鏈條磨損監控裝置的製作方法

2023-06-12 17:22:51

專利名稱：鏈條磨損監控裝置的製作方法
技術領域：
本發明通常涉及傳送系統，且更明確地，涉及用於圍繞諸如倉庫或裝配 廠或加工廠等的工廠的傳送路徑或軌道傳送材料的傳送系統和鏈條。
背景技術：
用於電力傳輸或用於材料處理和加工系統的鏈條(諸如，用以沿加工廠、 倉庫等中的路徑或傳送帶線路移動多個推車等的鏈條)通常包括由銷或螺釘 (諸如，I銷或其他連接元件)結合在一起的多個部件或鏈環。由於使鏈條 沿傳送^4聖移動，所以鏈條的鏈環和部件經歷彎曲且沿連續傳送^各徑或鏈環 轉動。隨著鏈條的一個部件彎曲，銷會在中心鏈環和/或側鏈環中的開口內 旋轉，從而導致銷以及中心鏈環和/或側鏈環上的磨損。磨損導致鏈條的有 效長度或鏈條的部件的增加以及由於隨後在銷和鏈環之間可能產生間隙使 得鏈條的螺距的改變。通常不希望允許鏈條中的過多模式，因為這會導致鏈 條的鬆弛和/或鏈距的改變和/或所處理產品之間的距離改變，或者還會導致 噪音和進一步磨損或鏈條的弱化。通常，當鏈條磨損導致最初為鏈條的10 英尺部件的鏈條部件長度的約4-6英寸的長度增加時，必須更換鏈條。
通常，當鏈條沿傳送路逕行進時，鏈條或鏈條部件的長度可以通過檢測 鏈條零件(諸如鍛造銷或鍛造鏈環)來測量。這些已知的測量裝置可以基於 鏈條的原始基線讀數來測量傳送帶鏈條上的磨損。因此，這些已知的測量裝 置提供鏈條或多個鏈條部件上的磨損程度的測量。鏈條部件的長度可以通過 檢測選定中心鏈環的前端並知道鏈條沿傳送路徑的速度來確定。隨後，可以將鏈條的速度和檢測之間的時間用以計算鏈條部件的距離或長度。此長度可 以被監控以估計鏈條部件的銷和/或鏈環的磨損。然而，中心鏈環通常為鍛 造構件，且由於中心鏈環的製造公差和鏈環的表面不規則而會具有可變長 度。另外，鏈條的長度會隨著鏈條沿傳送路徑移動而不同於正常速度。這些 鏈條特徵和速度變化會導致鏈環或鏈條部件的測量長度的高可變性。 因此，本領域需要克服先前技術的缺點的傳送帶系統。

發明內容
本發明提供一種傳送帶系統，其通過直接測量鏈條的相鄰銷(諸如，在 普通中心鏈環或一對側鏈環的相對端上的銷)的銷到銷距離來測量鏈條的鏈 距。測量裝置利用兩個感測裝置，諸如雷射感測裝置等。 一個感測裝置可以 操作以感測諸如銷或鏈條的其他部分的鏈條部分在預定位置的存在，且可操 作以產生觸發或啟動其他感測裝置以使其他感測裝置測量到下 一或隨後鏈 條部分或銷等的位置的距離或確定該位置的輸出信號。
根據本發明的一個方面，傳送帶系統包括傳送帶路線或路徑(諸如用於 推車的I束軌跡)、可以沿傳送帶路線移動的傳送帶鏈條、第一和第二感測 裝置以及控制器。傳送帶鏈條包括多個中心鏈環、多個側鏈環和將各自側和 中心鏈環連接在一起的多個鏈條銷。第一感測裝置放置在傳送帶路線上且朝 向傳送帶鏈條。第一感測裝置感測當傳送帶鏈條沿傳送帶路線移動時，傳送 帶鏈條的第一鏈條部分在特殊位置(諸如，在相對於第一感測裝置的預定位 置處)的存在。第二感測裝置放置在傳送帶路線上且通常朝向傳送帶鏈條。 第二感測裝置感測當傳送帶鏈條沿傳送帶路線移動時傳送帶鏈條的第二鏈 條部分。控制器可操作以響應指示感測鏈條的第二鏈條部分的第二感測裝置 的第二感測裝置的輸出，確定在第 一和第二鏈條部分之間延伸的鏈條部件的
磨損程度。
第二感測裝置可以相應感測第 一鏈條部分的存在的第 一感測裝置，感測
第二鏈條部分的位置或到該位置的距離。第一感測裝置可以包括檢測第一鏈
8條部分在沿傳送帶路線的預定位置處的存在的鄰近傳感器。當第一感測裝置 檢測到第一鏈條部分在預定位置處的存在時，第一感測裝置產生輸出信號， 且第二感測裝置響應該輸出信號來感測第二鏈條部分。第二感測裝置可以響 應輸出信號來檢測或感測或確定從第二感測裝置到第二部分的距離。控制器 可以響應指示感測鏈條的第二鏈條部分的第二感測裝置的第二感測裝置的 輸出，確定第一和第二鏈條部分之間的距離。
第 一和第二感測裝置分開預定間隔距離。控制器可以將第 一和第二鏈條 部分之間的距離作為預定間隔距離和從第二感測裝置到第二鏈條部分的感 測距離的函數來確定。
可選地，第二感測裝置可以包括響應感測第一鏈條部分的第一感測裝置 而捕獲第二鏈條部分的圖像的成像傳感器。控制器可以(諸如)通過將第二 鏈條部分的捕獲圖像與基線圖像或參數或特徵相比較，處理捕獲到的圖像數 據以確定鏈條部件的磨損程度。
可選地，傳送帶系統可以包括位於傳送帶線路上且通常朝向傳送帶鏈條 的第三感測裝置，且該裝置感測當傳送帶鏈條沿傳送帶路線移動時傳送帶鏈 條的第二鏈條部分。控制器可以響應第二和第三感測裝置的目標區域的分離 距離和由第二和第三感測裝置對第二鏈條部分的檢測之間經過的時間，確定 傳送帶鏈條的速度。控制器可以響應傳送帶鏈條的確定速度和指示感測第一 鏈條部分的第 一感測裝置的第 一感測裝置的輸出以及指示感測第二鏈條部 分的第二感測裝置的第二感測裝置的輸出，確定鏈條部件的磨損程度和/或 第 一和第二鏈條部分之間的距離。
