用于进行场内操作的系统和方法

技术领域

本公开涉及一种用于进行场内操作的系统和方法。

背景技术

在采矿和施工中，通常为诸如挖掘机、破碎机、拉索机、线缆铲、正铲、液压挖掘机、装载机、剪切滚筒、斗轮挖掘机等的土方作业装备提供磨损零件。一个实例磨损零件是包括安装在固定到铲斗的适配器上的齿尖的齿。诸如齿尖和其他地面接合部件的磨损零件在使用期间遇到重荷载和磨料状况，使得磨损零件磨损并且需要被更换。然而，存在与此类磨损零件的移除和安装相关联的挑战和危险，因为它们可能大、重和/或难操纵。

发明内容

本公开涉及一种用于进行诸如从土方作业装备移除磨损构件和/或将磨损构件安装到土方作业装备上的场内操作的系统和方法。

在一个实例中，磨损构件被固定到土方作业装备上的基座。由机械手支撑的工具被固定到磨损构件。至少一个传感器检测磨损构件的安装路径，并且使用可编程逻辑的控制器沿着安装路径移动磨损构件以从基座移除磨损构件。在一个实施方式中，该安装路径可以是直线或离散非线性的(例如弓形的、阶梯的，或线性和非线性的某种组合)。

在另一实例中，一种处理设备包括：工具，其可固定到磨损构件；机械手，其具有能够移动地支撑所述工具的至少两种不同运动的能力；至少一个传感器，其检测每种运动的移动；以及控制器，其使用可编程逻辑来引导所述机械手的移动以在限定运动中移动所述工具以从基座移除磨损构件和/或将磨损构件安装到基座上。

在另一实例中，一种用于从土方作业装备移除磨损构件和/或将磨损构件安装到土方作业装备上的系统包括处理设备，所述处理设备具有：工具，其可固定到磨损构件；铰接臂，其能够移动地支撑所述工具；可调节关节，其将所述工具连接到所述臂；传感器，其用于检测能够移动所述工具的所述铰接臂和所述可调节关节的每个部分的方位；以及控制器，其使用可编程逻辑来同时引导所述臂和所述关节的移动以沿着指定运动路径移动所述工具以从基座移除所述磨损构件和/或将所述磨损构件安装到基座上。确定指定路径的传感器可以是处理设备的一部分或与处理设备分开。

在另一实例中，一种处理设备包括工具、具有支撑件和关节的机械手以及控制器。支撑件包括可旋转柱、枢转地固定到柱的第一臂和枢转地固定到第一臂的第二臂。第二臂还能够任选地伸缩。关节将工具连接到支撑件。关节绕第一轴枢转地固定到第二臂并且能够提供工具绕垂直于第一轴的两个轴的移动。使用可编程逻辑的控制器引导机械手的操作以沿着指定路径在运动中从土方作业装备移除磨损构件。

在另一实例中，由机械手支撑的工具被固定到要从基座移除和/或安装在基座上的磨损构件。至少一个传感器检测将在基座上安装磨损构件或从基座移除磨损构件沿着的路径的方位和/或定向。使用可编程逻辑的控制器引导机械手的移动以沿着指定路径将磨损构件移离基座和/或将磨损构件移动到基座上。

在另一实例中，从基座移除磨损构件和/或将磨损构件安装到基座上是通过用设备抓握磨损构件来实现的，所述设备使用可编程逻辑来沿着磨损构件的指定路径从基座移动磨损构件和/或将磨损构件移动到基座上。

在另一实例中，检测用于从基座移除磨损构件和/或将磨损构件安装到基座上的安装轴。磨损构件由液压驱动的设备抓握，所述设备使用可编程逻辑来沿着安装路径从基座移动磨损构件和/或将磨损构件移动到基座上。

在另一实例中，一种用于从安装件(例如土方作业装备上的基座适配器、铲斗上的唇部、基座适配器上的适配器等)移除已磨损的磨损构件并且在同一安装件上安装更换磨损构件的处理设备。所述处理设备包括：工具，其用于固定土方作业装备的磨损构件；机械手，其支撑所述工具以朝向和远离所述土方作业装备运动；以及控制器，其使用可编程逻辑来引导所述机械手的移动以移除和装载已磨损的磨损构件，并且在已磨损的磨损构件被移除了的情况下保持和安装更换磨损构件。控制器自动地返回到安装位点以便将更换磨损构件安装在土方作业装备上。任选地，在安装更换磨损构件之后，控制器能自动地移动到要移除的下一个磨损构件。还能够任选地结合以上指出的实例中的任一个提供此实例。

以上指出的实例和其他实例中的每一个中的可调节部件能够由液压马达和/或汽缸驱动，所述液压马达和/或汽缸能够提供在土方作业操作中移除磨损构件所期望的稳健性和强度。

在一个实例中，三点关节组件包括具有处理器和存储器的计算机，所述存储器具有被配置为提供三点关节组件、机械手和/或被支撑工具头的控制的指令。

在另一实例中，液压驱动的机械手包括附接铰接臂的端部的关节。关节支撑保持要从安装件移除和/或安装到安装件上的磨损构件的工具。关节包括能够移动地接合在一起以为工具限定三个非平行移动轴的部件。在一个实例中，三个轴中的至少一个(优选两个)具有与致动器相关联的浮子模式机构，所述致动器控制三轴关节相对于三个轴的移动。浮子模式机构控制通路中的阀压力，所述通路绕轴连接控制机械手的致动器中的至少一个的两侧。致动器中的流体被允许在致动器的两侧之间浮动，从而在其中允许机械手以小增量绕相应轴移动。在浮子模式下，致动器由操作者或控制器或处理器外部的外力移动。在一个实施方式中，可以激活至少一个浮子模式机构。在另一实施方式中，激活至少两个浮子模式机构同时第三致动器仍然由可编程逻辑或用户控制。在一个实施方式中，如果在另外处于浮子模式的同时激活了安装路径模式，则机械手假定浮动液压致动器是可控的，即使这些致动器由外力控制。在此实例中，一旦安装轴被确定并且所有其他致动器沿着安装路径同时移动，就假定浮动致动器正在沿着安装轴遵循正确的路径。

在另一实例中，一种用于从土方作业装备移除地面接合磨损零件的过程包括操作机械手和由所述机械手支撑的一个或多个工具的移动以保持固定到所述土方作业装备的磨损零件。机械手包括用于将工具固定到机械手的关节。关节包括能够移动地接合在一起以限定三个非平行移动轴的部件以及用于绕轴选择性地移动和保持部件的液压驱动的致动器。所述过程还可以包括确定安装轴。在另一实施方式中，所述过程可以包括浮子模式过程，其中致动器被移动到中性状态并且流体在致动器内平衡以允许实现将工具头附接到磨损构件的小增量变化。

在另一实例中，一种用于从土方作业装备上的安装件移除磨损构件和/或将磨损构件安装到土方作业装备上的安装件上的磨损构件处理系统包括：起重机，其具有能够移动地接合在一起的起重机部件和用于使所述起重机部件相对于彼此选择性地保持在各种方位中并移动的起重机致动器；用于选择性地保持所述磨损构件的至少一个工具；关节，其包括用于将所述关节固定到所述起重机的基座、用于将所述至少一个工具固定到所述关节的适配器、在所述基座与所述适配器之间能够移动地接合在一起的关节部件以及用于选择性地移动所述关节部件并且使其相对于彼此保持在各种方位中的关节致动器；以及处理系统，其被配置为确定用于从所述安装件移除磨损构件和/或将所述磨损构件安装到所述安装件上并且引导所述起重机致动器和所述关节致动器的移动的路径以沿着所述路径移动所述磨损构件。

在另一实例中，一种用于从土方作业装备上的安装件移除磨损构件和/或将磨损构件安装到土方作业装备上的安装件上的磨损构件处理系统包括：机械手，其支撑所述磨损构件并且包括液压致动器以调节所述机械手并因而移动所述磨损构件；处理系统，其被配置为确定用于从所述安装件移除磨损构件和/或将磨损构件安装到所述安装件上并且引导所述液压致动器的移动的路径以沿着所述路径移动所述磨损构件；以及浮子歧管，其用于随着所述磨损构件沿着所述路径移动而在所述致动器内引导流体的流动并且允许通过外力对所述关节进行小调节。

在另一实例中，一种用于从土方作业装备上的安装件移除磨损构件和/或将磨损构件安装到土方作业装备上的安装件上的磨损构件处理系统包括：机械手，其支撑所述磨损构件并且包括液压致动器以调节所述机械手并因而移动所述磨损构件；处理系统，其被配置为引导所述液压致动器的移动以沿着直线路径移动所述磨损构件；以及控制器，其具有至少手动地激活的控件以关于应该将所述磨损构件移动到哪一个方向而发信号通知所述处理系统。

在另一实例中，一种用于进行场内操作的系统包括：机械手，其包括液压致动器和用于检测所述机械手的方位的至少一个传感器；固定到所述机械手的至少一个工具；以及处理系统，其被配置为确定用于移动所述至少一个工具以进行所述场内操作并且引导所述液压致动器的路径，从而调节所述机械手以沿着所述路径移动所述至少一个工具。

在另一实例中，一种用于从土方作业装备的安装件移除地面接合磨损构件和/或将所述地面接合磨损构件安装到所述安装件上的过程包括：将所述地面接合磨损构件定位为与所述安装件对准；使用处理系统来确定所述地面接合磨损构件应该行进以被从所述安装件移除和/或安装在所述安装件上的路径；以及使用所述处理系统来引导支撑所述地面接合磨损构件的机械手以沿着所述路径移动所述地面接合磨损构件以从所述安装件移除所述地面接合磨损构件和/或将所述地面接合磨损构件安装到所述安装件上。

依照某些实例，机械手可能可用于在采矿、施工、疏浚和/或其他土方作业操作中从装备移除磨损零件和/或将磨损零件安装在装备上。作为实例，这种土方作业装备能够包括例如各种机器(例如，挖掘机、破碎机、线缆铲、切割机头等)和/或输送装备(例如，滑槽、输送机、卡车托盘等)。磨损零件能够包括例如齿尖、适配器、护罩、转子、镐头、滑橇、磨损板、轨道部件、刀片等。

依照某些实例，机械手可能可用于各种活动，特别是涉及诸如装备加油、平面去冰、树修整、农业收获升高、工业环境中的精密受控工作等的困难、危险和/或费时过程的活动。

附图说明

图1是铲斗具有齿的土方作业机的侧视图。

图2是挖掘齿的透视图。

图3是图2中的齿的分解透视图。

图4是另一挖掘齿的透视图。

图5是图4中的齿的分解透视图。

图6是处理系统和土方作业机的一部分的侧视图。

图7是用于图2中的齿的锁的销的透视图。

图8是销的部分分解视图。

图9是沿着图7中的9-9线的横截面视图。

图10是铲斗的侧视图。

图11是保持图2中的齿的齿尖的工具头的透视图。

图12是保持图2中的齿的齿尖的另一工具头的透视图。

图13是三轴关节的透视图。

图14是用于处理设备的用户操作的控制模块的透视图。

图15A是浮子控制歧管的侧视图。

图15B是在剖视图中示出的图15A的浮子控制歧管的壳体内的流体通道的透视图。

图16A是另一浮子控制歧管的侧视图。

图16B是在剖视图中示出的具有图16A的浮子控制歧管的壳体的流体通道的透视图。

图17是移除磨损部件的实例过程。

图18是安装磨损部件的实例过程。

图19是图示系统的示意系统图。

具体实施方式

本公开涉及用于移除和/或安装磨损构件的系统、处理设备和/或过程，所述磨损构件诸如在例如在采矿、施工、矿物加工、疏浚等中找到的土方作业操作中使用的地面接合产品。这些系统、设备和/或过程能够用于从土方作业装备移除各式各样磨损构件(例如，齿、护罩、转子、镐头等)和/或将各式各样磨损构件安装到土方作业装备上，所述土方作业装备能够包括各种不同的机器，诸如液压挖掘机、装载机、拉索机、线缆铲、正铲、疏浚切割机、剪切机、粉碎装置、连续开矿机、搬运卡车等，和/或连同诸如铲斗、切割机头、剪切机滚筒、卡车托盘、滑槽等的机器一起使用的各种部件。

