滑动轴承紧余量高度测量方法和装置

文档序号:789173 发布日期:2021-04-09 浏览:28次 >En<

阅读说明:本技术 滑动轴承紧余量高度测量方法和装置 (Method and device for measuring height of tight allowance of sliding bearing ) 是由 J·莱帕坎加斯 P·哈拉-霍 J·伊斯托莱蒂 J-P·韦萨拉 于 2018-08-21 设计创作,主要内容包括:用于确定滑动轴瓦的紧余量高度的方法和装置,该装置包括:用于向滑动轴瓦形成照明光的光源;被配置用于拍摄图像的传感器设备;包括计算机程序代码的至少一个存储器;该至少一个存储器和计算机程序代码被配置为与至少一个处理器一起使所述装置:拍摄滑动轴瓦在第一模式下的第一图像,其中在滑动轴瓦的周向方向上未形成外部压缩应力;基于所拍摄的第一图像生成滑动轴承数据;维护至少包括用于容纳滑动轴瓦的孔的直径信息的壳参考数据;并且基于滑动轴承数据和壳参考数据确定滑动轴瓦的紧余量高度。(A method and apparatus for determining the tight clearance height of a plain bearing shell, the apparatus comprising: a light source for forming illumination light to the slide bush; a sensor device configured to capture an image; at least one memory including computer program code; the at least one memory and the computer program code configured to, with the at least one processor, cause the apparatus to: taking a first image of the slide bearing shell in a first mode in which no external compressive stress is formed in a circumferential direction of the slide bearing shell; generating sliding bearing data based on the captured first image; maintaining shell reference data including at least diameter information for a bore for receiving a slip shell; and determining a tight clearance height of the plain bearing shell based on the plain bearing data and the shell reference data.)

滑动轴承紧余量高度测量方法和装置

技术领域

本申请总体上涉及滑动轴承(plain bearing)紧余量高度(crush height)测量方法、设备和装置。

背景技术

本节说明了有用的背景信息,并非承认本文所述的任何技术表示现有技术。

本发明涉及一种半滑动轴承,该半滑动轴承以半瓦(half shell)形式生产,以便在两个半滑动轴承单元组合时形成圆柱形形状。

常规上,当以半瓦形式生产的半滑动轴承(该半瓦形式使得两个单元的组合将形成圆柱形形状)被安装在壳(housing)中时,它们的端部在分型线处可能不匹配,或者如果半滑动轴承的紧余量高度过大,滑动轴承可能在端部的分型线附近变形,并在径向方向向内膨胀,从而导致与轴的局部过盈(local interference)。可以提供紧余量消除装置(crush relief),以纠正在半滑动轴承分型线处出现的局部变形或错位,并且其深度、长度等是根据壳的刚度、精度和工作状态来确定的。

周长(peripheral length)是半瓦式轴承最关键的特征之一。半瓦式轴承是基于轴承壳与轴瓦之间的径向压力来组装的。自由状态下的轴承周长大于轴承壳的圆周长度,而且通过将两个半瓦压到轴承壳上产生径向压力,使得周长差就被“压走”了。

轴承周长在组装状态与自由状态之间的差异被称为轴承测量高出度(nip)或紧余量高度。始终在壳上的试验压力下定义测量高出度。

传统情况下,轴承周长是通过测量高出度检查机或工具来测量的。这需要使用尺寸难以携带的专用设备或工具,并且需要轴承专用的检查块(checking block)。这种方法在现场情况下并不总是可行的。

因此,需要一种解决方案来实现滑动轴承紧余量高度的准确、易用和可靠测量。

发明内容

权利要求书中阐述了本发明示例的各个方面。

根据本发明的第一示例方面,提供了一种确定滑动轴瓦的紧余量高度的装置,所述装置包括:

光源,所述光源用于向所述滑动轴瓦形成照明光;

传感器设备,所述传感器设备被配置为拍摄图像;

至少一个存储器,所述至少一个存储器包括计算机程序代码;所述至少一个存储器和所述计算机程序代码被配置成与所述至少一个处理器一起使所述装置:

拍摄所述滑动轴瓦在第一模式下的第一图像,其中,在所述滑动轴瓦的周向方向上未形成外部压缩应力;

基于所拍摄的第一图像生成滑动轴承数据;

维护壳参考数据,所述壳参考数据至少包括用于容纳所述滑动轴瓦的孔的直径信息;以及

基于所述滑动轴承数据和所述壳参考数据确定所述滑动轴瓦的紧余量高度。

在一个实施方式中,所述滑动轴承数据包括以下项中的至少一项:所述滑动轴瓦的周向长度;所述滑动轴瓦的自由弹张量;滑动轴瓦形式;以及所述滑动轴瓦的厚度。

在一个实施方式中,所述至少一个存储器和所述计算机程序代码被配置成与所述至少一个处理器一起使所述装置:

基于所拍摄的第一图像确定所述滑动轴瓦的外侧周向长度;以及

确定所述滑动轴承数据以包括所述滑动轴瓦的外侧周向长度。

在一个实施方式中,所述至少一个存储器和所述计算机程序代码被配置成与所述至少一个处理器一起使所述装置:

维护滑动轴承参考数据,所述滑动轴承参考数据包括至少一个滑动轴瓦的材料信息。

在一个实施方式中,所述至少一个存储器和所述计算机程序代码被配置成利用所述至少一个处理器使所述装置:

维护壳参考数据,所述壳参考数据还包括至少一个壳的材料信息,所述至少一个壳具有用于容纳所述滑动轴瓦的孔。

在一个实施方式中,所述材料信息被配置为用于确定所述滑动轴瓦和所述壳中的至少一者的热膨胀系数。

在一个实施方式中,所述至少一个存储器和所述计算机程序代码被配置成与所述至少一个处理器一起使所述装置:

维护环境数据,所述环境数据包括当前测量温度和滑动轴瓦工作温度。

在一个实施方式中,所述至少一个存储器和所述计算机程序代码被配置成与所述至少一个处理器一起使所述装置:

基于所拍摄的第一图像和所述滑动轴承参考数据确定所述滑动轴瓦的材料信息;并且

基于所述材料信息来确定所述滑动轴瓦的热膨胀系数。

在一个实施方式中,所述至少一个存储器和所述计算机程序代码被配置成与所述至少一个处理器一起使所述装置:

拍摄所述滑动轴瓦在第二模式下的第二图像,其中,所述滑动轴瓦被装配到所述壳的所述孔,并且在所述滑动轴瓦的周向方向上形成有外部压缩应力;以及

基于所述第二图像生成所述壳参考数据。

在一个实施方式中,所述至少一个存储器和所述计算机程序代码被配置成与所述至少一个处理器一起使所述装置:

基于所拍摄的第二图像和所述壳参考数据确定所述壳的材料信息;以及

基于所述材料信息确定所述壳的热膨胀系数。

在一个实施方式中,所述至少一个存储器和所述计算机程序代码被配置成与所述至少一个处理器一起使所述装置:

维护环境数据,所述环境数据包括当前测量温度和滑动轴瓦工作温度;

接收当所述滑动轴瓦处于所述工作温度时将所述滑动轴瓦压向壳表面的目标接触压力;

基于所述第一图像确定所述滑动轴瓦的材料信息;

基于所述第二图像确定所述壳的材料信息;

基于所述材料信息和所述环境数据确定所述滑动轴瓦的工作紧余量高度;

基于所述工作紧余量高度和所述环境数据定义目标紧余量高度;

将所述目标紧余量高度与所确定的紧余量高度进行比较;以及

如果所确定的紧余量高度大于所述目标紧余量高度,则准许所述滑动轴瓦安装运行。

在一个实施方式中,所述光源包括多个光发射器,所述多个光发射器中的至少一个光发射器被配置成发射不同光谱带和/或不同强度的光。

在一个实施方式中,所述多个光发射器中的至少一个光发射器被配置成发射波长在800mm至2600nm之间和/或强度能够调整的光。

在一个实施方式中,所述装置还包括自由形式的光学元件,所述自由形式的光学元件在所述传感器设备与所述光源之间的光路内,并且包括以下项中的至少一项:光学透镜和光纤。

在一个实施方式中,所述装置作为试验装置能够交换地附接至第二装置,所述第二装置为发动机装置。

在一个实施方式中,所述装置还包括用于收发信息的通信接口,其中,所述至少一个存储器和所述计算机程序代码被配置成与所述至少一个处理器一起使所述装置:

从云服务器接收设定,所述设定包括以下项中的至少一项:

