СПОСОБЫ И УСТРОЙСТВА ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ИЗНОСА ДЕТАЛИ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ОГРАНИЧИВАЮЩЕЙ МОДЕЛИ Российский патент 2023 года по МПК E02F9/26 G06T7/00 G06T7/50 G06T17/00 

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение в целом относится к способу определения степени износа детали и, в частности, к способам и системам для определения степени износа детали с использованием данных от датчика бывшей в употреблении или изношенной детали и моделей, обусловленных данной деталью.

Предпосылки создания изобретения

Для облегчения земляных работ (например, добычи полезных ископаемых, строительства, дноуглубительных работ и т.п.) машины оснащаются орудиями для земляных работ. Например, орудия, содержат, не ограничиваясь, зубья, защитные накладки и/или режущие кромки, которые обычно предназначены для защиты лежащего под ними оборудования от чрезмерного износа и/или для выполнения других функций. В качестве неограничивающего примера ковш для выемки грунта может снабжаться зубьями для выемки грунта и/или защитными накладками, прикрепленными к режущей кромке ковша, чтобы взаимодействовать с грунтом, например, предшествуя кромке ковша. В ходе эксплуатации, такие орудия для земляных работ могут испытывать сильные нагрузки и/или подвергаться сильному абразивному износу. Эти условия эксплуатации приводят к тому, что орудия для земляных работ подвергаются износу и, в конечном итоге, изнашиваются или ломаются. Чрезмерный износ может привести к поломке и/или потере орудий для земляных работ, что приводит к снижению производительности, увеличению затрат на ремонт и/или техническое обслуживание и другим проблемам. Соответственно, существует необходимость в отслеживании степени износа детали, например, чтобы понимать и/или количественно оценивать износ детали, включая периодичность замены деталей до выхода их из строя.

Системы разрабатывались с целью определения степени износа обусловленной деталью. Например, в патенте США № 9 613 413, выданный Hasselbusch et al. («патент ’413») раскрываются системы и способы определения степени износа деталей с помощью мобильного устройства. Например, в патенте ’413 раскрывается фиксация цифровых изображений с помощью камеры на мобильном устройстве и определение отклонений, например, исходя из количества пикселей изнашиваемых поверхностей изображенной детали относительно смоделированной поверхности неизношенной детали и/или использованной/изношенной детали. В примерах в патенте ’413 степень износа определяли на основе этих отклонений.

Хотя система, раскрытая в патенте ’413, и способна количественно определять степень износа, однако отклонения, рассчитанные в соответствии с описанными в нем способами, могут не точно отражать следы износа. Например, износ может происходить неравномерно на разных поверхностях, а способы из патента ’413 могут не учитывать такой износ должным образом. В качестве неограничивающего примера, способы, раскрытые в патенте ’413, могут измерять отклонения не в направлении износа и тем самым давать неточный процент износа.

Настоящее изобретение направлено на усовершенствование существующей технологии.

Краткое изложение существа изобретения

Одним аспектом настоящего изобретения является компьютеризованный способ, включающий получение данных от датчика от соответствующей поверхности детали. Данные от датчика представляют собой информацию о множестве точек на поверхности. Способ также может включать: получение первой модели обусловленной неизношенной деталью, соответствующей заданной детали; и получение второй модели детали обусловленной деталью с максимально допустимым износом для заданной детали. Первая модель определяет первый контур неизношенной детали, а вторая модель определяет второй контур заданной детали с максимально допустимым износом. Способ может также включать: создание отстоящего от поверхности ограничивающего контура, первого контура и второго контура; и определение для заданной точки из множества точек, по меньшей мере, первого отклонения между заданной точкой и первым положением на первом контуре; или второго отклонения между заданной точкой и вторым положением на втором контуре. Способ также может включать: определение на основе, по меньшей мере, первого отклонения или второго отклонения степени износа обусловленного данной деталью, при этом первое отклонение и второе отклонение измеряются вдоль линии, проходящей от ограничивающего контура и через заданную точку.

Другим аспектом настоящего изобретения является система, включающая один или несколько процессоров и машиночитаемый носитель, хранящий инструкции, выполнение которых заставляет один или более процессоров выполнять определенные действия. Действия могут включать: получение информации о поверхности детали; и создание, по меньшей мере частично, первой модели детали на основе этой информации. Действия могут также включать: сравнение первой модели со второй моделью, включающей информацию о поверхности неизношенной детали, соответствующей заданной детали; с третьей моделью, включающей информацию о поверхности детали с максимально допустимым износом соответствующим заданной детали; и четвертой моделью, обусловленной ограничивающей поверхностью, по меньше мере, частично охватывающей первую модель, вторую модель и третью модель. Действия могут также включать определение на основе сравнения степени износа, обусловленного заданной деталью.

Другим аспектом настоящего изобретения является машиночитаемый носитель, хранящий инструкции, выполнение которых заставляет один или более процессоров выполнять определенные поэтапные действия. Этапы могут включать получение информации о внешней поверхности изнашиваемой детали. Информация представляет собой множество точек в трехмерной системе координат. Этапы могут также включать: получение первой модели, обусловленной первым трехмерным представлением поверхности неизношенной детали, соответствующей заданной изнашиваемой детали; получение второй модели, обусловленной вторым трехмерным представлением поверхности детали с максимально допустимым износом, соответствующей заданной изнашиваемой детали; причем поверхность детали с максимально допустимым износом соответствует максимально допустимому износу, обусловленному заданной деталью; и получение третьей модели, обусловленной ограничивающим контуром, по меньшей мере, частично охватывающим поверхность заданной неизношенной детали. Этапы могут также включать: определение для отдельных точек из множества точек, по меньшей мере, первого отклонения между первым положением на ограничивающем контуре и отдельной точкой; второго отклонения между первым положением на ограничивающем контуре и вторым положение на поверхности неизношенной детали; или третьего отклонения между первым положением на ограничивающем контуре и третьим положением на поверхности детали с максимально допустимым износом. Второе отклонение и третье отклонение измеряется вдоль направления, идущего от первой точки на ограничивающем контуре и через отдельную точку. Этапы также могут включать определение, по меньшей мере частично, на основании, по меньшей мере, первого отклонения, второго отклонения или третьего отклонения, степени износа заданной детали.

Краткое описание рисунков

На рис. 1 представлено примерное периферийное оборудование для определения степени износа детали в соответствии с вариантами осуществления настоящего изобретения.

На рис. 2 представлены текстовые и графические блок-схемы, описывающие и иллюстрирующие процессы определения степени износа изнашиваемой детали в соответствии с вариантами осуществления настоящего изобретения.

На рис. 3 представлено схематическое изображение иллюстрирующие процессы определения степени износа изнашиваемой детали в соответствии с вариантами осуществления настоящего изобретения.

На рис. 4 представлено схематическое изображение примера пользовательского интерфейса, на котором отображаются степени износа изнашиваемой детали, изображенной на рис. 2, в соответствии с дополнительными вариантами осуществления настоящего изобретения.

На рис. 5 представлен пример вычислительной среды для определения степени износа изнашиваемой детали в соответствии с вариантами осуществления настоящего изобретения.

На рис. 6 представлена блок-схема варианта осуществления способа определения степени износа изнашиваемой детали в соответствии с вариантами осуществления настоящего изобретения.

На рис. 7 представлена примерная блок-схема способа действий после определения степени износа изнашиваемой детали в соответствии с вариантами осуществления настоящего изобретения.

Подробное описание изобретения

Настоящее изобретение в целом относится к способам, системам и оборудованию для определения износа деталей. Хотя конкретные детали, описанные в настоящем документе, могут представлять собой детали машин, например, землеройных машин, машин для земляных работ и т.п., описанные здесь способы применимы к любому количеству деталей, которые со временем изнашиваются, например, из-за абразивного износа, коррозии и тому подобного. По мере возможности на всех рисунках будут использоваться одинаковые номера позиций для обозначения тех же или похожих деталей.

На рис. 1 представлено примерное периферийное оборудование 100 для определения степени износа детали на основе данных от датчика или изображения детали в соответствии с вариантами осуществления настоящего изобретения. Компоненты периферийного оборудования 100 могут взаимодействовать друг с другом, позволяя пользователю, например, водителю машины, производителю работ и т.д., легко определять степень износа детали машины, например, изнашиваемой детали, на основе данных от датчика обусловленного заданной деталью, например, зафиксированной датчиком изображения. Как показано на рисунке, периферийное оборудование 100 содержит: рабочее место или рабочую зону 102 машины, в которой машина 104 выполняет одну или несколько функций, включая, не ограничиваясь, земляные работы или выемку грунта. В рабочей зоне 102 машины также находится пользователь 106, устройство 108 пользователя, связанное с пользователем, и/или датчик 110 изображения, который также связан с пользователем 106 (или управляется им). Рабочая зона 102 машины может представлять собой любое место, в котором находится машина 104 и/или пользователь 106. Например, не ограничиваясь, рабочая зона 102 может представлять собой место производства работ, ремонтную мастерскую, дилерский центр, жилой дом, шахту, карьер, шоссе или дорогу и т.п. Как подробно описано в данном документе, пользователь 106 может фиксировать данные от датчика, например, данные облака точек, представляющие деталь, в рабочей зоне 102 с использованием датчика 110, который может быть встроен в устройство 108 пользователя (хотя в некоторых примерах датчик 110 или устройство формирования изображения могут находиться вне устройства 108 пользователя).

Машина 104 может представлять собой любую машину из множества машин, но обычно представляет собой машину, которая содержит одну или несколько деталей, и которые подвержены износу, например, в результате сил, воздействующих на такие детали в ходе эксплуатации машины 104, и со временем подлежат замене в результате такого износа. Машина 104 представляет собой ковшовый погрузчик, зубья которого крепятся вблизи режущей кромки ковша. Например, на увеличенном виде 112, рядом с изображением машины 104, показана новая деталь 114, которая представляет собой зуб, и изношенная деталь 116, которая лишь похожа на новую деталь 114 после некоторого объема работ, выполненных машиной 104 (и новой деталью 114). Иными словами, изношенная деталь 116 может изображать используемую деталь, которая отображается с помощью датчика 110, тогда как новая деталь 114 изображать деталь «заводского исполнения» или номинальную деталь. Как показано на рис. 1, в качестве машины 104 используется ковшовый погрузчик, а в качестве детали 116 используется зуб орудия для земляных работ, однако возможны и другие примеры. Например, не ограничиваясь, машина 104 может представлять собой рабочую машину, такую как гусеничный трактор, колесный погрузчик, генераторную установку, буровую установку или машину любого другого типа, которая выполняет трудоемкие рабочие операции. В дополнение к изображенным зубьям или вместо них, рабочие машины могут содержать другие детали, которые подвергаются высоким нагрузкам, включая гусеницы, состоящие из отдельных звеньев гусениц, лопасти с кромками для перемещения материалов и/или другие детали, которые со временем изнашиваются по мере эксплуатации машины при производстве определенных видов работ. Другим примером машины 104 может являться промышленная транспортная машина, например, локомотив, самосвал, грузовик, автобус, самолет или другая подобная машина, которая перемещает людей или полезные грузы. В качестве примера, не ограничиваясь, в самолете используются лопатки турбины, выпускные сопла или другие детали, подверженные высоким нагрузкам, которые с течением времени вызывают износ таких деталей и требуют периодической замены. Машина 104 может также представлять собой транспортное средство, например, грузовик или легковой автомобиль. Такие машины также имеют детали, подверженные высоким нагрузкам, например, мосты или шины, которые изнашиваются в ходе эксплуатации и в конечном итоге подлежат замене. В других вариантах осуществления машина 104 может представлять собой рабочее орудие, например, пилу или дрель с одной или несколькими деталями, такими как зубья или сверла, которые изнашиваются в ходе эксплуатации. В этом раскрытии детали машины 104, которые подвергаются нагрузкам, вызывающим износ таких деталей в ходе эксплуатации, называются «изнашиваемыми деталями». Описанные здесь методы позволяют определять износ таких изнашиваемых деталей.

