本发明涉及土方机械领域。更具体地，本发明涉及带有磨损元件的组件和具有电子设备的土方机械，这些电子设备包括用于通信和/或供电的有线连接。
背景技术：
1、土方机械(如挖掘机、装载机、铲车等)包括挖掘器械(例如铲斗、铲子、挖头等)，借此推动、穿透、挖掘、刮擦、拉动、装载和/或收集材料。机器、挖掘器械以及在接合材料期间涉及挖掘器械移动和旋转的所有部件(如动臂、杆件等)都需要小心操作，并考虑机器部件的特性以及待接合的材料或地形的特性，包括但不限于其硬度、几何形状、重量等。这种操作不仅对机器在地形上的充分运动(即按照机器的指令运动)以及材料的装载和卸载非常重要，而且对机器和操作员(如有)的运作和安全也非常重要。
2、材料的接合对挖掘器械造成损害，挖掘器械承受高强度的负载、冲击和应力，它们使所述挖掘器械逐渐磨损、变形，甚至断裂。因此，需要在挖掘器械上安装多个磨损元件，以保护其不同部分免受这些不利现象的影响。当这些磨损元件丢失或损坏时，磨损元件承受挖掘器械承受地面接合造成的磨损和变形。磨损元件在土方机械领域也被称为地面接合工具，多年来已成为用于土方机械的基本元件。
3、由于磨损元件现在已成为土方机械接触采石场或矿场材料的表面，因此磨损元件不仅已被设计成抵抗磨损和变形，而且以更有效的方式接合材料，以便更容易地移动、开辟和穿透地形。
4、挖掘器械上通常布置有多个磨损元件，例如板状唇部、适配器、齿、磨损盖、护罩。每个磨损元件都会受到来自地面材料的高强度力，其在磨损元件上产生扭矩。由于不同的磨损元件是机械联接在一起的，因此力和扭矩都会在磨损元件之间传递。根据力和扭矩的强度，且随着时间的推移，磨损元件最终断裂，且甚至会从挖掘器械上脱落。如图10中所图示，撞击、刮擦和装载作业期间，力的强度尤其大，这示出了在土方机械的工作周期期间，由传感器在磨损元件上测量到的力的大小。
5、更换磨损元件是必要的，但及时决定或知道何时执行更换非常重要，以避免损坏挖掘器械的可能性，以及将破碎的磨损元件连同地面材料一起装入挖掘器械的可能性。此外，预测性维护和操作机器以减少必须更换磨损元件的频率也同样非常重要。通过预测性维护，可以更安全地操作机器，节约成本和时间，并充分使用其挖掘能力。磨损元件的优化管理可实现机器更高的效率，特别是在机器的可利用率方面，因为必须停止机器对磨损元件的计划外维护或修理的情况减少了。不仅如此，利用关于磨损元件负载的即时数据，还可以通过调整挖掘器械接触地面材料的方式来提高机器的效率。
6、因此，为了提高机器的运行，有必要了解磨损元件在机器运作的寿命周期期间如何工作的。这意味着必须知道磨损元件所承受的应力或作用力，不仅要知道其强度，还要知道施加在磨损元件上的方向和施力点。
7、传感器能够测量这些物理量，但由于它们位于磨损元件内，因此测量结果必须被传送到如控制单元或驾驶室等机器的其他部分，甚至是远离机器，如控制中心。传输必须既足够完整且快速，以允许实时或几乎实时地做出反应，这意味着必须接收到足够的数据，并且接收测量数据的延迟时间必须远低于1s(秒)(例如100ms(毫秒)，甚至更短)，否则一旦磨损元件或机器的其他部分(例如液压系统)的磨损元件受到损坏，就能发生对有问题的地面接合的反应。
8、由于对空间和安装复杂性的考虑，测量值的传输采用无线方式：射频电子装置与传感器一起安装，然后通过天线将传感器的测量值作为电磁波信号发送出去。
9、由于机器中并非只布置一个磨损元件，因此必须测量和传输大部分(或每个)磨损元件的物理量，这是因为每个磨损元件承受的瞬时载荷不同于其他磨损元件。虽然每个传感器都可以安装无线系统，但所有传感器的测量值都必须在短的时间窗口中传输，以使能(几乎)实时监控机器的运行，并(在必要时)采取纠正措施。
10、在频段内同时存在多种传输，特别是考虑到苛刻的传输需求以及归因于调节电磁频谱限定的带宽和辐射功率，使得无线系统无法完全扩展。但更重要的是，由于不同电磁波信号的重叠和传输必须克服的损耗，传输趋势往往不可靠，无法准确无误地到达接收装置。
11、关于传输中的损耗，最苛刻的机械运行(即撞击、刮擦和运行)涉及在地面材料中插入磨损元件和挖掘器械。传感器和射频电子装置也类似地插入地面材料中，从而部分地或全部地埋入材料中。插入材料增加电磁波的传播损耗。材料的特性，如其类型和湿度，也会对损耗起重要作用，如天气条件(下雨、下雪等情况时传播损耗更大)。举例来说，在2.4ghz(千兆赫兹)频率下，射频电子装置的天线插入材料中每10cm(厘米)深度的损耗在材料为干土时为5.6db(分贝)，在材料为湿土时为27.0db。通常地，加载运行涉及将天线插入几十厘米甚至几米(例如，从图11的挖掘器械的图示可以理解)，因此在这种情况中明显产生很大的传播损耗。