环境数据;

滑动轴承参考数据;

滑动轴承数据;以及

壳参考数据;以及

基于所述设定调整所述装置处的对应数据。

在一个实施方式中,所述至少一个存储器和所述计算机程序代码被配置成与所述至少一个处理器一起使所述装置:

向云服务器装置传送所确定的所述滑动轴瓦的紧余量高度。

在一个实施方式中,所述装置还包括自由形式的光学器件,所述自由形式的光学器件被配置为引导和形成所述滑动轴瓦的照明。所述自由形式的光学器件可以被配置为在所述滑动轴瓦的被测表面上形成光闪烁图案。所述光闪烁图案被配置为通过使用所述光源和所述自由形式的光学器件而是动态的且能够调整的。

在一个实施方式中,该装置被配置为基于所拍摄的第一图像,根据所生成的滑动轴承数据确定反射闪烁图案数据;并且使用所述反射闪烁图案数据和所述壳参考数据确定所述滑动轴瓦的紧余量高度。此外,可以配置基于所拍摄的第一图像,根据所生成的滑动轴承数据确定反射闪烁图案数据;使用所述反射闪烁图案数据确定滑动轴瓦参数;并且使用所述轴瓦参数生成或更新所述滑动轴承数据。所述轴瓦参数包括以下项中的至少一项:所述轴承的周向长度;所述轴承的自由弹张量;轴承表面的平滑度信息;轴瓦形式;以及所述轴瓦的厚度。

在一个实施方式中,所述传感器设备包括:能够工作以输出重置值和测量值的序列的存储元件;以及联接至所述存储元件以在曝光间隔内对所述重置值和测量值的序列进行采样的可配置采样器,所述曝光间隔包括多个测量间隔,所述采样器支持采样模式,所述采样模式包括:第一采样模式,所述第一采样模式能够工作以生成根据所述重置值和相邻测量值中的一者得出的第一输出,所述第一采样模式工作于所述多个测量间隔中的第一测量间隔中;第二采样模式,所述第二采样模式能够工作以生成根据所述测量值和相邻重置值中的一者得出的第二输出,所述第二采样模式工作于所述多个测量间隔中的第二测量间隔中;以及转换模式,所述转换模式能够工作以响应于所述第一输出和所述第二输出中的至少一者而在所述第一采样模式与所述第二采样模式之间切换,所述第一采样模式与所述第二采样模式之间的转换发生在所述曝光间隔内。

在一个实施方式中,所述装置被配置为:

定义第一工作模式,其中,所述传感器设备的光电探测器在各个测量间隔之后被重置,并且像素的强度是参考该像素的重置值来测量的;

定义第二工作模式,其中,所述传感器设备的所述光电探测器被允许在曝光期间的多个测量间隔内使电荷在所述传感器设备的光电二极管上累积,并且像素的强度是参考该像素的重置值来测量的;以及

定义第三工作模式,其中,像素的强度是关于不是根据该像素得出的参考值来测量的。

该装置还可以被配置为基于以下项中的至少一项来选择所使用的工作模式:由环境光传感器提供的环境光信息;所使用的用于照明的波长;以及针对被测滑动轴瓦维护的参考数据。

在一个实施方式中,所述至少一个存储器和所述计算机程序代码被配置成与所述至少一个处理器一起使所述装置:

基于与第一滑动轴瓦相关联的滑动轴承数据和所述壳参考数据确定所述第一滑动轴瓦的紧余量高度;

基于与第二滑动轴瓦相关联的滑动轴承数据确定所述第二滑动轴瓦的紧余量高度;以及

基于与所述第一滑动轴瓦和所述第二滑动轴瓦相关联的滑动轴承数据和所述壳参考数据选择要与所述第一滑动轴瓦配对的所述第二滑动轴瓦。

在一个实施方式中,所述至少一个存储器和所述计算机程序代码被配置成与所述至少一个处理器一起使所述装置:

基于光学测量确定多个参数,所述多个参数包括以下项中的至少两项:所述轴承的周向长度;所述轴承的自由弹张量;轴瓦形式;以及所述轴承的厚度;

确定所确定的参数的权重值和范围,其中,所述滑动轴瓦能够作为单个滑动轴瓦和作为与另一滑动轴瓦的组合而被接受以提供加权参数;以及

通过基于所述加权参数选择配对的滑动轴瓦来确定针对组件孔的滑动轴瓦的配对。

根据本发明的第二示例方面,提供了一种包含在计算机可读介质上的计算机程序,所述计算机可读介质包括计算机可执行程序代码,所述计算机可执行程序代码当被装置的至少一个处理器执行时,使得所述装置:

拍摄所述滑动轴瓦在第一模式下的第一图像,其中,在所述滑动轴瓦的周向方向上未形成外部压缩应力;

基于所拍摄的第一图像生成滑动轴承数据;

维护壳参考数据,所述壳参考数据至少包括用于容纳所述滑动轴瓦的孔的直径信息;以及

基于所述滑动轴承数据和所述壳参考数据确定所述滑动轴瓦的紧余量高度。

根据本发明的第三示例方面,提供了一种用于确定滑动轴瓦的紧余量高度的计算机实现方法,所述计算机实现方法包括:

拍摄所述滑动轴瓦在第一模式下的第一图像,其中,在所述滑动轴瓦的周向方向上未形成外部压缩应力;

基于所拍摄的第一图像生成滑动轴承数据;

维护壳参考数据,所述壳参考数据至少包括用于容纳所述滑动轴瓦的孔的直径信息;以及

基于所述滑动轴承数据和所述壳参考数据确定所述滑动轴瓦的紧余量高度。

前文已经例示了本发明的不同的非约束性示例方面和实施方式。前述实施方式仅用于解释可在本发明的实现中利用的选定方面或步骤。一些实施方式可以仅参考本发明的某些示例方面来呈现。应当理解,对应的实施方式也可以应用于其它示例方面。

附图说明

为了更全面地理解本发明的示例实施方式,现参考以下结合附图进行的描述,其中:

图1示出了示例实施方式的系统的示意图;

图2示出了示例实施方式的确定滑动轴瓦的紧余量高度的装置的示意图;

图3从与图2不同的角度示出了示例实施方式的确定滑动轴瓦的紧余量高度的示意图;

图4示出了诸如示例实施方式的客户端设备之类的装置的框图;

图5示出了示例实施方式的云服务器装置的框图;

图6示出了示例实施方式的传感器设备的框图;

图7示出了示例实施方式的处理的流程图;

图8例示了安装在壳中的轴承(两个轴瓦);

图9例示了安装在壳中的轴承的紧余量高度定义;以及

图10例示了基于测量装置分析的轴承。

具体实施方式

本发明的示例实施方式及其潜在优点通过参考附图的图1至图10来理解。在本文档中,相同的参考符号表示相同的零件或步骤。

图1示出了根据本发明示例实施方式的系统100的示意图。

该系统包括客户端设备120,该客户端设备120可以包括例如多媒体设备、移动电话、因特网平板计算机或膝上型计算机。客户端设备120能够下载和本地执行软件程序代码。软件程序代码可以是服务的专有客户端应用124,该服务的服务器应用133在系统100的服务器装置130上运行。客户端设备120可以包括元数据元件121,元数据元件121用于创建能够用作与专有应用124的控制输入有关的元数据的数据,专有应用124诸如是光学滑动轴承紧余量高度测量应用、动态紧余量高度参数调整应用、壳参考数据测量应用、轴瓦测量应用程序或使用紧余量高度作为输入数据的应用。

元数据元件121可以包括以下项中的至少一项:麦克风、传感器设备、光学检测设备、温度传感器和用于确定装置120的当前位置的定位设备。

在一个实施方式中,客户端设备120被配置为能够通过无线连接122连接到无线通信网络140。例如,无线连接122可以包括移动蜂窝网络或无线局域网(WLAN)。无线通信网络140可以通过数据连接141连接到公共数据通信网络150,例如连接到因特网。专有应用124也能够在离线模式下工作,并且不需要始终通过网络在线连接到服务器130、131。在离线模式下,客户端设备120可以将应用相关数据存储到高速缓存中,并且一旦获得在线访问或者例如对象用户、专有应用或服务器应用中的至少一者触发或请求以同步或上载数据时,将数据更新到服务器130、131。

