用于监控挖掘机的制动系统的系统和方法技术方案

本发明专利技术涉及一种挖掘机。该挖掘机包括：可操作成停止挖掘机的部件运动的制动器；可操作成感测制动器的特征以产生制动数据的第一传感器；可操作成感测挖掘机的部件运动以产生运动数据的第二传感器；以及控制器。控制器可操作成接收制动数据和运动数据，根据制动器设定模型和制动器松开模型分析制动数据和运动数据，并通过所分析的制动数据或所分析的运动数据响应于问题输出警报。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】 相关申请 本申请要求于2013年3月14日提交的美国临时申请61/784, 067的优先权，其全 部内容被包含在此。
技术介绍
本专利技术涉及一种监控诸如铲的挖掘机的制动器。
技术实现思路
制动器在铲操作和电铲的运动（即，伸缩、升降、回转和推进）中扮演着重要角色。 具体地说，制动器的过早或延迟松开可显著地制约铲操作。而且，每次应用制动器时检查制 动器状态对维护人员来说不是切实可行的。 因此，本专利技术的实施例提供了制动器监控算法，该制动器监控算法在制动器将要 可能失效或失灵前及时指示制动器状态。该预先通知减少了发现并维修恶化制动器状态的 故障所用的时间和不可预知的停机时间。系统捕获关于制动器的数据，诸如制动压力、制动 器设定时间、制动器松开时间、制动指示器状态及相关分解器计数。系统提供了基于该捕获 的数据在各种运动期间持续监控制动器状态的自动报警/通知系统。 具体地说，系统应用一个以上的分析模型来分析捕获到的数据。模型从铲中包含 的一个或多个制动系统（例如，伸缩制动器、回转制动器、升降制动器和推进制动器）收集 数据。在某些实施例中，模型包括三个子模型：(a)制动器设定、(b)制动器松开和（C)制动 压力。制动器设定模型记录制动器电磁线圈（制动器电磁线圈指示是否有来自操作员或控 制系统的命令应用到制动器）截止时的时间和由应用到的制动器控制的部件运动没有变 化时的时间。 具体地说，应用该逻辑到伸缩制动系统，制动器设定模型记录发布命令以设定伸 缩制动器时的时间并同时监控伸缩分解器计数和记录分解器计数没有变化时的时间。模型 储存这两个时间之间的时间差作为设定伸缩制动所用的时间。然后该时间差可对照设定该 单个机器的制动器的平均时间和/或对照原始设备制造商（OEM）的说明书评价，以确 定是否制动器失效、失灵或可能快失效或失灵。在某些实施例中，制动器设定后行进的距离 用于指示制动器健康。该距离可使用分解器计数测量。如果探测到失灵，则可能产生警报。 在某些实施例中，警报包括一旦模型识别到任何差异或逻辑违反就通过监控系统产生的电 子邮件。警报通知与探测到的差异的铲相关联的诸如操作员、所有者、维修人员、分析员等 的用户。警报还可通知诸如制动器设定时间的监控数据的用户。 类似于制动器设定模型，制动器松开模型记录制动电磁线圈导通的时间和制动器 松开指示器导通的时间之间的时间差。如上述制动器设定模型，在发送警报之前，该松开制 动器的持续时间对照该机器的平均持续时间和/或OEM说明书评价。 制动压力模型设计成收集数据并创建关于平均多大压力用于施加到制动器以及 松开制动器时系统用了多少时间达到某一压力的图形。具体地说，该模型记录在制动电磁 线圈截止和导通时的制动压力以及制动器设定/松开指示器截止和导通时的压力。在某些 实施例中，制动压力模型还可监控主空气压力系统的状态。例如，制动压力和主空气压力可 用于诊断制动器状态。 以下描述的制动器监控系统指示总体制动器健康和制动器状态。跟踪制动器健康 和状态可用于在失效前识别制动器问题。因此，跟踪到的信息可用于在问题变得紧急或灾 难性前提醒操作员制动器问题，这减少了维护时间、停机时间及不安全的机器操作。 在一个实施例中，本专利技术提供了一种挖掘机，该挖掘机包括可操作成停止挖掘机 的部件运动的制动器；可操作成感测制动器的特征以产生制动数据的第一传感器；可操作 成感测挖掘机的部件运动以产生运动数据的第二传感器；以及控制器。控制器可操作成 接收制动数据和运动数据，根据制动器设定模型和制动器松开模型分析制动数据和运动数 据，并通过所分析的制动数据或所分析的运动数据响应于问题输出警报。 在另一实施例中本专利技术提供了一种监控挖掘机的制动器的健康的方法，挖掘机包 括可移动部件。方法包括感测制动器的特征以产生制动数据；感测可移动部件的运动以产 生运动数据；根据制动器设定模型和制动器松开模型分析制动数据和运动数据；以及通过 所分析的制动数据或所分析的运动数据响应于问题输出警报。 本专利技术的其它方面通过考虑详细描述和附图将会变得显而易见。 【附图说明】 图1示出了根据本专利技术的实施例的挖掘铲。 图2示出了图1所示的挖掘铲的控制系统。 图3示出了通过图2所示的控制系统执行的制动器监控过程或方法。 【具体实施方式】 在详细解释本专利技术的任何实施例之前，应理解本专利技术的应用不限于以下说明书中 阐述或附图中示出的结构细节和部件布置。本专利技术可具有其它实施例并可以各种方式实践 或实施。