TW202102747A - 監測用於土木作業設備之地面接合產品 - Google Patents

Abstract

一種位於地面接合產品的基座中的孔中用於監控地面接合產品的特徵的監控設備和系統。該特徵可關於固定到土方作業裝置的地面接合產品的存在、零件ID、狀況、使用和/或性能。監控系統可檢測地面接合產品的一個或多個元件的存在和/或缺失。

Description

監測用於土木作業設備之地面接合產品

本發明涉及用於監控諸如在各種土方作業裝置上使用的地面接合工具等的地面接合產品的設備和系統。

在土方作業活動（例如採礦和建築）中，地面接合產品通常設置在所有種類的土方作業裝置上以保護下面的裝置不受過度磨損，並在一些情況中還執行例如破碎挖掘邊緣前面的地面的其他功能。地面接合產品包括例如固定到鏟斗的唇的齒和護罩。

重載和磨蝕環境會導致地面接合產品與土方作業裝置變得分離。當地面接合產品分離時，土方作業裝置的操作人員並不總是能夠看到。分離的地面接合產品可能會對下游加工裝置造成損害。例如，如果分開的地面接合產品被送入破碎機，產品可能會被彈出，對工人造成危害，或者它可能會卡住，導致昂貴的破碎機停機時間。卡住的破碎機需要關閉機器並由操作人員將部件脫位，這有時可能是困難、耗時和/或危險的過程。此外，繼續操作缺少地面接合產品的挖掘裝置可能會降低整體生產率，並可能導致產品所固定到的基座出現過早磨損。

已經提出了現有系統來確定磨損零件何時丟失。例如，Motion Metrics公司銷售的缺齒檢測系統使用安裝在挖掘裝置吊杆上的光學攝像機來確定磨損零件何時丟失。同樣地，美國專利8,411,930公開了一種系統，該系統依靠安裝在挖掘機吊杆上的視頻攝像機來檢測損壞的或缺失的磨損構件。在美國專利6,870,485中，彈簧載入開關被設置在磨損零件元件之間，使得當元件分離時，該開關啟動無線電發射機，提醒操作人員磨損零件已經分離。在美國專利5,743,031中，致動器被固定在磨損零件元件上以在磨損零件脫落時提供煙霧或無線電信號。

本發明涉及用於監控土方作業裝置的地面接合產品的設備和系統。該系統可用來監控在採礦、建築和其他土方作業操作中在土方作業裝置上使用的地面接合產品的特徵（例如，地面接合產品的存在、零件身份、狀況、性能和/或使用）。

在一種實施例中，一種用於土方作業裝置的磨損元件包括基座，其能夠固定到土方作業裝置並包括具有孔的安裝部分。磨損零件具有接收基座的安裝部分的腔以及至少部分與基座中的孔部分對準的開口。鎖接收在磨損零件的開口以及基座中的孔中以將磨損零件固定到基座。在鎖接收在孔中時，監控設備與鎖相鄰位於基座中的孔中以檢測鎖的存在和/缺失，並無線地傳輸信號以指示鎖何時從基座缺失。

在另一實施例中，一種用於土方作業裝置的磨損元件包括：基座，其能夠固定到土方作業裝置並包括具有外表面的安裝部分；磨損零件，其具有接收基座的安裝部分的腔；鎖，其將磨損零件固定到基座；位於基座中的孔，其在基座的外表面中開口以在基座、磨損零件和鎖組裝在一起時與磨損零件或鎖相對；以及監控設備，其位於孔中並與磨損零件或鎖緊密接近地自外表面面向外，監控設備不具有可動元件以檢測磨損零件或鎖的存在和/或缺失並在磨損零件或鎖被檢測為缺失時傳輸無線信號。

在另一實施例中，一種用於土方作業裝置的磨損元件包括基座，基座能夠固定到土方作業裝置並具有安裝部分以及在安裝部分中開口的孔。磨損零件具有用於接收基座的安裝部分的腔。鎖將磨損零件固定到基座。接近設備位於磨損零件或鎖上。監控設備位於基座中的孔中以檢測接近設備的存在和/或缺失，並在接近設備缺失時發送無線信號。

在另一實施例中，一種用於土方作業裝置的磨損元件包括：能夠固定到土方作業裝置並包括孔的基座；具有接收基座的至少一部分的腔的磨損零件；將磨損零件固定到基座的鎖；以及位於基座中以檢測磨損零件和/或基座的特徵的監控設備，特徵包括磨損零件和/或基座的狀況、使用、性能和/或零件身份中的至少一者。

在另一實施例中，一種用於土方作業裝置的磨損元件包括：能夠固定到土方作業裝置並包括孔的基座；具有接收基座的至少一部分的腔的磨損零件；將磨損零件固定到基座的鎖；以及位於孔中以檢測溫度變化並在溫度變化達到閾值水準時傳輸信號的監控設備。

在另一實施例中，一種用於監控固定到土方作業裝置的地面接合產品的監控系統包括：基座，基座能夠附接到土方作業裝置並具有前端和在前端中開口的孔；磨損零件，其具有在使用過程中受到磨損的外表面和用於接收基座的前端的安裝腔；鎖，其將磨損零件固定到基座；監控設備，其位於基座的孔中，監控設備包括第一感測器、第二感測器、用於無線地傳輸來自第一和第二感測器的資訊的通信設備、電池以及可程式設計邏輯裝置，其使用來自第一感測器的資訊來識別磨損零件與基座的分離並使用來自第二感測器的資訊來識別基座與土方作業裝置的分離。

在另一實施例中，一種用於土方作業裝置的地面接合產品的元件，該元件包括能夠固定到土方作業裝置的安裝部分、具有孔的外表面和監控設備，監控設備位於孔中包括溫度感測器以及無線地傳輸來自溫度感測器的資訊的通信設備。

在另一實施例中，一種用於土方作業裝置的磨損元件包括具有用於固定到土方作業裝置的後端的基座、前安裝部分和在安裝部分中開口的孔。磨損零件接收在安裝部分上並包括至少部分與基座中的孔對準的開口。鎖將磨損零件固定到基座。監控設備位於基座中的孔中以檢測磨損零件是否已與基座分離，並在磨損零件已經分離時傳輸無線信號。

在另一實施例中，一種用於土方作業裝置的磨損元件包括具有監控設備的挖掘邊緣。磨損零件具有用於接收挖掘邊緣的腔和開口。鎖接收在開口中以將護罩固定到挖掘邊緣。監控設備固定到挖掘邊緣以檢測磨損零件何時與挖掘邊緣分離並在磨損零件已經分離時傳輸無線信號。

在另一實施例中，一種用於監控固定到土方作業裝置的地面接合產品的監控系統包括：基座，基座能夠附接到土方作業裝置並具有前端；以及磨損零件，其具有在使用過程中受到磨損的外表面和用於接收基座的前端的安裝腔。鎖將磨損零件固定到基座。監控設備固定到基座，並且包括識別磨損零件的特徵的電子設備和用於無線地傳輸關於特徵的資訊的通信設備。設置遠離監控設備的遠端設備以與通信設備無線地通信以接收關於特徵的資訊。

在另一實施例中，一種用於監控固定到土方作業裝置的地面接合產品的監控系統包括基座，基座能夠附接到土方作業裝置並具有前端、頂表面、底表面、側表面和位於頂表面、底表面和/或側表面中的至少一者中的第一孔。磨損零件具有在使用過程中受到磨損的外表面、限定用於接收基座的前端的內表面的安裝腔以及第二孔，第二孔位於與第一孔不同的位置。鎖位於第二孔中以將地面接合產品固定到基座。監控設備位於第一孔中並固定到基座，並且包括用於識別磨損零件的特徵的電子設備和用於無線地傳輸關於特徵的資訊的通信設備。遠端設備遠離監控設備以與通信設備無線地通信以接收關於特徵的資訊。