在一个实施方式中,系统100包括传感器设备110,该传感器设备110被配置为能够拍摄与紧余量高度测量相关数据。传感器设备110可以包括用于紧余量高度测量相关数据的存储装置111。例如,存储装置111可以包括闪存卡。传感器设备110被配置成能够通过数据连接112连接到客户端设备120。数据连接112可以是有线连接或无线连接。例如,有线连接可以包括通用串行总线(USB)、高清晰度多媒体接口(HDMI)或局域网(LAN)。例如,无线连接可以包括蓝牙TM、射频识别(RF-ID)或无线局域网(WLAN)。

传感器设备110被配置为通过数据连接112将所拍摄的数据发送到客户端设备120。这种传送可以由传感器设备110的用户发起、由客户端设备120的用户发起或者基于设定自动发起。这种设定可以包括例如一天中的时间、新拍摄的紧余量高度测量相关数据量或者针对传感器设备110的数据连接112的存在。

在一个实施方式中,专有应用124可以包括多个客户端应用。根据所公开的实施方式,第一客户端应用可以包括紧余量高度测量应用。第二客户端应用可以包括动态紧余量高度参数调整应用。

在一个实施方式中,系统100包括服务器装置130,例如,该服务器装置130包括存储设备131,存储设备131用于存储孔或滑动轴瓦检测相关信息,诸如动态闪烁图案数据、设定、用户配置文件信息、装置110、120的环境信息、通过数据连接151接收的事件日志和元数据、用户的用户配置文件信息、凭证、用户的历史信息、客户端软件应用数据和服务器软件应用数据。

在一个实施方式中,系统100还可以包括通过连接161连接到网络150的其它用户装置160,其中可以处理与服务系统有关的任务。例如,用户装置160可以包括用于与用户装置120相关的增强现实(AR)应用的对等装置。

不同的装置110、120、130、160、170可以提供要在服务系统100中维护的紧余量高度测量相关信息。该信息可以在服务器装置130、131内作为协作记录132来维护。例如,协作记录132可以包括由不同用户、服务系统或传感器提供的任何紧余量高度测量相关信息。

此外,装置160的协调器可以管理设定、紧余量高度测量信息和用户数据。系统服务130、131及其服务器应用133可以接收由客户端装置120的专有应用124生成的用户或紧余量高度测量相关数据作为输入,并处理所接收的数据。

在一个实施方式中,服务器装置130维护服务系统数据,诸如紧余量高度测量相关记录。可以使用唯一标识符来标识每个记录。此外,可以分别使用针对对象用户、轴瓦、壳、发动机装置、船舶或动力装置的标识符来标识各项。例如,对象用户标识符可以包括例如唯一数字、虹膜检测信息、字符串或电子邮件地址。通常,标识符必须是唯一的。

可以通过网络150将与紧余量高度测量相关数据相关的信息从多个装置110、120、160发送到服务器130。最终,由操作员在包括存储设备131的服务器130处维护所接收的服务数据,其中所述数据可以用于具有对该特定记录的访问权限的用户或装置。此外,例如,与服务数据相关联的元数据还可以存储在服务器130或存储设备131中,所述元数据诸如是材料信息、温度信息、紧余量高度相关信息、位置信息、时间信息或设备标识符。

在一个实施方式中,可以通过不同的路径向服务器装置130传递紧余量高度测量相关数据。第一路径可以包括通过无线通信网络122、140、141和公共数据通信网络150、151向服务器装置130发送由客户端设备120的专有应用(例如,紧余量高度测量客户端应用)拍摄的数据。第二路径可以包括通过无线通信网络122、140、141和公共数据通信网络150、151向服务器装置130发送由客户端设备120的默认应用拍摄的数据。第三路径可以包括通过连接112向客户端设备120发送由传感器设备110(诸如附接有装置的传感器或成像设备)拍摄的数据,并且由此通过无线通信网络122、140、141和公共数据通信网络150、151向服务器装置130发送该数据。第四路径可以包括向计算机装置120发送由设备110拍摄的数据,并由此通过数据连接123和公共数据通信网络150、151向服务器装置130发送该数据。

在一个实施方式中,客户端设备120中的专有应用可以是服务的客户端应用,该服务的服务器应用在系统100的服务器装置130上运行。该专有应用可以拍摄针对第一路径的数据。此外,所拍摄的多媒体的元数据可以由专有应用根据客户端设备120的元数据元件121来获取。对于第二路径,在向服务器装置130进行发送之前,可以将由默认应用拍摄的数据导入专有应用。专有应用可以检查数据并针对该数据提取和应用元数据。对于第三路径,可以由外部设备110拍摄数据并向客户端设备120的专有应用发送该数据以向服务器装置130进行发送。专有应用可以检查数据并针对多媒体数据提取和应用元数据。用户可以使用客户端设备120提供附加元数据。对于第四路径,可以由外部设备110拍摄数据并向计算机装置120的通信应用发送该数据。

在一个实施方式中,用户装置160(例如,管理员装置)中的专有或客户端应用164可以是服务的对等应用或管理员应用,该服务的服务器应用在系统100的服务器装置130上运行。

在一个实施方式中,传感器设备110可以包括通过本地连接112与装置120通信的发动机装置连接设备。例如,本地连接112可以包括蓝牙、射频识别(RF-ID)、近场通信(NFC)或其它无线非蜂窝连接中的至少一项。例如,无线非蜂窝连接可以包括工业、科学和医疗(ISM)无线电频带,这些无线电频带是国际上针对工业、科学和医疗目的的射频(RF)能量的使用而保留的无线电频带(无线电光谱的一部分)。例如,本地连接112还可以包括诸如光保真度(Li-Fi)之类的非RF连接。另选地,装置120(如集成装置120至121所示)可以包括传感器设备110。

在一个实施方式中,传感器设备110可以与客户端设备120配对。配对可以基于设备110、120的设备标识符,并且配对信息可以在与对象相关联的对象用户配置文件内维护。

此外,例如,传感器设备110可以通过与连接123对应的数据连接113连接到网络150。

在一个实施方式中,设备120的通信接口模块可以包括用于跟踪便携式装置120的位置的位置模块。例如,这种位置模块可以包括用于提供到基于卫星的全球定位系统(例如,GPS,未示出)的连接的模块、用于基于蜂窝的定位系统的模块、用于无线非蜂窝定位系统(例如,Wi-Fi)的模块或用于混合定位系统的模块。

在一个实施方式中,客户端设备120可以通过无线或有线连接连接到广域网150,例如互联网。路由器装置(未示出)可以用于提供对广域网150的访问。该访问可以包括蜂窝或非蜂窝连接。

在一个实施方式中,设备120中的专有应用124(诸如紧余量高度测量应用)可以是服务的客户端应用,该服务的服务器应用在系统100的服务器装置130上运行。专有应用124可以拍摄针对服务的输入数据并根据服务提供输出数据。

在一个实施方式中,装置120和/或设备110的至少一些部分可以实现为芯片组,该芯片组包括执行针对动态紧余量高度测量的控制算法所需的通信接口、存储器、程序代码和处理器。

服务器130还可以为便携式设备120数据提供云服务。可选地,可以添加其它装置,例如用于维护、提供或处理便携式设备120数据的外围设备和用于将外围设备连接到系统100的通信设备。

在一个实施方式中,系统100还可以包括外部数据库170。外部数据库170可以通过连接171被网络150访问。例如,数据库170可以具有与服务器装置130、131对应的结构。

在一个实施方式中,装置110、120作为试验装置能够交换地附接到第二装置上,第二装置是发动机装置,例如船舶发动机或动力装置发动机。

在一个实施方式中,装置120可以从云服务器130接收设定,该设定包括以下项中的至少一项:环境数据、环境参考数据、滑动轴承参考数据、滑动轴承数据、壳数据和壳参考数据。然后可以基于该设定来调整装置处的对应数据。

此外,可以向云服务器装置传送所确定的滑动轴瓦的紧余量高度。

在一个实施方式中,装置110、120被配置为:确定滑动轴瓦210的紧余量高度,其中装置110、120被配置为拍摄滑动轴瓦210在第一模式下的第一图像,其中在滑动轴瓦210的周向方向上未形成外部压缩应力;并且基于所拍摄的第一图像生成滑动轴承数据。维护壳参考数据,该壳参考数据至少包括用于容纳滑动轴瓦210的孔的直径信息,并且基于滑动轴承数据和壳参考数据确定滑动轴瓦210的紧余量高度。

此外,装置110、120被配置为:拍摄另一滑动轴瓦210在第一模式下的第二图像,其中在第二滑动轴瓦210的周向方向上未形成外部压缩应力;并且基于所拍摄的第二图像生成滑动轴承数据。维护壳参考数据,该壳参考数据至少包括用于容纳滑动轴瓦210的孔的直径信息,并且基于滑动轴承数据和壳参考数据确定第二滑动轴瓦的紧余量高度。

