散装材料处理系统和控制.pdf

散装材料处理系统包括：散装材料处理装置，用于传送散装材料；以及散装材料处理附件，用于在传送散装材料时帮助散装材料处理装置。散装材料处理附件包括具有一个或多个传感器的控制器。控制器产生控制信号，以便根据该一个或多个传感器的至少一个状态信号来调节散装材料处理附件的操作。控制器还根据状态信号来产生控制信号，以便控制由系统参数值确定的信号响应图形。系统参数包括最小值和最大值，该最小值用于确定与故障安全操作相关联的、控制信号的最小水平，该最大值用于确定与散装材料处理附件的稳定操作相关联的、控制信号的最大水平。

1.  一种散装材料处理系统包括：
散装材料处理装置，用于传送散装材料；以及
散装材料处理附件，用于在传送散装材料时帮助散装材料处理装置，该散装材料处理附件包括具有一个或多个传感器的控制器，该控制器产生控制信号，以便根据该一个或多个传感器的至少一个状态信号来调节散装材料处理附件的操作，该控制器还根据状态信号来产生控制信号，以便控制由多个系统参数值确定的信号响应图形。

2.  根据权利要求1所述的散装材料处理系统，其中：该多个系统参数值包括最小值和最大值，最小值确定与故障安全操作相关联的、控制信号的最小水平，而最大值确定与散装材料处理附件的稳定操作相关联的、控制信号的最大水平。

3.  根据权利要求1所述的散装材料处理系统，其中：控制器根据该至少一个状态信号与下限和上限的预定关系而起动保护行动。

4.  根据权利要求3所述的散装材料处理系统，其中：控制器在该至少一个状态信号超过上限时或者当该至少一个状态信号处于上限和下限之间至少确定延迟时间时起动保护行动。

5.  根据权利要求1所述的散装材料处理系统，其中：散装材料处理装置包括散装材料传送器，以及
散装材料处理附件包括散装材料清洁器，以便将散装材料从散装材料传送器上刮除。

6.  根据权利要求1所述的散装材料处理系统，其中：
散装材料处理装置包括一个或多个料箱，以及
散装材料处理附件包括一个或多个空气炮，以便使散装材料沿该料箱运动。

7.  根据权利要求1所述的散装材料处理系统，其中：
散装材料处理装置包括斜槽，以及
散装材料处理附件包括一个或多个振动器，以便使散装材料通过斜槽来运动。

8.  一种散装材料处理装置，包括：
散装材料传送器，该散装材料传送器包括带以便传送散装材料；
刮除部件，用于从散装材料传送器的带上刮除散装材料，该刮除部件有与它相关联的运动传感器，以便产生指示刮除部件的运动的状态信号；
阻尼器，该阻尼器与刮除部件连接，该阻尼器根据控制信号来阻尼刮除部件的运动；以及
控制器，用于根据状态信号来产生阻尼器的控制信号。

9.  根据权利要求8所述的散装材料处理装置，其中：
控制器根据状态信号来产生控制信号，以便控制由多个系统参数值确定的信号响应图形。

10.  根据权利要求9所述的散装材料处理系统，其中：该多个系统参数值包括最小值和最大值，最小值确定与刮除部件的故障安全操作相关联的、控制信号的最小水平，而最大值确定与刮除部件的稳定操作相关联的、控制信号的最大水平。

11.  根据权利要求8所述的散装材料处理系统，其中：控制器根据该状态信号与下限和上限的预定关系而起动保护行动。

12.  根据权利要求11所述的散装材料处理系统，其中：控制器在该状态信号超过上限时或者当该状态信号处于上限和下限之间至少确定延迟时间时起动保护行动。

13.  根据权利要求8所述的散装材料处理系统，还包括：定位机构，用于使刮除部件相对于散装材料传送器的带定位，其中，控制器响应指示刮除部件的不可接受运动的状态信号而产生使得定位机构使刮除部件离开散装材料传送器的带退回的信号。

14.  根据权利要求8所述的散装材料处理系统，还包括：
定位机构，用于使刮除部件相对于散装材料传送器的带定位；
温度传感器，用于产生指示带、散装材料和/或刮除部件的温度的温度信号；
其中，控制器响应指示带、散装材料和/或刮除部件的温度离开特定范围的温度信号而产生使得定位机构使刮除部件离开散装材料传送器的带退回的信号。

15.  根据权利要求8所述的散装材料处理系统，还包括：
另一刮除部件，用于从散装材料传送器的带上刮除散装材料，该另一刮除部件有与它相关联的另一运动传感器，以便产生指示另一刮除部件的运动的另一状态信号；
另一阻尼器，该另一阻尼器与另一刮除部件连接，该另一阻尼器用于根据另一控制信号来阻尼该另一刮除部件的运动；以及
定位机构，用于使刮除部件和该另一刮除部件相对于散装材料传送器的带定位；
其中，控制器根据该另一状态信号来产生用于该另一阻尼器的另一控制信号，并根据指示刮除部件和该另一刮除部件的运动的状态信号和另一状态信号的差异值超过界限值而起动保护行动。

16.  根据权利要求8所述的散装材料处理系统，还包括：
另一刮除部件，用于从散装材料传送器的带上刮除散装材料，该另一刮除部件有与它相关联的另一运动传感器，以便产生指示另一刮除部件的运动的另一状态信号；
另一阻尼器，该另一阻尼器与另一刮除部件连接，该另一阻尼器用于根据另一控制信号来阻尼该另一刮除部件的运动；以及
定位机构，用于使刮除部件和该另一刮除部件相对于散装材料传送器的带定位；
其中，控制器包括：辅助控制器，该辅助控制器与刮除部件物理连接；另一辅助控制器，该另一辅助控制器与另一刮除部件物理连接；以及主控制器，该主控制器与辅助控制器、该另一辅助控制器和定位机构通信连接；
辅助控制器包括运动传感器，并产生用于阻尼器的控制信号；
该另一辅助控制器包括另一运动传感器，并产生用于另一阻尼器的另一控制信号；以及
主控制器根据状态信号和另一状态信号来产生一个或多个位置信号，以便使定位机构将刮除部件和另一刮除部件相对于带定位。

17.  一种散装材料处理方法包括：
当刮除部件从散装材料传送器的带上除去散装材料时产生指示刮除部件的运动的状态信号；
根据该状态信号和用于控制信号图形的状态信号来产生控制信号；以及
根据该控制信号来阻尼刮除部件的运动。

18.  根据权利要求17所述的散装材料处理方法，还包括：
由指示刮除部件相对于散装材料传送器的带的位移误差的状态信号来产生位移误差数据；
由该位移误差数据来产生成本值；以及
根据与界限量有预定关系的成本值来调节确定状态信号的参数，以控制信号图形。

19.  根据权利要求17所述的散装材料处理方法，还包括：
由指示刮除部件在保持与散装材料传送器的带接触时的误差的状态信号来产生误差数据；
根据由误差数据提取的频率分量来产生成本值；以及
根据与界限量有预定关系的成本值来调节确定状态信号的参数，以控制信号图形。

