ES2993254T3 - Monitoring ground engaging products for earth working equipment - Google Patents

Abstract

Dispositivo y sistema de monitoreo ubicado en un orificio en la base de un producto de excavación para monitorear una característica del producto de excavación. La característica puede estar relacionada con la presencia, la identificación de la pieza, el estado, el uso y/o el rendimiento del producto de excavación fijado al equipo de excavación. El sistema de monitoreo puede detectar la presencia y/o ausencia de uno o más de los componentes del producto de excavación. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Monitorización de productos en contacto con el terreno para equipos de trabajos de excavación o movimiento de tierras

Campo de la divulgación

La presente divulgación se refiere a un dispositivo y sistema para monitorizar productos en contacto el terreno tales como herramientas en contacto con el terreno y similares utilizados en diversos tipos de equipos de movimiento de tierras.

Antecedentes de la divulgación

En las actividades de movimiento de tierras (por ejemplo, minería y construcción), los productos en contacto con el terreno se proporcionan comúnmente en todos los tipos de equipos de movimiento de tierras para proteger el equipo subyacente del desgaste indebido y, en algunos casos, también realizan otras funciones tales como romper el suelo por delante de un borde de excavación. Los productos en contacto con el terreno incluyen, por ejemplo, dientes y cubiertas que se aseguran al labio de un cazo.

Las condiciones de carga pesada y abrasiva pueden hacer que los productos en contacto con el terreno se separen del equipo de movimiento de tierras. Los operadores de los equipos de movimiento de tierras no siempre son capaces de ver cuándo se ha separado un producto en contacto con el terreno. Un producto en contacto con el terreno separado puede causar daños al equipo de procesamiento aguas abajo. Por ejemplo, si un producto en contacto con el terreno separado entra en una trituradora, el producto puede ser expulsado y provocar un peligro para los trabajadores, o puede atascarse y provocar un tiempo de inactividad costoso de la trituradora. Una trituradora atascada requiere detener la máquina y hacer que un operario desaloje la pieza, lo que a veces puede ser un proceso difícil, que lleva tiempo y/o es peligroso. Adicionalmente, continuar operando el equipo de excavación con productos en contacto con el terreno perdidos puede disminuir la productividad global, y puede hacer que la base, sobre la que se fijó el producto, experimente un desgaste prematuro.

Existen sistemas anteriores que han sido propuestos para determinar cuándo se ha perdido una pieza de desgaste. Por ejemplo, el sistema de detección de dientes ausentes comercializado por Motion Metrics usa una cámara óptica montada en el brazo del equipo de excavación para determinar cuándo se pierden las piezas de desgaste. Asimismo, la Patente de Estados Unidos 8.411.930 describe un sistema que se basa en una cámara de vídeo montada en el brazo de una máquina excavadora para detectar elementos de desgaste dañados o ausentes. En la Patente de Estados Unidos 6.870.485 se proporciona un interruptor cargado por muelle entre los componentes de la pieza de desgaste de modo que cuando los componentes se separan, el interruptor activa un transmisor de radio que alerta al operador de que se ha separado una pieza de desgaste. En la patente de Estados Unidos 5.743.031 un actuador está fijado a un componente de la pieza de desgaste para proporcionar una señal de aviso o de radio cuando la pieza de desgaste se ha caído.

Compendio de la divulgación

Alma'Aitah Abdallah et AI: "Utilizing Sprouts WSN platform for Equipment Detection and Localization in Harsh Environments" describe un conjunto de desgaste con un sensor de campo magnético que detecta el campo magnético de un imán. Sin embargo, esta referencia de la técnica anterior no enseña la parte de caracterización de la reivindicación 1 de la presente solicitud e incluso no completamente la parte del preámbulo.

El documento WO 2016/131015 A2 describe un conjunto de desgaste para un equipo de movimiento de tierras, comprendiendo el conjunto de desgaste:

una base que se puede fijar al equipo de movimiento de tierras, y que incluye una parte de montaje y un orificio que se abre en la parte de montaje;

una pieza de desgaste que comprende una cavidad que recibe la parte de montaje de la base;

un elemento de bloqueo para asegurar la pieza de desgaste a la base.

El conjunto de desgaste de esta referencia de la técnica anterior no enseña un dispositivo de monitorización que esté adaptado para monitorizar productos en contacto con el terreno para identificar características tales como desgaste y presencia y que esté fijado en la pieza de desgaste.

El problema en el origen de la invención del presente caso era mejorar la protección de componentes no móviles dentro del dispositivo de monitorización y proporcionar una mayor garantía, un dispositivo remoto para recibir la señal del dispositivo de monitorización que indica que la pieza de desgaste se ha separado.

Con este fin, la solicitud se refiere a un conjunto de desgaste para un equipo de movimiento de tierras según la reivindicación 1.

El dispositivo de proximidad es un imán, y preferiblemente al menos un material de relleno llena al menos parcialmente el orificio en la base.

Ventajosamente, el elemento de bloqueo incluye un extremo delantero móvil para ser recibido dentro y fuera del orificio en la base, y el dispositivo de monitorización está situado dentro del orificio adyacente al extremo delantero del elemento de bloqueo cuando el extremo delantero es recibido dentro del orificio.

Breve descripción de los dibujos

La Figura 1 es una vista lateral de una excavadora de minería.

La Figura 2 es una vista en perspectiva de un cazo de excavación.

La Figura 3 es una vista en perspectiva de un labio de un cazo con dientes y cubiertas.

La Figura 4 es una vista en perspectiva de uno de los conjuntos de diente mostrados en la Figura 3. La Figura 5 es una vista en perspectiva despiezada del conjunto de diente de la Figura 4 con el adaptador fijado a un labio.

La Figura 6 es una vista en perspectiva de un elemento de bloqueo del conjunto de diente, con fines ilustrativos.

La Figura 7A es una vista en sección transversal tomada a lo largo de la línea 7-7 de la Figura 4, que muestra un primer ejemplo de un sistema de monitorización según la presente divulgación.

La Figura 7B es una vista en sección transversal tomada a lo largo de la línea 7-7 en la Figura 4, que muestra un segundo ejemplo de un sistema de monitorización según la presente divulgación.

La Figura 8 es una vista en perspectiva de un dispositivo de monitorización.

La Figura 9 es una vista en perspectiva de un conjunto de diente alternativo.

La Figura 10 es una vista en sección transversal tomada a lo largo de la línea 10-10 de la Figura 9, que muestra un tercer ejemplo de un sistema de monitorización según la presente divulgación.

La Figura 11 es una vista en perspectiva de un segundo dispositivo de monitorización.

La Figura 12 es una vista parcial en perspectiva, despiezada, del conjunto de cubierta de la Figura 3.

La Figura 13 es una vista parcial en sección transversal tomada a lo largo de la línea 13-13 de la Figura 12, que muestra un cuarto ejemplo de un sistema de monitorización según la presente divulgación.

La Figura 14 es una vista lateral de un camión de servicio y un cazo.

La Figura 15 es una vista en perspectiva de un cazo y de un dispositivo remoto manual, con fines ilustrativos.Descripción detallada de los ejemplos preferidos

La presente divulgación se refiere a dispositivos y sistemas para monitorizar características de piezas de desgaste en contacto con el terreno para su utilización en equipos de movimiento de tierras. Las características monitorizadas pueden incluir, por ejemplo, la presencia, identificación de partes, condición, rendimiento y/o utilización de productos en contacto con el terreno en el equipo de movimiento de tierras. Como ejemplos, los dispositivos y sistemas se pueden utilizar para monitorizar productos en contacto con el terreno asegurados a buldóceres, cargadoras, dragalinas, palas de cable, palas frontales, excavadoras hidráulicas, fresadoras de draga, cazos, labios, escarificadores, tambores fresadores, rozadoras continuas, trituradoras, etc. Ejemplos de partes de desgaste para tales productos en contacto con el terreno incluyen puntas, adaptadores de base, adaptadores intermedios, cubiertas, cubiertas de ala superior e inferior, bordes, picas, placas de desgaste, puntas, etc. Algunas de las partes de desgaste de ejemplo (por ejemplo, adaptadores de base o adaptadores intermedios) también pueden considerarse una base porque a su vez soportan otros componentes.

Términos relativos tales como frontal, posterior, superior, inferior y similares se utilizan por conveniencia de la exposición. Los términos frontal o delantero se utilizan generalmente para indicar la dirección de desplazamiento habitual del producto en contacto con el terreno con relación al material del terreno durante la utilización (por ejemplo, mientras se excava), y la parte de arriba o superior se utilizan generalmente como referencia a la superficie sobre la que pasa generalmente el material cuando, por ejemplo, se recoge en un cazo. Sin embargo, en el funcionamiento de diversos equipos de movimiento de tierras, los productos en contacto con el terreno pueden orientarse de diversas maneras y moverse en todo tipo de direcciones durante la utilización.