在另一實施例中，一種用於監控固定到土方作業裝置的地面接合產品的監控系統，該系統包括基座，基座具有前端、頂表面、底表面、側表面和位於頂表面、底表面和/或側表面中的至少一者中的第一孔。磨損零件具有在使用過程中受到磨損的外表面、限定用於接收基座的前端的內表面的安裝腔以及第二孔，其中第二孔與第一孔大體對準。鎖固定在第一和第二孔中以將磨損零件固定到基座。鎖具有固定到導前端的磁體。監控設備固定到基座並包括用於從磁體的缺失或存在識別磨損零件是否與基座分離的霍爾效應感測器和用於無線地傳輸關於特徵的資訊的通信設備。

在本發明的一個其他例子中，系統可包括與磨損零件相關聯的監控設備、基座、與監控設備協作的至少一個遠端設備以及處理在設備之間傳輸的資訊的可程式設計邏輯裝置。地面接合產品可以是尖端、末端、鑿、護罩或適配器。基座可以是土方作業裝置的唇、中間適配器或基座適配器。可程式設計邏輯裝置使用所述資訊來確定磨損零件的特徵，包括例如附接到土方作業裝置的地面接合產品的零件身份、存在、性能和/或使用。在一種替代例子中，可程式設計邏輯裝置可以與顯示器連通。在另一例子中，監控系統可發出警報信號。警報信號可以在地面接合產品已經移除，為監控設備的通信設備留下打開外部路徑後傳輸，以具有清楚的通信路徑。

在本發明的另一例子中，監控設備設置在支撐磨損零件的基座中的鎖接收開口中。在一個例子中，監控設備包括至少一個感測器、無線通訊設備和/或包含在鎖接收開口內的電池。監控設備可具有非金屬主體，其將設備的元件固定到穩定位置並輔助控制對於一些感測器來說希望的高度。監控設備定位成與鎖的導前端或側壁相鄰。在一個例子中，遠離監控設備的遠端設備與通信設備無線連通以接收關於特徵的資訊。在一個例子中，鎖接收開口從基座的頂表面、底表面或側表面之一向內延伸，監控設備位於孔中。

在替代實施方案中，監控系統還可包括接近設備。在一個例子中，接近設備可定位在鎖的導前端上。鎖的導前端與鎖的驅動外部或頂表面相對。在替代例子中，接近設備可位於孔口中並附著於樹脂材料中。在一個例子中，接近設備是RFID標籤，電子設備是RFID接收器。替代地，電子設備是RFID標籤，使得監控基座中的RFID標籤的信號強度。在另一例子中，接近設備是磁體，至少一個感測器是霍爾效應感測器。

在本發明的另一例子中，監控設備固定到基座，與將磨損零件固定到土方作業裝置的鎖接近但分離，以檢測磨損零件的特徵，例如鎖的存在和/或丟失。

在另一例子中，監控系統包括：基座，其具有位於頂表面、底表面和/或側表面的至少一者中的第一孔；磨損零件，其具有在使用中受到磨損的外表面、限定用於接收基座的前端的內表面的安裝腔以及第二孔，第二孔在與第一孔不同的位置；鎖，其固定在第二孔中以將地面接合產品固定到基座；以及監控設備。監控設備可位於第一孔中並固定到基座。在一個例子中，監控設備包括用於識別地面接合產品的特徵的電子設備和用於無線地傳輸關於特徵的資訊的通信設備，通信設備接近基座的頂表面、底表面和/或側表面中的至少一者定位。在一個例子中，系統還包括遠離監控設備以與通信設備無線連通以接收關於特徵的資訊的遠端設備。

在一種替代實施方案中，一種監控系統包括：基座，其具有前端、頂表面、底表面和側表面和位於頂表面、底表面和/或側表面的至少一者中的第一孔；磨損零件，其具有在使用中受到磨損的外表面、限定用於接收基座的前端的內表面的安裝腔以及第二孔，第二孔與第一孔對準；鎖，其固定在第一和第二孔中以將地面接合產品固定到基座，鎖具有固定到鎖的導前端的磁體；以及監控設備，監控設備固定到基座。在一個例子中，監控設備包括用於從磁體的存在或缺失識別地面接合產品的特徵的霍爾效應感測器以及用於無線地傳輸關於所述特徵的資訊的通信設備，通信設備與鎖的導前端相鄰定位並定位在導前端下方。霍爾效應感測器能夠檢測脫位事件和完全丟失事件。

本發明涉及用於監控土方作業裝置上使用的地面接合磨損零件的特徵的設備和系統。監控的特徵可包括例如土方作業裝置上的地面接合產品的存在、零件身份、狀況、性能和/或使用。例如，該設備和系統可用於監控固定到推土機、裝載機、拉鏟挖土機、電纜鏟、端面鏟、液壓挖掘機、疏浚機刀、鏟斗、唇、粗齒鋸、剪切滾筒、連續礦機、破碎機等的地面接合產品。這些地面接合產品的磨損零件的例子包括尖端、基座適配器、中間適配器、護罩、上下翼罩、流道、鑿、磨損板、末端等。一些示例磨損零件（例如，基座適配器或中間適配器)也可以被認為是基座，因為它們反過來支援其他組件。

為了便於討論，使用了前、後、頂、底等相關術語。術語前或向前通常用來表示使用過程中（例如在挖掘時）地面接合產品相對於土方材料的通常行程方向，上或頂部通常被用作材料整體通過的表面的參考，例如在材料收集進鏟斗時通過的表面。然而，在各種土方作業裝置的操作中，地面接合產品在使用過程中可能會以各種方式定向並向各種方向移動。

為了便於討論，這裡一般討論對固定在挖掘鏟斗上的地面接合產品的監控，特別是對特定種類的齒和護罩的監控。然而，本發明的監控系統可用於監控其他類型的齒、其他類型的地面接合產品以及各種類型的土方作業裝置上的產品。僅作為例子，監控系統可監控適配器（中間或基座）上的尖端、基座適配器或一體鑄造鼻上的中間適配器、唇或基座上的護罩、鏟斗上的磨道、疏浚機刀頭上的齒、剪切滾筒上的鑿、斜槽或卡車託盤上的襯墊、輥式破碎機中的末端等。地面接合產品可連接到各種裝置上，並可通過各種機械附件（包括不同的鎖等)進行固定。

如圖1-2所示，採礦挖掘機1配備有吊杆2、斗臂20以及鏟斗3，用於挖掘時收集土方材料。鏟斗3包括框架或外殼4，其限定在挖掘操作過程中收集材料的腔16（圖2)。外殼4包括頂壁6、與頂壁6相對的底壁10、後壁12和一對相對的側壁14，頂壁具有將鏟斗3附接到挖掘機1的附件支撐件8。鏟斗的多種配置是已知的，鏟斗幾何形狀的變化存在於挖掘鏟斗，當然也存在於其他挖掘機器。例如，鏟斗可能沒有像在拉鏟鏟斗中那樣的頂壁，底壁可能像在挖鬥中那樣鉸接，或者部分側壁可能像在液壓端面鏟中那樣鉸接。鏟斗的具體幾何形狀不打算受到限制，因為本系統可以與各種類型的鏟斗和鏟斗或其他土方作業裝置上使用的各種類型的地面接合產品一起使用。

在所示的示例中，鏟斗3具有挖掘邊緣5（圖2-3和圖5）。挖掘邊緣5是設備引導與地面接觸的那部分，在挖掘機鏟斗中一般由唇形成。鏟斗3的側壁14通常也構成挖掘邊緣的一部分，有時還包括磨損零件。齒和/或護罩通常固定到挖掘邊緣以保護邊緣、破碎鏟斗3前面的地面和/或將材料收集到鏟斗中。多個齒7和/或護罩9，如美國專利第9,222,243號和美國專利10,612,214號（均通過整體引用合併於此）所披露的，可以附接到鏟斗3的唇5上。