20.  根据权利要求17所述的散装材料处理方法，还包括：
在状态信号超过上限时或者当该状态信号处于上限和下限之间至少确定延迟时间时起动保护行动。

散装材料处理系统和控制
相关申请
本申请要求美国临时申请No.60/824103(申请日为2006年8月31日)和美国临时申请No.60/885084(申请日为2007年1月16日)的权益。
背景技术
散装材料处理装置用于散装材料(例如谷粒、沙、砂砾、煤等)的储存和运动。散装材料处理装置包括主要装置以及次要或附属装置。主要装置包括传送器、传送器传递点、传递斜槽、料箱、料仓、料斗、相关结构等。附属装置包括传送器带清洁器、空气炮、工业振动器、带追踪装置等，它们与主要的散装材料处理装置组合使用。例如，附属装置例如空气炮和工业振动器与主要装置例如传递点、传递斜槽、料箱、料仓和料斗组合使用，以方便并控制散装材料流过主要装置，并提高了主要装置的性能。类似地，次要装置例如传送器带清洁器与主要装置例如传送器组合使用，以便提高主要装置的性能。
在一些情况下，例如在工业振动器与传递斜槽组合时，附属装置用于产生振动和将振动传递给主要装置，以便引导散装材料流通过该主要装置。在其它情况下，例如在传送器带清洁器与带传送器组合时，优选是减少或消除带清洁器附属装置相对于带传送器主要装置的振动。
传送器包括环形带，用于使散装材料从一个位置运动至第二位置。当散装材料从传送器带排出时，一部分散装材料通常保持粘附在带上。具有一个或多个刮刀刀片的传送器带清洁器用于将粘附材料从带上刮除，从而清洁带。传送器带清洁器的刮刀刀片通常安装在横过传送器带的宽度延伸的横轴上。传送器带清洁器可以包括一个或多个拉伸装置，该拉伸装置用在刮刀刀片和带之间提供刮除压力的力，将刮刀刀片偏压成与传送器带接合。各刮刀刀片的刮除刃在使用过程中由于它与运动的传送器带的刮除接合而磨损。当刮刀刀片磨损时，拉伸器使得刮刀刀片运动，以便使刮刀刀片保持与传送器带为偏压刮除接合。
为了使传送器带清洁器获得充分的性能，刮刀刀片偏压成以选定量的力与传送器带进行刮除接合，以便在刮刀刀片和带之间产生合适的刮除或清洁压力，且刮刀刀片根据工作情况而布置成相对于带成选定清洁角度。当刮刀刀片以过大力偏压抵靠传送器带时，这可能导致刮刀刀片过大磨损，可能损坏传送器带，并可能使得刮刀刀片的尖端形成过高温度(由于在刮刀刀片和运动的传送器带之间产生的摩擦)。当刮刀刀片以太小力偏压抵靠传送器带时，刮刀刀片不能有效清洁传送器带。
此外，刮刀刀片可以抵靠传送器带振动或颤动，从而可能损坏传送器带清洁器和/或带，并降低清洁效率。刮刀刀片的颤动可能由于传送器带的不均匀(例如带的松弛、带中的缺陷、或者带中的接头)和由于在刮刀刀片和运动的带之间产生的摩擦力而引起。当刮除压力增大时，颤动通常减小。当刮除压力增大至超过带覆面层强度的极限时没有颤动，清洁效率通常增大。因此，刮刀刀片的清洁角度和刮刀刀片与传送器带接合的力将产生刮刀刀片相对于传送器带清洁器的振动或颤动，且影响清洁效率。
而且，各个主要装置和附属装置具有设计质量，因此有特征振动频率。该特征频率受到以下因素的影响：旋转或运动部件，例如带、齿轮箱、马达加上装置在一段时间产生的变化，例如传送或储存的散装材料的量、磨损和腐蚀、或者散装固体材料不希望的积累，其为临时性材料的形式，例如运回、溢出和扬撒。装置的特征频率的变化可以表示机械情况或它的工作效率的变化。
发明内容
本发明可以包括具有一个或多个以下特征和/或步骤的系统、装置和/或方法，这些特征和/或步骤可以单独或以任意组合构成专利性主题。
散装材料处理系统可以包括：散装材料处理装置，用于传送散装材料；以及散装材料处理附件，用于在传送散装材料时帮助散装材料处理装置。散装材料处理附件可以包括具有一个或多个传感器的控制器。控制器可以产生控制信号，以便根据该一个或多个传感器的至少一个状态信号来调节散装材料处理附件的操作。控制器还可以根据状态信号来产生控制信号，以便控制由多个系统参数值确定的信号响应图形。多个系统参数可以包括最小值和最大值。最小值可以确定与故障安全操作相关联的、控制信号的最小水平，而最大值可以确定与散装材料处理附件的稳定操作相关联的、控制信号的最大水平。
散装材料处理系统的控制器可以根据该至少一个状态信号与下限和上限的预定关系而起动保护行动。特别是，控制器可以在该至少一个状态信号超过上限时或者当该至少一个状态信号处于上限和下限之间至少确定的延迟时间段时起动保护行动。
散装材料处理装置可以包括散装材料传送器，且散装材料处理附件可以包括散装材料清洁器，以便将散装材料从散装材料传送器上刮除。散装材料处理装置还可以包括一个或多个料箱，且散装材料处理附件可以包括一个或多个空气炮，以便使散装材料沿该料箱运动。而且，散装材料处理装置可以包括斜槽，散装材料处理附件可以包括一个或多个振动器，以便使散装材料通过斜槽来运动。
另一散装材料处理装置可以包括：散装材料传送器，该散装材料传送器包括带以便传送散装材料；刮除部件，以便从散装材料传送器带的带上刮除散装材料；阻尼器，该阻尼器与刮除部件连接；以及控制器，用于根据状态信号来产生阻尼器的控制信号。该散装材料处理装置还可以包括：另一刮除部件，用于从散装材料传送器带的带上刮除散装材料；以及另一阻尼器，该另一阻尼器与该另一刮除部件连接。
散装材料处理系统还可以包括定位机构，以便使刮除部件相对于散装材料传送器的带定位。散装材料处理系统还可以包括温度传感器，以便产生指示带、散装材料和/或刮除部件的温度的温度信号。
刮除部件可以有与它相连的运动传感器。该运动传感器可以产生指示刮除部件的运动的状态信号。类似地，该另一刮除部件可以有与它相连的另一运动传感器。该另一运动传感器可以产生指示该另一刮除部件的运动的另一状态信号。
阻尼器可以根据由控制器产生的控制信号来阻尼刮除部件的运动。另一阻尼器可以根据另一控制信号来阻尼该另一刮除部件的运动。
控制器可以根据状态信号来产生控制信号，以便控制由多个系统参数值确定的信号响应图形。该多个系统参数可以包括最小值和最大值。该最小值可以确定与刮除部件的故障安全操作相关联的、控制信号的最小水平，该最大值可以确定与刮除部件的稳定操作相关联的、控制信号的最大水平。
控制器还可以根据状态信号与下限和上限的预定关系来起动保护行动。特别是，控制器可以在状态信号超过上限时或者当该状态信号处于上限和下限之间至少确定的延迟时间段时起动保护行动。
控制器可以响应指示刮除部件的不可接受运动的状态信号而产生信号，该信号导致定位机构使得刮除部件离开散装材料传送器的带收回。控制器还可以响应指示带、散装材料和/或刮除部件的温度离开特定范围的温度信号而产生信号，该信号导致定位机构使得刮除部件离开散装材料传送器的带收回。
控制器可以根据另一状态信号而产生用于该另一阻尼器的另一控制信号，并可以根据状态信号以及指示刮除部件和另一刮除部件的运动的差异量超过界限量的另一状态信号来起动保护行动。
控制器可以包括：辅助控制器，该辅助控制器与刮除部件物理连接；另一辅助控制器，该另一辅助控制器与另一刮除部件物理连接；以及主控制器，该主控制器与辅助控制器、该另一辅助控制器和定位机构通信连接。辅助控制器可以包括运动传感器，并可以产生用于阻尼器的控制信号。类似地，该另一辅助控制器可以包括另一运动传感器，并可以产生用于另一阻尼器的另一控制信号。主控制器可以根据状态信号和另一状态信号来产生一个或多个位置信号，以便使定位机构能够使刮除部件和另一刮除部件相对于带定位。
还提供了一种散装材料处理方法。散装材料处理方法包括当刮除部件从散装材料传送器的带上除去散装材料时产生指示刮除部件的运动的状态信号。该方法还包括根据该状态信号和用于控制信号图形的状态信号来产生控制信号，并根据该控制信号来阻尼刮除部件的运动。
该方法还可以包括：由指示刮除部件相对于散装材料传送器的带的位移误差的状态信号来产生位移误差数据；由该位移误差数据来产生成本值；以及根据与界限量有预定关系的成本值来调节确定状态信号的参数以控制信号图形。
该方法还可以包括：由指示刮除部件在保持与散装材料传送器的带接触时的误差的状态信号来产生误差数据；根据由误差数据提取的频率分量来产生成本值；以及根据与界限量有预定关系的成本值来调节确定状态信号的参数以控制信号图形。
而且，该方法可以在状态信号超过上限时或者当该状态信号处于上限和下限之间至少确定的延迟时间段时起动保护行动。
附图说明
这里所述的发明将通过实例来说明，而不是限制于附图中。为了简明，在图中所示的元件并不必须按比例画出。例如，为了清晰，一些元件的尺寸可以相对于其它元件进行放大。而且，当合适时，参考标记可以在附图中重复表示相应或类似元件。
图1是本发明的传送器带清洁器的局部分解图。
图2是图1的传送器带清洁器的局部透视图。
图3是传送器带清洁器的清洁器机构的正视图。
图4是沿图3中的线4-4的端视图。
图5是沿图3中的线5-5的剖视图。
图6表示了图5中所示的传送器带清洁器，但是除去了偏转器罩。
图7表示了传送器带清洁器，其中，刮刀刀片以正倾斜清洁角与传送器带接合。
图8表示了传送器带清洁器，其中，刮刀刀片以负倾斜清洁角与传送器带接合。
图9是传送器带清洁器的分解侧视图。
图10是传送器带清洁器的主框架的俯视图。
图11是主框架的后视图。
图12是沿图11中的线12-12的剖视图。
图13是主框架的上部安装部件的俯视图。
图14是主框架的上部安装部件的正视图。
图15是主框架的上部安装部件的端视图。
图16是主框架的中心轴的正视图。
图17是中心轴的仰视图。
图18是中心轴的端视图。
图19是枢轴的正视图。
图20是枢轴的端视图。
图21是枢转衬套的侧视图。
图22是枢转衬套的端视图。
图23是端部枢转帽的俯视图。
图24是端部枢转帽的侧视图。
图25是中心枢转帽的平面图。
图26是中心枢转帽的侧视图。
图27是传送器带清洁器的臂的透视图。
图28是臂的俯视图。
图29是臂的侧视图。
图30是臂的仰视图。
图31是臂的后视图。
图32是臂的正视图。
图33是刮刀刀片的侧视图。
图34是图33的刮刀刀片的正视图。
图35是阻尼器的剖视图。
图36是旋转定位机构的线性促动器机构的透视图。
图37是控制器箱的侧视图。
图38是控制器箱的后视图。
图39是沿图37中的线39-39的剖视图。
图40是偏转器罩的透视图。
图41是偏转器罩的俯视图。
图42是偏转器罩的侧视图。
图43是偏转器罩的后视图。
图44是传送器带清洁器的安装机构的正视图。
图45是安装机构的侧视图。
图46是安装机构的支承托架的侧视图。
图47是沿图46中的线47-47的剖视图。
图48是安装机构的衬套的侧视图。
图49是安装机构的衬套的平面图。
图50是枢转臂的端视图。
图51是枢转臂的侧视图。
图52是调节轴环的端视图。
图53是调节轴环的侧视图。
图54是用于旋转定位机构的支承托架的俯视平面图。
图55是图55的支承托架的侧视图。
图56是表示清洁器机构的几何结构的视图。
图57是表示散装材料处理系统的方框图，该散装材料处理系统可以利用图1-56中所示的传送器带清洁器。
图58是表示散装材料处理系统的、关于图1-56中所示的传送器带清洁器的散装材料处理控制器的方框图。
图59是表示散装材料处理控制器的主控制器的方框图。
图60是表示散装材料处理控制器的辅助控制器的方框图。
图61-64表示了适用于控制散装材料处理附件(例如传送器带清洁器)的各种状态信号以控制信号响应图形。
图65是设置图61-64中所示的控制信号图形的设置系统参数的方法的实施例的流程图。
图66表示了适用于散装材料处理附件(例如传送器带清洁器)的安全响应方法的实施例的流程图。
图67是表示散装材料负载对带清洁器的臂位移的影响的曲线图。
图68表示了散装材料处理系统的实施例的电缆连接。
具体实施方式