Para facilitar la exposición, se trata en general en el presente documento la monitorización de productos en contacto con el terreno asegurados a un cazo de excavación, y en particular la monitorización de clases específicas de dientes y cubiertas. Sin embargo, los sistemas de monitorización de la presente divulgación se podrían utilizar para monitorizar otros tipos de dientes, otros tipos de productos en contacto con el terreno y productos en diversos tipos de equipos de movimiento de tierras. Únicamente a modo ejemplo, el sistema de monitorización puede monitorizar una punta en un adaptador (intermedio o base), un adaptador intermedio en un adaptador de base o nariz moldeada integral, una cubierta en un labio o base, un borde de desgaste en un cazo, dientes en una cabeza cortadora de draga, picas en un tambor fresador, revestimientos en un canal o caja de camión, puntas en una trituradora de rodillos y similares. Los productos en contacto con el terreno se pueden unir a diversos equipos y se pueden fijar mediante diversas uniones mecánicas, incluyendo diferentes elementos de bloqueo y similares.

Haciendo referencia a las Figuras 1-2, una excavadora de minería 1 está equipada con un brazo 2, un brazo articulado 20 y un cazo 3 para recoger material del terreno mientras se excava. El cazo 3 incluye un bastidor o carcasa 4 que define una cavidad 16 para recoger material durante la operación de excavación (Figura 2). La carcasa 4 incluye una pared superior 6 que tiene soportes de fijación 8 para fijar el cazo 3 a la excavadora 1, una pared inferior 10 opuesta a la pared superior 6, una pared trasera 12 y un par de paredes laterales opuestas 14. Se conocen múltiples configuraciones de cazos y existen variaciones en la geometría de los cazos para excavar y, por supuesto, de otras máquinas excavadoras. Por ejemplo, el cazo puede no tener una pared superior como en una dragalina, la pared inferior puede estar articulada como en un cazo de excavadora, o una parte de las paredes laterales puede estar articulada como en una pala frontal hidráulica. La geometría específica del cazo no pretende ser limitativa, ya que el presente sistema se puede utilizar con distintos tipos de cazos y con diversos tipos de productos en contacto con el terreno utilizados en los cazos u otros equipos de movimiento de tierras.

En el ejemplo ilustrado, el cazo 3 tiene un borde de excavación 5 (Figuras 2-3 y 5). El borde de excavación 5 es la parte del equipo que está en contacto con el terreno y en una pala excavadora, generalmente está formada por un labio. Las paredes laterales 14 de un cazo 3 forman también comúnmente una parte del borde de excavación y a veces incluyen partes de desgaste. A menudo se sujetan dientes y/o cubiertas al borde de excavación para proteger el borde, romper el terreno por delante del cazo 3 y/o recoger material en el cazo. Múltiples dientes 7 y/o cubiertas 9, tal como se describe en la patente de Estados Unidos. N° 9.222.243 y en la patente de Estados unidos N° 10.612.214, cada una de las cuales se incorpora a modo de referencia en su totalidad, se pueden unir al labio 5 del cazo 3.

Haciendo referencia a las Figuras 3-5, el diente 7 ilustrado, proporcionado solo como ejemplo, incluye un adaptador de base 11 soldado al labio 5, un adaptador intermedio 13 montado en el adaptador 11, y un extremo (también llamado punta) 15 montado en el adaptador intermedio. La punta 15 incluye una cavidad 18 abierta hacia atrás para recibir la nariz 17, y un extremo delantero o parte de filo 19 para penetrar en el suelo (Figura 5). Una abertura de bloqueo 48 está formada en la punta 15 y un orificio 49 en la base 13 para recibir un elemento de bloqueo 21 que sujeta la punta 15 a la base 13. Por ejemplo, se utilizan elementos de bloqueo (también llamados retenedores) 21 para asegurar la punta 15 al adaptador intermedio 13, y el adaptador intermedio 13 a una nariz 23 del adaptador 11. En este ejemplo, los elementos de bloqueo 21 son todos iguales pero no necesitan serlo. Cuando un producto en contacto con el terreno se separa inesperadamente de la base, el producto en contacto con el terreno se reemplaza preferiblemente pronto, de modo que la producción no disminuya y la base, sobre la que se une el producto en contacto con el terreno, no experimente un desgaste prematuro.

Haciendo referencia a la Figura 6, el elemento de bloqueo 21 puede incluir un pasador 150 roscado en un collar 122. En un ejemplo, el collar 122 está fijado en la abertura 48 en la punta 15, y un pasador 150 está roscado a través del collar 122 para el movimiento hacia dentro y hacia fuera entre las posiciones de retención y liberación, respectivamente; es decir, el pasador 150 tiene un extremo delantero 22 que se puede mover dentro y fuera del orificio 49 en la base 13 para fijar y liberar la pieza de desgaste, respectivamente. En este ejemplo, las orejetas 124, 125 fijan el collar en la abertura 48 de tipo bayoneta, y se usa un clip 123 para evitar la rotación y la liberación del collar de la abertura; el collar se podría fijar en la abertura 48 de otras maneras. El pasador 150 también podría asegurarse sin un collar; por ejemplo, la abertura podría incluir roscas. Se proporciona un enganche 126 en el pasador 150 para asegurar el pasador en las posiciones de retención y liberación, pero se podrían utilizar otras disposiciones de sujeción, o el pasador podría ser ajustable infinitamente entre posiciones en donde se asegura la punta, y la punta se puede liberar. En la posición de retención, un extremo delantero 22 del pasador 150 es recibido en un orificio 49 en la nariz 17 para asegurar la punta 15 sobre la nariz 17. En el ejemplo ilustrado, el pasador 150 incluye una cabeza 152 y un vástago roscado 154, pero son posibles otras disposiciones. Un rebaje 50 se abre en una cara exterior 158 de la cabeza 152 para recibir una herramienta (no mostrada) para girar el pasador 150 para asegurar y liberar la punta 15. Esto se proporciona simplemente como un ejemplo; se podrían utilizar otras disposiciones de bloqueo (roscadas o no) para asegurar la punta (u otra pieza de desgaste) al adaptador (u otra base).

Haciendo referencia a las Figuras 7A-7B, un sistema de monitorización 27 incluye un dispositivo de monitorización 25 situado dentro de un orificio de base 49 adyacente a un elemento de bloqueo 21. Se muestra un diente 7 que tiene un producto en contacto con el terreno situado sobre una base (por ejemplo, la punta 15 ilustrada está situada sobre un adaptador 13) y un elemento de bloqueo 21 para asegurar la pieza de desgaste a la base. Como se puede observar, el elemento de bloqueo 21 está situado tanto en la abertura 48 del elemento de bloqueo del producto en contacto con el terreno como en el orificio de base 49 para asegurar la pieza de desgaste a la base. Alternativamente, una parte de montaje de la pieza de desgaste se podría colocar adyacente o complementar de otro modo un rebaje en la base.

En ciertos ejemplos, el sistema de monitorización 27 incluye un sensor(es) en la base y opcionalmente una etiqueta(es) o similar en y/o sobre el elemento de bloqueo. Las piezas de desgaste se separan típicamente de una máquina debido a cosas tales como impactos, cargas elevadas, fatiga, desgaste, etc. La pieza de desgaste tira típicamente del elemento de bloqueo desde la base durante la separación. Si falla el elemento de bloqueo 21, la pieza de desgaste no permanecerá normalmente con la base durante la utilización del equipo de movimiento de tierras. Por consiguiente, independientemente de la razón de la separación, el elemento de bloqueo normalmente permanece con la pieza de desgaste (por ejemplo, con elementos de bloqueo asegurados integralmente a la pieza de desgaste) o es expulsado completamente fuera del conjunto de desgaste debido a la fuerza sobre la pieza de desgaste, rotura de la pieza de desgaste, etc., cuando la pieza de desgaste se separa de una máquina de movimiento de tierras. Dado que el elemento de bloqueo no está normalmente retenido en el orificio de recepción de elemento de bloqueo en la base cuando la pieza de desgaste se separa de la máquina, el sensor en la base puede detectar la ausencia del elemento de bloqueo para identificar que la pieza de desgaste se ha separado de la base. El dispositivo de monitorización también se puede utilizar para determinar si la base se ha separado del equipo de movimiento de tierras, y por tanto también la pieza de desgaste y el elemento de bloqueo asociados con esa base. En tal circunstancia, la pérdida de una señal del sensor(es) puede identificar que la base se ha separado del equipo de movimiento de tierras.

