磨损传感器和磨损元件、以及相应的组件和用途制造技术

本发明专利技术涉及磨损传感器和磨损元件，并涉及相应的组件和用途。所述传感器设计成用于铲土机械的铲斗上的磨损元件。所述传感器包括电传感器电路和至少一个长臂(23)，所述长臂在限定纵轴的检测方向上延伸。所述臂(23)具有基部(25)和端部。所述端部连同所述磨损元件的磨损材料一起磨损。所述臂(23)包括形成所述电传感器电路的一部分并沿着臂(23)以相对于纵轴测量的不同的单独长度延伸的多个电连接(27)。本发明专利技术还涉及铲土机械的铲斗的磨损元件、组件及其用于确定所述磨损的用途。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】磨损传感器和磨损元件、以及相应的组件和用途
本专利技术涉及用于铲土机械(earth-movingmachine)铲斗(bucket)中的磨损元件的磨损传感器。它也适用于提供了从淹没区挖掘(excavate)、运输和沉积物料的切割头(cuttinghead)疏浚船舶(dredgingvessel)。本专利技术还涉及具有根据本专利技术的传感器的铲土机械的铲斗的磨损元件以及由所提及的磨损元件和所述相应的支撑件(support)或适配器(adapter)形成的组件(assembly)，其中所述磨损元件具有适合于组装于所述支撑件上的后端(rearend)，并且所述支撑件具有适于组装于所述磨损元件上的前端(frontend)，其中所述磨损元件的后端具有内表面，在所述组装位置中所述内表面朝向所述支撑件前端的内表面。本专利技术还涉及根据本专利技术的所述磨损传感器的用途。
技术介绍
挖掘工作(excavationwork)，拆迁工作(demolitionwork)，建筑工作(constructionwork)，采矿工作(miningwork)，疏浚工作(dredgingwork)和类似活动都使用铲土机械。铲斗(bucket)或挖斗(shovel)通常具有多个磨损元件(wearelement)，以防磨损和碰撞和/或改善土壤穿透性(soilpenetration)，如例如齿(teeth)，支撑件或适配器和/或保护器(protector)(前部和侧部)。然而，所述磨损元件实际上被磨损掉了，因此有必要定期更换磨损元件。大型铲土机械，特别是在采石场(quarry)和矿山(mine)中运行的那些，对于所述场地的生产至关重要。为此，这些机器的停机时间(downtime)可能会极大地影响其生产力。缺少，损坏或磨损的磨损元件将需要停止所述机器以组装另一磨损元件，导致生产时间浪费。在这个意义上，能够预测磨损元件的剩余使用寿命，以试图使所述磨损元件的更换与由于其他原因导致的机器的停车一致，以及在磨损超过其设计限制(这可能导致磨损元件脱落，故障和/或磨损元件必须保护的其他元件损坏)之前更换所述磨损元件，都是令人感兴趣的。所述磨损元件的工作条件，对于高机械要求，振动，吹风(blow)和高温(在一些区域超过100℃甚至超过200℃)是特别苛刻的。例如，通过RFID(射频识别)标记(tag)包含存在检测器是已知的，然而，这是仅适用于检测磨损元件的存在而不是其磨损水平的系统。而且，如果他们要在高温下工作时，则通常会出现问题。其他系统使用人工视觉技术。通过在所述磨损元件中包括标记或开口容许检测磨损水平的系统也是已知的。然而，这些系统要求所述操作员进行物理检视所述磨损元件。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服这些缺点。该目的通过开头部分所示的所述类型的磨损传感器而实现，其特征在于所述磨损传感器包括感测电路和沿限定纵轴的检测方向延伸的至少一个细长臂(elongatedarm)，其中所述细长臂具有基部和端部，其中所述端部适于与所述磨损元件的磨损材料一起磨损，并且其中所述细长臂包括形成所述感测电路的一部分并相对于彼此延伸不同长度(沿所述臂根据纵轴线测量的)的多个电连接(electricalconnection)。