參照圖3-5，所示的齒7（僅作為示例提供）包括焊接到唇5的基座適配器11、安裝在適配器11上的中間適配器13和安裝在中間適配器上的尖端（也稱為末端）15。尖端15包括向後開口以接收鼻17的腔18以及穿透地面的前端或咬合部分19（圖5）。鎖開口48形成在尖端15中，孔49形成在基座13中以接收將尖端15保持到基座13的鎖21。例如，鎖（也稱為保持器）21用於將尖端15固定到中間適配器13，將中間適配器13固定到適配器11的鼻23。在本例中，鎖21是相同的，但它們不需要相同。當地面接合產品意外地與基座分離時，最好儘快更換地面接合產品，以避免產量下降，並避免與地面接合產品相連的基座受到過早磨損。

參照圖6，鎖21可包括螺旋到軸環122的銷150。在一個例子中，軸環122被固定在末端15的開口48中，並且銷150穿過軸環122，分別用於在保持和釋放位置之間向內和向外移動；即，銷150具有能夠移入和移出基座13的孔49的導前端22，以分別固定和釋放磨損零件。在本例中，突耳124、125將軸環固定到開口48中呈卡口式，並使用夾子123防止軸環從開口旋轉和釋放；該軸環可以用其他方法固定在開口48中。銷150也可以在沒有軸環的情況下固定；例如，開口可以包含螺紋。在銷150中設置閂鎖126，以將銷固定在保持和釋放位置，但也可以使用其他固定安排，或者該銷可以在尖端被固定的位置之間無限地調節，並且該尖端可以被釋放。在保持位置上，銷150的導前端22接收到鼻17的孔49中，以將尖端15固定到鼻17上。在圖示的例子中，銷150包括頭部152和螺紋柄154，但其他安排是可能的。凹槽50在頭部152的外表面158中開口，用於接收用於旋轉銷150的工具（未顯示)，用於固定和釋放尖端15。這只是一個簡單的例子；其他鎖定安排（螺紋或非螺紋）可用於將尖端（或其他磨損零件）固定到適配器（或其他基座)上。

參照圖7A-7B，監控系統27包括與鎖21相鄰位於基座孔49內的監控設備25。所示的齒7具有位於基座上的地面接合產品（例如，所示的尖端15位於適配器13上），以及用於將磨損零件固定到基座上的鎖21。可以看出，鎖21位於地面接合產品鎖開口48和基座孔49中，將磨損零件固定到基座。或者，磨損零件的安裝部分可以設置在基座的凹槽附近或以其他方式補充凹槽。

在某些示例中，監控系統27包括基座中的感測器和可選的鎖內和/或鎖上的標記或類似的標記。磨損零件通常由於撞擊、高負荷、疲勞、磨損等原因與機器分離。磨損零件通常在分離過程中從基座上拔出鎖。如果鎖21失效，磨損零件在土方作業裝置的使用過程中通常不會與基座保持在一起。因此，在磨損零件與土方作業機器分離時，無論分離原因如何，由於磨損零件上的力、磨損零件的破壞等，鎖通常與磨損零件（例如，對於一體固定到磨損零件的鎖）保持在一起或者被整體趕出磨損組件。由於磨損零件與機器分離時，鎖通常不會保留在基座的鎖接收孔中，所以基座中的感測器可以檢測鎖的缺失，從而判斷磨損零件已與基座分離。監控設備還可用於確定基座以及因此還有與基座相關的磨損零件和鎖是否與土方作業裝置分離。在這種情況下，感測器信號的丟失可以識別基座已與土方作業裝置分離。

土方作業裝置通常用於惡劣環境中，因此感測器的生存受到威脅。與安裝在磨損零件或鎖內相比，使得監控設備在支撐磨損零件的基座的孔內往往可以更好地保護監控設備內的元件（例如，感測器和通信設備)，因為它可以得到例如磨損零件、鎖和基座的組合元件的庇護。在一些結構中，與在磨損零件或鎖中提供監控設備的系統相比，基座內的孔提供了更多的空間來使用緩衝填料以改善保護。將監控設備固定在基座中而不是固定到磨損零件或鎖可以更好地保證要接收來自監控設備的信號（即，表示磨損零件已經分離) 的遠端設備將接收該信號，即，因為在磨損零件丟失時基座通常與機器保持在一起而在磨損零件分離時磨損零件或鎖（如果包含感測器）會保留在地面中或者以其他方式更遠地與遠端設備分離，從而使得信號更有可能不被接收。

在所示的示例（圖1-8）中，尖端15包括具有頂表面42、底表面44和側表面46的外表面40。將監控設備25定位在基座13中的49孔中以便在齒7的元件組裝在一起時，能夠與鎖21的銷150的導前端22靠近（圖7A和圖7B）。在一個例子中，在安裝鎖21之前，監控設備25被接收到基座13的孔49中，即，當銷將尖端15固定到適配器13時，在孔49的不被銷150佔據的部分中。在這個位置（即，在孔49中），監控設備25可在土方作業操作過程中受到保護，可以提供磨損零件和/或基座的特徵的可靠檢測，可用於監控固定到基座的連續磨損零件，和/或可以消除在更快消耗的磨損零件中對電池的需要。也就是說，通過將感測器定位在基座中，更頻繁更換的磨損零件可不需要電池，更容易丟棄和/或回收。通過將監控設備25放置在基座中，這些元件有更好的機會在不直接與環境接觸的情況下存活下來。監控設備25可以作為製造過程的一部分安裝在孔49中，也可以在車間和/或現場安裝。當監控設備25在製造時安裝在49孔時，它可以選擇性地用於跟蹤地面接合產品（例如，適配器13）的運輸進度、庫存水準和/或何時從庫存中取出地面接合產品以供使用。此外，監控設備25可以任選地能夠檢測地面接合產品是否經歷了在運輸和/或使用過程中有可能損壞地面接合產品的情況(例如，高衝擊)。或者，監控設備25可以在製造過程之後安裝，例如，可以在有庫存時安裝在孔49中，或者在土方作業裝置上安裝新的地面接合產品時安裝在孔49中。

安裝後，監控設備25可以在將磨損零件固定到基座時檢測接收在孔49中的鎖21（例如，圖示實施例中的鎖的銷）的存在和/或缺失。監控設備25還可以任選性地監控磨損零件和/或基座的其他特徵，例如磨損零件和/或基座的使用、狀況和/或性能，以及/或者零件身份，如通過引用結合在此的美國專利10,011,975所述的。監控設備還可以檢測這些其他特徵中的一個或多個，而不是鎖和/或磨損零件的存在和/或缺失。監控分離以及其他特徵可以通過許多不同的方法來完成。當檢測到鎖缺失時，感測器可以向遠端設備發送無線警報信號，提醒操作人員、維修人員、管理人員、承包商等，磨損零件已與機器分離。

在圖7B所示的示例中，監控系統27B包括固定到鎖21B（即，在其中和/或其上）的接近設備51B和基座中的能夠檢測接近設備51B的存在的感測器35B。在所示的例子中，接近設備可固定到或接近銷150B的導前端22和放置在孔49B中的監控裝置25中以在鎖將磨損零件固定到基座時鄰近銷150的導前端22。或者，接近設備可以位於軸環122中（例如，在軸環122的主體或突耳124、125中）。監控設備25也可以替代地位於與孔49B連通但偏移的孔中，以便將監控設備25定位在鄰近銷150B的一側和/或鄰近軸環122。該位置可具有利用磨損構件與基座之間的間距進行通信的優點。對於圖示的鎖以及可能使用的其他類型的鎖，還可能有其他的變體。

在一個例子中，接近設備51B是磁體，感測器35是霍爾效應感測器，用來檢測磁體（例如，具有磁體51B的鎖定銷150）的存在和/或缺失。霍爾效應感測器35B產生電流並測量由於引入靜磁場而產生的電勢變化。靜磁場可以由磁體51B產生，但也可以通過其他方式產生。霍爾效應感測器35B在檢測存在和/或缺失磁體所影響的霍爾電壓變化（如沿梯度、電場方向等的電場變化）時起開關作用。如果磁體51B不再處於感測器35B檢測的位置，則說明鎖21B已經脫落或丟失，且磨損零件已與機器分離。感測器35B可以對電場(V/M)和/或磁場(mT)具有預定設定值。預定設定值確定感測器35B對感測器35B與磁體51B之間的距離D的靈敏度（例如損耗與預損耗或位移）。預定設定值可以是靜態的，也可以是動態的（例如，設置在3.9 mT到63 mT之間）。感測器35B不像固體機械接觸感測器那樣遭受振動或接觸反彈。感測器35B通常可以在惡劣的環境下使用，不受環境污染物的影響，比機械開關的成本更低。感測器35B可以測量大範圍的磁場。