El equipo de movimiento de tierras se utiliza comúnmente en entornos arduos donde la supervivencia de los sensores está en riesgo. Tener el dispositivo de monitorización dentro de un orificio en la base que soporta la pieza de desgaste tiende a proporcionar una protección mejorada para los componentes dentro del dispositivo de monitorización (por ejemplo, un sensor(es) y un dispositivo de comunicación) en comparación con estar montado en la pieza de desgaste o el elemento de bloqueo porque puede estar protegido por un conjunto combinado de, por ejemplo, la pieza de desgaste, el elemento de bloqueo y la base. En algunas construcciones, el orificio dentro de la base proporciona más espacio para la utilización de rellenos amortiguadores para una protección mejorada en comparación con los sistemas donde se proporciona un dispositivo de monitorización en la pieza de desgaste o bloqueo. Asegurar el dispositivo de monitorización en la base al contrario que en la pieza de desgaste o al elemento de bloqueo proporciona una mayor garantía al dispositivo remoto para recibir la señal desde el dispositivo de monitorización (es decir, indicar que la pieza de desgaste se ha separado) recibirá la señal, es decir, porque la base normalmente permanece con la máquina cuando la pieza de desgaste se pierde, mientras que la pieza de desgaste o bloqueo (si contiene el sensor) podría permanecer en el suelo o estar separada de otro modo más lejos del dispositivo remoto cuando la pieza de desgaste se separa, lo que hace que sea más probable que no se reciba la señal.

En los ejemplos ilustrados (Figuras 1-8), la punta 15 incluye una superficie externa 40 que tiene una superficie superior 42, una superficie inferior 44 y superficies laterales 46. El dispositivo de monitorización 25 está situado en el orificio 49 en la base 13, de manera que es adyacente al extremo delantero 22 del pasador 150 del elemento de bloqueo 21 cuando los componentes del diente 7 están ensamblados entre sí (Figuras 7A y 7B). En un ejemplo, el dispositivo de monitorización 25 es recibido en el orificio 49 en la base 13 antes de la instalación del elemento de bloqueo 21, es decir, en la parte del orificio 49 que no va a ser ocupada por el pasador 150 cuando el pasador fija la punta 15 al adaptador 13. En esta posición (es decir, en el orificio 49), el dispositivo de monitorización 25 puede estar protegido durante las operaciones de movimiento de tierras, puede proporcionar una detección fiable de las características de la pieza de desgaste y/o de la base, se puede utilizar para monitorizar piezas de desgaste sucesivas aseguradas a la base, y/o puede eliminar la necesidad de baterías en las piezas de desgaste que se consumen más rápidamente. Es decir, colocando el sensor(es) en la base, las partes de desgaste más frecuentemente sustituidas pueden estar libres de baterías y se pueden desechar y/o reciclar más fácilmente. Colocando el dispositivo de monitorización 25 en la base, los componentes tienen una mayor probabilidad de supervivencia al no estar en contacto directo con el entorno. El dispositivo de monitorización 25 se puede instalar en el orificio 49 como parte del proceso de fabricación, en fábrica y/o en campo. Cuando el dispositivo de monitorización 25 se instala en el orificio 49 en el momento de la fabricación, se puede utilizar opcionalmente para proporcionar trazabilidad al progreso del transporte, los niveles de inventario de los productos en contacto con el terreno (por ejemplo, adaptadores 13) y/o cuando los productos en contacto con el terreno se retiran del inventario para su utilización. Además, el dispositivo de monitorización 25 puede opcionalmente ser capaz de detectar si el producto en contacto con el terreno experimentó una condición (por ejemplo, un alto impacto) que tenga el potencial de dañar el producto en contacto con el terreno durante el transporte y/o utilización. Alternativamente, el dispositivo de monitorización 25 se puede instalar después del proceso de fabricación y puede, por ejemplo, instalarse en el orificio 49 mientras está en inventario o en el momento de la instalación de un nuevo producto en contacto con el terreno en el equipo de movimiento de tierras.

El dispositivo de monitorización 25 puede, cuando está instalado, detectar la presencia y/o ausencia del elemento de bloqueo 21 (por ejemplo, el pasador del elemento de bloqueo en la realización ilustrada) recibido en el orificio 49 cuando está asegura la pieza de desgaste a la base. El dispositivo de monitorización 25 también puede monitorizar opcionalmente otras características de la pieza y/o base de desgaste, tales como la utilización, la condición y/o el rendimiento de la pieza y/o base de desgaste, y/o la identificación de la pieza, tal como se describe en la Patente de Estados Unidos 10.011.975. El dispositivo de control puede detectar también una o más de estas otras características en lugar de la presencia y/o ausencia de la pieza de bloqueo y/o de desgaste. La monitorización de la separación así como otras características se pueden conseguir de varias maneras diferentes. Cuando se detecta la ausencia del elemento de bloqueo, el sensor puede enviar una señal de alerta inalámbrica a un dispositivo remoto para alertar al operador, personal de mantenimiento, administrador, contratista, etc., de que una pieza de desgaste se ha separado de la máquina.

En el ejemplo ilustrado de la Figura 7B, el sistema de monitorización 27B incluye un dispositivo de proximidad 51B asegurado a (es decir, en y/o sobre) el elemento de bloqueo 21B y un sensor 35B en la base que puede detectar la presencia del dispositivo de proximidad 51B. En el ejemplo ilustrado, el dispositivo de proximidad puede estar fijado a, o cerca, del extremo delantero 22 del pasador 150B, y el dispositivo de monitorización 25 colocado en el orificio 49B para ser adyacente al extremo delantero 22 del pasador 150 cuando el elemento de bloqueo asegura la pieza de desgaste a la base. Alternativamente, el dispositivo de proximidad podría estar situado en el collar 122 (por ejemplo, en el cuerpo o en las orejetas 124, 125 del collar 122). El dispositivo de monitorización 25 también podría estar situado alternativamente desplazado del orificio pero en comunicación con el orificio 49B para colocar el dispositivo de monitorización 25 adyacente a un lado del pasador 150B y/o adyacente al collar 122. Esta posición puede tener la ventaja de utilizar la separación entre el miembro de desgaste y la base para las comunicaciones. Son posibles otras variaciones para el elemento de bloqueo ilustrado así como otros tipos de elementos de bloqueo que pueden ser utilizados.

En un ejemplo, el dispositivo de proximidad 51B es un imán, y el sensor 35 es un sensor de efecto Hall para detectar la presencia y/o ausencia del imán (por ejemplo, el pasador de bloqueo 150 con el imán 51B). El sensor de efecto Hall 35B genera una corriente y mide un cambio en el potencial eléctrico debido a un campo magnético estático introducido. El campo magnético estático se puede generar mediante un imán 51B pero se puede generar mediante otros medios. El sensor de efecto Hall 35B actúa como un interruptor cuando detecta cambios en el voltaje Hall afectados por la presencia y/o ausencia del imán (por ejemplo, cambios en el campo eléctrico a lo largo de un gradiente, dirección del campo eléctrico, etc.). Si el imán 51B ya no está en posición para ser detectado por el sensor 35B, entonces esto indica que el elemento de bloqueo 21B se ha desprendido o perdido, y que la pieza de desgaste se ha separado de la máquina. El sensor 35B puede tener un valor establecido predeterminado para el campo eléctrico (V/M) y/o el campo magnético (mT). El valor establecido predeterminado determina cuán sensible (por ejemplo, pérdida frente a pérdida previa o extracción) es el sensor 35B a una distancia D que el imán 51B está alejado del sensor 35B. El valor establecido predeterminado puede ser estático o dinámico (por ejemplo, establecido entre 3,9 mT y 63 mT). El sensor 35B no sufre vibración ni rebote de contacto como lo haría un sensor de contacto mecánico macizo. El sensor 35B se puede usar generalmente en condiciones severas sin verse afectado por contaminantes ambientales y con costes menores que un interruptor mecánico. El sensor 35B puede medir una amplia gama de campos magnéticos.

En otro ejemplo, el dispositivo de proximidad 51B es una etiqueta de RFID y/u otro elemento detectable de corto alcance se puede fijar al elemento de bloqueo 21 (por ejemplo, a y/o en el extremo delantero 22 del pasador 150). La etiqueta de RFID 51B es detectada entonces por un sensor receptor de RFID 35B (es decir, como pieza del dispositivo de monitorización 25) en el orificio 49 de la base 13. Cuando la pieza de desgaste y el elemento de bloqueo se separan de la base, el sensor 35 pierde señal con la etiqueta de RFID 51B. Esta pérdida de señal identifica que la pieza de desgaste se ha separado de la base. En otro ejemplo, el sensor receptor de RFID 35 puede mantener la trazabilidad cada vez la etiqueta de RFID nueva es introducida para monitorizar el inventario y la sincronización de sustitución de las piezas de desgaste.

