损销指示器24上的一组齿204可与齿轮206上的一组齿接合,使得磨损销指示器24的横向移动导致旋转元件198旋转。例如,齿204可装配在由齿轮206上的一组齿形成的一组凹槽内。传感器130可生成指示磁体138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198的旋转轴为中心。
图23是示出根据本公开的一种或多种技术的与齿轮206接合的磨损销指示器24的y轴视图的透视剖视图概念图。齿距线208沿着一组齿204的中心延伸。齿距距离210表示齿距线208与磨损销指示器24的另一侧之间的距离。线性齿距212可表示齿204的一圈的长度。齿轮206包括一组齿214。齿轮206上的一组齿214可被配置为与磨损销指示器24上的一组齿204接合,使得磨损销指示器24的横向移动导致齿轮206旋转。齿轮节距圆216可围绕齿214的中心延伸。齿轮节距圆半径218可表示齿轮节距圆216与齿轮206的中心之间的距离。圆形齿距220可表示齿214的一圈的距离。
图24A是包括旋转元件198的示例性系统20的横截面透视图。如图24A所示,散热器96可围绕感测设备22的外部的至少一部分延伸。旋转元件198和传感器130(在图24A中未示出)位于感测设备22内。TEG 94可位于磨损销指示器24的与旋转元件198相对的一侧上。感测电路144和/或调节电路142可位于感测设备22内。图24B是示出根据本公开的一种或多种技术的包括旋转元件198和传感器130的感测设备22的y轴视图的概念示意图。如图24B所示,感测设备22包括天线罩222和天线224。系统20(例如,通信电路136)可被配置为经由容纳在天线罩222内的天线224来发射和/或接收信息。
在一些示例中,系统20可包括拉伸元件228,该拉伸元件被配置为当磨损销指示器24平移时导致旋转元件198的移动。拉伸元件228可以是基本上柔性的元件(例如,金属绳)以例如允许传感器壳体92相对于磨损销指示器24的定位的灵活性。例如,图25是描绘具有拉伸元件228的示例性感测设备22的示意图,该拉伸元件被配置为当磨损销指示器24平移时导致旋转元件198的移动。拉伸元件228的第一端可耦接到磨损销指示器24,并且拉伸元件228的第二端可附接到旋转元件198和/或基本上缠绕在该旋转元件周围。拉伸元件228可被配置成使得当磨损销指示器24朝向压板18移动时,磨损销指示器24拉动拉伸元件228(例如,将拉伸元件228置于张紧状态),从而致使旋转元件198旋转。在示例中,感测设备22包括一个或多个滑轮230(例如,一个或多个微型滑轮),其被配置为将拉伸元件222的路径从磨损销指示器24引导至旋转元件198。在示例中,旋转元件198包括线轴232,拉伸元件222可缠绕在该线轴周围。拉伸元件198可被配置为当磨损销指示器24平移时基本上从线轴232退绕。
在一些示例中,如图26所示,根据本公开的一种或多种技术,传感器130被配置为使用传感器元件的线性阵列226(“阵列226”)来确定磨损销指示器24的位置和/或移动。阵列226可包括一个或多个传感器元件,诸如传感器元件225和传感器元件227。感测设备22可附接到致动器壳体26,使得当致动器14导致盘堆16的平移时,感测设备22不相对于致动器壳体26移动。因此,随着磨损销指示器24的长度减少,输出信号140可基于磁体138相对于阵列226的每个传感器的位置而改变。输出信号140可指示磨损销指示器24的剩余磨损长度202的减小。
阵列226的传感器元件中的一者或多者可被配置为基于磁体138的位置来生成传感器输出信号。在示例中,传感器130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226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226具有八个传感器元件,则传感器130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226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138之间的距离成反比。传感器130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140还可基于磁体138的位置,或更具体地讲,基于磁体138产生的在该位置处穿过传感器130(例如,穿过阵列226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130的场的方向在磁体138沿着y轴移动时改变,从而改变输出信号140。例如,当磁体138从负y轴接近传感器130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140分别具有正值、最小负值,然后接近零值。一旦磁体138位于阵列226的传感器元件的正下方(在相对于传感器130的负z轴方向上),则传感器元件可直接位于从磁体138的任一侧延伸的对称磁场之间,并且输出信号140可寄存零值。当磁体138进一步沿着y轴前进时,相反的磁场可触发输出信号140从零值移动到最大正值,然后向后朝负值回归。操作电路132和/或感测电路144可被配置为基于输出信号140来确定磁体138的位置,该输出信号可包括阵列226生成的多个输出信号。