在另一個例子中，接近設備51B是RFID標籤和/或其他短程可檢測元件，其可以被固定到鎖21（例如，到和/或在銷150的導前端22中)。RFID標籤51B隨後由位於基座13的49孔中的RFID接收器感測器35B（即作為監控設備的一部分）檢測。當磨損零件和鎖從基座分離時，感測器35與RFID標籤51B失去信號。這種信號的丟失識別磨損零件已經從基座分離。在另一個例子中，RFID接收器感測器35可以跟蹤每一個引入的新RFID標籤，從而監控磨損零件的庫存和更換時間。

其他類型的感測器可用于檢測孔49中銷150的存在和/或缺失，以及/或檢測地面接合產品的其他特徵。例如，感測器可包括溫度感測器、數位傾斜儀單元、數位羅盤、加速計、計時器、接近感測器、位置感測器、霍爾效應感測器、通量磁強計、磁強計、磁阻感測器、感應感測器、RFID標籤和/或讀取器、IR接收器、超聲和/或其他感測器，它們可以檢測將地面接合產品緊固到基座上的鎖的存在和/或缺失以及/或磨損零件和/或基座的其他特徵。有些感測器涉及在鎖和/或磨損零件上使用接近設備（例如RFID標籤、磁體等)，有些感測器不涉及在鎖和/或磨損零件上使用標籤或其他接近設備)。雖然上面已經討論過使用接近感測器來檢測鎖上的接近設備，但是也可以使用其他種類的感測器來代替或補充接近感測器。雖然各種實施例中公開了不含移動零件的監控設備（如霍爾效應感測器），監控設備可包括具有與鎖或磨損零件接觸並在鎖或磨損零件分離時移動以識別鎖和/或磨損零件的存在和/或缺失的接觸開關的感測器。沒有這種移動零件的監控設備由於細粒累積、撞擊造成的損壞等而發生故障的風險較小。沒有這種移動零件的監控設備也可以被包裹起來，並由主體或填充材料更安全地保護起來。

監控設備25可以有選擇地包括多於一個感測器，以增加檢測鎖的存在和/或缺失的可靠性，從而檢測安裝在基座上的磨損零件的存在和/或缺失。僅作為一個例子，監控設備25可以包括第一感測器來如上所述感測鎖上的接近設備（如磁鐵、RFID標籤等）和第二感測器來檢測溫度變化。例如，在尖端已經分離後用齒繼續挖掘通常會導致基座中的溫度感測器檢測溫度的增加。監控設備25可以在任何感測器檢測到分離或只有在兩個（如果使用兩個以上則是全部）感測器檢測到分離或當一些（如果提供了兩個以上的感測器）感測器檢測到分離時發送信號。例如，當第一感測器檢測到磨損零件或鎖缺失和/或當第二感測器檢測到達到閾值水準溫度或溫度升高時，通信設備可以發送信號。同時，接收傳輸信號的可程式設計邏輯裝置可以評估從感測器接收到的資訊（例如溫度變化的量、自接收有關接近設備的信號起經過的時間量等等）並確定磨損零件是否已與基座分離。

在基座13中包括監控設備25也可以任選地檢測基座是否與土方作業裝置分離。例如，監控設備可以包括加速計，並傳輸關於基座運動的信號。然後，如果基座與裝置分離，它將不會有任何移動（例如，如果在地面中或在地面上），也不會有不同的移動（例如，如果作為負載的一部分收集）。在這兩種情況下，都可以發出警報，表明基座已經分離。當然，基座的分離也意味著磨損零件和將磨損零件固定到基座的鎖的分離。

參照圖8，圖示的監控系統27包括監控設備25、支撐件30、主體31和接近設備51（例如，固定到鎖）。監控設備25包括感測器35來檢測磨損元件的至少一個特徵（例如，接近設備51的存在和/或缺失），還包括通信設備36（例如，發射機和/或接收器）用於自和/或向遠端設備38（圖1）無線傳輸資訊（例如，表明磨損零件與機器分離的信號）以接收信號，還包括電池37。這些可以是一起工作的不同元件，它們也可以組合（例如，感測器35和通信設備36可以是同一元件）。監控設備25也可以有其他結構和/或其他元件。例如，監控設備25可以包括用於冗餘和/或感知其他特徵（例如，高衝擊事件、挖掘週期等）的多個感測器、用於保存資料的存儲介質（例如，零件ID、軟體、固件等）、GPS設備和/或處理資料或其他資訊的微處理器。

在一個例子中，監控設備25的電子元件或元件被定位在殼體29中（圖8）。殼體29被示出為頂部47開放的杯子，但它也可以有其他形式。殼體29可以説明支援監控設備元件，相對於鎖定位元感測器35和/或為監控設備25提供保護。所述殼體29可以適合於配合在孔49內，以便所述殼體29的外表面與孔49的內表面接合。在一個例子中，孔49朝一端收斂，殼體29大體與孔49的內表面平行收斂（如5°±0.5度收斂）。不過，殼體29可以通過其他方式固定在孔49中;例如，孔可以通過粘合劑、緊固件、摩擦、支撐件等來固定。監控設備25也可以不接觸孔壁而安裝在孔49中；例如，主體或填充材料31可包括在和/或圍繞殼體29。也可以省略殼體29。

在另一個例子中，監控系統27可包括位於孔49中用於定位監控設備25的支撐件30。支撐件30被示出（圖8）為具有格柵，但其他類型的支撐件也可以使用。支撐件30可以在使用殼體29和孔49的壁的互補漸縮的例子中提供公差，以確保監控設備的預期定位。所述支撐件30還可以將所述監控設備定位在孔49內，而不需要逐漸變細的壁。在所示示例中，所述支撐件30可包括多個橫樑45。多個橫樑45單個的高度可有助於感測器35在孔49內的更好定位。支撐件30可以咬入孔40的內壁以用作抓力和/或以其他方式進行固定，如用粘合劑、緊固件等。或者，殼體29、主體31或監控設備25的其他元件可以例如通過摩擦、粘合劑、緊固件等固定在孔49的壁上，而不需要單獨的支撐件。

在圖示的例子中，主體31是包裹感測器35和殼體29以及孔49的空的空間的材料，但是它可以用來覆蓋和/或填充比這些元件和/或空間少的東西。主體31可以保護感測器35免受水、細物、腐蝕性物質和/或在使用過程中可能發生的衝擊、應變等的影響。主體31可以是樹脂、聚合物、聚氨酯或其他合適材料的形式的填充材料，其堵住孔49。所述主體31可為介質材料以改善無線信號的傳輸。主體31可以由彈性體、熱塑性塑膠、熱固性塑膠和/或其他非導電材料組成。

主體31可以任選由兩種（或更多）不同的材料組成。在一個例子中，主體31可由不同的測量硬度計硬度標材料組成，例如，包括第一部分32和第二部分34。在圖示的實施例中，第一部分32位於離鎖更遠的位置。在圖7A和圖7B所示的示例中，第一部分32可與尖端的腔18的內壁接觸（即，與孔48相對）。與尖端腔的內壁接觸例如會在使用過程中引起施加到尖端15的衝擊被轉換到監控設備25。在這種結構中，第一部分32可以用比第二部分34更軟的材料製成以更好地吸收這些衝擊並為監控設備25提供更強的保護。雖然更軟的第一部分32在圖8中示出為在監控設備的與鎖21相對的一側上，但更軟的部分32可以具有其他配置。例如，主體的更軟的部分可以環繞主體的整個更硬部分。第二部分34可以是更堅固的材料，能夠更好地保持和支撐監控設備；例如，更堅固的第二部分34可以減輕殼體29壓縮到更軟的第一部分32和不希望與接近設備51和/或鎖21隔開的風險。當依賴多於一種主體材料時，可以使用除了更硬和更軟外的其他佈置。例如，第二部分34可以是電介質以改善信號自和/或向通信設備36的傳輸，而第一部分不是電介質材料（例如，出於不同的目的選擇的，例如改善保護）。當然，在為主體31選擇材料時，可以考慮多種目的。