Se podrían utilizar otros tipos de sensores para detectar la presencia y/o ausencia del pasador 150 en el orificio 49, y/o detectar otras características del producto en contacto con el terreno. Por ejemplo, los sensores pueden incluir un sensor de temperatura, una unidad de inclinómetro digital, una brújula digital, un acelerómetro, un temporizador, un sensor de proximidad, un sensor de posición, un sensor de efecto Hall, un magnetómetro de flujo, un magnetómetro, un sensor de magnetoresistencia, un sensor inductivo, una etiqueta y/o un lector de RFID, un receptor de IR, sensores ultrasónicos y/u otros que pueden detectar la presencia y/o ausencia del elemento de bloqueo que asegura el producto en contacto con el terreno a la base y/u otras características de la pieza de desgaste y/o de la base. Algunos sensores implican la utilización de un dispositivo de proximidad en el elemento de bloqueo y/o en la pieza de desgaste (por ejemplo, una etiqueta de RFID, un imán y similares) y algunos no implican dicha utilización de una etiqueta u otro dispositivo de proximidad en el elemento de bloqueo y/o en la pieza de desgaste). Aunque la utilización de un sensor de proximidad para detectar un dispositivo de proximidad en el elemento de bloqueo se ha analizado anteriormente, se podrían utilizar otros tipos de sensores en lugar de, o además de, un sensor de proximidad. Aunque en diversas realizaciones se describen dispositivos de monitorización que están libres de partes móviles (por ejemplo, sensores de efecto Hall), el dispositivo de monitorización podría incluir un sensor con un interruptor de contacto que está en contacto con la pieza de bloqueo o de desgaste y se mueve cuando la pieza de bloqueo o de desgaste se separa para identificar la presencia y/o ausencia de una pieza de bloqueo y/o de desgaste. Los dispositivos de monitorización libres de tales partes móviles tienen menos riesgo de fallo debido a la acumulación de finos, daños producidos por impactos y similares. Los dispositivos de control libres de tales partes móviles también pueden estar revestidos y protegidos de manera más segura por un cuerpo o material de relleno.

El dispositivo de control 25 puede incluir opcionalmente más de un sensor para aumentar la fiabilidad de detección de la presencia y/o ausencia del elemento de bloqueo y, por lo tanto, la presencia y/o ausencia de la pieza de desgaste montada en la base. Únicamente como ejemplo, el dispositivo de monitorización 25 puede incluir un primer sensor para detectar un dispositivo de proximidad (por ejemplo, un imán, una etiqueta de RFID y similares) en el elemento de bloqueo como se ha analizado anteriormente, y un segundo sensor para detectar cambios de temperatura. La excavación continuada con, por ejemplo, un diente después de que la punta se haya separado dará como resultado, normalmente, que un sensor de temperatura en la base detecte un aumento de temperatura. El dispositivo de monitorización 25 podría transmitir una señal cuando cualquiera de los sensores detecte separación o solo cuando ambos (o todos si se utilizan más de dos) sensores detecten separación o cuando algunos (si se proporcionan más de dos sensores) de los sensores detecten separación. Por ejemplo, el dispositivo de comunicación puede enviar una señal cuando el primer sensor detecta que la pieza de desgaste o el bloqueo está ausente y/o cuando el segundo sensor detecta que se alcanza una temperatura de nivel umbral o un aumento de temperatura. Además, un dispositivo lógico programable que recibe las señales transmitidas podría evaluar la información recibida de los sensores (por ejemplo, la cantidad de cambio de temperatura, la cantidad de tiempo que ha transcurrido desde la recepción de una señal con respecto al dispositivo de proximidad, etc.) y realizar una determinación en cuanto a si la pieza de desgaste se ha separado de la base.

La inclusión del dispositivo de monitorización 25 en la base 13 también puede detectar opcionalmente si la base se ha separado del equipo de movimiento de tierras. Como ejemplo, el dispositivo de monitorización podría incluir un acelerómetro y transmitir señales relacionadas con el movimiento de la base. Entonces, si la base se separa del equipo, no tendría movimiento (por ejemplo, si está en o sobre el suelo) o tendría un movimiento diferente (por ejemplo, si se recoge como parte de la carga). En cualquier caso, se podría proporcionar una alerta para indicar que la base se había separado. La separación de la base significaría, por supuesto, también la separación de la pieza de desgaste y del elemento de bloqueo que asegura la pieza de desgaste a la base.

Haciendo referencia a la Figura 8, el sistema de monitorización ilustrado 27 incluye un dispositivo de monitorización 25, un soporte 30, un cuerpo 31 y un dispositivo de proximidad 51 (por ejemplo, asegurado al elemento de bloqueo). El dispositivo de monitorización 25 incluye un sensor 35 para detectar al menos una característica del conjunto de desgaste (por ejemplo, la presencia y/o ausencia del dispositivo de proximidad 51), un dispositivo de comunicación 36 (por ejemplo, un transmisor y/o receptor) para comunicar información de manera inalámbrica (por ejemplo, una señal que indica que la pieza de desgaste se ha separado de la máquina) hacia y/o desde un dispositivo remoto 38 (Figura 1) para recibir la señal, y una batería 37. Estos pueden ser diferentes componentes que trabajan juntos o pueden combinarse (por ejemplo, el sensor 35 y el dispositivo de comunicación 36 pueden ser el mismo componente). Los dispositivos de monitorización 25 también podrían tener otras construcciones y/u otros componentes. Por ejemplo, los dispositivos de monitorización 25 pueden incluir múltiples sensores para redundancia y/o detección de otras características (por ejemplo, eventos de impacto elevado, ciclos de excavación, etc.), medios de almacenamiento para contener datos (por ejemplo, el ID de parte, software, firmware, etc.), un dispositivo GPS y/o un microprocesador para procesar datos u otra información.

En un ejemplo, la electrónica o los componentes del dispositivo de monitorización 25 están situados en un alojamiento 29 (Figura 8). El alojamiento 29 se ilustra como una copa con una parte superior abierta 47 pero podría tener otras formas. El alojamiento 29 puede ayudar a soportar los componentes del dispositivo de monitorización, posicionar el sensor 35 relativo al elemento de bloqueo y/o proporcionar protección para el dispositivo de monitorización 25. El alojamiento 29 puede estar situado para encajar dentro del orificio 49, de manera que la superficie exterior del alojamiento 29 se acople a las superficies interiores del orificio 49. En un ejemplo, el orificio 49 converge hacia un extremo, y el alojamiento 29 converge generalmente en paralelo con las superficies internas del orificio 49 (por ejemplo, 5° ± 0,5 grados de convergencia). Sin embargo, el alojamiento 29, podría estar asegurado en el orificio 49 de otras maneras; por ejemplo, el orificio podría asegurarse mediante adhesivo, sujetadores, fricción, soportes, etc. El dispositivo de monitorización 25 también puede encajar en el orificio 49 sin entrar en contacto con las paredes del orificio; por ejemplo, un cuerpo o material de relleno 31 se puede incluir en y/o alrededor del alojamiento 29. El alojamiento 29 también podría omitirse.

En otro ejemplo, el sistema de monitorización 27 puede incluir un soporte 30 en el orificio 49 para posicionar el dispositivo de monitorización 25. El soporte 30 está ilustrado (Figura 8) con una configuración de rejilla pero se podrían utilizar otros tipos de soportes. El soporte 30 puede proporcionar tolerancia en ejemplos que utilizan un ahusamiento complementario del alojamiento 29 y las paredes del orificio 49 para asegurar el posicionamiento deseado del dispositivo de monitorización. El soporte 30 puede también colocar el dispositivo de monitorización en el orificio 49 sin paredes ahusadas. En el ejemplo ilustrado, el soporte 30 puede incluir una pluralidad de vigas transversales 45. La altura de la pluralidad individual de vigas transversales 45 puede ayudar a colocar mejor el sensor 35 dentro del orificio 49. El soporte 30 puede morder las paredes interiores del orificio 40 para actuar como un agarre y/o fijarse de otras maneras, tales como mediante adhesivo, sujetadores, etc. Alternativamente, el alojamiento 29, el cuerpo 31 u otro componente del dispositivo de monitorización 25 podrían fijarse a las paredes del orificio 49 sin un soporte separado, tal como mediante fricción, adhesivo, sujetadores, etc.

En el ejemplo ilustrado, el cuerpo 31 es un material que envuelve el sensor 35 y el alojamiento 29 y el espacio vacío del orificio 49, pero se podría utilizar para cubrir y/o llenar menos de estos componentes y/o espacios. El cuerpo 31 puede proteger el sensor 35 del agua, de los finos, del material corrosivo y similares, y/o de impactos, tensiones y similares que se pueden producir durante la utilización. El cuerpo 31 puede ser un material de relleno en forma de resina, polímero, poliuretano u otro material adecuado que tapone el orificio 49. El cuerpo 31 puede ser un material dieléctrico para mejorar la transmisión de las señales inalámbricas. El cuerpo 31 puede estar compuesto de elastómeros, termoplásticos, termoendurecibles y/u otros materiales no conductores.

