CN116240780A - 用于基于振动控制铣刨机的操作的***和方法 - Google Patents

用于基于振动控制铣刨机的操作的***和方法 Download PDF

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Abstract

***和方法可以使用相对于铣刨机的转子设置的振动传感器来感测与铣刨机的转子的切削操作相关联的振动；以及在切削操作期间，确定与转子的切削操作相关联的感测到的振动现在是否指示转子正在切削第二材料，所述第二材料与转子先前在切削操作期间切削的第一材料不同。第二材料可以比第一材料硬。可以基于对转子切削第二材料的识别来控制铣刨机的切削操作。切削操作可以包括铣刨机的速度、转子的切削水平和/或深度和/或转子的旋转速度。

Description

用于基于振动控制铣刨机的操作的***和方法
技术领域
本公开总体上涉及关于铣刨机的方法和***，并且更具体地，涉及用于基于振动控制铣刨机的操作的方法和***。
背景技术
地面和基座可能具有不同的刚度，所述不同的刚度也可基于深度变化。在铣刨应用期间，操作员可能必须基于他或她自己的经验设置和控制机器参数以优化机器性能、燃料消耗和/或工具的磨损。而且，在某个作业现场，混凝土层可能存在于沥青下面，并且可能需要不脱离混凝土层。这可能需要操作员调平/调整机器坡度和设置。这些操作可能必须手动完成并且依赖于操作员的专业知识。
美国专利公报第2013/0234494号(“‘494专利公报”)描述了一种在道路铣刨机背景下的退化组件。根据‘494专利公报，该退化组件能够基于使用至少一个传感器测量至少一个截齿上的冲击来检测和确定安装在鼓上的所选截齿的位置。‘494专利公报描述了传感器可以是应变仪、加速度计或声学传感器。
发明内容
根据本公开的一个方面，一种方法可以包括：使用相对于铣刨机的转子设置的振动传感器实时感测与所述铣刨机的转子的切削操作相关联的振动；在所述切削操作期间，基于来自所述感测振动的振动数据，使用处理器实时确定与所述转子的切削操作相关联的感测到的振动是否指示所述转子在所述切削操作期间正切削的材料的材料硬度的变化，所述材料硬度的变化高于预定硬度阈值量；以及当所述确定指示所述材料硬度的变化时，使用所述处理器控制所述铣刨机的切削操作。所述控制所述切削操作可以包括控制所述铣刨机在切削方向上移动的速度、所述转子的切削水平和/或深度和/或所述转子的旋转速度。
根据本公开的另一方面，描述了、可以提供或可以实施一种非暂时性计算机可读存储介质，其上存储有指令，所述指令在由一个或多个处理器执行时使所述一个或多个处理器执行一种方法。所述方法可以包括：从相对于铣刨机的转子设置的振动传感器接收振动数据，所述振动传感器感测与所述铣刨机的转子的切削操作相关联的振动；在所述切削操作期间确定所述切削操作已从所述转子切削第一材料转变到所述转子切削比所述第一材料硬预定硬度阈值量的第二材料；以及响应于所述确定指示所述切削操作已从所述转子切削所述第一材料转变到所述转子切削所述第二材料来控制所述铣刨机的切削操作。所述控制所述铣刨机的切削操作可以包括控制所述铣刨机在切削方向上移动的速度、所述转子的切削水平或深度和/或所述转子的旋转速度。
根据本公开的又一方面，公开了或可以提供一种冷刨机。所述冷刨机可以包括：转子，所述转子由所述冷刨机的框架支撑；转子壳体，所述转子壳体由所述冷刨机的框架支撑，所述转子壳体用以将所述转子至少部分地容纳在所述转子壳体的内部体积内；加速度计，所述加速度计用以感测与所述转子的切削操作相关联的振动，所述加速度计邻近所述转子设置在所述转子壳体上，但在所述转子壳体的内部体积的外部，其中在所述切削操作期间所述冷刨机在切削方向上移动；以及电路，所述电路可操作地联接到所述加速度计和所述转子。所述电路可以配置成：在所述转子的切削操作期间从所述加速度计接收振动幅度数据和振动频率数据；在所述振动幅度数据和/或振动频率数据处于或高于指示正在相对于第一材料执行切削操作的第一预定水平的情况下，确定所述振动幅度数据和/或所述振动频率数据是否尖峰高于指示正在相对于比所述第一材料硬的第二材料执行切削操作的第二预定水平；基于所述振动幅度数据和/或所述振动频率数据高于所述第二预定水平识别所述第二材料；并且基于所识别的第二材料控制所述冷刨机的切削设置，以实现用于所述第二材料中的切削操作的目标切削设置。所述第二预定水平可以基于在切削操作期间所述冷刨机在切削方向上的行进速度和同时发生的切削操作期间所述转子的旋转速度。
附图说明
图1是根据所公开主题的一个或多个实施例的代表性铣刨机的图。
图2是根据所公开主题的一个或多个实施例的用于铣刨机的控制***的图。
图3是根据所公开主题的一个或多个实施例的方法的流程图。
具体实施方式
本公开总体上涉及用于基于振动控制铣刨机的操作的方法和***。
图1示出了用于执行各种土方操作(例如铣刨地面102)的示例性铣刨机100的侧视图。作为示例，铣刨机100可以是如图1中所示的冷刨机，但是所公开主题的实施例不限于此。通常，铣刨机100可以用于从地面102移除材料。地面102的材料的示例包括例如均匀地或基本上均匀地提供的路面、沥青、混凝土、石灰石、花岗岩或这些材料中的两种或更多种的组合。
