行駛車輪的退化檢測方法和檢測系統(tǒng)以及行駛臺車的制作方法
【專利摘要】不使用專門的傳感器等來檢測行駛車輪的退化。檢測通過在行駛電動機的作用想旋轉(zhuǎn)的行駛車輪而行駛的行駛臺車的、行駛車輪的退化。將根據(jù)行駛車輪的轉(zhuǎn)速求出的速度與行駛臺車的對地速度之差作為滑移速度而求出，根據(jù)行駛電動機的扭矩和滑移速度通過了將扭矩和滑移速度作為成分的空間中的、規(guī)定的異常區(qū)域這一情況來檢測行駛車輪的退化。
【專利說明】
行駛車輪的退化檢測方法和檢測系統(tǒng)以及行駛臺車
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及對行駛臺車的行駛車輪的退化進行的檢測。
【背景技術(shù)】
[0002]
【申請人】開發(fā)制造了在潔凈室等頂棚空間行駛的橋式吊車。這樣的橋式吊車的行駛臺車部的結(jié)構(gòu)公開在例如專利文獻1(JP2002-308404A)中。橋式吊車在前后一對臺車單元上設(shè)置從動輪和引導(dǎo)輥，跨過前后一對臺車單元地設(shè)置驅(qū)動輪單元。并且，在驅(qū)動輪單元中設(shè)置行駛電動機和行駛車輪(行駛驅(qū)動輪)，行駛車輪以預(yù)定的接觸壓力與行駛軌道接觸地被施力。并且，行駛車輪為實心的，為例如聚氨酯橡膠制。
[0003]合成樹脂的行駛車輪如果反復(fù)行駛，則表面因磨損而變粗糙。如果將它放置，則產(chǎn)生行駛車輪的表面剝離的破裂等損壞，產(chǎn)生使橋式吊車停止、更換行駛車輪的必要。但是，行駛車輪的退化并不一樣。因此，需要選擇是在產(chǎn)生成為問題的程度的退化之前進行更換，還是冒因更換遲了而使行駛車輪產(chǎn)生破裂等，因為停止的橋式吊車而使行駛路徑變得不能通過的危險。
[0004]專利文獻2(JP3509330B)公開了對4輪汽車根據(jù)伴隨輪胎減壓的輪胎直徑變小檢測輪胎的減壓的技術(shù)。專利文獻2從驅(qū)動輪與從動輪的轉(zhuǎn)速之比檢測驅(qū)動輪的滑移率。并且，如果將施加給驅(qū)動輪的扭矩和滑移率標示于圖表上，則扭矩為O時的滑移率反映減壓引起的直徑變小。但是，這種方法對于行駛車輪表面的磨損引起的退化無效。
【發(fā)明人】通過實驗確認了這種情況。
[0005]現(xiàn)有技術(shù)文獻
[0006]專利文獻
[0007]專利文獻1:JP2002-308404A
[0008]專利文獻2:JP3509330B

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]發(fā)明要解決的課題
[0010]本發(fā)明的課題就是不用專門的傳感器等檢測行駛車輪的退化。
[0011]用于解決課題的手段
[0012]本發(fā)明為通過在行駛電動機的作用下旋轉(zhuǎn)的行駛車輪而行駛的行駛臺車的、行駛車輪的退化檢測方法，其特征在于，執(zhí)行以下步驟:將根據(jù)行駛車輪的轉(zhuǎn)速求出的速度與行駛臺車的對地速度之差作為滑移速度而求出的步驟，以及根據(jù)行駛電動機的扭矩和前述滑移速度通過了將扭矩和滑移速度作為成分的空間中的、規(guī)定的異常區(qū)域這一情況來檢測行駛車輪的退化的步驟。
[0013]本發(fā)明還是通過在行駛電動機的作用下旋轉(zhuǎn)的行駛車輪而行駛的行駛臺車的、行駛車輪的退化檢測系統(tǒng)，其特征在于，具備以下機構(gòu):將根據(jù)行駛車輪的轉(zhuǎn)速求出的速度與行駛臺車的對地速度之差作為滑移速度而求出的機構(gòu)，以及根據(jù)行駛電動機的扭矩和前述滑移速度通過了將扭矩和滑移速度作為成分的空間中的、規(guī)定的異常區(qū)域這一情況來檢測行駛車輪的退化的機構(gòu)。