例如,如果阵列226包括五个传感器元件,则每个传感器可生成输出信号。操作电路132和/或感测电路144可被配置为接收五个输出信号,并且基于这五个输出信号来确定磁体138相对于传感器130的位置。如果磁体138离第一传感器元件(例如,传感器元件225)的距离比第二传感器元件(例如,传感器元件227)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138的正极和负极的取向。使用输出信号140,操作电路132和/或感测电路144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剩余磨损长度202或其他磨损销数据。
操作电路132和/或感测电路144可被配置为传送剩余磨损长度202和/或其他磨损销数据(例如,连同指示测量剩余磨损长度202和/或其他磨损数据的时间的时间戳)以用于存储在存储器134内。存储器134可被进一步配置为存储多组磨损数据和时间数据以及在测量之间的剩余磨损长度202的变化速率和/或其他磨损数据。存储器134还可存储由操作电路132和/或感测电路144使用的阈值(例如,阈值长度和阈值距离)。在示例中,通信电路136被配置为向外部计算系统传输数据。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。
根据本公开的技术,操作电路132和/或感测电路144可基于输出信号140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138相对于传感器130的位置。感测设备22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。操作电路132和/或感测电路144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140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。在示例中,感测设备22包括可拆卸锚定件,该可拆卸锚定件耦接到磨损销指示器24(例如,磨损销指示器24的端部)并且被配置为响应于磨损销指示器24的移动而移动。可拆卸锚定件可被配置为附接到磨损销指示器24,使得磨损销指示器24的移动导致磁体138或感测设备22的另一个部件的移动。在示例中,可拆卸锚定件包括被配置为响应于磨损销指示器24的移动而伸展或压缩的弹簧。
图27是示出根据本公开的一种或多种技术的系统20的框图。如图27所示,系统20可包括传感器902(例如,传感器13)、处理电路910(例如,操作电路132和/或感测电路144)、通信电路912(例如,通信电路136)、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(例如,磁体138)、能量收集电路921(例如,调节电路142和/或接口电路146)、热电设备929(例如,TEG94)、功率转换器933、能量存储设备935(例如,能量存储设备145)和能量输出端937。在一些示例中,系统20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(例如,阵列226)。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27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(例如,磨损销指示器24)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。在一些示例中,磁体920可以是旋转磁体,并且传感器902可感测磁体920的一个或多个旋转参数。
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20的振动水平和/或制动组件12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20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20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20的一个或多个部件的温度和/或系统20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20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,热电设备929可基于制动组件12的操作的一个或多个方面来生成能量并且将所生成的能量发送到能量收集电路921。在示例中,除了热电设备929之外或替代该热电设备,系统20可包括压电设备926和/或第二电磁设备928。第一电磁设备924、压电设备926和/或第二电磁设备928可基于制动组件12的操作的一个或多个方面来生成能量并且将所生成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20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20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28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28关于图1至图27的系统20和/或制动组件12进行描述。然而,图28的技术可由感测设备22和/或制动组件12的不同部件或由附加系统或另选系统来执行。