根據本發明的另一個方面，測量沿傳送帶路線行進的傳送帶鏈條的部件
的鏈條磨損的方法包括提供第一和第二感測裝置，和用第一感測裝置感測 傳送帶鏈條的第一鏈條部分，以及在感測到第一鏈條部分時產生輸出信號。 第二感測裝置感測傳送帶鏈條的第二鏈條部分，且可以被啟動以響應第一感 測裝置的輸出信號來感測第二鏈條部分。響應指示感測第一鏈條部分的第一 感測裝置的第一感測裝置的輸出和指示感測第二鏈條部分的第二感測裝置的第二感測裝置的輸出，確定在傳送帶鏈條的第一和第二鏈條部分之間延伸 的鏈條部件的磨損程度。
因此，本發明提供可操作以確定鏈條部件的磨損程度和/或鏈條的部分 或鏈條部件之間(諸如，兩個相鄰或連續鏈條銷等之間)的距離的傳送帶系 統和/或方法。第 一感測裝置檢測第 一部分或銷和由觸發或引起控制以啟動 第二感測裝置確定第二鏈條部分或銷的位置(諸如，通過從第二感測裝置到 第二部分的距離確定)的第一感測裝置所產生的輸出信號的存在。位於或基 本上接近當已知第 一鏈條部分相對於第 一感測裝置的位置時的特殊時間瞬 間，可以將第一和第二鏈條部分之間距離作為感測裝置的已知分離距離和第 二感測裝置與第二鏈條部分之間的感測距離的函數來確定。可選地，系統可 以確定鏈條的速度，且基於鏈條的確定速度和感測裝置之間的已知分離距 離，確定鏈條部件的磨損程度和/或感測到的鏈條零件之間的距離。因此， 本發明的測量裝置或系統或方法可以提供連續或相鄰鏈條銷或其他鏈條部 分或零件之間的距離測量，以確定《連條的鏈環的部件中的至少一些(且可選 地，全部)的鏈距。
本發明的這些以及其他目標、優點、目的和性質將從以下結合附圖的說 明書的評論變得顯而易見。


圖1是根據本發明的鏈條部件的側視圖和鏈條磨損測量裝置；
圖2是根據本發明的鏈條部件的側視圖和另 一個鏈條磨損測量裝置；
圖3是根據本發明的鏈條部件的平面圖和另 一個鏈條磨損測量裝置；
圖4是由圖3的鏈條磨損測量裝置的成像傳感器捕獲到的圖像；
圖5是根據本發明的鏈條部件的平面圖和另 一個鏈條磨損測量裝置；
圖6是通過圖5的鏈條磨損測量裝置的成像捕獲到的圖像；
圖7是根據本發明的鏈條部件的平面圖和另 一個鏈條磨損測量裝置；
圖8是根據本發明的鏈條部件的平面圖和另 一個鏈條磨損測量裝置。
具體實施例方式
現在參考附圖和本文描述的說明性實施例，傳送帶系統10包括沿諸如
倉庫、裝配廠等(圖1)的工廠或工廠中的傳送路徑被定路線和驅動的傳送
帶鏈條12。傳送帶路線包括設置在預期路線或布局中的連續迴路或路徑或 軌跡，且多個推車等沿該路線。推車通過諸如包括由多個鏈條銷18 (諸如I 銷或螺栓銷等)連接在一起的多個鏈環(諸如中心鏈環14和側鏈環16)的 連續驅動鏈條連接在一起。傳送帶系統包括磨損測量或節距測量裝置或系統 20，其包括第一傳感器或檢測或感測裝置22和第二傳感器或檢測或感測裝 置24。磨損測量裝置20位於沿傳逸帶路徑且具有當鏈條沿傳送帶路徑移動 時朝向鏈條並超過磨損測量裝置的感測裝置22、 24。如以下討論，磨損測 量裝置20測量或確定或計算或估計鏈條的連續或相鄰或間隔銷(或其他元 件或零件)之間的距離，以確定鏈條或鏈條部件中的鏈距和磨損程度。同樣 如以下討論，磨損測量裝置20的控制器或處理器26可以接收由感測裝置 22、 24產生的輸出，且可以響應感測裝置的輸出而控制感測裝置並確定鏈 條磨損和/或鏈距。
如本技術領域已知，傳送帶鏈條包括在圍繞傳送系統的連續迴路中連接 在一起的多個鏈環或連杆。在不影響本發明的範圍的情況下，鏈環和銷可以 包括任何類型的鏈環或銷。例如，鏈環或銷可以利用諸如可以在由密歇沖艮州 的弗諾斯特鏈運有限公司製造和銷售的Frost Smooth link和Frost Sani-link chain購得的類型的鏈條外〗見，或者可以利用美國專利號6,991,094和/或 7,246,699(其全部內容結合於此作為參考)中所描述的原理來形成。鏈環(諸 如)通過利用美國專利號6,862,939和/或6,993,978 (其全部內容結合於此作 為參考)中所描述的鏈環和磨損測量系統的外觀而在其頭部或銷的部分具有 銷延長。鏈環可以通過鏈環或驅動裝置或發動機等連接到在傳送軌跡(諸如 I束軌跡等)周圍被驅動的推車等。
如圖l所示，可以將第一和第二感測裝置22、 24安裝到安裝結構或板
ii28,以使得感測裝置22、 24間隔開預定且已知的間隔距離D (從而使得感 測裝置目標的沿鏈條的區域或點或位置間隔開預定且已知的間隔距離)。將 安裝結構或板28安裝在沿傳送帶路線或路徑上或沿其放置，以使得當鏈條 沿傳送帶路逕行進時，第一和第二感測裝置22、 24通常朝向傳送帶鏈條。 可選地，在不影響本發明的範圍的情況下，還可以將感測裝置安裝或放置在 傳送路線中，諸如在與已設定或已知的安裝感測裝置間隔距離的獨立安裝板 或支架或元件上。在不影響本發明的範圍的情況下，可以將感測裝置安裝在 鏈條上且使其朝向鏈條的上部，或者其可以安裝鏈條小或安裝到任何側面， 以檢測鏈條沿傳送線路移動時的鏈條部分。