[0014]本發(fā)明并且是行駛臺車，通過在行駛電動機的作用下旋轉(zhuǎn)的行駛車輪而行駛，并且具備收集行駛車輪的退化檢測用數(shù)據(jù)的功能，其特征在于，具備以下機構(gòu):將根據(jù)行駛車輪的轉(zhuǎn)速求出的速度與行駛臺車的對地速度之差作為滑移速度求出的機構(gòu)，以及檢測并存儲行駛電動機的扭矩和前述滑移速度通過了將扭矩和滑移速度作為成分的空間中的、規(guī)定的異常區(qū)域這一情況的機構(gòu)。
[0015]
【發(fā)明人】發(fā)現(xiàn)，像圖3(正常)、圖4(異常)所示那樣，行駛車輪的退化能夠通過將滑移速度和扭矩作為成分的至少二維空間內(nèi)的軌跡來檢測。即，如果行駛車輪退化，則由于軌跡通過圖3的A、B、C等異常區(qū)域，因此能夠由這一情況檢測行駛車輪的退化。相比之下，根據(jù)滑移率和扭矩的軌跡(圖9)沒發(fā)現(xiàn)有意義的特征。
[0016]前述異常區(qū)域為例如扭矩相對于滑移速度的斜度在基準值以下的區(qū)域，尤其優(yōu)選減速時扭矩相對于滑移速度的斜度在基準值以下的區(qū)域。如果行駛車輪退化，則圖3、圖4中的扭矩相對于滑移速度的斜度減少，尤其行駛臺車減速時的斜度降低顯著。
[0017]成為檢測對象的行駛車輪為例如實心的合成樹脂制，本發(fā)明中將例如行駛車輪磨損引起的表面的粗糙化或者粗糙作為退化檢測。
[0018]另外，并不是一次通過異常區(qū)域后立即判定為異常，優(yōu)選根據(jù)通過了異常區(qū)域的次數(shù)等進行判斷。并且，優(yōu)選通過異常區(qū)域的次數(shù)再加上圖4的線L1、L2的斜度。而且，優(yōu)選根據(jù)通過了異常區(qū)域的次數(shù)的變迀，或者在此基礎(chǔ)上加上線L1、L2的斜度的變迀來判斷行駛車輪的退化程度。例如，可以以行駛車輪為新的時的扭矩和滑移速度的軌跡為基準，將除此以外的區(qū)域作為異常區(qū)域。這是將初始的軌跡看作是正常的軌跡，根據(jù)伴隨行駛車輪的使用而扭矩和滑移速度的軌跡偏離初始軌跡什么樣的程度來判斷退化的程度。
【附圖說明】
[0019]圖1為表示實施例的橋式吊車和剖開的軌道的側(cè)視圖；
[0020]圖2為行駛車輪的退化檢測系統(tǒng)的方框圖；
[0021 ]圖3為表示正常的行駛車輪的滑移速度和扭矩的軌跡的圖；
[0022]圖4為表示退化了的行駛車輪的滑移速度和扭矩的軌跡的圖；
[0023]圖5為表示改變接觸壓力之際的滑移速度和扭矩的軌跡的圖；
[0024]圖6為表示退化檢測的初始設(shè)定算法的流程圖；
[0025]圖7為表示退化的檢測算法的流程圖；
[0026]圖8為編碼器的信號、線性傳感器的信號、滑移率和扭矩的波形圖；
[0027]圖9為表示扭矩和滑移率對的軌跡的圖。
【具體實施方式】
[0028]下面敘述實施本發(fā)明的優(yōu)選實施例。該發(fā)明的范圍應(yīng)該根據(jù)權(quán)利要求范圍的記載、參考說明書的記載和該領(lǐng)域內(nèi)的眾所周知的技術(shù)，按照本領(lǐng)域技術(shù)人員的理解確定。
[0029]實施例
[0030]圖1?圖7表示實施例。2為橋式吊車，也可以是堆垛起重機、無人輸送車等行駛臺車，用一個或多個實心、合成樹脂制的行駛車輪行駛的行駛臺車優(yōu)選作為行駛車輪的退化檢測的對象。4為軌道，設(shè)置在例如潔凈室的橋式吊車上。在軌道4內(nèi)，橋式吊車2具備前后一對臺車單元6、6，在臺車單元6、6之間配置驅(qū)動輪單元8。10為橋式吊車2的主體部。