下面的说明书介绍了控制用于散装材料处理系统的附件的技术。在下面的说明中，大量的特定细节(例如用于具体说明操作数的逻辑工具、操作码、装置；源划分/共用/复制工具、系统部件的类型和相互关系以及逻辑划分/集成选择)是为了更完整地理解本发明。不过，本领域技术人员应当知道，本发明可以在没有这些特定细节的情况下实施。在其它实例中，并没有详细表示控制结构、门级电路和整个软件指令顺序，以便使本发明简明。本领域普通技术人员通过本说明书能够在没有过多试验的情况下实现合适的功能。
在说明书中的术语“一个实施例”、“实施例”、“示例实施例”等表示所述实施例可以包括特定特征、结构或特性，但是各实施例并不必须包括特定特征、结构或特性。而且，这些措辞不需要用于相同实施例。而且，当结合实施例介绍特定特征、结构或特性时，本领域技术人员应当知道该特征、结构或特征可以用于其它实施例中，而不管是否明确说明。
本发明实施例可以硬件、固件、软件或它们的任意组合实施。本发明实施例还可以实施为储存在机器可读介质上的指令，该机器可读介质可以由一个或多个处理器读出和执行。机器可读介质可以包括用于以机器(例如计算装置)可读形式储存或传输信息的任意机构。例如，机器可读介质可以包括只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、磁盘存储介质、光学储存介质、闪存装置等。
散装材料处理系统
下面参考图57，图中表示了散装材料处理系统。散装材料处理系统可以包括散装材料处理装置4、散装材料处理附件6和用户接口8。散装材料处理装置4和散装材料处理附件6可以包括散装材料装置的各种组合。例如，散装材料处理装置4可以包括一个或多个料箱，散装材料处理附件6可以包括一个或多个空气炮，用于使散装材料通过料箱、沿该料箱或向该料箱下运动。类似地，散装材料处理装置4可以包括斜槽，散装材料处理附件6可以包括一个或多个振动器，用于使散装材料通过该斜槽运动、沿该斜槽或向该斜槽下运动。而且，散装材料处理装置4可以包括散装材料传送器，散装材料处理附件6可以包括清洁器，用于刮除、剥去或以其它方式清洁散装材料传送器的传送器带。还考虑了散装材料处理装置和散装材料处理附件的其它组合。
散装材料处理附件6帮助散装材料处理装置4处理散装材料。例如，散装材料处理附件6可以包括清洁刀片，该清洁刀片刮除、剥去或以其它方式使得散装材料的残余物离开散装材料处理装置4的传送器带。在这样的实施例中，散装材料处理附件6通过防止散装材料积累在散装材料处理装置4的传送器带上和防止潜在阻止传送器带通过散装材料处理装置4的运动而帮助散装材料处理装置4。
散装材料处理附件6可以包括控制器12，该控制器12有传感器10，用于确定能够与散装材料处理附件6和/或散装材料处理装置4的工作特征相关的特征信号。传感器10可以包括运动传感器例如加速计，以便检测散装材料、散装材料处理装置4、散装材料处理附件6和/或散装材料处理装置4的部件或者它的附件6的部件的振动或其它类型的运动。而且，传感器10可以包括温度传感器例如红外线传感器，以便检测或测量散装材料、散装材料处理装置4、散装材料处理附件6和/或散装材料处理装置4的部件或者它的附件6的部件的温度。
散装材料处理附件6的控制器12根据传感器10的信号来调节散装材料处理附件6的操作。而且，控制器12可以从用户接口8接收信号，还可以根据从用户接口8接收的信号来调节散装材料处理附件6的操作。
用户接口8可以包括输入/输出装置的各种组合，例如LCD显示器、LED显示器、CRT监视器、平板显示器、打印机、键盘、键、按钮、鼠标等，以便向用户呈现信息和接收来自用户的输入。如图所示，用户接口8与散装材料处理附件6的控制器12连接。连接可以通过使得用户接口8能够定位成远离散装材料处理附件的有线和/或无线技术来实现，例如RS-232、RS-422或RS-485串行接口；IEEE 802.3(以太网)网络接口；IEEE 802.11(WiFi)接口；以及能够使用户接口8在远处定位的其它互连技术。类似的，连接可以通过使得用户接口8能够定位成靠近或邻近散装材料处理附件的有线和/或无线技术来实现，例如通用串行总线(USB)互连、IEEE 1394(火线)互连、PS/2鼠标和键盘连接器、IEEE 802.15.1(蓝牙)互连、以及能够使用户接口8在该处定位的其它互连技术。尽管上面结合了在“远处”或“当地”定位用户接口8的情况下的某些互连技术，但是很多上述互连技术能够支持“远处”和“当地”的用户接口8，尽管更适合一种或另一种情况。而且，上述互连技术只是举例说明，一些实施例可以利用上面没有专门列出的互连技术。
下面通过实施例介绍散装材料处理系统的进一步细节，在该实施例中，散装材料处理装置4包括具有传送器带的散装材料传送器，散装材料处理附件6包括具有清洁刀片的传送器带清洁器。不过，本领域技术人员应当知道，下面关于传送器带清洁器和传送器带实施例的教导可用于散装材料处理系统的其它实施例，例如具有振动器的斜槽实施例和具有空气炮的料箱实施例。
传送器和传送器带清洁器
图1-56表示了散装材料处理系统的实施例的机械方面，其中，散装材料处理装置4包括散装材料传送器78，该散装材料传送器78包括具有外部负载运送表面84的传送器带82，且散装材料处理附件6包括传送器带清洁器80。传送器带清洁器80可以是第二传送器带清洁器，大致如图7和8中所示，其中，传送器带清洁器80用于从沿大致线性方向运动(如箭头所示)的带82的一部分的表面84上刮除粘附材料。本发明的传送器带清洁器也可以用作主传送器带清洁器，用于从以与传送器的头部滑轮接合的旋转方式运动的带82的一部分的表面84上刮除材料。当工作情况和清洁要求规定时，多个主传送器带清洁器和/或第二传送器带清洁器可以用于相同传送器带上。
传送器带清洁器80包括清洁器机构86以及一个或多个安装机构88A-B。清洁器机构86包括主框架92，该主框架92包括横轴94，该横轴94有大致线性中心纵向轴线96。横轴94大致线性地在第一端98和第二端100之间延伸。横轴94可以包括单个整体部件，或者如图1中所示，横轴94可以包括多个部件或段。如图1中所示，横轴94包括中心轴102，该中心轴102在第一端104和第二端106之间延伸。包括一个或多个周边孔的安装部件108(例如大致平面形的板)各自安装在中心轴102的第一端104和第二端106上。横轴94还包括短轴110A和B。各短轴110A-B在第一端112和第二端114之间延伸。包括一个或多个周边孔的各安装部件116(例如大致平面形的板)安装在各短轴110A和B的第一端112上。短轴110A用于采用穿过安装部件108和116中的孔延伸的紧固件(例如螺栓和螺母)而可拆卸地安装在中心轴102的第一端104上。短轴110B同样用于通过穿过安装部件108和116中的孔延伸的紧固件而可拆卸地安装在中心轴102的第二端106上。短轴110A用于可拆卸地安装在安装机构88A上，而短轴110B用于可拆卸地安装在安装机构88B上。中心轴102和短轴110A和B可以由矩形或正方形的管(如图1中所示)、圆管、实心部件或其它结构部件而形成。
中心轴102可以有与短轴110A和B不同的截面形状或尺寸，例如不同宽度、高度、壁厚等。短轴110A和B可以保持均匀尺寸，以便于安装到安装机构88A-B上，同时中心轴102的尺寸可以变化，以便考虑特殊工作情况，例如传送器带的宽度以及(因此)中心轴102在端部104和106之间的长度。因此，更小尺寸的中心轴102可以用于相对较窄的传送器带，而更大尺寸的中心轴102可以用于更宽的传送器带，以便减小偏转和适应增大的弯曲应力。在短轴110A-B和中心轴102之间的连接也使得中心轴102能够从短轴110A和B上除去，同时短轴110A-B保持安装在安装机构88A-B上。
如图16-18中所示，中心轴102包括一个或多个大致圆形孔118，这些圆形孔118穿过中心轴102的第一壁延伸，并沿中心轴102的纵向长度在端部104和106之间大致等间距相互间隔开。中心轴102还包括一个或多个细长狭槽状孔120，这些狭槽状孔120穿过中心轴102的第二侧壁延伸，并沿中心轴102的纵向长度在端部104和106之间大致等间距相互间隔开。各孔118与各孔120相关联，这样，每对孔118和120相对于中心轴102的长度在端部104和106之间位于彼此相同的位置。孔118和120提供了与位于中心轴102内的腔室122的连通。各安装部件108和116包括较大的中心孔，这样，空心通道穿过横轴94从第一端98延伸至第二端100，并包括腔室122。
如图9中所示，多个盖板123可拆卸地安装在中心轴102上，这样，各盖板123可以各自覆盖狭槽状孔120。各盖板123可以从中心轴102上拆卸，以便接近中心轴102内的腔室122。塞绳夹连接器124或(也可选择的)索环各自在各孔118处安装在中心轴102上。
主框架92包括下部安装部件126，例如弯曲板，该下部安装部件126有：第一端128，该第一端128与中心轴102的、包括狭槽状孔120的壁连接；以及第二端130，该第二端130离开轴线96相对于第一端128位于径向外侧。下部安装部件126还大致平行于轴线96在第一端132和第二端134之间纵向延伸。端部132和134稍微超过狭槽状孔120的位置向外延伸。下部安装部件126包括一个或多个安装在第二端130上的安装凸片136。各安装凸片136包括孔138，该孔138沿大致平行于轴线196的方向穿过安装凸片136延伸。安装凸片136沿下部安装部件126的长度在第一端132和第二端134之间大致均匀间隔开，且各安装凸片136与各孔118和狭槽状孔120对齐。在安装凸片136中的各孔138绕穿过各孔138延伸的大致线性轴线140大致同心地定位。轴线140大致平行于轴线96并与它间隔开。
主框架92还包括上部安装部件144，该上部安装部件144在第一端146和第二端148之间延伸，并安装在中心轴102上。上部安装部件144包括基座150，该基座150与中心轴102连接，相对于轴线96与下部安装部件126大致沿径向。基座150包括两个向外伸出的支腿152，这两个支腿152大致彼此横过，这样，各支腿152用于安装在形成中心轴102的管的各壁上。基座150还包括杆154，该杆154从支腿152的连接部向外伸出。基座150因此大致为Y形。杆154相对于支腿152偏移一定角度，这样，杆154并不以一定角度布置在支腿152之间的中间处。
多个支架156安装在杆154的外端上，并沿杆154的长度在上部安装部件144的第一端146和第二端148之间相互等间距地间隔开。各支架156大致平行于基座150地在第一端158和第二端160之间延伸。各支架156包括由大致半圆柱形内部壁164形成的、顶部开口和端部开口的容器162。各支架156还包括一对间隔开和大致平行的凸缘166，该凸缘166大致平面形，并相互大致共面。各凸缘166包括穿过延伸的一个或多个孔。支架156的半圆柱形壁164绕大致线性轴线168而形成。如图13和14中所示，位于上部安装部件144的各端146和148处的容器162近似为位于在端部支架156之间的上部安装部件144的中心中的容器156的长度的一半。在端部支架156中的各凸缘166包括一个孔，而在中心支架156中的各凸缘166包括两个孔。轴线168大致平行于轴线96延伸。
如图23和24中所示，端帽172用于可拆卸地安装在位于上部安装部件144的端部146和148处的各端部支架156上。端帽172包括由绕轴线168延伸的半圆柱形内部壁176形成的、底部开口和端部开口的容器174。端帽172包括一对间隔开和大致平行的凸缘178，各凸缘178包括一个或多个孔。凸缘178的底表面大致共面，并用于与端部支架156的凸缘166配合，这样，支架156的容器162和端帽172的容器174形成大致圆柱形容器或孔，该圆柱形容器或孔大致同心地绕轴线168和沿轴线168穿过支架156和端帽172从第一端158延伸至第二端160。端帽172通过紧固件例如螺栓和螺母而可拆卸地安装在端部支架156上。