铣刨机100可以包括用以支撑铣刨机100的各个部件(例如发动机106和操作员室108)的框架104。发动机106可以提供动力以在地面102上推进铣刨机100。铣刨机100还可以包括可操作地连接到发动机106的液压***107。液压***107可以驱动铣刨机100的地面接合构件110。液压***107还可以驱动铣刨机100的各个其他***，例如铣刨机100的转向***和输送机***111。输送机***111可以用于将从地面102移除的材料运输到例如卡车。操作员室108可以包括控制台，所述控制台具有用于控制铣刨机100的行进和铣刨操作的各种操作控制杆、开关等。
地面接合构件110可以联接到框架104，并且可以与地面102接合以使铣刨机100在地面102上移动。在所示的实施例中，铣刨机100可以包括邻近铣刨机100的前端114设置的第一组地面接合构件112。第一组地面接合构件112可以包括第一地面接合构件112A和第二地面接合构件112B(在图1中在第一地面接合构件112A后面)。铣刨机100还可以包括邻近铣刨机100的后端118设置的第二组地面接合构件116。第二组地面接合构件116可以包括第三地面接合构件116A和第四地面接合构件116B(在图1中在第三地面接触构件116A后面)。第一组地面接合构件112和第二组地面接合构件116可以是例如履带。在其他实施例中，第一组地面接合构件112和第二组地面接合构件116可以是轮子。
在实施例中，第一、第二、第三和第四地面接合构件112A、112B、116A、116B可以通过例如多个竖直可调节支腿120联接到框架104。第一地面接合构件112A可以通过第一支腿120A联接到框架104。类似地，第二、第三和第四地面接合构件112B、116A、116B可以相应地通过第二支腿120B、第三支腿120C和第四支腿120D联接到框架104。第一支腿120A、第二支腿120B、第三支腿120C和第四支腿120D中的每一个可以沿其长度延伸和缩回以调整框架104相对于地面102的高度。竖直可调节支腿120可以单独地或共同地升高或降低。
在示例中，第一支腿120A可以包括安装在框架104上的气缸体，并且活塞体121可以可滑动地设置在气缸体内。气缸体可以与液压***107流体连通。活塞体121可以在液压***107致动时在延伸位置与缩回位置之间移动。第一支腿120A的长度的最大值可以由活塞体121的延伸位置限定。类似地，第一支腿120A的长度的最小值可以由活塞体121的缩回位置限定。活塞体121的延伸位置可以对应于框架104的提升，并且活塞体121的缩回位置可以对应于框架104的降低。活塞体121可以进一步联接到用于支撑第一地面接合构件112A的安装构件123。安装构件123可以可操作地联接第一地面接合构件112A。第二支腿120B、第三支腿120C和第四支腿120D可以与第一支腿120A相同(或基本上相同)。
地面接合构件110可以包括与液压***107连通的一个或多个驱动马达(例如，液压的)。在致动液压***107时，(一个或多个)液压驱动马达可以驱动与地面102接触的履带链节。类似地，如上所述，第二、第三和第四地面接合构件112B、116A、116B以及第二、第三和第四支腿120B、120C、120D可以与液压***107连通以使铣刨机100在地面102上移动并相对于地面102升高或降低框架104。第一、第二、第三和第四支腿120A、120B、120C、120D中的每一个可以由液压***107独立地致动以相对于地面102升高或降低框架104。
在其他实施例中，第一、第二、第三和第四地面接合构件112A、112B、116A、116B中的每一个可以通过高度可调节连杆机构联接到框架104。此外，高度可调节连杆机构中的每一个可以构造成相对于框架104升高或降低对应的地面接合构件112A、112B、116A、116B。一个或多个水平传感器可以设置在铣刨机100上以确定铣刨机100相对于地面102的斜度或稳定性测量。此外，一个或多个水平传感器可以构造成确定地面接合构件112A、112B、116A、116B相对于铣刨机100的框架104的位置。高度可调节连杆机构可以由液压***107致动。替代地，高度可调节连杆机构可以由液压***107与铣刨机100的电气***组合致动。高度可调节连杆机构可以选择性地致动以单独地或共同地升高或降低第一、第二、第三和第四地面接合构件112A、112B、116A、116B。
铣刨机100还可以包括附接到框架104的转子壳体124。转子壳体124也可以被叫做或称为刀具箱。在所示的实施例中，转子壳体124可以在第一组地面接合构件112与第二组地面接合构件116之间附接到框架104。在其他实施例中，转子壳体124可以邻近铣刨机100的后端118设置。
