[发明专利]确定具有致动器的机械中的机械磨损的系统和方法

说明书

一种用于识别机械式致动器的磨损的系统和方法，该机械式致动器构造为移动可操作地连接至作业机械的机具。机械传感器包括传感器、缸和构造成从缸伸出和缩回的杆，其中，机械式致动器可操作地连接到机具和作业机械上，以响应于由电子控制模块发送的机械命令，相对于作业机械移动机具。基于机具与作业机械之间的最小距离，确定杆的缩回参考位置。基于机具和作业机械之间的最大距离，确定杆的伸出参考位置。将缩回参考位置或扩展参考位置与一个或多个阈值进行比较以产生比较值。基于比较值确定机械磨损。

技术领域

本发明总体上涉及一种具有致动器的机械，并且更具体地涉及一种用于确定由使用引起的作业机械的磨损量或该作业机械的致动器的磨损量的控制系统和方法。

背景技术

作业车辆被构造为执行各种各样的任务，这些任务包括用作建筑车辆，林业车辆，草坪维护车辆以及公路车辆(例如用于铲雪、撒盐的车辆或具有牵引能力的车辆)。另外，作业车辆通常利用一个或多个机具执行作业，该机具响应于由作业车辆的用户提供的命令或由控制系统自动生成的命令通过致动器而被移动，该控制系统位于车辆内部或车辆外部。

在诸如推土机的一个示例中，推土机配备有诸如铲刀的机具，其响应于机具命令通过致动器而被移动。铲刀用于将泥土和其他材料推到所需位置。为了完成这些任务，铲刀的位置由一个或多个致动器调节。例如，在多用途履带式推土机上，铲刀通常可沿不同方向调节，该调节包括铲刀的升高和降低、通过相对于下部枢轴点前后移动铲刀的顶部来调节铲刀的俯仰位置、以及通过围绕中心枢轴点向左或向右移动铲刀来确定铲刀的角度。

其他作业车辆包括但不限于挖掘机、装载机和机动平地机。例如，在机动平地机中，牵引杆组件被附接向平地机的前部，随着平地机的前进，平地机将拉动该牵引杆组件。牵引杆组件在牵引杆组件的自由端可旋转地支撑圆形驱动构件，并且该圆形驱动构件支撑诸如铲刀(也称为模制板)的作业机具。可以通过圆形驱动构件相对于牵引杆组件的旋转来调节牵引杆组件下方的作业机具的角度。

另外，为了使铲刀绕旋转的固定轴旋转，铲刀也可相对于圆形驱动构件调节至选定角度。该角度称为铲刀倾斜度。铲刀的高度也可以调节。

这些作业车辆包括致动器，该致动器直接或间接地通过致动器联接至机具。在许多情况下，致动器包括液压致动器，也称为液压缸。液压缸包括：壳体，其联接至车辆的第一部件，诸如车架；以及杆，其直接或间接地通过作业车辆的臂或其他部件而联接至机具。

作业车辆的许多不同部件都会磨损，包括液压缸。例如，缸杆通常包括孔，该孔通过诸如销的连接器联接到位于作业车辆上的另一部件。由于重复运动，在一段时间内连续使用机具会并经常确实导致在该孔处发生机械磨损。在其他情况下，磨损可能发生在缸杆或缸壳体所连接于的部件。如果磨损太大，则机具的运动会受到影响，使得定向运动的精度不如预期。因此，需要一种确定具有致动器的作业机械中的机械磨损的系统和方法。

发明内容

在一个实施例中，提供了一种用于识别机械式致动器的磨损的方法，该机械式致动器具有传感器、缸和构造成从缸伸出和缩回的活塞杆，其中，机械式致动器可操作地连接至机械的第一部件和机械的第二部件，从而响应于由电子控制模块传输的机械命令，相对于第二部件移动第一部件。该方法包括：基于所述第一部件和所述第二部件之间的最小距离，利用所述传感器识别所述活塞杆的缩回参考位置；基于所述第一部件和所述第二部件之间的最大距离，利用所述传感器识别所述活塞杆的伸出参考位置；将缩回参考位置和伸出参考位置中的一个与一个或多个阈值进行比较，以产生比较值；和基于比较值，识别机械式致动器和机械中的一个经历的机械磨损量。

在该实施例的一个示例中，所识别的机械磨损量是机械式致动器的活塞杆经历的磨损。在该实施例的第二示例中，所识别的机械磨损量是第二部件和第一部件中的一个经历的磨损。在该实施例的第三示例中，比较步骤的一个或多个阈值包括第一阈值和第二阈值，其中，将第一阈值与缩回参考位置进行比较，并且将第二阈值与伸出参考位置进行比较以识别机械式致动器的机械磨损量。