作为结果,滑动轴承数据包括多个光学地测量的滑动轴瓦210的数据。壳参考数据包括用于容纳滑动轴瓦210的至少一个孔的数据。

滑动轴承数据包括以下项中的至少一项:轴瓦的周向长度;轴瓦的自由弹张量;轴瓦形式;以及滑动轴瓦的厚度。

在装置120、160、130处运行的客户机软件应用124、164、133可以被配置为首先确定针对轴瓦210所分配的相关孔和壳的壳参考数据。第二,客户端软件应用可以基于壳参考数据来接收孔特征。第三,客户机软件应用基于与第一滑动轴瓦210相关联的滑动轴承数据和壳参考数据来确定第一滑动轴瓦210的紧余量高度。第四,客户端软件应用基于与第二滑动轴瓦相关联的滑动轴承数据来确定第二滑动轴瓦的紧余量高度。第五,客户机软件应用基于与第一滑动轴瓦和第二滑动轴瓦相关联的滑动轴承数据以及壳参考数据来选择要与第一滑动轴瓦配对的第二滑动轴瓦。因此,可以自动确定滑动轴瓦210的最佳配对。例如,如果考虑到轴承的周向长度第一滑动轴瓦210稍微过长,则考虑到轴承的周向长度第二滑动轴瓦可以被选择为稍微较短。考虑到孔和轴承组件所需的紧余量高度,所得到的滑动轴瓦210的组合仍然是能够接受的。

装置120、160、130可以被配置为基于光学测量确定多个参数,所述多个参数诸如是轴承的周向长度、轴承的自由弹张量、轴瓦形式以及轴承的厚度。各个参数可以被确定有针对所确定的参数的权重值和范围,其中滑动轴瓦可以作为单个滑动轴瓦210和作为与另一滑动轴瓦的组合而被接受以提供加权参数。然后,例如,可以通过基于加权参数选择最佳滑动轴瓦来优化针对某个组件和孔的滑动轴瓦210的配对。

图2示出了用于确定示例实施方式的滑动轴瓦的紧余量高度的装置的示意图。

装置120被配置用于确定滑动轴瓦210的紧余量高度,装置120包括用于向滑动轴瓦210形成照明光的光源220和被配置为拍摄图像的传感器设备230。

在一个实施方式中,可以使用测量背景元件240。测量背景元件240可以被配置为包括测量图案以用于改进传感器230的图像拍摄,并且特别是改进基于图像生成的滑动轴承相关数据(例如,滑动轴瓦210的尺寸)的精度。

可以拍摄滑动轴瓦210在第一模式下的第一图像,其中在滑动轴瓦210的周向方向上未形成外部压缩应力,如图2所示,并且可以基于所拍摄的第一图像生成滑动轴承数据。可以基于所拍摄的第一图像确定滑动轴瓦的外侧周向长度;并且可以确定滑动轴承数据以包括滑动轴瓦的外侧周向长度。

在一个实施方式中,在系统内维护壳(图2中未示出)参考数据,该壳参考数据至少包括用于容纳滑动轴瓦210的孔的直径信息,并且可以基于滑动轴承数据和壳参考数据来确定滑动轴瓦210的紧余量高度。

在一个实施方式中,传感器设备230可以生成传感器数据,该传感器数据可以被配置为标识滑动轴瓦210的材料。这种标识可以基于通过使用所使用的至少一个光源220的不同波长233而从滑动轴瓦210反射的波长。材料信息可以用于确定紧余量高度。传感器数据和/或材料信息也可以与滑动轴承数据相关联或包括在滑动轴承数据中。滑动轴瓦的材料信息可以基于所拍摄的第一图像和滑动轴承参考数据来确定;并且滑动轴瓦的热膨胀系数可以基于材料信息来确定。

在一个实施方式中,可以在系统100内维护包括至少一个滑动轴瓦的材料信息的滑动轴承参考数据。此外,可以在系统内维护包括至少一个壳的材料信息的壳参考数据,该至少一个壳具有用于容纳滑动轴瓦的孔。材料信息被配置为确定滑动轴瓦和壳中的至少一者的热膨胀系数。例如,可以由客户端装置120或在云服务器装置130处完成该确定。

在一个实施方式中,例如,环境数据(诸如温度信息)可以由安装在任一设备110、120上的至少一个传感器设备(图2中未示出,但请参见例如图4的传感器设备460)来测量,或者由服务用户操作的便携式传感器设备来测量。可以在系统内维护环境数据,该环境数据包括当前测量温度和滑动轴瓦工作温度。

在一个实施方式中,可以拍摄滑动轴瓦210在第二模式下的第二图像,其中滑动轴瓦210被装配到壳的孔中(图2未示出,但请参见图8),并在滑动轴瓦210周向方向上形成外部压缩应力。可以基于第二图像生成壳参考数据。可以基于所拍摄的第二图像和壳参考数据来确定壳的材料信息,并且基于材料信息来确定壳的热膨胀系数。

光源220和传感器设备230可以被设置在与集成装置相同的装置120的壳中,或者被单独设置但在工作中彼此连接。

在一个实施方式中,自由形式的光学元件250可以被配置为将照明光从将光源220引导并形成到滑动轴瓦210上并且返回到具有传感器231的传感器设备230,其中照明光可以被配置为能够被动态调整以生成动态光设定。

在一个实施方式中,可以使用光源220的光谱功率分布来执行照明光的动态调整。可以操纵光源220的强度,并且光谱功率分布可以通过基于设定获得的针对滑动轴瓦配置文件的电流/电压电平来改变。例如,可以在基于滑动轴瓦扫描或环境光配置文件检测的设置阶段中确定该设定。光源220的光谱功率分布可以基于电流/电压/调制(PWM)来控制。另选恒定控制模式可以包括例如恒定电压(CV)和恒定电流(CC)。

在一个实施方式中,PWM模式可以用于改进光调整或传感器设备工作。例如,可以增加光源的功率,但是发出较短的信号,使得总曝光仍然在能够接受的限值内。PWM也可以用于降低能耗。

在一个实施方式中,光源220提供的动态光图案的特征数据(例如,强度、光谱功率分布、图案形成)可以基于设定来进行调整。设定可以包括以下项中的至少一项:装置的环境信息、滑动轴瓦配置文件、壳配置文件和用户配置文件信息。

用户配置文件信息可以包括例如传感器光学特性和发射器的优化功率分布数据。用户配置文件信息还可以包括在自适应之后成像传感器的光谱特性,以检测特定范围(例如,红外或用户可视范围以上范围)中的光。

在一个实施方式中,光源220可以包括若干光谱带,这些光谱带可以用不同的强度和组合来打开或关闭。这种组合由基于输入数据(诸如光谱光学特征之类的传感器特征数据和从成像传感器到被测元件的检测距离)的算法生成。例如,检测距离可以用于调整图案(其分布)、光强度或聚焦摄像头。因此,可以获得能够调整(动态)的光图案。

在一个实施方式中,可以调整动态光谱功率分布,以使光源(一个或若干个发射器)能够提供若干光谱带,这些光谱带可以用于紧余量长度确定,以产生优化的光谱分布来增强性能。

通过在最佳强度下选择最佳数量的光谱带来生成最佳光谱功率分布。能够调整的照明与自由形式的光学元件一起能够生成动态优化的光图案。

自由形式的光学器件250被配置为引导和形成滑动轴瓦210的照明。甚至可以在滑动轴瓦210和可能的背景240上生成光闪烁图案270的形成形状。这种闪烁图案270可以被调整,并且有助于检测滑动轴瓦210的物理尺寸。可以使用一个照明源220,并且可以使用光学元件250对光进行整形和分光。因此,到达传感器设备230和传感器231的辐射易于控制并被维护在标准限值内。独特的优化闪烁图案270简化和增强了跟踪算法,并且使解决方案更鲁棒且能耗更低。闪烁图案270的强度、光谱功率分布和定位可以由基于设定的控制算法动态地调整,甚至可以在没有用户交互的情况下自动地调整。可以提取坐标,并且可以确定滑动轴瓦210的尺寸、(具有可以能的光学器件250的)装置120和闪烁图案270之间的关系,以确定滑动轴瓦210相关数据。在其它方法中,边缘检测技术可以用于将检测图像分割成分析所需的不同分量。可以有效地使用具有较宽范围参数的不同边缘检测步骤来检测闪烁坐标和诸如轴瓦尺寸之类的滑动轴瓦参数。此外,可以提供光源220的自适应点亮以创建最佳光谱照明和照明功率。自适应性考虑到周围的光照条件和传感器设备230的特性。光源220的照明可以适用于各个滑动轴瓦210和/或传感器设备230,以便提供最优异的最终性能。设定被存储并且可以被随时加载。也可以利用成像传感器230的灵敏度来优化照明。在自适应之后,还可以利用传感器的灵敏度来优化照明。这是不同的,例如,因为它包括有关截止滤波器的信息。