事实上，所述磨损元件具有已经设计和设想用于磨损的磨损材料的一部分。换句话说，它是随着时间逐渐磨损掉的部件的一部分，因此将从所述部件中被物理地消除。根据本专利技术的所述传感器具有感测电路，其(臂)的一部分朝着设想通过磨损消除的所述部件的区域延伸。所述传感器的臂将其末端容纳于将被消除的所述部件的这个区域中，并且因此在随后使用所述磨损元件期间，所述传感器臂的末端也将被消除。因此，排布于所述臂中的所述电连接将被物理地消除，这将导致所述相应的电路保持开放。由于在所述纵轴的方向上存在多个相对于彼此延伸不同长度的电连接(即，或多或少地朝向所述臂的端部延伸)，则这些电连接将随着所述磨损元件的所述磨损逐渐进行，而顺序地中断，因此，所述传感器的所述臂的端部逐渐被切除。因此，检测电路将能够检测哪个或那些电连接被中断，并因此将能够知道直至所述臂的磨损点以及因此所述磨损元件磨损已经进展什么程度。所述感测电路优选排布于印刷电路板(PCB)上。所述感测电路有利地由无源元件(passiveelement)(电阻，线圈和/或电容器)形成，因为这些元件是最能承受高温的那些。另外，它将以由布置于所述印刷电路板上的导电材料制成的轨道(track)的形式包括它们之间的一系列电连接。这些电连接中的一些电连接是能够被拉长的那些从而使其沿着所述臂相对于彼此延伸不同长度，使得当所述臂逐渐磨损掉时，这些电连接以交错的方式(instaggeredmanner)逐渐中断。因此，检测电路将能够检测这些电导通每一个的故障，并基于所述检测电路而检测所述磨损元件的磨损进程。为此，所述检测电路向所述感测电路发送预先建立的电信号，并测量和分析由所述感测电路接收到的所述响应信号。所述臂优选嵌入(embed)聚合材料的块(amassofpolymericmaterial)中。事实上，由于所述磨损元件的环境特性，所述磨损传感器将经受非常苛刻的工作条件。具体而言，所述臂会暴露于外面。对于与所述磨损元件的其余部分一起磨损掉并且不会由于这种侵蚀性的工作环境而遭受其他的损坏的所述臂，有利的是对于后者要嵌入到保护它并另外允许将所述传感器固定于所述磨损元件上的聚合材料的块中。聚合材料的块优选为双组分硅酮弹性体，结合低导热性和高弹性，为所述组件提供了良好的柔韧性，更好地吸收了其所承受的机械要求。适用于实施本专利技术的双组分硅酮弹性体的商业实例是由Dow销售的具有商标名170的产品。原则上，所述臂可以具有任何形状，条件是它至少在一个方向上(它是作为磨损进展指示器受控方向)延伸。它是认为限定所提及的纵轴的方向。在实践中，并且考虑到现有的空间限制，在测定所述磨损并不令人感兴趣的所述方向上所述臂将尽可能小，因此其将具有基本上细长的构造(在所述纵轴的方向上)并垂直于纵轴变窄。在任何情况下，要测定的所述磨损区域对于每种应用(涉及的所述磨损元件的类型，其具体设计，必须处理的土壤的类型等)将是不同的。有利的是，所述细长臂具有3～7个沿所述臂相对于彼此延伸不同长度的所述电连接(根据所述纵轴测定的)。事实上，在严格意义上，所述细长臂中具有单个电连接的传感器可能是足够的。例如，所述电连接能够以对应于所述磨损元件所设想的最大磨损的方式排布。因此能够检测所述部件必须更换的时刻。然而，由于存在完整的传感器，即所有其余的组件都是完全可操作的，则在所述臂中存在不只一个电连接是有用的，因为以这种方式不仅是改变所述磨损的磨损元件的所述时刻能够被检测，而且所述磨损进程也能够检测，这就例如允许预测何时所述部件必须被更换。从这个意义上而言，存在至少两个电连接，优选3～7个电连接，已经显示出是最好的组合，因为它以低成本实现了足够的分辨率。然而，考虑具有更多连接的替代解决方案也是完全可能的。所述传感器能够设想两种不同的策略。在一种情况下，所述传感器能够是单块传感器(monoblocksensor)，从而使单个印刷的电路板已经集成了执行传感器功能所需的所有元件。