El cuerpo 31 puede estar hecho opcionalmente de dos (o más) materiales diferentes. En un ejemplo, el cuerpo 31 puede estar compuesto de diferentes materiales de escala de dureza de durómetro calibrados que incluyen, por ejemplo, una primera parte 32 y una segunda parte 34. En la realización ilustrada, la primera parte 32 está situada más lejos del elemento de bloqueo. En un ejemplo tal como se muestra en las Figuras 7A y 7B, la primera parte 32 puede entrar en contacto con las paredes internas de la cavidad 18 de la punta (es decir, el orificio opuesto 48). El contacto con las paredes interiores de la cavidad de la punta puede, por ejemplo, hacer que los impactos aplicados a la punta 15 durante la utilización se trasladen al dispositivo de monitorización 25. En tal disposición, la primera parte 32 puede estar hecha de un material más blando que la segunda parte 34 para absorber mejor estos impactos y proporcionar una protección mejorada para el dispositivo de monitorización 25. Aunque la primera parte más blanda 32 se ilustra en la Fig. 8 estando en un lado del dispositivo de monitorización opuesto al elemento de bloqueo 21, una parte más blanda 32 podría tener otras configuraciones. Por ejemplo, una parte más blanda del cuerpo podría rodear toda la parte más firme del cuerpo. La segunda parte 34 puede ser de un material más firme que sujete y soporte mejor el dispositivo de monitorización; por ejemplo, una segunda parte 34 más firme puede reducir el riesgo de que el alojamiento 29 se comprima en la primera parte 32 más blanda y se separe indeseablemente del dispositivo de proximidad 51 y/o del elemento de bloqueo 21. Otras disposiciones además de más duras y blandas se podrían utilizar cuando se basan en más de un material de cuerpo. Como ejemplo, la segunda sección 34 puede ser un material dieléctrico para mejorar la transmisión de señales desde y/o hacia el dispositivo de comunicación 36 y la primera sección no es un material dieléctrico (por ejemplo, elegido para un propósito diferente, tal como para mejorar la protección). Por supuesto, se podrían considerar múltiples propósitos cuando se elige el material(s) para el cuerpo 31.

En el ejemplo mostrado en la Figura 8, la primera parte 32 tiene una altura H que puede crear un soporte para que el alojamiento 29 se coloque contra y se coloque en el orificio 49 (con o sin soporte 30). La colocación de los sensores 35 por la primera parte 32, el soporte 30, el alojamiento 29 y/u otros medios en una ubicación particular en el orificio 49 puede mejorar el funcionamiento del sensor 35, es decir, ajustando el sensor a una distancia D deseada lejos del elemento de bloqueo y/o un dispositivo de proximidad 51B asegurado al elemento de bloqueo 21. Colocar el dispositivo de monitorización 25 en el orificio 49 en una ubicación deseada también puede reducir la interferencia potencial entre el dispositivo de monitorización 25 y el elemento de bloqueo 21. El soporte 30 puede eventualmente servir de barrera, de manera que el sensor 35 no penetre en el nivel inferior 32.

Como se ha indicado anteriormente, la segunda parte 34 puede estar hecha de un material dieléctrico y puede ser un material más duro o firme que la primera parte 32 (por ejemplo, 85A). En el ejemplo ilustrado, la primera parte 34 llena el área por encima de la segunda parte 32 pero son posibles otras disposiciones. La primera parte puede llenar el espacio entre el soporte 30 (si se incluye) y se encapsula en la parte superior abierta 47 del alojamiento 29.

El dispositivo de monitorización 25 se puede fijar en el orificio 49 mediante cualquier medio adecuado, incluyendo, por ejemplo, pernos, adhesivo, abrazaderas, ajuste cónico, fricción, etc. Los componentes del dispositivo de monitorización pueden estar opcionalmente encajados en un alojamiento 29 y/o el orificio 49 se puede llenar con un relleno o cuerpo 31, tal como se explicará adicionalmente a continuación. Alternativamente, el dispositivo de monitorización 25 puede no incluir un alojamiento 29 o cuerpo 31, y/o el orificio 49 puede no estar relleno. Asegurar los componentes del dispositivo de monitorización 25 en un alojamiento y/o cuerpo, y/o llenar el orificio 49 (es decir, fuera de donde se recibe el elemento de bloqueo cuando se asegura la pieza de desgaste a la base) con un material adecuado puede proporcionar una mayor protección para el dispositivo 25 frente al agua, finos, vibración, impacto, etc., a medida que el producto en contacto con el terreno se pone en contacto con el material que va a ser excavado o trabajado de otro modo. El uso de un material de cuerpo 31 adecuado puede funcionar opcionalmente para asegurar el dispositivo de monitorización en el orificio 49. El dispositivo de monitorización 25 se puede construir para ser fijado de manera extraíble en el orificio 49 dentro de la base, aunque se podría fijar permanentemente. Asegurar de manera desmontable el dispositivo de monitorización 25 permite que el dispositivo 25 se instale temporalmente en el producto en contacto con el terreno, se sustituya cuando se rompa y/o cuando la batería se agote, y/o sea retirado al final de la vida útil del adaptador 11. La retirada del dispositivo 25 con su batería 37 puede permitir un transporte más fácil, y/o el reciclaje convencional de las bases cuando se retiran del equipo. La retirada también puede permitir el uso sucesivo en otras piezas de desgaste.

En un ejemplo de instalación del sistema de monitorización 27, un cuerpo 31 que encierra el dispositivo de monitorización 25 puede ser formado en un molde en forma del orificio 49, de modo que el dispositivo de monitorización 33 se puede instalar como una unidad en el orificio 49. Aunque a veces se ha hecho referencia al cuerpo como un elemento adicional del dispositivo de monitorización, en esta disposición, el cuerpo podría considerarse una parte del dispositivo de monitorización 25. En otro ejemplo de instalación del sistema de monitorización 27, el material de la primera parte puede ser inyectado en el molde para formar una primera parte 32 del cuerpo 31. El soporte 30 se puede insertar en el molde adyacente a la primera parte de la carcasa 32. El alojamiento 29 con el sensor 35 se puede instalar contra el soporte 30. En este ejemplo, el alojamiento 29 no se acopla a la primera parte del cuerpo. Una segunda parte 34 del cuerpo se puede inyectar en el molde para rodear y envolver completamente el área por encima de la primera parte 32. El molde se puede colocar en un horno para fijar el material(s) de la primera y segunda partes 32, 34. Las partes de cuerpo moldeadas juntas 32, 34, el soporte 30 y el dispositivo de monitorización 25 se instalan en el orificio 49 como una unidad. En esta disposición, el cuerpo 31 y el soporte 30 se podrían considerar parte del dispositivo de monitorización. Cuando el sistema de monitorización 27 está instalado en el orificio, si la primera parte 32 pasa a través de la abertura inferior del orificio 49, entonces cuando la parte en contacto con el terreno se coloca sobre la nariz de la parte subyacente en contacto con el terreno, el nivel inferior 32 será empujado hacia arriba en el orificio 49 y será colocado correctamente. Como otro ejemplo, el cuerpo 31, el soporte 30 y/o el dispositivo de monitorización 25 se podrían instalar directamente en el orificio 49 en lugar de formarse primero en un molde. Estos se consideran ejemplos; el dispositivo de monitorización se podría instalar en la base de una amplia variedad de maneras y utilizando muchos materiales diferentes.

En el ejemplo ilustrado de la Figura 7A, el sistema de monitorización 27 incluye un dispositivo de monitorización 25 que incluye un sensor para detectar la presencia y/o ausencia del elemento de bloqueo en el orificio 49, que en este caso es el extremo delantero del pasador 150, sin el uso de un dispositivo de proximidad en el elemento de bloqueo. De lo contrario, este sistema de monitorización puede incluir las variaciones descritas anteriormente con respecto al ejemplo de la Figura 7B.

Haciendo referencia a las Figuras 9-10, se proporciona un diente alternativo 7' como otro ejemplo. El diente alternativo 7' incluye un adaptador 11' soldado al labio 5' y una punta 15' montada en el adaptador 11'. La punta 15' incluye una cavidad 18' abierta hacia atrás para recibir una nariz 17', y un extremo frontal 19' para penetrar en el suelo. Un elemento de bloqueo 21 está situado en una abertura 48' formada en un lado de la punta 15' y al menos un orificio 49' en el adaptador 11'. El orificio 49' está alineado con la abertura de elemento de bloqueo 48' para recibir un extremo delantero 22 del elemento de bloqueo 21 para asegurar la punta 15' al adaptador 11'. Aunque no se muestra, el dispositivo de monitorización 25 se podría colocar adyacente al extremo delantero 22 del elemento de bloqueo 21 tal como se muestra en las Figuras 7A y 7B para detectar la presencia y/o ausencia del elemento de bloqueo 21.