在所說明的實施例中，第一感測裝置22是用於感測或檢測當鏈條沿傳 送路逕行進時第一鏈條部分30 (諸如鏈條銷的頭部的邊緣(如圖1所示)) 在預定位置的存在的鄰近傳感器。優選地，第一感測裝置22包括發出和接 收雷射以檢測第一鏈條部分在沿傳送帶路徑的預定位置(諸如，在相對於第 一感測裝置22的特殊位置)的存在的雷射近似感測裝置。因此，可以使第 一感測裝置22基本上朝向傳送帶鏈條，諸如從傳送帶鏈條上並朝向鏈條的 上部(如圖l所示)。當第一感測裝置22感測到第一鏈條部分(即，鏈條 銷的頭部的前沿或後沿)的存在時，第一感測裝置22產生指示銷或第一鏈 條部分的存在的輸出信號。輸出信號可以由控制器28接收或者可以由第二 感測裝置24接收，藉此第二感測裝置24被啟動或觸發以響應第一感測裝置 22的輸出信號來測量從第二感測裝置24到第二鏈條部分的距離。
第二感測裝置24優選地包括距離測量裝置，諸如雷射距離測量裝置。 在所說明的實施例中，第二感測裝置24包括(諸如)用於沿預定方向發出 雷射束的發射元件24a和(諸如)用於在鏈條當沿傳送帶路逕行進時由發射 元件24a發出的雷射束被反射離開鏈條時接收反射束的接收元件24b。因 此，第二感測裝置24被啟動或觸發以測量或確定位於或基本上接近第一感 測裝置感測到第一鏈條部分30在特殊或預定位置處的存在的特殊時間瞬 間，第二感測裝置24和鏈條的第二部分32之間的距離。第二感測裝置24可以產生指示第二感測裝置24和鏈條的第二部分32之間的檢測或測量距離
的輸出信號。
控制器26還可以安裝到安裝結構28 (或者可以位於遠離感測裝置)並 從第二感測裝置24接收輸出信號。可選地，控制器26還可以從第一感測裝 置22接收輸出信號並且可以用以響應來自第 一感測裝置的輸出信號來控制 或啟動或觸發第二感測裝置24。控制器26響應來自第二感測裝置24的輸 出信號來確定第一和第二鏈條部分之間的距離。因為第一和第二感測裝置之 間的間隔距離D為已知值，且因為在或者基本上已知第一鏈條部分相對於 第一感測裝置22的位置時確定從第二感測裝置24到第二鏈條部分的距離， 所以控制器可以將第 一和第二鏈條部分之間的距離作為已知間隔距離和第 二感測裝置與第二鏈條部分之間的測量距離的函數來確定或計算或估計或 估算。可選地，控制器可以將第二感測裝置和第二鏈條部分之間的確定距離 與基線或預期距離或長度(在鏈條的未磨損或新部件的第 一鏈條部分被第一 感測裝置檢測到時，其將被預期為鏈條的未磨損或新部件)相比較。
理想地，感測裝置22、 24用以檢測各自鏈條銷(諸如相鄰或連續鏈條 銷或間隔開預定數目的鏈環的鏈條銷等)的頭部的前沿或後沿。如圖1所示， 的頭部的前沿或後沿可以檢測當鏈條沿箭頭A方向行進時傳送帶鏈條12的 相鄰銷18的頭部的後沿。可選地，且如圖2所示，感測裝置22、 24可以檯r 測傳送帶鏈條12，的相鄰銷18，的凸出或點30，、 32，(諸如與美國專利號 6,862,939和/或6,993,978 (其全部內容結合於此作為參考)中所描述的類似 的凸出)。儘管展示和描述為感測前端鏈條部分的第一或近似感測裝置和感 測後端鏈條部分(在鏈條沿傳送帶i 各逕行進時其跟隨前端鏈條部分)的第二 或距離感測裝置，但是在不影響本發明的範圍的情況下，第一或近似感測裝 置可以感測後端鏈條部分的存在(諸如，例如，如果鏈條沿圖1中的相反方 向行進)，藉此第二或距離感測裝置可以被觸發以響應第一或近似感測裝置 感測到的後端鏈條部分存在的糹lr測而感測前端鏈條部分(即，在鏈條沿行進 方向的傳送帶路逕行進時，前端鏈條部分的行進頭部)。現在參考圖3和4，傳送帶系統110包括驅動鏈條112和磨損測量或節 距測量裝置或系統120，其包括鄰近傳感器或;f企測或感測裝置122和成像傳 感器或照相機124。磨損測量裝置120位於沿傳送帶路徑且具有在鏈條沿傳 送帶路徑移動時朝向鏈條並超過磨損測量裝置的感測裝置122、 124。磨損 測量裝置120測量或確定或計算或估計鏈條的連續或相鄰或間隔銷之間的 距離，以確定鏈條或鏈條部件中的鏈距和磨損。如以下討論，磨損測量裝置 120的控制器或處理器126可以接收由成像傳感器124產生的輸出，且可以 處理由成像傳感器124捕獲的圖像以確定鏈條磨損和/或鏈距。
如以上所述，傳送帶鏈條112沿設置在預期路線或布局中的連續迴路或 路徑或軌跡行進，且連接到多個推車等。鏈條112包括由多個鏈條銷118(諸 如I銷或螺栓銷等)連接在一起的多個鏈環(諸如中心鏈環114和側鏈環 116)。