技术包括使用TEG 94向感测设备22提供电力(2802)。TEG 94可包括TEG热节点102和TEG冷节点104。TEG 94可使用TEG热节点102和TEG冷节点104之间的温度梯度来产生电力。在示例中,TEG 94使用固态设备178来产生电力。当TEG 94经历TEG热节点102和TEG冷节点104之间的温度梯度时,TEG 94可以电压VT向感测设备提供电力。在示例中,当TEG 94提供电力时,分流电路176将电压VT限于小于或等于感测设备22的一个或多个部件(例如,接口电路146)的截止电压的电压。
技术包括使用感测设备22,使用电力来生成对应于磨损销指示器24的移动的位置数据(2804)。磨损销指示器24可基于制动组件12的盘堆16的平移来移动。在示例中,当盘堆16平移时,磨损销指示器24相对于制动组件12的一个或多个部件移动,诸如致动器壳体26、致动器主体84、扭矩管64和/或制动组件12的另一个部件中的一者或多者。在示例中,感测设备22(例如,传感器130)基于磁体138的移动来生成位置数据。当磨损销指示器24基于盘堆16的平移而移动时,磨损销指示器24可导致磁体138的移动。
技术包括使用安装支架98将热量从致动器壳体26传递到TEG热节点102(2806)。当安装支架98传递热量时,安装支架98可机械地耦接到致动器壳体26和传感器壳体92。当安装支架机械地耦接致动器壳体26和传感器壳体92时,传感器壳体92可机械地支撑感测设备22、TEG 94和散热器96。在示例中,当安装支架机械地耦接致动器壳体26和传感器壳体92时,安装支架98使传感器壳体92从制动组件12的压板18移位。在示例中,当安装支架机械地耦接致动器壳体26和传感器壳体92时,安装支架98基本上将传感器壳体92悬挂在致动器壳体26的一部分与压板18之间。在示例中,传感器壳体92机械地支撑导热元件106,并且安装支架98将热量(例如,通过传导)从致动器壳体26传递到导热元件106。导热元件106可将热量的某个部分传递(例如,通过传导)到TEG热节点102。
技术包括使用散热器96将热量从TEG冷节点104传递到围绕制动组件12和/或车轮10的环境(例如,空气环境)。在示例中,散热器96使用翅片118、120和/或销122来传递热量。在示例中,散热器96使用由构件124限定的网格123来传递热量。在一些示例中,当车轮10沿行进方向DT行进时,翅片118、120和/或销122基本上垂直于车轮10的行进方向DT。在示例中,当安装支架机械地耦接致动器壳体26和传感器壳体92时,翅片118、120和/或销122基本上垂直于行进方向DT。
图29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29关于图1至图27的系统20和/或制动组件12进行描述。然而,图29的技术可由感测设备22和/或制动组件12的不同部件或由附加系统或另选系统来执行。
制动组件12可使得磁体138响应于磨损销指示器24的移动而移动(2902)。在一些示例中,磁体138可响应于磨损销指示器24的移动而横向移动。在一些示例中,磁体138可响应于磨损销指示器24的移动而旋转,而不横向移动。在一些示例中,磨损销指示器24的移动可表示相对于感测设备22(例如,传感器壳体92)的移动。在一些示例中,磨损销指示器24的移动可表示磨损销指示器24的剩余磨损长度的变化。磨损销指示器24的剩余长度可表示磨损销指示器24延伸经过制动组件12的一个或多个部件(例如,致动器壳体26)的距离。感测设备22可固定到制动组件12的一个或多个部件,使得感测设备22可感测磨损销指示器24的剩余磨损长度的变化。
感测设备22可生成对应于磁体138的位置数据(2904)。在一些示例中,感测设备22可包括传感器130,该传感器被配置为基于磁体相对于感测设备22的位置生成位置数据。在一些示例中,感测设备22感测磁体138的一个或多个横向移动参数。在一些示例中,感测设备22感测磁体138的一个或多个旋转参数。
TEG 94可基于制动组件12和制动组件12位于其上的运载工具中的一者或两者的操作生成电信号(2906)。在示例中,TEG 94包括一个或多个热电设备。例如,制动组件12可在操作期间产生热量。TEG 94收集此热量以便生成电力(例如,具有电压的电信号)。TEG 94可将电力的至少一部分传递到感测设备22的一个或多个部件(2908)。