[0031]驅(qū)動輪單元8具備作為驅(qū)動輪的行駛車輪12和行駛電動機14，將前后兩端圍繞鉛垂軸轉(zhuǎn)動自由地支承在臺車單元6、6上，被施力部16使行駛車輪12以預(yù)定的接觸壓力與軌道4的踏面50接觸地加壓。行駛車輪12為實心的聚氨酯橡膠車輪，利用與踏面50的摩擦力使橋式吊車2行駛。臺車單元6、6具備從動輪20和用來切換分支和直行的引導(dǎo)輥22、24，從動輪20與踏面51接觸。并且，臺車單元6、6具備受電單元28，用交叉滾子支承30、30來支承主體部
10。另外，行駛車輪也可以不是上部，而是下部與軌道接觸。
[0032]橋式吊車2具備線性傳感器32，讀取設(shè)置在軌道4上的磁性標記檢測橋式吊車2的絕對位置。并且，利用行駛電動機14的未圖示的編碼器檢測行駛車輪12旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)速。而且，利用未圖示的通信單元與地面?zhèn)瓤刂破魍ㄐ?。主體部10具備橫向單元34，使Θ單元36和卷揚機38沿行駛方向在水平面內(nèi)直角橫向移動，Θ單元36使卷揚機38圍繞鉛垂軸轉(zhuǎn)動，卷揚機38使具備卡盤41的抓手40升降。軌道4具備踏面50、51，用絞合線固定器52、52支承絞合線，給受電單元28非接觸供電。
[0033]圖2表示行駛車輪的退化檢測系統(tǒng)60，獲取從行駛電動機14輸出的扭矩的信號和編碼器的信號，通過用差分部61求出編碼器的信號與線性傳感器信號的差分，從而求出滑移速度。另外也可以取代線性傳感器的信號而使用安裝在從動輪上的編碼器的信號等。并且，扭矩能夠從行駛電動機14的驅(qū)動電流等求出。
[0034]對扭矩和滑移速度對的數(shù)據(jù)像圖3所示那樣定義異常區(qū)域，在正常/異常的判斷中，除此以外，圖4的線L1、L2的斜度，尤其是線LI的斜度也有效。因此，提取部62當(dāng)檢測到扭矩和滑移速度對在異常區(qū)域的異常數(shù)據(jù)時，將其個數(shù)計測到暫時存儲器64中。在例如一次加速、恒速行駛、減速和停止的周期中，即使一次通過異常區(qū)域，也將該周期作為異常，將每一天的異常周期的個數(shù)存儲到暫時存儲器64中。并且，為了求出圖4中的線L1、L2的斜度，對每個扭矩值存儲滑移速度大小的最大值。如果在例如扭矩為負的區(qū)域連接該最大值，則獲得與圖4的線LI相對應(yīng)的斜度和截距，如果在扭矩為正的區(qū)域連接，則獲得與線L2相對應(yīng)的斜度和截距。存儲部66存儲例如每個月內(nèi)每一天的異常數(shù)據(jù)(異常周期)的個數(shù)的最大值和一個月內(nèi)的每個扭矩值的滑移速度大小的最大值。
[0035]如果存在軌道上附著有潤滑脂等與行駛車輪的狀態(tài)無關(guān)的問題，則扭矩和滑移速度的軌跡與圖3?圖5所示的軌跡顯著變化，成為異常的軌跡。因此，提取部64也可以在檢查一個周期的量的軌跡的輪廓后，僅處理適當(dāng)輪廓的軌跡。
[0036]之所以不通過一次異常數(shù)據(jù)的檢測判定為退化，是為了避免干擾，每天的異常數(shù)據(jù)的最大數(shù)目既可以是每一周的，也可以是一個月內(nèi)的異常數(shù)據(jù)個數(shù)的總數(shù)等。之所以提取斜度和梯度的數(shù)據(jù)或者斜度的數(shù)據(jù)，是為了用于判斷正常/異常作參考，如果存儲器66的容量有富裕，也可以存儲對異常數(shù)據(jù)的圖4的波形本身。對正常/異常的判斷尤其有效的是減速時的區(qū)域A、B，尤其是減速時并且扭矩的絕對值在軌跡的最大值的40%以上的區(qū)域A。