如圖3所示，鄰近傳感器122沿傳送路徑放置以檢測鏈條112的特殊或 目標特徵，諸如銷118的頭部、諸如銷的頭部的前沿或後沿。成像傳感器 124與鄰近傳感器122間隔預定距離(或成像傳感器124被排列為以與鄰近 傳感器122目標的位置或區域間隔預定距離的位置或區域為目標)，以使得 當鄰近傳感器122感測到鏈條112的目標部分(諸如銷的頭部的前沿或後沿 或諸如銷或鏈環的任何其他可確定零件)時，將另一個銷的頭部放置在成像 傳感器124的視場上或放置在視場之內。用於通過鄰近傳感器感測的鏈條的
感器處或附近(諸如圖3所示的相鄰銷的頭部或諸如鏈條的任何銷的頭部或 沿鏈條的任何其他零件或特徵)被感測。在不影響本發明的範圍的情況下， 成像傳感器124可以包括任何適合的傳感器或圖像捕獲裝置或照相機，諸如 與像素有關的成像陣列傳感器、諸如電荷耦合裝置(CCD)傳感器或互補金 氧半導體(CMOS)傳感器等。
磨損測量裝置或系統120包括從鄰近傳感器122接收輸出信號並控制或 啟動成像傳感器124以在來自鄰近傳感器122的輸出指示檢測到鏈條112的目標特徵時捕獲圖像的控制器或處理器126。因此，成像傳感器124響應控
制器126捕獲銷的頭部圖像。因此，如圖4所示，在銷的頭部在成像傳感器 124的視場內時的適當時間瞬間捕獲圖像。
控制器126可操作以處理捕獲到的圖像數據以確定銷的頭部位置，並將 該位置與銷的基線或原始或未磨損銷的位置相比較。因此，控制器可以基於 銷相對於鏈條的另 一個銷或其他特徵(如由鄰近傳感器感測)的當前位置(如 由成像傳感器捕獲並與未磨損鏈條的銷的基線或已知或預計位置相比較)來 確定鏈條和銷的磨損程度。例如，控制器可以處理捕獲到的圖像128 (圖4) 以確定銷的中心和銷的角度(諸如通過檢測頭部的側面並計算中心，且諸如 通過確定銷的頭部的上表面的角度)，且可以將這些零件與銷的基線中心(其 中銷的中心將用於新的或未磨損鏈條)和頭部的上表面的基線角度相比較。 控制器可以確定或計算頭部的邊緣和未磨損鏈條的邊緣的已知或預期位置 之間的距離。可以計算或確定捕獲到的圖像和用於鏈條的未磨損部分的第二 鏈條部分的基線參數或預期位置之間的任何改變或差異，以達到鏈條部件 (該部件在鄰近傳感器和成像傳感器之間)中的磨損程度。銷或鏈條的檢測 邊緣或零件可以由成像傳感器和控制器使用已知圖像處理技術(諸如邊緣檢 測算法等)來檢測。根據磨損檢測系統的特殊應用，鄰近傳感器和成像傳感 器可以被放置為感測或圖像相鄰或連續銷(諸如在如圖3所示的中心鏈環的 相對端的銷)或分離或遠離銷(諸如在驅動鏈條的不同部件或部分的銷)， 或鏈條的其他分離特徵或性質(諸如連續或分離或遠離鏈環等的特徵)。
可選地，且如圖5和6所示，傳送帶系統110，的鏈條112，可以包括在 銷的頭部具有凸出或延長119，的銷118，。磨損檢測系統120隨後可以確定具 有感測到的性質或特徵(如由鄰近傳感器122，感測)和/或成像的性質或特 徵(如由鄰近傳感器124，感測)的鏈條部件中的磨損，且在銷118，的頭部 具有凸出或延長119，。在此實施例中，處理器126，可以處理捕獲到的圖像 128，以確定凸出119，的位置並且將該位置與基線位置(如果鏈條或鏈條部件 是新的或未磨損，那麼預期的凸出位置)相比較。控制器126，隨後可以確定鏈條或鏈條部件的磨損程度或傳送帶系統的鏈距。根據磨損檢測系統的特殊 應用，鄰近傳感器和成像傳感器可以被放置為感測或圖像相鄰或連續銷(諸 如在如圖5所示的中心鏈環的相對端的銷)或分離或遠離銷(諸如在驅動鏈 條的不同部件或部分的銷)，或鏈條的其他分離特徵或性質(諸如連續或分 離或遠離鏈環等的特徵)，藉此控制器確定在檢測到的或感測到的或成像鏈 條部分之間延伸的鏈條部分的磨損程度。
因此，控制器126、 126，和鏈條磨損檢測系統110、 110，可以確定感測 鏈條特徵和成像銷之間的鏈條中的磨損程度或鏈距。捕獲到的圖像數據經處 理以確定捕獲到的圖像相對於鏈條的未磨損或新鏈條或部件的類似特徵的 預期或預定或已知位置的偏移或變^f匕。因此，可以容易地確定鏈條部件中的 磨損程度。同樣，可以基於檢測到的偏移和/或鄰近傳感器與成像傳感器之 間的已知分離距離和/或鄰近傳感器和成像傳感器目標區域或區之間的已知 分離距離來確定成像銷與感測到的銷(或其他鏈條特徵或性質)之間的距離 或鏈條部件的節距。磨損檢測系統可以捕獲鏈條的各種部分或部件的多個圖 像，以確定或監控傳送帶系統的鏈條的不同或變化部件中的磨損程度或鏈 距。
現在參考圖7,傳送帶系統210包括驅動鏈條212和磨損測量或節距測 量裝置或系統220,其包括鄰近傳感器或檢測或感測裝置222和成像傳感器 或照相機224。與上述磨損測量裝置或系統類似，磨損測量裝置220位於沿 傳送帶路徑且具有在鏈條沿傳送帶路徑移動時朝向鏈條並超過磨損測量裝 置的感測裝置222、 224。磨損測量裝置220測量或確定或計算或估計鏈條 的連續或相鄰或間隔銷之間的距離，以確定鏈條的鏈條部件中的鏈距和磨 損。磨損測量裝置220的控制器或處理器226可以接收由成像傳感器224產 生的輸出，且可以處理由成像傳感器224捕獲的圖像以確定鏈條磨損和/或 鏈距。
