采掘机制造技术

本申请涉及采掘机。一种采掘机，具有操作该采掘机的控制系统，该控制系统具有振动监控器。该采掘机包括：感测该采掘机组件振动的传感器和振动模块。该振动模块确定采掘机何时在预定周期运动，基于确定该采掘机在预定周期运动获取来自传感器的振动传感器数据，处理该振动传感器数据以生成处理的振动数据，并输出该处理的振动数据。

Excavating machine

【技术实现步骤摘要】
采掘机分案说明本申请是申请日为2013年1月18日、申请号为201310079425.1、专利技术名称为“采掘机”的中国专利申请的分案申请。相关申请的交叉引用本申请要求2012年1月18日的美国临时申请61/587,890及2012年2月2日的美国临时申请61/594,234的优先权，在此，将它们的全部内容并入本文。
本专利技术涉及电动采掘铲的振动监控。
技术实现思路
振动监控确保了所有轴承的监控和电动采掘铲的轴安全性。在一个实施例中，本专利技术提供了一种采掘机，其具有用来操作该采掘机的控制系统，该控制系统具有振动监控器。该采掘机包括：感测采掘机组件振动的传感器和振动模块。该振动模块确定采掘机何时在预定的周期运动，基于确定该采掘机在预定周期运动来获得来自传感器的振动传感器数据，处理振动传感器数据以产生处理的振动数据并输出该处理的振动数据。在另一个实施例中，本专利技术提供了一种测试采矿设备的方法。本方法包括采掘机的监控操作；确定采掘机组件是在预定周期运动；确定采掘机组件是以预定速度范围内恒速运动；基于确定该采掘机组件是在预定周期和以在预定速度范围内恒速的运动来获得采掘机的振动数据；处理该振动数据以便产生处理的振动数据；并输出该处理的振动数据。在一些实施例中，本专利技术包括采掘机，其包括模拟转速计和振动监控模块。该模拟转速计可包括电压监控器，或者电压监控器和电压至脉冲变换器，其用于确定采掘机组件的速度以生成感测速度，该速度输出到振动模块。基于该感测速度，该振动模块感测采掘机组件的振动，并生成振动数据。该振动模块然后处理该振动数据以生成频谱波形。在收集振动数据过程中，该处理可包括傅里叶变换，并部分地基于感测速度对组件的速度变化进行调整。该组件可能是升降电机、推压电机(crowdmotor)、回转电机、升降变速箱、推压变速箱(crowdgearbox)和回转变速箱中的一个。参考
技术实现思路
和附图，本专利技术的其它方面将变得显而易见。附图说明图1示出电动采掘铲。图2示出图1的采掘铲的控制系统的方框图。图3示出采掘铲的振动数据收集系统的方框图。图4示出振动频谱分析。图5a-5d示出控制系统的用户界面。图6示出收集振动数据程序。图7示出采掘铲的模拟转速计。具体实施方式在详细说明本专利技术任何实施例之前，应当理解，本专利技术并不局限于下文说明或示出的组件的具体构造和布置。本专利技术能够用其它实施方式并能够以多种方式操作或者实施。应当理解，此处使用的措辞和术语仅用于描述的目的，不应看作为限制。此处使用的“包括”、“包含”或“具有”及其它们的变形意味着包含其后所列的项目和等同物以及附加项目。术语“安装”、“连接”和“耦接”被广泛使用并包含两者直接和间接安装、连接和耦接。另外，“连接”和“耦接”不是局限于物理或机械地连接或耦接，并可以包括电连接或耦接，无论直接或间接。此外，电子通信和通知可以通过任何已知的方法执行，包括直接连接、无线连接等等。也应注意到多个基于硬件和软件的装置，以及多个不同的结构组件可用来实施本专利技术。另外，应当理解本专利技术的实施例可包括硬件、软件、和电子组件或模块，出于讨论的目的，其可能示出和描述成仿佛大多数组件在硬件中独自实现。然而，本领域技术人员基于阅读具体说明，将认识到至少一个实施例中，本专利技术的基于电子的方面可在由一个或多个处理器可执行的软件中实现(例如，存储在非瞬态计算机可读介质上)。因而，应当注意到，多个基于硬件和软件的装置，以及多个不同的结构组件可以用来实施本专利技术。此外，如下面段落中描述的，图中所示的具体机械结构用来例示本专利技术的实施例以及其他可替换地机械结构是可行的。例如，在说明书中描述的“控制器”可以包括标准处理组件，比如一个或多个处理器，一个或多个计算机可读介质模块，一个或多个输入/输出接口，和各种连接组件的连接(例如，系统总线)。图1示出电动采掘铲100。图1中所示的实施例示出作为绳铲(ropeshovel)的电动采掘铲100，然而在其它实施例中，电动采掘铲100可以是不同类型的采掘机，比如混合采掘铲、拉铲挖掘机等。采掘铲100包括履带105，其用来向前和向后推进绳铲100、以及用来转动绳铲100(即，通过改变左右履带相对彼此的速度和/或方向)。该履带105支撑包含驾驶室115的基座110。该基座110能够绕着回转轴125回转或者旋转，例如，从挖掘位置运动至倾卸位置。履带105的运动不是回转运动所必需的。该绳铲进一步包括铲斗轴130，其支撑可枢转的铲斗柄135(柄135)和铲斗140。该铲斗140包括门145，用于将铲斗140中的装载物倾卸至比如料斗车或自动倾卸卡车的倾卸位置。该绳铲100此外包括耦接在基座110和铲斗轴130之间的拉紧的吊索150，用于支撑该铲斗轴130；升降缆索155附接至基座110内的绞车(未示出)，用来卷绕该缆索155以升降铲斗140；以及附接至另一绞车(未示出)的铲斗门缆索160，用于打开铲斗140的门145。在有些情况下，该绳铲100是4100系列铲，其由P&H采矿设备公司生产，然而电动采掘铲100可以是其它类型或型号的电动采掘设备。当采掘铲100的履带105静止时，该铲斗140基于三个控制动作升降、推压和回转来可操作的运动。该升降控制通过卷绕和展开升降索155来升降铲斗140。该推压控制伸展和缩回柄135和铲斗140的位置。在一个实施例中，柄135和铲斗140通过使用齿条和齿轮系统来推压。在另一个实施例中，该柄135和铲斗140使用液压驱动系统来推压。该回转控制相对于回转轴125转动柄135。在倾卸装载物之前，该铲斗140被操纵至适当的升降、推压和回转位置，以便1)确保装载物不会错过倾卸位置；2)当释放时，门145不会碰撞倾卸位置；和3)该铲斗140不会太高从而释放的装载物不会损伤该倾卸位置。如图2所示，该采掘铲100包括控制系统200。该控制系统200包括控制器205、操作员控制210、铲斗控制215、传感器220、用户界面225，和输入/输出230。该控制器205包括处理器235和存储器240。该存储器240存储处理器235可执行的指令和用于比如允许控制器205和操作员之间或者控制器205和传感器220之间通讯的各种输入/输出。在有些情况下，该控制器205包括一个或多个微处理器、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。控制器205接收来自操作员控制210的输入。该操作员控制210包括推压控制245、回转控制250、升降控制255和门控制260。该推压控制245、回转控制250、升降控制255、和门控制260包括比如操作员控制的输入装置，如操纵杆、杆、脚踏板及其他致动器。该操作员控制210通过输入装置接收操作员输入并将数字运动命令输出至控制器205。该运动命令包括，比如，上升、下降、推压伸展、推压收回、顺时针回转、逆时针回转、铲斗门释放、左履带向前、左履带反转、右履带向前和右履带反本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种包括采掘机的系统，所述系统包括：/n传感器，用于感测所述采掘机组件的振动；以及/n振动模块，被配置为确定所述采掘机何时在预定周期运动，/n响应于确定所述采掘机是在所述预定周期运动，触发从所述传感器的振动传感器数据的获得，/n处理所述振动传感器数据以生成与所述采矿机组件的感测的振动相对应的振动数据频谱，/n基于所述振动数据频谱，确定所述采矿机组件的潜在将要发生的故障，并且/n输出与所述采矿机组件的所述潜在将要发生的故障相对应的警报。/n