如图25和26中所示，中心帽180用于可拆卸地安装在上部安装部件154的各中心支架156上。各中心帽180包括由绕轴线168延伸的大致半圆柱形内部壁184形成的、底部开口和端部开口的容器182。各中心帽180包括一对间隔开和大致平行的凸缘186，各凸缘186包括多个孔。凸缘186的底表面大致相互共面，并用于各自与中心支架156的凸缘166的顶表面匹配。各中心帽180用于通过紧固件例如螺栓和螺母而可拆卸地安装在中心支架156上，这样，中心帽180的容器182和中心支架156的容器162形成大致圆柱形容器或开孔，该圆柱形容器或开孔大致同心地绕轴线168和沿轴线168穿过中心支架156和中心帽180从第一端158延伸至第二端160。包括横轴94、下部和上部安装部件126和144、帽172和180以及其它部件的主框架92优选是由抗腐蚀材料来制造，并可以由金属例如不锈钢来制造。
清洁器机构86包括一个或多个枢轴190。各枢轴190在上部安装部件144的相邻支架156对之间延伸，并可旋转地安装在该相邻支架156对上。枢轴190为大致圆柱形，并同心地绕轴线168和沿轴线168从第一端192延伸至第二端194。枢轴190包括大致圆柱形表面196。枢轴190优选是由抗腐蚀材料来制造，并可以由金属例如不锈钢来制造。
枢轴190的各端部192和194用于通过衬套200而可旋转地安装在各支架156上。如图21和22中所示，衬套200包括：大致圆柱形的套筒202，该套筒202具有大致圆柱形外表面；以及大致圆形的轴环204，该轴环204安装在套筒202的一端上。轴环204超过套筒202的外表面向外延伸，从而形成大致环形的缘。大致圆柱形的开孔206沿轴线168穿过套筒202和轴环204延伸。开孔206的直径设置成使得枢轴190的端部紧密装配在该开孔206内，并与由开孔206形成的衬套200的内壁旋转接合。衬套200可以由减摩擦材料形成，并可以由金属例如多孔青铜形成。
各衬套200的套筒202用于定位在支架156的容器162内，并通过与端帽172或中心帽180的夹持接合而可拆卸地保持在其中。衬套200的轴环204定位在容器162的端部附近。枢轴190的第一端192延伸到位于第一支架156中的衬套200的开孔206中，枢轴190的第二端194延伸到位于相邻支架156中的衬套200的开孔206中。因此，枢轴190在一对相邻支架156之间延伸。枢轴190用于相对衬套200和支架156绕中心轴线168枢轴转动或旋转。
清洁器机构86还包括一个或多个刮除部件210。各刮除部件210包括臂212和刮刀刀片214。臂212沿中心纵向轴线220在第一端216和第二端218之间延伸。第一端216包括大致圆柱形的毂222，该毂222大致横过轴线220在第一端224和第二端226之间延伸。大致圆柱形的开孔228沿轴线168和同心地绕轴线168穿过毂222而从第一端224延伸至第二端226。枢轴190穿过毂222的开孔228延伸，这样，枢轴190的第一端192和第二端194各自超过毂222的端部224和226向外延伸近似相等距离。由开孔228形成的、毂222的大致圆柱形表面的尺寸设置成与枢轴190的表面196紧密接合。毂222可以与枢轴190连接，这样，臂212和枢轴190相连地绕轴线168相互枢轴转动。轴190可以通过之间的摩擦配合或通过连接部件(例如键或焊接)而与毂222连接。枢轴190还可以整体形成有臂212。也可选择，臂212可以绕轴线168相对于枢轴190枢轴转动。
臂212包括支杆230，该支杆230有与毂222连接的第一端以及与位于臂212的第二端218处的安装部件232连接的第二端。在图28所示的平面图中可见，支杆230大致线性地沿轴线220延伸。在图29所示的型面图或正视图中可见，支杆230为大致S形，包括从毂222伸出的、朝下大致凹形弯曲的部分以及从该朝下弯曲部分延伸至安装部件232的、朝上大致凹形弯曲的部分。支杆230包括中心脊234，该中心脊234从毂222延伸至安装部件232。相对侧壁236A-B从脊234向下和向外延伸至各下部边缘238A-B。各下部边缘238A-B从毂222延伸至安装部件232。槽道240位于支杆230的底壁中，它从毂222附近延伸至安装部件232。槽道240将底壁分离成相应间隔开的第一和第二底壁部分242A-B。支杆230包括一对间隔肋244A-B，该对间隔肋244A-B沿各底壁部分242A-B从位于毂222附近的近端延伸至远端246，该远端246大致位于支杆230的朝上凹形部分的底端处，并与臂212的第二端218间隔开。各肋244A-B包括一个或多个孔248A-B，且在各肋244A中的各孔248A-B与在肋244B中的相应孔248A-B对齐，这样，孔相互同心和大致平行于轴线168定位。肋244A-B位于边缘238A-B的内侧并与该边缘238A-B大致平行，如图30中所示，从而形成在肋244A-B和边缘238A-B之间的唇缘，其沿底壁部分242A-B延伸。臂212包括一对间隔开的凸耳252A-B，它们安装在毂222上并从该毂222向下和向外凸出。狭槽254位于凸耳252A-B之间，它平行于轴线168延伸。狭槽254用于接收主框架92的上部安装部件144的基座150的杆154。
臂212的安装部件232包括托架258，该托架258有安装在支杆230的第二端上的基座。托架258从基座向上延伸至顶端260。托架258包括内部表面262和间隔开的外部表面264。内部和外部表面262和264大致平面形。内部表面262位于与轴线168大致平行的平面中。内部表面264定位成比外部表面264更靠近臂的第一端216。一个或多个孔266穿过托架258从内部表面262延伸至外部表面264。
安装部件232还包括从支杆230的第二端向上延伸的保持器部件270，例如向上延伸的指状物或凸出部。保持器部件270定位在托架258内侧，比该托架258更靠近臂212的第一端216。保持器部件270向上延伸至远侧顶端272。横向狭槽274穿过安装部件232在托架258和保持器部件270之间延伸。狭槽274在它的顶端处在保持器部件270的顶端272和托架258之间开口，并在各端开口。狭槽272形成在保持器部件270上的内部壁，该内部壁大致平面形，并与托架258的内部表面262平行。狭槽274还形成底壁276，该底壁276可以为大致半圆形，如图29中所示，或者它在需要时可以为大致平面形或其它形状。托架258的顶端260定位成从狭槽274的底壁276向外侧的距离大于保持器部件270的顶端272离底壁276的距离。因此，保持器部件270的长度小于托架258的长度。优选是，臂212由抗腐蚀材料形成，并可以由金属例如不锈钢形成。
刮除部件210的刮刀刀片214用于与臂212的安装部件232可拆卸地连接。也可选择，刮刀刀片214可以与臂212形成一体。如图33和34中所示，刮刀刀片214包括：基座280，该基座280有底端282；以及本体284，该本体284从基座280向上延伸至刮除刃286。刮刀刀片214包括内部表面288和间隔开的外部表面290，各表面从底端282延伸至刮除刃286，并从第一端292延伸至刮刀刀片214的第二端294。如图33中所示，内部表面288可以以凹形圆柱形方式弯曲，例如成一段圆的形状。表面288和290大致相互等间距隔开。因此，刮刀刀片214有在内部表面288和外部表面290之间的、大致均匀的厚度。基座280包括一个或多个孔296，这些孔296从内部表面288延伸至外部表面290，并用于与臂212的托架258中的各孔266对齐。刮刀刀片214可以设置成当刮刀刀片214磨损时提供与传送器带82的相对恒定刮除角度，且该刮刀刀片214绕轴线96枢轴转动成与带82连续接合。
刮刀刀片214有一定厚度，使得基座280紧密装配在臂212的安装部件232的狭槽274中，且基座280的内部表面288定位成紧邻保持器部件270的内部表面，且外部表面290定位成紧邻托架258的内部表面262。基座280的底端282可以弯曲成半圆形形式，以便与安装部件232中的狭槽274的底壁276配合地接合。也可选择，基座280的底端282可以为大致平面形，且狭槽274的底壁276可以为平面形，用于配合接合。刮刀刀片214的刮除刃286可以弄圆成半圆形总体形状，如图33中所示。也可选择，刮除刃286可以为大致平面形。刮除刃286可以包括磨损顶端，如Martin Engineering Company的US专利No.6374991中所述，该文献被本文参引。刮刀刀片214通过延伸穿过刮刀刀片214中的孔296和安装部件232的托架258中的孔266的紧固件而可拆卸地与臂212的安装部件232连接。因此，刮刀刀片214可从臂212上拆卸和更换，例如当刮刀刀片214磨损或损坏时。各刮除部件210通过除去合适帽172和180而从主框架92上选择性地单独拆卸和更换。
使刮刀刀片214与安装部件232连接的紧固件防止刮刀刀片214相对于托架258横向运动。在与运动的传送器带82接合时而施加在刮刀刀片214的刮除刃286上的摩擦刮除力至少部分由刮刀刀片214的基座280与安装部件232的保持器部件270的接合来承受。由运动的带82施加在刮除刃286上的摩擦刮除力按压刮刀刀片214的外表面290使它与托架258的顶端260接合，并将试图使刮刀刀片214的底端282枢轴转动离开托架258的内部表面262，这样，刮刀刀片214将绕托架258的顶端260枢轴转动。不过，刮刀刀片214的该枢轴转动由于刮刀刀片214的基座280与安装部件232的保持器部件270的内部表面288的接合而防止。刮刀刀片214可以由金属例如不锈钢形成，并可以在刮除刃286处包括耐磨材料，例如碳化钨或陶瓷材料。
清洁器机构86还包括一个或多个阻尼器机构302。各阻尼器机构302与各刮除部件210连接。阻尼器机构302包括第一端303和第二端305。各阻尼器机构302包括阻尼器304，并可以包括传感器外壳或盒306。如图37-39中所示，盒306包括大致矩形壳体308，该壳体308形成一个或多个内部腔室310。盒306还包括在盒306的各侧的、可拆卸和可更换的大致平面形侧部面板312。侧部面板312可拆卸地安装在壳体308上，以便选择地进入腔室310。侧部面板312密封接合地安装在壳体308上，这样，盒306基本防雨和防水。壳体308的端壁包括与该腔室310连通的孔314。塞绳夹部件316安装在壳体308上并与孔314连通，这样，一个或多个电线或电缆可以从壳体308的腔室310内的控制器延伸至塞绳夹部件124和主框架92的腔室122。塞绳夹部件316使得盒306保持防水。
安装凸片320在阻尼器机构302的第二端305处安装在壳体308的顶部。安装凸片320包括开孔322，该开孔322沿中心线性枢轴轴线324延伸穿过。安装凸片320有在开孔322的各端处在相对侧壁之间的宽度，该宽度使得安装凸片320可插入至臂212的肋244A-B之间，且开孔322与在各肋244A-B中的各对孔248A-B同轴对齐。紧固件例如螺栓和螺母穿过孔248和开孔322延伸，从而使得阻尼器机构302与臂212可枢轴转动地连接，这样，阻尼器机构302和臂212绕枢轴轴线324彼此相对枢轴转动。壳体308还包括在该壳体308的、与安装部件320相对侧的安装部件326。该安装部件326包括螺纹开孔328，该螺纹开孔328沿大致线性轴线330延伸，且该螺纹开孔328与腔室310连通。
如图35所示，阻尼器304在第一端334和第二端336之间延伸。阻尼器304可以包括组合气弹簧和阻尼器，例如磁流变(MR)流体阻尼器，例如由Lord Corporation制造的RD-1119MR流体阻尼器。阻尼器304可以如US专利No.5277281所述来构造和操作，该文献被本文参引。阻尼器304包括大致圆柱形和管形的壳体338，该壳体338形成内部流体腔室340。壳体从第一端342延伸至第二端344。安装部件346安装在第一端342上。开孔348沿轴线140穿过安装部件346延伸。安装部件346可以包括一对间隔开的耳状物，开孔348穿过该耳状物延伸，这样，主框架92的下部安装部件126的安装凸片136用于装在该耳状物之间，且紧固件可以穿过安装部件346的开孔348和穿过安装凸片136的孔138延伸，从而使阻尼器机构302可绕枢轴轴线140相对于主框架92枢轴转动。