[0037]行駛車輪的壽命為幾年左右，根據(jù)使用狀況，尤其根據(jù)拐彎行駛的次數(shù)不同，壽命變動。因此，例如每I周?3個月判斷行駛車輪的正常/異常就可以，例如當(dāng)橋式吊車到達維護用的地域之際，從輸入輸出部68讀出存儲部66的數(shù)據(jù)，用具備統(tǒng)計處理部82或診斷部84的個人計算機80和監(jiān)視器81檢測行駛車輪的異常。另外，也可以取代個人計算機使用其他的計算機。
[0038]使用統(tǒng)計處理部82，操作者也可以從監(jiān)視器81的顯示視覺上判斷正常/異常。這種情況下，利用統(tǒng)計處理部82，監(jiān)視器81顯示從行駛車輪為新品時到例如目前為止的每一個月的異常數(shù)據(jù)的最大值的變迀、與線L1、L2相對應(yīng)的斜度等的變迀。并且，在系統(tǒng)60自己判斷正常/異常的情況下，用診斷部84評價這些數(shù)據(jù)，判斷正常/異常。除此以外，也可以橋式吊車自己診斷行駛車輪的正常/異常，例如，也可以在橋式吊車內(nèi)設(shè)置與診斷部84同樣的自我診斷部70，如果判定為異常則報告給地面?zhèn)瓤刂破鳌?br>[0039]圖3表示5個周期內(nèi)正常的行駛車輪的扭矩和滑移速度的軌跡，圖4表示退化了的行駛車輪的同樣的軌跡。另外，圖3、圖4中行駛車輪的接觸壓力相同，用圖3、圖4的箭頭表示軌跡的方向。圖3、圖4明顯的不同就是扭矩相對于滑移速度的斜度由于退化變小了。即使是正常的行駛車輪也有由于接觸壓力加速時的滑移速度的最大值靠近區(qū)域C 一側(cè)的例子。因此，在異常檢測時如果使用減速時是否通過區(qū)域A、B或者區(qū)域A，則增加檢測的可靠性。
[0040]行駛車輪最初為正常，此時能夠獲得大量類似于圖3的軌跡。因此，能夠?qū)⒊５能壽E分布以外的區(qū)域作為異常區(qū)域，例如將圖3的區(qū)域A、B、C作為異常區(qū)域使用，優(yōu)選使用異常區(qū)域A、B，使用異常區(qū)域A最好。并且，行駛軌道退化的特征在于，如果通過線L1、L2的斜度減小，尤其線LI的斜度減小，而在判斷時提取它們的斜度，與初始值進行比較，則正常/異常的判斷變得容易。
[0041]扭矩和滑移速度的軌跡因行駛車輪的接觸壓力而改變，如果降低接觸壓力，則軌跡像圖5那樣變化。另外，圖5遍及實用上考慮的整個范圍使接觸壓力變化，車輪的退化加重。因此優(yōu)選當(dāng)行駛車輪新時，記住圖3的軌跡，據(jù)此定義異常區(qū)域A等，同時存儲線LI或其斜度等。
[0042]圖6表示用來判斷正常/異常的初始設(shè)定，為更換行駛車輪時的或者將新的橋式吊車設(shè)置到軌道上之際的處理(步驟I)。在步驟2中測量扭矩和滑移速度的軌跡，在步驟3中定義異常區(qū)域A等，存儲線L1、L2或線LI的初始值，或者存儲線LI的斜度等。
[0043]圖7表示行駛車輪的退化檢測(正常/異常的判斷)，在步驟11中檢測通過異常區(qū)域的周期，步驟12通過提取每個扭矩的滑移速度大小的最大值，提取線L1、L2或線LI中斜度最小的線。在步驟13中求出I天中通過了異常區(qū)域的軌跡的數(shù)目，存儲一個月內(nèi)的其最大值(每天通過異常區(qū)域的軌跡數(shù)目的最大值)。并且存儲線L1、L2或線LI的斜度在一個月內(nèi)的最小值。
[0044]在橋式吊車到達維護用的地域之際等，讀取存儲部的數(shù)據(jù)(步驟14)，從前述最大值和前述線的斜度的最小值判斷正常和異常，如果異常則更換行駛車輪，執(zhí)行圖6的程序(步驟15)。該判斷為根據(jù)通過了異常區(qū)域的軌跡的數(shù)目的變迀和線L1、L2或線LI的斜度的最小值的變迀來判斷正常/異常。
