用于采矿机的操作振动数据采集系统和方法技术方案

一种用于采矿机的操作振动数据采集系统和方法。所述方法包括接收至少一个运动命令。所述方法还包括基于所述至少一个运动命令控制至少一个部件。所述方法还包括由电子处理器确定至少一个预测参数。所述方法还包括由电子处理器确定所述预测参数是否为真。所述方法还包括：当所述至少一个部件正在基于运动命令被控制且所述至少一个预测参数为真时，从多个传感器接收多个振动数据组，其中多个传感器中的每个传感器位于采矿机的至少一个部件上的多个测量点中的一个测量点处。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于采矿机的操作振动数据采集系统和方法
本专利技术的实施例涉及用于对工业机械(包括采矿机)执行振动监视的系统和方法。
技术介绍
采矿铲，例如电动绳或动力铲，用于从例如矿井中移除材料。操作员在挖掘操作期间控制所述铲子向铲斗装载材料。操作员将铲斗中容纳的材料存放在倾卸位置，例如拖运卡车、移动式破碎机、地面区域、输送机等。在卸下材料之后，挖掘循环重复进行，这时操作员将铲斗摆动回到矿井以执行另外的挖掘。在矿场，特别是当生产商品价格高时，采矿机停机每一小时可能导致大量的收入损失。通过监控采矿铲的操作，以便在发展成更具灾难性的故障之前检测出潜在故障，可以避免这种收入损失。
技术实现思路
振动数据可用于识别各种机械问题(例如，滚动元件轴承缺陷、齿轮问题、不平衡、松动、共振、泵空蚀、电气问题、缺乏润滑、皮带问题等)。因此，用于采矿作业的状态监测程序通常对大型移动设备(例如电动采矿铲)上的旋转设备采用振动监测。由于离线振动监测会带来代价高昂的停机时间，因此开发了在线振动数据采集系统。振动监测数据可用于生成基于规则的警报，警报指示电动采矿铲的一个或多个部件何时需要维护、修理或更换。成功使用基于规则的警报可能依赖于一致的数据质量，这可能源于一致的机器状况(例如，相对稳定的状态和负载)。然而，像电动采矿铲这样的高动态机器(例如，可变速度、可变负载和频繁冲击事件)的性质使得采集一致数据具有挑战性，而不一致的数据可能导致频繁的假阳性事件(false-positiveevents)。而且，当前的振动监测系统可能依赖于可重复的机器状况，但它们在采矿操作期间并不总是可能出现的。因此，本文描述的实施例提供用于采矿机的振动数据采集系统和方法。例如，一个实施例提供一种采矿机，其包括多个传感器，所述多个传感器中的每个传感器位于采矿机的至少一个部件上的多个测量点的一个测量点处。采矿机还包括第一电子处理器，其被耦接到所述至少一个部件，并且被配置为接收至少一个运动命令，还被配置为基于所述至少一个运动命令控制所述至少一个部件。采矿机还包括第二电子处理器，其被耦接到所述第一电子处理器和所述多个传感器。第二电子处理器被配置为确定至少一个预测参数并确定所述至少一个预测参数是否为真。第二电子处理器还被配置为，当所述第一电子处理器正在控制所述至少一个部件且所述至少一个预测参数为真时，从所述多个传感器接收多个振动数据组。在另一个实施例中，本专利技术提供了一种用于采矿机的振动数据采集方法。所述方法包括接收至少一个运动命令。所述方法还包括基于所述至少一个运动命令控制至少一个部件。所述方法还包括由电子处理器确定至少一个预测参数。该方法还包括由电子处理器确定所述预测参数是否为真。所述方法还包括，当所述至少一个部件正在基于所述运动命令被控制，并且所述至少一个预测参数为真时，从多个传感器接收多个振动数据组，其中多个传感器中的每个传感器位于采矿机的至少一个部件上的多个测量点中的一个测量点处。通过参考如下详细说明和附图，将明白本专利技术的其它方面。附图说明图1示出了根据一些实施例的电动采矿铲。图2是根据一些实施例的图1的电动采矿铲的控制系统的框图。图3是根据一些实施例的用于电动采矿铲的振动数据采集系统的框图。图4是根据一些实施例的用于图1所示电动采矿铲的操作振动数据采集方法的流程图。