[發明專利]控制工業機械的挖掘操作

有效

• 申請號: 201180071749.X
• 申請日: 2011-08-31
• 公開（公告）號: CN103781970A
• 公開（公告）日: 2014-05-07
• 發明（設計）人: 約瑟夫·科爾威爾;威廉·耶倫;馬克·埃默森;邁克爾·林斯特羅斯
• 申請（專利權）人: 哈尼施費格爾技術公司
• 主分類號: E02F9/20
• 分類號: E02F9/20;E02F3/43;E02F3/42
• 代理公司: 中原信達知識產權代理有限責任公司 11219
• 代理人: 梁曉廣;關兆輝

相關申請的交叉引用

本申請要求2011年4月29日提交的在先提交的共同待審查美國臨時專利申請第61/480,603號的權益，其全部內容通過引用而并入本文。

技術領域

本發明涉及控制諸如電動繩索挖掘機或動力挖掘機的工業機械的挖掘操作。

背景技術

諸如電動繩索挖掘機或動力挖掘機、索斗鏟等的工業機械被用來執行從例如礦藏中移除材料的挖掘操作。在困難的采礦環境中（例如，硬邊角環境），向外推擠鏟斗桿（即，使鏟斗桿平移遠離工業機械）成撞擊礦藏能夠導致鏟斗意外停止。鏟斗的意外停止能夠接著導致懸臂頂升。懸臂頂升是整個懸臂由于過度的推擠反作用力而反沖。由鏟斗意外停止引起的懸臂頂升或反沖導致工業機械沿向后方向傾斜（即，傾覆力矩或重心[CG]偏移遠離礦藏）。這樣的傾覆力矩在工業機械上引起周期應力，這能夠導致焊接開裂或其它應變。工業機械沿向前或者向后方向傾斜的程度影響工業機械經受的結構疲勞。限制工業機械的最大向前和/或向后傾覆力矩和CG偏移因此能夠增加工業機械的操作壽命。

發明內容

因而，本發明提供工業機械的控制，使得控制在挖掘操作過期間使用的推擠和提升力，以防止或限制工業機械的向前和/或向后傾覆力矩。例如，減少CG偏移量，以減少工業機械上的結構疲勞（例如，在移動基座、轉臺、機械甲板、下端等上的結構疲勞）并增加工業機械的運行壽命。相對于提升力（例如，提升釋放拉力（hoist?bail?pull））控制推擠力（例如，推擠扭矩或推擠扭矩限值），使得基于提升釋放拉力的水平來設定推擠扭矩或推擠扭矩限值。這樣的控制限制在挖掘操作早期能夠施加的推擠扭矩，并且在提升釋放拉力的水平增加時，逐漸地增加在挖掘操作從頭到尾能夠施加的推擠扭矩。此外，當工業機械的鏟斗撞擊礦藏時，基于工業機械的部件（例如，鏟斗、鏟斗桿等）的所確定的加速度來增加（例如，超過正常或標準操作值）最大允許恢復或縮回扭矩。在挖掘操作器件以這種方式控制工業機械的操作限制或消除能夠對工業機械的操作壽命具有不利影響的靜態和動態向后傾覆力矩和CG偏移。例如，向前和向后靜態傾覆力矩涉及諸如所施加的提升和推擠扭矩的工業機械的操作特征。向前和向后動態傾覆力矩涉及例如由鏟斗撞擊礦藏等導致的在工業機械上的瞬時力或工業機械的特征。

在一個實施例中，本發明提供一種控制工業機械的挖掘操作的方法。工業機械包括鏟斗桿和推擠馬達驅動裝置。該方法包括：確定鏟斗桿的角度；將鏟斗桿的角度與一個或多個鏟斗桿角度限值進行比較；確定提升釋放拉力；以及將提升釋放拉力與一個或多個提升釋放拉力限值進行比較。該方法還包括：基于鏟斗桿的角度與一個或多個鏟斗桿角度限值的比較和提升釋放拉力與一個或多個提升釋放拉力限值的比較來對推擠馬達驅動裝置設定推擠扭矩限值。

在另一實施例中，本發明提供一種工業機械，該工業機械包括鏟斗桿、推擠馬達驅動裝置和控制器。鏟斗桿被連接到鏟斗。推擠馬達驅動裝置被構造成向推擠馬達提供一個或多個控制信號，并且推擠馬達可操作用以向鏟斗桿提供力，以使鏟斗桿朝向礦藏移動或移動遠離礦藏。控制器被連接到推擠馬達驅動裝置，并被構造用于：確定鏟斗桿的角度；將鏟斗桿的角度與一個或多個鏟斗桿角度限值進行比較；確定提升釋放拉力；和將提升釋放拉力與一個或多個提升釋放拉力限值進行比較。控制器還被構造用于基于鏟斗桿的角度與一個或多個鏟斗桿角度限值的比較和提升釋放拉力與一個或多個提升釋放拉力限值的比較來對推擠馬達驅動裝置設定推擠扭矩限值。

在另一個實施例中，本發明提供一種控制工業機械的挖掘操作的方法。該方法包括：確定與工業機械相關聯的提升釋放拉力；基于所確定的工業機械的提升釋放拉力來確定用于推擠驅動裝置的推擠扭矩限制值；以及將推擠驅動裝置的推擠扭矩限值設置成推擠扭矩限制值，以將與推擠操作相關聯的扭矩限制到該推擠扭矩限制值。

本發明的其它方面通過考慮詳細描述和附圖將會變得顯而易見。

附圖說明

圖1示意根據本發明的實施例的工業機械。

圖2示意根據本發明的實施例的工業機械的控制器。

圖3示意根據本發明的實施例的工業機械的數據記錄系統。

圖4示意根據本發明的實施例的工業機械的控制系統。

圖5-9示意用于控制根據本發明的實施例的工業機械的流程。

具體實施方式