(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転エレクトロメカニカル・システムの損害に対する保護のためのシステムであって、
−モーメント・プロバイダを負荷と回転可能に接続するように構成される回転カップリングであって、前記カップリングは、
−第１のワイヤレス通信手段、
−第１のＣＰＵ、
−第１のエネルギー提供手段、および、
−少なくとも１つのカップリングセンサ、
を含む、カップリング、
−前記モーメント・プロバイダと接続されるコントロールユニットであって、前記コントロールユニットは、
−第２のワイヤレス通信手段、
−第２のエネルギー提供手段、
−少なくとも１つのコントロールユニットセンサ、
−カットオフ・スイッチ、および、
−第２のＣＰＵ、
を含む、コントロールユニット、
を含み、
前記カップリングおよび前記コントロールユニットは、前記第１および第２のワイヤレス通信手段を介して互いと通信するように構成され、
前記コントロールユニットは、前記少なくとも１つのカップリングセンサおよび前記少なくとも１つのコントロールユニットセンサのうちの少なくとも１つによって連続的にとられる測定に基づいて少なくとも１つの予め定められた閾値が超えられたときに、前記モーメント・プロバイダの電力を遮断するように構成される、
システム。
【請求項２】
前記第１のエネルギー提供手段は、統合発電機を含む、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記第１のエネルギー提供手段は、バッテリを含む、請求項１に記載のシステム。
【請求項４】
前記カップリングは、第１の入力手段をさらに含む、請求項１に記載のシステム。
【請求項５】
前記コントロールユニットは、第２の入力手段をさらに含む、請求項１に記載のシステム。
【請求項６】
前記第１の入力手段は、キーボード、コンピュータマウスおよびラップトップのうちの少なくとも１つを含む、請求項４に記載のシステム。
【請求項７】
前記第２の入力手段は、キーボード、コンピュータマウスおよびラップトップのうちの少なくとも１つを含む、請求項５に記載のシステム。
【請求項８】
前記カップリングは、前記第１のＣＰＵと接続されるディスプレイをさらに含む、請求項１に記載のシステム。
【請求項９】
前記コントロールユニットは、前記第２のＣＰＵと接続されるディスプレイをさらに含む、請求項１に記載のシステム。
【請求項１０】
前記少なくとも１つのカップリングセンサは、トルクセンサ、振動センサ、速度センサ、慣性センサ、ホール効果センサ、温度センサ、回転方向センサおよびマイクロホンのうちの少なくとも１つを含む、請求項１に記載のシステム。
【請求項１１】
前記少なくとも１つのコントロールユニットセンサは、温度センサ、振動センサおよびマイクロホンのうちの少なくとも１つを含む、請求項１に記載のシステム。
【請求項１２】
前記第２のエネルギー提供手段は、電源を含む、請求項１に記載のシステム。
【請求項１３】
前記第２のエネルギー提供手段は、バッテリを含む、請求項１に記載のシステム。
【請求項１４】
モーメント・プロバイダを負荷と接続するように構成されるカップリングであって、前記カップリングは、
−ＣＰＵ、
−その必要なエネルギー消費を収穫するために前記カップリングの回転を利用するように構成される統合発電機、および、
−少なくとも１つのセンサ、を含み、
前記カップリングは、前記少なくとも１つのセンサからの測定を連続的にサンプリングするように、そして前記モーメント・プロバイダと接続されるコントロールユニットとワイヤレス通信するように構成され、前記コントロールユニットは、前記測定に基づいて少なくとも１つの予め定められた閾値が超えられたときに、前記モーメント・プロバイダの電力を遮断するように構成される、
カップリング。
【請求項１５】
前記カップリングは、サンプルを保存するようにさらに構成される、請求項１４に記載のカップリング。
【請求項１６】
前記少なくとも１つのセンサは、トルクセンサ、振動センサ、速度センサ、慣性センサ、ホール効果センサ、温度センサ、回転方向センサおよびマイクロホンのうちの少なくとも１つを含む、請求項１４に記載のカップリング。
【請求項１７】
前記カップリングは、通信手段をさらに含む、請求項１４に記載のカップリング。
【請求項１８】
前記通信手段は、ワイヤレスおよびワイヤード通信のうちの少なくとも１つを含む、請求項１７に記載のカップリング。
【請求項１９】
前記カップリングは、入力手段をさらに含む、請求項１４に記載のカップリング。
【請求項２０】
前記入力手段は、キーボード、コンピュータマウスおよびラップトップのうちの少なくとも１つを含む、請求項１９に記載のカップリング。
【請求項２１】
前記カップリングは、前記ＣＰＵと接続されるディスプレイをさらに含む、請求項１４に記載のカップリング。