参考图1，作为实例，诸如液压挖掘机1的土方作业机被图示为包括具有包括唇部16的前挖掘边缘5的铲斗3。可以沿着挖掘边缘5固定齿和/或护罩以保护铲斗3和/或改善其挖掘性能。

图2-3图示一个实例挖掘齿7。此齿包括基座适配器9、中间适配器10、齿尖11和锁13。基座适配器9具有安装端部15，所述安装端部具有用于跨在唇部16上并且被焊接或以其他方式固定到唇部16的向后延伸的腿33A、33B，以及用于安装中间适配器10的向前突出的鼻部17。凹部19设置在向前突出的鼻部17的每个侧壁中以容纳销29的前端部21，所述销是锁13的用于将中间适配器固定到基座适配器9的一部分。中间适配器10包括用于容纳向前突出的鼻部17的向后开口的空腔8、用于安装齿尖11的前鼻部18以及在每个侧壁中用于容纳锁13的锁开口。前鼻部18包括凹部20以容纳每个锁13的销29以将齿尖11固定到中间适配器10。齿尖11包括用于容纳前鼻部18的向后开口的空腔12、前作业端部或刀头23以及其中容纳有锁13的锁开口25。在美国专利9,222,243中更充分地公开了此实例齿的部件，该美国专利通过引用整体地并入本文。虽然此齿中的锁被一体地固定到齿尖和中间适配器，但是处理系统35能在锁与齿尖和中间适配器分开的情况下移除和/或安装磨损构件。此齿仅作为实例被提供。关于此齿，齿尖、中间适配器和基座适配器各自被认为是磨损构件。也就是说，齿尖11是固定到形式为中间适配器10的安装件的磨损构件7。中间适配器10是固定到形式为基座适配器9的安装件的磨损构件7。基座适配器9是固定到形式为唇部16的安装件的磨损构件7。本文公开的系统、设备和过程能够与各种其他种类的齿、其他种类的地面接合磨损零件和/或其他种类的土方作业装备一起使用。

图4-5图示能够与本系统和方法一起使用的另一实例挖掘齿22。齿22包括基座适配器9和齿尖24，所述齿尖具有用于容纳向前突出的鼻部17的向后开口的空腔27以及前作业端部或刀头26和位于一个侧壁中的锁13。与齿7一样，锁13的销29前进到凹部19中以将齿尖24固定在基座适配器9上。

随着铲斗3挖掘，磨损构件(包括齿尖11、24和适配器9、10)磨损，直到它们磨损并且需要被更换为止。作为实例，在常规操作中，这可以涉及一个或多个工人释放锁并且从适配器移除齿尖。这可能为工人产生危险，因为零件可能大、重和/或难操纵，有引起损伤的可能性。在大型新零件上通常提供的吊眼28通常已磨损了并且不可用于移除磨损的零件。结果，当锁13被释放时，一些工人简单地让零件落到地面。磨损构件的自由落下可能对工人是危险的。

然而，有时，即使当锁13被移除时，土细粉的存在也可能使诸如齿尖11的磨损构件被快速保持到土方作业装备(例如，适配器10、11)。这可能使从基座移除磨损构件变得困难并且增加操作者移除它们所花费的时间。较长的移除时间不仅产生较长的机器停机时间和损失的生产率，而且还增加工人在危险工作区中的时间。此外，工人可以使用来释放磨损构件的杠杆作用、拉动、锤击等也可能为工人产生危险，尤其是如果磨损构件移位和/或释放的话。

涉及链条或皮带的复杂索具布置已用于支撑要在锁被释放时移除的齿尖。虽然这能够产生更安全的环境，但是如果索具布置未固定、滑动和/或产生扭点，则工人仍然处于风险中。进一步地，由于链条和皮带在齿尖下方，所以一旦将磨损构件设置在地面上就移除它们可以是有问题的并且产生附加危险。吊眼28有时还已被焊接到磨损的齿尖以在移除期间支撑齿尖，但是由于需要移动焊接装备，在许多矿位点处禁止焊接，和/或因为齿尖由非常硬的钢制成(这可能需要特殊过程以确保良好的焊缝)所以焊接到齿尖需要费时过程，这常常不是所希望的。

美国专利公开2017/0356167公开了一种处理设备，该美国专利通过引用整体地并入本文。此设备允许工人在远离铲斗的同时移除和安装齿尖。虽然这对工人来说是更安全的布置，但是齿尖的移除有时可能仍然是困难的过程。由于可能存在于磨损构件与基座之间的紧密配合(例如小公差)和压紧细粉的累积，通常必须沿着齿的安装路径(例如，沿着安装轴31)即磨损构件被安装到基座上并且从基座移除沿着的路径31在直线(或其他)运动中从安装件拉动磨损构件。当此处理设备是液压驱动、手动地控制的系统时，直接、确切的直线运动是不可能的。结果，磨损构件常常在移除期间翻转并且由熟练的工人使控件工作以最终从适配器10的前鼻部18操纵齿尖11通常需要一定时间。进一步地，通常，安装空腔(诸如图4和5所示的用于齿24的空腔27)越深，沿着安装轴31移除齿尖11的需要越大。

参考图6，系统35可用于从铲斗3(或其他种类的土方作业装备)移除磨损构件(例如齿尖11、24和其他种类的磨损构件)和/或将这些磨损构件安装在所述铲斗上。在此实例中，土方作业装备包括诸如传感器、信标、RFID标签、蓝牙

在一个实施方式中，当需要更换一个或多个磨损构件时，诸如图1所示的液压挖掘机1的土方作业装备1的操作者会将铲斗3设置成齿7、22能够由处理设备37访问以便移除磨损的齿尖的方位。如能够领会的，当需要更换齿尖11时，土方作业机1的操作者可能不将铲斗3设置在任何种类的精确方位中。每当需要更换齿尖11时，铲斗3的空间方位、倾斜和定向将变化。此外，处理设备37和车辆49相对于铲斗3的方位和定向也将变化。电子装置(例如，传感器39、39A)可以用于协助确定已磨损的磨损构件的方位和/或定向。在此类情况下，系统35在处理设备37上或在别处包括互补电子装置41，其能够与可编程逻辑一起检测要移除的磨损构件的方位和/或定向。替换地或附加地，传感器可以形式为相机、激光扫描器等并且能被固定到处理设备、服务车辆或别处以确定要移除和更换的磨损构件的方位和/或定向。各种传感器还能用于诸如在美国专利9,670,649、美国专利10,011,975和/或美国公布申请2016/0237640中公开的那样确定何时需要更换磨损构件，这些专利和申请各自通过引用整体地并入本文。

另外，铲斗(或其他装备)方位可能使评估磨损零件的状况和/或更换磨损零件变得困难和/或危险。通常在工人接近机器以便检查和/或更换磨损零件之前以封锁/挂牌安全预防措施关闭采矿机。有时铲斗3在关闭之前不位于方便或允许工人评估和/或更换磨损零件的方位中，因为铲斗被定向为由操作者执行其他维护(例如，焊接)或疏漏。在此类情况下，特别随着对人机工程学和工人安全的强调增加，授权人员不得不删除标签、解锁和重新启动机器，并且将铲斗调节到合适的方位—所有这些都导致较长的机器停机时间和更少的生产。通过使用具有适当的工具头的系统35，即使当铲斗3未被合适地定位，例如，挖掘边缘5可能离地面太高、向上倾斜太远、定向在装备之下等以进行手动检查和/或工作时，也能够实现对磨损零件7的检查和/或更换。

在其他时间，当机器1被关闭时，需要对铲斗3做多个操作。作为一个实例，铲斗3可能需要焊接修理以及磨损零件7更换。有时，由于与一个或多个工人相关联的风险，这些操作被连续地而不是同时安排。例如，焊接操作可能需要铲斗3的一部分被隔离和防护作为安全预防措施，这能禁止检查和/或更换铲斗3上的磨损零件7。具有适当的工具59的系统35的使用可以随着它从隔离区域移除另外的附加工人而启用同时操作。进一步地，具有适当的工具的系统35可以能够同时执行两个操作，而没有对工人造成伤害的风险。系统35的使用还消除紧跟诸如设立安全屏障的安全预防措施之后可能另外需要的附加时间。

系统35改善用于移除来自前鼻部18的齿尖11(或来自土方作业装备的其他磨损构件)的过程的容易、速度和/或安全。在其他实例中，系统35可以用于移除和/或安装其他种类的部件或装备，特别是重的或者涉及诸如高放置、狭窄场所、极端温度、危险环境(例如，灰尘、有毒、腐蚀性等)等的危险的部件或装备。系统35还可以用于执行其他操作，诸如检查和/或修理部件、装备和/或其他用品。在一个实例中，机械手能够支撑形式为相机、扫描器、测距仪或其他装置的工具以执行或协助检查和/或修理，特别是在要检查和/或修理的部件等高、在狭窄场所中、难以访问或另外危险的或者人难以手动地访问和/或检查的情况下。此类检查和/或修理可以例如包括斜槽或卡车托盘中的滑橇或磨损板、桥梁结构、屋顶或其他建筑物结构、电力或电话杆和线路、土堤和/或其他土结构(诸如以检查堤稳定性)等。系统35可以用于保持并且控制喷嘴以进行清洁(例如，使用水和/或磨料)、改变土方作业装备上的刀片、轨道车联接改变等。机械手可以被用于变化场内活动，特别是涉及诸如装备加油、平面去冰、树修整、农业收获升高等的危险和/或费时过程的活动。

本文术语工具也旨在作为是指进行、参与、协助和/或参加操作的一个或多个设备、装置、部件、组件、子组件等的一般术语，所述操作例如可以包括移除、安装、检查、修理、加油、去冰、收获和/或其他操作。工具可以例如包括一个部件、合作地工作的多个部件、和/或同时或分开地执行不同操作的多个部件。作为几个实例，工具头可以包括抓器、拉动组件、振动器、清洁设备、脱线和/或穿线组件、焊接装备、冲击装置、切割设备、分配器具、磁体、相机、测距仪、传感器等中的一个或多个。

为了讨论的方便，使用诸如前、后、顶部、底部等的相对术语。术语前或向前通常用于指示朝向作为要进行的操作(诸如移除、安装、检查、修理、清洁、加油、收获或其他操作)的主体的部件、装备、机器、结构、地面、植被等的方向。类似地，术语上部或顶部通常被用作离机械手的地面或其他支撑件更远的方向或方位。然而，应认识到在各种操作中，机械手可以被以各种方式定向并且在使用期间在各种方向上移动。

在一个实例中，系统35可以包括车辆49、处理设备37、具有存储器和使用存储的可编程逻辑的处理器或控制器的至少一个计算机43、传感器39、39A、41、存储仓75和仓库77。车辆49可以收容计算机43、处理设备37、存储仓75和/或仓库77。处理设备37包括工具或工具头59，诸如抓器60和/或驱动器65，以及机械手62。处理设备37可以是独立装置或者被固定到车辆49或其他移动基座。在所图示的图6的实例中，机械手62包括起重机47、诸如抓器60的工具头59以及用于将工具头固定到起重机的关节71或其他联接器。工具59能抓握磨损零件7或者以其他方式保持磨损零件7以便从其基座移除和/或安装到基座上。

其他布置是可能的。工具头59和机械手62能包括诸如在整体地并入本文的美国公开号2015/0104075和/或美国公开号2017/0356167中公开的特征和/或辅助工具。