图30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30关于图1至图27的系统20和/或制动组件12进行描述。然而,图30的技术可由感测设备22和/或制动组件12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感测设备,其中一个或多个感测设备中的每个感测设备(例如,感测设备22)监测飞行器的相应制动组件(例如,制动组件12)。在一些示例中,每个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,一个或多个感测设备监测相应制动组件可能是有益的。一个或多个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,系统20的传感器,诸如振动传感器915)可检测冲击事件(3002)。冲击事件可指示对制动组件12的一个或多个部件的机械冲击。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感测设备的一部分,但这不是必需的。
基于检测到冲击事件,感测设备22的一个或多个部件可激活并开始从电源汲取电力(3004)。在一些示例中,感测设备22可在飞行器飞行时停用并且在飞行器正在着陆和/或已着陆时激活。一旦感测设备22的一个或多个部件被激活,感测设备22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,系统20(例如,感测设备22)可检测在其中应用制动组件12的一个或多个事件(3006)。例如,制动组件12可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,系统20(例如,感测设备22)可监测位置感测数据和/或加速度数据以便确定何时施加制动组件12的制动。在一些示例中,系统20(例如,感测设备22)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。系统20(例如,感测设备22)可基于检测到冲击事件、检测到制动组件i12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(3008)。
系统20(例如,感测设备22)可识别一个或多个移动参数(3010)。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。系统20(例如,感测设备22)可附加地或另选地测量温度数据(例如,使用温度传感器918)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。系统20(例如,感测设备22)可确定驻车制动器在使用中(3012)。基于确定驻车制动器在使用中,系统20(例如,感测设备22)可基于生成的数据执行一个或多个动作(3014)。例如,系统20(例如,感测设备22)可经由通信电路136传输信息(例如,磨损数据和/或由感测设备22生成的任何其他种类的数据)。当系统20(例如,感测设备22)完成执行一个或多个动作时,系统20(例如,感测设备22)的一个或多个部件可以停用(3016)。
图31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感测设备22的示例性操作的流程图。图31关于图1至图27的系统20和/或制动组件12进行描述。然而,图31的技术可由感测设备22和/或制动组件12的不同部件或由附加系统或另选系统来执行。
系统20(例如,感测设备22)可确定驻车制动器被释放(3102)。基于确定驻车制动器被释放,系统20的一个或多个部件(例如,感测设备22)可激活(3104)。系统20(例如,感测设备22)可确定制动组件12在使用中(3106)。基于确定驻车制动组件在使用中,系统20(例如,感测设备22)可生成指示制动组件12的剩余使用寿命期的一个或多个信号(3108)。系统20(例如,感测设备22)可确定制动组件不再使用(3110)并执行一个或多个动作(3112)。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。系统20(例如,感测设备22)的部分可在执行一个或多个动作之后停用(3114)。
图32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32关于图1至图27的系统20和/或制动组件12进行描述。然而,图32的技术可由感测设备22和/或制动组件12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(3202)。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(3204)。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、使用统计分析估计实例的缺失值、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(3206)。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过程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(3208)。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3208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(3210)。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模型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。
