本发明专利技术提供了一种实时监测机器部件的健康状态的方法。该方法包括由至少一个传感器模块以规则预定间隔生成指示机器部件的操作特性的第一信号。该方法包括由至少一个物联网(IoT)模块接收第一信号。该方法包括由至少一个IoT模块将第一信号从模拟格式转换为数字格式以生成第二信号。该方法包括由该至少一个IoT模块无线地传输第二信号。该方法包括由移动装置接收第二信号。该方法包括由移动装置处理第二信号以确定机器部件的实时健康状态以及在移动装置上显示机器部件的实时健康状态。及在移动装置上显示机器部件的实时健康状态。及在移动装置上显示机器部件的实时健康状态。
【技术实现步骤摘要】
用于机器部件的实时健康监测的系统和方法
[0001]本公开总体上涉及监测机器部件的健康状态。更具体地，本公开涉及实时监测机器部件的健康状态。
技术介绍
[0002]现代作业机械(例如，固定和移动商用机器，例如建筑机器、固定发动机系统、基于海洋的机器等)的一个重要特征是此类机器中的故障或错误的检测和诊断。机器故障可能对操作机器的操作者造成不适，并且可能对在其特定商业行业中使用机器的商业实体产生额外成本。因此，系统已经发展成在操作期间监测和检测机器中的故障。
[0003]目前，此类机器配备有各种系统和子系统，包括各种传感器和开关，其有助于将机器健康信息提供到发动机和机器控制单元。然而，该信息可能并不容易被最终用户获得，主要仅提供故障通知。例如，对于发动机的空气过滤器而言，该信息仅在过滤器处于阻塞/堵塞状态且需要更换时可用，从而导致机器停机时间。此外，来自空气过滤器的气流限制可能增加发动机泵送工作并降低机器燃料经济性。为了避免此类情况，空气过滤器可能需要在适当时间更换或清洁，这可能需要定期监测空气过滤器的健康状态。
[0004]美国专利号10,119,886描述了一种过滤监测系统。过滤监测系统是安装在内燃机上或由内燃机提供动力的车辆内的电子系统控制模块。该过滤监测系统监测发动机上存在的过滤系统的健康和状态。该过滤监测系统跟踪过滤器加载模式，并通过基于传感器反馈运行智能算法来预测过滤器的剩余使用寿命。
[0005]因此，常规机器系统缺乏可以实时提供关于可工作部件的操作参数的信息的维护系统。
专利
技术实现思路
[0006]在本公开的一方面中，提供了一种实时监测机器部件的健康状态的方法。该方法包括由传感器模块以规则预定间隔生成指示机器部件的操作特性的第一信号。该方法还包括由物联网(IoT)模块接收第一信号。该方法还包括由IoT模块将第一信号从模拟格式转换为数字格式以生成第二信号。该方法包括由该IoT模块以无线方式传输第二信号。该方法还包括由移动装置接收第二信号。该方法还包括由移动装置处理第二信号以确定机器部件的实时健康状态。此外，该方法包括在移动装置上显示机器部件的实时健康状态。
[0007]在本公开的另一方面中，提供了一种用于实时监测机器的一个或多个机器部件的健康状态的系统。所述一个或多个机器部件中的每一个具有相关联的操作特性。该系统包括一个或多个可通信地耦接到一个或多个机器部件中的每一个的传感器模块。传感器模块以规则预定间隔生成指示操作特性的第一信号。该系统还包括直接或间接彼此通信耦接的一个或多个IoT模块。一个或多个IoT模块中的每一个与一个或多个传感器模块可通信地耦接。一个或多个IoT模块中的每一个接收第一信号并将第一信号从模拟格式转换成数字格式以生成第二信号。一个或多个IoT模块中的每一个以无线方式传输第二信号。该系统还包
括可通信地耦接到一个或多个IoT模块中的任一个的移动装置。移动装置接收第二信号并处理第二信号以确定机器部件的实时健康状态。移动装置还在移动装置上显示机器部件的实时健康状态。
[0008]在本公开的又一个方面中，提供了一种机器。该机器包括多个地面接合构件。该机器还包括支撑在多个地面接合构件上方的框架。该机器还包括具有相关联操作特性的一个或多个机器部件。该机器包括用于实时监测一个或多个机器部件的健康状态的系统。该系统包括一个或多个可通信地耦接到机器部件的传感器模块。该传感器模块以规则预定间隔生成指示操作特性的第一信号。该系统还包括一个或多个IoT模块。一个或多个IoT模块中的每一个直接或间接与一个或多个传感器模块和另一个IoT模块可通信地耦接。一个或多个IoT模块中的每一个接收第一信号并将第一信号从模拟格式转换成数字格式以生成第二信号。一个或多个IoT模块中的每一个以无线方式传输第二信号。该系统还包括可通信地耦接到一个或多个IoT模块中的每一个的移动装置。移动装置接收第二信号并处理第二信号以确定机器部件的实时健康状态。移动装置还在移动装置上显示机器部件的实时健康状态。
[0009]从以下描述和附图，本公开的其它特征和方面将变得显而易见。
附图说明
[0010]图1示出了根据本公开一方面的实时确定机器部件的健康状态的系统的示意图；
[0011]图2示出了根据本公开一方面的实时确定机器部件的实时健康状态的另一种系统的示意图；
[0012]图3示意性地示出了根据本公开一方面的为机器确定机器部件的实时健康状态的系统；
[0013]图4示意性地示出了根据本公开一方面，具有用以确定与对应机器相关联的机器部件的实时健康状态的系统的多个机器；以及
[0014]图5是根据本公开一方面的监测机器部件的实时健康状态的方法的流程图。
具体实施方式