12、为了克服损耗，天线必须以更大的功率辐射，从而增加了功耗。当天线(连同传感器)更多地由磨损元件的保护，即更多地向内放置在磨损元件内时，损耗增加得更多，其可期地为了避免射频电子装置和传感器由于施加到磨损元件的负载以及到达这些部件的颗粒或细屑而发生故障。
13、电力消耗也是一个问题，这不仅是因为低功耗更环境友好，还因为无线系统包括像电池的供电装置，因此功率是有限的。由于供电装置耗能较快，因此更换供电装置的频率较高，机器停机也是高频的。电池一旦不能再使用，它们就必须回收，以便妥善处理。
14、因此，无线系统在可靠、及时地传输对土方机械的正常运行非常重要的测量值方面、特别是在机器运行的最关键时刻期间和必须监测更多磨损元件时就成了问题系统。由于磨损元件运行时的空行程高，因此必须传输和/或接收多个磨损元件中传感器的数据时，无线系统通常出现问题行为。随着磨损元件内传感器的数量增加，或磨损元件的数量增加(取决于挖掘器械的尺寸和/或待接合的地面的特殊性)，全局数据含错误率增加。当这种问题出现时，且必须基于传感器传输的数据采取任何纠正措施，那么纠正措施要么延迟，要么在数据缺失时确定；这两种后果会导致机器或其部件出现故障，其中任何一个部件的损坏都无法修复等。
15、由于所引入的设计方面的原因，有线系统不容易集成到挖掘器械中。布线将从传输或接收数据或提供电力的装置延伸到大部分挖掘器械和/或磨损元件。在机器的一个部件中安装布线的方式影响到如何在机器的其他部件中安装布线，以及如何操作这些部件以插入、维修和更换布线；如果后一种任务涉及费时和繁琐的部件拆卸，则非常复杂，从而延长机器必须停机的时间。另一个设计考虑是，布线最终可能会妨碍机器部件的工作，并潜在地减小挖掘器械的运动范围。
16、因此，需要传输位于挖掘器械中的传感装置的测量值中的一种或两种，以使数据可以快速并可靠地传输，同时还需要为传感装置供能，以减少必须停机维护的次数。关于前者，自控式土方机械，即自主土方机械，可以通过更少的延迟获得更多的数据，从而更有效地操作机械。
技术实现思路
1、以下方面旨在至少克服上述问题。
2、本公开的第一方面涉及一种用于土方机械的组件，其包括：
3、第一构件和与第一构件联接的第二构件，第一构件是用于挖掘器械的磨损元件，第二构件是挖掘器械或是用于挖掘器械的唇部，第一构件包括：适于接收至少一个传感器的第一空腔，和适于接收至少一根电线的通道；以及
4、至少一根电线，其中一根或多根电线引入到通道和第一空腔两者中，并附接到第二构件。
5、适于可与土方机械联接的组件，特别是可与例如挖掘器械(在这种情况中，第二构件为唇部)或杆件(在这种情况中，第二构件为挖掘器械)联接，该组件具有一个或多个磨损元件，其中可布置传感器以用于物理量或参数的测量。且传感器能执行向位于挖掘器械之外的设备传输数据和接收来自这些设备的电能中的至少一个，且是通过一个或多个有线连接实现的。
6、(多个)有线连接能够传输数据而无任何干扰，这在土方机械的运行期间特别麻烦。在特定时刻，如在机器接合地面和挖掘器械被埋入地下材料时更是如此，因为这些时刻对磨损元件和挖掘器械的运作至关重要，原因是它们要承受来自地面的负荷。磨损元件和挖掘器械的运动轨迹和攻角影响施加到其的载荷，因此通过及时接收数据，可以对机器和挖掘器械的运行调整(或不调整)。(多个)有线连接还能够使用不接近传感器和不在第一构件内的电源为传感器供能。
7、通道的形成使一根或多根电线经过通道时，对挖掘器械的操作影响很小或没有影响；这些操作包括挖掘器械如何移动和旋转。否则，一根或多根电线可能会挡住挖掘器械的不同表面或机器的其他部分，如杆件、动臂等，这妨碍挖掘器械的某些运动，或者如果挖掘器械最终切断电线或在该工具移动时拉扯电线直至电线断裂时，不妨碍挖掘器械的某些运动。
8、限制挖掘器械的运动会导致土方机械的效率降低，更不用提其使土方机械难以操作；运动限制的含义是减少挖掘器械的包络范围(也就是说，挖掘器械具有更加有限的运动范围)。
9、在一些实施例中，通道从第一空腔延伸出来。
10、通道通过具有第一空腔的容积内的一端或通过具有相邻于第一空腔的该端，从第一空腔延伸出来，从而至少在连接形成处保护至少一根电线，即至少一根电线与传感器在该处连接。
11、该端相邻于第一空腔是指该端与形成第一空腔的开口分离开的距离不大于5.08厘米(或2.0英寸)，且优选地不大于2.54厘米(或1.0英寸)；当该端在第一空腔的容积内时，该距离为零。通过减小距离，至少一根线与磨损元件的其他元件或与第二构件联接时的干扰较小；这会另外地减小至少一根线的长度。
12、在一些实施例中，至少一根电线的一根或多根电线还附接到第一构件上。在一些实施例中，一根或多根电线至少附接到用于附接第一构件的第一空腔。在一些实施例中，一根或多根电线至少附接到第一构件不同于第一空腔的表面。
13、附接到第一构件甚至更加降低了(多根)电线在机器运行期间松动的可能性，这种松动可以导致(多根)电线失效或妨碍挖掘器械，并因此降低其包络性。