转子125可以是包括围绕圆柱形表面设置的多个切削齿或截齿的鼓形圆柱形结构，该转子可以可旋转地设置在转子壳体124内并且通过驱动系可操作地联接到发动机106。转子125也可以被称为刀具鼓。根据一个或多个实施例，转子125可以安装到例如转子壳体124，使得转子125至少部分地在由转子壳体124限定的内部体积内。例如，在达到预定磨损状态(例如，一定量或类型的磨损)时或基于地面102的特定材料，切削齿可以是可更换的。
转子125可以可旋转地设置在转子壳体124内，并且可以构造成与地面102接合(例如，穿透地面)以在地面102上执行切削操作。切削操作可以被称为铣刨或刨削。作为示例，可以控制转子125以或大约以120rpm的速率旋转。在铣刨机100的操作期间，例如，当铣刨机100在切削方向上移动，由此转子125切削地面102时，转子壳体124可以与由转子125切削地面102产生的所得材料进行接触。例如，当铣刨机100朝向地面102的未切削部分移动时，转子125切削地面102在本文中可以称为或表征为转子125(或铣刨机100)的切削操作。
为了使转子125与地面102接触和脱离接触，铣刨机100可以包括转子升降机构，所述转子升降机构适于相对于地面102竖直地升高和降低框架104(包括可旋转地支撑在其上的转子125)。例如，可调节支腿120可以被致动以伸缩方式延伸和缩回，由此使框架104和转子125更靠近或更远离地面102。由此可调节支腿120可以控制进入地面102的切削深度。
输送机***111可以邻近铣刨机100的前端114设置，并且可以联接到转子壳体124或在其附近以接收由于转子125的切削操作而从地面102移除的材料。为了在切削操作期间在转子125破开地面102时移除材料，输送机***111可以使用可以包括一个或多个输送机(例如，拾取输送机和排出输送机132)的输送机组件。输送机***111可以将切削材料排出到在铣刨机100前方行进的自卸车等。
铣刨机100还可以包括用于控制铣刨机100相对于地面102的斜度或稳定性的***130。***130可以设置在铣刨机100中以在铣刨机100在地面102上行进和铣刨机100的铣刨操作期间控制其稳定性。***130可以在操作和移动期间控制铣刨机100的斜度。
***130可以包括设置在框架104上的感测单元132，所述感测单元可以包括或表征为一个或多个传感器。感测单元132可以生成指示铣刨机100的斜度的信号(或多个信号)。铣刨机100的斜度可以相对于铣刨机100围绕铣刨机100的纵向轴线和/或横向轴线的运动限定。纵向轴线可以延伸穿过铣刨机100的长度，并且横向轴线可以延伸穿过铣刨机100的宽度。铣刨机100的斜度可以进一步相对于铣刨机100的运动并且相对于与铣刨机100的重力‘F’的方向垂直的水平面‘P’限定。重力‘F’可以对应于由铣刨机100的重量在其重心‘CG’处引起的朝向地面的102力。水平面‘P’在下文中可以被称为参考平面‘P’。
在所示的实施例中，感测单元132可以在第一组地面接合构件112与第二组地面接合构件116之间位于框架104上。此外，感测单元132可以在第一组地面接合构件112与第二组地面接合构件116之间在框架104上居中。在另一实施例中，感测单元132可以围绕由铣刨机100的纵向轴线和横向轴线限定的相交位置设置在框架104上。在其他实施例中，感测单元132可以设置在框架104中的任何位置处以生成指示铣刨机100的斜度的(一个或多个)信号。在又一实施例中，多个感测单元132可以设置在铣刨机100的框架104中的各个位置处。
在示例中，感测单元132可以是或包括陀螺仪传感器。陀螺仪传感器可以生成指示铣刨机100的旋转属性(例如俯仰和横滚)的信号。俯仰可以对应于铣刨机100围绕横向轴线的运动，并且横滚可以对应于铣刨机100围绕纵向轴线的运动。在各个示例中，感测单元132可以包括传感器装置、角测量装置、力平衡构件、固态构件、流体填充装置、加速度计、倾斜开关或可以确定铣刨机100相对于各个参考参数中的一个或多个的斜度的任何其他装置，所述参考参数包括但不限于铣刨机100的纵向轴线、横向轴线，参考平面‘P’和/或地面102。
***130还可以包括设置在铣刨机100的框架104上的水平传感器133。水平传感器133可以设置在铣刨机100中的任何位置处。水平传感器133可以生成指示铣刨机100相对于地面102的斜度或稳定性的信号(或多个信号)。铣刨机100相对于地面102的斜度可以基于铣刨机100的参考平面‘P’限定。
至少一个振动传感器135可以相对靠近转子125设置，例如，设置在转子壳体124中或上。可选地，振动传感器135可以是或包括加速度计。根据所公开主题的一个或多个实施例，(一个或多个)振动传感器135可以是***130的一部分。通常，振动传感器135可以将物理振动转换成表示物理振动的电信号。这样的振动可以由转子125切入地面102中而引起，从而使其上安装有振动传感器135的表面振动或者以其他方式使振动传感器135振动。