Пользователь 106 может быть любым физическим или юридическим лицом, владеющим машиной 104. В качестве примера, не ограничиваясь, пользователь 106 может являться владельцем, оператором, техником, специалистом по ремонту, представителем службы поддержки клиентов, дилером или любым другим лицом, имеющим отношение к машине 104. Как отмечалось выше и более подробно разъясняется в настоящем документе, пользователь 106 может управлять датчиком 110 для фиксации данных от датчика по изнашиваемым деталям, например, по изношенной детали 116. В примерах, датчик 110 может представлять собой трехмерную камеру или датчик расстояния, включая, не ограничиваясь, радиолокационный датчик, датчик LiDAR и т.п. В качестве примера, не ограничиваясь, датчик 110 может представлять собой датчик времени прохождения, способный генерировать толщину слоя, обусловленную каждым зафиксированным пикселем. В примерах, датчик 110 может устанавливаться, например, вместе со станцией фиксации изображения, а изношенная деталь 116 может размещаться относительно датчика 110 для обнаружения и/или фиксации изображения. В других вариантах осуществления, датчик 110 может управляться пользователем 106 для фиксации данных от датчика и/или данных изображения об изношенной детали 116, например, изношенной детали, установленной на машине 104. В качестве примера, не ограничиваясь, датчик 110 может представлять собой ручное или иным образом перемещаемое устройство формирования изображения или датчик, а пользователь 106 может размещать датчик 110, например, в рабочей зоне 102, чтобы фиксировать изображения изношенной детали 116.

Устройство 108 пользователя может представлять собой мобильное устройство, переносимое пользователем 106 или иным образом доступное для него в рабочей зоне 102. В вариантах осуществления, устройство 108 пользователя может быть выполнено как смартфон, мобильный телефон, планшетный компьютер, карманный персональный компьютер, сетевая камера или датчик или другое вычислительное устройство. Кроме того, как описано в настоящем документе, устройство 108 пользователя может иметь функцию определения степени износа изношенной детали 116, например, по сравнению с новой деталью 114. В качестве примера, не ограничиваясь, устройство 108 пользователя может принимать данные от датчика, например, данные облака точек, сгенерированные датчиком 110. В некоторых примерах, функциональные возможности датчика 110 и устройства 108 пользователя могут быть интегрированы в одном устройстве, например, устройство 108 пользователя может иметь встроенный датчик 110. В других примерах, устройство 108 пользователя может получать данные от датчика 110, например, по физическому каналу, беспроводному каналу и/или сети 118.

Как также показано на рис. 1, периферийное оборудование 100 может содержать одну или несколько систем 120 обработки данных и одно или несколько дилерских вычислительных устройств 122. Как показано на рисунке, система (ы) 120 обработки данных и дилерское вычислительное (ые) устройство (а) 122 выполняются способными осуществлять связь по сети (ям) 118 с одной или несколькими машинами 104, устройством 108 пользователя и/или датчиком 110. Хотя система (ы) 120 обработки данных и дилерские вычислительные устройства 120 показаны отдельно друг от друга и от машины 104, устройство 108 пользователя и датчик 110, однако в некоторых примерах функции одного или нескольких из этих компонентов могут выполняться на меньшем количестве устройств. В качестве примера, не ограничиваясь, пользовательское устройство 108 может иметь некоторые или все функции систем (ы) 120 обработки данных. Более того, функции, описанные в данном документе и приписываемые одному или нескольким показанным компонентам, могут дополнительно выполняться одним другим или несколькими компонентами и/или совершенно другими компонентами.

Система(ы) 120 обработки данных, как правило, предназначена для приема данных от датчика, генерированных датчиком 110 изношенной детали 116, и определения ее степени износа. В контексте данного документа термин «степень износа» может относиться к любой количественной оценке износа детали. Например, показателем степени износа может быть износ в процентах, например, относительно новой детали, например, новой детали 114, и/или относительно использованной или «изношенной» детали, что может соответствовать максимально допустимому износу до ожидаемой поломки или какого-либо другого предела износа. Степень износа может также, или в соответствии с другим вариантом, измеряться как отклонение, например, соответствующее отклонению, обусловленному износом, как подробно описано далее. Как показано на рис. 1, система (ы) 120 обработки данных может включать компонент 124 для определения износа, одну или несколько моделей 126 детали и компонент 128 для определения ограничивающей поверхности.

В примерах, компонент 124 для определения износа может получать данные от датчика, например, зафиксированные датчиком 110, и сравнивать данные от датчика с моделью(ями) 126 детали. Например, компонент для определения износа может принимать данные от облака точек, включающие ряд точек, обусловленных толщиной слоя, зафиксированных датчиком 110, например, когда датчик представляет собой датчик расстояния. Компонент 124 для определения износа способен определять позиции по осям координат в соответствии с толщиной слоя. В качестве примера, не ограничиваясь, компонент 124 для определения износа способен определять позиции, обусловленные измеренной толщиной слоя в трехмерной (например, x, y, z) системе координат. Например, измеренная толщина слоя может быть обусловлена поверхностью изношенной детали 114, а в некоторых вариантах осуществления компонент 124 определения износа может генерировать трехмерную модель измеренной изношенной детали 114 и ориентировать модель в системе координат.

Компонент 124 для определения износа также может выполняться для согласования данных от датчика с моделью(ями) 126 детали. В примерах, описанных в данном документе, модель (и) 126 детали может представлять собой одну или несколько моделей новой детали, например, модель новой детали 114 и/или модель детали с максимально допустимым износом. Как подробно описано в данном документе, новая модель детали может иметь координаты поверхности по существу новой детали и/или детали в пределах технических норм, обусловленной новой деталью 114. Модель детали с максимально допустимым износом может включать в себя координаты поверхности, например, точки на поверхности, обусловленные максимально изношенной деталью. Например, модель детали с максимально допустимым износом может описывать внешний контур, обусловленный деталью, которая находится на грани поломки или по иным причинам неизбежно выйдет из строя. В других примерах модель (и) 126 детали может включать одну или несколько дополнительных моделей, обусловленных другими стадиями износа изнашиваемой детали. В качестве примера, не ограничиваясь, модель детали может описывать поверхности, соответствующие другим степеням износа, включая, не ограничиваясь, конфигурации, обусловленные изнашиваемой деталью, оставшийся срок службы которой составляет 10% (то есть деталь изношена на 90%), и т.п. В примерах, описанных в данном документе, когда измеренные точки на изношенной детали 116 соответствуют точкам на модели с максимально допустимым износом, изношенная деталь 116 подлежит замене. Как подробно описано далее, выбор модели детали с максимально допустимым износом может диктовать, время заменены детали и, таким образом, выбор модели детали с максимально допустимым износом может основываться, по меньшей мере, частично на заданном условии, которое предполагает ее замену.

Компонент 124 определения износа может сравнивать данные от датчика, например, позицию измеренных точек на поверхности измеряемой изношенной детали 116 с моделью(ями) 126 детали. В некоторых вариантах осуществления, система (ы) 120 обработки данных может согласовывать данные от датчика, представляющие собой измеренную изношенную деталь 116, например, точки, созданные датчиком 110, для одной или нескольких моделей 126 детали для определения отклонений между измеренными точками и позициями или положениями на модели (ях) детали 126. В одном примере, степень износа может выражаться процентом, соответствующим отношению первого отклонения между положением на модели новой детали и измеренным положением (например, на изношенной детали 116) и коллинеарным вторым отклонением между положением на модели новой детали и положением на модели использованной детали.

В соответствии с вариантами осуществления настоящего изобретения, компонент 128 для определения ограничивающей поверхности может генерировать, принимать или иным образом осуществлять доступ к ограничивающей поверхности или ограничивающему контуру. Как подробно описано далее, ограничивающая поверхность или контур могут представлять собой модель, подобной модели (ям) 126 детали, используемой компонентом 124 для определения степени износа. В примерах, компонент 128 для определения ограничивающей поверхности может генерировать или выбирать ограничивающую поверхность, модель или контур, которые, по меньшей мере, частично охватывают площадь, например, большую, чем модель (и) 126 детали и/или измеренная изношенная деталь 116. Как описано в настоящем документе, ограничивающая поверхность, заданная компонентом 128 для определения ограничивающей поверхности, может формировать ориентации, вдоль которых измеряются отклонения для определения износа. В качестве примера, не ограничиваясь, ограничивающий контур может служить в качестве дополнительной модели, которая может быть совмещена компонентом 124 для определения износа с моделью(ями) 126 детали и измеренными точками изношенной детали 116 (или моделью изношенной детали 116 на основе измеренных точек). В некоторых вариантах осуществления, линии, которые перпендикулярны ограничивающей поверхности, могут служить направлениями, вдоль которых могут быть измерены отклонения, например, отклонения между измеренной точкой и одной или несколькими точками на модели(ях) 126 детали. Таким образом, ограничивающая поверхность может служить для ориентации направлений измерения. В соответствии с вариантами осуществления, описанными в данном документе, ориентация направлений может, таким образом, дать более точные результаты по сравнению с обычными моделями. Например, некоторые традиционные модели способны измерять расстояние между измеренной точкой и ближайшей точкой на модели детали. Однако такие способы могут привести к неточному расчету износа, что может привести к сверхнормативному использованию деталей, например, приводить к поломкам, и/или неполному использованию деталей, тем самым увеличивая затраты.

В зависимости от конфигурации периферийного оборудования 100, система (ы) 120 обработки данных может иметь разные задачи или разные степени участия в реализации раскрытых методов. В вариантах осуществления, например, периферийное оборудование 100 может быть сконфигурировано как серверная среда или облачная среда, которые выполняют раскрытые способы определения износа как часть услуги сети (ей) 118. В такой серверной или облачной среде система (ы) 120 для обработки данных (например, сервер или облако) может получать данные от датчика 110 и/или от устройства 108 пользователя (которое может получать данные от датчика 110). В этом примере, система (ы) 120 для обработки данных может затем обрабатывать данные от датчиков для определения степени износа деталей и возвращать результаты обработки на устройство 108 пользователя по сети (ям) 118. Таким образом, в серверной или облачной среде система (ы) 120 для обработки данных может выполнять основную часть вычислительных этапов, в то время как устройство 108 пользователя может функционировать как портал (например, через приложение или браузер), который предоставляет пользователю 106 доступ к услугам системы (ем) 120 для обработки данных по сети (ям) 118. В некоторых примерах, как подробно описано далее, устройство 108 пользователя может, например, загрузить программное приложение, которое позволит пользователю 106 получить доступ к системе (ам) 120 для обработки данных и/или работать с данными, полученными от системы (ем) 120 для обработки данных.