隔膜350位于壳体338内，并使流体腔室340与位于壳体338的第二端334处的积累器腔室352分离。积累器腔室352可以包括压缩空气，例如氮气。流体腔室340包括MR流体，例如包括悬浮在硅酮油中的羰基铁微粒的流体。阻尼器304包括活塞354，该活塞354有位于流体腔室340中的活塞头部355，该活塞头部355包括第一侧356和第二侧358。活塞头部355将流体腔室340分成分别在活塞头部355各侧的子腔室。活塞头部355包括一个或多个流体通道360，该流体通道360穿过活塞头部355在第一和第二侧356和358之间延伸，该流体通道使得流体腔室340的子腔室相互流体连通。需要时，流体通道还可以形成于活塞头部355的边缘和壳体338的内部侧部之间。活塞354包括缠绕活塞头部355的电线圈362。活塞头部355由磁可透过材料来制造。
活塞354包括大致管形的轴364，该轴364有与活塞头部355连接的第一端366以及有螺纹和定位在壳体308外部的第二端368。轴364的第二端368用于插入螺纹孔328中，用于与控制盒306的安装部件326刚性连续。轴364同心环绕线性轴线330和沿该线性轴线330延伸。轴364穿过壳体338的第二端344延伸，并通过密封件370而与该壳体流体密封。电线从电线圈362延伸穿过轴364内的中心开孔并从第二端368向外伸出，且穿过开孔328伸入盒306的腔室310中，用于与辅助控制器305连接。
活塞354可沿轴线330沿任一方向相对于壳体338线性滑动。当活塞354相对于壳体338MR沿轴线330运动时，流体将从第一子腔室通过流体通道360流向第二子腔室，从而使活塞354能够相对于壳体338滑动。积累器352容纳通过轴364插入流体腔室340中和通过MR流体的热膨胀而移动的MR流体。由电线圈362产生的、在磁通量中的选定振动提供了在MR流体的流动特征中的相应变化。MR流体能够在非常大范围内改变稠度或粘性。因此，控制MR流体的流动特征将提供对活塞354的能力的控制，以便相对于壳体338沿轴线330运动，并因此阻尼由于施加在活塞354上的振动力而引起的振动。来自运动的传送器带82的动能通过刮除部件210而传递给阻尼器304。在阻尼器中的MR流体将动能转变成热量，并将热量传递给大气。阻尼器304提供了在第一端334和第二端336之间的相对恒定地传递轴向力，而不管活塞354相对于壳体338的位移如何，同时阻尼刮刀刀片214相对于带82的振动。尽管控制盒306在图中表示为使得活塞354第二端368与臂212连接，但是当需要时活塞354的第二端368可以直接与臂212可枢轴转动地连接。
使得各刮刀刀片214偏压成与传送器带82接合的刮除力由阻尼器304来提供。在积累器腔室352中的气体的不同压力和积累器腔室352的不同容积将提供不同的力相对于位移的输出曲线。优选是，阻尼器304具有较大积累器腔室352和较短活塞冲程，这样，输出力相对于位移的曲线相对扁平，从而在刮刀刀片214和带82之间提供相对恒定的刮除力和清洁压力。需要时可以使用具有不同气体压力和/或不同积累器腔室容积的不同类型阻尼器304，以便提供合适的刮除力和刮除压力。不同类型的阻尼器304可以在清洁器机构86中彼此互换，以便选择地改变刮刀刀片214与带82接合的刮除力。
如上所述，阻尼器304包括包含MR流体的磁流变(MR)流体阻尼器。MR流体的粘性取决于磁场，因此MR阻尼器的阻尼效果可以通过调节施加给MR流体的磁场而进行调节。在另一实施例中，阻尼器304包括包含ER流体的电流变(ER)阻尼器。与MR流体类似，ER流体的粘性取决于电场，因此ER阻尼器的阻尼效果可以通过调节施加给ER流体的电场来进行调节。尽管一些实施例利用MR流体阻尼器或ER流体阻尼器，但是本领域技术人员应当知道，阻尼器304可以包括其它类型的控制阻尼器，以便获得所需的控制阻尼效果。需要时，阻尼器304可以包括弹性偏压部件，例如机械螺旋弹簧，该弹性偏压部件环绕壳体338和活塞354延伸，且偏压部件的第一端与壳体338连接，第二端与活塞354连接。
臂212的凸耳252A和B用于与上部安装部件144的杆154接合，以便限制臂212绕枢轴168的枢轴转动。因此，凸耳252A-B限制阻尼器304的活塞354的可能冲程长度，从而防止活塞354过度退回(这将损坏隔膜350)和防止活塞354过度伸出(这将损坏密封件370)。
上部安装部件144设计成使得刮刀刀片214能够成一直线、或者偏移和交叠。如图1中所示，全部刮刀刀片214定位成相互成一直线。需要时，主框架92的上部安装部件144可以分成多段，其中，各段包括分别在各端的第一和第二支架156。每隔一个安装部件段都两端位置颠倒，以便于使刮刀刀片结构偏移和交叠。由于杆154的偏移，每隔一个安装部件段的支架156都将相互对齐，其中，一组支架沿枢轴轴线168对齐，第二组支架156沿平行枢轴轴线对齐，该枢轴轴线与枢轴轴线168隔开并与它平行。平行枢轴可以相互偏移选定距离，例如25毫米。因此，第一组的每隔一个刮除部件210将相互对齐，同时第二组的剩余刮除部件210将相互对齐。因此，相邻刮除部件210的刮刀刀片214相互偏移，这样，刮刀刀片214将沿带的宽度相互交叠。在偏移位置中使用的刮刀刀片的宽度优选是比在成一直线位置中使用的刮刀刀片的宽度更宽，以便提供相邻刮刀刀片的交叠。也可选择，支架156可以分开，且端帽172用于代替中心帽180，且各安装部件144的间距可以定位成相互更靠近，以便使相邻刮刀刀片交叠。阻尼器机构302与第一组的对齐刮除部件210的孔248A可枢轴转动地连接，且阻尼器机构302与第二组对齐刮除部件210的孔248B可枢轴转动地连接。
当刮除部件210设置成偏移和交叠结构时，各刮除部件210的刮刀刀片214可枢轴转动地安装在安装部件232上，例如通过穿过孔226和孔296延伸的单个紧固件，这样，刮刀刀片214可绕枢轴轴线(该枢轴轴线大致横向于轴线168)相对于臂212枢轴转动。当刀片214处于中心位置时，刀片214的底端282与保持器部件270中的狭槽274的底壁276间隔开，这样，刀片214可以在刀片214的基座280与狭槽274的底壁276接合之前绕枢轴轴线沿任一方向枢轴转动，例如加或减5度。在该结构中，将在由刀片214的刮除刃286和端部292、294形成的拐角处附加提供磨损顶端，以便当刀片214用于带表面84时防止擦伤带82。
清洁器机构86还包括偏转器罩374。如图40-45中所示，偏转器罩374包括第一侧壁376和镜像的第二侧壁378。第一和第二侧壁376和378间隔开和大致相互平行，并在前壁380和后壁382之间延伸。第一和第二侧壁376和378还各自在下部边缘384和上边缘386之间延伸。通道穿过偏转器罩374从形成于偏转器罩374顶端中的开口(在第一和第二侧壁376和378的上边缘376之间)延伸至形成于偏转器罩374底端中的开口(在第一和第二侧壁376和378的下部边缘384之间)。各侧壁376和378包括囊袋388，用于在它们之间接收阻尼器304。
如图4和5中所示，阻尼器机构302穿过偏转器罩374中的通道延伸，且阻尼器304位于囊袋388中。第一和第二侧壁376和378的上边缘386与刮刀部件210的支杆230的边缘238A-B匹配接合，以便在它们之间形成密封。因此，偏转器罩374基本围绕阻尼器机构302，并完全围绕盒306和阻尼器304的上端，以便防止由刮刀刀片214从带82刮除的材料冲击这些部件或与这些部件接合。偏转器罩374可以由弹性材料来制造，例如尿烷。
安装机构88A-B可以大致构成为相互镜像。安装机构88B在图44和45中表示。各安装机构88A-B包括线性定位机构394，该线性定位机构394有底部安装托架396和上部安装托架398，例如角铁。安装托架396和398的垂直支腿包括孔，这样，该垂直支腿用于可拆卸地安装在静止支承结构上。安装托架396和398的各水平支腿包括孔。线性促动器例如具有中心线性轴线402的螺纹杆或轴400在底部和上部安装托架396和398之间穿过它们的水平支腿中的孔而延伸。一对支承螺母404螺纹安装在轴404上，且相应支承螺母404与安装托架396和398的水平支腿的顶表面接合。一对锁定螺母406与轴404螺纹接合，且各锁定螺母406位于各安装托架396和398的相应水平支腿的底表面附近。锁定螺母406可以选择地移动离开安装托架396和398，这样，需要时轴404可选择地绕轴线402沿顺时针方向或逆时针方向旋转。锁定螺母406可以接合抵靠安装托架396和398，从而防止轴400绕轴线402旋转。线性促动器400可以选择地包括电、液压或气动促动器，该促动器分别位于主框架92的各端。
线性定位机构394还包括支承托架410。该支承托架410包括大致线性的开孔412，该开孔412从支承托架410的底端延伸至顶端，并用于接收螺纹轴400。支承托架410还包括通道414，该通道414大致水平和横向于开孔412地在相对侧壁之间延伸穿过支承托架410。通道414包括大致圆形和凹形的容器416，该容器416用于接收大致圆形的衬套418。衬套418包括大致圆形和凸形的外壁420，该外壁420用于与容器416可旋转地接合和匹配。衬套418还包括中心开孔422，该中心开孔422用于接收和匹配接合主框架92的短轴110A或B，这样，主框架92和衬套418可相对于支承托架410绕轴线96相连旋转。安装机构88A-B的支承托架410各自将主框架92的相对端接收和支承在衬套418内。支承托架410和清洁器机构86可通过由螺母456使螺纹轴400绕它们各自的轴402适当地升高或降低而沿大致线性方向沿轴400的轴线402沿任一方向选择地运动。需要时，电操作旋转促动器可以与各轴400操作连接，以便使轴400进行选定的旋转，从而选择地定位清洁器机构86。轴401可以键入开孔412中，以便限制组件80相对于传送器带82的横轴的水平移动。
一个或两个安装机构88A-B可以包括旋转定位机构428。旋转定位机构428包括轴环430，例如大致平面形的板，该轴环430包括中心孔432，该中心孔432用于匹配接收短轴110A或B，这样，轴环430和主框架92可绕轴线96彼此相连旋转。轴环430还包括多个周边孔和弓形狭槽434。旋转定位机构428还包括枢轴臂436。枢轴臂436的第一端438包括大致圆形的中心孔442，该中心孔442用于接收主框架92的短轴110A或B。第一端438包括以大致均匀方式绕中心孔442间隔开的多个周边孔444。枢轴臂436的第一端438用于通过各自穿过周边孔434和444延伸的紧固件而与轴环430可拆卸地连接。枢轴臂436绕轴线96相对于轴环430的位置可以通过选择地将紧固件布置在轴环430的狭槽孔434中而进行调节。枢轴臂436的第二端440包括与中心孔442间隔开的孔446。
旋转定位机构428还包括支承托架450，该支承托架450有开孔452，该开孔用于螺纹接收螺纹轴400，这样，支承托架450通过螺母456而定位在轴402上，并由轴400支承。支承托架450还包括纵向螺纹开孔452，该纵向螺纹开孔452大致横向于螺纹孔452的中心轴线向内伸入支承托架450中。支承托架450可螺纹安装在螺纹轴400上，其与线性定位机构394的支承托架410的底部间隔开和处于它下面。螺纹孔454的中心轴线大致垂直于轴线402延伸。一个或多个锁定螺母456可与轴400螺纹接合，并位于支承托架410和支承托架450的上面和下面，以便使托架相对于螺纹轴400选择地锁定就位。