【請求項２２】
回転エレクトロメカニカル・システムを損害から保護する方法であって、
−モーメント・プロバイダおよび負荷と回転可能に接続されるカップリングを提供するステップであって、コントロールユニットが前記モーメント・プロバイダと接続され、前記カップリングおよび前記コントロールユニットは、互いとワイヤレス通信するように構成される、ステップ、
−前記モーメント・プロバイダからの第１の測定を前記カップリングにより連続的にサンプリングするステップ、
−前記モーメント・プロバイダからの第２の測定を前記コントロールユニットによりサンプリングするステップ、
−前記コントロールユニットへのメッセージを前記カップリングにより連続的に放送するステップ、
−前記コントロールユニットによって前記メッセージおよび第２の測定サンプルを分析するステップ、および、
−前記分析に基づいて少なくとも１つの予め定められた閾値が超えられたときに、前記モーメント・プロバイダの電力を遮断するステップ、
を含む、方法。
【請求項２３】
発電機により電力を発生するステップをさらに含む、請求項２２に記載の方法。
【請求項２４】
前記コントロールユニットおよび遠隔装置のうちの少なくとも１つによって、少なくとも１つの動作パラメータを受信するステップをさらに含む、請求項２２に記載の方法。
【請求項２５】
前記コントロールユニットおよび遠隔装置のうちの少なくとも１つによって、動作測定に関する少なくとも１つの通知を送信するステップをさらに含む、請求項２２に記載の方法。
【請求項２６】
イベント・ログ、通知ログおよびイベント・グラフのうちの少なくとも１つを表示するステップをさらに含む、請求項２２に記載の方法。
【請求項２７】
前記メッセージは、前記カップリングのステータスおよび定められた閾値との第１の測定サンプルの比較結果を含む、請求項２２に記載の方法。
【請求項２８】
前記定められた閾値のうちの少なくとも１つは、前記カップリングおよび前記コントロールユニットのうちの１つによって定められる、請求項２７に記載の方法。
【請求項２９】
前記メッセージは、前記カップリングのステータスおよび第１の測定サンプルを含む、請求項２２に記載の方法。
【請求項３０】
回転エレクトロメカニカル・システムを損害から保護する方法であって、
−モーメント・プロバイダおよび負荷と回転可能に接続される回転カップリングを提供するステップであって、コントロールユニットが前記モーメント・プロバイダと接続され、前記カップリングおよび前記コントロールユニットは、互いとワイヤレス通信するように構成される、ステップ、
−前記モーメント・プロバイダからの測定を前記カップリングにより連続的にサンプリングするステップ、
−平均測定トルクを前記カップリングおよび前記コントロールユニットのうちの１つにより計算して、前記平均をトルク閾値として設定するステップ、
−前記コントロールユニットへのメッセージを前記カップリングにより連続的に放送するステップ、
−前記コントロールユニットにより前記メッセージを分析するステップ、および、
−前記分析に基づいて少なくとも１つの閾値が超えられたときに、前記モーメント・プロバイダの電力を遮断するステップ、
を含む、方法。
【請求項３１】
回転エレクトロメカニカル・システムの損害に対する保護のためのシステムであって、
−モーメント・プロバイダを負荷と回転可能に接続するように構成される回転カップリングであって、前記カップリングは、
−第１のワイヤレス通信手段、
−第１のＣＰＵ、
−その必要なエネルギー消費を収穫するために前記カップリングの回転を利用するように構成される統合発電機、および、
−少なくとも１つのセンサ、
を含む、カップリング、
−前記モーメント・プロバイダと接続されるコントロールユニットであって、前記コントロールユニットは、
−第２のワイヤレス通信手段、
−エネルギー提供手段、
−カットオフ・スイッチ、および、
−第２のＣＰＵ、
を含む、コントロールユニット、
を含み、
前記カップリングおよび前記コントロールユニットは、前記第１および第２のワイヤレス通信手段を介して互いと通信するように構成され、
前記カップリングは、測定を連続的に実行するための前記少なくとも１つのセンサを使用するように、そして前記コントロールユニットと通信するように構成される、
システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般に、回転エレクトロメカニカル・システムに関し、特に、機械的過負荷によって生じる損害から回転エレクトロメカニカル・システムを保護するためのコンピュータ化された手段に関する。
【０００２】
［関連出願の相互参照］
この特許出願は、２０１４年４月３日出願の米国仮特許出願第６１／９７４，４６４号の優先権を主張しておよびそれに関する。この米国仮特許出願は、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。