【技术特征摘要】
20120118 US 61/587,890;20120202 US 61/594,2341.一种包括采掘机的系统，所述系统包括：
传感器，用于感测所述采掘机组件的振动；以及
振动模块，被配置为确定所述采掘机何时在预定周期运动，
响应于确定所述采掘机是在所述预定周期运动，触发从所述传感器的振动传感器数据的获得，
处理所述振动传感器数据以生成与所述采矿机组件的感测的振动相对应的振动数据频谱，
基于所述振动数据频谱，确定所述采矿机组件的潜在将要发生的故障，并且
输出与所述采矿机组件的所述潜在将要发生的故障相对应的警报。


2.根据权利要求1的采掘机，其中所述传感器是加速计。


3.根据权利要求1的采掘机，进一步包括转速计，其监控所述采掘机在所述预定周期操作时的速度。


4.根据权利要求3的采掘机，其中所述转速计是包括电压监控器的模拟转速计。


5.根据权利要求1的采掘机，其中所述采掘机进一步包括振动模块。


6.根据权利要求1的采掘机，其中所述振动模块远离所述采掘机。


7.根据权利要求1的采掘机，进一步包括用于对选自由所述振动数据、所述振动频谱和所述输出所组成的组中的至少一个进行通信的网络。


8.根据权利要求1的采掘机，其中所述振动模块进一步基于确定组件是在预定速度范围内以恒速运动来监控所述采掘机组件的速度和获取所述振动传感器数据。


9.根据权利要求1的采掘机，其中所述振动模块进一步基于确定组件具有预定范围内的恒定转矩来监控所述采掘机组件的转矩和获取所述振动传感器数据。


10.一种监控采掘设备的方法，所述方法包括：
监控采掘机的操作；
确定采掘机组件在预定周期运动；
响应于确定采掘机组件在所述预定周期运动，触发从传感器的振动传感器数据的获得；
经由电子处理器，处理所述振动传感器数据以生成与所述采矿机组件相对应的振动频谱，其中所述振动频谱包括一个或多个峰；
经由所述电子处理器，基于所述一个或多个峰，确定所述采矿机组件的潜在将要发生的故障；并且
输出与所述采矿机组件的所述潜在将要发生的故障相对应的警报。


11.根据权利要求10的方法，进一步包括确定所述采掘机组件以恒定转矩运动。


12.根据权利要求11的方法，其中所述采掘机组件以预定范围内的恒定转矩运动。


13.根据权利要求10的方法，其中所...

【专利技术属性】
技术研发人员：肯尼斯·J·丹尼尔，乔斯·托雷斯，马克·埃默森，
申请(专利权)人：久益环球表层采矿公司，
类型：发明
国别省市：美国;US