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δWLn被存储为Nn。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δWLn的样本平均值可正态分布。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μδWL。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。
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,计算设备可应用非线性回归分析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以用于进一步的处理和动作。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33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2400的框图。系统2400可以是系统20的示例。如图33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。
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。
本公开包括以下实施例。
实施例1:一种系统,包括:感测设备,该感测设备包括:感测电路,该感测电路被配置为生成对应于磨损销指示器的移动的位置数据,该磨损销指示器被配置为指示制动组件的盘堆相对于该制动组件的致动器壳体的平移,并且其中该感测电路被配置为使用电力来生成该位置数据,和调节电路,该调节电路被配置为向该感测电路提供该电力;热电发电机,该热电发电机被配置为向该调节电路提供该电力,其中该热电发电机限定热节点和冷节点,并且其中该热电发电机被配置为基于该热节点和该冷节点之间的温度梯度来产生该电力;散热器,该散热器被配置为将热量从该冷节点传递到围绕该制动组件的环境;传感器壳体,该传感器壳体机械地支撑至少该感测设备、该热电发电机和该散热器;和安装支架,该安装支架机械地耦接到该传感器壳体,其中该安装支架被配置为附接到该致动器壳体,并且其中该安装支架被配置为在该安装支架附接到该致动器壳体时将热量从该致动器壳体传递到该热节点以生成该温度梯度。
实施例2:根据实施例1所述的系统,还包括由该传感器壳体机械地支撑的通信电路,其中该通信电路被配置为使用由该热电发电机产生的该电力来将该位置数据传输到外部设备。
实施例3:根据实施例1或实施例2所述的系统,其中该安装支架被配置为当该安装支架附接到该致动器壳体时使该传感器壳体从该致动器壳体移位。
实施例4:根据实施例1至3中任一项所述的系统,其中该安装支架被配置为当该安装支架被附接到该致动器壳体时将该传感器壳体基本上定位在该致动器壳体与该制动组件的压板之间。
实施例5:根据实施例1至4中任一项所述的系统,其中该安装支架被配置为当该安装支架被附接到该致动器壳体时通过传导将热量从该致动器壳体传递到该热节点。
实施例6:根据实施例1至5中任一项所述的系统,其中该感测设备被配置为当磨损销延伸通过该传感器壳体时生成该位置数据,并且其中该位置数据对应于该磨损销的移动。
实施例7:根据实施例1至6中任一项所述的系统,其中该安装支架被配置为当该制动组件提供对沿行进方向移动的运载工具的车轮的制动时附接到该制动组件的该致动器壳体,其中该散热器包括基部和从该基部延伸的多个翅片,并且其中该传感器壳体机械地支撑该散热器,使得当该安装支架附接到该致动器壳体时,该翅片在基本上平行于该行进方向的方向上从该基部延伸。
实施例8:根据实施例1至7中任一项所述的系统,其中该散热器包括限定网格的多个构件,其中该多个构件被配置为将热量从该热节点传递到围绕该制动组件的该环境。
实施例9:根据实施例8所述的系统,其中该多个构件限定金刚石格架结构、六边形金刚石格架结构、体心立方结构或面心立方结构中的至少一者。
实施例10:根据实施例1至9中任一项所述的系统,其中该散热器限定螺旋状格架。
实施例11:根据实施例1至10中任一项所述的系统,其中该热电发电机被配置为当该热节点具有至少90摄氏度的温度时提供该电力。
实施例12:根据实施例1至11中任一项所述的系统,还包括耦接变压器,该耦接变压器被配置为接收由该热电发电机产生的该电力的至少一部分并且产生经变换的电力,其中该耦接变压器被配置为向该调节电路提供该经变换的电力。
实施例13:根据实施例1至12中任一项所述的系统,还包括分流电路,其中该热电发电机被配置为以热电发电机电压(TEG电压)产生该电力,并且其中该分流电路被配置为当该TEG电压超过截止电压时将提供给该调节电路的该电力的电压限于小于或等于该截止电压。
实施例14:根据实施例13所述的系统,其中该热电发电机包括固态设备,该固态设备具有足以致使该固态设备产生大于该截止电压的设备电压的热电灵敏度。
实施例15:根据实施例13或实施例14所述的系统,其中该分流电路被配置为当该安装支架的该热传递所生成的温度梯度超过温度梯度阈值时限制提供给该调节电路的该电力的该电压。