【背景技術】
【０００３】
回転エレクトロメカニカル・システムの設計および構成においてよくあることは、機械的カップリングの使用である。
【０００４】
カップリングは、動力伝達のために２本の軸をそれらの端部で一緒に接続するために用いる装置である。カップリングの主な目的は、ある程度の不良位置合せを許容しながら、２つの回転機械装置を接続することである。
【０００５】
軸カップリングは、いくつかの目的のための機械において用いられる。そしてその最も一般的なものは、以下である。
・モータ（モータとギア入力、ギア出力と負荷）のような別々に製造されるユニットの軸の接続を提供するため、および、修理または変更のための分離を提供するため。
・軸の不良位置合せを提供するため、または機械的柔軟性を導入するため。
・１つの軸から別の軸への負荷の伝達衝撃を減少するため。
・回転装置の振動特性を変えるため。
【０００６】
機械的過負荷は、システム動作に損害を与える場合がありまたは中断させる場合がある。
【０００７】
機械的システムの検知されない過負荷の結果は、重大でありえる。無数のシステムは、常に過負荷の損害を被る。過負荷は、急に発生することがありえる（例えば、回動領域への若干のオブジェクトの脱落）か、または注意されることなく何ヶ月にもわたって段階的に蓄積することがありえる。
【０００８】
過負荷による不具合が発生するときに、損害は、多くの異なる方法（例えば、ローカルシステムの破損、数時間または数日にわたって遅れる生産ライン、引火の危険など）で現れることができる。経済的な衝撃は、かなり相当な場合がある。
【０００９】
カップリングは、通常、動作中における軸の分離を許容しない。しかしながら、若干のトルクリミットを超えるときにスリップするかまたは分離することができる専用のトルクリミット・カップリングが存在する。最新式の保護されたカップリングには、若干の不利な点がある。
・スリップするカップリングは、注意されることなく非常に長い間スリップする場合がある。
・スリップが検出されるときに、保守人員は、しばしば、応急処置として、意図された保護レベルを超えて、調整ねじを締める傾向がある。したがって、この保護を役立たなくする。
・分離する（機械式ヒューズ）タイプの保護は、過負荷の主な原因を修正することと関連した費用の上での失敗にあたり結合装置の交換を強制する。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の第１の態様によれば、回転エレクトロメカニカル・システムの損害に対する保護のためのシステムであって、
−モーメント・プロバイダを負荷と接続するように構成されるカップリングであって、
−第１の通信手段、
−第１のＣＰＵ、
−第１のエネルギー提供手段、および、
−少なくとも１つのセンサ、
を含む、カップリング、
−コントロールユニットであって、
−第２の通信手段、
−第２のエネルギー提供手段、および、
−第２のＣＰＵ、
を含む、コントロールユニット、
を含み、
カップリングは、測定を実行するための少なくとも１つのセンサを使用するように、そしてコントロールユニットと通信するように構成される、
システムが提供される。
【００１１】
第１のエネルギー提供手段は、統合発電機を含んでよい。
【００１２】
第１のエネルギー提供手段は、バッテリを含んでよい。
【００１３】
コントロールユニットは、モーメント・プロバイダの電力をスイッチオフまたはオンするように構成されるスイッチをさらに含んでよい。
【００１４】
カップリングは、第１の入力手段をさらに含んでよい。
【００１５】
コントロールユニットは、第２の入力手段をさらに含んでよい。
【００１６】
第１の入力手段は、キーボード、コンピュータマウスおよびラップトップのうちの少なくとも１つを含んでよい。
【００１７】
第２の入力手段は、キーボード、コンピュータマウスおよびラップトップのうちの少なくとも１つを含んでよい。
【００１８】
カップリングは、前記第１のＣＰＵと接続されるディスプレイをさらに含んでよい。
【００１９】
コントロールユニットは、前記第２のＣＰＵと接続されるディスプレイをさらに含んでよい。
【００２０】
少なくとも１つのセンサは、トルクセンサ、振動センサ、速度センサ、慣性センサ、ホール効果センサ、温度センサ、回転方向センサおよびマイクロホンのうちの少なくとも１つを含んでよい。
【００２１】
コントロールユニットは、少なくとも１つのセンサをさらに含んでよい。
【００２２】
少なくとも１つのセンサは、温度センサ、振動センサおよびマイクロホンのうちの少なくとも１つを含んでよい。
【００２３】
第１および第２の通信手段は、ワイヤレスおよびワイヤード通信のうちの少なくとも１つを含んでよい。
【００２４】
第２のエネルギー提供手段は、電源を含んでよい。
【００２５】
第２のエネルギー提供手段は、バッテリを含んでよい。