En el ejemplo mostrado en las Figuras 9-10, el sistema de monitorización 25' está situado en un orificio 49'' separado del orificio de recepción de elemento de bloqueo 49'. En el ejemplo ilustrado, el orificio 49" está en el lado de la base opuesto al lado que recibe el elemento de bloqueo 21. Sin embargo, el orificio 49" podría estar dispuesto en otras superficies y en otras ubicaciones. Un tapón o inserto 55' puede ser recibido opcionalmente en el orificio 48a para configurar el dispositivo de monitorización adyacente 25'. En este ejemplo, el tapón 55' se coloca opuesto al elemento de bloqueo 21. El orificio 48" se muestra en la Figura 10 teniendo una forma única pero podría tener otras formas tales como la correspondiente a la forma del orificio 48', de modo que el elemento de bloqueo y el tapón se puedan invertir para permitir la inversión de la pieza de desgaste, una forma cilíndrica simple, etc. El tapón 55' puede incluir opcionalmente un dispositivo de proximidad (por ejemplo, una etiqueta de RFID, un imán 51', etc.). El tapón 55' puede estar hecho del mismo o de materiales diferentes que los descritos para el cuerpo 31. Por ejemplo, se puede utilizar un material dieléctrico para ayudar en la transmisión de señales. Alternativamente, el dispositivo de monitorización 25' podría detectar la presencia y/o ausencia de una parte de la pieza de desgaste sin un tapón y/o dispositivo de proximidad. En esta disposición, el cuerpo 31 se puede llenar hasta la altura de las paredes internas del orificio 49 y tapar completamente el orificio, pero puede tener otras disposiciones. Además, los orificios 48a y/o 49'' podrían tener opcionalmente otros fines adicionales; por ejemplo, los orificios 48a y/o 49'' podrían proporcionarse para recibir alternativamente una argolla de elevación u otro accesorio. Como otra alternativa, se podría proporcionar una pluralidad de dispositivos de monitorización para detectar de manera redundante la separación de la pieza de desgaste y/u otras características del conjunto de desgaste para aumentar la fiabilidad del sistema.

En el ejemplo ilustrado de la Figura 11, el dispositivo de monitorización 25' incluye un sensor 35', un transceptor y una batería. El sensor 35' puede ser un sensor de efecto Hall que funciona con un imán 51'. El dispositivo de monitorización 25' podría estar situado en un orificio 49" en la base que es o no para recibir un elemento de bloqueo pero se describe con referencia al orificio 49". El alojamiento 29' del dispositivo de monitorización 25' puede incluir uno o más retenedores 69' para sujetar por fricción el cuerpo 31' dentro del orificio 49" aunque son posibles otras disposiciones. Los retenedores 69' pueden estar formados como nervaduras que generalmente se extienden alrededor de los lados de los bordes exteriores para contactar con las superficies del orificio 49". El cuerpo 31' se puede fijar dentro de un rebaje de orificio complementario mediante un ajuste de interferencia de modo que las nervaduras de los retenedores 69' entren en contacto con los lados del rebaje para fijar el cuerpo 31' dentro del orificio 49". Son posibles otros retenedores, y las nervaduras son solo un ejemplo de un retenedor que se puede utilizar para asegurar el cuerpo dentro del rebaje. Son posibles otras maneras de asegurar el cuerpo dentro del orificio 49". Por ejemplo, el retenedor puede ser una serie de crestas helicoidales que se corresponden con las ranuras en el rebaje. El cuerpo puede estar roscado o girado de otro modo, de manera que el retenedor se acople a las ranuras correspondientes en el orificio 49''. Alternativamente, como ejemplo, se podrían utilizar uno o más enganches para asegurar el cuerpo en su lugar. Además, podrían estar formados retenedores en el orificio en lugar de, o además de, retenedores en el cuerpo. Se podrían utilizar otros medios para asegurar el dispositivo de monitorización 25' en el orificio 49'' tales como adhesivo, sujetadores, fricción, etc. Uno o ambos extremos del dispositivo de monitorización pueden tener una característica de retirada (por ejemplo, un bucle o cabeza) para retirar el dispositivo de monitorización del orificio. Cuando el orificio que recibe el dispositivo de monitorización es un orificio pasante, el dispositivo de monitorización se puede retirar presionando hacia arriba desde la parte inferior del orificio.

Haciendo referencia a las Figuras 12-13, el conjunto de cubierta ilustrado incluye una cubierta 9 que se puede montar en un labio 5. En este ejemplo, la cubierta encaja sobre una protuberancia 56 del labio 5, pero son posibles otras disposiciones. La cubierta 9 incluye una abertura 48" para recibir un elemento de bloqueo 21" que sujeta la cubierta 9 al labio 5. La cubierta y el elemento de bloqueo podrían tener una construcción tal como la descrita en la Patente de Estados Unidos 7.536.811 o en la Patente de Estados Unidos 10.612.214, cada una de las cuales se incorpora en la presente memoria como referencia. La cubierta se podría montar alternativamente a una pared lateral de un cazo como una cubierta de ala superior y/o inferior (no mostrada). El dispositivo de monitorización 25'' está situado en el orificio 49'' formado en la protuberancia 56 de modo que sea adyacente a una parte de la cubierta 9 (véase la Fig. 13). Alternativamente, el orificio 49'' y el dispositivo de monitorización 25'' podrían estar situados en una pared lateral de la protuberancia 56, por ejemplo, perpendicular al labio. Alternativamente, el orificio 49" podría reorientarse 90°, de modo que el dispositivo de monitorización detecte la presencia y/o ausencia del elemento de bloqueo 21" cuando la cubierta está instalada en la protuberancia 56 y el elemento de bloqueo 21" está insertado en el orificio 48". En otro ejemplo, el dispositivo de monitorización 25 puede estar ubicado en un bloque de empuje, que puede, por ejemplo, apoyarse en una parte trasera y/o lateral de una cubierta de ala. El dispositivo de monitorización 25'' detectaría, entonces, la presencia y/o ausencia del elemento de bloqueo como se ha analizado anteriormente con respecto a los otros ejemplos. Alternativamente, el orificio 49'' y el dispositivo de monitorización 25'' podrían estar dispuestos en el labio para estar por debajo del elemento de bloqueo o de una parte diferente de la cubierta 9 para detectar la presencia y/o ausencia del elemento de bloqueo o de la cubierta, respectivamente. El elemento de bloqueo 21" puede o no tener un dispositivo de proximidad (por ejemplo, un imán, una etiqueta de RFID, etc.) para trabajar con el dispositivo de monitorización 25". El dispositivo de monitorización también podría monitorizar la presencia y/o ausencia de la cubierta 9 con o sin un tapón y/o dispositivo de proximidad en la cubierta.

El dispositivo de monitorización 25 (o cualquiera de los otros ejemplos) se puede comunicar con un dispositivo remoto 38, lo que simplemente significa un dispositivo remoto del dispositivo de monitorización 25. El dispositivo remoto 38 puede, por ejemplo, estar fijado a uno o más del cazo 3 (Figuras 2, 11 y 12), el brazo 2 (Figura 1), el brazo articulado 20 (Figura 1), la cabina 24 de la máquina de excavación 1 (Figura 1), un camión de servicio (Figura 14), un dron, un dispositivo manual 39 (Figura 15), una estación, etc. El dispositivo remoto 38 puede ser un único componente o una colección de componentes que trabajan juntos o por separado. Por ejemplo, un dispositivo remoto 38 puede incluir uno o más de un procesador 198 (PC, microprocesador, etc.), una memoria 200, una base de datos 194, un transmisor, un receptor, un transceptor 60, etc. (Figura 1). El dispositivo remoto 38 puede incluir uno o más receptores (por ejemplo, antenas) para recibir las señales inalámbricas 62 desde el dispositivo(s) de monitorización 25, un transmisor(es) para transmitir señales, o un transceptor 60, un procesador(es) para procesar la información recibida desde el dispositivo(s) de monitorización, una base(s) de datos para almacenar información, una interfaz(s) hombremáquina, etc. El dispositivo remoto 38 se puede comunicar con sensores adicionales en el producto en contacto con el terreno, otros productos en contacto con el terreno, múltiples productos en contacto con el terreno, equipo(s) de movimiento de tierras 1 y/o con una base(s) de datos y/o ordenador(s). El dispositivo remoto 38, por ejemplo, puede ser un dispositivo inalámbrico o un dispositivo cableado. El término dispositivo remoto 38 en el presente documento abarca todas estas variaciones. Diversos ejemplos pueden ubicar uno o más componentes del dispositivo remoto 38 en puntos predeterminados en la máquina de excavación 1 y/o en otros vehículos 26 y piezas de equipo y/o en el espacio de oficina. Varios ejemplos pueden incluir dispositivos móviles y portátiles 39 como componentes del dispositivo remoto (Figura 15). Ejemplos pueden proporcionar el aislamiento electrónico de los sensores y/o dispositivos de comunicación para inventariar los datos recogidos. Los datos se pueden combinar con datos previamente conocidos y/o con datos recogidos de otras ubicaciones. Se pueden utilizar uno o más dispositivos lógicos programables para manipular los datos en diversos formatos utilizables por máquina y utilizables por humanos, y/o para realizar diversas evaluaciones.

El dispositivo de monitorización 25 y/o el dispositivo remoto 38 pueden incluir, por ejemplo, un transceptor 60, por ejemplo, un dispositivo de comunicación por radiofrecuencia, un receptor y/o transmisor de ondas electromagnéticas, un receptor y/o transmisor de ondas mecánicas y/o un Sistema de Posicionamiento Global (GPS). Las ondas electromagnéticas pueden tener una longitud de onda fuera del espectro visible (por ejemplo, infrarrojos, microondas o radiofrecuencia [RF]), y pueden estar en el espectro ultrasónico. Como ejemplo, el dispositivo de comunicación podría transmitir una señal Bluetooth a 2,4 Gigahercios, pero se podrían utilizar otros medios y otras frecuencias.