在一个实施方式中,载体设备260可以被配置为自动传递滑动轴瓦210,以便由装置120进行光学测量。例如,载体设备260还可以被配置成使被测轴瓦210围绕不同轴线倾斜。另选地,装置120(以及可能的光学元件250)可以相对于轴瓦210移动地设置,以便可以从各种角度进行光学测量。

所例示的装置120也适用于便携式、甚至可穿戴的非栓系设备(例如,在现场工作的安装/服务工程师的头盔),其中能耗很重要,并且周围的入射光条件也正在变化。

在一个实施方式中,可穿戴装置120可以被用于在壳的孔的现场拍摄图像,在该孔处稍后将要安装滑动轴瓦。基于所拍摄的图像,可以用与滑动轴瓦测量类似的方式来确定壳和孔的指纹数据(fingerprint data)。壳参考数据可以包括指纹数据,并且指纹数据可以被用作确定滑动轴瓦的紧余量高度以及针对第二滑动轴瓦选择最佳配对的输入。可以测量孔,并定期更新指纹数据,以改进滑动轴瓦的最佳选择以及轴瓦的紧余量高度。所拍摄的图像可以以其它方式对应于在滑动轴瓦被放置到孔的情况下所拍摄的第二图像,如在关于图1至图2的中所讨论的,但也可以在没有放置滑动轴瓦的情况下获取所拍摄的图像。

在一个实施方式中,光源220可以包括多个光发射器,所述多个光发射器中的至少一个光发射器被配置为发射不同光谱带233(如不同波长λ1至λn所示)中的光,并且至少一个发射器的光谱功率分布可以基于设定来进行调整。所述多个光发射器中的至少一个光发射器可以被配置成发射波长在800nm至2600nm之间的光。

各个发射器的强度可以单独配置。

例如,光发射器可以包括发光二极管(LED)、激光器或激光二极管。

可以选择光发射器的发射光,以使该发射光对观察者眼睛不可见。理论上,可见范围大约在380nm至780nm之间,但也可以存在人们看不见但也可以使用的730nm的光。

在一个实施方式中,定制的RGB摄像头可以被用于检测,该摄像头被修改为也检测联接有可见光(VIS)截止滤光器的近红外(NIR)光。

在一个实施方式中,装置120包括具有传感器231(诸如光电探测器)的传感器设备,该传感器设备具有能够工作以输出重置值和测量值的序列的存储元件;以及联接至该存储元件以在曝光间隔内对所述重置值和测量值的序列进行采样的可配置采样器,所述曝光间隔包括多个测量间隔,所述采样器支持采样模式,所述采样模式包括:第一采样模式,所述第一采样模式能够工作以生成根据所述重置值和相邻的测量值中的一者得出的第一输出,所述第一采样模式工作于所述测量间隔的第一测量间隔中;第二采样模式,所述第二采样模式能够工作以生成根据所述测量值和相邻的重置值中的一者得出的第二输出,所述第二采样模式工作于所述测量间隔的第二测量间隔中;以及转换模式,所述转换模式能够工作以响应于所述第一输出和所述第二输出中的至少一者而在所述第一采样模式与所述第二采样模式之间切换,所述第一采样模式与所述第二采样模式之间的所述切换发生在所述曝光间隔内。

传感器设备230支持不同的工作模式,这些不同的工作模式在噪声性能与动态范围之间进行不同的权衡。在第一模式,即,相关双采样(CDS)中,放大器(未示出)在各个测量间隔之后重置光电探测器231。像素的强度是参考该像素的重置值来测量的,这提供了一定程度的抗噪性。在第二模式,即,非相关双采样(NCDS)中,光电探测器231在曝光期间的多个测量间隔上允许电荷在传感器231的光电二极管上累积。与CDS一样,像素的强度是参考该像素的重置值来测量的。NCDS像素测量受到不同于对应重置值的噪声的影响,然而,这使得NCDS测量对重置噪声更敏感。第三模式,即,直接采样(DS)相对简单,但通常在三种模式中抗噪性最低。在直接采样中,像素的强度是参考不是根据该像素得出的参考值来测量的。直接采样可以在曝光间隔内的各个测量间隔内完成,或者可以在多个测量间隔上对电荷进行积分时使用。

在一个实施方式中,装置120被配置为基于以下项中的至少一项来确定所使用的工作模式:由环境光传感器232提供的环境光信息、所使用的波长233以及针对被测滑动轴瓦210维护的参考数据。

根据给定的点亮条件,每种模式都有特点和优点。像素传感器231有利地允许主机处理器在曝光间隔期间或曝光间隔之间在工作模式之间转换,从而适应点亮条件。模式选择可以是特定于像素的,也可以对于阵列中一组或更多组像素是相同的。

图3从与图2相比不同的角度示出了确定示例实施方式的滑动轴瓦的紧余量高度的示意图。

装置120被配置用于确定滑动轴瓦210的紧余量高度,装置120包括用于向滑动轴瓦210形成照明光的光源220和被配置用于拍摄图像的传感器设备230。

在一个实施方式中,可以使用测量背景元件240。测量背景元件240可以被配置为包括用于改进传感器设备230的图像拍摄的测量图案,尤其是基于图像生成的滑动轴承相关数据,例如滑动轴瓦210的尺寸。

在一个实施方式中,可以使用自由形式的光学器件来调整光,以在元件210、240上创建光图案,例如闪烁图案。光可以通过算法来控制,例如,经由电流驱动器来控制光发射器以生成对各个元件、传感器或其组合唯一的、具有不同SPD(光谱功率分布)的光。

许多光发射器220或自由形式光纤的定位本身会创建图案,因此在某些情况下,图案可以由光纤/发射器成形,但是图案不一定是动态的。然而,即使这样的静态图案也可以通过设置附加透镜来调整,该附加透镜被配置成将图案聚焦在目标元件210、240上。

该装置可以包括自由形式的光学元件,所述自由形式的光学元件在所述传感器设备与所述光源之间的光路内,并且包括以下项中的至少一项:光学透镜和光纤。

示出了用于基于光学测量确定紧余量高度信息的装置120。例如,装置120例示了有效特征,该有效特征使得能够容易地附接到轴承的制造位置、轴承的安装位置、发动机的服务位置或甚至作为附接到头盔或AR/VR眼镜的便携式或用户可穿戴装置。例如,由光源220发射的光被引导到被测轴承210并且反射回传感器设备230,例如摄像头。该算法可以使用背景元件的参考信息来定义与轴承210有关的相关尺寸数据。

在一个实施方式中,可以处理用于校准紧余量高度检测装置120和控制算法的输入数据。光源220可以被校准以获得算法的输入数据,该算法在检测装置120工作时控制光源220以获得优化的光谱功率分布。例如,装置120的唯一校准可以包括通过包括在光源220中的所有光谱带(λ1、λ2、…λn)来扫描参考背景元件240。扫描可以包括打开λ1并由成像传感器设备230拍摄图像,然后移动到λ2并再次获取图像的步骤。对于所有的光谱带都可以重复这些步骤。针对各个光谱带来拍摄图像(可以非常快地拍摄图像,而无需任何用户注意到任何光谱带的变化)。因此,在装置120内提供光谱设备解决方案。这种方法提供能够产生所谓的光谱立方体、通常用于多光谱成像的光谱特征和空间特征。所拍摄的图像集合取决于光源带(λ1、λ2、…λn)以及成像传感器设备和传感器的光谱特性。因此,如果在开始校准之前可用,则可以利用成像传感器设备230和光发射器220两者的光谱带的光谱特征。然而,该方法也将在没有成像传感器设备230的初步知识或没有与从发射器220发射的光谱带相关的精确数据的情况下起作用。