如上所述，傳送帶鏈條212沿設置在預期路線或布局中的連續迴路或路 徑或軌跡行進，且連接到多個推車等。鏈條212包括由多個鏈條銷218 (諸
16如I銷或螺栓銷等)連接在一起的多個鏈環(諸如中心鏈環214和側鏈環
216)。如圖7可以看出，側鏈環216具有通過其形成的用於通過側鏈環容 納銷218的開口或孔216a(諸如通過其形成並由側鏈環216的中心連接部分 216b分離的兩個開口或孔)。可選地，且優選地，開口 216a通過側鏈環216a 衝孔，藉此沖孔過程提供基本上始終形成通過側鏈環216的開口或孔216a 的基本受控且可重複的過程。
鄰近傳感器222沿傳送路徑放置以檢測鏈條212的特殊或目標特徵，諸 如圖7所示的側鏈環216的連接部分216b的前沿或後沿。成像傳感器224 與鄰近傳感器222間隔預定距離，以使得當鄰近傳感器222感測連接部分 216b的前沿或後沿時，將另一個側鏈環的連接部分放置在成像傳感器224 的視場上或放置在^L場之內。經衝孔的孔的邊緣(諸如，沿側鏈環的連4妄部 分216b的邊緣)經劃分為能夠為成像傳感器提供高可重複性和方形邊緣來 成像以增強系統的邊緣;險測和處理能力的正方形邊緣。
磨損測量裝置或系統220包括從鄰近傳感器222接收輸出信號並控制或 啟動成像傳感器224以在來自鄰近傳感器222的輸出指示檢測到鏈條212的 目標特徵時捕獲圖像的控制器或處理器226。因此，成像傳感器224響應控 制器226捕獲側鏈環216的連接部分216b的通常被劃為正方形的前沿圖像。 因此，在側鏈環的連接部分216b在成像傳感器224的視場內時的適當時間 瞬間捕獲圖像。儘管在圖7中展示從鏈條部件的側面朝向鏈條部件的鄰近傳 感器222和成像傳感器224 (以朝向銷的側面)，但是這是為了清楚展示傳 感器和側鏈環的孔和連接部分。顯然，在保持在本發明的精神和範圍的情況 下，傳感器能夠以其他角度朝向鏈條部件，且優選地向下到側鏈環上，以在 鏈條沿傳送路逕行進時基本上成像側鏈環的衝孔的切割邊緣。
控制器226可操作以處理捕獲到的圖像數據以確定側鏈環的連接部分 的前沿或後沿的位置，並將該位置與基線或原始或未磨損側鏈環和鏈條或鏈 條部件的位置相比較。因此，控制器可以基於側鏈環的連接部分相對於鏈條 的另一個側鏈環的連接部分(如由鄰近傳感器感測)的當前位置(如由成像傳感器捕獲並與未磨損鏈條的基線或已知位置相比較)來確定鏈條(諸如鏈 條的銷和/或側鏈環和/或中心鏈環)的磨損程度。側鏈環的檢測邊緣或零件 可以由成像傳感器和控制器使用已知圖像處理技術(諸如邊緣檢測算法等) 來檢測。根據磨損檢測系統的特殊應用，鄰近傳感器和成像傳感器可以淨支放 置為感測或圖像相鄰或連續側鏈環(諸如圖7所示的連接到中心鏈環的相對 端的側鏈環)或分離或遠離側鏈環(諸如在驅動鏈條的不同部件或部分的側 鏈環)，或鏈條的其他分離特徵或性質(諸如連續或分離或遠離鏈環等的特 徵)。
因此，控制器226和鏈條磨損檢測系統210可以確定感測鏈條特徵和成 像側鏈環之間的鏈條中的磨損程度或鏈距。捕獲到的圖像數據經處理以確定 捕獲到的圖像相對於鏈條的未磨損或新鏈條或部件的類似特徵的預期或預 定或已知或基線位置的偏移或變化。因此，可以容易地確定鏈條部件中的磨 損程度。同樣，可以基於檢測到的偏移和鄰近傳感器與成像傳感器之間的已 知分離距離來確定成像側鏈環與感測到的側鏈環之間的距離或鏈條部件的 節距。磨損檢測系統可以捕獲鏈條的各種部分或部件的多個圖像，以確定傳 送帶系統的鏈條的不同或各種部件中的磨損或鏈距。
可選地，且參考圖8,傳送帶系統310包括傳送帶鏈條312,其包括由 多個鏈條銷318 (諸如I銷或螺栓銷等)連接在一起的多個鏈環(諸如中心 鏈環314和側鏈環316)。傳送帶系統包括磨損測量或節距測量裝置或系統 320，其包括第一傳感器或檢測或感測裝置322、第二傳感器或檢測或感測 裝置323以及第三傳感器或檢測或感測裝置324。磨損測量裝置320位於沿 傳送帶路徑且具有在鏈條沿傳送帶路徑移動時朝向鏈條並超過磨損測量裝 置的感測裝置322、 323、 324。磨損測量裝置320響應由感測裝置323、 324 產生的輸出信號來測量或確定或計算或估計鏈條的速度，並測量或確定或計 算或估計連續或相鄰或間隔鏈條元件(諸如，中心鏈環或側鏈環的末端或諸 如銷)之間的距離，以確定鏈條的鏈條部件中的鏈距和磨損程度。以與上述 類似的方式，磨損測量裝置320的控制器或處理器326可以接收由感測裝置322、 323、 324產生的輸出，且可以響應感測裝置的輸出來控制成像裝置並 確定鏈條磨損和/或鏈距。