14、在一些实施例中，通道的至少一部分包括以下一个或多个：在第一构件中形成的通孔；在至少部分地填充第一空腔的材料中形成的通孔；以及在第一构件中的至少一个表面上形成的狭槽。在一些实施例中，通道的不同部分包括一个或多个通孔和/或狭槽。
15、通孔通过从形成第一空腔之处的不同的表面将至少一根线引向第二构件，从而保护至少一根线，并能够使用不同的容积以用于置放至少一根线，而由于其位置，该容积不太适于感测不同的物理量或参数。通孔会形成在第一构件本身中或至少部分地填充第一空腔的材料中，且其旨在保护传感器及其包括的任何其他电子装置；该材料可通以过灌封工艺提供。
16、狭槽将至少一根线通过形成第一空腔的表面引向第二构件。狭槽还保护至少一根线，因为(多根)线不是直接在第一构件的表面上，而是在凹陷上。
17、在一些实施例中，通道的至少一端在第一构件的与第二表面相对的第一表面上，第二表面适于接收或接合第二构件。
18、由于通道的至少一部分(包括一端)经过第一构件的外表面，因此甚至当第一空腔在第一构件的外表面上，至少一根电线也能够被保护，并能在外侧表面上布置传感器。
19、通道的这种布置方式还可以在至少一根电线上执行安装和维护，而无需拆卸组件和/或整个挖掘器械；事实中，在一些矿井中，出于安全原因，禁止操作人员在挖掘器械的下方。例如，在机器运行期间，如果一根或多根电线断裂，操作员能够查看电线的状态，并维修或利用新电线更换这些电线。从测量的角度，这种布置也很方便，因为第一构件的相关部分容易应变，即单位变形，这可以通过至少一个传感器测量。
20、此外，所述通道部分会位于第一表面的大块的部分，从而减少对第一构件的电阻的影响。当第一构件是适配器时，甚至更是如此。
21、在一些实施例中，第一空腔形成在第一表面上。
22、将传感器布置在第一构件的外表面，可以测量一些参数，或者与如果将传感器布置在第一构件的内表面相比，测量它们具有更高的精度。例如，感测所接合材料的类型、其湿度等。此外，类似于电线，当第一空腔在外表面时，执行传感器的安装和维护的操作人员更容易接近到传感器；而当第一空腔在内表面时，接近到传感器通常需要先拆卸和取出一个或多个元件。
23、在一些实施例中，第二构件是唇部；该组件还包括第三构件，第三构件是挖掘器械；且至少一根电线还附接到第三构件中的至少一个表面。
24、布线从磨损元件出发穿过另一磨损元件、特别是唇部，通到挖掘器械。这意味着布线并不限于只能到达紧邻于挖掘器械的磨损元件，而是可以到达与其他磨损元件联接的磨损元件。通过这种方式，感测可以在挖掘器械之外的更远之处，且磨损元件与地面接触时执行。在这些磨损元件中，用于分配如天线和电池等装置的空间通常更小。在这些磨损元件中，无线传输和接收数据的问题更加严重。
25、在一些实施例中，磨损元件包括适配器、铸造鼻部、焊接鼻部或护罩中的一种。如本领域已知，铸造鼻部是一种磨损元件，其由与另一磨损元件，如齿配合的配合结构和用于将铸造鼻部附接到唇部的附接部件组成。
26、在一些实施例中，磨损元件包括适配器；通道至少从第一构件延伸到第二构件，优选地穿过两个构件的上表面；第一构件和/或第二构件具有在其表面上形成的开口。在这些实施例中，至少一根电线经过开口到达唇部与挖掘器械联接的联接区；和/或通道还延伸到在第一构件和/或第二构件表面上形成的开口以到达联接区。
27、电线会穿过联接区引到挖掘器械和机器的其他部分，该联接区是唇部和挖掘器械之间的接口。电线优选通过引到联接区到达挖掘器械的底侧。
28、在联接区中，布线会布置成使其沿挖掘器械的横向出发，从而到达挖掘器械两个侧面中的一个。此外，在一些实施例中，组件还包括附接到联接区的保护装置以保护至少一根电线例如不与地面等接触。该保护装置可沿挖掘器械的横向方向贯穿整个联接区的一部分或全部延伸，以保护至少一根电线和其他组件，如有，当它们引到挖掘器械的横向边缘时。
29、在一些实施例中，磨损元件包括铸造鼻部或焊接鼻部；通道是第一通道；第二构件是唇部；第一构件和/或第二构件包括第二通道，该第二通道至少延伸穿过第一构件和/或第二构件，特别是它至少从第一通道的一部分或一端延伸到唇部的后端的凹陷或凹槽。在这些实施例中，至少一根电线经过第一通道和第二通道以到达凹陷或凹槽。
30、电布线经过在第一构件和/或第二构件内侧形成的第二通道。第一通道与第二通道连接以接收其中的电布线，以到达唇部的凹陷或凹槽，该凹陷或凹槽通常形成于唇部的底侧。在这方面，每个鼻部在唇部的后端具有其各自的凹陷或凹槽，该凹陷或凹槽通常与各自的鼻部对齐或大体对齐。
31、凹陷或凹槽是唇部内的凹陷的部分，其具有一些自由空间，其中至少一根电线可以经过，并在机器运行期间提供一些保护防止材料接合。然而，在一些实施例中，磨损元件还包括附接到凹陷或凹槽的保护装置，以进一步保护至少一根电线和其他部件(如有)例如不与地面等接触。