接下来,该算法可以检测例如被测轴承元件210和/或背景元件240的边界线、轮廓或其它特征,并且还可以比较所选特征之间的对比度。在已知装置120、背景元件240与轴承元件210之间的物理距离的情况下,该算法可以确定轴承元件210的尺寸。此处使用对比度,但是也可以比较图像的其它特性,如亮度、动态范围、高动态范围等。图像质量指数或若干指数由校准软件或用户来设定为默认值。

在算法的下一步骤中,根据所关注的特征,可以确定最佳光谱带。至少一个图像被确定为在轴承元件210与背景元件240之间产生更好的对比度以与其它图像进行比较。可以基于对比度比较来选择多个图像。

接下来,该算法可以确定所选(最佳)图像之间的对比度并定义对比度指数。然后,对比度指数被转换成发射器中光谱带的强度。对比度值与光谱带强度之间的转换可以是线性或非线性的,其中还可以涉及优化方法。

例如,如果算法检测不到某些特征(这些特征可以自动或手动设定),则可以在算法中重复索引步骤和针对各个光谱带获取参考图像的步骤。此外,在转换步骤之后,可以包括附加的处理步骤,例如,将转换中的光谱带的组合产生的图像对比度与针对单个带拍摄的各个图像进行比较。如果确定的结果不足以令人满意地与参考图像进行比较,则可以重复校准步骤,或者可以使用最佳的单个带。

因此,如果校准算法的所有步骤都正确执行,则在基于校准数据照亮轴承元件210时获得的图像在例如轴承元件210与背景元件240的专用特征对之间具有改进的对比度。

这种校准数据为控制算法步骤提供输入数据,所述步骤生成关于要使用的各个光谱带的强度水平的信息(例如,λ1->100%,λ2->2%,λ3->0%,λ4->22%)。可以针对存储和重用的各个轴承类型或尺寸确定数据。还可以针对具有不同光学特性等的特定轴承组获得此类数据,并通过云服务130-133、150-151提供此类数据。

使用校准程序,可以获得轴承元件210的光学特性,以获得在操作紧余量高度检测时应打开/关闭哪些光谱带以及在何种强度水平下的特征信息。可以基于校准来调整和不断更新设定。可以维护不同材料的不同轴承类型的参考数据,以便在校准和/或学习阶段之后自动标识各个轴承类型和材料。

可以根据先前的研究结果确定针对各个轴承光学特性的优化光谱功率分布(SPD),因此新轴承可以仅提供轴承类型的选择信息,并为检测装置120加载优化光谱功率分布(SPD)数据。

光谱功率分布(SPD)也可以由用户手动调整,以便于控制并获得最佳效果。

在一个实施方式中,关于上面讨论的校准算法步骤,元件210、240的照明可以包含例如5个光谱带(例如,在600nm至1200nm之间的光谱带)。预先定义/测量各个发射带的波长峰值和光谱分布。例如,峰值可以是650nm、750nm、900nm、1000nm、1150nm。以与上述相同的方式拍摄一组图像。

打开各个光谱带λ1至λ5(打开光谱带的顺序无关紧要),并针对各个光谱带λ1至λ5来拍摄图像。由于各个光谱带的强度和峰值波长是已知的,因此可以确定成像对象的光谱特性。该过程在算法中生成关于在成像传感器设备视野中来自对象的反射光的量的信息。传感器设备的灵敏度信息也与获得正确结果有关。

另一算法步骤生成所计算的反射的距离的信息(例如,在传感器设备230(和传感器231)与具有不同光谱带的轴承元件210之间,以及在传感器设备230与具有不同光谱带的背景元件240之间),该信息提供关于至少一个选定特征的光学特性的算法输入信息(这些特征可以由操作用户自动或手动检测)。在考虑到参考背景元件240的轴承元件210的情况下,分析所选点的光谱特性,并且基于两个或更多个特征的光谱特性计算,该算法生成关于光谱带λ1至λ5的所选特征的特性的信息。

例如,与光谱带(λ1至λ5)的光的反射率相对应的距离可以与应该使用的光谱带的强度相关。然而,还有许多其它方法可以用来区分两个或更多个光谱特征。

在生成光谱带λ1至λ5的强度列表之后,可以将优化的照明用于紧余量高度检测。

可以针对先前获得的各个λ1至λ5光谱带的图像集合来验证所产生的照明。在特征之间的对比度(或总图像的对比度/图像质量之间的对比度)没有改善的情况下,可以选择λ1至λ5光谱带中提供最佳结果的一个光谱带。

在一个实施方式中,可以使用多波长照明,该多波长照明使用包括至少一个光发射器的至少一个动态光源。多波长照明既可以用于获取目标元件的光谱特性,又可以用于将所获取的数据用作控制算法的输入,该控制算法产生优化的照明以增强对比度/图像。

虽然这里使用的是对比度,但图像的其它特性(如亮度、动态范围、高动态范围等)也可以包括在算法中,并且可以根据设定进行优化。

在一个实施方式中,关于上面讨论的校准算法步骤,可以提供用于校准的参考数据。

在一个实施方式中,对于校准阶段,可以要求用户使用标准参考帽(cap)或板(plate)来抑制图像缺陷,并指定整个传感器设备230视野上的强度和光分布。例如,取决于实现情况,所述板可以被设置在检测装置120或传感器设备230的前面。所述板可以包括例如黑板和白板,所述黑板和白板可以被能够交换地设置为用于摄像头/图像校准的标准参考。

在一个实施方式中,作为板的替代,可以用预先定义的颜色区域适当地形成背景元件240,以便照摄像头能够检测这些背景元件240作为参考。

在上述校准算法阶段的步骤之前,标准参考板可以用于参考数据测量。

在一个实施方式中,载体设备260还可以被配置成在自动传送滑动轴瓦210以便由装置120进行光学测量时测量轴瓦210的重量。可以使用重量信息并将该重量信息与滑动轴承数据相关联。

图4示出了装置的框图,该装置例如示例实施方式的客户端设备120。在一个实施方式中,传感器设备/传感器460可以被实现为经由通信接口450与客户端设备120进行通信的单独设备110,或者被实现为设备120内的集成传感器设备/传感器460。用户接口440也可以在经由通信接口450连接到设备120的另一设备中实现。例如,这种设备可以包括移动电话、智能电话或平板电脑。在一个实施方式中,设备120可以与多个传感器设备/传感器460、内部和外部两者的传感器设备/传感器以及多个用户通信。在一个实施方式中,传感器设备/传感器460还可以包括温度传感器或摄像头,该温度传感器或摄像头用于拍摄例如要在现场处理或作为用户数据提交给服务器装置130、131的多媒体数据,或滑动轴承检测相关数据。

设备120的一般结构包括用户接口440、通信接口450、处理器410和联接到处理器410的存储器420。设备120还包括存储在存储器420中的软件430,并且该软件430能够工作以被加载到处理器410中并在处理器410中执行。软件430可以包括一个或更多个软件模块,并且可以是计算机程序产品的形式。对于便携式装置120,图4的所有元件并非都是必需的,而是可选的,例如外部传感器设备110或用户接口440。例如,光学器件480可以被配置为将反射光束从被测滑动轴瓦引导回传感器,或者用于将照明光(例如闪烁图案)从光源引导到滑动轴瓦。光源470可以包括在设备120中或被设置为单独设备。

在一个实施方式中,图1的专有应用124(例如滑动轴承紧余量高度检测应用)是计算机实现的用于记录数据的客户端软件应用430。

处理器410可以是例如中央处理单元(CPU)、微处理器、数字信号处理器(DSP)、图形处理单元等。图4示出了一个处理器410,但是设备120可以包括多个处理器。

存储器420可以是例如非易失性或易失性存储器,例如只读存储器(ROM)、可编程只读存储器(PROM)、可擦除可编程只读存储器(EPROM)、随机存取存储器(RAM)、闪存、数据盘、光存储装置、磁存储装置、智能卡等。设备120可以包括多个存储器。存储器420可以被构造为设备120的一部分,或者可以由用户将其插入到设备120的插槽、端口等中。存储器420可以用于存储数据的唯一目的,或者其可以被构造为用于诸如处理数据之类的其它目的的装置的一部分。

用户接口440可以包括用于接收来自设备120的用户的输入的电路,例如,经由键盘、触摸板、运动传感器、设备120的触摸屏、语音识别电路、手势识别电路或诸如耳机或遥控器之类的附件设备来接收。此外,用户接口440可以包括用于向用户提供输出的电路,例如经由显示器、扬声器、触摸敏感显示器或触觉反馈设备来提供。