Периферийное оборудование 100 также содержит вычислительное (ые) устройство (а) 122 дилера, которое может представлять собой одну или несколько вычислительных систем, соединенных с оборудованием дилера, который продает или сдает в аренду машину 104 и/или детали для машины 104, включая новую деталь 114. В некоторых вариантах осуществления, дилер может взаимодействовать с пользователем 106. Например, пользователь 106 может быть покупателем или потенциальным покупателем и/или каким-либо другим лицом, заинтересованным в сведениях о состояния машины 104. В некоторых вариантах осуществления, дилеру необходимо знать, когда изнашиваемая деталь машины 104, например показанный зуб, износится настолько, что ему будет необходимо осмотреть или обслужить машину 104 и/или предоставить запасные части или услуги для машины 104. Как и другие элементы периферийного оборудования 100, вычислительное(ые) устройство (а) 122 дилера может содержать любое количество или комбинацию вычислительных элементов, обеспечивающих связь, хранение и обработку для выполнения раскрытых способов. Помимо прочего, вычислительное (ые) устройство (а) 122 дилера может содержать устройство 130 по обработке заказов, которое способно осуществлять автоматический заказ запасной части, например, новой детали 114, и/или заказ на проведение планового технического обслуживания машины 104, в ответ на определение системы (ем) 120 для обработки данных, что изнашиваемая деталь изношена до некоторого порогового значения. В некоторых примерах, по меньшей мере, вычислительное(ые) устройство (а) 122 дилера может также содержать систему(ы) 120 для обработки данных. Например, вычислительное(ые) устройство (а) 122 дилера может осуществлять централизованный мониторинг услуг, способное определять износ деталей, а также, в ответ на такое определение износ, предпринимать некоторые действия, включая предоставление запасных частей. В некоторых примерах, по меньшей мере, вычислительное(ые) устройство (а) 122 дилера может получать уведомления, например, электронные письма или текстовые сообщения, от других компонентов периферийного оборудования, например, системы (ем) 120 для обработки данных и/или устройства 108 пользователя, указывающие на то, что изнашиваемая деталь машины достаточно изношена, например, что степень износа соответствует или превышает пороговую степень износа. В ответ на такие уведомления, вычислительное (ые) устройство (а) 122 дилера может, например, с помощью устройства 130 по обработке заказов, подобрать подходящую запасную часть и организовать поставку запасной части пользователю 106 в рабочую зону 102. В других вариантах осуществления, вычислительное (ые) устройство (а) 122 дилера может отправить другие инструкции на устройство 108 пользователя, например, проинструктировать пользователя действиях, которые следует предпринять в ответ на достижение определенной степени износа. Такие инструкции могут заключаться в том, чтобы пользователь 106 предоставил машину 104 для осмотра, обслуживания и т.п. и/или организовал консультацию технического специалиста дилера в рабочей зоне 102 машины. Вычислительное(ые) устройство (а) 122 дилера также может подсказать пользователю, например, сообщением или другим вариантом передачи информации на устройство 108 пользователя, о необходимости заказа запасной части.

На рис. 1, представлена сеть (и) 118, которая может представлять собой любую комбинацию сетей электронной связи, способных осуществлять передачу данных между узлами, подключенными к сети (ям) 118. Например, не ограничиваясь, сеть (и) 118 может представлять собой Интернет, Ethernet, локальную сеть, глобальную сеть, персональную сеть, сотовую сеть, телефонную сеть или любую их комбинацию. В некоторых вариантах осуществления, по меньшей мере, сеть (и) 118 может представлять собой мобильную сеть и связанную с ней инфраструктуру, предназначенную для подключения к Интернету устройства 108 пользователя, например, сеть связи 2G, 3G, 4G, 5G и/или LTE.

На рис. 2 представлены текстовые и графические блок-схемы, которые описывают и иллюстрируют способы согласно настоящему изобретению. В частности на рис. 2 представлено описание и рисунки способа 200 для определения степени износа для изнашиваемой детали, например, изношенной детали 116, показанной в увеличенном виде 112 и изображенной на рис. 1. Например, способ 200, описанный и проиллюстрированный на рис. 2, может быть полностью или частично реализован компонентами периферийного оборудования 100, содержащего устройство 108 пользователя, датчик 110 и/или систему (ы) 120 для обработки данных, изображенную на рис. 1. Однако способы, показанные на рис. 2, не ограничиваются использованием этих компонентов, и эти компоненты не ограничиваются использованием способов, описанных и проиллюстрированных на рис. 2.

На этапе 202 способ 200 включает получение данных от датчика для изнашиваемой детали. Так в примере описанного выше периферийного оборудования 100, изображенного на рис. 1, пользователь 106 может использовать датчик 110 для генерирования данных от датчика, обусловленных изнашиваемой деталью, например, изношенной деталью 116. Как показано в примере 204, соответствующим этапу 202, данные от датчика могут указывать на поверхность 206 детали, например, изношенной детали 116. Для ясности изношенная деталь 116 показана в профиль, т.е. как двухмерное представление изношенной детали 116. Однако, хотя она и показана в двумерной системе координат, способы, описанные в связи с рис. 2, в равной степени применимы к альтернативным системам координат, включая, не ограничиваясь, трехмерные системы координат. Специалисту очевидно, что данные от датчика, например, полученные датчиком 110, могут представлять собой множество измеренных точек, из которых первая измеренная точка 208а, вторая измеренная точка 208b, третья измеренная точка 208с, четвертая измеренная точка 208d, и пятая измеренная точка 208e (вместе именуемые «измеренные точки 208») показаны в примере 204. В примерах, измеренные точки 208 могут представлять собой облако точек или другой набор измерений толщины слоя или положения, генерированных датчиком 110. Хотя дополнительные поверхности, обусловленные изношенной деталью 116, также показаны в примере 204, специалистам в данной области техники очевидно, что данные от датчика по детали могут включать только измеренные точки 208, описывающие поверхность 206. Дополнительные поверхности показаны в примере 204 для справки и для иллюстрации контура изношенной детали 116. В качестве примера, не ограничиваясь, можно ожидать, что поверхности, противоположные измеряемой поверхности 206, например, посадочные поверхности изнашиваемой детали 116, будут подвергаться минимальному износу и, следовательно, не будут считываться датчиком в вариантах осуществления, описанных в настоящем документе.

На этапе 210 способ 200 включает получение одной или нескольких моделей детали. Например, модели детали могут представлять собой новую модель детали, изношенную модель детали или модель детали с максимально допустимым износом. Новая модель детали может быть обусловлена новой или неиспользованной деталью, например, новой деталью 114. Модель изношенной детали или модель детали с максимально допустимым износом может соответствовать минимально допустимой поверхности, обусловленной изношенной деталью 114. В примере 212 этапа 210 представлена модель 214 новой детали и модель 216 детали с максимально допустимым износом. Как и в случае с примером 204, модель 214 новой детали и модель 216 детали с максимально допустимым износом для ясности показана как двумерная модель. Однако следует понимать, в вариантах осуществления настоящего изобретения, что новая модель 214 детали и модель 216 детали с максимально допустимым износом могут выполняться как трехмерные модели. Каждая модель 214 новой детали и модель 216 детали с максимально допустимым износом обычно описывает поверхности или контуры поверхностей, обусловленные одной и той же деталью, но в разные периоды срока полезной службы деталей. Например, новая модель 214 детали обычно соответствует совершенно новой детали или детали в пределах технических норм. Например, поверхности, обусловленные новой моделью детали или определяемые ею, могут быть получены из технической спецификации и/или визуализаций детали. Напротив, модель 216 детали с максимально допустимым износом обычно описывает контуры соответствующей изношенной детали. В вариантах осуществления, модель 216 детали с максимально допустимым износом может описывать использованную или полностью изношенную деталь, например, описывая контур или поверхность детали, которая, как ожидается, выйдет из строя в ближайшее время. В других вариантах осуществления, модель 216 детали с максимально допустимым износом может соответствовать какому-то другому контуру с какой-то другой степенью износа исходной детали. В качестве примера, не ограничиваясь, модель 216 детали с максимально допустимым износом может быть выполнена пользователем 106 или другим лицом, обслуживающим машину 104, для создания контура, который соответствует окончанию периоду срока полезной службы детали. В упрощенном примере, новая модель 214 детали может соответствовать запасной детали из комплекта индивидуального ЗИП, тогда как модель 216 детали с максимально допустимым износом может соответствовать детали, которая, как ожидается, скоро выйдет из строя и поэтому подлежит немедленной замене. В некоторых примерах, новая модель 214 детали может соответствовать производственным спецификациям или описанию новой детали в пределах технических норм, например, новой детали 114. Напротив, модель 216 детали с максимально допустимым износом, может соответствовать контуру, на котором каждая точка на поверхности, контактирующей с землей, например, снаружи, не должна подвергаться дальнейшему износу.

На этапе 218 способ 200 может включать создание ограничивающей модели. Как подробно описано далее, варианты осуществления настоящего изобретения позволяют использовать ограничивающую модель для определения ориентаций и/или направлений, вдоль которых можно измерять износ. В примере 220 этапа 218 схематически изображен ряд репрезентативных ограничивающих моделей. Более конкретно, в примере 220 представлена первая ограничивающая модель 222a, вторая ограничивающая модель 220b и третья ограничивающая модель 222c. В совокупности первая ограничивающая модель 222a, вторая ограничивающая модель 222b и третья ограничивающая модель 222c называются здесь ограничивающими моделями 222. Как правило, ограничивающие модели 222 представляют собой поверхности, которые, по меньшей мере, частично охватывают модели детали, например, модель 214 новой детали и модель 216 детали с максимально допустимым износом, а также измеренную поверхность 206 изношенной детали 116. В вариантах осуществления, ограничивающие поверхности 222 зависят от типа измеряемой детали, ожидаемых следов износа, обусловленных измеряемой деталью, и/или других факторов.

На этапе 224 способ 200 включает определение износа путем сравнения данных детали с моделями детали с использованием ограничивающей модели. В примере 226 этапа 224 показаны способы определения степени износа с использованием полученных данных, модели (ей) детали и ограничивающих моделей. Как показано в примере 226, этап 224 может содержать выравнивание модели 214 новой детали, модели 216 детали с максимально допустимым износом, поверхности 206 изношенной детали 116 и ограничивающей модели 222. Например, такое выравнивание может быть выполнено с использованием общего элемента моделей, например, монтажного отверстия, монтажной поверхности и т.п. В примере 226 используется первая ограничивающая модель 222a, а в примере 226 конкретно демонстрируется определение степени износа, обусловленного третьей измеренной точкой 208c на поверхности 206. Как описано выше, третья измеренная точка 208c имеет известную толщину слоя, т.е. измеренную датчиком 110, и толщину слоя, обусловленную третьей измеренной точкой 208c, расположенной в системе координат. Положения, включая положение 228 вдоль новой модели 214 детали, положения, включая положение 230 на модели 216 детали с максимально допустимым износом, и положения, включая положение 232 на ограничивающей модели 222а, также могут определяться в системе координат. В примере 226 линия 234 проходит от положения 232 на ограничивающей модели 222a до положения 230 на модели детали с максимально допустимым износом. В этом примере, линия 234 перпендикулярна или находится под прямым углом к ограничивающей модели 222a в положении 232.