32、在一些实施例中，第二构件包括一个或多个第三通道，每个第三通道在各自相邻的一对凹陷或凹槽之间延伸。在这些实施例中，至少一根电线经过一个或多个第三通道中的至少一个通道，优选地直到各电线到达角鼻的凹陷或凹槽，即最靠近唇部和挖掘器械的边缘中的一个的鼻部。
33、电布线会通过使用一个或多个第三通道以沿挖掘器械的横向方向引到挖掘器械的侧面。电布线优选地从横向侧引到挖掘器械的上部和机器的其他部分。
34、在一些实施例中，一根或多根保护管引入到每个第二通道和/或每个第三通道中。
35、电布线经过通道和保护管两者，从而降低了(多根)电线受损的风险。
36、在一些实施例中，第一构件的通道的至少一部分还延伸穿过第一构件中的一个或多个第一表面与第二构件中的一个或多个第二表面之间的空腔。
37、当两个构件连接在一起时，布线经过两个构件之间的空间，由于第一构件和第二构件中的一个应接触地面而不是至少一根电线，从而防止电线磨损。这无需在构件上形成额外的空腔，因此至少一根线可从构件的联接及其之间形成的空间获益，从而延伸并引到机器的其他部分。
38、在一些实施例中，第二构件包括适于接收至少一根电线的通道。在一些实施例中，第一构件的通道布置成使其一端接触第二构件通道的一端。
39、第二构件会包括其本身的用于指引一根或多根电线的通道。
40、在一些实施例中，该组件还包括附接到第一构件或第二构件中的至少一个表面的一个或多个保护件，至少一个表面和一个或多个保护件两者被成型以使在至少一个表面和一个或多个保护件中的每个之间形成第二空腔；且至少一根电线中的一根或多根线引入到至少一个第二空腔中。
41、每个保护件都适于保护布线或下文所述的分线器，在一些实施例中，分线器包括在组件中。因为线穿过至少一个构件的表面上并因此暴露到磨损中，每个保护件覆盖至少一根电线的一部分或覆盖分线器。优选是钢制的且更优选是如hardox500等的可焊接和耐磨损的钢制的保护件，附接到该表面从而覆盖布线或分线器。为此，保护件被成型以形成第二空腔，线穿过第二空腔或分线器位于第二空腔。
42、在一些实施例中，组件还包括多个第一构件。
43、在一些实施例中，第二构件与多个第一构件联接；组件还包括n个分线器，n等于或大于多个第一构件中多个第一构件的数量减一；n个分线器在它们之间以级联的方式电连接；至少一根电线至少包括与多个第一构件相同数量的电线，且每根电线与n个分线器中的一个电连接。在其中组件包括一个或多个保护件的一些实施例中，至少一个保护件覆盖一个分线器，以使每个分线器都在第二空腔内。
44、通过使用级联方式连接的分线器，布线以分散的方式到达不同的第一构件，并利用了更少的布线。分线器连接三根不同的线，因此一个分线器连接到另一个连接件，使得除了第一个和最后一个分线器外，每个分线器都同时与两个分线器连接。一根线可以从每一分线器朝向一个第一构件延伸。由于最后一个分线器没有与两个连接件连接，因此其两个端子可用于朝向两个第一构件的连接。
45、尽管如此，应注意的是，用于第一构件布线的其他分线器配置也落入本公开的范围内；例如，n会等于第一构件的数量，且每个分线器与单个第一构件连接。
46、级联配置特别便于以类似总线的方式传输数据。
47、在一些实施例中，n个分线器布置在联接区中。
48、在一些实施例中，n个分线器中的每个分线器布置在各自的凹陷或凹槽中。
49、联接区和凹陷或凹槽提供了用于接收电布线和分线器的自由空间。此外，这些位置防止接合材料的影响，因此分线器受损的风险较低。
50、通过将分线器布置在联接区或凹槽中，电布线可以被连接，同时将布线引到挖掘器械的侧面，然后从侧面将电线延伸到机器的其他部分。
51、在一些实施例中，该组件还包括另外的构件(例如第三构件或第四构件)，该另外的构件是适于附接到第一构件并覆盖第一空腔的磨损元件。
52、第一空腔布置成使另外的构件还用作保护空腔内的(多个)传感器和存在于空腔中的电布线的功能。
53、在一些实施例中，该组件还包括至少一个传感器，至少一个传感器的每个传感器引入到一个第一空腔。在一些实施例中，至少一个传感器或至少一个传感器中的每个传感器配置成感测以下一种或多种：应变、磨损、压力、温度、加速度、位置(例如gps)、材料/地形(用于其识别)和磨损元件脱落。
54、传感器的测量结果无论是否已经处理(如果传感器包括配置成处理测量值并输出由处理产生的数据的计算设备)，都可以通过布线的方式传输到组件或机器的其他部分。另外地或替代地，至少一个传感器还可穿过布线供能。
55、在一些实施例中，通道包括不大于1.27cm(厘米)的最大开口。
56、其开口的最大尺寸不超过1.27厘米(即半英寸)，并优选地不超过1.0厘米，在这种方式中，第一构件的机械性能更类似于无需通道的第一构件。在本公开内容中，开口的最大尺寸是指通道所有横截面的最大直径或长度(如果开口不是周向的，则是最大长度)。