在这种情况下，所述印刷电路板将已经包括适于检本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于铲土机械的铲斗中磨损元件的磨损传感器，其特征在于它包括感测电路和在限定纵轴的检测方向上延伸的至少一个细长臂(23)，所述细长臂(23)具有基部(25)和端部，其中所述端部适合连同所述磨损元件的磨损材料一起磨损，其中所述细长臂(23)包括形成所述感测电路的部件并相对于彼此延伸不同长度的多个电连接(27)，所述长度是沿所述臂(23)根据所述纵轴测定。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于铲土机械的铲斗中磨损元件的磨损传感器，其特征在于它包括感测电路和在限定纵轴的检测方向上延伸的至少一个细长臂(23)，所述细长臂(23)具有基部(25)和端部，其中所述端部适合连同所述磨损元件的磨损材料一起磨损，其中所述细长臂(23)包括形成所述感测电路的部件并相对于彼此延伸不同长度的多个电连接(27)，所述长度是沿所述臂(23)根据所述纵轴测定。2.根据权利要求1所述的传感器，其特征在于所述臂(23)嵌入聚合材料的块中。3.根据权利要求2所述的传感器，其特征在于所述聚合材料的块是双组分硅酮弹性体。4.根据权利要求1～3中任一项所述的传感器，其特征在于它容纳于由聚合材料制成的胶囊(15，37)中。5.根据权利要求4所述的传感器，其特征在于所述胶囊(15，37)的所述聚合材料是半结晶脂肪族聚酰胺，优选PA66。6.根据权利要求4所述的传感器，其特征在于所述胶囊的所述聚合材料是PEEK。7.根据权利要求1～6中任一项所述的传感器，其特征在于所述细长臂(23)具有3～7个沿所述臂(23)相对于彼此延伸不同长度的所述电连接(27)，所述长度是根据所述纵轴测定。8.根据权利要求1～7中任一项所述的传感器，其特征在于它包括适合检测每个所述电连接(27)的故障的检测电路。9.根据权利要求1～8中任一项所述的传感器，其特征在于它包括具有射频发射器的数据传输电路。10.根据权利要求9所述的传感器，其特征在于所述射频发射器以50MHz～990MHz，优选150MHz～950MHz，且非常优选433MHz的频率发射。11.根据权利要求9或10中一项所述的传感器，其特征在于它具有排布于所述传感器后端上的天线(28)。12.根据权利要求11所述的传感器，其特征在于所述天线(28)具有之字形形状。13.根据权利要求1～12中任一项所述的传感器，其特征在于所述电连接(27)是彼此平行连接的多个电阻电路的部件，其中所述检测电路适合检测所述多个电阻电路的端子中的电压降低。14.根据权利要求1～12中任一项所述的传感器，其特征在于它由两个部分形成，所述部分是两个物理独立的部件，其中第一部分(31)包括所述细长臂(23)和无线互连装置，以及第二部分(33)包括所述检测电路、所述数据传输电路和适合与所述无线互连装置建立无线连接的第二无线互连装置。15.根据权利要求14所述的传感器，其特征在于所述电连接(27)是彼此级联连接的多个LC电路的部件，其中所述检测电路适合在预先建立的信号下检测所述多个LC电路的谐振。16.根据权利要求15所述的传感器，其特征在于每个所述LC电路具有L＝22μH和C＝470nF。17.根据权利要求15或16中一项所述的传感器，其特征在于所述检测电路适合生成正弦信号。18.根据权利要求17所述的传感器，其特征在于所述正弦信号具有包括在1kHz～100kHz，优选包括在4kHz～10kHz的频率。19.根据权利要求15～18中任一项所述的传感器，其特征在于所述检测电路适合通过快速傅立叶变换处理从所述感测电路接收的信号。20.根据权利要求14～19中任一项所述的传感器，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：霍尔迪·马克斯·利纳斯，霍安·塞萨尔·加洛巴迪斯，尼尔·巴利韦，豪尔赫·特里吉内尔·博伊克塞达，克里斯蒂安·托拉尔·马丁，阿尔贝特·普伊赫·卡斯特略，恩里科·坎普鲁维·托拉斯，
申请(专利权)人：成矿研究科技有限公司，
类型：发明
国别省市：西班牙,ES