实施例16:根据实施例13至15中任一项所述的系统,其中该分流电路包括二极管,该二极管被配置为当该TEG电压超过该二极管的正向偏置电压时将由该热电发电机产生的该电力的一部分分流到该系统的公共电节点。
实施例17:根据实施例13至16中任一项所述的系统,其中该分流电路包括场效应晶体管,该场效应晶体管被配置为将由该热电发电机产生的该电力的一部分分流到该系统的公共电节点,其中该电力的被分流的该部分基于该场效应晶体管的栅极电压,并且其中该栅极电压基于该TEG电压。
实施例18:根据实施例13至17中任一项所述的系统,其中该分流电路被配置为调整抽头变压器的步进比率,该抽头变压器被配置为接收由该热电发电机产生的该电力的至少一部分并且将该电力的该部分提供给该调节电路。
实施例19:根据实施例18所述的系统,其中根据实施例12所述的耦接变压器包括该抽头变压器。
实施例20:根据实施例1至19中任一项所述的系统,还包括:该制动组件,其中该制动组件包括活塞,该活塞被配置为相对于该致动器壳体移动以导致该盘堆相对于该致动器壳体的该平移;和该磨损销指示器,其中该磨损销指示器被配置为指示该盘堆相对于该致动器壳体的平移。
实施例21:根据实施例1至20中任一项所述的系统,还包括磁体,该磁体被配置为响应于该磨损销指示器的移动而移动,其中该感测电路被配置为生成对应于该磁体的移动的该位置数据。
实施例22:根据实施例1至21中任一项所述的系统,还包括旋转元件,该旋转元件被配置为响应于该磨损销指示器的该移动而旋转,其中该感测电路被配置为基于该旋转元件的该旋转来生成该位置数据。
实施例23:根据实施例22所述的系统,其中该旋转元件被配置成使得该旋转元件的该旋转导致根据实施例21所述的磁体的移动。
实施例24:根据实施例22或实施例23所述的系统,其中该旋转元件被配置为机械地接合该磨损销指示器,使得该磨损销指示器相对于该致动器壳体的平移导致该旋转元件的该旋转。
实施例25:根据实施例24所述的系统,其中该旋转元件限定第一组齿轮齿,该第一组齿轮齿被配置为当该磨损销指示器相对于该致动器壳体平移时接合由该磨损销指示器限定的第二组齿轮齿。
实施例26:根据实施例1至25中任一项所述的系统,还包括处理电路,该处理电路被配置为:感测指示该感测设备上的机械冲击的冲击事件;以及响应于感测到该冲击事件而激活该感测电路。
实施例27:一种方法,包括:使用热电发电机来向感测设备提供电力,其中该热电发电机限定热节点和冷节点,并且其中该热电发电机基于该热节点和该冷节点之间的温度梯度来产生该电力;使用该感测设备来生成对应于磨损销指示器的移动的位置数据,该磨损销指示器被配置为指示制动组件的盘堆相对于该制动组件的致动器壳体的平移,其中该感测设备使用该电力来生成该位置数据;使用机械地耦接到该致动器壳体的安装支架将热量从该致动器壳体传递到该热节点以生成该温度梯度,其中该安装支架机械地耦接到传感器壳体,该传感器壳体机械地支撑至少该感测设备、该热电发电机和该散热器;以及使用该散热器将热量从该冷节点传递到围绕该制动组件的环境。
实施例28:根据实施例27所述的方法,还包括使用由该传感器壳体机械地支撑的通信电路将该位置数据传输到外部设备,其中该通信电路使用由该热电设备产生的该电力来传输该位置数据。
实施例29:根据实施例27或实施例28所述的方法,还包括当该安装支架被附接到该致动器壳体时,使用该安装支架将该传感器壳体基本上定位在该致动器壳体与该制动组件的压板之间。
实施例30:根据示例27至29中任一项所述的方法,还包括当该制动组件提供对沿行进方向移动的运载工具的车轮的制动时,使用该散热器的多个翅片将该热量从该冷节点传递到围绕该制动组件的该环境,其中当该安装支架附接到该致动器壳体时,该翅片沿基本上平行于该行进方向的方向从该散热器的基部延伸。
实施例31:根据实施例27至30中任一项所述的方法,还包括当该热节点具有至少90摄氏度的温度时,使用该热电发电机来提供该电力。
实施例32:根据实施例27至31中任一项所述的方法,还包括使用分流电路将该电力的电压限于低于该感测设备的调节电路的截止电压的电压,其中该调节电路向该感测设备的感测电路提供该电力。
实施例33:根据实施例32所述的方法,还包括使用该热电发电机以大于该截止电压的热电发电机电压(TEG电压)产生该电力。
实施例34:根据实施例27至33所述的方法,还包括:使用该磨损销指示器来移动磁体;以及使用该感测设备,使用该磁体的该移动来生成该位置数据。
实施例35:根据实施例27至34所述的方法,还包括:使用该磨损销指示器来使旋转元件旋转;以及使用该感测设备,使用该旋转元件的该旋转来生成该位置数据。
实施例36:根据实施例27至35所述的方法,还包括:使用处理电路来感测指示该感测设备上的机械冲击的冲击事件;以及响应于感测到该震动事件,激活该感测设备以致使该感测设备生成该位置数据。
实施例37:一种系统,包括:热电发电机,该热电发电机被配置为向该系统的调节电路提供电力,其中该热电发电机限定热节点和冷节点,并且其中该热电发电机被配置为基于该热节点和该冷节点之间的温度梯度来产生该电力;散热器,该散热器被配置为将热量从该冷节点传递到围绕该制动组件的环境;传感器壳体,该传感器壳体机械地支撑至少该热电发电机和该散热器;和安装支架,该安装支架机械地耦接到该传感器壳体,其中该安装支架被配置为附接到制动组件的致动器壳体,其中该安装支架被配置为当该安装支架附接到该致动器壳体时使该传感器壳体从该致动器壳体移位,其中该安装支架被配置为当该安装支架被附接到该致动器壳体时将该传感器壳体基本上定位在该致动器壳体与该制动组件的压板之间,并且其中该安装支架被配置为当该安装支架被附接到该致动器壳体时通过传导将热量从该致动器壳体传递到该热节点以生成该温度梯度。