例如，振动传感器135可以设置在转子壳体124内部，只要振动传感器135被定位或以其他方式设置成使得从转子125切削地面102产生的碎屑不影响振动传感器135的操作。替代地，振动传感器135可以尽可能靠近转子125安装在外部(例如，转子壳体124的外壁上)。振动传感器135可以定位在转子125附近，因为这可能是产生最大振动(例如，幅度和/或频率)的地方。这也可能是可以实现感测振动的最大精度的地方。振动传感器135可以输出表示感测到的振动的振动信号。这样的振动信号可以被称为或表征为振动数据，并且可以包括作为感测到的振动的表征的振动幅度数据和/或振动频率数据。
控制器134(在图1中示意性地示出)可以设置为铣刨机100的一部分。根据所公开主题的一个或多个实施例，控制器134可以是***130的一部分。控制器134或其部分可以被表征为电路或在电路中实现或使用电路实现。
控制器134可以设置在操作员室108内。然而，在其他实施例中，控制器134可以设置在框架104中的任何位置。控制器134可以包括存储器136(一个或多个计算机可读存储器)以存储各种输入和输出数据。可以是非暂时性计算机可读存储器的存储器136还可以存储计算机可读指令，所述计算机可读指令在由一个或多个处理器(例如，控制器134的一个或多个处理器)读取时可以使控制器134执行根据所公开主题的一个或多个实施例的操作或方法。来自振动传感器135的振动数据可以由控制器134接收并存储在存储器136中。尽管存储器136被示出为在控制器134内部，但是所公开主题的实施例不限于此。而是，控制器134可以访问(存储和/或读取)存储器136，无论是在控制器134的内部还是外部。
控制器134可以与感测单元132通信。控制器134可以接收由感测单元132生成的指示铣刨机100围绕其纵向轴线和横向轴线的斜度的(一个或多个)信号。控制器134还可以与水平传感器133通信以接收由水平传感器133生成的(一个或多个)信号。
控制器134可以与振动传感器135通信。控制器134可以从振动传感器135接收指示在铣刨机110的铣刨或切削操作期间与转子125的切削操作相关联的振动的(一个或多个)信号。如上所述，这样的振动信号可以表征为振动数据。因此，控制器134可以从振动传感器135接收振动数据。可以实时接收这样的振动数据135。振动数据也可以由控制器134实时处理。
控制器134还可以与转子125通信以控制转子125的操作。例如，控制器134可以在切削操作期间控制转子125的旋转速度。控制器134还可以接收来自转子125的操作或与该操作相关联的信号，例如来自感测转子125的旋转速度的传感器的转子旋转速度。
控制器134还可以与液压***107连通。在示例中，液压***107可以包括用于容纳液压流体的储存器和用以将液压流体与地面接合构件110和支腿120连通的一个或多个泵。一个或多个方向控制阀可以设置在液压***107中以控制液压流体的流动方向。此外，可以在液压***107中设置附加的控制阀，例如止回阀、卸压阀、压力调节阀等，以用于生成用于致动地面接合构件110和支腿120所需的液压动力。控制器134可以与一个或多个方向控制阀和一个或多个附加的控制阀连通以控制液压流体流向第一、第二、第三和第四地面接合构件112A、112B、116A、116B以及第一、第二、第三和第四支腿120A、120B、120C、120D中的每一个。因此，与控制器134连通的液压***107可以基于从控制器134接收的输入(例如，控制信令)单独地致动第一、第二、第三和第四地面接合构件112A、112B、116A、116B以及第一、第二、第三和第四支腿120A、120B、120C、120D中的每一个。
操作员界面137可以设置在例如操作员室108中，使得操作员可以向控制器134提供(一个或多个)输入，例如控制输入、信息输入等，并且可以通过操作员界面137从控制器134检索输出数据。操作员界面137可以包括各种控制按钮、开关、(一个或多个)显示器等。
图2示出了根据所公开主题的一个或多个实施例的控制***200的图。控制***200可以包括控制器134、操作员界面137和一个或多个输入，例如来自振动传感器135(以及其他传感器，例如水平传感器133)、转子125(例如，转子旋转速度传感器)、可调节支腿120和/或转子壳体124(例如，与升降或切削高度相关的信号)、发动机106(例如，发动机速度信号)以及地面接合构件110或一般的框架104(例如，铣刨机100的行进速度信号)的输入。
根据一个或多个实施例，***200可以在铣刨机100的切削操作和/或铣刨机100的控制操作期间基于来自设置在铣刨机100的转子125附近的一个或多个振动传感器135的测量识别用于地面102的材料的转变。
例如，控制器134可以在铣刨机100的切削操作期间实时地确定例如转子125正在切削特定材料。这可以表示从切入一种材料到现在切入另一种材料的转变。根据所公开主题的实施例，一种或第一材料可以比第二材料软。换句话说，第二材料可以比第一材料硬。例如，第一材料可以是软沥青，并且第二材料可以是混凝土。
确定切入第二材料，例如，从切削第一材料转变到切削第二材料，可以由控制器134基于来自振动传感器135的振动数据执行。如上所述，振动数据可以包括或以其他方式被(例如，控制器134)处理以获取在切削操作(包括从切削第一材料到切削第二材料的转变)期间与转子125的操作相关联的振动幅度数据和/或振动频率数据。