В некоторых примерах, степень износа, обусловленная третьей измеренной точкой 208с, может основываться, по меньшей мере частично, на отклонениях между третьей измеренной точкой 208с и одним или обеими положениями 228 на модели 214 новой детали и/или положением 230 на модели 216 детали с максимально допустимым износом. Так, в примере 226 показано первое отклонение d1 как отклонение между положением 228 на модели 214 новой детали и измеренной точкой 208с, а второе отклонение d2 показано как отклонение между измеренной точкой 208с и положением 230 на модели 216 детали с максимально допустимым износом. В вариантах осуществления, степень износа, обусловленная третьей измеренной точкой 208c, может представлять собой отношение первого отклонения d1 к суммарному отклонению d1 плюс d2. Это отношение может соответствовать проценту износа детали, поскольку оно представляет собой отношение изношенного материала (в третьей измеренной точке 208с) к суммарному материалу. Специалисту очевидно, поскольку сумма d1 и d2 постоянна, а модель 214 новой детали и модель 216 детали с максимально допустимым износом являются постоянными моделями с заранее заданным уровнем, то при относительно меньшем d1 и процент износа будет относительно меньшим, т.е. будет изношена меньшая часть детали, а при относительно большем d1 и процент износа будет относительно выше, т.е. будет изношена большая часть детали. Также рассматриваются и другие показатели степени износа. Например, в других вариантах осуществления, отношение d2 к сумме d1 и d2 может представлять собой процент детали (в измеренной точке 208c), которая остается целой. В дополнительных вариантах осуществления, степень износа может представлять собой другую количественную оценку, обусловленную (или определяемую) отклонениями d1, d2. Например, доля оставшейся (или изношенной) детали может быть обусловлена временем непрерывного использования детали. Например, срок службы изнашиваемой детали может измеряться в часах, а процент оставшегося срока службы детали (например, отношение d2 к d1 плюс d2) может быть выражен через оставшееся количество часов ожидаемого использования детали 116. Хотя примеры, описанные в данном документе, могут рассматривать отношение как способ определения степени износа, однако возможно использование и других способов. Например, эмпирические данные, относящиеся к определенным изнашиваемым деталям, могут давать информацию о характеристике износа или других следах износа, а одно или оба отклонения d1, d2 могут использоваться для определения процента износа или другого показателя степени износа на основе таких эмпирических данных. Хотя в некоторых примерах, изображенных на рис. 2 используется как модель 214 новой детали, так и модель 216 детали с максимально допустимым износом, однако в других вариантах осуществления может использоваться только одна из этих моделей. В качестве примера, не ограничиваясь, степень износа может быть определена как отклонение от измеренной точки до одной новой точки 228 или до точки 230 с максимально допустимым износом. Например, когда известно отклонение от новой точки 228 до точки 230 с максимально допустимым износом, то можно определить процент износа, используя только одно из значений d1 или d2.

В примере 226 ориентация линии 234 основана на характеристиках ограничивающей модели 222а. Так, в некоторых примерах линия 234 находится под прямым углом к ограничивающей модели 222a в точке 232. В вариантах осуществления, ограничивающая модель может выбираться на основе ожидаемых следов износа детали. В качестве примера, не ограничиваясь, ограничивающая модель 222 может выбираться для ориентации линий, например, линии 234, таким образом, чтобы наилучшим образом отражать износ детали, как описано далее в данном документе.

На рис. 3 представлен дополнительный пример определения степени износа, аналогичный примеру 226 этапа 224. В частности на рис. 3 показано моделирование 300 выравнивания измеренной поверхности 302 изнашиваемой детали: относительно новой модели 304 детали, которая может представлять собой новую модель 214 детали; относительно модели 306 детали с максимально допустимым износом, которая может представлять собой модель 216 детали с максимально допустимым износом; и относительно ограничивающей модели 308. Как уже отмечалось, моделирование 300 очень похоже на моделирование в примере 226, изображенном на рис. 2. Однако в ходе моделирования 300 ограничивающая модель 308 может иметь другой профиль. В некоторых примерах, ограничивающая модель 308 может быть аналогична третьей ограничивающей модели 222c как в примере 220, изображенном на рис. 2. Как показано на рис. 2, на рис. 3 деталь показана в двух измерениях для ясности и простоты объяснения, но в некоторых вариантах осуществления каждая из измеряемых поверхностей 302, новая модель 304 детали, модель 306 детали с максимально допустимым износом и/или ограничивающая модель 308 могут быть трехмерными.

Как дополнительно показано на рис. 3, первая измеренная точка 310a, вторая измеренная точка 310b, третья измеренная точка 310c и четвертая измеренная точка 310d (в совокупности измеренные точки 310) являются примерными точками на измеренной поверхности 302. Измеренные точки 310 могут соответствовать данным от датчика 110, обнаруживающего изношенную деталь 116 и/или могут соответствовать точкам на поверхности модели, созданным исходя из данных датчика. Отклонение между каждой из измеренных точек 310 и соответствующей точкой на внешней поверхности модели 306 детали с максимально допустимым износом может представлять собой оставшуюся толщину слоя используемой детали (например, изношенной детали 116) вблизи измеренной точки. Например, на рис. 3, также показана первая точка 312a с максимально допустимым износом, вторая точка 312b с максимально допустимым износом, третья точка 312c с максимально допустимым износом и четвертая точка 312d с максимально допустимым износом (в совокупности точки 312 с максимально допустимым износом), соответствующие измеренным точкам 310. Как также показано на рис. 3, отклонение между каждой из измеренных точек 310 и соответствующей точкой на внешней поверхности модели 304 новой детали с максимально допустимым износом может представлять собой долю материала, который подвергся истиранию, разрушению, износу, или иному удалению с новой детали. Например, на рис. 3 также представлена первая новая точка 314а, вторая новая точка 314b, третья новая точка 314с и четвертая новая точка 314d (в совокупности новые точки 314), соответствующие измеренным точкам 310. Конечно, измеренные точки 310, точки 312 с максимально допустимым износом и новые точки 314 приведены только для примера. В вариантах осуществления, каждая измеренная точка 310 будет иметь соответствующую точку 312 с максимально допустимым износом и соответствующую новую точку 314, где связанные измеренные точки 310, точки 312 с максимально допустимым износом и новые точки 314 лежат на одной прямой, как описано в данном документе.

Как также описано в данном документе, соответствие точек определяется, по меньшей мере частично, на основе ограничивающей модели 308. В частности, ограничивающая модель 308 может давать сведения об ориентации линий, проходящих через измеренные точки 310, которые, в свою очередь, определяют точки 312 с максимально допустимым износом и новые точки 314, которые следует учитывать при определении степени износа. В примере, первая ограничивающая точка 316a, вторая ограничивающая точка 316b, третья ограничивающая точка 316c и четвертая ограничивающая точка 316d (в совокупности ограничивающие точки 316) показаны на ограничивающей модели 308. Первая линия 318а проходит от первой ограничивающей точки 316а через первую измеренную точку 310а, вторая линия 318b проходит от второй ограничивающей точки 316b через вторую измеренную точку 310b, третья линия 318с проходит от третьей ограничивающей точки 316с через третью измеренную точку 310c, а четвертая линия 318d проходит от четвертой ограничивающей точки 318d через четвертую измеренную точку 310d. В совокупности первая линия 318а, вторая линия 318b, третья линия 318с и четвертая линия 318d могут называться линиями 318. В показанном примере, каждая из линий 318 проходит под прямым углом к ограничивающей поверхности, заданной ограничивающей моделью 308. В некоторых примерах, способами, описанными в настоящем документе, можно определять положения (например, положения точек) вдоль линий 318 и сопоставлять эти положения с измеренными точками 310 для определения соответствия измеренных точек 310 ограничивающим точкам 316. Точки 312 с максимально допустимым износом и новые точки 314 могут быть определены аналогичным образом в результате идентификации точек на модели 306 с максимально допустимым износом и новой модели 304 детали, которые лежат на линиях 318 соответственно. Хотя в этом примере каждая из линий 318 перпендикулярна или проходит под прямым углом к ограничивающей модели 308, однако в других вариантах осуществления линии 318 могут быть ориентированы иначе. В качестве примера, не ограничиваясь, линии 318 могут быть наклонены под некоторым углом относительно ограничивающей поверхности, определяемым ограничивающей моделью 308, и отличным от 90 градусов.

Как отмечено здесь, ограничивающая модель 308 может осуществить ориентацию каждой из линий 318 для более точной оценки износа детали. Например, в некоторых способах могут использоваться модели, например, модель 304 новой детали и/или модель 306 с максимально допустимым износом, для определения степени износа, однако такие модели способны рассчитывать только отклонение износа (например, отклонение от одной из измеренных точек 302 до точек на новой модели 304 детали) как отклонение между соответствующей одной из измеренных точек 310 и ближайшей точкой на новой модели 308 детали. Рассмотрим, например, третью измеренную точку 310с. Как показано на рис. 3 отклонение износа может представлять собой отклонение между третьей точкой 314с на модели 304 новой детали, например, вдоль третьей линии 318с. Однако в примерах, в которых не используется ограничивающая модель 308, измеренная точка находится ближе к некоторым другим точкам на новой модели 304 детали, чем к третьей новой точке 314с. В качестве примера, не ограничиваясь, третья измеренная точка 310с находится ближе ко второй новой точке 314b, чем к третьей новой точке 314с. Другие способы, использующие «ближайшую» точку для определения износа, будут давать гораздо более низкое значение износа, чем настоящие способы, которые используют ограничивающую модель 308 для ориентации направления линии 318c и, таким образом, определяют третью новую точку 314c и третью точку 312с с максимально допустимым износом в качестве точек измерения износа.

Кроме того, в результате идентификации профиля и/или контура ограничивающей модели 308 может быть получен другой результат. Для некоторых примерах желательно, чтобы любая линия, проходящая под прямым углом к ограничивающей модели, проходила через каждую из измеряемых поверхностей 302, новую модель 304 и модель 306 с максимально допустимым износом. Для этого, ограничивающая модель 308 может иметь по существу тот же профиль, что и модель 306 с максимально допустимым износом. Конечно, и как обсуждалось здесь, могут быть использованы другие рассмотренные профили, включая полусферы и/или другие вогнутые профили.

Как показано выше на рис. 2, степень износа детали может быть основана на отклонениях по линиям 318. Так, в показанном примере степень износа для первой измеренной точки 310а может основываться, по меньшей мере, частично на одном или нескольких отклонениях между первой измеренной точкой 310а и первой новой точкой 314а, между первой измеренной точкой 310а и первой точкой 312а с максимально допустимым износом и/или между первой новой точкой 314а и первой точкой 312а с максимально допустимым износом. Например, на рис. 3 представлена таблица 320 степени износа, в которой наглядно отображены степени или значения износа, обусловленные каждой из измеренных точек. В таблице степень износа количественно определена как процент износа (% износа), который может представлять собой число (в процентах) (1)-го отношения отклонения от одной из измеренных точек 310 до соответствующей одной из новых точек 316 до (2)-го отклонения от соответствующей одной из новых точек 316 до соответствующей одной из точек 312 с максимально допустимым износом. Используя в качестве примера первую измеренную точку 310а, отклонение от первой измеренной точки до первой новой точки 314а может составлять около 55% отклонения от первой новой точки 314а до первой точки 312а с максимально допустимым износом. Таким образом, как показано в таблице 320, степень износа, обусловленная первой измеренной точкой 310а, может составлять 55%. Точно так же износ во второй измеренной точке 310b может быть количественно определен примерно в 65% (то есть отклонение между второй измеренной точкой 310b и второй новой точкой 314b составляет примерно 65% отклонения от второй новой точки 314b до второй точки 312b с максимально допустимым износом), износ в третьей измеренной точке 310c может быть количественно определен примерно в 85% (например, как отклонение между третьей измеренной точкой 310c и третьей новой точкой 314c составляет примерно 85% отклонения от третьей новой точки 314c до третьей точки 312c с максимально допустимым износом), а износ в четвертой измеренной точке может быть количественно определен примерно в 45% (например, как отклонение между четвертой измеренной точкой 310d и четвертой новой точкой 314d составляет примерно 45% отклонения от четвертой точки. новую точку 314d до четвертой точки 312d с максимально допустимым износом). Четыре измеренные точки 310 приведены только для иллюстрации, а таблице 320 степени износа может содержать любое количество точек, включая дополнительные и/или другие точки на измеренной поверхности 302. Более того, несмотря на то, что здесь они называются «измеренными точками», в некоторых примерах точками могут быть любые точки на измеряемой поверхности 302, измеренные непосредственно, экстраполированные или иным образом полученные из данных датчика.