旋转定位机构428还包括线性促动器机构460。线性促动器机构460包括具有第一端464和第二端466的流体缸462。流体缸462包括壳体468，该壳体468具有在第二端466处的孔470。孔470沿大致线性轴线472延伸。可伸出和退回的线性杆(ram)474从壳体468的第一端向外延伸至具有孔478的远端476。孔478沿轴线480延伸，该轴线480与轴线472平行并间隔开。杆474沿中心纵向轴线482延伸，该中心纵向轴线482从流体缸462的第一端464延伸至第二端466。纵向轴线482垂直于轴线472和480。
流体缸462的第二端466通过穿过孔470伸入支承托架450的螺纹开孔454中的紧固件而可枢轴转动地安装在支承托架450上。因此，流体缸464可绕轴线474相对于支承托架450枢轴转动。流体缸462的第一端464和(因此)杆474的远端476通过穿过孔478和孔446延伸的紧固件而可枢轴转动地安装在枢轴臂436的第二端440上。因此，流体缸462可绕轴线480相对于枢轴臂436枢轴转动。杆474的远端476可以选择地沿轴线482相对于壳体462沿任一方向运动(伸出或退回)。
线性促动器机构460还包括与流体泵484操作连接的电马达，该流体泵484与流体缸462流体连通。电马达与控制盒306中的辅助控制器305电连通。流体泵484用于使杆474选择地伸出和退回。流体缸462和流体泵484可以液压操作，或者当需要时可以气动操作。线性促动器机构460可以通过直流电(DC)电压来操作，例如24伏DC。线性促动器机构460可以是由KYB Corporation制造的Mini MotionPackage促动器。
如图45中所示，安装机构88A-B的线性促动器机构460的杆474的同时伸出将使得枢轴臂436和清洁器机构86沿逆时针方向绕轴线96枢轴转动或旋转。杆474的退回将使得枢轴臂436和清洁器机构86沿顺时针方向绕轴线96枢轴转动。可以根据线性促动器机构460的力输出和传送器带82的宽度来确定一个还是两个安装机构88A和B包括旋转定位机构428。例如，当用于直到大约1200毫米(48英寸)宽的带时，可以只有一个安装机构88A或B包括旋转定位机构428，而当使用更宽的带时，两个安装机构88A和B可以包括各自的旋转定位机构460。
如图7中所示，刮刀刀片214相对于传送器带82的表面84布置成大约45度的正清洁或倾斜角。正清洁或倾斜角也称为剥离角，是刮刀刀片朝着传送器带的运行方向倾斜的角度。如图8中所示，刮刀刀片14相对于传送器带82的表面84布置成大约负10度的负清洁或倾斜角。负清洁或倾斜角也称为刮除角，是刮刀刀片沿与带运行方向相同的方向倾斜的角度。零斜度清洁角是刮刀刀片与带82表面垂直的清洁角。
清洁器机构86的清洁角可以在需要时通过改变在主框架92的旋转轴线96和传送器带82的表面84之间的安装距离而在前述清洁角之间变化。安装机构88A-B的轴400的合适旋转将使得清洁器机构86的枢轴96沿与轴400的中心轴线402大致平行的平面488朝着传送器带82的表面运动。当轴400沿相反方向旋转时，清洁器机构86的枢轴轴线96沿平面488沿相反方向移动离开传送器带82的表面。因此，线性定位机构394允许清洁器机构86的枢轴轴线96沿平面488选择性的布置，这样，刮刀刀片214以合适的清洁角与传送器带82的表面84接合，例如在45度正斜度清洁角到负10度负斜度清洁角之间的任意角度。需要时也可以使用其它的清洁角范围。刮刀刀片214的清洁角可以在安装传送器带清洁器80之后进行调节，以便将清洁角精细调节成最佳清洁角，并在由于带速度变化、传送材料变化或其它工作参数变化而需要时改变清洁角。这样的调节可以人工或自动进行。
一旦清洁器机构86沿平面488定位在它所需的安装位置，旋转定位机构48的线性促动器机构460使得清洁器机构86绕轴线96旋转。流体缸462的杆的伸出将使得枢轴臂436和清洁器机构86沿逆时针方向枢轴转动，如图7和45中所示，以便使刮刀刀片214旋转成与传送器带82接合，这样，阻尼器304将它们各自的刮刀刀片214弹性偏压成以合适力和刮除压力来与传送器带82的表面接合。
流体缸462的杆474的退回将使得枢轴臂436和清洁器机构86沿顺时针方向枢轴转动，如图7和45中所示，因此使刮刀刀片214与传送器带82脱开。因此，当带82使它的运行方向反向时或者用于维护目的时，旋转定位机构824可以使清洁器机构86与传送器带82脱开。当刮刀刀片214在使用过程中磨损时，旋转定位机构48的线性促动器机构460将使得刮刀刀片214绕轴线96旋转成继续与带82刮除接合，同时保持基本恒定的清洁角和清洁压力。位置指示传感器例如磁性开关可以用于限制臂436的运行。
在工作过程中，各阻尼器304分别阻尼相关刮刀刀片214相对于传送器带82的振动。各阻尼器分别由在它的相关盒306中的相应辅助控制器305来控制，这样，各刮刀刀片214的阻尼可以分别控制。各阻尼器304的阻尼特征可以在传送器带清洁器80的工作过程中变化，以便适应工作状态的变化。附件散装材料处理装置(例如传送器带清洁器80、空气炮或工业振动器)的工作状态和这些附属装置与主要散装材料处理装置的组合的工作状态将通过检测和监测由附件和主要装置的组合发出的振动来确定。在发出的振动中的变化用于起动附属装置的控制，这样，附属装置和主要装置的组合将以最佳性能水平工作。
清洁器机构86的几何结构大致在图56中结合X-Y直角坐标系来表示。清洁器机构86的几何结构使得该清洁器机构86能够用于使刮刀刀片214以正、零或负斜度清洁角“CA”与带82接合。当确定刮刀刀片214的圆弧和偏压(bias)的轴线定位成与轴线168同轴时，清洁器机构86将只在正斜度清洁角下使用，因为使清洁器机构86沿平面488升高(为了在零或负斜度清洁角工作)将产生在臂212和带82之间的干涉，除非刮刀刀片在滑轮的圆弧上与带接合。如图56中所示，还提供了虚拟枢轴轴线490，它确定了刮刀刀片214的曲率和偏压角度。虚拟枢轴轴线490与枢轴轴线168间隔开和平行，并位于枢轴轴线168的上面和在枢轴轴线168和带82之间。当虚拟枢轴轴线490位于枢轴轴线168上时，刮刀刀片214的偏压角度将为90度，并将在磨损过程中提供恒定清洁角。当虚拟枢轴轴线490位于轴线168的上面时，刀片214的偏压角度将小于90度，且通过利用绕轴线490形成的圆弧的刮刀刀片214来使得清洁角在磨损过程中保持基本恒定(±5％)。不管带清洁器结构86沿平面488的安装高度如何或者带清洁器结构86绕轴线96的旋转角度如何，带清洁器结构86的几何结构将保持在刮刀刀片214和带82之间的基本恒定清洁角。
散装材料处理控制器
下面将参考图58-60介绍散装材料处理控制器12的一个实施例。如图所示，控制器12包括主控制器500以及一个或多个辅助控制器305。尽管控制器12可以如图58-60所示以分配方式实施，但是其它实施例可以包括单个控制器500，没有分开的辅助控制器305。在这样的实施例中，辅助控制器305的传感器可以保持或者靠近要监测的部件，但是辅助控制器305的逻辑部件(例如处理器)可以省略，且单个控制器500设置成执行主控制器和辅助控制器的逻辑任务。在还一实施例中，散装材料处理控制器12可以只包括辅助控制器305，而没有分开的主控制器500。在这样的实施例中，主控制器500的任务可以在辅助控制器305之间分配，分给单个辅助控制器305和/或主控制器500的一些任务可以省略。而且，为了帮助本领域技术人员理解散装材料处理控制器12的结构和操作，下面将通过控制带清洁器结构86来介绍控制器12。不过，本领域技术人员应当知道，散装材料处理控制器12的相关教导也可以很容易地用于其它散装材料处理装置4和/或其它散装材料处理附件6。
下面参考图58，图中表示了在散装材料处理控制器12的部件和散装材料处理附件(例如带清洁器机构86)的部件之间的关系。如图所示，主控制器500与带清洁器机构86的定位机构510(例如线性定位机构394和旋转定位机构428)连接。这样，在一个实施例中，主控制器500可以产生控制信号，以便调节散装材料处理附件6相对于散装材料处理器4的定位。例如，主控制器500可以产生使得线性定位机构394使带清洁器机构86运动成更靠近传送器带82的控制信号，或者可以产生使得线性定位机构394使带清洁器机构86运动成更远离传送器带82的控制信号。类似地，主控制器500可以产生使得旋转定位机构428使带清洁器机构86相对于传送器带82旋转的控制信号。通过给线性定位机构394和旋转定位机构428的控制信号，主控制器500可以调节由刮刀刀片214施加在带82上的力以及调节刮刀刀片214与带82接触的角度。
各辅助控制器305控制散装材料处理附件6的一个或多个方面。在一个实施例中，各臂212包括辅助控制器305，该辅助控制器产生使得各阻尼器304可控制地阻尼它的相关臂212的振动的控制信号。在一个实施例中，辅助控制器305根据从它的传感器例如加速计502和温度传感器504接收的信号而产生控制信号。如上所述，阻尼器304有可控制的阻尼速率，它相对于由辅助控制器305接收的控制信号成线性。因此，在一个实施例中，辅助控制器305可以通过增加给阻尼器304的控制信号流来增大它的阻尼器304的阻尼效果，并可以通过减少给阻尼器304的控制信号流来减小它的阻尼器304的阻尼效果。不过，其它实施例可以利用这样的阻尼器304，该阻尼器具有相对于接收的控制信号并不成线性的可控制阻尼速率，且辅助控制器305可以根据该非线性阻尼速率来产生控制信号。
图58中还表示了主供给块520。在一个实施例中，主供给块520接收来自主电源的电信号，并调节和/或转变接收的电信号，以便向控制器12和附件6提供合适的电信号。在一个实施例中，主电源向主供给块520提供AC电信号，主供给块520将接收的AC电信号转变成适合散装材料处理控制器12和散装材料处理附件6的一个或多个DC电信号。
主供给块520还可以产生状态信号，该状态信号可以用于向主控制器500提供状态信息。在一个实施例中，主供给块520可以产生状态信号，以便向主控制器500通知电故障，例如主供给块520从它的主电源接收不足的电量，和/或主供给块520向散装材料处理系统的部件提供不足的电量。而且，主供给块520还包括交流电源或电储备，例如高功率电池或超级电容，它们能够提供用于散装材料处理控制器12和散装材料处理附件6的足够电量，以便响应向主控制器500通知它的主电源故障的状态信号而执行故障响应。例如，主供给块520的电储备可以提供用于控制器12和附件6的足够电量，以便安全响应主电源不能提供电量(例如关闭)或不能提供足够电量(例如降低电压)时的情况。在一个实施例中，主控制器500可以产生控制信号，该控制信号导致定位机构510使得臂212从带82退回，以便当主供给块520不能提供足够电量来操作附件6时防止臂212损坏带82。
图68中进一步表示了在散装材料处理控制器12的部件和散装材料处理附件的部件(例如带清洁器机构86)之间的电缆连接的细节。如图所示，各辅助控制器305可以通过十(10)个18号电缆而与连接盒590连接，且定位机构530的各旋转定位机构428可以通过三(3)个14号电缆而与连接盒590连接。主控制器500可以通过三(3)个14号电缆而与定位机构530的线性定位机构396连接，并通过三(3)个18号电缆而与电插头连接。主控制器500可以通过十(10)个18号电缆(这十个18号电缆使主控制器500与连接盒590连接)而进一步与辅助控制器305连接，并通过五(5)个14号电缆(这五个14号电缆使主控制器500与连接盒连接)而进一步与旋转定位机构428连接。连接盒590使主控制器500的电缆与辅助控制器305和旋转定位机构428的电缆合适地相互连接，因此提供用于使这些部件相互连接的中心位置。