与切入较软材料相比，在切入较硬材料的情况下，切入较硬材料时的振动可能大于切入较软材料时的振动。振动量可以用于识别转子125现在正切入较硬材料中。例如，较硬材料可以与一定的振动量(或多个量)，例如振动幅度和/或振动频率相关联。一定的振动量可以被称为预定振动水平或预定硬度阈值量。
附加地或替代地，振动的差异可以在相对振动方面将两种材料彼此区分开。例如，与较软材料相关联的振动特性(例如振动幅度和/或振动频率)可以已知为低于或小于与较硬材料相关联的对应振动特性的预定量。这种振动的差异可以与两者之间的材料硬度差异的量相关。因此，振动特性的比较可以用于识别转子125现在正切入较硬材料中。两种材料之间的振动差异可以附加地或替代地称为预定振动水平或预定硬度阈值量。
因此，当切入较硬材料时，来自振动传感器135的振动幅度数据和/或振动频率数据可以比切入较软材料时大。例如，如上所述，当切入较硬材料时，来自振动传感器135的振动幅度数据和/或振动频率数据可以比切入较软材料时大预定量(预定硬度阈值量)。附加地或替代地，当切入较硬材料时，振动幅度数据和/或振动频率数据可以落在较软材料的预定范围之上的预定范围内。这样的阈值量可以防止由于可能未达到必要的预定振动水平或阈值量的振动增加而导致的无意的转变识别。控制器134还可以基于来自振动传感器135的振动幅度数据和/或振动频率数据的振动幅度和/或振动频率的特定值来识别第二材料是什么或第二材料的类型(例如混凝土)。
附加地或替代地，控制器134可以基于将历史振动数据与来自振动传感器135的当前振动数据进行比较来确定转子125是否正在切入第二材料。例如，控制器134可以从存储器136检索历史振动数据并与来自振动传感器135的当前振动数据进行比较。这可以涉及将当前振动模式或概况(例如，幅度和/或频率)与一个或多个历史振动模式或概况进行比较。这样的振动模式可以集中在振动模式的尖峰上。因此，振动模式可以被称为或表征为尖峰模式。通常，较软材料的振动(例如，高于预定值的尖峰较少)可比较硬材料的振动(例如，高于预定值的尖峰较多)具有相对更大的连续性。
这样的历史振动模式可以包括铣刨机100先前切入第一材料的历史数据和/或一种或多种其他材料(其可以包括第二材料)的振动模式的历史数据。控制器134还可以基于当前振动模式识别第二材料是什么或第二材料的类型(例如混凝土)。
可选地，控制器134可能已经知道第一材料。例如，在识别转变到切削第二材料之前，控制器134可能已经识别出第一材料，即，已经识别出第一材料是什么或第一材料的类型(例如沥青)。附加地或替代地，对第一材料的识别可以仅意味着识别转子125正在切入第一材料。这里，切入第一材料可以使得转子125的振动增加，例如从转子125未切入任何材料中的情况开始增加。这可以被称为刮擦转变。
与上述类似，预定水平或硬度阈值量(或范围)可以与转子125转变为切入作为初始材料的第一材料中相关联。因此，切入第一材料可以具有与其相关联的第一预定振动水平或硬度阈值(或范围)，并且切入第二材料可以具有与其相关联的第二预定振动水平或硬度阈值(或范围)，该第二预定振动水平或硬度阈值(或范围)大于第一预定振动水平或硬度阈值(或范围)以及这样的水平/阈值(或范围)。如上所述，预定水平/硬度阈值可以是彼此远离的预定量。
无论处理预定振动水平或硬度阈值(或范围)和/或振动模式，水平/阈值和模式都可以基于铣刨机100的操作参数而改变。例如，预定水平/阈值各自可以基于在切削操作期间铣刨机100的行进速度和/或转子125的旋转速度而改变。作为示例，当铣刨机100的行进速度在切削操作期间或相对于另一切削操作增加时，振动的频率和幅度可以增加。当转子125的旋转速度在切削操作期间或相对于另一切削操作增加时，振动的频率和幅度也可以增加。因此，预定振动水平或硬度阈值可以基于铣刨机100的行进速度和/或转子125的旋转速度来设置。转子125的深度或切削深度也可以影响振动。因此，预定振动水平硬度阈值(或范围)和/或振动模式也可以基于转子125的切割深度或切削深度而改变。
当控制器134确定转子125正在切入第二(较硬)材料时，可以基于该确定来控制铣刨机100的切削操作。根据一个或多个实施例，这样的切削操作可以至少部分地由控制器134控制。可选地，控制器134可以例如经由操作员界面137向操作员提供关于转变的反馈。这样的反馈可以包括第二材料的特性(例如类型)和/或控制铣刨机100的方式。根据一个或多个实施例，(由控制器134或通过对操作员的指令进行的)控制可以是控制铣刨机100的一个或多个切削设置以切削第二材料。这可以包括实现目标切削设置，所述目标切削设置作为示例可以与用于切入第一材料的目标切削设置相同。可选地，控制可以是减少对铣刨机100的磨损或维持铣刨机100上的磨损以与在切入第一材料时识别出的磨损相同。作为示例，这可以包括保持转子125的相同切削水平和/或深度，但是降低转子125的旋转速度并且/或者降低铣刨机100在切削方向上(例如，向前)的行进速度。根据一个或多个实施例，对切削设置的控制可以是控制转子125的高度，使得转子125不切削第二材料，例如，在第二材料可能在第一材料下方的情况下。