Кроме того, хотя в таблице 320 степени износа представлен износ в процентах износа, таблица 320 может включать дополнительные или альтернативные показатели. Например, обратной величиной показанного процента является «процент оставшейся части» или аналогичный показатель. В других примерах таблица 320 степени износа может содержать показатели, отличные от процентов. В качестве примера, не ограничиваясь, степень износа может быть выражена как толщина (например, в миллиметрах, сантиметрах, дюймах и т.п.) снятого материала (например, длина обусловленная отклонением от отдельных измеренных точек 310 до соответствующей одной из новых точек 314) или оставшегося материала (например, длина обусловленная отклонением от отдельных измеренных точек 310 до соответствующей одной из точек 312 с максимально допустимым износом). В некоторых примерах показатели, отличные от процента износа, могут представлять особый интерес и/или интуитивно могут быть более понятными для некоторых водителей машин и/или технических специалистов. Например, таблица 320 степени износа показывает относительно широкий диапазон процентов износа, например, от 45% до 85%, тогда как толщина материала в каждой из измеренных точек 310 (например, измеренная по модели 306 с максимально допустимым износом) относительно однородна. Иными словами, используя конкретную точку на рис. 3, отклонение от третьей измеренной точки 310c до третьей точки 312c с максимально допустимым износом очень близко к отклонению между четвертой измеренной точкой 312d и четвертой точкой 312d с максимально допустимым износом, несмотря на процент износа, равный 85% и 45% соответственно. В этом примере износ вдоль третьей линии 318с происходит быстрее, чем износ вдоль четвертой линии 318d, что вызывает несоответствие в процентах износа. Однако технический специалист может быть более заинтересован в том, чтобы знать толщину оставшегося материала, а не проценты. В других дополнительных примерах таблица 320 степени износа в соответствии с другим вариантом может также содержать расчетный срок службы детали. Например, изнашиваемая деталь может иметь расчетный срок службы детали, который измеряется в часах. В некоторых вариантах осуществления, процент износа может соответствовать оставшемуся сроку службы детали. Например, предположим, что срок службы рассматриваемой детали составляет 100 часов. В этом примере 85-процентный износ, обусловленный третьей измеренной точкой 310с, может указывать на то, что до замены детали осталось 15 часов. В других примерах оставшийся срок службы может быть иначе определен на точечной основе. Например, эмпирические исследования изношенных деталей можно использовать для разработки справочной таблицы или другой базы данных, которая связывает срок службы детали, например, оставшийся срок службы детали, с одним или несколькими параметрами: отклонением, остаточной толщиной детали и/или процентом износа, например, как определено способами, показанными на рис. 3. Такие расчеты могут также учитывать условия, включая, не ограничиваясь, выполняемую задачу, состав материала или другие условия, вызывающие износ, показатели, связанные с пользователем 106 (например, когда пользователь является водителем машины 104) или другую информацию, влияющую на износ детали.

Описанные здесь способы могут включать предоставление информации об износе, в соответствии с вариантами осуществления, описанными в соответствии с рис. 2 и/или рис. 3, пользователю, например, пользователю 106. В качестве примера, не ограничиваясь, система (ы) 120 для обработки данных может посылать сигналы, например, включающие в себя информацию о степени (ях) износа, на устройство 108 пользователя для предоставления пользователю 106 информации о изнашиваемых деталях машины 104. Например, на рис. 4 показана система 400 отображения данных о состоянии изнашиваемой детали. Система 400 отображения данных показана как устройство 108 пользователя, например, для просмотра пользователем 106. Система 400 отображения данных может иметь один или несколько элементов пользовательского интерфейса, позволяющих пользователю 106 предоставлять или контролировать информацию о состоянии изнашиваемых деталей, например, изношенной детали 116, например зуба орудия для земляных работ. Система 400 отображения данных может содержать окно 402 идентификации детали, отображающую рассматриваемую деталь, например, подвергаемую анализу. В примере, в окне 402 идентификации детали содержится как визуальное представление детали, например, цифровое изображение новой детали (которой может быть новая деталь 114), соответствующая измеряемой детали (изношенной детали 116), так и текстовое описание детали, например, текст «зуб ковша». В других примерах, в окне 402 идентификации детали может находиться альтернативная или дополнительная информация. Например, не ограничиваясь, в окне 402 идентификации детали может также содержаться идентификационный номер детали и идентификационный номер машины 104, к которой относится деталь, расположение детали в машине 104 и/или дополнительная информация.

Система 400 отображения данных может дополнительно включать изображение 404 износа, которое может представлять собой визуальное изображение измеренной детали, например, соответствующее данным от датчика, сгенерированное датчиком 110, вместе с информацией об износе, определенной системой (ами) 120 для обработки данных в соответствии с описанными здесь способами. В примере, изображение 404 износа представляет собой тепловую карту с цветовым кодированием или аналогичное изображение, обычно показывающее степень износа. Более конкретно, изображение износа содержит ряд точек 406, которые имеют цветовую кодировку для демонстрации износа. В частности, точки 406, обусловленные более изношенными участками детали, представлены как относительно более темные точки на изображении 404 износа, тогда как точки 406, обусловленные менее изношенными участками детали, представлены относительно более светлыми точками. Хотя изображение показано черно-белых тонах, однако в других вариантах осуществления могут использоваться другие схемы цветового кодирования. В качестве примера, не ограничиваясь, в изображении 404 износа могут использоваться оттенки красного для обозначения точек 406, обусловленных износом более 65%, оттенки зеленого для обозначения точек 406, имеющих износ менее 35%, и оттенки желтого для обозначения точек 406, обусловленных износом, составляющим от 35% до 65%. Конечно, эти цвета и значения приведены только в качестве примера, также могут использоваться другие цвета и/или значения. Более того, точки 406 могут иметь относительно меньший размер, например, размер с пиксель, и/или могут быть выполнены в каком-либо другом графическом представлении. В некоторых примерах, каждая из точек 406 может соответствовать одной точке или измеренным точкам 208, 310, хотя это и не требуется. Как правило, изображение 404 износа может представлять собой интуитивно понятную графику, которая позволяет пользователю 106 легко определить состояние измеряемой детали.

Система 400 отображения данных также может сдержать дополнительную информацию, помогающую пользователю 106 определить состояние измеряемой детали. Как показано на рис. 4, система 400 отображения данных также может сдержать строку 408 состояния, которая показывает сведения о детали. На рисунке строка 408 состояния показывает оставшийся срок службы детали (в примере 36 часов), общий износ детали (62%) и максимальный износ детали (85%). В вариантах осуществления, система 400 отображения данных может содержать дополнительную или отличную от показанной в строке 408 состояния информацию. В качестве примера, не ограничиваясь, система 400 отображения данных может содержать информацию о других показателях износа, описанных в данном документе. Кроме того, и хотя это не показано на рис. 4, система 400 отображения данных может иметь интерактивные функции, позволяющие пользователю 106 собирать дополнительную информацию об измеряемой детали. В качестве примера, не ограничиваясь, пользователь 106 может выбирать точки на изображении 404 износа и получать информацию об этих конкретных точках. Например, в системе 400 отображения данных может отображаться всплывающее окно, которое включает информацию о степени износа для выбранной одной из точек 406 или области точек.

Кроме того, система 400 отображения данных может дополнительно иметь интерактивные элементы управления для выполнения или указания на выполнение действий в отношении измеряемой детали. Например, элемент 410 пользовательского интерфейса «заказ на замену» может представлять собой выбираемую область в системе 400 отображения данных, которая при выборе пользователем 106 осуществляет заказ запасной детали. Например, устройство 108 пользователя может генерировать и передавать сигнал вычислительному(ым) устройству(ам) 122 дилера, чтобы заказать запасную деталь у дилера. В некоторых примерах, выбор элемента пользовательского интерфейса для заказа детали может открыть новый пользовательский интерфейс (не показано), с помощью которого пользователь 106 может разместить заказ, проверить запасы и/или выполнить некоторые дополнительные действия. Система 400 отображения данных также может содержать элемент 412 пользовательского интерфейса «анализ новой детали». Этот элемент может представлять собой выбираемую область, отображаемую в системе 400 отображения данных, которая при выборе пользователем 106 может отображать интерфейс, аналогичный системе 400 отображения данных, но относящийся к другой измеряемой детали. Например, когда машина, например, машина 104, содержит несколько зубьев, пользователь 106 может получать информацию о разных зубьях, после выбора элемента 412. В качестве примера, не ограничиваясь, выбор элемента 412 приводит к появлению всплывающего меню или аналогичного визуального списка изнашиваемых деталей, которые может анализировать пользователь 106. Хотя это и не показано, но система 400 отображения данных способна стимулировать или разрешать выполнение различных действий пользователем 106 в отношении изнашиваемых деталей. Например, в случаях, когда датчик 110 интегрирован в пользовательское устройство 108 или связан с ним, система 400 отображения данных может способствовать сбору данных от датчика с использованием датчика 110. Кроме того, как отмечалось выше, в некоторых вариантах осуществления функции, обусловленные компонентом 124 для определения износа, могут выполняться устройством 108 пользователя. В этих примерах система 400 отображения данных может содержать один или несколько элементов пользовательского интерфейса, которые заставляют устройство 108 пользователя выполнять инструкции для определения степени износа, обусловленной изнашиваемой деталью.

На рис. 5 представлена блок-схема примерной системы 500 для количественной оценки износа детали в соответствии с вариантами осуществления, описанными в настоящем документе. По меньшей мере, в одном примере, система 500 может содержать одно или несколько удаленных вычислительных устройств 502, осуществляющих связь по одной или нескольким сетям 504 с устройством 508 пользователя, которое может поддерживать связь с пользователем 506. В некоторых примерах, удаленное (ые) вычислительное (ые) устройство(а) 502 может представлять собой систему (мы) 120 для обработки данных. Устройство 508 пользователя может представлять собой, например, устройство 108, пользователя, а пользователь 506 может представлять собой пользователя 106. В качестве примера, не ограничиваясь, устройство 508 пользователя может представлять собой планшетные вычислительные устройства, настольные вычислительные устройства, портативные вычислительные устройства, мобильные вычислительные устройства или любое другое устройство, способное осуществлять доступ и отображать графические интерфейсы пользователя и обмениваться данными с удаленным вычислительным устройством(ами) 502. Сеть (и) 504 может представлять собой локальную компьютерную сеть (LAN), глобальную компьютерную сеть (WAN), включая, не ограничиваясь, Интернет или любую их комбинацию, и может использовать как проводные, так и беспроводные технологии связи с использованием любых подходящих протоколов и способов связи.