而且，应理解本文所采用的措辞和术语是为说明的目的而不应认为是限制。本文 中包含、包括或具有及其变体的使用意思是包含此后所列项目及其等同物和附加 项目。除非指定或限制，否则术语安装、连接、支撑和联接及其变体被广泛使用 并包含直接和间接的安装、连接、支撑和联接。 另外，应该理解，本专利技术的实施例可包括硬件、软件以及电子部件或模块，为了讨 论，该硬件、软件以及电子部件或模块可说明和描述为假设主要部件仅仅以硬件的方式实 施。然而，本领域的普通技术人员基于阅读该详细说明可认识到，在至少一个实施例中，本 专利技术的电子基础方面可用软件（例如，存储在非暂时性计算机可读介质上并由至少一个处 理器执行的）实现。这样，应该注意，多种硬件和基于设备的软件以及多种不同结构部件可 用于实施本专利技术。而且，以及如随后段落中描述的，附图中所示的具体机械构造旨在例示本 专利技术的实施例以及其它可能的替代机械构造。 图1示出了诸如电挖掘伊的挖掘伊100。图1所示的实施例示出了作为绳伊的挖 掘机，然而，在其它实施例中，挖掘铲100是不同类型的挖掘机，诸如，例如混合挖掘铲、拉 铲挖掘机等等。挖掘铲100包括用于推动绳铲100前进和倒退并用于使绳铲100转向的履 带（即，通过相对于彼此改变左右侧履带的速度和/或方向）。履带105支撑包括驾驶室 115的基座110。例如，基座110可绕回转轴125回转或旋转以从挖掘位置移动到倾卸位置。 对于回转运动不一定需要移动履带105。绳铲还包括支撑可枢转的铲斗柄135 (柄135)和 铲斗140的铲斗轴130。铲斗140包括用于将容纳物从在铲斗140内倾卸到诸如漏斗或自 动倾卸卡车的倾卸位置的门145。 绳铲100还包括联接在基座110和铲斗轴130之间用于支撑铲斗轴130的绷紧悬 挂钢缆150 ;附连到基座110内的绞车（未示出）用于卷绕钢缆155以升高和降低铲斗140 的升降钢缆155 ;以及附连到另一绞车（未示出）用于打开铲斗140的门145的铲斗门钢缆 160。在某些实例中，绳伊100是由Joy Global公司生产的Joy Global Surface Mining 4100系列铲，但电挖掘铲100可以是另一类型或型号的挖掘设备。 当挖掘铲100的履带105静止时，铲斗140可操作成基于三个控制运动，升降、伸 缩和回转，移动。升降控制通过卷绕和退绕升降钢缆155升高和降低铲斗140。伸缩控制伸 展和收回柄135和铲斗140的位置。在一个实施例中，柄135和铲斗140通过使用齿条和 小齿轮系统伸缩。在另一实施例中，柄135和铲斗140使用液压驱动系统伸缩。回转控制 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种挖掘机，所述挖掘机包括：制动器，所述制动器可操作成停止所述挖掘机的部件的运动；第一传感器，所述第一传感器可操作成感测所述制动器的特征以产生制动数据；第二传感器，所述第二传感器可操作成感测所述挖掘机的所述部件的运动以产生运动数据；以及控制器，所述控制器可操作成接收所述制动数据和所述运动数据，根据制动器设定模型和制动器松开模型分析所述制动数据和所述运动数据，并且通过所分析的制动数据或所分析的运动数据响应于问题输出警报。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.03.14 US 61/784,0671. 一种挖掘机，所述挖掘机包括： 制动器，所述制动器可操作成停止所述挖掘机的部件的运动； 第一传感器，所述第一传感器可操作成感测所述制动器的特征以产生制动数据； 第二传感器，所述第二传感器可操作成感测所述挖掘机的所述部件的运动以产生运动 数据；以及 控制器，所述控制器可操作成 接收所述制动数据和所述运动数据， 根据制动器设定模型和制动器松开模型分析所述制动数据和所述运动数据，并且 通过所分析的制动数据或所分析的运动数据响应于问题输出警报。2. 如权利要求1所述的挖掘机，其中，所述控制器还根据制动压力模型分析所述制动 数据。3. 如权利要求1所述的挖掘机，其中，所述制动压力模型基于将感测到的制动压力与 平均制动压力进行比较。4. 如权利要求1所述的挖掘机，其中，所述制动器设定模型基于将所述制动器被启动 和所述部件停止移动之间的时间段与平均制动器设定模型时间段进行比较。5. 如权利要求1所述的挖掘机，其中，所述制动器松开模型基于将所述制动器被关闭 和制动器松开指示器启动之间的时间段与平均制动器松开模型时间段进行比较。6. 如权利要求1所述的挖掘机，其中，所述制动器松开指示器指示制动器电磁线圈已 经被启动。7. 如权利要求1所述的挖掘机，其中，所述警报被输出到网络。8. 如权利要求1所述的挖掘机，其中，所述警报被输出给用户。9. 如权利要求1所述的挖掘机，其中，所述警报完全关闭...

【专利技术属性】
技术研发人员：迈克尔·J·里科拉，沙希基兰·古杜尔，阿努巴·布尚，
申请(专利权)人：哈尼施费格尔技术公司，
类型：发明
国别省市：美国;US