【００２６】
本発明の第２の態様によれば、モーメント・プロバイダを負荷と接続するように構成されるカップリングであって、
−ＣＰＵ、
−エネルギー提供手段、および、
−少なくとも１つのセンサ、を含み、
前記カップリングは、前記少なくとも１つのセンサからの測定をサンプリングするように構成される、カップリングが提供される。
【００２７】
カップリングは、前記サンプルを保存するようにさらに構成されよい。
【００２８】
少なくとも１つのセンサは、トルクセンサ、振動センサ、速度センサ、慣性センサ、ホール効果センサ、温度センサ、回転方向センサおよびマイクロホンのうちの少なくとも１つを含んでよい。
【００２９】
エネルギー提供手段は、統合発電機を含んでよい。
【００３０】
エネルギー提供手段は、バッテリを含んでよい。
【００３１】
カップリングは、通信手段をさらに含んでよい。
【００３２】
通信手段は、ワイヤレスおよびワイヤード通信のうちの少なくとも１つを含んでよい。
【００３３】
カップリングは、入力手段をさらに含んでよい。
【００３４】
入力手段は、キーボード、コンピュータマウスおよびラップトップのうちの少なくとも１つを含んでよい。
【００３５】
カップリングは、前記ＣＰＵと接続されるディスプレイをさらに含んでよい。
【００３６】
本発明の第３の態様によれば、モーメント・プロバイダと通信するように構成されるコントロールユニットであって、
−ＣＰＵ、
−少なくとも１つのセンサ、
−エネルギー提供手段、および、
−前記モーメント・プロバイダの電力を遮断するように構成されるカットオフ・スイッチ、を含み、
前記コントロールユニットは、前記少なくとも１つのセンサからの測定をサンプリングするように構成される、コントロールユニットが提供される。
【００３７】
コントロールユニットは、前記サンプルを保存するようにさらに構成されてよい。
【００３８】
少なくとも１つのセンサは、温度センサ、振動センサおよびマイクロホンのうちの少なくとも１つを含んでよい。
【００３９】
コントロールユニットは、入力手段をさらに含んでよい。
【００４０】
入力手段は、キーボード、コンピュータマウスおよびラップトップのうちの少なくとも１つを含んでよい。
【００４１】
コントロールユニットは、前記ＣＰＵと接続されるディスプレイをさらに含んでよい。
【００４２】
コントロールユニットは、通信手段をさらに含んでよい。
【００４３】
通信手段は、ワイヤレスおよびワイヤード通信のうちの少なくとも１つを含んでよい。
【００４４】
エネルギー提供手段は、電源を含んでよい。
【００４５】
エネルギー提供手段は、バッテリを含んでよい。
【００４６】
本発明の第４の態様によれば、回転エレクトロメカニカル・システムを損害から保護する方法であって、
−モーメント・プロバイダからの入力を遠隔装置によりサンプリングするステップ、
−前記入力を予め定められた閾値と比較するステップ、
−遠隔装置のステータスおよび比較の結果を示すメッセージを、コントロールユニットに連続的に放送（送信）するステップ、
−コントロールユニットによって前記メッセージを分析するステップ、および、
−前記分析にしたがって前記モーメント・プロバイダの電力をカットオフするかどうか決定するステップ、を含む、方法が提供される。
【００４７】
方法は、発電機により電力を発生するステップをさらに含んでよい。
【００４８】
方法は、前記コントロールユニットおよび前記遠隔装置のうちの少なくとも１つによって、少なくとも１つの動作パラメータを受信するステップをさらに含んでよい。
【００４９】
方法は、前記コントロールユニットおよび前記遠隔装置のうちの少なくとも１つによって、動作測定に関する少なくとも１つの通知を送信するステップをさらに含んでよい。
【００５０】
方法は、イベント・ログ、通知ログおよびイベント・グラフのうちの少なくとも１つを表示するステップをさらに含んでよい。
【００５１】
本発明のより良好な理解のために、そしてそれがどのようにして効果をもたらされてよいかを示すために、単に例として、ここで添付図面が参照される。
【００５２】
ここで図面の詳細に対する特定の参照については、示される詳細は、例としてのものであり、本発明の好ましい実施形態に関する図示する議論のためだけにあり、そして、本発明の原理および概念上の態様の説明に最も役立ちそしてそれを容易に理解すると考えられることを提供するために示される、と強調される。この点に関して、本発明の基礎知識のために必要であるよりも多くの詳細において本発明の構造細部を示す試みは、実行されない。そして、本発明のいくつかの形がどのようにして実際に実施されてよいかが当業者にとって明らかになる図面と共に説明される。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１Ａ】図１Ａは、本発明を実施するためのシステムコンポーネントを示す概略図である。