在圖8所示的示例中，第一部分32的高度H可以為殼體29提供支撐，並將其放置在孔49中(帶或不帶支撐件30)。感測器35通過第一部分32、支撐件30、殼體29和/或其他方式定位到孔49中的特定位置，可以改善感測器35的操作，即，通過將感測器設置到距離鎖和/或固定到鎖21的接近設備51B所需的距離D。將監控設備25在孔49中定位於所需要的位置，還可以減輕監控設備25與鎖21之間的潛在干擾。支撐件30可以任選地作為屏障，這樣感測器35就不會穿透到較低的水準32。

如上所述，第二部分34可以由介電材料製成，並且可以是比第一部分32（例如85A）更硬或更堅固。在所示例子中，第一部分34填充第二部分32之上的區域，但也可以進行其他安排。第一部分可以填充支撐件30（如果包括）和裝到殼體29的開放頂部47之間的空間。

監控設備25可以用任何合適的方法固定在孔49中，包括例如螺栓、粘合劑、支架、錐度配合、摩擦等。監控設備的元件可以任選地封裝在殼體29中和/或孔49可以用填料或主體31填充，這將在下面進一步討論。或者，監控設備25可不包括殼體29或主體31，以及/或孔49可不被填充。將監控設備25的元件固定在殼體和/或主體中，並/或用合適的材料填充孔49（即當將磨損零件固定到基座時接收鎖的外側）可以在地面接合產品與要挖掘或以其他方式工作的材料接合時為設備25提供更大的保護，以防止水、細物、振動、衝擊等。使用合適的主體31材料可以任選地起到將監控設備固定在孔49中的作用。監控設備25可以被構造成在基座內可移除地固定在孔49中，但也可以永久固定。可移除地緊固監控設備25允許設備25臨時安裝在地面接合產品中，在設備損壞和/或電池耗盡時進行更換，並/或在適配器11壽命結束時進行移除。在從裝置移除時，將設備25和它的電池37移除可實現更容易的運輸和/或基座的常規回收。移除也可以允許在其他磨損零件中連續使用。

在安裝監控系統27的示例中，可在模具中形成與孔49形狀相同的封裝監控設備25的主體31，使監控設備33可以作為一個單元安裝到孔49中。雖然有時主體被稱為監控設備之外的元件，但在這種安排中，主體可以被認為是監控設備25的一部分。在安裝監控系統27的另一示例中，第一部分材料可以與外殼32的第一部分32相鄰注入模具。支撐件30可以插入到與外殼32的第一部分相鄰的模具中。帶有感測器35的殼體29可以安裝在支撐件30上。在本例中，殼體29不接合主體的第一部分。主體的第二部分34可以被注入模具以完全包圍和封裝第一部分32上面的區域。可以將模具放入熔爐中以凝固第一和第二部分32、34的材料。模鑄在一起的主體部分32、34、支撐件30和監控設備25作為一個單元安裝在孔49中。在這種安排下，主體31和支撐件30可以被認為是監控設備的一部分。當安裝監控系統27到孔裡時，如果第一部分32通過孔49的底部開口，那麼在地面接合部分放置在下面的地面接合部件的鼻上方時，下面的水準32將被推到孔49，並被正確定位。另一個例子是，主體31、支撐件30和/或監控設備25可以直接安裝到孔49中，而不是首先在模具中成形。這些都是作為例子；該監控設備可以各種方式和使用多種不同的材料安裝在基座中。

在圖7 A的所示例子中，監控系統27包括監控設備25，監控設備包括感測器以檢測鎖（在本例中是銷150的導前端）在孔49中的存在和/或缺失，不使用鎖上的接近設備。否則，此監控系統可以包括上面所示的與圖7B示例有關的變化。

參照圖9-10，替代的齒7'作為另一例子提供。所述替代齒7'包括焊接到唇5'上的適配器11'和安裝在適配器11'上的尖端15'。尖端15'包括接收鼻17'的向後開口的腔18'和穿透地面的前端19'。鎖21位於所述尖端15'的一側上形成的開口48'中和所述適配器11'中的至少一個孔49'中。孔49'與鎖開口48'對準以接收鎖21的導前端22以將尖端15'固定到適配器11'。雖然沒有顯示，但是監控設備25可以被定位在鎖21的導前端22附近，如圖7A和7B所示，以檢測鎖21的存在和/或缺失。

在圖9-10所示的示例中，監控系統25'位於與鎖接收孔49'分離的孔49''中。在圖示的示例中，孔49''位於基座的與接收鎖21的一側相對的一側中。然而，49''孔可以設置在其他表面和其他位置。可在孔48a中任選地接收插塞或插入物55'，以設置相鄰的監控設備25'。在本例中，插塞55'設置在鎖21的對面。如圖10所示，孔48''具有獨特的形狀，但它也可以具有其他形狀，如與孔48'的形狀相匹配的形狀使得鎖和插塞可以反轉以允許磨損零件反轉、簡單的圓柱形等等。插塞55'可任選地包括接近設備（例如RFID標籤、磁體51'等）。插塞55'可以由與主體31相同或不同的材料製成。例如，電介質材料可用於輔助信號傳輸。或者，監控設備25'可以在沒有插塞和/或接近設備的情況下檢測磨損零件的一部分的存在和/或缺失。在這種佈置中，主體31可以填充到孔49的內壁高度並完全堵塞孔，但它可以有其他的安排。此外，孔48a和/或49''可以任選地具有其他額外的用途；例如，可以提供孔48a和/或孔49''以替代地接收吊眼或其他附件。作為另一種選擇，可以提供多個監控設備來冗餘地檢測磨損零件的分離和/或磨損零件的其他特徵以增加系統的可靠性。

在圖11所示的示例中，監控設備25'包括感測器35'、收發器和電池。感測器35'可以是霍爾效應感測器，利用磁體51'工作。監控設備25'可以位於基座的孔49"中，該孔49"是或不是用於接收鎖，但參照孔49''公開。監控設備25'的殼體29'可包括一個或多個保持器69'以摩擦地將主體31'固定在孔49''內，但也可作其他安排。保持器69'可以形成為肋，其大體圍繞外邊緣的兩側延伸以接觸孔49''的表面。通過過盈配合，可以將主體31'固定在互補的孔凹槽內，使保持器69'的肋與凹槽的側面接觸，從而將主體31'固定在孔49''內。其他的保持器是可能的，肋只是保持器的一個例子，可以用來件主體固定在凹槽內。將主體固定在孔49''內的其他方法也是可能的。例如，保持器可以是一系列與凹槽中的槽相對應的螺旋脊。主體可以帶螺紋或以其他方式旋轉，使保持器與孔49''中相應的槽接合。或者，例如，可以使用一個或多個閂鎖將主體固定在適當的位置。此外，可在孔中形成保持器，而不是在主體上形成保持器或作為保持器的補充。可以使用在孔49''中固定監控設備25'的其他方法，如粘合劑、緊固件、摩擦等。監控設備的一端或兩端可具有從孔中取出監控設備的移除特徵（例如，環形或頭部）。當接收監控設備的孔為通孔時，可以從孔的底部向上按壓，將監控設備移除。