在一个实施方式中,用户可以在滑动轴承检测期间讲话,并且语音被自动转换为系统的反馈信息。因此,反馈总是最新的和准确的。

通信接口模块450实现至少部分数据传输。通信接口模块450可以包括例如无线接口模块或有线接口模块。无线接口可以包括诸如WLAN、蓝牙、红外(IR)、射频标识(RFID)、NFC、GSM/GPRS、CDMA、WCDMA、LTE(长期演进)或5G无线电模块。随着无线电技术的发展和新的替代系统的开发,在考虑所公开的不同实施方式的情况下,可以将新开发的技术用于通信接口模块450。通信接口模块450还可以包括非RF连接,例如光保真度(Li-Fi)。例如,有线接口可以包括例如通用串行总线(USB)等。通信接口模块450可以集成到设备120中,或者集成到可以插入到设备120的适当插槽或端口中的适配器、卡等中。通信接口模块450可以支持一种无线电接口技术或多种技术。通信接口模块350可以支持一种有线接口技术或多种技术。设备120可以包括多个通信接口模块450。

在一个实施方式中,通信接口模块450可以包括用于跟踪设备120的位置的位置模块。例如,此类定位模块可以包括用于基于卫星的全球定位系统(例如GPS)的模块、用于基于蜂窝的定位系统的模块、用于无线非蜂窝定位系统(例如Wi-Fi)的模块或用于混合定位系统的模块。

在一个实施方式中,具有基于卫星的全球定位系统(例如GPS)的通信接口450可以检测用户的高度,以提供对空气稀薄度的估计。

本领域技术人员理解,除了图4所示的元件之外,设备120还可以包括其它元件,例如麦克风、扬声器、传感器、摄像头、以及诸如输入/输出(I/O)电路、存储器芯片、专用集成电路(ASIC)等之类的附加电路、用于特定目的的处理电路,例如源编码/解码电路、信道编码/解码电路、加密/解密电路等。另外,客户端设备120可以包括一次性或可充电电池(未示出),以用于在外部电源不可用的情况下供电。

在一个实施方式中,控制照明/动态图案/闪烁检测的算法和计算机程序代码可以被设置在可以包括到客户端设备120中的芯片/芯片组内。

在一个实施方式中,客户端设备120包括语音或手势识别装置。使用这些装置,可以根据语音或手势来识别预定义的词汇或手势,并将其转换为设备120的控制信息。

检测设备的大小可以减小,并且完全不需要二向色滤光片(或热镜)元件。成像设备110的电源可以分开,以用于照明和记录部分。尤其是在头戴式装置的情况下,可以实现高效的能耗。

图5呈现了可以应用本发明的各种实施方式的服务器装置130的示例框图。图5中描述的所有元件不必在同一装置130中实现。

服务器装置130的一般结构包括处理器510和联接到处理器510的存储器520。服务器装置130还包括存储在存储器520中的软件530,并且该软件530能够工作以被加载到处理器510中并在处理器510中执行。软件530可以包括一个或更多个软件模块,并且可以是计算机程序产品的形式。软件530可以包括图1的服务器应用133。

处理器510可以是例如中央处理单元(CPU)、微处理器、数字信号处理器(DSP)、图形处理单元等。图5示出了一个处理器510,但是服务器装置130可以包括多个处理器。

存储器520可以是例如非易失性或易失性存储器,例如只读存储器(ROM)、可编程只读存储器(PROM)、可擦除可编程只读存储器(EPROM)、随机存取存储器(RAM)、闪存、数据盘、光存储装置、磁存储装置、智能卡等。服务器装置130可以包括多个存储器。存储器520可以被构造为服务器装置130的一部分,或者可以由用户将其插入到服务器装置130的插槽、端口等中。存储器520可以用于存储数据的唯一目的,或者其可以被构造为用于诸如处理数据之类的其它目的的装置的一部分。

通信接口模块550实现至少部分数据传输。通信接口模块550可以包括例如无线接口模块或有线接口模块。无线接口可以包括例如WLAN、蓝牙、红外(IR)、射频标识(RFID)、GSM/GPRS、CDMA、WCDMA、LTE(长期演进)或5G无线电模块。随着无线电技术的发展和新的替代系统的开发,在考虑所公开的不同实施方式的情况下,可以将新开发的技术用于通信接口模块550。通信接口模块550还可以包括非RF连接,例如光保真度(Li-Fi)。例如,有线接口可以包括例如以太网或通用串行总线(USB)。通信接口模块550可以集成到服务器装置130中,或者集成到适配器、卡等中,适配器、卡等可以插入到服务器装置130的适当插槽或端口中。通信接口模块550可以支持一种无线电接口技术或多种技术。可以使用通信接口550来收发客户端设备120与系统服务器130之间的配置信息。类似地,可以使用通信接口550来收发系统服务器130与服务提供商之间的帐户创建信息。

应用服务器540提供例如与存储在用户数据库570中的用户帐户和存储在服务数据库560中的服务信息相关的应用服务。可以向不同的用户提供不同的应用服务。应用服务器540可以包括图1的服务器应用133。

本领域技术人员理解,除了图5所示的元件之外,服务器装置130还可以包括其它元件,例如麦克风、显示器、以及诸如输入/输出(I/O)电路、存储器芯片、专用集成电路(ASIC)之类的附加电路、用于特定目的的处理电路,例如源编码/解码电路、信道编码/解码电路、加密/解密电路等。

图6示出了示例实施方式的传感器设备110的框图。

传感器设备110被配置为基于来自光源的光束或由光源生成的闪烁图案来确定元件尺寸相关信息。传感器/成像设备110可以包括第一电池670,第一电池670被配置为向成像设备110供电,但是设备110也可以例如经由电缆从外部供电。成像设备110还包括:用于向诸如滑动轴瓦之类的被测元件形成照明光的光源640,以及被配置成将照明光从光源640引导并形成到拍摄设备660的自由形式的光学元件650,其中,照明光甚至可以被配置为可以被动态调整以在检测区域上生成动态闪烁图案。可以使用光源和自由形式光学器件将光闪烁图案配置为动态且能够调整的。

成像设备110还包括至少一个存储器620,至少一个存储器620包括计算机程序代码630,所述至少一个存储器620和计算机程序代码630被配置为与所述至少一个处理器610一起使设备110:接收设定,所述设定包括以下项中的至少一项:装置的环境信息和用户配置文件信息(例如,传感器光学特性);基于所述设定调整动态闪烁图案;以及使用拍摄设备660拍摄期望轴承区域的图像。轴承区域的拍摄图像被发送到装置120,以用于生成滑动轴承数据,并且还用于基于检测到的数据生成紧余量高度信息。

在一个实施方式中,该装置被配置为:基于所拍摄的第一图像根据生成的滑动轴承数据确定反射闪烁图案数据;并且使用反射闪烁图案数据和壳参考数据确定滑动轴瓦的紧余量高度。反射闪烁图案数据可以根据基于所拍摄的第一图像生成的滑动轴承数据来确定,滑动轴瓦参数使用反射闪烁图案数据确定,滑动轴承数据使用轴瓦参数来生成或更新。例如,轴瓦参数包括以下项中的至少一项:轴承的周向长度;轴承的自由弹张量;轴承表面的平滑度信息;轴瓦形式;以及轴瓦的厚度。

成像设备110还可以包括用于与装置120(参见图1)收发信息的通信接口680,装置120包括被配置为给该装置供电的第二电池,以及传感器设备,该传感器设备被配置成基于所述轴承区域的图像来检测所述轴承区域的光图案数据并且生成所述轴承数据。

在一个实施方式中,光学系统650可以包括在被测元件与传感器设备之间的成像光导管(imaging light guide)。光导管可以包括内视镜管。内视镜是一种光学器件,该光学器件包括刚性管或柔性管,刚性管或柔性管一端具有物镜,所述一端与另一端通过中间的中继光学系统链接。

成像设备110可以集成为客户端设备120的一部分,或者作为连接到客户端设备120的单独设备。

图7示出了根据本发明的示例实施方式的处理的流程图。

该计算机实现方法从步骤710开始。这种计算机实现方法适用于确定滑动轴瓦的紧余量高度。

在步骤720中,拍摄滑动轴瓦在第一模式下的第一图像,其中在滑动轴瓦的周向方向上未形成外部压缩应力。在步骤730中,基于所拍摄的第一图像生成滑动轴承数据。在步骤740中,接收或维护壳参考数据,该壳参考数据至少包括用于容纳滑动轴瓦的孔的直径信息。在步骤750中,基于滑动轴承数据和壳参考数据确定滑动轴瓦的紧余量高度。在步骤760中,该方法结束。