处理设备37可以包括主计算机43。计算机43可以具有处理器和存储器，所述存储器具有在其上写入和可读取的计算机指令、应用、可编程逻辑等。在所图示的实例中，计算机43也可以远离设备37。计算机43可以包括在下面讨论的各种部件(图19)。如本文所使用的术语处理器能包括用于系统的一个或多个处理器。主计算机43可能是具有安装在卡车、起重机、关节和/或工具头上的CPU的一个或多个计算机，或者可能与处理设备37分开，诸如为手持装置、移动装置、固定站和/或办公室的一部分，并且提供用于处理设备37的自主和/或受控运动的无线或有线控件。

计算机43可以包括用于处理器的要配置为根据从传感器39、39A、41、数据库、其他数据源、其他远程装置等接收到的数据提供信息和分析的指令。在一个实例中，计算机43可以例如借助于通信装置通过网络简单地促进处理设备37与各种系统部件(例如机械手62、抓器60、起重机47等)之间的通信。系统的各种部件中的每一个均可以包括单独的计算机和存储器，或者单个计算机43(分布式或另外的)可以控制系统35的各种部件中的每一个。在一个实例中，计算机系统43的各种部件可以是实际上位于一处的，和/或可以是地理上分布式的。如本领域的技术人员将领会的，根据本技术的实例的其他示例性计算机系统43可以包括与本文图示和描述的那些不同的部件。

计算机43可以包括用于处理器或控制器的要配置为控制处理设备37和/或电子装置或传感器39、39A、41的指令。处理设备37的动作中的一些或全部都能完全地或部分地自动化。计算机43可以使用来自传感器39、39A、41的数据来控制各种液压汽缸、致动器和马达的阀。特别是当使用其他马达和致动器时，能够使用其他种类的布置。这种控制允许工人避免与磨损零件接触并且在处理操作期间保持在离零件安全距离处。能在处理设备37或各种其他机器的各种部件上提供激光器(未示出)以提供瞄准线，这能帮助操作者将驱动工具67定位在锁13中。(除了激光器之外或独立地)还能提供相机以协助将设备37连接到磨损零件。相机的使用还能够用于协助操作者或者完全地使设备37的操作自动化。进一步地，能手动地执行一些过程。例如，在其他构造情况下，能在工具头59接合并且支撑磨损零件之后由工人手动地释放锁13。

系统35使用例如适当的传感器39、39A、41、数据库和/或计算机，能够检测磨损构件7的方位和/或定向及其安装/移除路径(其可以沿着轴)31，即，用于移除(或安装)磨损构件的路径，而不论它是直路径、弯曲路径还是不同的限定路径。任选地，能通过例如磨损构件中的传感器39和/或处理设备37上的传感器41、访问数据库、从土方作业装备上的代码接收输入等来接收有关磨损构件7的种类的输入。然而，传感器39、39A、41是任选的。作为替代方案，可以将安装路径预装载为直线(或其他运动)，使得一旦已磨损的磨损构件由处理设备抓握，当操作者指示应该通过例如操作杆控制器、开关等来移除磨损构件时，直线(或其他规定的)运动就自动地发生(通过起重机、关节和/或工具头中的传感器和计算机处理)。沿着移除路径移除也能够自主地发生。还能在安装中使用这样的过程，即，处理设备能沿着直线或其他安装路径将磨损构件移动到安装件上。

参考图7-9，一个或多个传感器39能够确定要移除的磨损构件的方位和/或定向。这样的传感器能采取许多不同的形式。例如，传感器39能设置在齿尖11中以标识安装路径的3-D定向，所述安装路径在此实例中沿着安装轴31。这样的传感器39能设置在锁13的销29中和/或在齿尖11(未示出)的铸造体中的开口中。例如，销29能包括凹部45，其能够不仅容纳用于将销29驱动为与中间适配器10接触和不接触的工具，而且还容纳并保持传感器39。传感器39可能例如如通过引用整体地并入本文的美国专利号10,024,033中所公开的。传感器39能检测磨损构件的定向和/或磨损构件的空间方位，并且以无线方式发送具有位置信息的信号以供由控制器43在确定安装轴31的定向和/或方位时使用。传感器39还能具有其他功能，诸如检测磨损构件在使用期间的非预定分离和/或磨损。

参考图10，在所图示的实例中，传感器39A能设置在铲斗3上以检测铲斗3上的齿尖的安装轴的空间方位和/或定向。在磨损零件24中和/或在铲斗3上的此类传感器39、39A能例如包括GPS和/或倾斜计。向处理设备37提供数字坐标能使得设备37能够自动地行驶到具有需要更换的磨损构件24的机器和/或为驾驶员提供导航。

作为另一实例，在处理设备37上或与该处理设备分开的诸如相机的图像传感器能由控制器43连同诸如被配置为确定齿7的安装轴31的具体3-D定向和/或方位的视觉识别软件的可编程逻辑一起使用。控制器43能任选地访问具有齿尖11和安装轴31的细节的数据库以做出所期望的确定。其他种类的传感器是可能的并且/或者不同种类的传感器中的两个或更多个能被彼此相结合地使用。

传感器41可能是编码器或其他种类的传感器。如果第二臂55伸缩(例如内悬臂)，则可以提供传感器41以检测臂的延伸(图13)。传感器41与处理设备37物理上耦合和/或安装在该处理设备上并且可以被配置为检测或监视已磨损的磨损构件的位置。例如，处理设备37上的传感器41可以是收集数据的无源传感器。在另一实例中，处理设备37上的传感器41可以是有源的和/或定位在运土装备1上。传感器41可以与和处理设备37分开的第二传感器(例如39)相结合地工作。

在一个实施方式中，计算机43可以提供或接收信息并且/或者向和/或从传感器39、39A、41直接通信。处理设备37还能收集并且传送有关正在安装和/或移除的磨损零件的数据。数据能包括例如磨损零件的照片、重量、安装/移除所需要的力、安装/移除所需要的时间、给人员的换取磨损零件的通知等。处理设备37还能与设置在磨损零件中的传感器进行通信和/或从设置在磨损零件中的传感器接收数据。处理设备能向磨损零件感器提供例如与磨损零件的换取日期、时间、位置、持续时间等有关的数据。处理设备还能从磨损零件传感器接收与例如诸如美国专利号10,011,975中公开的磨损寿命、影响、性能等有关的数据。传感器数据和/或来自其他源的数据可以由计算机43处理以提供各种输出。

计算机43可以包括用于处理器或控制器的要配置为例如通过包含诸如安装轴31的方位和/或定向的数据的无线传输来从传感器39、39A、41接收信号的指令。计算机43可以使用包括所检测到的安装轴31的方位和/或定向以及起重机47和关节部件71的相对方位的数据来控制液压汽缸和/或马达，以不管安装轴31的3-D定向都沿着安装轴31在直线运动(或其他移除运动)中移动工具头59。抓器60沿着移除路径的移动可以是由控制器通过可编程逻辑引导的不同可调节部件的协调同时运动。它可能涉及所有可调节部件的协调移动，或者它可能涉及对不到全部可调节部件的调节。磨损构件7被设想为沿着所限定的移除路径或轴31移除。其他移除路径也是可能的。例如，可以沿着非线性(例如，弓形的)安装路径移除和/或安装某些磨损构件(例如，齿尖和护罩)。

如本文所使用的术语机械手是指用于能够移动支撑用于进行操作—例如，移除、安装、检查、修理等的工具的设备、装置、组件、子组件等。术语机械手旨在作为可以包括例如以下各项的一般术语：(i)诸如基座、臂、关节和工具支撑件或头的组合的多个部件，(ii)诸如铰接臂、关节和/或工具支撑件的子组件，和/或(iii)能够移动地支撑其他组件或子组件或者与其一起工作以能够移动地支撑用于进行操作的工具的其他组件或子组件。

机械手62可以包括起重机47和关节71。在所图示的实例中，起重机47包括可绕垂直地定向的第一轴A1旋转的柱51、枢转地固定到柱51以便绕水平地定向的第二轴A2移动的第一臂53、以及枢转地固定到第一臂53以便绕同样水平地定向的第三轴A3移动的第二臂55。可以将柱51固定到车辆49，所述车辆允许实现起重机47的移动定位。起重机47可以包括枢转地接合在一起并且由液压汽缸(未示出)控制的一个或多个分段53、55，但是能具有其他构造和/或驱动器。或多或少的臂和关节轴是可能的。第二臂55能够任选地伸缩。柱51的旋转优选地由液压马达和通过液压汽缸对臂53、55的枢转移动驱动。起重机47能任选地被安装在转台上以允许绕第一轴A1旋转。能使用具有不同种类和/或不同布置的可能运动的其他种类的设备。一个替代实例将是使用如图1中看到的挖掘机1的悬臂2和棒4以及定制部件和/或其他组件。

在一个实例中，工具头59通过关节71被固定到第二臂55。在所图示的实例中，关节71绕轴A4邻接。在替代方案中，关节71可以绕如在下面讨论的三个垂直轴A4-A6调节。关节71的各种调节在一个实例中由液压马达驱动。在一个实例中，为每个调节设置传感器41以检测绕图6所示的实例中的轴A1-A4和图13所示的实例中的轴A1-A6移动的臂53、55中的每一个的相对方位。

在一个实例中，机械手62是液压驱动的以在诸如在土方作业环境中找到的变化环境状况下足够稳健，但是其他驱动器对某些操作和/或状况来说是可能的。液压驱动的机械手62在它可能经受诸如热、冷、降水、污垢、细粉、灰尘、烟雾、腐蚀性材料等的变化环境状况的情况下(例如，与电驱动器比较)不太易受场内操作失败的影响。液压驱动器(例如，与电驱动器比较)还能够通过紧凑装置提供相当大的功率，这对某些应用来说是有用的；一个这种实例包括在采矿环境中移除和/或安装磨损零件、悬臂结构检查、会将个体置于伤害方式下的任何升高平台应用等—但是许多其他用途是可能的。

在一个实例中，依照本公开的机械手62能够与诸如抓器60的工具头一起使用，以从铲斗(未示出)移除地面接合磨损零件11和/或将其安装在所述铲斗上。机械手62可以被以各方式和操作并与诸如在美国公开号2015/0104075中公开的工具59一起使用，并且/或者以各方式和操作并与诸如在美国公开2017/0356167中公开的工具一起使用。这些旨在作为实例，因为机械手62能具有许多其他用途。工具头能够被互换地固定到机械手以视需要而定启用不同的操作并且/或者多个工具头能够被同时固定到机械手62以被协作地、独立地、同时地和/或连续地使用。

用于移除磨损构件7的限定路径31还能任选地包括释放运动以在沿着其安装路径移动磨损构件之前和/或期间从其基座更好地释放它。释放运动的实例能例如包括磨损构件垂直地和/或横向地短和/或快速摆动以帮助从其基座释放粘附磨损构件(诸如来自压紧细粉的存在)。释放运动的使用可能在沿着其安装路径拉动磨损构件7之前或期间发生。释放运动能被编程为在磨损构件的每次移除期间和/或只有当移除磨损构件的力超过预定极限和/或它们能被手动地激活时才自动地发生。能在系统35中提供传感器(未示出)以检测何时已满足阈值拉动力并且应该启动释放运动。还能提供此类传感器以在安装期间检测到高于预期的力，诸如如果存在用于容纳更换磨损零件的基座例如由于铲斗的介入移动、未对准齿等而导致的意外错误定位的话。还能提供传感器以在处理设备遇到意外屏障的情况下停止移动。释放运动还能和/或替换地包括如将在下面进一步讨论的浮子模式。

参考图11-12，在一个实例中，工具头59包括基座工具安装件76(诸如钩78)和操作装置(诸如抓器60)。在此图示的实例中，工具头59具有在后端部上将工具头59固定到适配器6或起重机47的钩78，以及在前端部上抓握磨损构件7的操作装置60。如能够看到的，工具头59可以具有用于固定钩78的销80。