參考圖12-13，圖示的護罩元件包括能夠安裝在唇5上的護罩9。在這個例子中，護罩配合在唇5的凸台56上，但其他安排是可能的。護罩9包括開口48''以接收鎖21''，鎖21''將護罩9固定到唇5。該護罩和鎖的結構可類似於美國專利7,536,811或美國專利10,612,214中披露的結構，此美國專利均通過引用合併於此。替代地，護罩可以作為上部和/或下部翼罩（未顯示）安裝在鏟斗的側壁上。監控設備25''定位在在凸台56中形成的孔49''中，以便與護罩9的一部分相鄰（見圖13)。或者，孔49''和監控設備25''可以位於凸台56的側壁，例如垂直於唇。或者，當護罩安裝在凸台56上並且鎖21''插入孔48''中時，孔49''可以重新定向90°，以便監控設備檢測鎖21''的存在和/或缺失。在另一個例子中，監控設備25可位於推力塊中，該推力塊可例如鄰接翼罩的後部和/或側面。監控設備25''將檢測鎖的存在和/或缺失，如前面在其他示例中討論的那樣。或者，可以在唇中設置孔49''和監控設備25''，以置於鎖或護罩9的不同部分之下，以分別檢測鎖或護罩的存在和/或缺失。鎖21''可有也可沒有接近設備（如磁體、RFID標籤等)與監控設備25''一起工作。護罩中有或沒有插塞和/或接近設備，該監控設備還可以監控護罩9。

監控設備25（或任何其他示例）可以與遠端設備38通信，遠端設備38只是指遠離監控設備25的設備。遠端設備38例如可被固定到鏟斗3（圖2、11和12）、吊杆2（圖1）、斗臂20（圖1）、挖掘機1的駕駛室24（圖1）、服務車（圖14）、無人機、手持設備39（圖15）、站等中的一個或多個。遠端設備38可以是單個元件，也可以是一起工作或分開工作的元件的集合。例如，遠端設備38可包括一個或多個處理器198（電腦、微處理器等）、記憶體200、資料庫194、發射機、接收器、收發器60等（圖1）。遠端設備38可包括從監控設備25接收無線信號62的一個或多個接收器（例如天線）、傳送信號的發射機、或收發器60、處理從監控設備接收的資訊的處理器、用於存儲資訊的資料庫、人機界面等。遠端設備38可以與地面接合產品、其他地面接合產品、多個地面接合產品、土方作業裝置1上的另外感測器和/或與資料庫和/或電腦進行通信。例如，遠端設備38可以是無線設備或有線設備。這裡的術語遠端設備38包含所有這些變化。各種各樣的例子可以將遠端設備38的一個或多個元件定位在挖掘機1和/或其他車輛26和/或裝置和/或辦公空間的預定位置。各種示例可包括作為遠端設備元件的移動和手持設備39（圖15)。示例可以提供感測器和/或通信設備的電子檢查，以列出收集的資料。這些資料可與以前已知的資料和/或從其他地點收集的資料相結合。可以使用一個或多個可程式設計邏輯裝置將資料操作成各種機器可用和人類可用的格式，並/或進行各種評估。

監控設備25和/或遠端設備38可以例如包括收發器60，例如無線電頻率通信設備、電磁波接收器和/或發射機、機械波接收器和/或發射機和/或全球定位系統（GPS)。電磁波可具有可見光譜以外的波長（如紅外、微波或射頻[RF]），並且可在超聲光譜中。例如，該通信設備可以傳輸2.4千兆赫的藍牙信號，但也可以使用其他方式和其他頻率。

監控設備25將關於檢測到的特徵的無線信號62發送到遠端設備38（圖1）。信號62可以例如是連續的、間歇的、批次處理的、事件驅動的等。在說明的例子中，信號62由安裝在挖掘機1的吊杆2上的遠端設備38的收發器60（例如，天線）接收（圖1）。代替或除了吊杆上的天線，天線60可以提供在其他位置和/或安裝在不同的支撐件上（例如，在鏟斗3上，在駕駛室24附近等）。本例中駕駛室24上的天線60顯示為有線197連接到駕駛室24中的具有記憶體200的處理器198，但可有不同的連接或位置。例如，天線60或其他接收器可以安裝在駕駛室附近，在服務車上，在手持設備39上，等等。天線60可以耦合到無線發射機，這樣從監控設備25接收的資訊和發送到駕駛室中的遠端設備38的資訊可提供到和/或與來自手持設備39、雲資料庫194、其他資料來源等的資料結合，以提供有用的資訊和/或分析。多個天線60可用于增加拾取信號的可靠性，如果操作希望或需要。

在信號只能在特定時間接收的情況下，監控設備25和/或遠端設備38可以只在某些特定時間傳輸（例如，當鏟斗以特定方式定向時，當接收到觸發信號時等等）或者可以繼續連續傳輸。監控設備25可任選地只有當感測器檢測到鎖和/或磨損零件與基座分離時才傳輸。此外，可以使用多個遠端設備和/或天線來連續或在更長時期間地接收來自監控設備的資訊，即使信號只能在一定的間隔期間被吊杆2上的天線訪問。遠端設備38的元件可以從監控設備25接收信號62，並將信號62中繼到遠端設備的第二或第三元件（圖1）。根據需要，可以使用任意數量的遠端設備元件來中繼信號。挖掘機1，包括其單獨的鉸接式組件，和/或工地上的其他車輛的移動，可能會建立和重建感測器和通信設備之間的相互關係。這樣，儘管在工作場所有大量潛在的遮罩表面，仍然可以建立各種各樣的通信路徑。

在檢測分離的例子中，鎖21和/或堆焊磨損零件的丟失傾向於減少信號遮罩效應，其效果是增加從監控設備25接收信號的遠端設備38 的可能性，從而可增加系統的可靠性。監控設備25只能在磨損零件分離時操作，也可以連續操作。連續操作提供了額外的好處，確保監控設備仍在操作和/或感測其他特徵。當檢測到鎖和/或磨損零件缺失時，監控設備可以任選地增加其傳送的信號重幅度和/或重複速度，以增加遠端設備38接收指示磨損零件已從基座分離的信號的可能性。增加遠端設備接收信號的可能性可以提高監控系統的可靠性。由於丟失的磨損零件可能不包括跟蹤設備，分離時磨損零件的位置可能不知道。在這種情況下，在分離時刻接收識別信號的優點增加了定位丟失的磨損零件的可能性。監控設備25可任選地包括位於基座中的附加感測器（例如，一個或多個GPS、加速計、傾斜儀等），該感測器可確定最後一次挖掘週期的路徑或鏟斗負載，以確定可能找到丟失的磨損零件的區域。在圖3-5所示的齒7中，第一監控設備25可在將中間適配器13固定到基座適配器11的鎖21附近位於基座適配器11的孔49中，第二監控設備25在將尖端15固定到中間適配器13的鎖21附近位於中間適配器13的孔49中。在這樣的實現方式中，如果尖端15和中間適配器13一起丟失，中間適配器可包括感測器，用於發出中間適配器13的位置信號。其他標籤、感測器等也可以任選地包括在磨損零件中（例如，如美國專利10011,975所披露的）。

遠端設備38和/或監控設備25可以自己和/或與其他設備和/或軟體應用程式等（例如，來自例如雲資料庫中的資料庫194、其他處理器等等的資料200)共同存儲、處理和/或傳輸與磨損零件的特徵有關的資訊或資料200。監控設備25還可與檢測分離一起可選地（或代替檢測分離）包括一個或多個感測器以識別磨損元件的除磨損零件分離外的其他特徵，包括例如像土方作業裝置的齒7、護罩9或其他磨損元件的地面接合產品的零件ID、使用、應力、溫度、加速度、傾斜等等（圖1）。與零件ID相關的資訊可以包括地面接合產品類型、零件編號、客戶、品牌名稱、商標、製造商、材料清單等。零件ID可以用作搜索條件，以檢索關於特定地面接合產品的另外資訊。搜索條件可用於查詢一個或多個相關資料庫和/或更廣泛的資料結構。與使用相關的資訊可以包括諸如地面接合產品固定到的機器的種類、地面接合產品服務的時間、地面接合產品經歷了多少挖掘週期、挖掘週期的平均時間、地面接合產品在機器上的位置、撞擊事件等。這些被監控的特徵僅作為示例給出，並不打算加以限制。資訊可以共用，即，發送到和/或自各種其他機器接收，包括可程式設計邏輯、其他網路，並與各種軟體應用程式和常式一起使用。