在一个实施方式中,在系统内维护包括当前测量温度和滑动轴瓦工作温度的环境数据。然后接收当滑动轴瓦处于工作温度时将滑动轴瓦压向壳表面的目标接触压力。在这之后,基于第一图像确定滑动轴瓦的材料信息,并且基于第二图像确定壳的材料信息。接下来,基于所述材料信息和所述环境数据来确定所述滑动轴瓦的工作紧余量高度,并且基于所述工作紧余量高度和所述环境数据来定义目标紧余量高度。最后,可以将目标紧余量高度与确定的紧余量高度进行比较,并且如果确定的紧余量高度大于目标紧余量高度,则准许滑动轴瓦安装运行。

图8示出了示例实施方式的紧余量高度测量细节的示意图。

周长是半瓦式轴承最关键的特征之一。半瓦式轴承的组装是基于轴承壳与轴瓦之间的径向压力。自由状态下的轴承周长大于轴承壳的圆周长度。因此,径向压力是通过将两个半瓦压到轴承壳上而产生的,从而将周长差“压走”。

组装状态和自由状态下轴承周长的差异称为轴承测量高出度或紧余量高度。测量高出度始终是在壳上的试验压力下定义的。传统地,轴承周长是通过测量高出度检查工具来测量的。然而,这需要特殊设备,例如大型测量高出度检查机,其中机器需要轴承专用的检查块,这使得无法在现场条件下检查紧余量高度。

然而,通过公开的不同实施方式,可以利用传感器设备和处理装置光学地测量周长。

牢固拧紧的轴承210与壳800表面均匀接触,实现以下功能:

-防止轴承210在工作期间在壳800中微动和旋转

-通过接触表面提供最大的热传递

-增加壳800的刚性。

图8例示了安装在壳800中的轴承(两个轴瓦)210。当轴承210被组装并且壳800的两个部分被拧紧时,在轴承210背部的周向方向上形成压缩应力810。应力810使轴承210以接触压力820被压入壳800表面。径向接触压力820的值确定轴承210传递摩擦产生的热量的能力。

接触压力820还在轴承210背部与壳800表面之间产生摩擦,该摩擦与在轴承210中旋转的轴颈/轴830产生的摩擦相反。在轴承210背部和壳800之间形成的摩擦力的扭矩防止轴承210在壳800中移动。

在重载、高转速和增加的温度下工作的高性能轴承210应当以更高的接触压力820来安装。这提供了更好的热传递并将轴承210更紧密地固定在壳800中。

图9例示了安装在壳900中的轴承的紧余量高度定义。

为了获得所需的接触压力,将发动机轴承210的外径制造为大于其壳900用于容纳轴瓦的孔的直径。这种安装技术被称为压配合(或过盈配合)。直径之间的差异称为过盈。

直径之间的差异影响安装在壳900中的轴承210的弹性压缩量,并且确定轴承210的接触压力820(参见图8)的值。

由于轴承210周向的直接测量是一项具有挑战性的任务,因此普遍测量表征轴承压配合的另一个参数,即紧余量高度920。紧余量高度920是在特定压力载荷910下测得的半轴承210(一个半瓦)的外侧周向长度与壳周向(孔)的一半之间的差值。

在先前已知的系统中,测试轴承210必须被安装在量块中(需要设备930至931),并用预定的力910压紧。力910与轴承壁的横截面面积成比例。

紧余量高度920的最佳值取决于轴承直径、壳材料(弹性模量和热膨胀)、壳尺寸和结构(刚度)以及温度。

图10例示了基于测量装置110、120分析的轴承210(例如,参见图1至图2)。在考虑轴承时,有许多重要的考虑因素需要考虑。

轴承210(以及壳)内表面1040必须是干净的。尤其需要检查轴承210与壳之间的表面以及轴承的接合面。

轴承210设有自由弹张量1010,以确保两半正确组装,并且在组装时不会沿着连接线弄脏轴。

测量高出度测量描述了在一定压力下的紧余量高度,因此它包括材料特性和一个值的几何尺寸。

该装置被配置为测量和确定轴承210的周向长度,该周向长度必须与适当的测量高出度测量相关联。例如,该装置还可以被配置成测量和确定自由弹张量1010、轴瓦形式、轴瓦长度1030和轴瓦厚度1020。

轴承210可以包括被配置为承载高载荷的锡铝轴承。作为一种轴承材料,非合金铝易于附着在钢的配合表面上。结果表明,已发现向铝中添加20%的锡可改善抗咬合性,冷加工和退火有助于防止脆性。独特的特性是它们具有良好的耐腐蚀性、高导热性和高疲劳强度,但它们可能有只有中等嵌入性能、兼容性差和热膨胀系数高的缺点。如果用作实心无支撑轴承,这种类型的合金通常太弱以至于无法维护过盈配合,并且很难抵靠在未硬化的轴上令人满意地运行。通过使用薄铅巴氏合金或电沉积铅锡覆层可以显著改善防划痕特性和可嵌入性。含有20%至40%锡、剩余为铝的合金表现出优异的耐油分解产物腐蚀性和良好的可嵌入性。这种组合物的滑动特性与锡基白金属非常相似,但在相同的工作温度下,这种材料的承载能力高于锡基白金属;这是由于锡和铝的理想组合所致,其中锡具有良好的可嵌入性和滑动性,而铝网可以作为有效的载荷吸收器。高锡合金(40%)具有足够的强度和更好的表面性能,例如,这使得它们适用于大功率船用柴油发动机的主轴承和十字头轴承。

轴承210还可以包括例如用于柴油发动机中的多层薄壁轴承。针对轴承210的部分A示出了多层薄壁结构。层1041的巴氏合金缺乏疲劳强度。它可能在载荷下损坏。随着材料厚度的减小,巴氏合金1041的耐久性大大提高。解决方案是在用作缓冲层的铜/铅支撑层1042上施加巴氏合金1041薄层,并且允许轻微错位。铜/铅层1042的旁边是钢背衬层1043。针对层1041的部分B示出了巴氏合金层1041结构。当巴氏合金层1041包括闪镀锡层(tinflash layer)1041a、锡锑层1041b和镍层1041c时,现代三金属轴承实际上可以具有五层。镍阻挡镀层1041c防止或限制金属成分从巴氏合金减摩层1041扩散到铜/铅支撑层1042中,并且反之亦然。闪镀锡层1041a用于保护并提供干燥润滑剂。

在一个实施方式中,用于确定滑动轴瓦的紧余量高度的装置被配置成拍摄滑动轴瓦210在第一模式下的第一图像,其中在滑动轴瓦210的周向方向上未形成外部压缩应力,并且基于所拍摄的第一图像生成滑动轴承数据。例如,第一图像可以包括表面层1041的数据,并且可以检测该层内的污垢颗粒。基于第一图像数据,可以将质量信息作为滑动轴承数据的一部分来确定和维护。质量信息可以用于针对特定组装或壳孔来自动选择轴承,以及将轴瓦与最佳的第二滑动轴瓦进行配对。

在不以任何方式限制随附的权利要求的范围、解释或应用的情况下,本文公开的一个或更多个示例实施方式的技术效果是用于检测滑动轴承的紧余量高度信息的改进方法和装置。

本文公开的一个或更多个示例实施方式的另一技术效果是,从操作用户的角度实现了更方便的用户体验。

本文公开的一个或更多个示例实施方式的另一技术效果是,为紧余量高度检测提供了更快且更灵活的解决方案。

本文公开的一个或更多个示例实施方式的另一技术效果是,系统和服务是成本有效的且易于使用。

本文公开的一个或更多个示例实施方式的另一技术效果是,优化了滑动轴瓦对的选择。

本文公开的一个或更多个示例实施方式的另一技术效果是,改进了滑动轴瓦的质量检查。

如果需要,本文讨论的不同功能彼此可以以不同的顺序和/或同时执行。此外,如果需要,前面描述的功能中的一个或更多个可以是可选的或可以是组合的。

尽管在独立权利要求中阐述了本发明的各个方面,但本发明的其它方面包括来自所描述的实施方式和/或从属权利要求的特征与独立权利要求的特征的其它组合,而不仅仅是权利要求中明确阐述的组合。

在此还应注意,尽管前述描述了本发明的示例实施方式,但不应以限制性意义来看待这些描述。相反,存在若干变化和修改,可以在不脱离如所附权利要求中所定义的本发明的范围的情况下进行这些变化和修改。

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