磨损部件7(诸如齿尖11)可能变得粘在基座上，该磨损部件由于摩擦、压紧细粉、弯曲部件、腐蚀等被安装在基座上。在一个实例中，工具头包括振动器，其能够在从土方作业装备1移除地面接合磨损零件7时与抓器60合作。连同用于移除磨损零件的设备(例如，抓器60)一起使用振动器能够减小移除磨损零件所需的力，从而使移除过程容易和/或缩短。例如，为了移除齿尖11，工具头59接合安装在前鼻部18上的齿尖11，其中抓器60具有一对相对臂61，但是用于保持磨损构件的其他布置是可能的。臂61能够包括在其远端部上沿着齿尖11的侧面接合后边缘64的向内凸缘63。在图11中看到的工具头59包括驱动器65，其可朝向和远离锁13调节以释放和/或固定锁13。每个驱动器65包括枢转臂83和工具67(例如，六角形工具)，所述工具可在凹部(或其他工具接合形成)45中接合以移动销29与中间适配器10中的凹部20或齿尖11中的锁开口25接合或脱离接合。这旨在作为一个实例。其他组件能用于释放锁13和/或可以从磨损组件中撬开、拉动、冲击等的其他种类的锁。与锁有关的术语释放旨在包括在锁保持固定到磨损构件的同时调节锁和/或从磨损构件移除锁，所以锁不再将磨损构件固定到安装件。

在一个实施方式中，为了移除齿尖11，臂61将具有凸缘63的齿尖抓握在后边缘64上，同时齿尖的前端部被压靠挡块69。驱动臂65下降使得工具67被容纳在凹部45中并且旋转以将销29的前端部21移出凹部20。一个实例中的工具59由液压马达驱动。齿尖11现在准备好从安装件(例如从前鼻部18)拉动。

在另一实施方式中，为了在安装件(例如中间适配器10的前鼻部18)上安装更换齿尖11A，处理设备37抓握更换齿尖11A并且将齿尖11A定位为沿着安装轴31与中间适配器10相邻和对准。方位能由计算机43基于来自传感器39、39A、41和/或移除过程的存储器和/或数据库的数据确定，和/或由工人通过手动(或半手动)控制来确定。

处理设备37的控制可以具有若干模式或控制。图14图示用于处理设备37的手持或移动控制单元100。移动控制单元100包括用户接口101、停止开关102、显示器103、速度控制开关104、切换开关105、浮子模式开关107、快捷按钮108、事故自动刹车开关109、110和/或操纵杆111、113、115。控制单元100可以经由皮带116被固定到柱或绑定到用户。显示器103可以示出用户通过用户接口101控制的不同的操作模式。显示器可以示出处理设备37的特定部件(例如，第二臂55)的完全延伸的百分比。

用户接口101包括旋转按钮117、键入按钮119和esc按钮121。旋转按钮117允许用户定向以选择特定功能(例如操作模式)。键入按钮119允许接受选择并且esc按钮121允许将选择返回到先前屏幕或者取消选择。用户接口101还可以是触摸屏显示器以允许用户通过与显示器103的触觉反馈来为处理设备37选择各种功能或模式。

例如，一种模式可以用于控制起重机47。作为实例，操纵杆111(或其他控制器)可以仅控制起重机47的操作。第二模式可以用于控制三轴关节组件71、71A。手持控制单元100可以包括仅控制关节组件71、71A的操作的第二操纵杆113(或其他控制器)。第三模式可以用于对起重机和关节进行集体控制。控制可以包括控制起重机和关节的组合操作的第三操纵杆115。

在此实例中，第一操纵杆111的前向推动将使起重机液压汽缸联合地移动以协调起重机47的端部的直线(或其他)运动(即，在41处)。向后推动将是在反向方向上，第一操纵杆111上的右侧向推动将在右方向上移动起重机的端部等。第二操纵杆113上的向前推动移动关节以使工具头向下翻倒。第二操纵杆113的侧向推动将使关节将工具头向右转动。第三操纵杆115上的向前推动将控制起重机47和关节组件71、71A以在直线运动(如果被编程为不同运动则为其他运动)中直接向前移动工具头。这是将优选地完成以从基座拉动磨损构件和/或将磨损构件安装到基座上的控制。

在移除实例中，工具头将抓握磨损构件7并且释放锁。然后，将第三操纵杆115向后移动以便处理设备在沿着移除路径31的反向运动中自动地移动磨损构件，所述反向运动在所图示的实例中是直线运动。为了安装更换磨损构件7aA，任何或多个操纵杆111、113、115的操作移动磨损构件7A以与基座对准。然后能够向前推动第三操纵杆115以便计算机与传感器41合作并且控制液压汽缸和/或马达以(例如，在直线移动中)沿着安装路径31随更换磨损构件7A移动工具头以将磨损构件完全地放置在基座上。然后操作工具头以将锁移动(或安装)到保持方位以将磨损构件固定到基座。能够释放磨损构件，并且移除处理设备。工具头控件能够与起重机/关节控件分开(并且任选地在手持控件上)。其他实施方案是可能的，并且全自动化过程是可能的。虽然示出了具有操纵杆的控件，但是其他布置是可能的。例如，能使用可在不同模式下操作的单个操纵杆。作为另一实例，操纵杆能用其他种类的控制器更换。

在另一实例中，一种模式控制起重机47和三轴关节移动。操纵杆111可以控制柱51或回转或摆动旋转(例如通过操纵杆111的左/右旋转进行)，并且主悬臂或臂53上下移动(例如通过操纵杆111的上/下或右/左移动进行)。操纵杆113可以控制三轴关节组件71A，使得每个方向、上/下、左/右、左/右，并且左/右旋转控制三轴关节组件71A上的特定轴(例如俯仰、滚转、偏航)。操纵杆115可以控制内悬臂和外悬臂。例如，左/右移动控制内悬臂延伸和缩回，而上/下移动控制外悬臂或臂55。

在另一实施方式中，切换开关105在控制不同工具头例如适配器安装/移除工具或齿尖安装/移除头或抓器60(图11)的若干模式之间切换。在这样的模式下，操纵杆111可以控制适配器稳定器以随操纵杆111的上/下移动而移入和移出。操纵杆111还可以控制抓器臂61随操纵杆111的移动(例如左/右移动)向内和向外移动。操纵杆113可以上下移动驱动工具67并且使工具顺时针和逆时针旋转(例如通过上/下和左/右移动)。操纵杆115可以向前和向右移动驱动工具67并且从左向右移动以与锁对准。在一个实例中，可能要求在按压切换开关105的同时按压事故自动刹车开关109，使得在模式之间存在预定有目的的切换。在另一实施方式中浮子模式开关107可以在工具头模式期间激活三轴关节组件71A的浮子模式。还可以在起重机唯一模式以及起重机和三轴关节组装模式期间接通/断开浮子模式开关107。浮子模式激活还可以如将在下面进一步讨论的那样确定哪一个轴浮动(例如A4、A5、A6或某种组合)。可能要求在按压浮子模式开关107时按压事故自动刹车开关110，使得存在要接通浮子模式的预定目的。

在另一实例中，切换开关105可以为起重机47和接合组件71、71A两者的安装轴控件选择模式。这样的安装轴模式可以例如是线性运动模式。在这种情况下，安装轴31由操作者通过操纵邻近要更换或安装的磨损构件的处理设备确定或设置。一旦安装路径31被确定，那么就可以使用操纵杆111、113、115，使得起重机47和三轴关节组件两者的控件被同时控制。例如，操纵杆111可以控制沿着路径31的X-Y方向移动，然而操纵杆115可以控制z方向(例如前后)。应该注意，三轴关节组件71、71A可以在任何数量的方向上俯仰、滚转、偏航，并且操纵杆111和115将仍然控制起重机47和三轴关节组件71两者沿着路径31移动。操纵杆113可以仍然用于仅在安装轴或线性运动模式期间控制三轴关节组件。

在一个实施方式中，速度控制开关104可以控制起重机47和关节部件移动的速度。在一个实例中，停止开关102可以停止执行所有动作直到停止开关102被停用为止。这可以说明场内操作期间的任何失策。

在另一实施方式中，快捷按钮108可以允许交换要在当前所选模式之外的其他模式下执行的功能。例如，在仅起重机47模式下，可以按压快捷按钮108以夹紧抓器头工具的臂或者在抓器头工具上延伸/缩回稳定器。这将减轻用户在模式之间交换的需求并且具有到要无论手持单元100处于什么模式都采用的特定功能的某个快捷方式。

不管是否使用了操纵杆或其他形式的控件，一个实例操作模式同时地控制起重机47、机械手62、三轴关节组件71A和工具头59的定向和方位，使得保持磨损构件的工具59沿着单个安装路径31移动，所述单个安装路径在此实例中沿着线性安装轴。一旦更换齿尖11A与基座或适配器对准，计算机43就沿着安装轴或其他安装路径31在直线或其他限定运动中向前移动齿尖11A以将齿尖11A安装在中间适配器10上。由弹簧(或其他装置，诸如在下面讨论的浮动)提供的自由度运动调节(称为“顺从性”)能用于将齿尖安装在安装件(例如中间适配器10)上以减轻严格地沿着指定或限定路径移动和/或与安装件(例如中间适配器10的前鼻部18)的安装路径精确地对准的需要。由弹簧等(若提供的话)提供的运动自由通常将被锁定(至少部分时间)并且由于有时从中间适配器10的前鼻部18移除齿尖所需的力量而在移除期间不可用。

返回参考图6，为了减轻移除和安装磨损构件7/7A(诸如齿尖11、11A或24)的操作，具有使用可编程逻辑的处理器的计算机43能够使设备37的移动自动化。在更换磨损构件11A期间，在仓或其他仓库位置75中更换并丢弃已磨损的磨损构件7。

新的磨损零件7A能够通过机架、仓库位置或圆盘传送带77设置在车辆49上。更换磨损构件7A被抓握在仓库位置77处并且安装在已磨损的磨损构件7被移除的安装件(例如基座适配器9、中间适配器10、唇部16或其他安装位点)上。圆盘传送带77能够包括保持要安装的各个磨损零件7A的若干隔室。圆盘传送带77能够由计算机控制并且旋转到分度方位。当设备37从圆盘传送带77拉动更换磨损零件7A(例如齿尖11A)以便安装时，圆盘传送带77能够旋转到分度方位以将下一个新的磨损零件7A呈现在与前一个磨损零件7A相同的方位中。这允许设备37存储在存储器中并且每次访问同一方位以拉动另一零件。圆盘传送带77能够具有一个层或者能够具有带不止一个分度方位的多个存储层。或者，圆盘传送带77能够在分度方位呈现空仓并且设备37能够在空仓75中放置从土方作业装备1移除的使用已磨损的磨损零件7。圆盘传送带77然后能够旋转以呈现设备37能够拉动以便安装的新的磨损零件7A。或者，设备37能够将使用的磨损零件7放置在仓75(诸如车辆49上的仓)中。在安装作业结束时能够转储仓75以回收使用的零件。圆盘传送带77还能包括用于不同工具头的文库，其能被类似地配置用于在分度方位分配器具头。或者，圆盘传送带77能够分配磨损零件7A和工具头。

在一个实例中，计算机43可以包括用于处理器或控制器的要配置为(例如沿着安装轴31)移动从基座或安装件拉动的已磨损的磨损构件7以被丢弃在仓或其他仓库位置75中的指令。使用可编程逻辑的控制器然后抓握(或以其他方式固定)更换磨损构件7A以便安装在已磨损的磨损构件7被移除了的基座或安装件上。控制器能够存储路径31和从安装件(例如中间适配器10)拉动已磨损的磨损构件7的位置并且能够通过可编程逻辑回调(而不用返回到丢弃仓75)先前移动以将更换磨损构件7A与安装轴31对准以便安装在基座或安装件上。控制器然后能够使用可编程逻辑来将磨损构件7A移动到基座9、中间适配器10、唇部16或其他安装位点上。控制器还能通过可编程逻辑自主地或通过用户控制手动地(在有或没有可编程逻辑的情况下)将抓器60移动到要移除的下一个磨损构件7。另外，作为替代方案，控制器可以被配置为具有学习模式，其中控制器学习由操作者手动地移动处理设备通过重复的路线进行或在场内重复的操作的路径，然后能够调用学习模式以对于下一个磨损的零件重复相同的运动或稍微调节的运动。