图59表示了关于主控制器500的实施例的附加细节。如图所示，在一个实施例中，主控制器500包括处理器540、存储器542、一个或多个I/o接口544以及实时时钟546。处理器540大致管理主控制器500的其它部件。因此，在一个实施例中，处理器540包括嵌入的固件，处理器540运行该固件，以便执行各种任务。处理器540可以利用通用处理器、数字信号处理器或微处理器(它们可由多个制造商获得，例如Intel Corporation、Advanced Micro Device、InternationalBusiness Machines、Texas Instruments等)来实施。在一个实施例中，处理器540包括由Texas Instruments出售的TMS320LF2407或TMS320F2806数字信号处理器，当然也可以使用其他处理器。
存储器542储存用于主控制器500的数据。特别是，处理器540可以从存储器542阅读数据，并向存储器542写入数据。在一个实施例中，存储器542包括可拆卸的存储卡，该存储卡的容量为至少512千字节。在这样的实施例中，存储卡可以取出以便获得它的储存数据用于将来的使用，和/或可以取出用于由其它计算装置来分析。
一个或多个I/O接口544向处理器540提供用于与外部装置例如用户接口8、辅助控制器305和定位机构510交换数据的接口。在一个实施例中，辅助接口544包括RS-485串行接口，它使主控制器500与辅助控制器305以花环方式连接。辅助接口305还可以包括可用于使用户接口8、辅助控制器305和定位机构510与主控制器500操作连接的其它有线和/或无线接口。这些有线和/或无线接口可以包括但不局限于：RS-232、RS-422、RS-485和Controller Area Network(CAN)串行接口；IEE 802.3(以太)网络接口；IEEE 802.11(WIFI)接口；通用串行总线(USB)接口；IEEE 1394(火线)接口；PS/2鼠标和键盘接口；以及IEEE 802.15.1(蓝牙)接口。
实时时钟546向处理器540提供了当前时间基准。处理器540可以将该当前时间基准用于从与I/O接口544连接的装置接收的时间标记数据。处理器540还可以将实时时钟546用于主控制器500与散装材料处理系统的其它部件的同步操作。在一个实施例中，实时时钟546包括来自ST Microelectronics的M41T0M6实时时钟芯片。
图60表示了关于辅助控制器305的实施例的附加细节。在所示实施例中，各辅助控制器305包括本地电源550、一个或多个运动传感器552、一个或多个温度传感器554、一个或多个信号接口556以及处理器558。本地电源550从主供给块520接收电。本地电源550调节和/或转变由主供给块520提供的电，以便向辅助控制器305的部件提供合适的电信号。
运动传感器552大致可操作成检测辅助控制器305、散装材料处理装置4、散装材料处理附件6、散装材料和/或装置4或附加6的部件的运动。因此，运动传感器552可以包括检测位移变化、速度变化、加速度变化和/或其它运动指示的传感器。在一个实施例中，运动传感器552包括多个加速计，其中，一个加速计测量臂212的加速度，另一加速计测量臂212的倾斜或斜度。
一个实施例的加速计具有非常小的尺寸、扩展的温度范围(工作范围-55...+125℃，至少在-40...+100℃范围内保证技术规范)以及承受至少2000g冲击的能力。特别是，加速计可以包括MEMS(MicroElectro Mechanical System)类型，它们通常有非常小的尺寸，并能够产生只有简单低通滤波器的斜度信息。在一个实施例中，用于测量加速度的加速计包括ADXL78加速计，且用于测量斜度的加速计包括ADXL322加速计，它们都由Analog Devices制造。而且，在一个实施例中，加速计布置在与处理器558相同的印刷电路板上，并接近处理器558的模拟输入。而且，加速计布置成远离处理器558的脉冲宽度调制输出，以便降低可能破坏加速计信号的电噪音。
温度传感器554产生模拟测量信号，它表示由温度传感器445检测的温度。在一个实施例中，温度传感器554的测量范围为-40℃至+125℃。而且，在一个实施例中，温度传感器包括来自Analog Devices的AD7416ARM温度传感器，尽管也可以使用其它传感器。
信号接口556可以接收来自传感器552、554的测量信号，并调节该信号，使得它们成适合处理器558的输入的形式。假定传感器552、554产生模拟测量信号，该模拟测量信号将供给处理器558的模拟输入。信号接口556可以滤波、放大、衰减或以其它方式调节该测量信号，使得调节的测量信号保持在处理器558的模拟输入的操作范围内。相似的，如果模拟测量信号供给处理器558的数字输入，信号接口556可以滤波、放大、衰减、数字化或以其它方式调节测量信号，使得该测量信号的数字化值保持在处理器558的输入范围内。同样的，信号接口556可以调节由处理器558产生的控制信号，使得该控制信号保持在接收该控制信号的这些部件的操作范围内。还有，该调节可以包括滤波、放大、衰减和/或数字化该控制信号。
处理器558接收来自传感器552、554的调节测量信号，并通过信号接口556向它的相应阻尼器304提供输出控制信号。在一个实施例中，处理器558包括来自Texas Instruments的TMS320LF2401或TMS320F2801数字信号处理器，尽管也可以使用其它数字信号处理器、通用处理器和/或微控制器。在一个实施例中，处理器558包括数据获得块560、数字滤波器562、积分器564、566、峰值变换器568、平均值变换器570和均方根(RMS)变换器572、信号选择器576、比例-积分-微分(PID)控制器578和脉冲宽度调制(PWM)控制器578。本领域技术人员应当知道，处理器558的很多功能部件可以实施为由通用电路执行的专用硬件电路和/或软件。
数据获得块560通过信号接口556从传感器552、554接收调节的测量信号，并将该模拟信号转变成数字试样，该数字试样表示接收的信号。在一个实施例中，数据获得块552、554从两个加速计552接收测量信号，并由此产生两个数字化信号。一个数字化信号表示臂212的加速度，另一个数字化信号表示臂212的倾斜或斜度。
数字滤波器562从数据获得块560接收数字信号，并进一步滤波该数字信号，以便除去噪音和将该数字信号限制为特殊带宽。在一个实施例中，数字滤波器562以在0至250Hz的工作带宽中相对恒定的低延迟组来实施。特别是，数字滤波器562的一个实施例利用Remez交换算法技术来实施，以便降低由于数字滤波器562和辅助控制器305的其它部件引起的延迟而产生的控制误差。在一个实施例中，在包括滤波器562的处理链中的最大延迟为13.7us，以便使得由控制延迟引入的控制误差保持在可接受的水平。
在一个实施例中，第一积分器564从数字滤波器562接收数字信号(该数字信号表示臂212的加速度)，并积分该信号以便获得表示臂212的速度的数字信号。类似地，在一个实施例中，第二积分器566从第一积分器564接收表示速度的数字信号，并积分该信号以便获得表示臂212的位移的数字信号。峰值变换器568、平均值变换器570和RMS变换器572各自从数字滤波器562和积分器564、566接收数字信号，并产生分别表示所接收的信号在分析时间过程中的峰值、平均值和RMS值。在一个实施例中，分析时间设置为0.5秒。不过，在一个实施例中，峰值变换器568、平均值变换器570和RMS变换器572可以用在50微秒和超过3秒之间的分析时间进行编程。
信号选择器574从数字滤波器562、积分器564、566和变换器568、570、572接收数字信号，并选择PID控制器576感兴趣的信号。在一个实施例中，信号选择器574有由软件实施的功能，它使得辅助控制器305的其它软件部件能够选择用于控制算法的信号。
PID控制器576从信号选择器接收选定信号，并因此产生数字控制信号。在一个实施例中，PID控制器576根据设计成以合适方式控制散装材料处理附件6的控制算法来处理选定的信号。如后面所述，在一个实施例中，PID控制器576根据试图使臂212的刮刀刀片214保持以合适接触力(该接触力将减小颤动和刮刀刀片对带82引起的损害)与带表面84接触的阻尼控制算法来产生控制信号。
PWM控制器578接收数字控制信号，并将该数字控制信号转变成模拟控制信号。特别是，PWM控制器578产生模拟控制信号，该模拟控制信号具有与数字控制信号的值成比例的脉冲宽度。
阻尼控制
如上所述，辅助控制器305控制该控制阻尼器304的阻尼效果。特别是在一个实施例中，辅助控制器305根据表示臂212的加速度的测量信号来产生用于它的阻尼器304的控制信号。更具体地说，辅助控制器305根据试图在清洁机构86和传送器带82之间保持合适清洁压力的控制算法来产生控制信号，以便降低由较大带缺陷引起的振动影响，并降低对带82、清洁机构86和其它机构部件的磨损作用。
在带清洁机构86的工作过程中，带清洁器臂212并不精确沿着传送器带82的形状，因为带清洁机构86不能立即对传送器带82的变化产生反应。尽管认真制造，传送器带82的表面84也不能完全平坦。带82的不平坦导致在刮刀刀片214的顶端260和带82之间的距离变化，因为带清洁机构86不能立即对带82的该变化产生反应。在顶端260和带表面84之间的距离还受到带松弛、较大带缺陷和摩擦的影响。带松弛将引起带表面84和顶端260的相对缓慢运动(例如几Hz)。不过，较大带缺陷通常引起顶端260的快速运动(例如几十或几百Hz)，因为顶端撞击该较大带缺陷。而且，即使没有较大带缺陷，在顶端260和带表面84之间的摩擦导致顶端260被从表面84推开。
控制阻尼器304具有由阻尼系数c表示的阻尼效果。在一个实施例中，阻尼系数c相对于施加给控制阻尼器304的控制信号的电流成线性。辅助控制器305的软件使得处理器558通过信号选择器574而从可获得的状态信号(例如位移信号、速度信号、加速度信号、峰值信号、平均值信号和RMS信号)中选择，并确定为了获得合适阻尼而施加给阻尼器304的控制信号电流。
由辅助控制器305用于控制阻尼器304的状态信号可以是施加给信号选择器574的一个或多个状态信号。在一个实施例中，辅助控制器305根据导出的位移信号来产生控制信号。不过，本领域技术人员应当知道，一个或多个其它状态信号也可以用于其它散装材料处理装置6或其它的带清洁器装置80实施例。而且，应当知道，因为在本实施例中的位移信号由加速度信号来计算或导出，因此位移信号可能并不相应于实际位移，而是与实际位移成比例的值。
通过数学分析和大量试验，已经确定当控制信号和状态信号有图61-64中所示的关系时将获得合适结果。本领域技术人员应当知道，也可以有其它形状或图形。
如图61-64的实例中所示，如控制信号C所反应，阻尼取决于状态信号。控制信号C有与用于故障安全特征的最小阻尼相对应的最小值C₁。控制信号C还有与用于安全和稳定系统的最大阻尼相对应的最大值C₂。最小值C₁和最大值C₂可以由阻尼器304的数据表和散装材料处理系统的分析来确定。
图61-64进一步表示了系统参数S₁、S₂、S₃和S₄。系统参数S₁、S₂、S₃和S₄对应于状态信号值例如加速度、速度或位移。在一个实施例中，辅助控制器305根据位移状态信号来控制阻尼，因此系统参数S₁、S₂、S₃和S₄对应于各位移值。如图所示，位移在x轴上表示，而控制信号的电流在y轴上表示。因此，在一个实施例中，x轴上的0位置对应于带清洁器机构86处于初始位置，其中刮刀刀片214与带表面84接合。而且，正位移值对应于带82将刮刀刀片214推开，因此机械能从带82传递给清洁器臂212。相反，负位移值对应于带82返回它的初始位置，且带清洁器臂212通过阻尼器304、摩擦等来释放机械能。通过改变系统参数S₁、S₂、S₃和S₄，可以获得不同水平的清洁效率、刀片磨损和臂/框架振动。
在实际安装中，技术人员根据经验、系统物理尺寸、带特征和传送的材料的特征来设置系统参数S₁、S₂、S₃和S₄。技术人员可以分析系统性能和改变系数S₁、S₂、S₃和S₄，以便改进在该时间对于该特殊用途最重要的参数。例如，由于大雨，传送的材料可能变湿和变粘。因此技术人员可以决定暂时增加由刮刀刀片212施加在带表面84上的压力。为了实现该目的，技术人员可以增大最小值C₁，从而增大控制信号的最小值。