图5是示出了根据一些实施例的有效振动数据组示例的线图。图6是示出了根据一些实施例的表示平直线状况的失效的振动数据组示例的线图。图7是显示根据一些实施例的、表示零均值偏差和缺失高频能量示例的失效的振动数据组的线图。图8是根据一些实施例的、在测试图1的电动采矿铲阶段期间采集振动数据的方法的流程图。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中阐述的或在以下附图中示出的构造细节和部件布置。本专利技术能够具有其他实施例并且能够以各种方式实践或实施。而且，应理解，本文使用的措辞和术语是出于描述的目的，不应视为限制。这里使用的“包括”、“包含”或“具有”及其变化的使用意味着包括其后列出的项目及其等同物以及附加物项。术语“安装”，“连接”和“耦接”被广泛地使用并且包括直接和间接地安装、连接和耦接。此外，“连接”和“耦接”不限于物理或机械地连接或耦接，还可以包括电连接或耦接，无论是直接的还是间接的。而且，电子通信和通知可以使用任何已知的手段来执行，包括直接连接、无线连接等。还应当指出，多个基于硬件和软件的装置，以及多个不同的结构部件可被用于实现本专利技术。此外，应当理解，本专利技术的实施例可包括硬件、软件和电子部件或模块，为了讨论的目的，它们可以被显示和描述为似乎大部分部件仅由硬件实现。然而，基于阅读本说明书，本领域的普通技术人员将认识到，在至少一个实施例中，本专利技术的基于电子的方面可以由一个或多个电子处理器执行的软件(即，被存储在非易失性计算机可读介质中)来实现。这样，应当注意，多个基于硬件和软件的装置，以及多个不同的结构部件可用于实现本专利技术。此外，如后续段落中所述，附图中示出的具体的机械配置旨在举例说明本专利技术的实施例，并且其他替代机械配置也是可能的。此外，在说明书中描述的“控制器”可以包括处理部件，诸如一个或多个电子处理器(例如，微处理器、数字信号处理器(DSP)、现场可编程门阵列(FPGA)，专用集成电路(ASIC)等等)、非易失性计算机可读存储器模块、输入/输出接口，以及连接这些部件的各种连接(例如，系统总线)。图1示出了电动采矿铲100。图1上示出的实施例显示所述电动采矿铲100为绳索铲。然而，在其他实施例中，电动采矿铲100可以是不同类型的采矿机，例如混合采矿铲、拉铲挖掘机等。而且，应当看到，本文描述的实施例可以结合不同于采矿机的其他类型的工业机器一起使用。电动采矿铲100包括轨道105，用于向前和向后推动电动采矿铲100并用于转动电动采矿铲100(例如，通过互相相对地改变左轨道和右轨道的速度、方向或两者)。轨道105支撑基座110，其包括驾驶室115。基座110能够摆动或围绕摆动轴125旋转，其允许采矿铲100从一个挖掘位置移动到倾倒位置。在一些实施例中，轨道105的移动对于摆动运动不是必需的。电动采矿铲100还包括铲斗轴130，其支撑可枢转的铲斗柄(handle)135(柄135)和铲斗140。铲斗140包括门145，用于将内含物从铲斗140内转储到倾倒位置，例如料斗或自卸车。所述电动采矿铲100还包括用于支撑铲斗轴130的、被耦接在基座110与铲斗轴130之间的拉紧悬挂缆绳150；提升缆绳155，其被连接到基座110内的绞盘(未示出)，用于缠绕提升缆绳155以升高和降低铲斗140；以及铲斗门缆绳160，其连接到另一个绞盘(未示出)，用于打开铲斗140的门145。在一些实例中，电动采矿铲100是由P&HMiningEquipmentInc.生产的4100系列铲，当然电动采矿铲100可以是另一种类型或型号的电采矿设备。当电动采矿铲100的轨道105是静止时，铲斗140可基于三个控制动作：提升、挤压和摆动而运动。提升控制通过卷绕和展开吊缆155而提起和降低铲斗140。挤压控制伸出和缩回柄135和铲斗140的位置。