所公开的处理设备37和工具头59的用途和构造只是一个实例并且其他布置是可能的。处理设备37能具有不同的形式和/或具有更少或更多不同的运动自由度。

参考图13，机械手62能够包括三轴关节组件71A(作为关节71的一个实例)以将工具头59固定到机械手62。关节组件71A能够具有如通过引用整体地并入本文的2019年3月29日提交的美国专利申请序号16/370,868中所公开的构造。三轴关节组件71A可以位于第二臂55的远或远侧端部。可以将工具头59可移除地固定到三轴关节组件71A的远端部70。

三轴关节组件71A可以包括基座14和适配器6。适配器6能安装串联固定在一起的多个不同的工具头59或者能连续地支撑不同的工具头59。基座14被优选地固定到臂55的远侧端部71，其在此实例中在基板30中终止。基板30能够按单个定向固定到臂53或者包括关节以提供枢转、通用或其他连接。在一个实例中，基座14包括极为接近以限定三个轴A4、A5、A6以进行被支撑工具如工具头59的复合移动的能够移动的部件。关节部件或铰接器被固定在一起以形成三个铰接点或轴(或多于或少于三个)。在一个实例中，一个轴总是与其他两个轴相交。或者，三轴关节组件71A能被构造为使得三个轴始终相交。或者，三轴关节组件71A能被构造为使得三个轴中的两个始终相交。在另一实例中，轴A4、A5、A6谁都不相交。在一个构造中，轴A4-A6处于紧密并置中以促进紧凑空间中的受控运动。

基座14通过第一支撑件28被固定到臂55的远侧端部。此实例中的第一支撑件28包括被附接(例如，通过螺栓)到基板30的隔开的固定板32。在所图示的实例中，轴A4-A6作为俯仰轴A4、偏航轴A5和滚转轴A6从远侧端部连续地定向，但是它们能被以不同的次序定向。

在所图示的实例中，基座14包括用于绕俯仰轴A4移动的第一致动器34。第一致动器34包括固定到固定板32的壳体36，以及附接到并且能够移动地保持第二支撑件38的第一内部可旋转元件(未示出)。第二支撑件38包括围绕壳体36的相对端部延伸以附接到第一内部可旋转元件的一对臂40、基板42以及用于保持第二致动器46的固定板44。在此实例中，第一致动器34可以是诸如可从Parker-Helac公司获得的液压旋转致动器。在此实例中，致动器34提供绕俯仰轴A4约100°的移动。在此实例中，第一或俯仰致动器34提供从中性起范围从-10°到+90°变动的运动自由度，所述中性在这种情况下是当基板42与基板30平行时。其他驱动器、构造和运动自由度是可能的。

在此实例中，第二或偏航致动器46可以是诸如可从Parker-Helac公司获得的液压旋转致动器。第二致动器46包括固定到固定板44的壳体48，以及附接到并且能够移动地支撑第三支撑件66的第二内部可旋转元件(未示出)。在此实例中，第三支撑件66包括固定到第二内部旋转元件的臂52以及支撑第四支撑件50的基板54。在此实例中，第二或偏航致动器46提供绕第二或偏航轴A5约160°的移动。在此实例中，致动器46提供从中性起范围从-80°到+80°变动的运动自由度，所述中性在这种情况下是当支撑件50的基板55与基板42平行时。其他驱动器、构造和运动自由度是可能的。

在此实例中，第三或滚转致动器56是由第四支撑件50支撑以用于移动转盘57的液压汽缸。在此实例中，滚转致动器56提供绕滚转轴A6约40°的移动。在此实例中，致动器56提供从中性起范围从-20°到+20°变动的运动自由度，所述中性在这种情况下是当适配器腿85向下延伸以便当不使用时设置在地面或其他支撑件上时。在一个实例中，滚转轴A6始终即在所有定向上与其他两个轴A4、A5相交。其他驱动器、构造和运动自由度是可能的。在替代构造中，偏航致动器46向后移位以覆盖俯仰关节，使得俯仰轴A4和偏航轴A5总是相交。在此布置中，滚转轴A6还优选地与其他两个轴A4、A5相交，使得所有三个轴始终相交(未示出)。在另一配置中，轴A4、A5、A6谁都不相交。

适配器6包括工具安装件70，其在此实例中位于与转盘57相对的前端部80上。工具安装件70可以包括用于将工具头固定到工具安装件70的连接器。在此实例中，工具安装件70包括销64和支撑板65，诸如工具头59的工具被固定到所述支撑板。在一个实例中，工具头59是在将它们安装到土方作业装备1上或从该土方作业装备移除它们时保持磨损零件7(诸如齿尖11)的抓器组件60。然而，其他种类的工具头和安装件能用于适应具有不同种类的连接的工具。在一个实施方案中，能串联固定其他工具头。作为一个实例，形式为传感器模块的工具头能与工具头59串联安装。作为实例，传感器模块能检测为了移除磨损零件而施加的拉力、施加的振动水平、来自磨损零件中的传感器的信号和/或操作的其他特性中的一个或多个。传感器模块能包括形式为钩子78的连接器，但是其他布置是可能的。能取决于需要或期望什么而在需要时、连续地、在某些事件发生时等操作每个工具头。能从适配器6串联固定包括例如用于清洁细粉的一个或多个喷雾器、焊接装备、相机等的其他工具头。能够针对所期望的操作按需固定和移除各种工具。虽然图示了工具安装件和钩子，但是其他固定布置是可能的。附加地，虽然已讨论了具有串联的两个或三个工具的实例，但是能将其他数量的工具固定在一起。

附加地，适配器6能够设置有各种装置以附接不同种类的工具，例如，具有允许螺栓连接的孔和/或其他常见或定制连接装置。还能将不同的适配器固定到基座14以适应不同的工具和/或操作。

能够将联接器68固定到适配器外壳72外侧的适配器6以促进液压、气动和/或电连接到工具，即，以驱动和/或控制工具的各种机构和操作。它们能被以其他方式固定。在此实例中，包括两个六端口液压联接器68以为工具提供容易且快速的液压源；其他布置是可能的。还能够提供电连接器(未示出)以供由工具使用。

在一个实例中，臂55和关节组件71A由同一控件一起操作，而无论是手动的、自动的还是半自动的。例如，关节组件71A的操作能够与起重机47或其他基座机械手的操作接合在一起，使得它们一起工作。在此类情况下，三轴关节组件71A能够包括计算机43和多阀歧管73以通过联接器68操作被支撑工具头59。在替代实例中，臂53、55能够由起重机47或其他机械手的控件操作，并且单独的计算机43和歧管73用于操作致动器34、46和56以及被支撑工具头。这种独立性使得关节组件71A能够在无需将控件并入到起重机、棒、臂等中的情况下固定到几乎任何起重机、棒、臂或其他支撑件。

在其他替代方案中，起重机47、关节组件71A和工具头59可能各自具有单独的计算机，或者全部由单个主计算机43操作。软管和/或内部管道从源向机械手62、关节组件71A和/或被支撑工具的部件提供液压流体等。从附图中省略了软管和/或管道；他们能具有几乎任何布置。类似地，可以向机械手62、关节组件71A和/或被支撑工具提供电线。也未在附图中示出电线。计算机43能由来自起重机、挖掘机、车辆、动力单元等的电源供电和/或由在适配器中或在别处的电池供电。可以提供电池作为此类电线的补充或替代。用于关节组件71A和/或工具的液压流体(以及如果需要为电力)能够由起重机、挖掘机、车辆或支撑关节的其他装置供应，或者从单独的驱动单元供应。计算机43能远离处理设备定位。

计算机43可以包括用于处理器或控制器的要配置为引导起重机47、三轴关节71A和/或被支撑工具头59的动作的指令。计算机43可以具有带指令的处理器，所述指令被配置为从另一计算机、手持装置或移动装置接收要进行实时操作—例如，移除、安装、检查、修理、加油、树修整、收获等的操作的信号。计算机43可以被包括在具有操纵杆或其他种类的控件以控制并且操作起重机47、三轴关节71A和/或工具头59的移动装置和/或手持装置中。或者，来自计算机43的指令可以提供由起重机47、三轴关节71A和/或工具头59进行自动或半自动操作的指示。在这样的系统中，用于自动化操作的指令被优选地预先存储在数据库(远程的或在适配器6中)中并且用于执行所期望的操作。在自动化操作中，起重机47、三轴关节71A和/或工具头59能够在致动器34、46、56处设置有编码器(线性的或旋转的)和/或方位传感器以标识其方位和/或定向。自动化控件和手动控件可以合作地、连续地或分开地一起工作。可以替换地或附加地从包含在要移除、安装、检查等的部件和/或装备中的传感器接收信号，以例如标识部件和/或装备，指导起重机47、三轴关节71A和/或工具头59，或者传送关于磨损部件7和/或装备的方位、状况或操作的其他信息。在美国专利9,670,649、美国专利号10,011,975和/或美国公开号2016/0237640中公开了可能被包括的传感器的实例。可以从在起重机47、三轴关节71A和/或工具头59附近或与其合作地工作的其他起重机、三轴关节和/或工具头接收信号。各种实例中的此类信号中的任一个或全部可以被共同地一起使用或者可用于一起使用。或者，它们可以各自被独立地使用或以与其他种类的信号和操作的各种组合使用。进一步地，无论它们被一起还是独立地使用，都可以与其他种类的信号相结合地接收它们。通信装置可以同样或替换地出于包括以上指出的那些目的中的任一个或全部的各种目的发送信号。所发送的信号可以是各种不同种类中的任一种，其中无线电波是一个实例。

在一个实例中，处理设备37可以用于检查和/或更换挖掘铲斗上的磨损零件。相机或其他工具能耦合到例如适配器6以对磨损零件的状况进行检查。诸如所图示的工具头59的工具能用于更换磨损零件。相机或其他检查工具能作为工具头59的一部分被提供，可能是分开地附接到适配器6的工具，或者可能被固定到适配器6代替所图示的工具头59以进行检查。

机械手62和/或工具头59可以由具有存储在存储器中的指令的处理器完全手动地控制以抓握，释放锁，并且移除磨损零件。或者，计算机43可以手动地调节机械手以与磨损构件接近或接合地放置工具，并且指令的编程序列用于操作机械手和/或工具以执行抓握磨损构件、释放锁和/或移除磨损构件中的一个或多个。或者，可以通过编程指令的序列来控制整个操作。可以在手动、自动和/或半自动操作中使用相机和/或传感器。计算机43可以从这种相机(或类似物)和/或传感器和/或诸如磨损构件或支撑磨损构件的装备中的传感器接收信息。作为实例，计算机43可以接收信息以标识安装在铲斗上的磨损构件7的类型、磨损构件7在铲斗3上的方位、磨损构件7的定向、磨损构件7的状况等。