在所說明的實施例中，感測裝置322、 323、 324包括在中心鏈環和鏈條 沿傳送路逕行進時朝向包圍中心鏈環的末端或邊緣的各自區域的雷射傳感 器(然而，可以利用其他感測構件)。感測裝置323和324之間分離已知距 離(和/或被排列為以分離已知距離的特設區域或區或位置為目標)，且用 以檢測鏈條部分或元件或特徵，諸如中心鏈環314(或其他鏈條元件或組件) 的前端或前沿314a。其他感測裝置322還與感測裝置323、 324分離，且用 以才企測鏈條元件，諸如中心鏈環314 (或其他鏈條元件或組件)的前端或前 沿314a。感測裝置322與感測裝置323和/或324之間的分離距離(和/或感 測裝置的目標或包圍區域或區或位置之間的距離)也是已知的。在保持在本 發明的精神和範圍的情況下，感測裝置322可以為感測裝置323和324的上 遊或下遊。
因為感測裝置323和324之間的分離距離已知(且感測器可以緊靠在一 起或比圖8所示的還要分離)，所以處理器326可以響應指示中心鏈環在其 沿感測裝置的感測區域行進並通過時其末端的存在糹企測的感測裝置323 、 324 所產生的輸出信號，在任何特設時間容易地計算鏈條速度。理想的是，感測 裝置323和324的感測區域或位置的分離距離足夠小，以使得能夠以歸因於 傳送帶鏈條中的間隙或不規則的有限或減少的變化或錯誤(其會引起傳送帶 路徑的基本長度上的不恆定速度)來基本上精確地確定鏈環的速度。
感測裝置322、 323、 324由處理器326來單獨監控(或由感測裝置產生 的信號被單獨處理)，且處理器326處理信號以確定特殊檢測時間的鏈條速 度(諸如，通過由確定鏈條元件或零件在感測裝置323和324或感測裝置的 目標區域之間行進已知距離經過的時間來計算速度)。基於鏈條的確定速度， 且響應第一和第二感測裝置322、 323的輸出信號(或第一和第三感測裝置 322、 324的輸出信號)，處理器可以確定兩個檢測鏈條元件或零件(諸如， 兩個連續或分離中心鏈環的前沿)之間的距離。例如，感測裝置322可以4企測中心鏈環的前沿，藉此這個檢測可以觸發 其他感測裝置啟動和/或可以觸發處理器處理其他感測裝置的輸出信號，以
;險測另一個中心鏈環的各自前沿。隨後，處理器可以響應由感測裝置323和 324進行的第二前沿的檢測之間經過的時間來確定那時的鏈條速度，且可以 響應由感測裝置322和323 (或者#4居感測裝置的特設排列，感測裝置322 和324 )進行的各自前沿的檢測之間經過的時間來確定兩個分離中心鏈環的 檢測前沿之間的距離。
因此，在感測裝置322檢測到鏈條零件或特徵時，感測裝置323和324 可以被觸發或啟動以感測鏈條零件或特徵並確定那時的鏈條速度。隨後，控 制器可以確定感測裝置322所檢測的鏈條零件和感測裝置323 (或感測裝置 324)所檢測的鏈條零件之間的距離，並將確定的距離與基線或預期鏈條部 件長度相比較，以確定鏈條的特殊部分中的磨損程度。可選地，控制器可以 將感測裝置323、 324中的一個用預期時間值檢測第二鏈條部分的時間與如 果鏈條的未磨損部件以計算出的速度行進時預期為鏈條的未磨損部件的檢 測之間的時間的預期時間值進^f亍比車交。可以容易地^使用測量時間(諸如，通 過處理器的計時裝置來測量)與預期或基線時間的任何差異，以計算鏈條部 件中的磨損程度。
儘管展示為具有感測連續中心鏈環的前沿的感測裝置，但是在不影響本 發明的範圍的情況下，感測裝置還可以被定位以檢測分離中心鏈環和/或其 他鏈條元件或零件。例如，感測裝置可以被排列以檢測鏈條銷或鏈條銷的凸 出(諸如，通過利用美國專利號6,862,939和6,993,978 (其全部內容結合於 此作為參考)中所描述的檢測系統的外觀)。例如，感測裝置可以檢測從鏈 條的銷的至少 一些的末端縱向擴展的凸出或延長，諸如從傳送帶鏈條的銷的 至少一些的末端縱向擴展或凸出的錐形延長、圓柱形延長、楔形延長或圓錐 形延長。儘管感測裝置被展示為具有檢測前中心鏈環的前沿的第 一感測裝置 322,且具有檢測後面的中心鏈環的前沿的第二和第三感測裝置，但是在保 持在本發明的精神和範圍的情況下，感測裝置還可以被排列為檢測沿傳送路徑的不同位置中的鏈條零件。
本發明提供傳送帶系統和/或方法，其可操作以確定鏈條的部分或鏈條 部件之間(諸如兩個相鄰或連續鏈條銷(或分離非連續銷)或相鄰或連續鏈 條銷或分離非連續鏈條銷之間等)的鏈距或距離。第一感測裝置檢測第一部 分或銷在相對於第一感測裝置的特殊位置的存在，且由第一感測裝置產生的 輸出信號觸發或引起控制以啟動第二感測裝置確定第二鏈條部分或銷的位 置(諸如，通過從第二感測裝置到第二部分的距離確定)。因此，可以將第 一和第二鏈條部分之間的距離作為第 一鏈條部分相對於第 一感測裝置的已 知位置、兩個感測裝置之間的已知距離和鏈條那時的速度和/或處於或基本 上處於第一鏈條部分的相對位置已知時第二感測裝置和第二鏈條部分之間 的確定或測量距離的函數來確定。可選地，可以通過捕獲與鄰近傳感器的已 知距離的鏈條零件或特徵的圖像並將捕獲到的圖像與基線性質相比較來確 定磨損或鏈距。因此，本發明的測量裝置或系統或方法可以提供連續或相鄰 鏈條銷或其他鏈條部分之間的距離測量，或者可以將鏈條組件的實際位置和 方向與基線位置和方向相比較，以為鏈條的鏈環部件中的至少一些(且可選 地，全部)確定鏈距。因此，本發明的測量裝置或系統或方法可以提供鏈條 部件的直接節距測量，而不是由已知或常規系統提供的相對磨損圖案。