57、在一些实施例中，一根或多根电线通过以下方式中的一个附接到第二构件，并且(在其中一根或多根线也附接到第一构件的一些实施例中)通过以下方式中的一个连接到第一构件：粘合剂(例如硅胶)、引入如上所述的保护件中、引入两个构件之间形成的空腔中、或电线与其所附接的构件之间的摩擦。
58、本公开的第二方面涉及一种土方机械，其包括根据本公开第一方面所述的一个或多个组件。
59、土方机械具有通过组件的方式保护的挖掘器械，并具有利用该组件的一个或多个磨损元件中布置的传感器测量参数和量级的能力。此外，归因于组件，传感器的测量值可以可靠地以高的数据速率和带宽且无干扰地传输到机器的不同部分，和/或传感器会被供电且无需可布置在该组件本身中的电池。
60、在一些实施例中，机器还包括：线连接板；以及与线连接板电连接的控制单元；至少一根电线中的一根或多根电线的一端与线连接板电连接；以及至少一根电线中的一根或多根电线的一端与一个或多个组件中的一个或多个传感器电连接，从而使数据可在每个连接的传感器和控制单元之间传输。
61、线连接板简化了布线的管理以及布线引向机器不同部分，包括组件。这反过来造成甚至更加减少了挖掘器械的缩小的包络导致的操纵限制，因为布线不会妨碍挖掘器械和如杆件、动臂等机器的其他部件。
62、线连接板可以布置在挖掘器械上，优选地在其外侧，并相邻或接近于挖掘器械与机器的杆件联接之处的位置(例如，距离不大于2米、1米或甚至更小)。线连接板可以类似地布置在杆件本身上。
63、在一些实施例中，每个连接的传感器配置成等于或大于512kbps(千字节/秒)的速率传输和/或接收数据。
64、在这种意义中，一根或多根电线优选地以总线配置，其中根据例如modbus这样的总线配置传输和接收数据。这能够使当提供每个传感器512kbps的或更高的数据传输速率时，甚至用于至多100米或更长的传输长度管理总线时，能够实现用于多个传感器的土方机械的经济高效的布线。
65、无论是与(多根)电线连接并配置成传输和/或接收数据的控制单元，还是机器的单独控制器，都要管理总线，并且优选地能够迫使总线最大负载在其负载能力的60％至80％之间(端点包括在此范围内)。这种配置保留了部分可用的负载能力，减少了数据包之间的冲突次数，反过来避免了数据包丢失和/或最小化了全局数据包错误率。
66、在用于土方机械的无线系统中，以上述数据速率的传输中可靠性较低，且当传感器数量和/或数据传输速率的增加时，可靠性会进一步降低。传感器的数量在无线系统中是受限的，这是因为有大量的数据包没有到达接收装置，或者到达但有错误。在无线系统中在一定程度上解决这一问题的方法是通过增加传输功率(但信道的有限带宽也会是一个问题)、减少传感器的数量或在单位时间内传输较少的数据，所有这些方法具有相当大的缺点：列出几个，需要更多的电池或需要更频繁地更换电池，以及可用于监控机器的运行的数据较少等等。
67、在一些实施例中，控制单元被配置成基于从每个连接的传感器接收的数据来操作土方机械。
68、控制单元处理从如上所述在磨损元件内的所连接的传感器接收到的数据，从而确定磨损元件和挖掘器械执行的性能或所接合的材料的特性。在控制单元已做出这种确认后，它将获得一个或多个指令(如果根据测量值确定有必要)以调整机器的运行，例如以下一个或多个指令：调整由机器施加的力、改变挖掘器械的攻角，以及改变挖掘器械的轨迹。
69、控制单元会具有其中设置的多个预定阈值，并当涉及磨损元件和挖掘器械中的每个所承受的力或它们在该时间点已经承受的磨损时，确定磨损元件和挖掘器械的行为。根据力或一个或多个传感器的磨损是否超过一个、一些或所有预定的阈值(例如预定的过大的力的阈值)，和/或所计算的力小于最佳操作水平(如预定的最佳的力的阈值)，获得的指令是一个或其他指令。
70、控制单元会通过用于自动调整、调节和修正待由机器施加的力、挖掘器械的攻角和挖掘器械的轨迹中的至少一个的指令的方式帮助机器的操作员。这些指令帮助操作员基于控制单元中预先设定的阈值，以最佳和最有效的方式执行挖掘和装载操作，其包括减少或避免磨损元件和/或挖掘器械的破损。这反过来又防止了计划外的停机，从而改善了每吨运输成本。
71、进行调整、调节和修正的方式通过当挖掘器械接合地面时施加或大或小的力到挖掘器械(即或大或小的压力被施加到液压系统的油缸)，通过改变挖掘器械在挖掘和装载操作期间接触地面的攻角，和/或通过改变挖掘器械在挖掘和装载操作期间的轨迹来执行，后者通过移动机器的动臂和杆件实现。
72、由控制单元执行的处理优选地包括执行机器学习，从而逐步地更精确地确定磨损元件的状态和运行情况，以及可选地机器的状态和运行情况，其反之能够对磨损元件和机器所处情况提供更好定制的指令。在这方面，控制单元能够使用磨损元件和/或机器运行的历史数据、机器运行期间从机器接收的输入和/或其历史数据等。
73、本公开的第三个方面涉及一种方法，其包括：