控制器134可以使用例如保存在存储器136中的与第二材料的切削相关联的振动幅度数据和/或振动频率数据来确定或估计由于转子125切入第二材料中而导致的铣刨机100上的磨损。例如，控制器134可以估计当前在转子125上的切削齿的剩余寿命，其在本文中可以称为寿命周期。可选地，可以在例如操作员界面137和/或后台***的显示器上输出与转子125的切削齿的确定寿命周期有关的信息。
根据一个或多个实施例，可以基于与转子125切削第二材料相关联的振动幅度数据和/或振动频率数据或者另外基于现在已知的第二材料的特性来识别替换切削齿。推荐信息可以是对何时需要或应当更换当前切削齿的估计，或者是可能更适合切入第二材料中的不同切削齿。在该上下文中适合可以意味着替换切削齿在切削第二材料时预期将磨损较少，在整个转子125或整个铣刨机100上产生较少磨损等。可以在例如操作员界面137和/或后台***的显示器上输出与更换切削齿有关的信息。
工业适用性
如上所述，本公开的实施例涉及用于基于振动控制铣刨机的操作的方法和***。通常，这样的方法和***可以基于来自设置在铣刨机的转子附近的一个或多个振动传感器(例如，加速度计)的测量控制铣刨机的操作。
根据一个或多个实施例，在铣刨操作期间，加速度计可以配置成收集诸如幅度和/或频率的数据，并将该数据传输到控制器。基于传输的数据，控制器可以识别作业现场状况，这可以允许操作员(自动或手动)实现目标机器参数并优化铣刨操作。此外，基于传输的振动数据，控制器可以为特定作业现场推荐切削齿选择和/或更换。此外，基于收集的数据，***可以确定磨损部件的寿命周期，这可以优化铣刨机的拥有和操作成本。因此，作为示例，控制器可以识别作业现场状况并且可以作用于机器参数以返回操作员设置要实现的目标。在一些方面，对(铣刨机整体或转子的部件，例如轴承或切削齿的)磨损的识别和/或是否以及何时更换磨损部件可以被称为或表征为生产率。因此，所公开主题的实施例可以通过与转子切削某些材料相关联的振动来识别生产可能受到影响的方式以及解决这种影响的方式。
图3是根据所公开主题的实施例的方法300的流程图。方法300中的一些或全部可以经由其上存储有指令的非暂时性计算机可读存储介质来执行，所述指令在由一个或多个处理器(例如控制器134的(一个或多个)处理器)执行时使一个或多个处理器执行方法300中的一些或全部。根据一个或多个实施例，方法300可以被称为或表征为用于在铣刨机的切削操作期间识别地面的材料的转变的方法和/或用于基于来自设置在铣刨机的转子附近的一个或多个振动传感器的测量来控制铣刨机的操作的方法。
在302处，方法300可以包括感测与铣刨机100的转子125的切削操作相关联的振动。可以使用一个或多个振动传感器135实时执行该感测，所述振动传感器如上所述可以是加速度计。振动数据可以从振动传感器135发送到控制器134。
在304处，方法300可以包括确定或识别转子125是否正切入地面102的相对较硬材料中。这可以表示从切入一种材料到现在切入相对较硬材料(在本文中也称为第二材料)的转变。
确定切入第二材料，例如，从切削第一材料转变到切削第二材料，可以由控制器134基于来自振动传感器135的振动数据来执行。如上所述，振动数据可以包括或以其他方式被(例如，控制器134)处理以获取在切削操作(包括从切削第一材料到切削第二材料的转变)期间与转子125的操作相关联的振动幅度数据和/或振动频率数据。
如果方法300在304处确定转子125正切入第二材料中，则在306处可以基于该确定来控制铣刨机100的切削操作。根据一个或多个实施例，这样的切削操作可以至少部分地由控制器134控制。可选地，控制器134可以例如经由操作员界面137向操作员提供关于转变的反馈。这样的反馈可以包括第二材料的特性(例如类型)和/或控制铣刨机100的方式。根据一个或多个实施例，(由控制器134或通过对操作员的指令进行的)控制可以是控制铣刨机100的一个或多个切削设置以切削第二材料。这可以包括实现目标切削设置，所述目标切削设置可以与用于切入第一材料的目标切削设置相同。可选地，控制可以是减少对铣刨机100的磨损或维持铣刨机100上的磨损以与在切入第一材料时识别出的磨损相同。仅作为一个示例，这可以包括保持转子125的相同切削水平和/或深度，但是降低转子125的旋转速度并且/或者降低铣刨机100在切削方向上(例如，向前)的行进速度。根据一个或多个实施例，对切削设置的控制可以是控制转子125的高度，使得转子125不切削第二材料，例如，在第二材料可能在第一材料下方的情况下。
在308处，方法300可以包括确定和输出生产率信息。生产率信息可以是或包括关于基于第二材料在生产率方面控制铣刨机100的控制信息和/或基于第二材料的切削确定和输出铣刨机100的磨损相关信息。