如根據專利法的原則所解釋，可以在不偏離本發明的精神的情況下，執 行對特定描述實施例的改變或修改，其將僅受隨附權利要求的範圍的限制。
權利要求
在本發明的實施例中享有的排他財產和權利如下所限定1.一種傳送帶系統，包括傳送帶路線；沿所述傳送帶路線可移動的傳送帶鏈條，所述傳送帶鏈條包括多個中心鏈環、多個側鏈環和將各自側和中心鏈環連接在一起的多個鏈條銷；第一感測裝置，放置在所述傳送帶路線上且朝向所述傳送帶鏈條，當所述傳送帶鏈條沿所述傳送帶路線移動時，所述第一感測裝置感測所述傳送帶鏈條的第一鏈條部分的存在；第二感測裝置，放置在所述傳送帶路線上且通常朝向所述傳送帶鏈條，當所述傳送帶鏈條沿所述傳送帶路線移動時，所述第二感測裝置感測所述傳送帶鏈條的第二鏈條部分；以及控制器，可操作以響應指示感測所述傳送帶鏈條的所述第一鏈條部分的所述第一感測裝置的所述第一感測裝置的輸出和指示感測所述傳送帶鏈條的所述第二鏈條部分的所述第二感測裝置的所述第二感測裝置的輸出，確定在所述第一和第二鏈條部分之間延伸的鏈條部件的磨損程度。
1. 一種傳送帶系統，包括傳送帶路線；沿所述傳送帶路線可移動的傳送帶鏈條，所述傳送帶鏈條包括多個中心鏈環、多個側鏈環和將各自側和中心鏈環連接在一起的多個鏈條銷；第一感測裝置，放置在所述傳送帶路線上且朝向所述傳送帶鏈條，當所述傳送帶鏈條沿所述傳送帶路線移動時，所述第一感測裝置感測所述傳送帶鏈條的第 一鏈條部分的存在；第二感測裝置，放置在所述傳送帶路線上且通常朝向所述傳送帶鏈條，當所述傳送帶鏈條沿所述傳送帶路線移動時，所述第二感測裝置感測所述傳送帶鏈條的第二鏈條部分；以及控制器，可操作以響應指示感測所述傳送帶鏈條的所述第 一鏈條部分的所述第一感測裝置的所述第一感測裝置的輸出和指示感測所述傳送帶鏈條的所述第二鏈條部分的所述第二感測裝置的所述第二感測裝置的輸出，確定在所述第一和第二鏈條部分之間延伸的鏈條部件的磨損程度。
2. 根據權利要求1所述的傳送帶系統，其中所述第二感測裝置響應感測所述第 一鏈條部分的所述第 一 感測裝置來感測所述第二鏈條部分。
3. 根據權利要求1所述的傳送帶系統，其中所述第一和第二鏈條部分包括所述傳送帶鏈條的第 一和第二鏈條銷的頭部。
4. 根據權利要求1所述的傳送帶系統，其中所述第一和第二鏈條部分包括在所述傳送帶鏈條的第一和第二鏈條銷的頭部上的凸出。
5. 根據權利要求1所述的傳送帶系統，其中所述第一和第二鏈條部分包4舌所述側鏈環或所述中心鏈環的各自 一個的一部分的邊緣。
6. 根據權利要求1所述的傳送帶系統，其中所述第一感測裝置包括檢測所述第一鏈條部分在沿所述傳送帶路線且相對於所述第一感測裝置的預定位置處的存在的鄰近傳感器。
7. 根據權利要求6所述的傳送帶系統，其中當所述第一感測裝置檢測到所述第一鏈條部分在所述預定位置處的存在時，所述第一感測裝置產生輸出信號，所述第二感測裝置響應所述輸出信號來感測所述第二鏈條部分。
8. 根據權利要求7所述的傳送帶系統，其中所述第二感測裝置響應所述輸出信號來感測從所述第二感測裝置到所述第二鏈條部分的距離。
9. 根據權利要求8所述的傳送帶系統，其中所述第一和第二感測裝置分開預定間隔距離，所述控制器可操作以將所述傳送帶鏈條的所述第一和第二鏈條部分之間的距離作為所述預定間隔距離和從所述第二感測裝置到所述第二鏈條部分的所述感測距離的函數來確定。
10. 根據權利要求9所述的傳送帶系統，其中所述第一和第二感測裝置安裝到放置在所述傳送帶路線的普通安裝板上。
11. 根據權利要求1所述的傳送帶系統，其中所述控制器通過監控所述第 一和第二鏈條部分之間的距離來監控所述鏈條部件中的磨損程度。
12. 根據權利要求1所述的傳送帶系統，其中所述控制器將所述第一和第二鏈條部分之間的確定距離與基線距離相比較以確定鏈條的所述部件中的所述磨損程度。
13. 根據權利要求1所述的傳送帶系統，其中所述第二感測裝置包括響應感測所述第一鏈條部分的所述第一感測裝置來捕獲指示所述第二鏈條部分的圖像數據的成像傳感器。
14. 根據權利要求13所述的傳送帶系統，其中所述控制器處理所述捕獲到的圖像數據以確定鏈條的所述部件中的所述磨損程度。
15. 根據權利要求14所述的傳送帶系統，其中所述控制器處理所述捕獲到的圖像數據並將所述第二鏈條部分的當前捕獲到的圖像與基線參數相比較，以確定鏈條的所述部件中的所述磨損程度。