【図１Ｂ】図１Ｂは、本発明を実施するためのシステムコンポーネントを示すブロックダイヤグラムである。
【図２Ａ】図２Ａは、本発明による例示的な回転機械的カップリングの概略図である。
【図２Ｂ】図２Ｂは、図２ＡのＣ−Ｃ断面の概略図である。
【図２Ｃ】図２Ｃは、統合発電機のディスクである。
【図３】図３は、本発明による例示的な回転機械的カップリングを示す。
【図４】図４は、本発明による例示的なコントロールユニットを示す。
【図５】図５は、システム通信を示す概略図である。
【図６】図６は、時間領域の監視を表す例示的なグラフである。
【図７】図７は、周波数領域の監視を表す例示的なグラフである。
【図８】図８は、例示的なイベント・ログである。
【図９】図９は、例示的な通知ログである。
【図１０】図１０は、本発明によるコントロールユニットによって実行されるプロセスを示すフローチャートである。
【図１１】図１１は、本発明による遠隔装置によって実行されるプロセスを示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００５４】
本発明の少なくとも一実施形態を詳細に説明する前に、本発明は、構造の詳細および以下の説明に記載されるかまたは図面に示されるコンポーネントの配置にその適用において制限されないことを理解すべきである。本発明は、他の実施形態に適用可能であり、またはさまざまな方法で実施される。また、本明細書において使用される語法および用語は、説明のためにあって、制限すると考えられていてはならないことを理解すべきである。
【００５５】
回転エレクトロメカニカル・システムの設計および構成においてよくあることは、機械的カップリングの使用である。
【００５６】
カップリングは、動力伝達のために２本の軸をそれらの端部で一緒に接続するために用いる装置である。カップリングの主な目的は、ある程度の不良位置合せを許容しながら、２つの回転機械装置を接続することである。
【００５７】
本発明は、機械的過負荷によって生じる損害からエレクトロメカニカル・システムを保護するための手段を提供することを意図する。
【００５８】
以下の説明において、「回転機械的カップリング」とは、遠隔装置を意味する。
【００５９】
図１Ａは、モータのようなモーメント・プロバイダ１４０Ａに接続されるかまたは隣接しているコントロールユニット１４０、ポンプ、コンプレッサなどのような回転装置１１０Ａ、および、モーメント・プロバイダ１４０Ａを回転装置１１０Ａと接続する回転機械的カップリング１１０（遠隔装置）、を備えるシステム１００のコンポーネントを示す概略図である。
【００６０】
本発明の実施形態によれば、電源またはモーメント伝達軸は、モーメント・プロバイダ１４０Ａと回転機械的カップリング１１０との間に、または、回転機械的カップリング１１０と回転装置１１０Ａとの間に接続されてよい。
【００６１】
図１Ｂは、本発明を実施するためのシステムコンポーネントを示すブロックダイヤグラムである。
【００６２】
システム１００Ａは、２つのパーツを備える。
１．組込形トルク（モーメント）ゲージ１１５、電子モジュール（ＣＰＵ回路）１２０、ワイヤレス接続１２５および統合発電機１３０、を備える回転機械的カップリング１１０。
２．電子モジュール１４５、ワイヤレス接続１５０、カットオフ・スイッチ１５５および入／出力手段１６０、を備えるコントロールユニット１４０。
【００６３】
予めプログラムされたトルク閾値が超えられた（故障条件）ときに、電子モジュール１２０は、ワイヤレス接続１２５を介して、コントロールユニット１４０に知らせる。
【００６４】
機械的過負荷がカップリング１１０により測定された場合、電子モジュール１４５は、モーメント・プロバイダの電力を分離することを決定してよい。機械的負荷が予め定められた閾値を超えるときに、モーメント・プロバイダの電力は、カットオフ・スイッチ１５５によって遮断される。
【００６５】
統合発電機１３０は、電子モジュール１２０の電源である。そしてそれは、その低い必要エネルギー使用量を収穫するためにシステム回転を利用する。発電機は、磁石（図２Ｂの２４５）および誘導子（図２Ｂの２５０）を備える。回転機械的カップリング１１０が回転している間につくられる電気エネルギーは、電子モジュール１２０の電源として集められて、使われる。統合発電機は、その信頼性を高くするリアルタイムに近い充電時間を有する。発電機の作動失敗が生じた場合、コントロールユニット１４０は、モーメント・プロバイダの電源を切って、アラートを発生してよい。したがって、考えられるあらゆる障害を防止する。
【００６６】
図２Ａは、ユーザ接続２０５およびモーメント・プロバイダ接続２３０を備える、本発明の実施形態による例示的な回転機械的カップリング１１０の概略図である。
【００６７】