El dispositivo de monitorización 25 envía una señal inalámbrica 62 referente a la característica(s) detectada al dispositivo remoto 38 (Figura 1). La señal 62 puede ser, por ejemplo, continua, intermitente, discontinua, accionada por acontecimientos, etc. En el ejemplo ilustrado, la señal 62 es recibida por un transceptor 60 (por ejemplo, una antena) del dispositivo remoto 38 montado en el brazo 2 de la excavadora 1 (Figura 1). Se puede proporcionar una antena 60 en otras posiciones y/o montada en diferentes soportes (por ejemplo, en el cazo 3, cerca de la cabina 24, etc.) en lugar de, o además de, la antena en el brazo. La antena 60 en la cabina 24 en este ejemplo se muestra cableada 197 a un procesador 198 que tiene una memoria 200 en la cabina 24 pero podría tener una conexión o ubicación diferente. Por ejemplo, una antena 60 u otro receptor podrían estar montados cerca de la cabina, en un camión de servicio, en un dispositivo manual 39, etc. La antena 60 podría estar conectada a un transmisor inalámbrico, de manera que la información recibida desde el dispositivo de monitorización 25 y enviada al dispositivo remoto 38 en la cabina, se puede proporcionar a y/o combinar con datos de un dispositivo manual 39, una base de datos en la nube 194, otras fuentes de datos, etc. para proporcionar información y/o análisis útiles. Se podrían utilizar múltiples antenas 60 para aumentar la fiabilidad de la captación de la señal si se desea o se necesita para el funcionamiento.

En casos en los que las señales solo se pueden recibir en ciertos momentos, el dispositivo de monitorización 25 y/o el dispositivo remoto 38 pueden transmitir solo durante ciertos momentos (por ejemplo, cuando el contenedor está orientado de una manera particular, cuando se recibe una señal de activación, etc.) o pueden continuar transmitiendo continuamente. El dispositivo de monitorización 25 puede opcionalmente transmitir solo cuando el sensor detecta que la pieza de bloqueo y/o de desgaste se ha separado de la base. Además, se podrían utilizar múltiples dispositivos y/o antenas remotos para recibir información desde el dispositivo de monitorización de forma continua o durante períodos más largos, incluso si la antena en el brazo 2 solo puede acceder a la señal durante ciertos intervalos. Un componente del dispositivo remoto 38 puede recibir una señal 62 desde un dispositivo de monitorización 25 y transmitir la señal 62 a un segundo o tercer componente del dispositivo remoto (Figura 1). Se puede utilizar cualquier número de componentes de dispositivo remoto para transmitir las señales según sea necesario. El movimiento de la máquina excavadora 1, incluyendo los componentes articulados individuales de la misma, y/o de otros vehículos en el lugar de trabajo, puede tender a establecer y restablecer las interrelaciones de los sensores y dispositivos de comunicación.

De esta manera, se pueden establecer diversas y numerosas rutas de comunicación a pesar del gran número de superficies potencialmente protegidas en la obra.

En ejemplos que detectan separación, la pérdida del elemento de bloqueo 21 y/o de la pieza de desgaste superpuesta, tiende a disminuir los efectos de bloqueo de señal, lo que tiene el efecto de aumentar la probabilidad de que el dispositivo remoto 38 reciba las señales del dispositivo de monitorización 25, lo que puede aumentar así la fiabilidad del sistema. El dispositivo de control 25 podría funcionar únicamente cuando la pieza de desgaste se separa, o podría funcionar continuamente. El funcionamiento continuo proporciona el beneficio adicional de asegurar que el dispositivo de monitorización todavía está funcionando y/o detectando otras características. Un dispositivo de monitorización puede aumentar opcionalmente la magnitud y/o velocidad de repetición de la señal que transmite cuando se detecta la ausencia de la pieza de bloqueo y/o de desgaste para aumentar la probabilidad de que el dispositivo remoto 38 reciba la señal que indica que la pieza de desgaste se ha separado de la base. Aumentando la probabilidad, el dispositivo remoto recibe la señal lo que puede mejorar la fiabilidad del sistema de monitorización. Dado que una pieza de desgaste perdida puede no incluir un dispositivo de seguimiento, la ubicación del miembro de desgaste puede ser desconocida tras la separación. En tales situaciones, la ventaja de recibir la señal de identificación en el momento de la separación aumenta la probabilidad de localizar la pieza de desgaste perdida. El dispositivo de monitorización 25 puede incluir opcionalmente sensores adicionales (por ejemplo, uno o más de un GPS, acelerómetro, inclinómetro, etc.) ubicados en la base, que pueden determinar la trayectoria del último ciclo de excavación o carga útil del cazo para determinar el área de donde se puede encontrar la pieza de desgaste perdida. En el diente 7 ilustrado de las Figuras 3-5, un primer dispositivo de monitorización 25 puede estar situado en el orificio 49 del adaptador de base 11 adyacente al elemento de bloqueo 21 que asegura el adaptador intermedio 13 al adaptador de base 11, y un segundo dispositivo de monitorización 25 en el orificio 49 del adaptador intermedio 13 adyacente a la punta de fijación 15 del elemento de bloqueo 21 al adaptador intermedio 13. En tal implementación, si la punta 15 y el adaptador intermedio 13 se pierden juntos, el adaptador intermedio puede incluir un sensor que señala la ubicación del adaptador intermedio 13. Otras etiquetas, sensores, etc. también podrían incluirse opcionalmente en la pieza de desgaste (por ejemplo, como se describe en la Patente de Estados Unidos 10.011.975).

El dispositivo remoto 38 y/o el dispositivo de monitorización 25 pueden por sí mismos, colectivamente, y/o con otros dispositivos, y/o aplicaciones de software, y similares (por ejemplo, los datos 200 de una base de datos 194 en, por ejemplo, una base de datos en la nube, otros procesadores, etc.), almacenar, procesar y/o comunicar información o datos 200 relacionados con una característica de la pieza de desgaste. El dispositivo de monitorización 25 puede incluir además de detectar la separación, también opcionalmente (o en lugar de detectar la separación) uno o más sensores para identificar otras características del conjunto de desgaste además de la separación de la pieza de desgaste que incluyen, por ejemplo, ID de la pieza, utilización, deformación, temperatura, aceleración, inclinación, etc. de un producto en contacto con el terreno tal como el diente 7, la cubierta 9 u otro conjunto de desgaste para el equipo de movimiento de tierras (Figura 1). La información relacionada con la ID de la pieza puede incluir cosas tales como el tipo de producto en contacto con el terreno, el número de la pieza, el cliente, el nombre de marca, la marca comercial, el fabricante, la factura de los materiales, etc. La ID de la pieza se puede utilizar como criterio de búsqueda para recuperar información adicional con respecto al producto en contacto con el terreno específico. Los criterios de búsqueda se pueden utilizar para consultar una o más bases de datos relacionadas y/o estructuras de datos más amplias. La información relacionada con la utilización puede incluir cosas tales como el tipo de máquina a la que se fija el producto en contacto con el terreno, el tiempo en que el producto en contacto con el terreno se pone en servicio, cuántos ciclos de excavación ha experimentado el producto en contacto con el terreno, el tiempo medio de los ciclos de excavación, la ubicación del producto en contacto con el terreno en la máquina, eventos de impacto, etc. Estas características monitorizadas se dan como ejemplos solamente y no pretenden ser limitantes. La información se puede compartir con, es decir, enviar a y/o recibir desde, diversas otras máquinas que incluyen lógica programable, otras redes, y utilizarse con diversas aplicaciones de software y rutinas.

El dispositivo de monitorización 25 y/o el dispositivo remoto 38 pueden utilizar lógica programable para procesar información generada desde, por ejemplo, el dispositivo(s) de monitorización 25 y/o el dispositivo(s) remoto(s) 38 para monitorizar características tales como la ID de la pieza, presencia, condición, rendimiento y/o utilización del producto en contacto con el terreno que se monitoriza y/o proporcionar alertas al operador. Los procesadores (por ejemplo, microprocesadores), que utilizan lógica programable pueden ser parte del dispositivo de monitorización 25 y/o de un dispositivo remoto 38. La lógica programable incluida en un dispositivo remoto 38 puede, por ejemplo, utilizar la información recibida del dispositivo de monitorización 25 para identificar que el producto en contacto con el terreno todavía está asegurado a la base. Cuando el producto en contacto con el terreno se ha separado inesperadamente de la base, el dispositivo de monitorización 25 puede enviar una señal de alerta que indica un cambio en la condición del producto en contacto con el terreno. En otro ejemplo, el procesador puede utilizar información sobre la geología de la explotación minera en combinación con información de utilización del dispositivo de monitorización 25 para determinar, por ejemplo, la vida útil estimada restante para el producto en contacto con el terreno. Por ejemplo, la lógica programable puede utilizar el número de ciclos de excavación y/o la duración en que un producto de acoplamiento al suelo ha estado en servicio para determinar la vida útil estimada restante. La lógica programable se puede programar para producir una alerta preventiva que informa de que un producto específico en contacto con el terreno está próximo a necesitar sustitución. La alerta puede ser, por ejemplo, una alerta visual, retroalimentación háptica y/o una alerta de audio. Los dispositivos 25 y/o 38 pueden proporcionar alertas a dispositivos para el acceso por el operador u otros tales como personal de mantenimiento, gestores de explotaciones mineras o similares.