运动自由度调节(称为“顺从性”或“浮动”)可以由浮子控制歧管81、82(或其他装置)提供。浮动或浮子从操作者移除控制并且可以允许或引导流体(借助于屏障或阀)通过通路(例如在致动器内或在浮子控制歧管内)从液压致动器的一侧到另一侧自由地流动或交换。通过通路的流的方向受到外部作用力影响，诸如与磨损构件7或安装件(例如中间适配器10)接触。例如，当在安装件(例如中间适配器10的前鼻部18)上安装齿尖11时或者当在移除期间最初抓握齿尖11以缓解要严格地沿着指定或限定路径31移动和/或与安装/移除路径31精确地对准的需要时，能使用浮子调节。浮子调节可以由计算机43自动化和/或控制。可以以许多不同的方式启动浮子模式或调节，所述方式包括用于起重机、关节和/或工具头中的一个或多个致动器的浮子。作为实例：使三轴关节组件71A的所有三个致动器34、46、56绕其相应轴A4、A5、A6浮动；使三个致动器34、46、56中的两个绕其相应轴A4、A5、A6浮动；使三个致动器34、46、56中的一个绕其相应轴A4、A5、A6浮动；使三个致动器34、46、56谁都不绕其相应轴A4、A5、A6浮动，同时使起重机臂关节中的一个或多个绕其相应轴A1、A2、A3浮动或其某种组合。

在所图示的实例中，致动器34能够绕轴A4浮动并且致动器46能够绕轴A5浮动，同时轴A6被控制(例如两个轴处于浮子模式)。此布置允许在安装路径安装或移除期间沿着轴A4、A5进行小或微小调节。机械手62沿着轴A6移动工具头59，同时浮子能够提供选择的小移动以帮助沿着轴A4和/或A5将工具与移除/安装路径对准(若稍微未对准)，使得工具头能够更容易地移除磨损构件和/或将磨损构件安装在安装件上。三轴关节组件71A可以包括浮子控制歧管81、82和/或警报84。

浮子控制歧管81、82对于三轴关节组件71A接合或脱离浮子模式(例如引导屏障或阀接合并阻塞通路或者脱离并且允许流体流过通路)。在浮子模式下，三轴关节组件71A可以仍然由关节致动器和/或由机械手调节，然而控制关节部件以绕轴A4和/或A5移动的至少一个致动器处于浮子模式。浮子模式有效地关闭该致动器的控件(例如中性状态)，使得其他外力能够在附接到磨损零件或附接到安装件情况下进行对准。此类机动可能需要比将单独通过控制关节和/或机械手可实现的更小的增量调节。当力超过预定水平时，能够手动地激活和/或自动地激活浮子例如达短持续时间。

每当浮子模式被激活时警报84(若被包括)激活。警报84可以是例如视觉警报、触觉反馈和/或音频警报。在一个实例中，警报84可以由电开关激活。或者，警报84可以激活无线电发射器以生成通知或警报。所图示的实例示出固定到第二内部旋转元件的臂52中的一个上的警报84是能够对处理设备37和/或附近的土方作业机1的操作者可见的光。设备37可以将警报84以无线方式提供给装备操作者或其他人，以及用于由操作者或其他人访问的手持或无线装置。另外，如果可编程逻辑确定浮子模式是必要的或者将设备37控制成浮子功能，则可以将可编程逻辑编程为产生警报84。

关于图15A和图16A，浮子控制歧管81、82可以在一个实例中包括平衡阀86、弯曲臂管87、针阀88、输入阀89和浮子模式组件90。致动器34、46、56各自具有输入端口96、97，其是到致动器的每侧的入口以控制例如活塞、旋转装置等。浮子控制歧管81、82的部件中的每一个可以如在下面进一步讨论的那样流体地连接。

当没有引入直接流体压力，例如系统35已停止在特定方位时，平衡阀86维持歧管内的流体压力。针阀88可以是可调节的并且像流量控制阀那样行动，其中流体(例如液压流体)的流动在两个不同的方向上阻尼。针阀88可通过使针穿透到通道R和图15B中的通道T及图16B中的通道R、S和T之间的连接中或远离该连接来调节。针阀88中的针所允许的容限越小，那么致动器34、46、56沿着相应轴A4-A6移动的移动增量越小。针阀88截断通道R、T以便在图15B中的任一方向上移动致动器34、46、56的液压系统的流动。针阀88在图16B中的任一方向上截断通道R、S、T。在一个实例中，那些方向规定液压旋转致动器自旋的方向。或者，针控制活塞在活塞致动器中移动的哪一个方向。从针截断通道影响有多少流体被允许通过(例如阻尼)，并且因此影响致动器34、46、56移动的量。或者，针阀88也可以是固定的。在另一实例中，针阀可以控制允许的浮动量(例如1-2度)。

浮子模式组件90包括马达92和屏障94。浮子模式组件90可以至少部分地位于浮子歧管81、82内或作为独立装置分开地附接。可以例如为螺线管或DC马达的马达92控制屏障94的方位(例如，接合以阻塞或者脱离以打开)。途径或通道S、T、U在致动器的两个输入阀96、97之间产生通道并且屏障94阻塞或者打开图15B中的通道。液压致动器的输入阀沿着机械手的特定轴控制方向。途径R、S、T、U在图16B中的致动器的两个输入阀96、97之间产生通道。如果屏障94处于关闭方位，则通道被阻塞，并且浮子模式关。如果屏障94打开，则通道打开从而允许流体在两个端口96、97之间自由地交换和移动，并且浮子模式开。浮子模式组件90产生浮子功能，因为致动器34、36、56中的至少一个和起重机47将从外部源或力绕相应轴A4、A5、A6移动，例如约-2.5度至2.5度。在所图示的实施方案中，外部源是固定到土方作业装备或安装在土方作业装备上的磨损零件。这些小度移动使得工具头59能够做出处理设备37在复杂移动操作期间可能无法获得的小增量移动。这些小移动允许实现低公差零件的安装和移除，其中公差有助于紧密配合。这些小移动还说明设备37使工具59稍微偏离磨损产品的安装轴31或前部的安装和移除过程中的小方差。在一个实例中，可以在关节处于浮子模式的同时控制机械手。浮子模式由于在土方作业操作中强大且稳健的优选液压驱动器是有益的。虽然电动机将提供所需的精度，但是它们不会承受通常在矿山、施工位点或其他土方作业操作中找到的严谨性。

参考图15B和图16B，所示的流体通道P、Q可能不与浮子歧管81、82的部件附接在其中的孔径86’、87’、88’、89’、90’完全地相交并且通道的仅一部分可能相交。平衡阀孔径86’借助于通道P和Q彼此连接。通道Q将输入孔径89’连接到与输入孔径89’相对的平衡孔径86’。通道P将平衡阀孔径86’连接在一起。输入阀孔径89’可以与平衡阀孔径86’相交。

平衡孔径86’中的一个可以与弯曲臂阀孔径87’连接。浮子阀孔径90’可以通过图15B中的通道U与弯曲臂阀孔径87’连接。浮子阀90’可以通过图16B中的通道U连接到输入阀孔径89’。浮子阀孔径90’可以通过图15B中的通道T并且通过图16B中的通道S、T与针阀孔径88’连接。针阀孔径88’可以通过通道R与另一个平衡阀孔径86’连接。通道R可以与通道S连接。通道S可以如图15B所示的那样与致动器34的输入阀96连接。用于浮子控制的其他构造是可能的。

如本文所公开的机械手62和/或工具头59可以用于在采矿、施工、疏浚、矿物加工和/或其他土方作业操作中从装备移除磨损零件和/或在装备上安装磨损零件。作为实例，土方作业装备能够包括各种机器(例如，挖掘机、线缆铲、剪切机、连续采矿机、破碎机等)和/或输送装备(例如，滑槽、输送机、卡车托盘等)。磨损零件7能够包括例如齿尖、适配器、镐头、护罩、转子、磨损板、轨道部件、刀片等。采矿环境中的系统35的以上描述(例如，以更换磨损零件)作为机械手的可能的构造、操作和用途的实例被提供。依照本公开的系统35能够具有许多其他用途。

图17图示用于从土方作业机移除已磨损的磨损部件的实例方法或过程或程序200。过程200可以在部署在计算机43中的软件应用、模块、部件或其他此类编程元素的上下文中用程序指令加以实现。程序指令能够引导一个或多个底层物理或虚拟计算系统如下操作，附带说明地参考图17中的步骤。还可以通过手动和/或半自动化控件进行各个步骤。各个步骤可以以不同的次序进行和/或包括更多或更少的步骤。

首先，在一个实例中，确定已磨损的磨损构件的方位和/或定向(步骤201)。此确定能够例如由传感器39、39A、41与可编程逻辑和/或手动地引导的放置关联地完成。在另一实例中，相机可以协助确定。根据方位和/或定向，能够由计算机43确定安装路径或轴31(步骤203)。安装路径31是磨损构件应该行进以从安装件移除和/或安装在安装件上的路径。安装路径31可以任选地由操作者将工具头的抓器与要移除的磨损构件对准手动地设置。处理设备37可以具有若干模式。一种模式可以用于对起重机47进行具体控制。另一模式同时地控制起重机47、三轴关节71A，使得设备37沿着单个安装轴31移动磨损构件。计算机43可以使用来自传感器41的包括所检测到的安装轴31的定向以及起重机47和关节部件71的相对方位的数据来控制液压汽缸和马达，以不管安装轴31的3-D定向都沿着安装轴31在直线运动中移动工具头59。适当的工具头59被选择和安装到机械手62(步骤205)；这可能是第一步骤。机械手被操纵成与磨损构件对准(步骤206)。处理设备37被操纵以接合磨损构件(步骤207)。接合可以使得齿尖11的前端部被压靠抓器工具的挡块69。移动处理设备37可以包括引导起重机致动器和关节致动器的移动以在一个实体运动中同时沿着安装轴与磨损构件一起同时移动工具头。确定工具59是否已适当地固定到已磨损的磨损构件(步骤209)。例如，对于抓器工具，臂试图在齿尖11的后边缘64上完全用凸缘63抓握齿尖11。如果在固定到磨损构件中不成功，则启用浮子机构(步骤211)。在另一实例中，浮子机构可以是自动的。附加地，可以激活警报84以指示已启动了浮子模式。

浮子机构可以由主计算机43在有或没有操作者的情况下控制(例如自动化)。可以以诸如以上指出的许多不同的方式启动浮子机构。浮子机构可以在附接到已磨损的磨损构件之前被启动若干次。此类实例包括使尝试附接的一个致动器浮动，并且如果不成功，则使第二致动器浮动，依此类推。致动器可以替换地同时地浮动。

在所图示的图13的实例中，三轴关节组件71A分别在致动器34、46上包括浮子机构81、82。浮子模式可以允许控制轴A6，然而轴A4和/或A5处于浮子模式。在此实例中，可以更好地能够从致动器34、46以小增量实现沿着移除/安装路径31的移动。此步骤可以包括例如准备要移除的磨损齿尖11，使得驱动臂65降低，使得工具67被容纳在齿尖11的凹部25中并且旋转以将销29的前端部21移出凹部20。这还可以包括确认销完全从齿尖11或从适配器10、9抽出的传感器数据。在另一实施方式中，传感器还可以协助确定何时已从适配器10移除销，使得可以在没有销的完全抽出的情况下移除齿尖11。在另一实施方式中，传感器可以协助确定销何时被完全地安装到适配器10中。销的确定可以来自GPS或加速度计，其监视锁必须行进以完全地接合或完全地移除的预定距离或传感器数据以与已经在土方作业装备上安装或移除的其他锁进行比较。如果在附接中成功，则沿着安装轴31移除已磨损的磨损构件7(步骤213)。这可以通过手动控制来完成，使得包括起重机47和关节组件71、71A的处理设备绕安装轴或通过计算机处理系统同时移动，所述计算机处理系统具有用于编程的移除路径的指令或逻辑。可以通过将已磨损的磨损构件7放置到系统35上的仓75中来处置已磨损的磨损构件7。

移除步骤213还能任选地包括释放运动以在沿着其安装路径31移动磨损构件7之前和/或期间从其基座更好地释放它。释放运动的实例能例如包括磨损构件垂直地和/或横向地短和/或快速摆动以帮助从其基座释放粘附磨损构件(诸如来自压紧细粉的存在)。释放运动的使用可能在沿着其安装路径拉动磨损构件之前或期间发生。释放运动能被编程为在磨损构件的每次移除期间和/或只有当移除磨损构件的力超过预定极限自动地发生。