Удаленное(ые) вычислительное(ые) устройство (а) 502 может содержать процессор (ы) 510 и запоминающее устройство 512, соединенное с процессором(ами) 510. В показанном примере запоминающее устройство 512 удаленного(ых) вычислительного(ых) устройства (а) 502 хранит систему 514 определения износа, систему 516 генерации графического интерфейса пользователя (GUI) и систему 518 генерации ограничивающей модели. Хотя эти системы показаны и будут описаны ниже как отдельные компоненты, однако функциональные возможности различных систем могут быть иными, чем рассмотрено. Кроме того, для выполнения различных описанных здесь функций может использоваться меньшее или большее количество систем и компонентов. Запоминающее устройство 512 может также содержать массивы 520 данных с моделями 522. Хотя на рис. 5, они показаны как находящиеся в запоминающем устройстве 512 в иллюстративных целях, однако предполагается, что система 514 определения износа, система 516 генерации графического интерфейса пользователя, система 518 генерации ограничивающей модели и/или любой или все массивы 520 данных могут дополнительно или альтернативно быть доступными для удаленного(ых) вычислительного(ых) устройства 502 (например, храниться или иным образом быть доступными удаленному запоминающему устройству в удаленном(ых) вычислительном(ых) устройстве (ах) 502).

По меньшей мере, в одном примере система 514 определения износа может включать в себя функцию определения степени износа, обусловленного изнашиваемой деталью, например, изношенной деталью 116. Например, система 514 определения износа может быть по существу такой же, как описанный выше компонент 124 для определения износа. В примерах система 514 определения износа может принимать данные от датчика измеряемой детали, сравнивать данные от датчика с одной или несколькими моделями 522, хранящимися в массиве 520 данных. Например, модели 522 могут представлять собой новую модель детали и изношенную модель детали. В вариантах осуществления, модель изношенной детали может соответствовать детали с максимально допустимым износом.

В некоторых примерах, система 516 генерации GUI может включать в себя функциональные возможности для создания одного или более интерактивных интерфейсов, например GUI 400 для представления на устройстве 508 пользователя. В некоторых примерах, система 516 генерации GUI может получать информацию от системы 514 определения износа и/или моделей 522 для генерации GUI. В качестве примера, не ограничиваясь, как показано на рис. 4, система 516 генерации GUI может получать информацию о величине износа от системы 514 определения износа и подробности о новой модели детали от моделей 522 для создания представления 404 и изображения 402 соответственно.

Система 518 генерации ограничивающей модели может иметь функциональные возможности для определения ограничивающей модели, структуры или контура, которые могут использоваться в качестве эталона для определения степени износа, как описано в настоящем документе. В примерах, система генерации ограничивающей модели может быть такой же, как компонент 128 для определения ограничивающей поверхности. Например, система 518 генерации ограничивающей модели способна определить ограничивающую структуру на основании рассматриваемой детали и/или других факторов. Как подробно описано в данном документе, ограничивающая модель может использоваться в качестве эталонного контура, который задает ориентацию измерениям, используемым для определения износа. В некоторых примерах, система 518 генерации ограничивающей модели может извлекать ограничивающую модель из запоминающего устройства, например, из одной из моделей 522. В других примерах система 518 генерации ограничивающей модели может определять ограничивающую модель с использованием модели, например, модели детали с максимально допустимым износом.

Удаленное(ые) вычислительное(ые) устройство(а) 502 может также содержать коммуникационное(ые) соединение(я) 524, которое обеспечивает связь между удаленным(ыми) вычислительным(и) устройством(ами) 502 и другим локальным или удаленным(и) устройством(ами), включая, не ограничиваясь, дилерское(ые) вычислительное(ые) устройство (а) 122. Например, коммуникационное(ые) соединение (я) 524 способно улучшить связь с устройством 508 пользователя, например, через сеть(и) 504. Коммуникационные соединения 524 могут обеспечить связь на основе Wi-Fi, например, на частотах, определенные стандартами IEEE 802.11, частотах беспроводной связи ближнего действия, например, BLUETOOTH^®, других радиочастотах или частотах любого подходящего протокола проводной или беспроводной связи, который позволяет соответствующему вычислительному устройству взаимодействовать с другим (и) вычислительным(и) устройством(ами).

В некоторых вариантах осуществления, удаленное(ые) вычислительное(ые) устройство (а) 502 может отправлять информацию, например инструкции для создания GUI, на устройство 508 пользователя через сеть (и) 504. Устройство (а) 508 пользователя способно принимать такую информацию от удаленного(ых) вычислительного(ых) устройства (а) 502 и отображать GUI на дисплее 528 устройства 508 пользователя. В некоторых вариантах осуществления, устройство 508 пользователя может выполнять некоторые функции, приписываемые удаленному(ым) вычислительному(ым) устройству(ам) 502, включая, например, создание GUI. Для облегчения создания GUI устройство 508 пользователя может получать информацию от удаленного(ых) вычислительного(ых) устройства (а) 502. В одном примере, по меньшей мере, устройство 508 пользователя может сдержать один или несколько процессоров 530 и запоминающее устройство 532, соединенное с процессором(ами) 530. В показанном примере, запоминающее устройство 532 устройства 508 пользователя может хранить компонент 534 для определения износа и/или содержать массивы 536 данных. В примерах, компонент 534 для определения износа может быть по существу таким же, как система 514 определения износа, а массивы 536 данных могут включать часть или всю ту же информацию, которая хранится в массиве 520 данных.

Устройство 508 пользователя также может содержать коммуникационное соединение (я) 538, которое обеспечивает связь между устройством 508 пользователя и другим локальным или удаленным устройством(ами). Например, коммуникационное(ые) соединение (я) 538 способно улучшить связь с удаленным вычислительным устройством(ами) 502, например, через сеть (и) 504. Коммуникационное соединение(я) 538 могут обеспечить связь на основе Wi-Fi, например, на частотах, определенные стандартами IEEE 802.11, частотах беспроводной связи ближнего действия, например, BLUETOOTH^®, других радиочастотах или частотах любого подходящего протокола проводной или беспроводной связи, который позволяет соответствующему вычислительному устройству взаимодействовать с другим (и) вычислительным (и) устройством(ами).

Как также показано на рис. 5, устройство 508 пользователя может содержать датчик 526. Например, датчик 526 может быть аналогичен датчику 110, и может быть встроен в устройство 508 пользователя или иным образом соединен с устройством 508 пользователя. В примерах, датчик 526 может представлять собой устройство для получения изображения, выполненное для приема данных от трехмерного датчика, обусловленных изношенной деталью, как описано в настоящем документе. Датчик 526 может представлять собой датчик расстояния, например, радиолокационный датчик, датчик LiDAR, датчик времени прохождения и т.п. В других примерах датчик 526 может представлять собой трехмерную камеру.

Процессор (ы) 510 удаленного(ых) вычислительного(ых) устройства 502 и процессор(ы) 530 устройства 508 пользователя могут представлять собой любой подходящий процессор, способный выполнять команды для обработки данных и выполнять операции, как описано в данном документе. В качестве примера, не ограничиваясь, процессор (ы) 510, 530 может содержать один или несколько центральных процессоров (ЦП), графических процессоров (ГП) или любое другое устройство или часть устройства, которое обрабатывает электронные данные для преобразования этих электронных данных в другие электронные данные, которые могут храниться в регистрах и/или запоминающем устройстве. В некоторых примерах, интегральные схемы (например, ASIC и т.д.), матрицы логических элементов (например, FPGA и т.д.) и другие аппаратные устройства также могут считаться процессорами, поскольку они выполняют закодированные команды.

Запоминающее устройство 512 и запоминающее устройство 532 являются примерами энергонезависимых машиночитаемых носителей. Запоминающее устройство 512, 532 может хранить операционную систему и одно или несколько программных приложений, команд, программ и/или данных для выполнения описанных здесь способов и функций, принадлежащих различным системам. В различных вариантах осуществления, запоминающее устройство может выполняться по любой подходящей технологии, например как статическое запоминающее устройство с произвольной выборкой (SRAM), синхронное динамическое запоминающее устройство с произвольной выборкой (SDRAM), энергонезависимое электрически перепрограммируемое постоянное запоминающее устройство или запоминающее устройство любого другого типа, способное хранить информацию. Архитектуры, системы и отдельные элементы, описанные в данном документе, могут содержать множество других логических, программных и физических компонентов, а некоторые, что показаны на прилагаемых рисунках, являются просто примерами, относящимися к обсуждению в данном документе.

Хотя различные системы и компоненты показаны как дискретные системы, рисунки являются только примерами, а большее или меньшее количество дискретных систем может выполнять лишь различные функции, описанные в данном документе. Кроме того, функциональные возможности, назначенные удаленному вычислительному устройству(ам) 502, могут выполняться на устройстве 508 пользователя, и/или функциональные возможности, назначенные устройству 508 пользователя, могут выполняться удаленным вычислительным устройством (ми) 502.

На рис. 6 и 7 показаны блок-схемы, изображающие примерные процессы 600, 700 настоящего раскрытия, которые могут быть связаны с определением износа детали, как описано в данном документе. Примерные процессы 600, 700 (а также процесс 200, показанный на рис. 2 и рассмотренный выше) представляют собой набор этапов в логической блок-схеме, где этапы представляют собой действия или операции, которые могут быть реализованы в аппаратных средствах, программном обеспечении или их комбинации. В контексте программного обеспечения, этапы представляют собой исполняемые компьютером команды, хранящиеся в запоминающем устройстве. В ходе выполнения таких команд, например, процессором(ми) 510, 530, их реализация может привести к выполнению процессором (ы) 510, 530 и/или различными компонентами вычислительного устройства(в) 502 и/или устройством 508 пользователя перечисленных действий или операций. Как правило, выполняемые компьютером команды включают стандартные программы, подпрограммы, объекты, компоненты, структуры данных и т.п., которые выполняют определенные функции или реализуют определенные абстрактные типы данных. Порядок, в котором описаны операции, не следует рассматривать как ограничение, а любое количество описанных блоков может быть объединено в любом порядке и/или параллельно для реализации процессов. В некоторых вариантах осуществления один или несколько блоков процесса могут быть полностью исключены. Более того, процессы 600, 700 могут быть полностью или частично объединены с другими способами.

На рис. 6 более подробно показан пример процесса 600 для определения износа изнашиваемой детали, например изнашиваемой детали 116, которая может принадлежать машине, например, машине 104. Процесс 600 может выполняться системой(ами) 120 обработки данных, удаленным вычислительным устройством(ами) 502 и/или устройствами 108, 508 пользователя, хотя и другие компоненты могут выполнять некоторые или все этапы процесса 600. Кроме того, этапы процесса 600, необязательно, должны выполняться в порядке, показанном на рис. 6, но могут выполняться в другом порядке в соответствии с раскрытыми вариантами осуществления.

На этапе 602 способ 600 включает получение данных от датчика для изнашиваемой детали. Например, система(ы) 120 для обработки данных может получать данные от датчика, сгенерированные датчиком 110 изнашиваемой детали, например, изношенной детали 116, используемой в машине 104. Например, пользователю 106 предлагается зафиксировать определенные виды изношенной детали 116 с помощью датчика 110. В качестве примера, не ограничиваясь, датчик 110 может устанавливаться на стойке или другой раме, которая предназначена для размещения датчика 110 относительно изношенной детали 116. В некоторых примерах, по меньшей мере, данные от датчика могут представлять собой данные облака точек, содержащие множество точек и толщину слоя, обусловленную точками (например, толщину слоя относительно датчика 110). В примерах, датчик 110 может представлять собой датчик расстояния, например, датчик времени прохождения, датчик LiDAR, радиолокационный датчик, 3D-сканер и т.п.