監控設備25和/或遠端設備38可以使用可程式設計邏輯來處理例如由監控設備 25和/或遠端設備38產生的資訊，以便監控例如被監控的地面接合產品的諸如零件ID、存在、狀況、性能和/或使用的特徵和/或為操作人員提供警報。使用可程式設計邏輯，處理器（例如微處理器）可以是監控設備25和/或遠端設備38的一部分。例如，包含在遠端設備38中的可程式設計邏輯可以使用從監控設備25接收到的資訊來識別地面接合產品仍然固定在基座上。當地面接合產品意外與基座分離時，監控設備25可發出警報信號，指示地面接合產品的狀況發生變化。在另一個例子中，處理器可以結合來自監控設備25的使用資訊，使用有關礦山現場的地質資訊來確定，例如，地面接合產品的估計剩餘磨損壽命。例如，可程式設計邏輯可以使用挖掘週期的數量和/或地面接合產品服務的持續時間來確定估計的剩餘磨損壽命。可程式設計邏輯可以被程式設計來產生預警警報，即特定的地面接合產品接近需要更換。例如，警報可以是視覺警報、觸覺回饋和/或音訊警報。設備25和/或38可向操作人員或其他人員（如維修人員、礦山現場管理人員等）訪問的設備提供警報。此外，可程式設計邏輯可被程式設計為如果狀況表明例如地面接合產品意外與基座分離則產生警報。

在一種實施中，來自過程的結果和警報可被發送到至少一個人機介面（HMI）41。HMI可以例如是如圖12所示的手持設備39，其安裝在車輛（例如挖掘機或拖運卡車）的駕駛室中，或安裝在現場或非現場位置。監控設備檢測的特徵部、事件、資料或類似的東西可以通過可程式設計邏輯與其他收集或存儲的資料一起處理，以確定可能影響機器操作人員的各種因素。該系統可以通過包括外部因素，如正在被作業的土方材料的硬度或磨蝕性、被監控的地面接合產品的材料組成等來進行確定。此外，如前所述，該系統可與地面接合庫存和供應系統協調。系統還可以與其他類型的資訊（如定期維護）進行協調以確定更換或維護正在監控的地面接合產品的最有效時間。反過來，HMI 41可以根據檢測到的特徵部和/或處理過的資訊提供警報、資料、預期磨損壽命等，以便更有效地使用土方作業裝置。

HMI 41可以是硬連線的，也可以是無線設備，可以與挖掘裝置中當前的顯示系統（例如OEM顯示器）集成，可以與挖掘裝置內的新顯示系統集成，並且/或者可能位於遠端位置。HMI 41可以配置為提供地面接合產品的當前狀況的圖形顯示。例如，HMI 41可提供關於每個地面接合產品的視覺警報（例如，文本和/或圖形圖像），觸覺回饋（例如，振動）和/或音訊警報。例如，視覺警報可以是顯示每個地面接合產品和每個地面接合產品的狀況（即、缺失/存在、需要維護等）的圖形畫面。HMI 41可被設計用於顯示歷史圖表，以便操作人員能夠確定警報何時發生，從而操作人員能夠在地面接合產品意外分離時採取必要的行動。HMI 41可包括顯示器43。顯示器43可包括各種視覺指示器，包括但不限於：例如來自資料庫的類似地面接合產品的照片或即時圖像；在工地用照相機拍攝的照片，例如用吊杆2上的照相機190拍攝的（圖1）；剩餘的磨損壽命；鏟斗配置等等。

在一個例子中，攝像機可以被附接到例如鏟斗3、吊杆2、斗臂20、機器1、無人機、服務車26或其他支援設備上，以為操作人員提供視覺雙重檢查。在圖示的例子中，攝像機190固定到吊杆2以捕捉（至少部分時間）附接到鏟斗3的地面接合產品的視覺圖像。當機器顯示器（或其他顯示器）收到警報，例如，地面接合產品已經分離，可以檢查駕駛室內顯示視覺圖像的顯示器以確保所注意到的地面接合產品確實從鏟斗丟失。檢查可以使用電腦視覺，它已經被程式設計以在特定位置尋找地面接合產品。這種備份系統可以減少使操作人員停止機器操作的假警報。

在另一個例子中，諸如現有技術系統中使用的或美國專利申請2016/0237640（通過引用整體結合於此）中披露的涉及攝像機的系統可以與本申請中描述的監控系統結合使用。從基於攝像機的系統接收到的資訊可以用作備份雙重檢查以減少假警報的數量。替代地，這裡所公開的監控設備25可以作為基於攝像機的監控系統的備份雙重檢查。此外，基於攝像機的監控系統和非基於攝像機的監控系統（如本文所述）所收集的資料可以被共同處理以確定例如地面接合產品的零件ID、存在、使用、狀況和/或性能。由兩個系統接收的全部資料可導致更可靠的結論和評估。所述地面接合產品的性能可能與挖掘週期的數量和/或所述挖掘週期的長度有關。挖掘週期可以從與地面發生碰撞的時間到下一次與地面發生碰撞的時間進行測量。挖掘週期也可以作為操作週期來度量，這是填充裝載容器所需的時間量。

監控設備25還可以無線地或通過電纜與其他電腦系統、需要維護的特定地面接合產品進行通信，原因可能是地面接合產品被分離，也可能是有跡象表明地面接合產品可能需要維護。監控設備可以存儲過程的所有結果。

上面的公開描述了用於識別土方作業裝置上使用的地面接合產品的例如零件ID、使用和/或存在的特徵的具體示例地面接合產品和系統。一個例子中的特徵部可以與另一個例子的特徵部一起使用。所給出的示例和所公開的特徵部組合並不打算限制它們必須一起使用。

1:採礦挖掘機/挖掘機/機器 2:吊杆 3:鏟斗 4:外殼 5:挖掘邊緣/唇 5':唇 6:頂壁 7:齒 7':齒 9:護罩 10:底壁 11:基座適配器/適配器 11':適配器 12:後壁 13:適配器/基座:/中間適配器 14:側壁 15:尖端/末端 15':尖端 16:腔 17:鼻 17':鼻 18:腔 18':腔 19:咬合部分 19':前端 20:斗臂 21:鎖 21":鎖 21B:鎖 22:導前端 23:鼻 24:駕駛室 25:監控設備/設備/第一監控設備/第二監控設備 25':監控設備/監控系統 25":監控設備 26:車輛 27:監控系統 27B:監控系統 29:殼體 29':殼體 30:支撐件 31:主體 31':主體 32:第一部分 34:第二部分 35:感測器 35':感測器 35B:感測器 36:通信設備 37:電池 38:遠端設備/設備 39:手持設備 41:人機介面 40:外表面/孔 42:頂表面 43:顯示器 44:底表面 45:橫樑 46:側表面 47:頂部 48:鎖開口/開口/孔 48':鎖開口/開口/孔 48":孔/開口 48a:孔 49:孔/基座孔 49':孔 49":孔 49B:孔 50:凹槽 51:接近設備 51':磁體 51B:接近設備/磁體 55:插塞/插入物 55':插塞 56:凸台 60:收發器/天線 62:無線信號/信號 69':保持器 122:軸環 123:夾子 124:突耳 125:突耳 122:軸環 124:突耳 126:閂鎖 150:銷/旋轉銷/鎖定銷 150B:銷 152:頭部 158:外表面 190:照相機/攝像機 194:資料庫/雲資料庫 197:有線 198:處理器 200:記憶體/資料 D:距離 H:高度

圖1是採礦挖掘機的側視圖。 圖2是鋤式鏟斗的立體圖。 圖3是具有齒和護罩的鏟斗的唇的立體圖。 圖4是圖3所示的其中一個齒元件的立體圖。 圖5是圖4中的齒元件的分解立體圖，其中具有固定到唇的適配器。 圖6是齒組件的鎖的立體圖。 圖7A是沿著圖4中的線7-7截取的橫截面圖，示出了根據本發明的監控系統的第一示例。 圖7B是沿著圖4中的線7-7截取的橫截面圖，示出了根據本發明的監控系統的第二示例。 圖8是監控設備的立體圖。 圖9是替代齒組件的立體圖。 圖10是沿著圖9中的線10-10截取的橫截面圖，示出了根據本發明的監控系統的第三示例。 圖11是第二監控設備的立體圖。 圖12是圖3的護罩系統的部分分解立體圖。 圖13是沿著圖12中的線13-13截取的部分橫截面圖，示出了根據本發明的監控系統的第四示例。 圖14是服務車和鏟斗的側視圖。 圖15是鏟斗和手持遠端設備的立體圖。