[0015]只要可能，在整个附图中将使用相同的附图标记来表示相同或相似的部分。参考图1，示意性地示出了与机器102相关联的一些部件。机器102可以用于各种运土操作，例如推土、分级、平整、大块材料去除或任何其它类型的类似操作。机器102可以是推土机、装载机、倾卸卡车、挖掘机等。机器102可以是任何建筑或采矿相关车辆、海洋应用车辆、发电模块、或者可以适合应用于本公开的各个方面的任何其它类型的机器。本公开不以任何方式受到机器102的应用领域的限制。
[0016]机器102包括若干地面接合构件402(参见图4)。机器102还可以包括支撑在地面接合构件402上方的框架404(图4中示出)。机器102包括提供用于操作机器102以及执行机器102的各种辅助功能的动力的发动机104。发动机104可以是适合与本公开的各个方面一起应用的任何合适类型的内燃机。本公开不以任何方式受到发动机104的选择的限制。发动机104还可以包括与发动机104相关联的控制器(未示出)。控制器可以是任何电子控制器、发动机控制单元、机器控制单元或计算系统。控制器可以包括处理器，所述处理器操作以执行
操作、执行控制算法、存储数据、检索数据、收集数据和/或执行所需的任何其它计算或控制任务。
[0017]控制器可以是单个控制器，或者可以包括设置成控制机器102的各种功能和/或特征的多于一个控制器。控制器包括相关联的存储器。控制器可以以其它方式连接到外部存储器，例如数据库或服务器。关联存储器和/或外部存储器可以包括但不限于包括只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、便携式存储器等中的一种或多种。也可以设想本公开也没有控制器。应当设想，本公开不依赖于控制器的关键功能步骤。本公开的教导可以应用于具有或不具有此类控制器的机器。
[0018]机器102包括机器102执行预期功能所需的各种其它部件。然而，未讨论此类部件，因为本公开不受任何此类部件限制。机器102包括一个或多个机器部件106。机器部件106是发动机104的空气过滤器、断裂磨损传感器和/或器具磨损传感器。一个或多个机器部件106具有相关联的操作特性。操作特性可以是指示关于机器部件106的功能状态的任何操作参数。例如，空气过滤器的操作特性可以被认本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种实时监测机器部件的健康状态的方法，所述方法包括：由至少一个传感器模块以规则预定间隔生成指示所述机器部件的操作特性的第一信号；由至少一个物联网(IoT)模块接收所述第一信号；由所述至少一个IoT模块将所述第一信号从模拟格式转换为数字格式以生成第二信号；由所述至少一个IoT模块以无线方式传输所述第二信号；由移动装置接收所述第二信号；由所述移动装置处理所述第二信号以确定所述机器部件的实时健康状态；以及由所述移动装置在所述移动装置上显示所述机器部件的所述实时健康状态。2.根据权利要求1所述的方法，还包括：由所述移动装置将所述第二信号发送至远程服务器；以及在所述远程服务器处处理所述第二信号以确定所述机器部件的所述实时健康状态。3.根据权利要求1所述的方法，还包括：当在所述移动装置上，所述机器部件的所述实时健康状态低于预定阈值健康状态时，由所述移动装置显示警报。4.根据权利要求1所述的方法，其中，处理所述第二信号包括计算所述机器部件的剩余使用寿命。5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述实时健康状态包括所述机器部件的剩余使用寿命、维护时间段和服务程序要求中的一个或多个。6.根据权利要求1所述的方法，还包括：由所述移动装置建议要采取的纠正措施以改善所述机器部件的所述实时健康状态。7.根据权利要求1所述的方法，其中，所述机器部件是发动机的空气过滤器、断裂磨损传感器和器具磨损传感器中的一种或多种。8.根据权利要求7所述的方法，其中，所述第二信号指示所述空气过滤器的入口压力与出口压力之间的压力差。9.一种用于实时监测机器的一个或多个机器部件的健康状态的系统，所述系统包括：所述一个或多个机器部件，所述一个或多个机器部件中的每一个具有相关联的操作特性；可通信地耦接到所述一个或多个机器部件中的每一个的至少一个传感器模块，所述传感器模块被配置成以规则预定间隔生成指示所述操作特性的第一信号；直接或间接彼此可通信耦接的一个或多个IoT模块，所述一个或多个IoT模块中的每一个与所述至少一个传感器模块可通信地耦接，所述一个或多个IoT模块中的每一个被配置成：接收所述第一信号；将所述第一信号从模拟格式转换成数字格式以生成第二信号；以及以无线方式传输所述第二信号；以及可通信地耦接到所述一个或多个IoT模块中的任一个的移动装置，所述移动装置被配置成：
接收所述第二信号；处理所述第二信号以确定所述机器部件的实时健康状态；以及在所述移动装置上显示所述机器部件的所述实时健康状态。10.根据权利要求9所述的系统，其中，所述机器部件是发动机的空气过滤器、断裂磨损传感器和器具磨损传感器中的一种或多种。...
【专利技术属性】
技术研发人员：A，
申请(专利权)人：卡特彼勒公司，
类型：发明
国别省市：
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