74、布置第一构件，该第一构件是用于土方机械的挖掘器械的磨损元件，该磨损元件包括适于接收至少一个传感器的第一空腔和适于接收一根或多根电线的通道；
75、将第一构件与第二构件联接，第二构件是挖掘器械或用于土方机械的挖掘器械的唇部；
76、将至少一个传感器中的一个或多个传感器引入到第一空腔中；
77、将至少一根电线的一根或多根线的一端与至少一个传感器中的一个或多个传感器电连接；
78、将一根或多根线中的至少第一部分引入到通道中；以及
79、将一根或多根线中至少第二部分附接到第二构件。
80、该方法可将传感器并入到土方机械的磨损元件中，这些磨损元件将通过至少一根电线将测量值传输到机器的不同部分和/或从机器的不同部分获得电力。
81、在一些实施例中，该方法还包括将第一部分和/或一根或多根电线的第三部分附接到第一构件；例如，附接到第一空腔或不同于第一空腔的第一构件的表面。
82、在一些实施例中，该方法还包括通过灌封的方式至少部分地利用材料(例如树脂)填充第一空腔。
83、在一些实施例中，通道从第一空腔延伸出来。
84、在一些实施例中，通道的至少一部分包括以下一个或多个：在第一构件中形成的通孔；在至少部分地填充第一空腔的材料中形成的通孔；以及在第一构件的至少一个表面上形成的狭槽。
85、在一些实施例中，通道的至少一端在第一构件的第一表面上，该第一表面与适于接收或接合第二构件的第二表面相对。
86、在一些实施例中，第一空腔形成在第一表面上。
87、在一些实施例中，磨损元件包括以下一个：适配器、铸造鼻部、焊接鼻部或护罩。
88、在一些实施例中，磨损元件包括适配器；通道至少从第一构件延伸到第二构件，优选地穿过两个构件的上表面；第一构件和/或第二构件的表面具有在其表面上形成的开口。在这些实施例中，该方法还包括将一根或多根线的第二部分或第三部分引入到开口中以到达唇部与挖掘器械联接的联接区。另外地或替代地，通道还延伸到第一构件和/或第二构件的表面上形成的开口，以到达联接区。
89、在一些实施例中，磨损元件包括铸造鼻部或焊接鼻部；通道是第一通道；第二构件是唇；第一和/或第二构件包括第二通道，该通道至少延伸穿过第一和/或第二构件，特别是它至少从第一通道的一部分或一端延伸到唇后端的凹陷或凹槽。在这些实施例中，该方法还包括将一根或多根线的第二部分或第三部分引入到第二通道中以到达凹陷或凹槽。
90、在一些实施例中，第二构件包括一个或多个第三通道，每个第三通道在各自相邻的一对凹陷或凹槽之间延伸。在这些实施例中，该方法还包括将一根或多根线的第二部分或第三部分引入到一个或多个第三通道的至少一个通道中，优选地直到各线到达角鼻的凹陷或凹槽。
91、在一些实施例中，该方法还包括在每个第二通道和/或每个第三通道中引入一个或多个保护管。
92、在一些实施例中，第一构件的通道的至少一部分还延伸穿过第一构件的一个或多个第一表面与第二构件的一个或多个第二表面之间的空腔，且至少第二部分附接到在一个或多个第一表面与一个或多个第二表面之间形成的空腔中的第二构件。
93、在一些实施例中，第二构件是唇部；该方法还包括：将第二构件与第三构件联接；以及将一根或多根线中的至少第三部分附接到第三构件，以使一根或多根线中的每一根都引向土方机械的杆件，第三构件是挖掘器械。
94、在一些实施例中，第二构件包括适于接收一根或多根线的通道；且该方法还包括将一根或多根线的至少第二部分或第三部分引入第二构件的通道中。在一些实施例中，第一构件的通道布置成使第一构件的通道的一端接触第二构件的一端。
95、在一些实施例中，该方法还包括：将线连接板和/或电源布置在挖掘器械或机器的杆件上；以及将至少一根电线的一端或多端与线连接板和/或电源电连接，以使数据和/或电力在至少一个传感器与线连接板和/或电源之间是可传输的。
96、在一些实施例中，该方法还包括将控制单元布置在土方机械中；将控制单元与线连接板电连接；在土方机械的运行期间，利用至少一个传感器中的每个测量一个或多个参数或物理量；将测量值通过至少一根电线从每个连接的传感器传输到控制单元；由控制单元处理所接受的测量值，从而确定每个传感器已经承受力和磨损中的至少一种；以及基于所做的测定，由控制单元获得一个或多个指令以操作土方机械。
97、在一些实施例中，测量值的传输至少在土方机械接触地面(即正在插入和/或已经插入)时发生。
98、由于材料本身产生损耗，而射频电子装置部分地或完全地埋在其中，因此在土方机械挖掘材料，例如地面时，数据的无线传输，例如传感器的测量值通常不能以可靠的方式和/或足够的数据速率进行。
99、在土方机械的工作周期的相当一部分时间里，磨损元件部分地或完全地被埋在地下。在这部份工作周期期间，磨损元件和挖掘器械承受最严重的机械故障。除了细粒、颗粒等，施加在磨损元件上的力还会到达传感器。在现有技术中，磨损元件通常引入到磨损元件的深的空腔内的主要原因就是为了保护这些现象。在磨损元件内侧的天线的无线传输会受到法拉第笼(farady cage)的影响，并因此传输必须克服法拉第笼的另外的损耗和因为埋入待加载的材料中的天线的损耗，更不用提及取决于环境和气象的空气传播损耗。