図２Ｂは、ねじり軸２３５、電源回路ディスク（統合発電機ディスク）２４０、磁石２４５、誘導子２５０、ＣＰＵ回路（電子モジュール）１２０およびストレンゲージ２５５を備える、図２ＡのＣ−Ｃ断面の概略図である。
【００６８】
カップリング１１０は、ある程度の不良位置合せを許容しながら２つの回転器材を接続するように構成される。さらに、それはトルク測定システムを備える。
【００６９】
トルク測定システムは、抵抗を測定する電気回路（例えば、ホィートストンブリッジのような）を用いてトルクを測定する。抵抗器は、ねじり軸の機械的変形に応じて、変化を評価する。
【００７０】
本発明の実施形態によれば、トルク測定システムは、周知のいかなるトルク測定方法によってトルクを測定してもよく、そして上記のものに制限されない。
【００７１】
電子モジュール１２０は、トルクおよび任意に速度、回転方向、振動、音、温度などのような動作パラメータを測定して、測定値をコントロールユニット１４０に送信する。コントロールユニットは、測定送信を受信し、そして雑音測定のために、温度センサおよびマイクロホンのような追加センサを備えてよい。そしてそれは、それが追加試験を実行することを可能にする。
【００７２】
測定は、回転機械的カップリング１１０において、およびコントロールユニット１４０において、保存されてよい。
【００７３】
図２Ｃは、回転機械的カップリング１１０が回転している間、ディスクの固定を確実にするように構成される接続２７０を有する統合発電機ディスク２４０を示す。
【００７４】
図３は、以下を備える、本発明の実施形態による例示的な回転機械的カップリング１１０を示す。
−発電機３０５−コイルおよび、結合装置エレクトロニクス用の電力を発生するための回転装置を利用するために用いられる整流回路を備えるモジュール。発電機は、主要な結合装置電子モジュール１２０に機械的および電気的に接続されてよい。
−充電可能バッテリ３１０−発電機電力が完全に利用できるまでパワーダウン後最初の２秒で結合装置の完全機能的動作電力を有効にする。
−バッテリ充電器ＩＣ３１５−および、発電機電力が将来の使用に利用できるときに、充電可能バッテリを再充電するためのエレクトロニクスをサポートすること。
−ヴィンセレクタ３２０−電源を選択する−利用できるならば発電機、さもなければバッテリ。
−スーパーコンデンサ３２５−主要電圧バス上の結合装置の動作のための発電機エネルギーを貯える。
−ＬＤＯ（低ドロップアウト電圧レギュレータ）３３０−電圧バスを調整して、各種コンポーネントによって必要とされるすべての直流低電圧を発生する。
−トルクゲージ３３５−結合装置の機械的構造に接着された１または２〜３のストレンゲージ・ステッカー−カップリングの入出力間のリアルタイム・トルク値を測定する。
−ＡＭＰ３４０−ストレンゲージから受信する低電圧を増幅するアナログ増幅器。
−ＡＤＣ（アナログ・デジタル変換器）３４５−アナログスイッチを備えるアナログ・デジタル変換モジュール。アナログ電圧レベルを、ＣＰＵによって処理されることができるデジタル値にリアルタイム翻訳するために使用される。
−センサ３５０−例えば、慣性、温度、ホール効果、エンコーダなどのさまざまな追加のそして任意のアナログまたはデジタル出力センサ・デバイス。
−ＣＰＵ３５５−すべての結合装置のチップおよび動作を制御して、モニタして、調整して、監督する。
−無線３６０−カップリングのＣＰＵ３５５とコントロールユニットのＣＰＵ４３５（図４）との間でデータを送信および受信する。
【００７５】
図４は、以下を備える、本発明の実施形態による例示的なコントロールユニット１４０を示す。
−４０５のモータ−単相または多相モータの電圧は、システムの電気的キャビネットからコントロールユニットに入る。コントロールユニットの動作のために必要とされる電力は、モータ電圧からとられるか、または任意に電気的キャビネットから直接供給される。
−電源４１０−コントロールユニットに必要な電力を供給するために、交流モータ電圧をＤＣ低電圧に変換する。
−ＤＣセレクタ４１５−ユニット用の電源を選択する−利用できるならばＤＣ供給、または電源出力を導く。
−ＬＤＯ（低ドロップアウト電圧レギュレータ）４２０−電圧バスを調整して、各種コンポーネントによって必要とされるすべての直流低電圧を発生する。
−Ｍ４２５−システム・モータまたはアクチュエータは、結合装置に機械的に取り付けられる被保護回転機械的システムに接続する。
−リレー４３０−ＣＰＵコントロール（カットオフ・スイッチ）によってモータ・オンまたはオフを切り換える。
−ＣＰＵ４３５−コントロールユニットのチップ、通信装置およびオペレーションシステムを制御して、モニタして、調整して、監督する。
【００７６】
通信チップ−さまざまな通信チップは、ワイヤードおよびワイヤレス通信リンクによって、イーサネット（登録商標）ＬＡＮ、インターネットおよびセルラーネットワークへの接続を有効にする。さまざまな通信チップは、ＣＰＵによって制御されて、動作される。