例如，控制器134可以使用例如保存在存储器136中的与第二材料的切削相关联的振动幅度数据和/或振动频率数据来确定或估计由于转子125切入第二材料中而导致的铣刨机100上的磨损。仅作为一个示例，控制器134可以估计当前在转子125上的切削齿的剩余寿命，其在本文中可以称为寿命周期。可选地，可以在例如操作员界面137和/或后台***的显示器上输出与转子125的切削齿的确定寿命周期有关的信息。
根据一个或多个实施例，在308处，方法300可以包括基于与转子125切削第二材料相关联的振动幅度数据和/或振动频率数据或者另外基于现在已知的第二材料的特性来确定替换切削齿。推荐信息可以是对何时需要或应当更换当前切削齿的估计，或者是可能更适合切入第二材料中的不同切削齿。在该上下文中适合可以意味着替换切削齿在切削第二材料时预期将磨损较少，在整个转子125或整个铣刨机100上产生较少磨损等。可以在例如操作员界面137和/或后台***的显示器上输出与更换切削齿有关的信息。
如本领域技术人员将领会的，本公开的各方面可以体现为***、方法或计算机程序产品。因此，本公开的各方面可以采取完全硬件实施例、完全软件实施例(包括固件、常驻软件、微代码等)或组合软件和硬件方面的实施例的形式，这些实施例在本文中通常都可以称为“电路”、“模块”或“***”。此外，本公开的各方面可以采取包含在一个或多个计算机可读介质中的计算机程序产品的形式，所述一个或多个计算机可读介质具有包含在其上的计算机可读程序代码。
本文公开的元件的功能可以使用电路或处理电路来实现，所述电路或处理电路包括配置或编程为执行所公开功能的通用处理器、专用处理器、集成电路、ASIC(“专用集成电路”)、常规电路和/或其组合。处理器被认为是处理电路或电路，因为它们在其中包括晶体管和其他电路。处理器可以是执行存储在存储器中的程序的编程处理器。在本公开中，电路、单元或装置是执行或编程为执行所述功能的硬件。硬件可以是本文公开的或以其他方式已知的任何硬件，其被编程或配置成执行所述功能。当硬件是可以被认为是一种电路的处理器时，电路、装置或单元是硬件和软件的组合，软件用于配置硬件和/或处理器。
此外，如本文所使用的，术语“电路”可以指以下中的任何一个或全部：(a)仅硬件电路实现(例如仅在模拟和/或数字电路中实现)；(b)电路和软件(和/或固件)的组合，例如(如果适用)(i)(一个或多个)处理器的组合或(ii)(一个或多个)处理器/软件(包括(一个或多个)数字信号处理器)、软件和(一个或多个)存储器的各部分，它们一起工作以使诸如移动电话或服务器的装置执行各种功能；以及(c)电路，例如(一个或多个)微处理器或(一个或多个)微处理器的一部分，该电路需要软件或固件进行操作，即使软件或固件在物理上不存在。“电路”的该定义可以应用于本申请(包括任何权利要求)中的该术语的所有使用。作为另一示例，如本申请中所使用的，术语“电路”还可以涵盖仅处理器(或多个处理器)或处理器的一部分及其(或它们)伴随的软件和/或固件的实现。
根据本公开的一些示例性实施例，术语“数据”、“内容”、“信息”和类似术语的使用可以可互换地使用，以指代能够被传输、接收、操作和/或存储的数据。术语“网络”可以指一组互连的计算机或其他计算设备。在网络内，这些计算机或其他计算设备可以通过各种手段(包括经由一个或多个交换机、路由器、网关、接入点等)直接或间接地互连。
上面已经参考根据本公开的实施例的方法、装置(***)和计算机程序产品的流程图图示和/或框图描述了本公开的各方面。在这方面，附图中的流程图和框图示出了根据本公开的各个实施例的***、方法和计算机程序产品的可能实现的架构、功能和操作。例如，流程图或框图中的每个框可以表示代码的模块、段或部分，其包括用于实现(一个或多个)指定逻辑功能的一个或多个可执行指令。还应当注意，在一些替代实施方式中，框中所述的功能可以不按图中所述的顺序发生。例如，连续示出的两个框实际上可以基本上同时执行，或者这些框有时可以相反的顺序执行，这取决于所涉及的功能。还应当注意，框图和/或流程图图示的每个框以及框图和/或流程图图示中的框的组合可以由执行指定功能或动作的基于专用硬件的***或者专用硬件和计算机指令的组合来实现。
还应当理解，流程图图示和/或框图的每个框以及流程图图示和/或框图中的框的组合可以由计算机程序指令实现。这些计算机程序指令可以被提供给通用计算机、专用计算机或其他可编程数据处理装置的处理器以产生机器，使得经由计算机或其他可编程数据处理装置的处理器执行的指令创建用于实现流程图和/或框图的一个或多个框中指定的功能/动作的装置。
这些计算机程序指令还可以存储在可以指导计算机、其他可编程数据处理装置或其他设备以特定方式起作用的计算机可读介质中，使得存储在计算机可读介质中的指令产生包括实现流程图和/或框图的一个或多个框中指定的功能/动作的指令的制品。计算机程序指令还可以加载到计算机、其他可编程数据处理装置或其他设备上，以使一系列操作步骤在计算机、其他可编程装置或其他设备上被执行，以产生计算机实现的过程，使得在计算机或其他可编程装置上执行的指令提供实现流程图和/或框图的一个或多个框中指定的功能/动作的过程。