16. 根據權利要求1所述的傳送帶系統，還包括放置在所述傳送帶線路上且通常朝向所述傳送帶鏈條的第三感測裝置，當所述傳送帶鏈條沿所述傳送帶路線移動時，所述第三裝置感測所述傳送帶鏈條的所述第二鏈條部分，所述控制器響應所述第二和第三感測裝置的目標區域的分離距離和由所述第二和第三感測裝置對所述第二鏈條部分的檢測之間經過的時間，確定所述傳送帶鏈條的速度。
17. 根據權利要求16所述的傳送帶系統，其中所述控制器響應所述傳送帶鏈條的所述確定速度和指示感測所述傳送帶鏈條的所述第一鏈條部分的所述第一感測裝置的所述第一感測裝置的輸出以及指示感測所述傳送帶鏈條的所述第二鏈條部分的所述第二感測裝置的所述第二感測裝置的輸出，確定所述第 一和第二鏈條部分之間的距離。
18. 根據權利要求17所述的傳送帶系統，其中所述控制器將所述第一和第二鏈條部分之間的所述確定距離與基線距離相比較以確定鏈條的所述部件中的所述磨損程度。
19. 一種測量沿傳送帶路線行進的傳送帶鏈條的部件中的鏈條磨損的方法，所述方法包括提供分開預定分離距離的第 一和第二感測裝置； 當所述傳送帶鏈條的所述第一鏈條部分位於相對於所述第一感測裝置的預定位置時，用所述第一感測裝置感測所述傳送帶鏈條的第一鏈條部分的存在，且在感測到所述第一鏈條部分時產生輸出信號；用第二感測裝置感測所述傳送帶鏈條的第二鏈條部分；以及響應指示感測所述傳送帶鏈條的所述第一鏈條部分的所述第一感測裝置的所述第一感測裝置的輸出和指示感測所述鏈條的所述第二鏈條部分的所述第二感測裝置的所述第二感測裝置的輸出，確定在所述傳送帶鏈條的所述第 一 和第二鏈條部分之間延伸的鏈條部件的磨損程度。
20. 根據權利要求19所述的方法，其中所述第二感測裝置被啟動以響應所述第 一感測裝置的所述輸出信號來感測所述第二鏈條部分。
21. 根據權利要求19所述的方法，其中所述第一感測裝置包括檢測所述第一鏈條部分在沿所述傳送帶路線的預定位置處的存在的鄰近傳感器。
22. 根據權利要求21所述的方法，其中所述第二感測裝置響應所述輸出信號來感測從所述第二感測裝置到所述第二鏈條部分的距離。
23. 根據權利要求22所述的方法，其中確定所述鏈條部件的磨損程度包括將所述傳送帶鏈條的所述第一和第二鏈條部分之間的距離作為所述預定間隔距離和在基本上由所述第 一感測裝置感測到所述第 一鏈條部分的時間瞬間從所述第二感測裝置到所述第二鏈條部分的所述感測距離的函數來確定。
24. 根據權利要求19所述的方法，其中通過監控所述第一和第二鏈條部分之間的距離來監控鏈條的所述部件中的磨損程度。
25. 根據權利要求19所述的方法，包括將所述第一和第二鏈條部分之間的確定距離與基線距離相比較以確定鏈條的所述部件中的所述磨損程度。
26. 根據權利要求19所述的方法，其中用所述第二感測裝置感測所述傳送帶鏈條的第二鏈條部分包括捕獲所述傳送帶鏈條的第二鏈條部分圖像。
27. 根據權利要求26所述的方法，其中確定鏈條的所述部件的磨損程度包括處理捕獲到的圖像數據以確定鏈條的所述部件的所述磨損程度。
28. 根據權利要求27所述的方法，包括處理所述捕獲到的圖像數據和將所述第二鏈條部分的捕獲圖像與基線參數相比較以確定鏈條的所述部件中的所述磨損程度。
29. 根據權利要求16所述的方法，還包括提供與所述第二感測裝置分離預定分離距離的第三感測裝置；用所述第三感測裝置來感測所述傳送帶鏈條的所述第二鏈條部分；以及響應所述第二和第三感測裝置之間的預定分離距離和由所述第二和第三感測裝置對所述第二鏈條部分的檢測之間經過的時間來確定所述傳送帶鏈條的速度。
30. 根據權利要求29所述的方法，其中確定鏈條的所述部件的磨損程度包括響應所述傳送帶鏈條的所述確定速度和指示感測所述傳送帶鏈條的所述第一鏈條部分的所述第一感測裝置的所述第一感測裝置的輸出以及指示感測所述傳送帶鏈條的所述第二鏈條部分的所述第二感測裝置的所述第二感測裝置的輸出，確定所述第 一和第二鏈條部分之間的距離。
31.根據權利要求29所述的方法，其中確定鏈條的所述部件的磨損程度包括將所述第 一和第二鏈條部分之間的確定距離與基線參數相比較。
全文摘要
本發明揭露一種測量鏈條磨損的傳送帶系統和方法，包括位於傳送帶路線或路徑上且朝向可以沿傳送帶路徑移動的傳送帶鏈條的第一和第二感測裝置。第一感測裝置感測傳送帶鏈條的第一鏈條部分在傳送帶鏈條沿傳送帶線路移動時在預定位置處的存在。第二感測裝置感測在傳送帶鏈條沿傳送帶線路移動時傳送帶鏈條的第二鏈條部分。第二感測裝置可操作以感測第二鏈條部分的位置或與其的距離，或者捕獲第二部分的圖像。控制器可操作以響應第二感測裝置來確定在第一和第二鏈條部分之間延伸的鏈條部件的磨損程度。
文檔編號G01M99/00GK101516746SQ200780034774
公開日2009年8月26日 申請日期2007年8月17日 優先權日2006年8月24日
發明者喬納森·M.·萊斯班, 約瑟夫·S.·麥爾頓 申請人:弗諾斯特鏈運有限公司