100、磨损元件所承受的力和负载的测量值，在所述测量值用于实时或几乎实时地调整机器的运行时，特别是在如上所述最苛刻的情况期间，应设有等于或大于20hz(赫兹)的采样率。调整机器运行的延迟(例如200ms、500ms、1s等)会在发生故障(例如断裂)或磨损元件脱落与避免此类事件之间产生差异；例如，以改变挖掘器械的攻角的形式或减少由挖掘器械在材料中施加的力的形式的快速反应，可以避免一个或多个磨损元件断裂。
101、如上所述，为了克服无线系统中的这一局限性，需要更大的传输动力，从而需要使用更多的能源，或者将接收装置移近传输装置，这通常是不可能的。相比之下，甚至当射频电子装置被埋在材料内，有线连接也提供了可靠的通信信道。
102、在一些实施例中，该方法还包括以等于或大于512kbps的数据速率在控制单元或土方机械的舱室中提供每个传感器的可获得的测量值。
103、对挖掘器械和机器两者的控制和/或帮助操作员控制挖掘器械和机器两者可以是实时的或几乎是实时的，而利用无线替代通信是不可能的或不可靠的，这特别限制了不需要操作员的土方机械的自主运行。在这些实施例中，机器或操作员可以对收到的测量值迅速反应，并根据测量值调整机器的运行，例如改变轨迹、攻角等。
104、在一些实施例中，一个或多个指令包括以下一个或多个：由土方机械施加的力、挖掘器械接合地面时的攻角以及挖掘器械接合地面时的轨迹。
105、在一些实施例中，该方法还包括将一个或多个保护件(即用于保护的装置)附接到第一构件或第二构件的至少一个表面，以使每个保护件在其不接触第一构件和第二构件的一侧环绕至少一根电线的一根或多根线，每个保护件以此方式成型以使其面对各线的至少一个表面与保护件附接的第一构件或第二构件的至少一个表面之间形成空腔。
106、在一些实施例中，该方法还包括：布置多个第一构件，并将多个第一构件中的每个第一构件与第二构件联接；至少一个传感器包括至少与第一构件相同数量的传感器，并将一个或多个传感器引入到每个第一构件的第一空腔中；布置n个分线器以使它们之间以级联方式电连接，n等于或大于多个第一构件中的第一构件的数量减一；至少一根电线至少包括与多个第一构件中的第一构件的数量相同的电线，并还包括将与传感器电连接的每根电线的一端与n个分线器中的一个电连接。
107、在一些实施例中，n个分线器布置在联接区中。
108、在一些实施例中，n个分线器中的每个分线器布置在各自的凹陷或凹槽中。
109、在一些实施例中，该方法还包括将另外的构件(例如第三构件、或第四构件)附接到第一构件，以使其保护第一空腔，该另外的构件为磨损元件。
110、在一些实施例中，通道包括不大于1.27cm的最大开口。
111、本公开的第四方面涉及一种保护件，即用于土方机械的电线的保护装置，其包括：可与之机械联接的多个构件，每个构件适于将其附接到平面上，每个构件由钢(例如hardox500)制成，且每个构件具有用于形成空腔的c形或u形，这些空腔适于在构件附接到平面时引入电布线。
112、c形或u形提供了用于引入电布线和保护电布线的空腔。由于其材料的原因，保护件可焊接到磨损元件或挖掘器械的表面。
113、在一些实施例中，保护件还具有在c形或u形的外表面上的圆形边缘。
114、圆形边缘减少保护件承受的磨损，从而延长其使用寿命。
115、本公开的第五方面涉及一种用于土方机械的挖掘器械的磨损元件，其包括：适于接收至少一个传感器的空腔；以及适于接收至少一根电线的通道。磨损元件是以下一种：适配器、铸造鼻部、焊接鼻部或护罩。
116、该磨损元件可容易地安装在根据第一方面的磨损元件组件和如第二方面所述的土方机械的挖掘器械中。通过在磨损元件中，特别是在空腔中和通道中引入传感器和电布线，从传感器到机器内另一个端点的有线连接是可以实现的，例如用于数据传输、为传感器供电等。
117、在一些实施例中，磨损元件还包括至少一根电线，以及至少一根电线中的一根或多根电线引入通道和第一空腔两者中。
118、在一些实施例中，磨损元件还包括根据第四方面的保护件，该保护件附接到其至少一个表面上。
119、在一些实施例中，通道是如上方面所述的通道。
120、在一些实施例中，空腔是如上方面所述的通道。
121、在一些实施例中，通道和空腔中的一个或两个相邻于用于将磨损元件与另一磨损元件或挖掘器械紧固联接的装置(例如空腔、通孔等)。
122、本公开的第六方面涉及用于土方机械的布线组件，其包括：至少一根电线；以及根据本公开第四方面的保护件，该保护件布置成使覆盖至少一根电线的一根或多根电线。
123、在一些实施例中，布线组件包括根据本公开第五方面所述的磨损元件，保护件附接到磨损元件。