−ＵＡＲＴに対するＵＳＢ４４５−コンピュータ、ラップトップ、タブレット、スマートフォンなどへのダイレクトＵＳＢリンクを有効にする。
−ＬＡＮモジュール４５０−ワイヤードイーサネットＬＡＮリンクを有効にする。
−Ｗｉ−Ｆｉモジュール４５５−ワイヤレスイーサネットＬＡＮリンクを有効にする。
−セルラーモデム４６０−セルラーネットワークへのワイヤレス通信を有効にする。
−無線４６５−ＣＰＵ４３５をＣＰＵ３５５と通信する。カップリングからデータ、誤りアラームおよび通知を受信する。カップリング無線を用いて構成データおよびハンドシェイクを送信する。
−センサ４７０−温度センサのようなさまざまな追加のアナログまたはデジタル出力センサは、リアルタイムにモニタされることができる。
【００７７】
図５は、システム１００Ａ通信を示す概略図である。
【００７８】
トルクリミットのような動作パラメータを受信して、リアルタイムに課題を知らせるシステム挙動についての通知および診断法を送って、コントロールセンター、機械的サポート技術者などに対して、イベント・ログ、グラフなどの日、週、月などの周期的報告を提供するために、コントロールユニット１４０は、ワイヤードまたはワイヤレス接続を介して、ラップトップ５１０、ＰＣ５２０、タブレット５３０、スマートフォン５４０などに接続されてよい。コントロールユニット１４０および回転機械的カップリング１１０は、ワイヤレス接続を介して接続される。
−回転機械的カップリング１１０は、コントロールユニット１４０からトルクリミット入力値を受信してよい。
−トルク閾値が超えられるときに、コントロールユニット１４０は、回転機械的カップリング１１０から通知を受信する。
−コントロールユニット１４０は、回転機械的カップリング１１０から、トルクおよび、任意に速度、回転方向、振動などの測定を受信する。
【００７９】
トルクリミットのような動作パラメータは、コントロールユニット１４０とのワイヤードまたはワイヤレス接続を介して、ラップトップ、タブレット、スマートフォンなどを用いて技術者によって手動で予めプログラムされてもよい。
【００８０】
本発明の実施形態によれば、回転機械的カップリング１１０またはコントロールユニット１４０は、予め定義した時間の間トルク測定を収集してよく、平均的トルクを算出してよく、そしてそれをトルクリミットとして設定してよい。
【００８１】
回転機械的カップリング１１０は、トルク範囲を許容してよく、そして単一の値だけでなくてよい。トルク範囲は、瞬間的過負荷に起因するモーメント・プロバイダの遮断のケースを防止する。さらに、トルク範囲は、コントロールセンターまたは機械的サポート技術者に対して重要性および緊急性の異なるレベルの通知を送付するために、したがってシステム故障を予想するために、コントロールユニット１４０を有効にしてもよい。例えば、コントロールセンターまたは機械的サポート技術者がトルク範囲の上限近くで測定されたトルクについて頻繁な通知を得る場合、それらは、システムの要素のうちの少なくとも１つが故障しようとしていると結論してもよい。
【００８２】
通知および診断法は、上述したようにコントロールユニット１４０により送られてよく、そして、後で引き出されるコントロールユニットにおけるまたはインターネットクラウド・サービスにおけるログおよび／またはグラフとして保存されてよい。
【００８３】
コントロールユニット１４０は、システム挙動をモニタする。モニタは、いくつかの仕方でなされてよい。
【００８４】
図６は、時間領域のモニタを表す例示的グラフである。日ごとに、コントロールユニットは、トルク、速度、振動、ノイズ、温度などをモニタしてよく、グラフにそれらを表示してよい（データのいくらかは、回転機械的カップリング１１０から受信されてよい）。
【００８５】
図７は、周波数領域のモニタを表す例示的グラフである。周波数ごとに、コントロールユニットは、トルク、振動、ノイズ、速度などをモニタしてよく、グラフにそれらを表示してよい（データのいくらかは、回転機械的カップリング１１０から受信されてよい）。
【００８６】
グラフごとに、ユーザは、リアルタイムデータまたは、システムに保存された履歴データを見ることを選択してよい。ユーザは、特定の特徴を観察するために、グラフ上にフィルタを追加することを選択してもよい。ユーザは、集められたデータを保存するかまたはエクスポートすることを選択してもよい。
【００８７】
図８は、本発明の実施形態による例示的なイベント・ログである。イベントごとに、ログは、日時、デバイス型式、デバイスＵＩＤ、イベント、値および定期的なモニタに関するイベント詳細を保存してよい。
【００８８】
電子モジュール１２０がその特定のコントロールユニット１４０とだけ通信して、他のシステムのユニットと通信しないことを確実にするために、各デバイス（１１０および１４０）は、一意のＵＩＤを有する。
