[發明專利]故障檢測系統和方法

無效

• 申請號: 200980155698.1
• 申請日: 2009-12-17
• 公開（公告）號: CN102300760A
• 公開（公告）日: 2011-12-28
• 發明（設計）人: M·弗瑪;J·W·萊因哈特;J·P·懷特;C·A·波魯姆;R·J·赫勒;D·W·霍爾托斯
• 申請（專利權）人: 卡特彼勒公司
• 主分類號: B62D6/00
• 分類號: B62D6/00;B62D7/16
• 代理公司: 北京市金杜律師事務所 11256
• 代理人: 蘇娟;朱利曉

1.一種機器(100)，其具有用于實時檢測連接所述機器(100)的第一部件與所述機器(100)的第二部件的緊固件(224)的結構失效的故障檢測系統，所述機器包括：

超聲傳感器(404)，其設置在所述緊固件(224)的一端處，所述超聲傳感器(404)與所述緊固件(224)成一體，并且能夠發射傳播經過所述緊固件(224)的長度的超聲信號(506)和接收返回的超聲信號(506)；

超聲反射器(406)，其設置在所述緊固件(224)的另一端處，所述超聲反射器(406)能夠反射所述超聲信號(506)并將所述返回的超聲信號(506)發送到所述超聲傳感器(404)；

處理器(512)，其可操作地與所述超聲傳感器(404)相聯，并能夠接收表示發射所述超聲信號(506)和接收所述返回的超聲信號(506)之間的傳播時間(510)的信號；

所述處理器(512)被設置成：

根據所述傳播時間(510)計算所述緊固件(224)的實際長度；

將所述實際長度與所述緊固件(224)的預定長度進行比較；和

向所述機器(100)的電子控制器(612)發射表示所述緊固件(224)的實時結構狀態的無線信號(519)。

2.根據權利要求1所述的機器(100)，其中，所述機器(100)還包括轉向系統(200)，所述第一部件和所述第二部件均為轉向臂(216)、致動器、橫拉桿和支架中的至少一個，并且，所述緊固件(224)是球頭螺栓(224)，所述球頭螺栓(224)包括將所述球頭螺栓(224)與形成在所述轉向臂(216)中的匹配錐形孔(308)對準的錐形軸部分(306)。

3.根據前述任一項權利要求所述的機器(100)，其中，所述緊固件(224)在其一端處形成傳感器腔(402)，在其相對端處形成反射器腔(408)，并且，所述超聲傳感器(404)設置在所述傳感器腔(402)中，所述超聲反射器(406)設置在所述反射器腔(408)中。

4.根據前述任一項權利要求所述的機器(100)，其中，所述緊固件(224)的結構狀態包括在服務過程中通過加壓于所述緊固件(224)而施加到所述緊固件(224)上的應變、或者在服務過程中由所述緊固件(224)的過度應變引起的裂縫。

5.根據前述任一項權利要求所述的機器(100)，其中，所述超聲傳感器(404)包括無線發送器和天線(517)，所述無線發送器被設置用來產生無線信號(519)，所述天線(517)被設置用來發射所述無線信號(519)。

6.根據前述任一項權利要求所述的機器(100)，其中，所述電子控制器(612)還包括故障診斷程序(618)，其被設置成根據所述無線信號(519)診斷所述緊固件(224)的結構狀態。

7.根據前述任一項權利要求所述的機器(100)，其中，操作所述機器(100)的方法包括：

在操作過程中定期從所述超聲傳感器(404)發射超聲信號(506)；

利用所述超聲反射器(406)反射所述超聲信號(506)；

在所述超聲傳感器(404)中接收所述超聲信號(506)；

根據所述超聲信號(506)的發射和接收之間的時間并根據所述超聲信號(506)的預定速度計算所述緊固件(224)的實際長度；

定期將所述無線信號(519)從所述超聲傳感器(404)提供給所述電子控制器(612)；和

在所述電子控制器(612)中根據所述無線信號(519)確定是否出現故障狀況。

8.根據權利要求7所述的機器(100)，還包括提供多個無線信號(608)，所述多個無線信號(608)的每一個通過設置在所述機器(100)中的多個緊固件中的一個來提供。

9.根據權利要求7或8所述的機器(100)，還包括確定所述超聲信號(506)的強度，并在所述超聲信號(506)的強度低于期望值時為所述緊固件(224)設定表示出現裂縫(513)的結構狀態。

10.根據權利要求7-9中任一項所述的機器(100)，還包括在所述電子控制器(612)確定已經出現故障狀況時至少本地和/或遠程地提供警報。