另外，控制信号图不需要对称。在一些情况下，不对称的控制信号图形可以证明很有利。该性能的原因是当右侧具有更小的斜率时，由外力吸收的机械能更低，因为连接因数更低。当左侧具有更陡峭的斜率时，发散至环境中的机械能更高，因为连接因数更高。在一个实施例中，制造商和稍后的技术人员可以以降低位移误差中的谱分量为目的来选择控制参数C₁、C₂、S₁、S₂、S₃、S₄。通过将信号从时域转变成频域(Fourier变换)，将保持能含量。这是Wiener Khintchine定理(广义平稳随机处理的功率谱密度是相应自相关函数的Fourier变换)的直接结果。因此，通过分析频域中的位移误差谱，可以选择减小误差的参数。为了能够这样选择参数，散装材料处理控制器12可以选择数据，并可以执行下面所述的设置算法，以便确定减小位移误差的控制参数。
阻尼控制的设置
图65表示了由各辅助控制器305用于设置系统参数C₁、C₂、S₁、S₂、S₃和S₄的方法，这些系统参数C₁、C₂、S₁、S₂、S₃和S₄用于产生控制信号。在块602中辅助控制器305选择用于系统参数C₁、C₂、S₁、S₂、S₃和S₄的第一组值。例如辅助控制器305可以选择系统参数如下：S₁＝-2mm，S₂＝-1mm，S₃＝0mm，S₄＝5mm，C₁＝C_min，C₂＝C_max。在块604中，辅助控制器305以选定参数来设置该辅助控制器305，并从辅助控制器305收集关于状态信号的数据用于设置循环。在一个实施例中，辅助控制器305记录在设置循环上的位移误差x(t)。而且，在一个实施例中，设置循环定义为1.5秒，它大到足以包括由带82的松弛引起的至少一个完整激励周期。对于传送器带清洁器80的一个实施例，带松弛是具有最大周期的激励。其它激励例如摩擦或带缺陷通常具有更短的周期。不过，应当知道，对于传送器带清洁器80的其它实施例或对于其它散装材料附件6，可以选择不同设置周期，其构成感兴趣的最大激励周期。
在块606中的辅助控制器305由选定数据计算成本值，该值提供了当基于选定系统参数C₁、C₂、S₁、S₂、S₃和S₄工作时散装材料处理控制器12的有效性测量值。在一个实施例中，用于各位移误差x(t)的辅助控制器305计算它的离散快速Fourier变换(FFT)f_x[i]其中i是谐波级次。然后，辅助控制器305对于各f_x[i]组计算定义为均方根基值的成本函数：
Rx=(Σi=0nfx[i]/n)1/2]]>
其中，n表示在f_x[i]中的相关谐波的数目。在一个实施例中，相关谐波的数目是55倍激励频率。不过，为了容易计算，在较小嵌入系统n＝64中，2的最小次幂，其大于55。
在一个实施例中，辅助控制器305试图选择系统参数C₁、C₂、S₁、S₂、S₃和S₄，使得总体位移误差减小，以便使刮刀刀片214保持合适偏压抵靠传送器带82的表面84。不过，可以设计试图降低响应时间或过调的其它设置方法，这样，辅助控制器305设置成考虑可能对某种类型的散装材料处理附件6的操作更重要的其它方面。例如，当设置方法的目的是减少过调时，成本函数可以由新的成本函数来代替，该新成本函数定义为：
R_x＝max(|x[i]|)_i＝0...n，
其中，max()是从位移误差x的绝对值列表提取最大值的函数。
然后，辅助控制器305在块608中记录计算的成本值和相关组的选定参数C₁、C₂、S₁、S₂、S₃和S₄。然后，辅助控制器305在块610中决定是否执行另一设置循环。在一个实施例中，辅助控制器305通过用于系统参数C₁、C₂、S₁、S₂、S₃和S₄的可能值来迭代，并当剩余还一可能值时选择重复另一设置循环。在另一实施例中，辅助控制器305通过可能值来迭代，直到满足特定成本值或直到所有值都进行测试。例如，辅助控制器305可以设置成一旦一组参数导致误差(成本)低于确定界限值时就停止。
在块612中，辅助控制器305根据它们的相关成本值R_x[i]来选择一组参数C₁、C₂、S₁、S₂、S₃和S₄。在一个实施例中，辅助控制器305试图减小成本或位移误差x(t)，因此选择与该最小成本R_x[i]相关的一组参数C₁、C₂、S₁、S₂、S₃和S₄。不过应当知道，对于其它成本函数或其它实施例，辅助控制器305可以试图使得散装材料处理附件6的某些方面的成本值最大。在该实施例中，辅助控制器305然后可以选择与该最大成本值相关的一组参数C₁、C₂、S₁、S₂、S₃和S₄。
尽管辅助控制器305可以执行图65的方法以便初始设置系统参数C₁、C₂、S₁、S₂、S₃和S₄，但是辅助控制器305也可以响应其它事件执行该方法。例如，技术人员可能要求辅助控制器305来执行当工作状态变化时的设置方法。例如，技术人员可能要求辅助控制器305响应新的传送器带、新的传送材料、速度的变化、湿度的变化等来执行设置方法。而且，辅助控制器305可以周期性地稍微改变控制参数C₁、C₂、S₁、S₂、S₃和S₄，以便检查新的一组控制参数是否提供更好的结果。
通过在模拟环境(例如SciLab、Octave或Matlab)中运行设置方法，可以确定对于在模拟中使用的机械参数，C₂＝C_max，C₁＝C_min，S₁＝S₂＝-1mm，S₃＝5mm，S₄＝10mm的控制参数可以提供用于带清洁器80的一个实施例的合适结果。因此，这些值在一个实施例中用作默认控制组。
安全管理
图66中表示了可以由主控制器500执行的安全管理方法。尽管图66将该方法表示为顺序系列的步骤，但是本领域技术人员应当知道，一些实施例可以以不同顺序执行步骤，并可以以平行或伪平行的方式来执行特定步骤。在块630中，主控制器500从辅助控制器305接收表示臂212的运动特征的运动信号。例如，主控制器500可以从辅助控制器305接收加速度、速度、位移、峰值、平均值和/或RMS状态信号中的一个或多个。
然后，主控制器500在块632中可以确定臂212的运动是否可接受，或者是否要采取一些保护行动以便保持安全性。下面的说明是关于根据接收的加速度状态信号来进行确定。不过应当知道，类似计划可以用于根据速度、位移、峰值、平均值和/或RMS状态信号来进行该确定。在一个实施例中，主控制器500基本上确定三个保护区域。上部区域对应于比编程上部界限值a_max更大的加速度值。底部区域对应于比编程底部界限值a_min更小的加速度值。中间区域对应于落在上部界限值a_max和底部界限值a_min之间的加速度值。当加速度状态信号表示加速度处于上部区域时，主控制器500确定采取保护行动，并前进至块642以便采取该行动。相反，当加速度状态信号表示加速度处于底部区域时，主控制器500确定不采取保护行动，并前进至块634以便根据温度状态信号来确定是否采取保护行动。
对于落在中间保护区域中的加速度，主控制器500以延迟方式激发保护行动，且延迟定义为：
t＝k_t·e^-α·kc
其中，α表示瞬时加速度，k_t和k_c是预定系数。在一个实施例中，上部界限、底部界限和系数定义为a_max＝500m/s²；a_min＝250m/s²；k_t＝1000；且k_c＝1/32。通过对于落在中间区域内的加速度延迟响应，主控制器500使得散装材料处理附件6能够有在中间区域中的加速度的较短时间段，但是当高于底部界限的加速度保持一定延伸时间段时激发保护行动。
除了上面三个保护区域，技术人员还可以使用用户接口8来确定与在带清洁器80的相邻臂212之间的加速度、速度和位移的差异相关的界限。当主控制器500确定相邻臂212的运动差异量超过由技术人员设置的界限时，主控制器500可以确定前进至块642以便采取保护行动。臂212可能进行不同运动的一个原因是清洁器机构86可能没有合适安装，因此使得臂212并不与传送器带82合适对齐。另一原因是带82可能局部损坏，导致一个辅助控制器305承受明显更高的冲击。不管原因如何，在臂212之间的较大运动差异表示带清洁器80的潜在不安全操作，因此促使主控制器500采取行动。
当运动可接受时，主控制器500在块634中可以从辅助控制器305接收温度状态信号，并可以在块636中确定由接收的状态信号报告的温度是否可接受。在一个实施例中，当由辅助控制器305报告的温度离开特定范围时，主控制器500确定前进至块642以便采取保护行动。在一个实施例中，技术人员可以使用用户接口8来根据传送器带材料、传送的材料、规则和其它环境条件来设置温度限制。例如，在潜在爆炸环境中，温度限制可以由该特殊环境的可燃性来决定。
在块638中，主控制器500可以从主供给块520和本地电源550中接收关于各单元的供电能力的状态信号。主控制器500在块640中可以根据接收的电源状态信号来确定是否采取保护行动。在一个实施例中，主控制器500前进至块642，以便当任意本地电源550不能充分起作用或者主供给块520在某些安全界限之外波动时采取保护行动。
在块642中，主控制器500采取保护行动。在一个实施例中，主控制器500产生控制信号，该控制信号使得定位机构530使清洁器机构86和全部臂212离开带82退回。而且，主控制器500还通过用户接口8向技术人员发送关于采取的保护行动和采取行动的原因的信息。
除了上述保护措施，在一个实施例中，传送器带清洁器80包括其它保护特征。特别是，在一个实施例中，带清洁器臂212的阻尼器304预偏压至最小阻尼值C₁。因此，当散装材料处理控制器12失效时，阻尼自动转换至较低的安全值，并这样保持直到维护技术人员恢复整个工作状态。而且，预偏压保护阻尼器304，因为该装置可能由于当阻尼器线圈没有供电时受到较大摆动而损坏。
动作监测&功能数据储存(AM&FDS)
在一个实施例中，主控制器500询问各辅助控制器305，以便从辅助控制器305获得运动、温度和其它状态数据。在一个实施例中，主控制器500定期向辅助控制器305询问该数据。在另一实施例中，代替询问各辅助控制器305，辅助控制器305定期向主控制器500发送收集的状态信息。不管主控制器500怎样从辅助控制器305获得数据，在一个实施例中，主控制器500保持活动记录，该活动记录包括各臂212的操作值、该值的时间标记以及用于操作该臂212的相应参数。相应参数包括上述测量和导出值以及其它值，例如用于各安全特征的安全工作范围。
主控制器500可以将所有这些信息储存在存储器542中，并使得这些数据可通过用户接口8而由本地或远处的用户获得。当本地存储器542满了时，主控制器500可以大致除去更老的数据，以便形成用于更新数据的空间。不过，由于法律和安全原因，认为更重要的特定数据(例如通过用户接口8接收的用户指令)可以保持更长时期。
如前所述，在一个实施例中，各辅助控制器305具有能够通过计算来测量或估计下面的实时值的能力：加速度、速度、位移、臂倾斜度(倾斜)和温度。而且，各辅助控制器305能够对于加速度、速度和位移的各测量试样计算以下值：平均值、峰值、均方根值。这些值可以由主控制器500用于监测系统动作，并对部件进行调节。
例如，主控制器500可以根据臂倾斜度来确定各臂212的工作状态。特别是，主控制器500可以在规则的基础上询问各辅助控制器305。因此，主控制器500可以保持各臂212的臂倾斜度数据记录。主控制器500可以保持该记录，这样，各臂212的第一臂倾斜度输入相应于在安装时的臂倾斜度参考值。然后，主控制器500可以使用臂倾斜度数据来测量带82的磨损，因为当带82磨损时，臂212的角度或倾斜度变化。
主控制器500还可以根据从辅助控制器305接收的状态信号来监测带负载和/或传送的测量的组分。特别是，主控制器500可以监测各臂212的位移，并根据该位移的变化来确定带82的负载。如图67所示，臂212的位移表示在带82上的负载。如图67所示，初始位移接近零，表示空的传送器带。稍后，位移表示了增加值，该增加值表示各负载程度。而且，主控制器500可以利用监测臂212位移的技术来表示带堵塞。
本发明的各种特征已经结合本发明的示例实施例进行了特别表示和说明，不过必须知道，这些特殊结构只是示例说明，且本发明将给它最充分的解释。