На этапе 604 способ 600 включает получение моделей неизношенной детали и/или детали с максимально допустимым износом. Например, система (ы) 120 для обработки данных может извлекать, осуществлять доступ или иным образом получать информацию, например, в виде одной или нескольких моделей детали, которые описывают или иным образом обусловлены изношенной деталью 116. В некоторых примерах, модели детали могут представлять собой новую модель детали, например, новые модели 214, 304 детали, которые могут представлять собой новую деталь 114. Такая новая модель детали может иметь координаты или размеры поверхности новой, например, практически неиспользованной детали. В примерах, новая модель детали описывается с номинальными размерами или размерами «в соответствии со спецификацией». Модели деталей могут также или, в соответствии с другим вариантом, содержать модель детали с максимально допустимым износом, например модели 216, 306 детали с максимально допустимым износом. Такие модели детали с максимально допустимым износом могут иметь координаты или размеры поверхности детали, изношенной до максимально допустимого износа, который может представлять собой заранее заданный максимально допустимый износ. В примерах, максимально допустимый износ может соответствовать величине износа, которая обуславливает неизбежный выход из строя детали, или какой-либо другой максимально допустимый износ. По меньшей мере в некоторых примерах, максимально допустимый износ можно определить эмпирически.

На этапе 606 процесс 600 может содержать определение ограничивающего контура или ограничивающей модели, охватывающей модели. Например, система (ы) 120 для обработки данных может извлекать, получать доступ, генерировать или иным образом определять ограничивающую модель, например, ограничивающие модели 222, 308. Как описано в данном документе, ограничивающая модель может определять ориентацию или направление, вдоль которого должен определяться износ компонентами 124, 514, 534 для определения износа. В примерах, ограничивающая модель может представлять собой любую модель обычно с выпуклой формой, структурой или поверхностью, которые, по меньшей мере, частично охватывают измеренные точки и поверхности, определенные моделью(ями), полученными на этапе 604. В некоторых случаях, ограничивающая модель может практически совпадать с профилем модели детали с максимально допустимым износом, но быть чуть больше.

На этапе 608 процесс 600 может сдержать определение степени износа для отдельных точек в данных от датчика. Например, этап 608 может содержать совмещение измеренных точек (или модели, представляющей измеренные точки или другие данные от датчика), модели(ей) и ограничивающего контура в системе координат, например, в трехмерной системе координат, и измерение отклонение между моделями по линиям, ориентированным в соответствии с ограничивающей моделью. Например, для каждой из измеренных точек 208, 310 определяют отклонение от этой точки до одной или обеих точек на новой модели, например, одной из новых точек 228, 314 и/или точки на модели с максимально допустимым износом, например, одной из точек 230, 312 с максимально допустимым износом. Такие отклонения измеряют по линиям 234, 318, которые ориентированы в соответствии с ограничивающей моделью 222, 308. По меньшей мере в некоторых примерах, линии 234, 318 могут представлять собой линии, перпендикулярные к ограничивающей модели и проходящие через измеренные точки 208, 310, как описано в данном документе. Степень износа можно дополнительно определить, по меньшей мере, частично, на основе этих отклонений. Так в примере на рис. 3, степень износа может представлять собой процент износа, который может представлять собой соотношение первого отклонения (от измеренной точки до новой точки) и второго отклонения (от новой точки до соответствующей точки с максимально допустимым износом, где новая точка, измеренная точка и точка с максимально допустимым износом лежат на одной прямой).

На этапе 610 процесс 600 может определить, соответствует ли степень износа, обусловленная отдельными измеренными точками, максимально допустимому износу или превышает его. Например, на этапе 610 может осуществляться удаление резко отклоняющихся значений. В качестве примера, не ограничиваясь, точки в данных от датчика могут быть обусловлены окружающими компонентами или объектами в окружении исследуемой изнашиваемой детали, и такие действия могут приводить к показателям износа, превышающим заданный порог, например, более чем 100%. Однако, может возникнуть потребность в сохранении всех точек, которые показывают процент износа до значения более 100% включительно. В некоторых случаях часть изношенной детали может быть изношена больше максимально допустимого износа, например, когда максимально допустимый износ соответствует координатам поверхности изнашиваемой детали, которые предполагают замену детали, но могут и не быть обусловлены отказом детали. Аналогичным образом данные, обусловленные положениями монтажных отверстий, монтажных элементов, элементов, износ которых не ожидается, или других отверстий, которые могут быть вычислены как имеющие чрезмерный износ, могут быть отфильтрованы на этапе 610.

Например, если на этапе 610 определено, что отдельная точка соответствует или превышает пороговое значение износа, то этап 612 может включать игнорирование точки. Как отмечалось выше, точки, имеющие исключительно высокие показатели степени износа, например, превышающие или равные 125% в некоторых примерах, могут считаться аномальными и, таким образом, могут быть исключены из дальнейшего рассмотрения.

Кроме того, если на этапе 610 определено, что степень износа не соответствует пороговому значению или превышает его, то этап 600 может включать этап 614 создания изображения детали с показателями износа в каждой точке. То есть измеренные точки, которые не отфильтровываются на этапе 610, могут использоваться для идентификации пользователем 106 износа, обусловленного деталью. На рис. 4, представлено примерное изображение 404 изнашиваемой детали, которое визуализирует износ изнашиваемой детали по точкам, например, в виде тепловой карты.

На этапе 616 этапа 600 можно подключить графический интерфейс пользователя, содержащий изображение. Например, система (ы) 120 для обработки данных может генерировать графический интерфейс пользователя, подобный графическому интерфейсу 400 пользователя, и отправлять информацию, которая позволяет устройству 108 пользователя воспроизводить графический интерфейс 400 пользователя на своем дисплее. В примерах, интерфейс 400 может отображать дополнительную информацию об изнашиваемой детали, включая один или несколько дополнительных показателей износа, информацию об изнашиваемой детали, например, тип или модель, инструкции и/или средства управления для заказа запасных частей или другую информацию.

На рис. 7 показан примерный этап 700 замены изнашиваемой детали, например, когда изнашиваемая деталь или часть изнашиваемой детали указывает на то, что деталь изношена и/или может выйти из строя. В некоторых примерах этап 700 может выполняться одним или несколькими компонентами периферийного оборудования 100, хотя другие компоненты могут выполнять некоторые или все операции этапа 700. Операции этапа 700, необязательно, должны выполняться в порядке, показанном на рис. 7, однако они могут выполняться в другом порядке в соответствии с раскрытыми вариантами осуществления.

На этапе 702 этап 700 содержит определение степени износа для изнашиваемой детали. Например, этап 702 может содержать все этапы 200, 600, описанные здесь, или их части. В вариантах осуществления, степень износа может отображать степень износа для каждой точки, например, для отдельной из нескольких измеренных точек, или может представлять собой единый показатель, обусловленный всей деталью. В качестве примера, не ограничиваясь, показатель износа, описывающий деталь в целом, может представлять собой среднее или средневзвешенное значение всех или подмножества всех показателей степени износа в каждой точке. По меньшей мере, в одном примере показатель степени износа для детали может представлять собой среднее значение некоторого заданного числа (например, 30 самых высоких) или процентное значение (например, 10% лучших из всех точек) определенных показателей степени износа. В других примерах, показатель степени износа детали может представлять собой максимальный расчетной показатель степени износа по измеренным точкам. Другие показатели также являются предметом рассмотрения в настоящем документе и будут оценены специалистами в данной области техники с учетом преимуществ настоящего раскрытия.

На этапе 704 этап 700 может содержать определение соответствия степени износа пороговому значению износа или его превышению. Например, оператор, мастер, администратор, производитель, технический специалист или другое лицо, связанное с изнашиваемой деталью или машиной, использующей изнашиваемую деталь, способен определить, что детали, имеющие износ выше заданного порога, например, выше 85%, 90%, 95% и т.д. износа, необходимо заменить. Таким образом, на этапе 704 можно определить, соответствует ли степень износа, определенная на этапе 702, этому пороговому значению или превышает его.

Если на этапе 704 определено, что степень износа не соответствует пороговому значению или превышает его, то этап 700 возвращается к этапу 702 для продолжения определения степени износа детали. В частности, в этом случае деталь все еще может использоваться.

Напротив, если на этапе 704 определено, что степень износа соответствует или превышает пороговое значение износа, то этап 706 этапа 700 может включать заказ запасной детали. Например, система(ы) 120 для обработки данных и/или устройство 108 пользователя могут послать сигнал или другую информацию на вычислительное(ые) устройство(а) 122 дилера, и дать команду вычислительному(ым) устройству(ам) 122 дилера отправить запасную деталь и/или запланировать техническое обслуживание для установки новой запасной детали. В других случаях, вычислительное(ые) устройство (а) 122 дилера может получать информацию о степени износа и определять, что изнашиваемую деталь следует заменять. В некоторых примерах, пороговая степень износа может быть определена, по меньшей мере частично, исходя из периода времени, необходимого для получения запасной изнашиваемой детали. Например, когда запасная изнашиваемая деталь хранится в месте, расположенном рядом с производственной площадкой, на которой работает машина, то процент износа этой детали может достигать относительно более высокого уровня, например, потому что ее можно немедленно заменить в случае ее поломки. Кроме того, если запасные детали недоступны на производственной площадке, то пороговая степень износа может быть относительно ниже, например, чтобы дать дополнительное время для получения запасной детали.

На этапе 708 этап 700 может содержать замену изнашиваемой детали. Например, может быть запланирован приезд технического специалиста или другого лица для замены изнашиваемой детали запасной деталью, заказанной на этапе 706. Как описано в настоящем документе, техническое обслуживание машин с изнашиваемыми деталями, которые чрезмерно не изношены, может повысить эффективность и производительность машины.

Хотя это явно не показано на рис. 7, однако описанные здесь способы могут выполнять одно или несколько дополнительных или альтернативных действий исходя из соответствия степени износа пороговому значению или его превышению (например, на этапе 704), включая любую комбинацию, например:

Подачу сигналов для изменения светового индикатора на рабочем месте оператора машины 104 с зеленого (продолжение работы) на красный (прекращение работы), чтобы оператор знал, что изнашиваемая деталь скоро выйдет из строя. Далее оператор может вручную управлять машиной 104, чтобы остановить текущие земляные работы с использованием данной детали и/или предпринять действия для исследования причины износа и/или замены изношенной детали.

Подача сигналов на устройство 108 пользователя, указывающих на необходимость замены изнашиваемой детали. Устройство 108 пользователя, в свою очередь, может отображать визуальную информацию на дисплее (например, сообщение «Прекратить использование»), например, через интерфейс 400, информируя оператора о том, что изнашиваемая деталь может выйти из строя в ближайшее время. Далее оператор может вручную управлять машиной 104, чтобы остановить текущие земляные работы с использованием данной детали и/или предпринять какое-либо другое действие.

Подача сигналов модулю в машине 104, указывающих, что изнашиваемая часть подвержена риску неизбежного отказа и/или нуждается в замене. Модуль машины, в свою очередь, может подавать сигналы компонентам транспортного средства, чтобы остановить машину 104 или иным образом ограничить дополнительный износ изнашиваемой детали.

Подача сигналов модулю управления скоростью, указывающих, что изнашиваемая деталь нуждается в замене. В ответ на сигнал (ы), модуль управления скоростью может ограничить использование машины 104: снижением скорости машины 104; остановки машины 104; уменьшения открытия дроссельной заслонки; или числа оборотов двигателя машины или тому подобное.

Подача сигналов автономному модулю управления, связанному с машиной 104, указывающих на то, что изнашиваемая деталь нуждается в замене. В ответ на сигналы, автономный модуль управления может, например, изменить текущий режим работы машины 104 или выполнить другие функции для уменьшения или предотвращения дополнительного износа.