实施例38:根据实施例37所述的系统,还包括:分流电路;和调节电路,该调节电路被配置为从该热电发电机接收该电力的至少某个部分,其中该热电发电机被配置为以热电发电机电压(TEG电压)产生该电力,并且其中该分流电路被配置为当该TEG电压超过截止电压时将提供给该调节电路的该电力的电压限于小于或等于该截止电压。
实施例39:根据实施例37或实施例38所述的系统,还包括:感测电路,该感测电路被配置为生成对应于磨损销指示器的移动的位置数据,该磨损销指示器被配置为指示该制动组件的盘堆相对于该致动器壳体的平移,并且其中该感测电路被配置为使用该电力来生成该位置数据;和由该传感器壳体机械地支撑的通信电路,其中该通信电路被配置为使用由该热电发电机产生的该电力来将该位置数据传输到外部设备。
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:
感测设备,所述感测设备包括:
感测电路,所述感测电路被配置为生成对应于磨损销指示器的移动的位置数据,所述磨损销指示器被配置为指示制动组件的盘堆相对于所述制动组件的致动器壳体的平移,并且其中所述感测电路被配置为使用电力来生成所述位置数据,和
调节电路,所述调节电路被配置为向所述感测电路提供所述电力;
热电发电机,所述热电发电机被配置为向所述调节电路提供所述电力,其中所述热电发电机限定热节点和冷节点,并且其中所述热电发电机被配置为基于所述热节点和所述冷节点之间的温度梯度来产生所述电力;
散热器,所述散热器被配置为将热量从所述冷节点传递到围绕所述制动组件的环境;
传感器壳体,所述传感器壳体机械地支撑至少所述感测设备、所述热电发电机和所述散热器;和
安装支架,所述安装支架机械地耦接到所述传感器壳体,其中所述安装支架被配置为附接到所述致动器壳体,并且其中所述安装支架被配置为在所述安装支架附接到所述致动器壳体时将热量从所述致动器壳体传递到所述热节点以生成所述温度梯度。
2.根据权利要求1所述的系统,还包括由所述传感器壳体机械地支撑的通信电路,其中所述通信电路被配置为使用由所述热电发电机产生的所述电力来将所述位置数据传输到外部设备。
3.根据权利要求1或权利要求2所述的系统,其中所述安装支架被配置为当所述安装支架附接到所述致动器壳体时使所述传感器壳体从所述致动器壳体移位。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的系统,其中所述安装支架被配置为当所述安装支架被附接到所述致动器壳体时将所述传感器壳体基本上定位在所述致动器壳体与所述制动组件的压板之间。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的系统,其中所述安装支架被配置为当所述安装支架被附接到所述致动器壳体时通过传导将热量从所述致动器壳体传递到所述热节点。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的系统,其中所述感测设备被配置为当磨损销延伸通过所述传感器壳体时生成所述位置数据,并且其中所述位置数据对应于所述磨损销的移动。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的系统,
其中所述安装支架被配置为当所述制动组件提供对沿行进方向移动的运载工具的车轮的制动时附接到所述制动组件的所述致动器壳体,
其中所述散热器包括基部和从所述基部延伸的多个翅片,并且其中所述传感器壳体机械地支撑所述散热器,使得当所述安装支架附接到所述致动器壳体时,所述翅片在基本上平行于所述行进方向的方向上从所述基部延伸。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的系统,还包括分流电路,
其中所述热电发电机被配置为以热电发电机电压(TEG电压)产生所述电力,并且
其中所述分流电路被配置为当所述TEG电压超过截止电压时将提供给所述调节电路的所述电力的电压限于小于或等于所述截止电压。
9.根据权利要求8所述的系统,其中所述分流电路被配置为当所述安装支架的所述热传递所生成的温度梯度超过温度梯度阈值时限制提供给所述调节电路的所述电力的所述电压。
10.一种方法,包括:
使用热电发电机来向感测设备提供电力,其中所述热电发电机限定热节点和冷节点,并且其中所述热电发电机基于所述热节点和所述冷节点之间的温度梯度来产生所述电力;
使用所述感测设备来生成对应于磨损销指示器的移动的位置数据,所述磨损销指示器被配置为指示制动组件的盘堆相对于所述制动组件的致动器壳体的平移,其中所述感测设备使用所述电力来生成所述位置数据;
使用机械地耦接到所述致动器壳体的安装支架将热量从所述致动器壳体传递到所述热节点以生成所述温度梯度,其中所述安装支架机械地耦接到传感器壳体,所述传感器壳体机械地支撑至少所述感测设备、所述热电发电机和所述散热器;以及
使用所述散热器将热量从所述冷节点传递到围绕所述制动组件的环境。
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