过程200可以通过将抓器60移动到要移除的下一个磨损构件7再次开始或者可以后面有用于在已磨损的磨损构件被移除了的情况下安装新的更换磨损构件的过程。另外，过程200可以在学习模式下学习由操作者在移除和安装磨损零件时通过重复的路线或步骤手动地移动处理设备的操作的路径。过程200可以节省那些机动并且确切地或在移动到下一个磨损的构件7的稍微调节情况下重复它们。

图18图示用于将新的磨损部件7A安装到土方作业机上的一个实例方法或过程或程序300。过程300可以在部署在计算机43中的软件应用、模块、部件或其他此类编程元素的上下文中用程序指令加以实现，或者可以通过手动和/或半自动化控件由操作者控制。程序指令引导一个或多个底层物理或虚拟计算系统如下操作，附带说明地参考图18中的步骤。各个步骤可以以不同的次序进行和/或包括更多或更少的步骤。

首先，处理设备37固定到更换磨损构件7A(例如齿尖11A)(步骤301)。例如，这可以是抓握到磨损构件上并且从静止地方移除更换磨损构件的抓器工具头。静止地方可能是圆盘传送带77或其他类似的保持地方。安装路径31被确定(步骤303)。路径31能由计算机43基于移除过程、由传感器39(诸如针对移除过程公开的那些或其他传感器)和/或由操作者进行的手动(或半手动)控制来确定。例如，操作者可以在机械手或起重机模式下将设备37停止在给定点处，起重机或机械手的停止设置安装轴31，然后将控件交换到另一模式，例如安装轴模式或“线性运动”模式，将沿着该设定的安装轴31(例如在线性路径中)移动系统35的所有部件。过程300还可以包括存储机动和路径31以及从安装件(例如中间适配器10)拉动已磨损的磨损构件7的位置并且能够从任何先前移动回调所存储的信息(而不用返回到丢弃仓75)以将更换磨损构件7A与安装轴31对准以便安装在基座或安装件上。

下一个步骤包括操纵可以包括起重机47、关节组件71A以及固定到与土方作业装备上的安装方位(例如中间适配器10的前鼻部18)相邻的磨损构件7A(例如齿尖11A)的工具头的处理设备37并且与安装路径对准或者设置安装路径(步骤305)。一旦更换齿尖11A被对准，过程300就可以同时操纵处理设备部件(例如起重机、关节组件、工具头)，使得齿尖11A沿着安装路径31在直线或其他限定运动中向前移动到安装件或者将齿尖11A安放或安装在安装件(例如中间适配器10)上(步骤306)。确定齿尖的安装是否未对准(步骤307)。这能够例如通过审查锁13的间隙来完成，因为锁必须通过磨损构件7被定位到安装件(例如中间适配器10)上。在一个实例中，锁13定位可以由确认锁处于适当的位置或未对准的传感器数据(例如来自锁13中的传感器)协助。如果未对准，则例如，锁13可能未对准以锁定到凹部19中。如果未对准，则启用浮子机构(步骤309)。附加地，可以任选地激活警报84以指示已启动了浮子模式。

可以以诸如先前指出的许多不同的方式启动浮子机构。可以在更换磨损构件被完全地安装之前启动浮子机构若干次。此类实例包括使尝试附接的一个致动器浮动，并且如果不成功，则使第二致动器浮动，依此类推。或者，可以在两个轴之上同时地发生浮动。

浮子模式可以允许控制轴A6，然而轴A4和A5处于浮子模式。在此实例中，可以更好地能够从致动器34、46以小增量实现安装轴31。浮子机构补偿配合零件的未对准(例如相对定位)。在一个实例中，这是由于可能存在于齿尖与安装件之间的紧密配合(例如小公差)而导致的，通常必须沿着齿的安装轴31在直线运动中将齿尖11安装到基座上。在未对准的另一实例中，齿尖11可能在安装期间翻转。在再一个实例中，安装空腔27(诸如用于图4和图5所示的齿24)越深，沿着直线安装轴31安装齿尖11的需要越大。

安装过程在更换磨损构件7A在安装件上对准并且读取以容纳锁情况下完成(步骤310)。一旦安装过程完成，过程300然后就将磨损构件7A锁定到安装件上(步骤311)。此步骤还可以包括降低驱动器65，使得锁13被容纳在磨损构件7的凹部19中并且旋转以将锁中的销移动到保持方位。如果在安装中成功，则沿着安装轴31移除磨损构件(步骤313)。

过程300可以通过将抓器60移动到要安装的下一个磨损构件7再次开始或者可以后面有用于移除要安装更换磨损构件处的已磨损的磨损构件的过程。另外，过程300可以在学习模式下学习由操作者在移除和安装磨损零件时通过重复的路线或步骤手动地移动处理设备的操作的路径。过程300可以节省那些机动并且确切地或在移动到下一个安装件以进行安装的稍微调节情况下重复它们。过程300的各个步骤可以以不同的次序进行和/或包括更多或更少的步骤。

图19是图示表示用于监视一个或多个地面接合产品或其至少一部分(例如后侧或底侧)的计算系统或主计算机401的系统化的实例机器的示意系统图。计算系统401的实例包括但不限于服务器计算机、web服务器、云计算平台和数据中心装备以及任何其他类型的物理或虚拟服务器机器、容器及其任何变化或组合。计算系统401可以作为单个设备、系统或装置被实现或者可以作为多个设备、系统或装置被以分布式方式实现。信息和/或数据能够由处理系统402处理。处理系统402可以是处理设备37的独立或监视系统、土方作业装备1、系统35、手持装置、移动装置、计算机43、传感器39、39A、41和/或远程装置的一部分。

主计算系统401包括但不限于处理系统402、存储系统403、软件405、通信接口系统407和用户接口系统409(任选的)。处理系统402在操作上与存储系统403、通信接口系统407和用户接口系统409耦合。

计算系统401可以采用中央处理单元(CPU)或处理器来处理信息。处理系统402可以被实现在单个处理装置内，但是还可以跨在执行程序指令时合作的多个处理装置或子系统分布。处理系统402的实例包括可编程通用中央处理单元、专用微处理器、可编程控制器、图形处理单元、嵌入式部件、专用处理器和可编程逻辑器件以及任何其他类型的处理装置、组合或其变化。处理系统402可以促进协处理器器件之间的通信。处理系统402可以被实现在分布式计算环境中，其中通过远程处理装置执行任务或模块，这些远程处理装置通过诸如局域网(“LAN”)、广域网(“WAN”)、因特网等的通信网络链接。在分布式计算环境中，程序模块或子例程可以位于本地存储器存储装置和远程存储器存储装置两者中。可以采用分布式计算来加载平衡和/或聚合资源以进行处理。

在一个实施方式中，系统401的处理系统402或其他元件可以在操作上与装备控制单元ECU耦合或者是装备控制单元。在另一实施方式中，处理系统402可以加速请求或数据的加密和解密。

处理系统402可以包括从存储系统403中检索计算机指令、程序、应用和/或软件405并且执行它们的微处理器和其他电路。处理系统402响应于用户和/或系统生成的请求而执行程序部件。这些程序部件中的一个或多个可以用软件、硬件或硬件和软件405两者加以实现。处理系统402可以传递指令(例如操作和数据指令)以实现各种操作。

通信接口系统407可以包括允许通过通信网络与其他计算系统进行通信的连接和装置。例如，通信接口系统407可以与网络通信。

一起允许实现系统间通信的连接和装置的实例可以包括网络接口卡、天线、功率放大器、RF电路、收发器和其他通信电路。通信接口系统407可以使用各种有线和无线连接协议，诸如直接连接、以太网、诸如IEEE802.11a-x的无线连接、miracast等。连接和装置可以通过通信媒体通信与其他计算系统或系统的诸如金属、玻璃、空气或任何其他合适的通信介质的网络交换通信。前述介质、连接和装置是公知的并且不必在这里讨论。

通信接口系统407能够包括防火墙，所述防火墙在一些实施方式中能够统治和/或管理在计算机网络中访问/代理数据的许可，并且跟踪不同机器和/或应用之间的变化信任水平。防火墙可以是具有能够在一组特定机器与应用、机器与机器和/或应用与应用之间实施一组预定访问权限的硬件和/或软件部件的任何组合的任何数量的模块，例如，以调节在这些变化实体之间的业务和资源共享的流程。例如，在防火墙的功能中执行或包括的其他网络安全功能可以是例如但不限于入侵预防、入侵检测、下一代防火墙、个人防火墙等，而不偏离本公开的新颖技术。

用户接口系统409使用诸如用于处理音频、数据、视频界面、无线收发器等的协议(例如，

用户输入装置可以包括读卡器、指纹读取器、操纵杆、键盘、麦克风、鼠标、遥控器、视网膜读取器、触摸屏、传感器和/或类似物。外围装置可以包括天线、音频装置(例如，麦克风、扬声器等)、相机、外部处理器、显示器、通信装置、射频标识符(RFID)、扫描器、打印机、存储装置、收发器和/或类似物。作为实例，用户接口409可以接收要在显示器上显示的数据和格式数据。

用户输入装置和外围装置可以连接到用户接口409以及可能其他接口、总线和/或部件。进一步地，用户输入装置、外围装置、协处理器装置等可以通过用户接口系统409连接到系统总线。系统总线可以连接到诸如处理系统402、用户接口系统409、通信接口系统407、存储系统405等的许多接口适配器。

存储系统403可以采用任何数量的磁盘驱动器、光驱、固态存储器装置和其他存储介质。存储系统403可以包括用任何方法或技术加以实现以用于存储诸如计算机可读指令、数据结构、程序模块或其他数据的信息的易失性和非易失性、可移动和非可移动介质。存储介质的实例包括有形非暂时性存储装置或系统，诸如固定或可移动随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、磁盘、光盘、闪速存储器、虚拟存储器和非虚拟存储器、磁盒、磁带、固态存储器装置、磁盘存储装置或其他磁存储装置，或任何其他合适的处理器可读存储介质。计算机可读存储介质决不是传播信号。存储系统403可以采用包括片上CPU存储器(例如，寄存器)、RAM、ROM和存储装置的各种形式的存储器。存储系统403可以与诸如存储装置、数据库、可移动盘装置等的许多存储装置通信。存储系统403可以使用诸如串行高级技术附件(SATA)、IEEE 1394、以太网、光纤、通用串行总线(USB)等的各种连接协议。

除了计算机可读存储介质之外，在一些实施方式中，存储系统403还可以包括可以用来在内部或在外部传送软件405中的至少一些的计算机可读通信介质。存储系统403可以作为单个存储装置被实现而且还可以跨相对于彼此共定位或分布的多个存储装置或子系统被实现。存储系统403可以包括能够与处理系统402或可能其他系统进行通信的附加元件，诸如控制器。

存储系统403可以是能够存储由处理器执行以处理所存储的数据的程序的数据库或数据库部件。可以以关系、可扩展和安全的数据库的形式实现数据库部件。这种数据库的实例包括DB2、MySQL、Oracle、Sybase等。或者，可以使用诸如数组、散列、列表、堆栈、结构化文本文件(例如，XML)、表和/或类似物的各种标准数据结构来实现数据库。此类数据结构可以被存储在存储器中和/或在结构化文件中。

计算机可执行指令和数据可以被存储在可由处理器访问的存储器(例如，寄存器、高速缓存存储器、随机存取存储器、闪存等)中。这些存储的指令代码(例如，程序)可以接合处理器部件、母板和/或其他系统部件以执行期望的操作。存储在存储器中的计算机可执行指令可以包括具有一个或多个程序模块的交互式人机接口或平台，所述程序模块诸如执行特定任务或者实现特定抽象数据类型的例程、程序、对象、部件、数据结构等。例如，存储器可以包含操作系统(OS)、模块、进程和其他部件、数据库表等。可以从存储装置，包括从可通过接口总线访问的外部存储装置存储和访问这些模块/部件。

