用于地面接合工具的腐蚀监控系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明总体上涉及一种腐蚀监控系统，并且更具体地涉及一种用于地面接合工具的腐蚀监控系统。
【背景技术】
[0002]例如自动平地机、推土机、轮式装载机和挖掘机等机器通常被用于物料搬运应用中。这些机器包括具有配置成用于与物料接触的切削刃的地面接合工具。在切削刃的使用过程中，物料摩擦切削刃，导致其被腐蚀。因此，所述切削刃有时可拆卸地附接到所述工具上并被定期更换。可选择地，整个地面接合工具被定期更换。
[0003]当确定切削刃或工具本身被腐蚀超过容许的极限时，对它们进行更换。为了实现上述判断，通常叫来维修技术员到所述机器，使用测量卷尺测量切削刃的长度。然后，将所测量的长度与容许的极限进行比较，以及基于所述比较进行选择性地更换。确定何时更换切削刃和/或工具的这一过程不仅劳动强度大而且不精确。
[0004]在2006年11月2日公布的Barscevicius等人的美国专利公告2006/0243839 (“所述’839公告”)中描述了一种测量工具腐蚀的可选方式。具体地，所述’839公告公开了使用嵌入传感器测量破碎机磨损部件的腐蚀。所述传感器由电阻器网络构成，由于所述传感器随着被监控的磨损部件之磨蚀也受到磨损，随之各电阻器在电阻器网络中渐遭腐蚀。随着磨损部件(以及电阻器)的磨蚀，传感器的总电阻发生改变。然后，将与所述改变的电阻相关联的信号输送到破碎机设置控制系统，所述破碎机用于设置破碎机的控制参数。
[0005]尽管所述’839公告中的磨损传感器可提供一种监控磨损部件的腐蚀的方式，但是其可能不是最佳的。特别地，所述传感器可能需要在磨损部件的制造过程中将电阻器嵌入到磨损部件中。在一些应用中，所述制造过程对于电阻器来说可能过于苛刻，从而使传感器发生故障。另外，所述传感器在破碎机的使用过程中损坏，从而使所述传感器不能被再次使用。此外，电阻器网络可能需要很大的电力以提供给所述传感器。这种大量的电力可能需要与传感器硬接线连接，这会妨碍传感器在一些应用中的使用。此外，由电阻器网络产生的信号可随着各个电阻器从网络中移除而逐步改变，从而限制传感器产生的信号的精确度。
[0006]本发明的腐蚀监控系统解决了上述需求中的一个或多个和/或解决了现有技术中的其他问题。
【发明内容】
[0007]一方面，本发明涉及一种与机器一起使用的腐蚀监控系统。所述磨蚀监控系统可包括超声波传感器，所述超声波传感器嵌入可连接到机器的地面接合工具的可更换切削刃内。腐蚀监控系统还可包括与超声波传感器相关联的无线通信元件，以及可车载安装在移动机器上且经由所述无线通信元件与超声波传感器通信的控制器。所述控制器可配置成用于基于来自超声波传感器的信号监控切削刃的磨损率。
[0008]另一方面，本发明涉及一种地面接合工具。所述地面接合工具可包括基部构件，以及可拆卸地连接到所述基部构件的切削刃。切削刃可具有形成在其中的孔，并且地面接合工具可进一步包括设置在所述孔内的超声波传感器。超声波传感器可配置成用于产生指示切削刃的长度的信号。
【附图说明】
[0009]图1是所公开的示例性机器的等比示意图；以及
[0010]图2是可结合图1的机器使用的所公开的示例性的腐蚀监控系统的图解示意图。
【具体实施方式】
[0011]图1示出了机器10的一个示例性实施例。机器10可以是，例如自动平地机、反铲装载机、农用拖拉机、轮式装载机、滑移转向装载机、推土机、挖掘机或本领域已知的任何其他类型的机器。当为自动平地机时，机器10可包括可操纵的前机架12和枢接于前机架12的从动后机架14。前机架12可包括一对前轮16 (或其他牵引设备)，并且可支撑操作员工作站18。后机架14可包括用于容纳电源(例如发动机)和相关联的冷却组件的腔室20，电源可操作地耦连至主要用于推进机器10的后轮22 (或其他牵引设备)。轮22可一前一后地设置在后机架14的相对侧。机器10的转向可以是前轮转向和前机架12相对于后机架14铰接的功能作用的结果。
[0012]机器10还可包括一个或多个地面接合工具，例如可操作地连接到前机架12并由前机架12支撑的牵引杆-圆-犁板(DCM) 24，以及可操作地连接到后机架14并由后机架14支撑的裂土器总成26。可以想到的是，如果需要，DCM 24和/或裂土器总成26可连接到机器10的另一部分并由机器10的另一部分支撑，例如前机架12和/或后机架14的另一部分。DCM 24和裂土器总成26都可经由独立的液压缸装置28支撑。液压缸装置28可配置成用于使DCM 24和裂土器总成26垂直朝着和远离前机架12偏移，使DCM 24和裂土器总成26从一侧向另一侧偏移，和/或使DCM 24和裂土器总成26在大约水平或垂直轴线上旋转。可以想到的是，如果需要，DCM 24和裂土器总成26可以以另外的和/或与上面描述不同的方式移动。还可以想到的是，另外的、不同的和/或更少的地面接合工具可连接到机器10。
[0013]连接到机器10的地面接合工具中的一个或多个可以装配有可拆卸的切削刃30。切削刃30可配置成用于接合物料表面并且可在机器10的整个生命周期中磨损掉。在切削刃30磨损到阈值量之后，应该更换切削刃30以有助于保证机器10的生产率和/或效率。切削刃30的使用也可有助于降低每个地面接合工具的基部构件32所经历的磨损量，所述基部构件32比较昂贵和/或难于维护。如图2所示，切削刃30可以通过一个或多个紧固件34可拆卸地连接到相应的地面接合工具的基部构件32上。
[0014]图2示出了与DCM 24相连的磨损监控系统(“EMS”)36。然而，应该注意到的是，EMS 36同样可以与裂土器总成26和/或具有可拆卸的切削刃30的机器10的任何其他地面接合工具相连。下面将进行详细阐述，EMS 36可具有配合监控切削刃30的磨损并确定何时应该更换切削刃30的组件。这些组件尤其可包括嵌入切削刃30内的传感器38、与传感器38相关联的通信元件40、配置成用于向传感器38和通信元件40供电的电池42，以及车载地安装在机器10上并经由通信元件40与传感器38通信的控制器44。
[0015]传感器38可以是设置在形成于切削刃30中的孔46内的超声波传感器。传感器38可大致呈圆柱形并具有以相对于切削刃30的线性终端50约90°定位的中心轴线48。可以想到的是，如果需要，传感器38可以具有另外的形状和/或以不同的角度定位。作为超声波传感器，传感器38可具有在切削刃30内产生高频声波的换能器。继而传感器38可以对所产生的回波进行评估，所述回波由传感器38重新接收。然后，(通过传感器38和/或控制器44)计算发送信号和接收回波之间的时间间隔，以确定传感器38到终端50的距离(即，切削刃30剩余的可磨损长度)。随着切削刃30的磨损，所述时间间隔可能减少，并且传感器38可产生与所述长度对应的信号。所述信号可被送至控制器44进行处理。
[0016]通信元件40可以是能够将来自传感器38的信号无线输送至控制器44的本领域中已知的任何类型的通信元件。无线通信可包括卫星无线通信、蜂窝式无线通信、红外无线通信，以及任何其他类型的无线通信。在一个实施例中，通信元件40使用基部构件3