2:吊杆

3:鏟斗

7:齒

20:斗臂

24:駕駛室

38:遠端設備

60:收發器

62:無線信號

190:照相機

194:資料庫

197:有線

198:處理器

200:記憶體

Claims (26)

1. 一種用於土方作業裝置的磨損元件，所述磨損元件包括： 基座，其能夠固定到所述土方作業裝置並包括具有外表面的安裝部分； 磨損零件，其包括接收所述基座的所述安裝部分的腔； 鎖，其將所述磨損零件固定到所述基座； 位於基座中的孔，其在所述基座的所述外表面中開口以在所述基座、磨損零件和鎖組裝在一起時與所述磨損零件或所述鎖相對；以及 監控設備，其位於所述孔中並接近所述磨損零件或所述鎖從所述外表面面朝外，所述監控設備不具有可動部件以檢測所述磨損零件或鎖的存在和/或缺失，並在所述磨損零件或鎖被檢測為缺失時傳輸無線信號。
2. 如請求項1所述的磨損元件，其中，所述鎖延伸經過所述磨損零件並進入所述基座中的所述孔以將所述磨損零件固定到所述基座，所述監控設備檢測所述鎖的存在和/或缺失以確定所述磨損零件是否與所述基座分離。
3. 一種用於土方作業裝置的磨損元件，所述磨損元件包括： 基座，其能夠固定到所述土方作業裝置並包括具有孔的安裝部分； 磨損零件，其包括腔以接收所述基座的所述安裝部分以及至少部分與所述基座中的所述孔對準的開口； 鎖，其接收在所述磨損零件的所述開口以及所述基座中的所述孔中以將所述磨損零件固定到所述基座；以及 位於所述基座中的所述孔中的監控設備，當所述鎖接收在所述孔中時，所述監控設備與所述鎖相鄰，以檢測所述鎖的存在和/或缺失，並無線地傳輸指示何時所述鎖從所述基座缺失的信號。
4. 如請求項1-3中任一項所述的磨損組件，其中，所述磨損零件或鎖包括接近設備，其通過所述監控設備檢測以確定所述磨損零件和/或鎖是否存在和/或缺失。
5. 一種用於土方作業裝置的磨損元件，所述磨損元件包括： 基座，其能夠固定到土方作業裝置並包括安裝部分和在安裝部分中開口的孔； 磨損零件，其包括接收基座的安裝部分的腔； 鎖，其將磨損零件固定到基座；以及 位於磨損零件或鎖上的接近設備；以及 監控設備，其位於基座中的孔中以檢測接近設備的存在和/或缺失並在接近設備缺失時發送無線信號。
6. 如請求項4或5所述的磨損元件，其中，接近設備是磁體或RFID標籤。
7. 如請求項1-6中任一項所述的磨損組件，其中，鎖包括能夠移動以接收在基座中的孔中和離開基座中的孔的導前端，在導前端接收在孔中時，監控設備與鎖的導前端相鄰定位在孔內。
8. 如請求項1-7中任一項所述的磨損元件，其中，至少一種填充材料至少部分地填充基座中的孔。
9. 如請求項8所述的磨損元件，其中，所述至少一種填充材料是介電材料。
10. 如前述任一項請求項所述的磨損元件，其中，基座是適配器。
11. 如請求項1-10中任一項所述的磨損元件，其中，磨損零件是尖端、適配器或護罩。
12. 一種用於土方作業裝置的磨損元件，磨損元件包括： 基座，基座能夠固定到土方作業裝置並包括孔； 磨損零件，其包括接收至少基座的一部分的腔； 鎖，其將磨損零件固定到基座；以及 監控設備，其位於基座中的孔中以檢測磨損零件和/或基座的特徵，該特徵包括磨損零件和/或基座的狀況、使用、性能和/或零件身份中的至少一者。
13. 一種用於土方作業裝置的磨損元件，磨損元件包括： 基座，基座能夠固定到土方作業裝置並包括孔； 磨損零件，其包括接收至少基座的一部分的腔； 鎖，其將磨損零件固定到基座；以及 監控設備，其位於孔中以檢測溫度變化並在溫度變化達到閾值水準時傳輸信號。
14. 如請求項12或13所述的磨損元件，其中，鎖在將磨損零件固定到基座時接收在孔中，監控設備還檢測鎖在孔中的存在和/或缺失並在鎖從孔缺失時傳輸信號。
15. 如請求項12-14中任一項所述的磨損元件，其中，磨損零件或鎖包括接近設備，並且監控設備檢測接近設備的存在和/或缺失。
16. 一種用於監控固定到土方作業裝置的地面接合產品的監控系統，該系統包括： 基座，基座能夠附接到土方作業裝置並具有安裝部分和在安裝部分中開口的孔； 磨損零件，磨損零件具有在使用過程中受磨損的外表面和用於接收基座的安裝部分的安裝腔； 鎖，其將磨損零件固定到基座； 位於基座的孔中的監控設備，監控設備包括第一感測器、第二感測器、用於無線地傳輸來自第一感測器和第二感測器的資訊的通信設備以及電池；以及 可程式設計邏輯裝置，其使用來自第一感測器的資訊以識別磨損零件與基座的分離並使用來自第二感測器的資訊以識別基座與土方作業裝置的分離。
17. 如請求項16的任一項所述的監控系統，其中，可程式設計邏輯裝置使用來自第二感測器的資訊來確定磨損零件和基座的使用。
18. 如請求項16或17任一項所述的監控系統，其中，第一感測器、第二感測器和/或第三感測器中的至少一者檢測磨損零件和/或基座的特徵，通信設備傳輸與該特徵有關的資訊，可程式設計邏輯裝置確定磨損零件和/或基座的零件ID、狀況、使用和/或性能中的至少一者。
19. 一種用於監控固定到土方作業裝置的地面接合產品的監控系統，該監控系統包括： 基座，基座能夠附接到土方作業裝置並包括孔； 磨損零件，磨損零件包括用於接收至少基座的一部分的腔； 鎖，鎖將磨損零件固定到基座； 監控設備，監控設備位於基座的孔中以檢測鎖和/或磨損零件與基座的分離，以及通信設備，在磨損零件和/或鎖被檢測為存在時，通信設備無線地傳輸第一信號，在磨損零件和/或鎖被檢測為缺失時，通信設備無線地傳輸第二信號，其中與第一信號相比，第二信號具有更大的幅度和/或更大的重複速度；以及 遠端設備，其接收來自監控設備的第一信號和第二信號。
20. 如請求項19所述的監控系統，其中，第二信號具有比第一信號更大的幅度。
21. 如請求項19或20所述的監控系統，其中，第二信號具有比第一信號大的重複速度。
22. 如請求項16-21中任一項所述的監控系統，其中，所述磨損零件或所述鎖包括接近設備，所述監控設備檢測所述接近設備的存在和/或缺失。
23. 如請求項22所述的監控系統，其中，所述接近設備是磁體或者RFID標籤，所述感測器是霍爾效應感測器或RFID接收器。
24. 如請求項1-23中任一項所述的磨損組件，其中，所述監控設備包括加速度計並傳輸與所述加速度計檢測的運動有關的信號。
25. 一種用於土方作業裝置的地面接合產品的元件，該元件包括能夠固定到土方作業裝置的安裝部分、具有孔的外表面以及監控設備，監控設備包括溫度感測器和無線地傳輸來自溫度感測器的資訊的通信設備。
26. 如請求項25的地面接合產品的元件，該元件是適配器、尖端或護罩。

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