[发明专利]用于监控挖掘机的制动系统的系统和方法

说明书

相关申请

本申请要求于2013年3月14日提交的美国临时申请61/784,067的优先权，其全部内容被包含在此。

背景技术

本发明涉及一种监控诸如铲的挖掘机的制动器。

发明内容

制动器在铲操作和电铲的运动(即，伸缩、升降、回转和推进)中扮演着重要角色。具体地说，制动器的过早或延迟松开可显著地制约铲操作。而且，每次应用制动器时检查制动器状态对维护人员来说不是切实可行的。

因此，本发明的实施例提供了制动器监控算法，该制动器监控算法在制动器将要可能失效或失灵前及时指示制动器状态。该预先通知减少了发现并维修恶化制动器状态的故障所用的时间和不可预知的停机时间。系统捕获关于制动器的数据，诸如制动压力、制动器设定时间、制动器松开时间、制动指示器状态及相关分解器计数。系统提供了基于该捕获的数据在各种运动期间持续监控制动器状态的自动报警/通知系统。

具体地说，系统应用一个以上的分析模型来分析捕获到的数据。模型从铲中包含的一个或多个制动系统(例如，伸缩制动器、回转制动器、升降制动器和推进制动器)收集数据。在某些实施例中，模型包括三个子模型：(a)制动器设定、(b)制动器松开和(c)制动压力。制动器设定模型记录制动器电磁线圈(制动器电磁线圈指示是否有来自操作员或控制系统的命令应用到制动器)截止时的时间和由应用到的制动器控制的部件运动没有变化时的时间。

具体地说，应用该逻辑到伸缩制动系统，制动器设定模型记录发布命令以设定伸缩制动器时的时间并同时监控伸缩分解器计数和记录分解器计数没有变化时的时间。模型储存这两个时间之间的时间差作为设定伸缩制动所用的时间。然后该时间差可对照设定该单个机器的制动器的平均时间和/或对照原始设备制造商(“OEM”)的说明书评价，以确定是否制动器失效、失灵或可能快失效或失灵。在某些实施例中，制动器设定后行进的距离用于指示制动器健康。该距离可使用分解器计数测量。如果探测到失灵，则可能产生警报。在某些实施例中，警报包括一旦模型识别到任何差异或逻辑违反就通过监控系统产生的电子邮件。警报通知与探测到的差异的铲相关联的诸如操作员、所有者、维修人员、分析员等的用户。警报还可通知诸如制动器设定时间的监控数据的用户。

类似于制动器设定模型，制动器松开模型记录制动电磁线圈导通的时间和制动器松开指示器导通的时间之间的时间差。如上述制动器设定模型，在发送警报之前，该松开制动器的持续时间对照该机器的平均持续时间和/或OEM说明书评价。

制动压力模型设计成收集数据并创建关于平均多大压力用于施加到制动器以及松开制动器时系统用了多少时间达到某一压力的图形。具体地说，该模型记录在制动电磁线圈截止和导通时的制动压力以及制动器设定/松开指示器截止和导通时的压力。在某些实施例中，制动压力模型还可监控主空气压力系统的状态。例如，制动压力和主空气压力可用于诊断制动器状态。

以下描述的制动器监控系统指示总体制动器健康和制动器状态。跟踪制动器健康和状态可用于在失效前识别制动器问题。因此，跟踪到的信息可用于在问题变得紧急或灾难性前提醒操作员制动器问题，这减少了维护时间、停机时间及不安全的机器操作。

在一个实施例中，本发明提供了一种挖掘机，该挖掘机包括可操作成停止挖掘机的部件运动的制动器；可操作成感测制动器的特征以产生制动数据的第一传感器；可操作成感测挖掘机的部件运动以产生运动数据的第二传感器；以及控制器。控制器可操作成接收制动数据和运动数据，根据制动器设定模型和制动器松开模型分析制动数据和运动数据，并通过所分析的制动数据或所分析的运动数据响应于问题输出警报。

在另一实施例中本发明提供了一种监控挖掘机的制动器的健康的方法，挖掘机包括可移动部件。方法包括感测制动器的特征以产生制动数据；感测可移动部件的运动以产生运动数据；根据制动器设定模型和制动器松开模型分析制动数据和运动数据；以及通过所分析的制动数据或所分析的运动数据响应于问题输出警报。

本发明的其它方面通过考虑详细描述和附图将会变得显而易见。

附图说明

图1示出了根据本发明的实施例的挖掘铲。

图2示出了图1所示的挖掘铲的控制系统。

图3示出了通过图2所示的控制系统执行的制动器监控过程或方法。

具体实施方式