[0045]圖8、圖9表示退化了的行駛車輪的扭矩和滑移率，圖8表示隨時間的它們的波形，圖9表示扭矩和滑移率的軌跡，圖9的軌跡與專利文獻I中記載的軌跡完全不同。圖8、圖9沒有發(fā)現(xiàn)能夠判斷行駛車輪退化這樣的特征，并且雖然此處沒有顯示，但正常的行駛車輪也能夠獲得與圖9類似的軌跡。專利文獻I考慮檢測因為減壓而前輪和后輪中車輪的直徑不同的狀況，這種情況下，認為滑移率變化是合理的。實施例中研究行駛車輪磨損引起的表面粗糙化怎樣影響滑移速度，以與扭矩的關(guān)系提取滑移速度。并且發(fā)現(xiàn)，如果行駛車輪的表面粗糙化，則扭矩相對于滑移速度的梯度變小，尤其在行駛臺車減速時，扭矩相對于滑移速度的梯度變小，弄清楚了從這些情況能夠檢測行駛車輪的退化。
[0046]符號說明
[0047]2-橋式吊車;4-軌道;6-臺車單元;8-驅(qū)動輪單元;10-主體部；12-行駛車輪;14-行駛電動機；16-施力部;20-從動輪;22、24-引導(dǎo)輥;28-受電單元;30-交叉滾子支承;32-線性傳感器;34-橫向單元;36-Θ單元;38-卷揚機;40-抓手;41-卡盤;50、51-踏面;52-絞合線固定器;60-行駛車輪退化檢測系統(tǒng);61-差分部;62-提取部;64-暫時存儲器;66-存儲部;68-輸入輸出部;70-自我診斷部;80-個人計算機;81-監(jiān)視器;82-統(tǒng)計處理部;84-診斷部。
【主權(quán)項】
1.一種通過在行駛電動機的作用下旋轉(zhuǎn)的行駛車輪而行駛的行駛臺車的、行駛車輪的退化檢測方法，其特征在于，執(zhí)行以下步驟: 將根據(jù)行駛車輪的轉(zhuǎn)速求出的速度與行駛臺車的對地速度之差作為滑移速度而求出的步驟，以及 根據(jù)行駛電動機的扭矩和前述滑移速度通過了將扭矩和滑移速度作為成分的空間中的、規(guī)定的異常區(qū)域這一情況來檢測行駛車輪的退化的步驟。2.如權(quán)利要求1所述的行駛車輪的退化檢測方法，其特征在于，前述異常區(qū)域為扭矩相對于滑移速度的斜度在基準值以下的區(qū)域。3.如權(quán)利要求2所述的行駛車輪的退化檢測方法，其特征在于，前述異常區(qū)域為前述行駛臺車減速時的區(qū)域。4.如權(quán)利要求1?3中的任一項所述的行駛車輪的退化檢測方法，其特征在于，行駛車輪為實心的合成樹脂制。5.—種通過在行駛電動機的作用下旋轉(zhuǎn)的行駛車輪而行駛的行駛臺車的、行駛車輪的退化檢測系統(tǒng)，其特征在于，具備以下機構(gòu): 將根據(jù)行駛車輪的轉(zhuǎn)速求出的速度與行駛臺車的對地速度之差作為滑移速度而求出的機構(gòu)，以及 根據(jù)行駛電動機的扭矩和前述滑移速度通過了將扭矩和滑移速度作為成分的空間中的、規(guī)定的異常區(qū)域這一情況來檢測行駛車輪的退化的機構(gòu)。6.—種行駛臺車，通過在行駛電動機的作用下旋轉(zhuǎn)的行駛車輪而行駛，并且具備收集行駛車輪的退化檢測用數(shù)據(jù)的功能，其特征在于，具備以下機構(gòu): 將根據(jù)行駛車輪的轉(zhuǎn)速求出的速度與行駛臺車的對地速度之差作為滑移速度求出的機構(gòu)，以及 檢測并存儲行駛電動機的扭矩和前述滑移速度通過了將扭矩和滑移速度作為成分的空間中的、規(guī)定的異常區(qū)域這一情況的機構(gòu)。
【文檔編號】B61B3/02GK105992939SQ201580008631
【公開日】2016年10月5日
【申請日】2015年1月20日
【發(fā)明人】恩田義則, 佐藤哲哉
【申請人】村田機械株式會社