【００８９】
さまざまな使用のために、イベント・ログは、共有され、保存され、印刷されてよい。
【００９０】
図９は、本発明の実施形態による例示的な通知ログである。コントロールユニット１４０は、音声、ＳＭＳ、Ｅメール、メッセージング・アプリケーション（例えばＷｈａｔｓＡｐｐ）、などによって、上述したように通知を送ってよい。
【００９１】
本発明の実施形態によれば、多くのシステムは、階層順において接続されてよい。例えば、多くのモーメント・プロバイダが１列に接続されて、第１のモーメント・プロバイダが働くのを中止する場合、システムは、過負荷を防止するために、すべての他のモーメント・プロバイダも同様に停止してよい。
【００９２】
図１０は、本発明の実施形態によるコントロールユニット１４０によって実行されるプロセスを示すフローチャートである。
【００９３】
モーメント・プロバイダの（本実施形態におけるモータ）電源がオンにされるとすぐに、プロセスは、ステップ１００５において開始する。ステップ１０１０において、コントロールユニット１４０は、初期化される。そして、ステップ１０１５において、モータリレー（カットオフ・スイッチ）は、オンにされる。リレーは、上述したようにモーメント・プロバイダの動作を有効にする／無効にする。ステップ１０２０において、ユニットは、「生きている印」タイマーをリセットする。「生きている印」は、遠隔装置が働いているという徴候である。ステップ１０２５において、ユニットは、「生きている印」メッセージが遠隔装置１１０から受信されたかどうか調べる。それがそうされなかった場合、ユニットは、ステップ１０３０において、「生きている印」タイマーがタイムアウトされる場合を調べる。それがそうでない場合、プロセスは、ステップ１０２５に戻る。それがそうである場合、それは、遠隔装置１１０に関する課題があることを意味する。そして、リレー（カットオフ・スイッチ）は、考えられるあらゆる障害を防止するためにオフにされる（ステップ１０３５）。ステップ１０４０において、ユニットは、予め定義された仕様（オプション）による通知を出してよい。そして、ステップ１０４５において、それは再起動を待つ。ステップ１０２５において「生きている印」メッセージが受信された場合、ユニットは、ステップ１０５０へ続いて、「トリップモータ」メッセージが受信されたかどうか調べる。「トリップモータ」メッセージは、遠隔装置によって検出される課題（例えば過負荷）を示す。「トリップモータ」メッセージが受信された場合、ユニットは、ステップ１０３５、１０４０および１０４５へと続く。それがそうしなかった場合、ユニットは、予め定義された仕様にしたがって通知が必要とされる場合をステップ１０５５でチェックされ、それがそうでない場合、プロセスは、ステップ１０２０に戻る。それがそうである場合、ユニットは、ステップ１０６０において通知を出して、ステップ１０２０に戻る。
【００９４】
図１１は、本発明の実施形態による遠隔装置によって実行されるプロセスを示すフローチャートである。
【００９５】
ステップ１１０５において発電機が始動するとすぐに、プロセスは開始する。ステップ１１１０において、遠隔装置は、初期化される。そして、ステップ１１１５において、装置は、サンプル入力を始める。トリップ通知が入力にしたがって必要とされる場合、ステップ１１２０において、装置は、「生きている印」メッセージをつくる。そして、ステップ１１２５においてチェックする。もしそうならば、装置は、ステップ１１３０において「生きている印」メッセージに「トリップモータ」メッセージを追加して、ステップ１１３５において「生きている印」メッセージを放送する。それがそうでない場合、プロセスは、ステップ１１３５へ直接続いて、「生きている印」メッセージを放送する。ステップ１１４０において、装置は、エネルギーを保存するためにＸミリ秒の間「眠り」、そしてステップ１１４５において「目覚める」。収穫された電圧が低い場合、「睡眠」時間は、エネルギーを保存するためにシステムを有効にする。プロセスが「目覚める」とすぐに、それはステップ１１１５に戻る。
【００９６】
本発明は前述の図示の例の詳細に限られないことが、そして、本発明はその基本的属性を逸脱しない範囲で他のいろいろな形で実施されてよいことが、当業者に明らかである。したがって、本実施形態および例があらゆる点で例示的であり、限定的でないと考慮されることが要求される。さらに、本発明の特定の態様の特定の特徴は、本発明の他の態様において詳述される特定の特徴と組み合わされることができて、その結果、本発明のいかなる実施形態も本明細書において開示される１つまたは全ての特徴を含むことができるものと理解される。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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