在一个实施方式中，柄135和铲斗140通过使用齿轮齿条系统而被挤本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种采矿机，其特征在于，所述采矿机包括：多个传感器，所述多个传感器中的每个传感器位于所述采矿机的至少一个部件上的多个测量点中的一个测量点处；第一电子处理器，所述第一电子处理器被耦接到所述至少一个部件并且被配置为：接收至少一个运动命令；以及基于所述至少一个运动命令控制所述至少一个部件；以及第二电子处理器，所述第二电子处理器被耦接到所述第一电子处理器和所述多个传感器，并且被配置为：确定至少一个预测参数；确定所述至少一个预测参数是否为真；以及当所述第一电子处理器正在控制所述至少一个部件且所述至少一个预测参数为真时，从所述多个传感器接收多个振动数据组。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种采矿机，其特征在于，所述采矿机包括：多个传感器，所述多个传感器中的每个传感器位于所述采矿机的至少一个部件上的多个测量点中的一个测量点处；第一电子处理器，所述第一电子处理器被耦接到所述至少一个部件并且被配置为：接收至少一个运动命令；以及基于所述至少一个运动命令控制所述至少一个部件；以及第二电子处理器，所述第二电子处理器被耦接到所述第一电子处理器和所述多个传感器，并且被配置为：确定至少一个预测参数；确定所述至少一个预测参数是否为真；以及当所述第一电子处理器正在控制所述至少一个部件且所述至少一个预测参数为真时，从所述多个传感器接收多个振动数据组。2.根据权利要求1所述的采矿机，其特征在于，其中所述多个传感器包括多个加速度计。3.根据权利要求1所述的采矿机，其特征在于，其中所述至少一个部件是从由以下项目组成的组中选择的一项：提升电动机和小齿轮轴；提升中间轴；提升滚筒；摆动电动机和小齿轮轴；摆动中间轴；摆动输出轴；挖掘电动机；挖掘输入轴；以及挖掘中间轴。4.根据权利要求1所述的采矿机，其特征在于，其中所述至少一个预测参数包括从以下项目组成的组中选择的至少一个参数：电动机旋转方向；允许的电动机速度范围；允许的电动机转速的瞬时变化率；以及允许的电动机转速的滑动平均变化率。5.根据权利要求4所述的采矿机，其特征在于，所述采矿机还包括：至少一个转速计，所述至少一个转速计被放置成监测所述采矿机的电动机；其中所述第二电子处理器被耦接到转速计，并且还被配置为：从所述至少一个转速计接收至少一个转速计信号；和基于所述至少一个转速计信号确定所述至少一个预测参数是否为真。6.根据权利要求1所述的采矿机，其特征在于，其中所述至少一个预测参数包括从由以下项目组成的组中选择的至少一个参数：数字机器状态；允许的电机转矩范围；允许的电机转矩的瞬时变化率；以及允许的电动机转矩的滑动平均变化率。7.根据权利要求1所述的采矿机，其特征在于，其中所述第二电子处理器还被配置成确定多个振动数据组中的至少一个振动数据组的持续时间是否超过期望的样本持续时间。8.根据权利要求1所述的采矿机，其特征在于，其中所述第二电子处理器还被配置成从多个振动数据组中的一个振动数据组中选择振动数据子组。9.根据权利要求1所述的采矿机，其特征在于，其中所述第二电子处理器还被配置成：确定多个振动数据组中的每一个振动数据组是有效还是无效；以及当多个振动数据组中的每一个振动数据组都有效时，将所述多个振动数据组写入存储器；以及当多个振动数据组中的至少一个振动数据组无效时，确定是否已达到失效阈值；当达到所述失效阈值时，将无效标志写入元数据中；并且将所述多个振动数据组和所述元数据写入存储器中。10.根据权利要求1所述的采矿机，其特征在于，其中所述至少一个运动命令包括选择的阶段测试运动。11.根据权利要求1所述的采矿机，其特征在于，其中所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：B·N·怀特，
申请(专利权)人：久益环球地表采矿公司，
类型：发明
国别省市：美国,US