[发明专利]用于检测重型机械磨损的方法和系统

说明书

用于检测重型机械磨损的方法和系统。一种系统包括工业机械的重型机械齿，所述重型机械齿具有工作端和与所述工作端相对的安装端。所述系统还包括包含在所述齿中的磨损指示器。所述磨损指示器包括导电尖端、导电外主体、导电内芯和绝缘材料，所述外主体沿着所述齿的至少一段长度延伸，所述内芯位于所述外主体内，所述绝缘材料位于所述外主体和内芯之间。所述导电尖端位于所述齿的工作端和所述外主体之间，并且将所述外主体和内芯电连接以形成电路。所述系统还包括包含在所述齿中的发送器。所述发送器发送所述电路的状态。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2015年11月12日提交的申请号为62/254,491的美国临时专利申请的优先权，其全部内容以参考的方式并入本申请。

技术领域

本发明的实施例涉及对重型机械部件(例如，重型机械齿)磨损的检测。

背景技术

重型机械(例如，采矿设备，诸如拉铲挖掘机和铲车)常常包括随时间磨损的部件。例如，铲车和挖掘机包括带有钢齿的铲斗。当挖掘泥土时，齿比铲斗提供更小的表面区域接触点。表面区域的更小的点有助于打碎泥土，并且与铲斗的较大表面积相比只需要较小的力。另外，当齿磨损时，可以更换齿，而不需要更换铲斗。

发明内容

用于监测齿磨损的传统方法是主观的并且是不一致的。例如，经验丰富的采矿人员可以视觉检查齿的磨损情况，并根据感知的磨损程度和过去的经验判断是否应该更换齿。然而，由于这种主观的监测，齿可能被过早替换，既昂贵又浪费。相反，允许齿磨损超过最佳磨损水平，则可能导致生产率下降或机械损坏或故障。此外，当齿磨损时，它们可能会脱落。然而，这些坏掉的齿必须被检测到并移除，以防止损失、损坏和对其他机械的损坏(例如，破碎机)。

因此，本发明的实施例提供了用于检测机械磨损(如齿磨损)的方法和系统。例如，一个实施例提供了一种检测齿磨损的系统。所述系统包括由刚性材料(例如，钢)形成的重型机械齿，其包括工作端和与工作端相对的安装端。安装端连接到重型机械(例如，铲斗)。重型机械齿还包括磨损指示器(例如嵌入在齿内)，所述磨损指示器在齿的安装端和齿的工作端之间延伸。当齿的刚性材料磨损时，磨损指示器的一部分被暴露出来。

在一些实施例中，磨损指示器的露出部分起到了齿磨损的视觉指示器的作用。例如，与重型机械齿的刚性材料相比，磨损指示器的暴露部分可以具有不同的性质，例如具有的颜色与形成重型机械齿的刚性材料的颜色不同。因此，可以通过视觉检测(例如，通过操作者或诸如照相机之类的视觉检测系统)来判别重型机械齿的磨损水平。在一些实施例中，磨损指示器包括多个部分，其中多个部分中的每一个部分均具有与重型机械齿的刚性材料不同的区别特性。例如，多个部分中的每一个部分均可以具有与重型机械齿的刚性材料的颜色不同的独特的颜色。因此，多个部分中的每一个部分可以与重型机械齿的多个磨损水平中的一个磨损水平相关联。在一些实施例中，重型机械齿还包括多个磨损指示器，其中每个磨损指示器与重型机械齿的刚性材料相比具有不同的长度和可选的区别特性。因此，当重型机械齿的刚性材料磨损时，多个磨损指示器中包括的第一磨损指示器可以在多个磨损指示器中包括的第二磨损指示器之前暴露。因此，第一磨损指示器指示重型机械齿的第一磨损水平，第二磨损指示器指示重型机械齿的第二磨损水平。

替换地或附加地，磨损指示器的暴露部分起到齿磨损的电指示器的作用。例如，磨损指示器的暴露部分可以由导电材料(例如黄铜、铝、钢等)形成，以形成电路。当导电材料暴露时，导电材料也磨损并断开电路。因此，可以检测电路的状态以确定齿的磨损程度。在一些实施例中，磨损指示器包括多个部分，其中多个部分中的每一个部分都由不同的导电材料形成。多个部分中的每一个部分可以与重型机械齿的多个磨损水平中的一个磨损水平相关联。在一些实施例中，齿还包括多个磨损指示器，其中每个磨损指示器均具有不同长度和可选地具有不同的导电材料。