必须注意的是，如说明书和所附权利要求书中所使用的，单数形式“一”、“一个”和“该”包括复数指示物，除非上下文另有明确规定。也就是说，除非另有明确规定，否则如本文所使用的词语“一”和“一个”等具有“一个或多个”的含义。另外，应当理解，本文中可以使用诸如“左”、“右”、“顶”、“底”、“前”、“后”、“侧”、“高度”、“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“内部”、“外部”、“内”、“外”等术语，其仅描述参考点，并且不一定将所公开主题的实施例限制到任何特定取向或构造。此外，诸如“第一”、“第二”、“第三”等术语仅标识如本文所述的多个部分、部件、参考点、操作和/或功能中的一个，并且同样不一定将所公开主题的实施例限制到任何特定的构造或取向。
尽管已参考上述实施例具体地示出和描述了本公开的方面，但是本领域技术人员将理解，可以通过对所公开的机器、组件、***和方法的修改来构想各种附加实施例而不脱离所公开内容的精神和范围。这样的实施例应当被理解为落入如根据权利要求书及其任何等同物所确定的本公开的范围之内。

Claims (10)

1.一种冷刨机，包括：
转子，所述转子由所述冷刨机的框架支撑；
转子壳体，所述转子壳体由所述冷刨机的框架支撑，所述转子壳体用以将所述转子至少部分地容纳在所述转子壳体的内部体积内；
加速度计，所述加速度计用以感测与所述转子的切削操作相关联的振动，所述加速度计邻近所述转子设置在所述转子壳体上，但在所述转子壳体的内部体积的外部，其中在所述切削操作期间所述冷刨机在切削方向上移动；以及
电路，所述电路可操作地联接到所述加速度计和所述转子，并且配置成：
在所述转子的切削操作期间从所述加速度计接收振动幅度数据和振动频率数据，
在所述振动幅度数据和/或振动频率数据处于或高于指示正在相对于第一材料执行所述切削操作的第一预定水平的情况下，确定所述振动幅度数据和/或所述振动频率数据是否尖峰高于指示正在相对于比所述第一材料硬的第二材料执行切削操作的第二预定水平，
基于所述振动幅度数据和/或所述振动频率数据高于所述第二预定水平识别所述第二材料，并且
基于所识别的第二材料控制所述冷刨机的切削设置以实现用于所述第二材料中的切削操作的目标切削设置，
其中所述第二预定水平基于在所述切削操作期间所述冷刨机在所述切削方向上的行进速度和同时发生的切削操作期间所述转子的旋转速度。
2.根据权利要求1所述的冷刨机，其中所述第一预定水平和所述第二预定水平各自基于在所述切削操作期间所述冷刨机在所述切削方向上的行进速度和所述转子的旋转速度而变化。
3.根据权利要求1所述的冷刨机，其中用于所述第二材料中的切削操作的目标切削设置与用于所述第一材料中的切削操作的目标切削设置相同，并且包括所述转子的相同切削深度。
4.根据权利要求1所述的冷刨机，
其中所述第一材料是沥青，并且所述第二材料是混凝土，并且
其中用于所述第二材料中的切削操作的目标切削设置包括用于所述冷刨机在所述切削方向上的行进速度、所述转子的切削水平或深度以及所述转子的旋转速度中的一者或多者的设置。
5.根据权利要求1所述的冷刨机，其中所述电路基于来自所述加速度计的幅度和/或频率数据的尖峰模式来识别所述第二材料。
6.根据权利要求1所述的冷刨机，还包括计算机可读存储器，
其中来自所述加速度计的振动幅度数据和振动频率数据保存在所述计算机可读存储器中，并且所述计算机可读存储器中的振动幅度数据和/或振动频率数据由所述电路访问以估计设置在所述转子上的切削齿的寿命周期，并且
其中所述电路配置成输出对所述切削齿的寿命周期的估计以显示在显示器上。
7.一种方法，包括：
使用相对于铣刨机的转子设置的振动传感器实时感测与所述铣刨机的转子的切削操作相关联的振动；
在所述切削操作期间，基于来自所述感测所述振动的振动数据，使用处理器实时确定与所述转子的切削操作相关联的感测到的振动是否指示所述转子在所述切削操作期间正切削的材料的材料硬度的变化，所述材料硬度的变化高于预定硬度阈值量；以及
当所述确定指示所述材料硬度的变化时，使用所述处理器控制所述铣刨机的切削操作，
其中所述控制所述切削操作包括控制所述铣刨机在切削方向上移动的速度、所述转子的切削水平和/或深度和/或所述转子的旋转速度。
8.根据权利要求7所述的方法，其中所述确定包括识别所述材料硬度的变化表示从第一材料到比所述第一材料硬的第二材料的变化。
9.根据权利要求8所述的方法，还包括：
使用所述处理器基于所识别的第二材料确定与所述转子的当前切削齿不同的用于所述转子的替换切削齿；以及
使用所述处理器输出识别所确定的替换切削齿的信息以显示在显示器上。
10.根据权利要求7所述的方法，还包括使用所述处理器基于来自所述感测所述振动的振动数据来估计设置在所述转子上的切削齿的寿命周期，
其中所述确定与所述转子的切削操作相关联的感测到的振动是否指示所述材料的变化包括将与所述感测相关联的振动模式与从所述铣刨机的存储器检索的一个或多个历史振动模式进行比较。
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