软件405(包括移动过程411、移除过程413、安装轴过程415、安装过程417和浮子模式过程419)可以被实现在程序指令中并且在其他功能当中，当由处理系统402执行时，可以引导处理系统402以如关于本文图示的各种操作场景、序列和过程所描述的那样操作。例如，软件405可以包括用于实现如本文所描述的安装和移除过程的程序指令。

特别地，程序指令可以包括合作或以其他方式交互以执行本文描述的各种过程和操作场景的各种部件或模块。可以在编译或解释指令中或者在指令的某个其他变化或组合中体现各种部件或模块。可以以同步或异步方式、串行地或并行地、在单线程环境或多线程环境中、或者依照其任何其他合适的执行范例、变化或组合执行各种部件或模块。软件405可以包括附加进程、程序或部件，诸如操作系统软件、虚拟化软件或其他应用软件。软件405还可以包括可由处理系统402执行的固件或其他形式的机器可读处理指令。

通常，软件405可以在被加载到处理系统402中并执行时，总体上将(计算系统401表示的)合适的设备、系统或装置从通用计算系统变换成被定制来提供分组重定向的专用计算系统。实际上，将软件405编码在存储系统403上可以变换存储系统403的物理结构。例如，如果计算机可读存储介质被实现为基于半导体的存储器，则软件405可以在程序指令被编码在其中时变换半导体存储器的物理状态，诸如通过变换构成半导体存储器的晶体管、电容器或其他分立电路元件的状态。可以相对于磁性介质或光学介质发生类似的变换。物理介质的其他变换在不偏离本说明书的范围的情况下是可能的，其中上述实例被仅提供来促进本讨论。

移动过程411包括用于控制处理设备37的指令。处理设备37的动作中的一些或全部都能完全地或部分地自动化。移动过程411可以控制各种液压汽缸、致动器和/或马达的阀。移动过程411可以包括用于处理器或控制器的要配置或手动地引导起重机47、三轴关节71A和/或被支撑工具头59的动作的指令。移动过程411可以具有带指令的处理器，所述指令被配置为由另一主计算机、手持装置或移动装置进行实时操作—例如，移除、安装、检查、修理等来接收。

在移动过程411中，用于自动化操作的指令被优选地预先存储在数据库(远程的或在适配器6中)中并且用于执行所期望的操作(例如过程413、415、417和419)。在移动过程411中，处理设备37和/或三轴关节组件71A和/或工具头59能够在致动器34、46、56处设置有编码器(线性的或旋转的)和/或方位传感器41以标识其方位和/或定向。自动化控件和手动控件可以合作地、连续地或分开地一起工作。可以替换地或附加地从包含在要移除、安装、检查等的部件和/或装备中的传感器41接收信号，以例如标识部件和/或装备，指导起重机47、三轴关节71A和/或工具头59，或者传送关于磨损部件7和/或装备的方位、状况或操作的其他信息。可以从在起重机、三轴关节71A和/或工具头59附近或与其合作地工作的其他三轴关节组件和/或工具头接收信号。过程411允许工人避免与磨损零件接触并且在处理操作期间保持在离零件安全距离处。

移除过程413被用于从土方作业机1移除已磨损的磨损部件7。当可能已在任何给定方位中关闭土方作业机时，移除过程413必须确定已磨损的磨损部件的定向和量。移除过程413可以接收从例如捕获数据的电子传感器39、39A、41生成的信息。过程413可以从这种相机(或类似物)和/或传感器和/或诸如磨损构件或支撑磨损构件的装备中的传感器接收信息。作为实例，移除过程413可以接收信息以标识安装在铲斗上的磨损构件7的类型、磨损构件7在铲斗3上的方位、磨损构件7的定向、磨损构件7的状况等。

例如，传感器39、39A、41能检测磨损构件的定向和/或磨损构件的空间方位，并且在确定磨损构件的定向和/或方位时以无线方式发送具有位置信息的信号以供由过程413使用。作为另一实例，在处理设备37上或与该处理设备分开的诸如相机的图像传感器能由过程413使用以确定齿7(例如，齿尖11)的特定3-D定向和/或方位。其他种类的传感器是可能的并且/或者不同种类的传感器中的两个或更多个能被彼此相结合地使用(例如结合位置传感器、倾斜度传感器或加速度计的磨损传感器)。

移除过程413能使用安装轴过程415。移除过程413可以根据从传感器39、39A、41、数据库、其他数据源、其他远程装置等接收的数据来提供信息和分析。在替代方案中，安装轴过程可以在一个实例中通过包含诸如安装轴31的方位的数据的无线传输(其他布置是可能的)来从传感器39、39A、41接收信号。安装轴过程415可以使用从传感器收集的包括所检测到的已磨损的磨损部件的定向的数据来确定安装轴31。安装过程415能任选地访问具有齿尖11和安装轴31的细节的数据库以做出所期望的确定。

移除过程413可以确定适当的工具头59被选择并且安装到机械手62。移除过程415可以使用来自安装轴过程415的包括所检测到的安装轴31的定向、已磨损的磨损构件的定向以及起重机47和关节部件71的相对方位的数据来控制液压汽缸和马达，以不管安装轴31的3-D定向都沿着安装轴31在直线运动或非线性运动中移动工具头59。工具头59沿着安装路径31的移动可以是由移除过程413引导的不同的可调节部件的协调同时运动。它可能涉及所有可调节部件的协调移动，或者它可能涉及对不到全部可调节部件的调节。磨损构件7被设想为沿着所限定的安装路径或轴31移除。其他安装路径也是可能的。例如，可以沿着非线性(例如，弓形的)安装路径移除和/或安装某些磨损构件7(例如，齿尖和护罩)。

或者，移除过程413可以手动地调节机械手62以将工具头59放置为与磨损构件7接近或接合，诸如压靠挡块69。能在机械手62上设置激光器(未示出)以提供瞄准线，其能帮助操作者将驱动工具67定位到锁13中。可以在手动、自动和/或半自动操作中使用相机和/或传感器。(除了激光器之外或独立地)还能提供相机以协助将工具59连接到磨损零件。相机的使用还能够用于协助操作者或者完全地使处理设备37的操作自动化。

齿尖11的前端部沿着安装轴31被压靠挡块69。移除过程413可以确定工具头59是否已适当地抓握已磨损的磨损构件7。在移除过程413中，可以移除锁13。在一个实例中，锁13定位可以由确认锁被移除、可移除或未对准的传感器数据(例如来自锁13中的传感器)协助。锁13的销的确定可以来自GPS或加速度计，其监视锁必须行进以部分地或完全地移除的预定距离或传感器数据以与已经在土方作业装备上安装或从土方作业装备移除的其他锁进行比较。在移除过程413中，抓器60的臂61试图用凸缘63将齿尖11抓握在齿尖11的后边缘64上。如果不成功，则移除过程413可以调用浮子模式过程419。浮子模式过程419将致动器34、46、56置于中性状态中，使得阀压力前后平衡，并且致动器在轴A4和/或A5的每个方向上以较小增量移动。

浮子模式过程419可以以诸如以上讨论的许多不同的方式启动。可以在实现附接到已磨损的磨损构件之前以不同的方式启动浮子模式过程419若干次。移除过程413还能任选地包括如以上所讨论的释放运动以在沿着其移除/安装路径31移动磨损构件7之前和/或期间从其基座更好地释放它。

移除过程413还可以包括准备要移除的已磨损的磨损构件7，使得驱动臂65降低，使得工具67被容纳在磨损构件7的凹部45中并且旋转以将销29的前端部21移出凹部19。一旦被解锁，然后就沿着安装轴31移除已磨损的磨损构件7。移除过程413可以通过将磨损的齿尖11放置到仓75中来处置已磨损的磨损构件7。过程413可以通过将抓器60移动到要移除的下一个已磨损的磨损构件7再次开始。另外，过程413可以在学习模式下学习由操作者通过重复的会话手动地移动处理设备的操作的路径。过程413可以节省那些机动并且确切地或在移动到下一个已磨损的磨损构件7的稍微调节情况下重复它们。

安装过程417被用于将新的磨损部件7A安装到土方作业机1上。安装过程417从诸如圆盘传送带77或类似的保持地方的预设目的地附接到更换磨损部件7A，诸如齿尖11A。更换齿尖11A的位置可以由更换齿尖11A上的传感器或从被编程到过程417中的位置来确定。安装过程417使用如上所述的安装轴过程415。能基于移除过程413的更精细细节、由传感器39(诸如针对移除过程公开的那些或其他传感器)和/或手动(或半手动)控制来确定安装轴31。安装过程417还可以包括存储机动和路径31以及从安装件拉动已磨损的磨损构件7的位置并且能够从移动的任何先前迭代回调所存储的信息以将更换磨损构件7A与安装轴31对准以便通过使那些机动逆转而安装在基座9、鼻部10、唇部16或其他安装位点上。

一旦更换齿尖11A沿着安装轴31对准，安装过程415就可以沿着安装轴或其他安装路径31在直线或其他限定运动中向前移动齿尖11A以将齿尖11A安装在安装件(例如中间适配器10的前鼻部18)上。安装过程415可以确定齿尖11的安装是否未对准。这能够例如通过审查锁13的间隙来完成，因为锁必须通过磨损构件7被定位到安装件(例如中间适配器10的前鼻部18)上。或者，能经由通过相机的图像数据通过视觉检查完成这个。在另一实例中，锁13定位可以由确认锁处于适当的位置或未对准的传感器数据(例如来自锁13中的传感器)协助。锁的销的确定可以来自GPS或加速度计，其监视锁必须行进以完全地接合或完全地移除的预定距离或传感器数据以与已经在土方作业装备上安装或移除的其他锁进行比较。如果未对准，则安装过程可以启用如以上所说明的浮子模式过程419。

浮子模式过程419补偿配合零件的未对准(例如相对定位)。在一个实例中，这是由于可能存在于齿尖与安装件之间的紧密配合(例如小公差)而导致的，通常必须沿着齿的安装轴31在直线运动或非线性运动中将齿尖11安装到中间适配器10或基座适配器9上。在未对准的另一实例中，齿尖11可能在安装期间翻转。在再一个实例中，安装空腔27(诸如用于图4和图5所示的齿24)越深，沿着安装轴31安装齿尖11的需要越大。

一旦在浮子模式过程419中完成对准，安装过程419然后就将磨损构件7A锁定到基座适配器9、中间适配器10或安装位点上。安装过程可以包括驱动臂65以安装锁。在一个实例中，驱动臂降低，使得锁13被容纳在磨损构件7的凹部19中并且旋转以锁定。如果在安装中成功，则从更换磨损构件7A移除工具59。

如能够领会的，可以将本公开的实例体现为系统、方法或计算机程序产品。因此，本公开的实例可以采取全硬件实例、全软件实例(包括固件、驻留软件、微码等)或组合软件和硬件实施方式的实例的形式，这些软件和硬件实施方式可以在本文中全部通常被称为“电路”、“模块”或“系统”。此外，本公开的实施方式可以采取在其上体现有计算机可读程序代码的一个或多个计算机可读介质中体现的计算机程序产品的形式。

尽管以上讨论已主要连同铲斗上的磨损构件一起讨论了本公开，但是工具能够用于从刀片或其他土方作业装备附件和部件移除护罩、翼和/或滑槽上的转子、破碎机上的镐头、管、阀、卡车托盘、刀头和/或将这些安装在刀片或其他土方作业装备附件和部件上。

以上公开描述用于安装和移除土方作业装备的磨损产品的工具的具体实例。系统可以包括本公开的不同实施方式或特征。一个实例中的特征能够与另一实例的特征一起使用。所给出的实例和所公开的特征的组合不旨在在必须一起使用它们的意义上为限制性的。方法和过程的步骤可以以任何次序完成并且可以包括更少或更多的步骤。