124、本公开的第七方面涉及用于土方机械的挖掘器械，其包括：
125、一个或多个根据第一方面的组件；和/或
126、一个或多个根据第四方面的保护件；和/或
127、一个或多个根据第五方面的磨损元件；和/或
128、一个或多个根据第六方面的布线组件。
129、本公开的第八方面涉及一种土方机械，其包括：
130、一个或多个根据第四方面的保护件；和/或
131、一个或多个根据第五方面的磨损元件；和/或
132、一个或多个根据第六方面的布线组件；和/或
133、根据第七方面的挖掘器械。
1.一种用于土方机械的组件(5)，其包括：
2.根据权利要求1所述的组件(5)，其中通道(40a-40f)自第一空腔(30)起延伸。
3.根据前述权利要求中任一项所述的组件(5)，其中通道(40a-40f)的至少一部分包括以下一者或多者：
4.根据前述权利要求中任一项所述的组件(5)，其中通道(40a-40f)的至少一端位于第一构件(11a-11c，15，16)的与第二表面(26)相背的第一表面(25)，该第二表面适于接收或接合第二构件(1，12a，12b)的第二表面(26)。
5.根据前述权利要求中任一项所述的组件(5)，其中第二构件(1，12a，12b)是唇部(12a，12b)；其中组件(5)还包括第三构件(1)，第三构件是挖掘器械(1)；且其中至少一根电线(50，51a-51c)还附接到第三构件(1)中的至少一个表面。
6.根据前述权利要求中任一项所述的组件(5)，其中第一构件(11a-11c，15，16)的通道(40a-40f)的至少一部分还延伸穿过在第一构件中的一个或多个第一表面与第二构件(1、12a、12b)中的一个或多个第二表面之间的空腔(40d)。
7.根据前述权利要求中任一项所述的组件(5)，还包括附接到第一构件或第二构件(1，11a-11c，12，15，16)中的至少一个表面的一个或多个保护件(60a-60e，61a-61d)，至少一个表面和一个或多个保护件(60a-60e，61a-61d)二者被成型以使在至少一个表面和一个或多个保护件(60a-60e，61a-61d)中的每个之间形成有第二空腔(62)；且其中至少一根电线(50，51a-51c)中的一根或多根线导入到至少一个第二空腔(62)中。
8.根据前述权利要求中任一项所述的组件(5)，还包括多个第一构件(11a-11c，15，16)，第二构件(1，12a，12b)与多个第一构件联接；其中组件还包括n个分线器(55)，n等于或大于多个第一构件(11a-11c，15，16)中的第一构件数量减一；其中n个分线器(55)在它们之间以级联方式电连接；其中至少一根电线(50，51a-51c)至少包括与多个第一构件(11a-11c，15，16)相同数量的电线，且每根电线(50，51a-51c)与n个分线器(55)中的一个电连接。
9.根据前述权利要求中任一项所述的组件(5)，还包括至少一个传感器(35)，至少一个传感器(35)中的一个或多个传感器(35)引入到第一空腔(30)。
10.根据权利要求9所述的组件(5)，其中至少一个传感器的一个或多个传感器(35)布置成感测应变。
11.根据前述权利要求中任一项所述的组件(5)，其中第一构件(11a-11c、15、16)是适配器(11a-11c)。
12.一种用于土方机械的挖掘器械，其包括：根据前述权利要求中任一项所述的一个或多个组件(5)。
13.一种土方机械，其包括：根据权利要求1-11中任一项所述的一个或多个组件(5)；和/或根据权利要求12所述的挖掘器械。
14.根据权利要求13所述的土方机械，还包括：线连接板；以及与线连接板电连接的控制单元；其中至少一根电线(50，51a-51c)中的一根或多根电线的一端与线连接板电连接；以及其中至少一根电线(50，51a-51c)中的一根或多根电线的一端与一个或多个组件(5)中的一个或多个传感器(35)电连接，从而使数据可在每个连接上的传感器(35)和控制单元之间传输；其中每个连接上的传感器(35)优选地配置成以等于或大于512千字节/秒的速率传输和/或接收数据；其中控制单元配置成基于从每个连接上的传感器(35)接收的数据操作土方机械。
15.一种方法，其包括：
16.根据权利要求15所述的方法，其中第二构件(1，12a，12b)是唇部(12a，12b)；其中该方法还包括：
17.根据权利要求16所述的方法，其中至少当土方机械正在插入和/或被插入地面(90)时发生测量值的传输。
18.根据权利要求15-17中任一项所述的方法，其中至少一个传感器中的一个或多个传感器(35)配置成感测应变。
19.根据权利要求15-18中任一项所述的方法，其中第一构件(11a-11c、15、16)是适配器(11a-11c)。
20.一种用于土方机械的挖掘器械的磨损元件，其包括：