Промышленная применимость

Раскрытые системы и способы находят применение для любого периферийного оборудования, с помощью которого пользователь желает определить степень износа изнашиваемой детали. Используя датчик для сбора данных от датчика изнашиваемой детали, например, толщины слоя точек на поверхности изнашиваемой детали и определения степени износа по данным от датчика, раскрытые системы и способы позволяют пользователю легко оценить деталь даже при отсутствии подробных знаний о детали, степени износа детали, характеристики или машины.

Например, как показано на рис. 1, пользователь 106 может управлять машиной 104 в рабочей зоне 102. После окончания смены или после какого-либо другого периода времени, пользователь 106 может остановить машину 104 и использовать датчик 110 для сбора данных от датчика об изношенной детали 116, например, зубе на ковше машины 104. Затем пользователь 106 может, используя мобильное устройство 108, соединенное с датчиком 110, передать данные от датчика в удаленную вычислительную систему, например, систему(ы) 120 для обработки данных. Затем система(ы) 120 для обработки данных сможет определить степень износа измеренных точек по одной или нескольким моделям 126 детали, используя ограничивающую поверхность 222. Более подробно, система(ы) 120 для обработки данных может использовать компонент 124 для определения износа путем определения отклонений между измеренными точками на измеренной детали и соответствующими положениями на модели 214 новой детали и/или модели 216 изношенной детали или детали с максимально допустимым износом. Эти измеренные отклонения располагаются вдоль линии, ориентированной в соответствии с ограничивающей поверхностью 222. По меньшей мере в некоторых вариантах осуществления, линия проходит перпендикулярно ограничивающей поверхности. В вариантах осуществления, если определено, что степень износа, обусловленная измеренной деталью, указывает на то, что деталь подлежит замене, то система(ы) 120 для обработки данных способна сообщить о такой необходимости вычислительному(ым) устройству(ам) 122 дилера, что может выполняться в несколько этапов, например, заказа новой детали 114, например, с помощью устройства 130 по обработке заказов.

Способы, описанные в настоящем документе, могут повысить эффективность работы на рабочих площадках, например, в рабочей зоне 102, и/или повысить производительность машин, таких как машина 104. В качестве примера, не ограничиваясь, способы, описанные в настоящем документе, могут обеспечить надлежащее техническое обслуживание и/или замену изнашиваемых деталей, что приводит к более эффективному использованию машины 104, включая, не ограничиваясь, снижение расхода топлива и/или износа других вспомогательных деталей. Например, если зубы, подобные показанным на увеличенном виде 112 на рис. 1, не заменены, а вместо этого допускают их выход из строя, то ковш, к которому прикреплены зубья, будет подвергаться износу или разрушению иным образом. В этом варианте осуществления, замена или ремонт ковша намного дороже как в финансовом плане, так и с точки зрения простоя машины, чем штатная замена изношенной детали 116 новой деталью 114. Кроме того, применение деталей, которые не слишком изношены или использованы, поможет осуществлять работы быстрее, чем с изношенными, сломанными и/или отсутствующими деталями.

Специалисту отрасли техники, к которой относится данное изобретение очевидно, что компьютерные программы для осуществления раскрытых способов могут храниться и/или считываться с машиночитаемых носителей данных. На машиночитаемом носителе данных могут храниться исполняемые компьютером команды, которые после их исполнения процессором заставляют компьютер выполнять, среди прочего, способы, раскрытые в настоящем документе. Типовые машиночитаемые носители данных могут представлять собой: магнитные запоминающие устройства, например, жесткий диск, дискета, магнитная лента или другое магнитное запоминающее устройство, известное в данной области техники; оптические запоминающие устройства, например, CD-ROM, DVD-ROM или другие оптические запоминающие устройства, известные в данной области техники; и/или электронные запоминающие устройства, например, E PROM, флэш-накопитель или другое запоминающее устройство с интегральной схемой, известное в данной области техники. Машиночитаемый носитель данных может быть реализован в виде одного или нескольких компонентов периферийного оборудования 100.

Специалистам в данной области техники очевидно, что в раскрытую систему управления заменой изношенных деталей могут быть внесены различные модификации и изменения, без отклонения от сущности и объема настоящего изобретения. Другие варианты осуществления изобретения будут очевидны специалистам в данной области техники после рассмотрения описания и практики использования раскрытых вариантов осуществления. Предполагается, что описание и примеры следует рассматривать только в качестве иллюстративных, а истинный объем изобретения указывается в следующей формуле изобретения ее эквивалентах.

Изобретение относится к способам и системам для определения степени износа детали с использованием данных от датчика бывшей в употреблении или изношенной детали и моделей, обусловленных данной деталью. Предложен способ определения износа детали путем использования степени износа, который включает получение данных от датчика (108, 110), представляющих поверхность изнашиваемой детали (116). Способ дополнительно включает в себя определение отклонений между измеренными точками (310) в данных от датчика и точками на одной или нескольких моделях детали, причем модели (214, 216) детали могут представлять собой новые модели (214) детали и/или модели изношенных деталей или детали с максимально допустимым износом (216). Способ дополнительно включает использование ограничивающей модели (222), которая, по меньшей мере частично, охватывает модели (214, 216) детали и измеренные точки (310) для определения направления, вдоль которого измеряют отклонения. Способ может также включать количественную оценку износа с использованием измеренных отклонений. Технический результат – повышение точности определения процента износа детали. 2 н. и 13 з.п. ф-лы, 7 ил.

1. Компьютеризованный способ определения степени износа детали, включающий:

прием данных от датчика, соответствующих поверхности (206) детали (116) в рабочей зоне детали; данные от датчика содержат информацию о множестве точек изображения (208, 310) на поверхности (206), полученных датчиком формирования изображения;

получение первой модели (214), обусловленной неизношенной деталью, соответствующей детали (116); первая модель (214) определяет первый контур неизношенной детали;

получение второй модели (216), обусловленной деталью с максимально допустимым износом, соответствующей детали (116); вторая модель (216), определяет второй контур детали с максимально допустимым износом;

создание ограничивающего контура (222), отстоящего от поверхности (206), первого контура и второго контура, при этом ограничивающий контур (222) представляет собой поверхности, которые, по меньшей мере частично, охватывают первую модель (214) и вторую модель (216), а также измеренную поверхность (206) детали (116);

определение для точки (208с), расположенной на измеренной поверхности 206 детали 116 в рабочей зоне детали, из множества точек (208, 310), по меньшей мере:

первого отклонения (d1) между точкой (208с) и первым положением (228) в рабочей зоне детали на первом контуре первой модели (214); или

второго отклонения (d2) между точкой (208с) и вторым положением (230) в рабочей зоне детали на втором контуре второй модели (216); и

определение исходя, по меньшей мере, из одного первого отклонения (d1) или второго отклонения (d2) степени износа, обусловленного деталью (116),

при этом первое отклонение (d1) и второе отклонение (d2) расположены вдоль линии, проходящей от ограничивающего контура (222) и через точку (208с).

2. Компьютеризованный способ по п. 1, отличающийся тем, что точка (208c) представляет собой первую точку, а степень износа представляет собой первую степень износа, обусловленную первой точкой (208c); компьютеризованный способ, дополнительно включающий:

определение для второй точки (310b) из множества точек (208, 310), по меньшей мере:

третьего отклонения между второй точкой (310b) и третьим положением (314b) на первом контуре, или

четвертого отклонения между второй точкой (310b) и четвертым положением (312b) на втором контуре, при этом третье отклонение и четвертое отклонение проходят вдоль второй линии, проходящей от ограничивающего контура (308) через вторую точку (310b); и

определение второй степени износа, обусловленной второй точкой (310b).

3. Компьютеризованный способ по п. 2, дополнительно включающий определение общей степени износа для детали (116), по меньшей мере частично, исходя из первой степени износа и второй степени износа.

4. Компьютеризованный способ по п. 3, отличающийся тем, что общая степень износа представляет собой одно из средних значений, определенных с использованием первой степени износа и второй степени износа, или максимального значения первой степени износа или второй степени износа.

5. Компьютеризованный способ по п. 2, дополнительно включающий:

определение общей степени износа детали без использования второй степени износа, по меньшей мере частично, на основе второй степени износа, которая соответствует пороговой степени износа или превышает его.

6. Компьютеризованный способ по п. 1, отличающийся тем, что линия (234) перпендикулярна ограничивающему контуру (222).

7. Компьютеризованный способ по п. 1, отличающийся тем, что ограничивающий контур (222) имеет первый профиль, а первый контур имеет второй профиль, отличный от первого профиля.

8. Компьютеризованный способ по п. 1, дополнительно включающий:

выравнивание представления поверхности (206) детали (116), первого контура и второго контура в системе координат; и

создание ограничивающего контура (222), по меньшей мере, для частичного охвата поверхности, первого контура и второго контура в системе координат,

в которой первое отклонение (d1) и второе отклонение (d2) представляют собой отклонения в системе координат.

9. Компьютеризованный способ по п. 1, дополнительно включающий:

формирование визуальных данных, обусловленных графическим представлением (404) детали (116) и визуальным представлением (408) степени износа; и

создание графического представления (404) детали и визуального представления (408) на дисплей (108) для отображения.

10. Компьютеризованный способ по п. 1, отличающийся тем, что:

первый контур, по меньшей мере частично, основан на первой трехмерной модели неизношенной детали;

второй контур, по меньшей мере частично, основан на второй трехмерной модели детали с максимально допустимым износом, и

ограничивающий контур (222) представляет собой трехмерный контур.

11. Компьютеризованный способ по п. 1, отличающийся тем, что степень износа выражается как процент износа, включающий отношение, по меньшей мере, одного первого отклонения (d1) или второго отклонения (d2) к третьему отклонению между первым положением на первом контуре и вторым положением на втором контуре.

12. Система определения степени износа детали, содержащая:

один или несколько процессоров (510); и

машиночитаемый носитель (512), на котором хранятся инструкции, выполнение которых заставляет один или несколько процессоров (510) выполнять действия, включающие:

получение информации о состоянии поверхности детали (116), при этом информация представляет собой множество точек изображения, описывающих поверхность детали (116) в рабочей зоне, полученных датчиком формирования изображения;

формирование, по меньшей мере частично, на основании информации, первой модели (206) детали (116);

сравнение первой модели (206) с:

второй моделью (214), содержащей информацию о поверхности неизношенной детали, соответствующей детали (116),

третьей моделью (216), содержащей информацию о поверхности детали с максимально допустимым износом, соответствующей детали (116), и

четвертой моделью (222), обусловленной ограничивающей поверхностью, по меньшей мере частично охватывающей первую модель (206), вторую модель (214) и третью модель (216); и

определение на основе сравнения степени износа, обусловленной данной деталью.

13. Система по п. 12, отличающаяся тем, что сравнение включает:

определение для множества точек (208) на поверхности детали (116), по меньшей мере, одного первого отклонения (d1) между соответствующей точкой из множества точек (208) и поверхностью неизношенной детали вдоль направления от ограничивающей поверхности и через соответствующую точку или второго отклонения (d2) между соответствующей точкой и поверхностью изношенной детали вдоль направления,

при этом степень износа, по меньшей мере частично, основывается на первом отклонении (d1) или втором отклонении (d2).

14. Система по п. 13, отличающаяся тем, что степень износа представляет собой процент износа, основанный, по меньшей мере частично, на отношении, по меньшей мере, первого отклонения (d1) или второго отклонения (d2) к третьему отклонению, которое представляет собой сумму первого отклонения (d1) и второго отклонения (d2).

15. Система по п. 12, действия которой дополнительно включают:

формирование визуальных данных, обусловленных графическим представлением (404) детали (116) и визуальным представлением (408) степени износа; и

создание графического представления (404) детали и визуального представления (408) на дисплей (108) для отображения.