Además, la lógica programare se puede programar para producir una alerta si la condición indica, por ejemplo, que el producto en contacto con el terreno se ha separado inesperadamente de la base.

En una implementación, los resultados y alertas del proceso se pueden enviar a al menos una interfaz hombre-máquina (HMI) 41. La HMI podría ser, por ejemplo, un dispositivo de mano 39 como se muestra en la Figura 12, montado en una cabina de un vehículo, tal como una máquina de excavación o camión de transporte, o en una ubicación en el sitio o fuera del sitio. Las características, eventos, datos o similares detectados por el dispositivo de monitorización se pueden procesar con otros datos recopilados o almacenados mediante lógica programable para determinar una amplia variedad de factores que pueden influir en el operador de la máquina. El sistema puede hacer determinaciones incluyendo factores externos tales como la dureza o abrasividad del material del terreno que está siendo trabajado, la composición del material del producto en contacto con el terreno que se está monitorizando, etc. Además, como se ha descrito anteriormente, el sistema puede estar coordinado con un sistema de inventario y de suministro en contacto con el terreno. El sistema también se puede coordinar con otros tipos de información, tal como el mantenimiento programado, para determinar el tiempo más eficiente para sustituir o mantener el producto en contacto con el terreno que se está monitorizando. A su vez, la HMI 41 puede, sobre la base de las características detectadas y/o la información procesada, proporcionar alertas, datos, vidas útiles esperadas y similares para una utilización más eficiente del equipo de movimiento de tierras.

La HMI 41 puede estar cableada o puede ser un dispositivo inalámbrico, puede estar integrada con un sistema de visualización actualmente en el equipo de excavación (por ejemplo, con la pantalla de OEM), integrada con un nuevo sistema de visualización dentro del equipo de excavación, y/o puede estar en una ubicación remota. La HMI 41 se puede configurar para proporcionar una visualización gráfica de la condición actual del producto en contacto con el terreno. La HMI 41 puede, por ejemplo, proporcionar alertas visuales (por ejemplo, imágenes de texto y/o gráficas), retroalimentación háptica (por ejemplo, vibraciones) y/o alertas de audio con respecto a cada producto en contacto con el terreno. La alerta visual puede ser, por ejemplo, una imagen gráfica que muestra cada producto en contacto con el terreno y la condición de cada producto en contacto con el terreno (es decir, ausente/presente, necesitando mantenimiento, etc.). La HMI 41 puede estar diseñada para mostrar un gráfico histórico de modo que un operador pueda determinar cuándo ocurrió una alerta, para que un operador pueda adoptar las medidas necesarias si un producto en contacto con el terreno se ha separado inesperadamente. La HMI 41 puede incluir una pantalla 43. La pantalla 43 puede incluir diversos indicadores visuales que incluyen, pero no se limitan a: fotografías o imágenes en tiempo real de, por ejemplo, productos similares en contacto con el terreno de una base de datos; fotografías tomadas con cámara en el sitio de trabajo, tal como con la cámara 190 en el brazo 2 (Figura 1); vida útil restante; configuración del cazo; etc.

En un ejemplo, una cámara podría estar unida a, por ejemplo, el cazo 3, el brazo 2, brazo articulado 20, la máquina 1, dron, camión de servicio 26 u otro soporte para proporcionar una doble comprobación visual para el operador. En el ejemplo ilustrado, una cámara 190 está asegurada al brazo 2 para capturar (al menos durante parte del tiempo) una imagen visual de los productos en contacto con el terreno unidos al cazo 3. Cuando la pantalla de la máquina (u otra) recibe una alerta de que, por ejemplo, se ha separado un producto en contacto con el terreno, se puede comprobar una pantalla que muestra la imagen visual dentro de la cabina para garantizar que el producto en contacto con el terreno indicado falta realmente en el cazo. La comprobación puede utilizar visión por ordenador, que se ha programado para buscar productos en contacto con el terreno en una ubicación específica. Este sistema de respaldo puede reducir falsas alarmas que hacen que el operador detenga el funcionamiento de la máquina.

En otro ejemplo, los sistemas que implican cámaras, tales como las utilizadas en los sistemas de la técnica anterior o como se describen en la Solicitud de Patente de Estados Unidos 2016/0237640 se pueden utilizar en combinación con los sistemas de monitorización descritos en esta solicitud. La información recibida de los sistemas basados en cámaras se puede utilizar como una comprobación doble de respaldo para reducir el número de falsas alarmas. Alternativamente, los dispositivos de monitorización 25 descritos en la presente memoria podrían ser una doble comprobación de respaldo para los sistemas de monitorización basados en cámaras. Además, los datos recogidos tanto por un sistema de monitorización basado en cámara como por un sistema de monitorización no basado en cámara (tal como se describe en la presente memoria) podrían ser procesados en conjunto para determinar, por ejemplo, la ID de la pieza, la presencia, la utilización, la condición y/o el rendimiento del producto en contacto con el terreno. Los datos completos recibidos por ambos sistemas podrían conducir a conclusiones y evaluaciones más fiables. El rendimiento del producto de ataque al suelo podría estar relacionado con el número de ciclos de excavación y/o con la duración de dichos ciclos de excavación. Los ciclos de excavación se pueden medirse desde el momento del impacto con el suelo hasta el siguiente impacto con el suelo. Los ciclos de excavación también se pueden medir como ciclos operativos, que es la cantidad de tiempo requerido para llenar un contenedor de carga.

El dispositivo de monitorización 25 también se puede comunicar con otros sistemas informáticos, de forma inalámbrica o a través de un cable, necesitando mantenimiento el producto(s) en contacto con el terreno específico ya sea porque el producto en contacto con el terreno está separado o porque hay una indicación de que el producto en contacto con el terreno puede necesitar mantenimiento. El dispositivo de monitorización puede almacenar todos los resultados del proceso.

La divulgación anterior describe ejemplos específicos de productos y sistemas en contacto con el terreno para identificar características tales como la ID de la pieza, la utilización y/o la presencia de un producto en contacto con el terreno utilizado en el equipo de movimiento de tierras.

Claims (7)

REIVINDICACIONES

1. Un conjunto de desgaste para un equipo de excavación o de movimiento de tierras (1), comprendiendo el conjunto de desgaste:

una base (11'; 13B) que se puede fijar al equipo de movimiento de tierras (1), y que incluye una parte de montaje (17) y un orificio (49"; 49B) que se abre en la parte de montaje;

una pieza de desgaste (15'; 15B) que incluye una cavidad (18B) que recibe la parte de montaje (17) de la base (13B);

un elemento de bloqueo (21; 21B) para solidarizar la pieza de desgaste (25'; 15B) a la base (11'; 13B); caracterizado por que el conjunto de desgaste comprende además

un dispositivo de proximidad (51'; 51B) en la pieza de desgaste (15'; 15B) o en el elemento de bloqueo (21; 21B), en donde el dispositivo de proximidad es un imán; y

un dispositivo de monitorización (25';25B) en el orificio (49';49B) en la base (11';13B) que tiene un sensor (35', 35B) para detectar la presencia y/o ausencia de un campo magnético del dispositivo de proximidad (51';51B), y un dispositivo de comunicación (36) para enviar una señal inalámbrica cuando el dispositivo de proximidad (51';51B) está ausente.

2. El conjunto de desgaste de la reivindicación 1, en donde el elemento de bloqueo (21; 21B) incluye un extremo delantero (22) que se puede mover para ser recibido dentro y fuera del orificio (49';49B) en la base (11'; 13B), y estando el dispositivo de monitorización (25';25B) situado dentro del orificio (49B) adyacente al extremo delantero del elemento de bloqueo (21; 21B) cuando el extremo delantero (22) es recibido dentro del orificio (49B).

3. El conjunto de desgaste de una cualquiera de las reivindicaciones 1,2, en donde al menos un material de relleno (31B) llena al menos parcialmente el orificio (49B) en la base (13B).

4. El conjunto de desgaste de la reivindicación 3, en donde el al menos un material de relleno (31B) es un material dieléctrico.

5. El conjunto de desgaste de una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde la base (11'; 13B) es un adaptador.

6. El conjunto de desgaste de una cualquiera de las reivindicaciones 1-5, en donde la pieza de desgaste es una punta (7), un adaptador (11) o una cubierta (9).

7. El conjunto de desgaste de una cualquiera de las reivindicaciones 1-6, en donde el dispositivo de monitorización (25'; 25B) incluye un acelerómetro y transmite una señal relacionada con los movimientos detectados por el acelerómetro.