[發(fā)明專利]控制工業(yè)機(jī)械的挖掘操作

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410097425.9
• 申請(qǐng)日: 2014-03-14
• 公開（公告）號(hào): CN104110048B
• 公開（公告）日: 2019-06-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 約瑟夫·科爾威爾;威廉·耶倫;戴維·文特;邁克爾·林斯特羅斯
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 久益環(huán)球表層采礦公司
• 主分類號(hào): E02F9/20
• 分類號(hào): E02F9/20
• 代理公司: 中原信達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司 11219
• 代理人: 關(guān)兆輝;謝麗娜

本發(fā)明涉及控制工業(yè)機(jī)械的挖掘操作，所述工業(yè)機(jī)械包括鏟斗、伸縮馬達(dá)驅(qū)動(dòng)裝置和控制器。所述伸縮馬達(dá)驅(qū)動(dòng)裝置被構(gòu)造成向伸縮馬達(dá)提供一個(gè)或多個(gè)控制信號(hào)，所述伸縮馬達(dá)可操作以向所述鏟斗提供力，以使所述鏟斗朝向或遠(yuǎn)離工作面移動(dòng)。所述控制器被連接到所述伸縮馬達(dá)驅(qū)動(dòng)裝置，并且被構(gòu)造用以：監(jiān)測(cè)所述工業(yè)機(jī)械的特征；基于所監(jiān)測(cè)到的所述工業(yè)機(jī)械的特征識(shí)別與鏟斗相關(guān)聯(lián)的撞擊事件；和當(dāng)識(shí)別出所述撞擊事件時(shí)，對(duì)伸縮馬達(dá)驅(qū)動(dòng)裝置設(shè)定伸縮電轉(zhuǎn)扭矩限值。

相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用

本申請(qǐng)是2013年1月15日提交的美國(guó)專利申請(qǐng)No.13/742,091的部分繼續(xù)案，后者是2011年8月31日提交的美國(guó)專利申請(qǐng)第13/222,582的繼續(xù)案，后者要求2011年4月29日提交的美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)第61/480,603號(hào)的權(quán)益，以上文獻(xiàn)的全部?jī)?nèi)容通過引用而并入本文。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及控制諸如電動(dòng)繩索挖掘機(jī)或動(dòng)力挖掘機(jī)的工業(yè)機(jī)械的挖掘操作。

背景技術(shù)

諸如電動(dòng)繩索挖掘機(jī)或動(dòng)力挖掘機(jī)、索斗鏟等的工業(yè)機(jī)械被用來執(zhí)行從例如工作面中移除材料的挖掘操作。在困難的采礦環(huán)境中（例如，硬邊角環(huán)境），向外推出鏟斗桿（即，使鏟斗桿平移遠(yuǎn)離工業(yè)機(jī)械）以撞擊工作面能夠?qū)е络P斗意外停止。鏟斗的意外停止能夠接著導(dǎo)致懸臂頂升。懸臂頂升是整個(gè)懸臂由于過度的推出反作用力而反沖。由鏟斗意外停止引起的懸臂頂升或反沖導(dǎo)致工業(yè)機(jī)械沿向后方向傾斜（即，傾覆力矩或重心[CG]偏移遠(yuǎn)離工作面）。這樣的傾覆力矩在工業(yè)機(jī)械上引起循環(huán)應(yīng)力，這能夠?qū)е潞附娱_裂或其它應(yīng)變。工業(yè)機(jī)械沿向前或者向后方向傾斜的程度影響工業(yè)機(jī)械經(jīng)受的結(jié)構(gòu)疲勞。限制工業(yè)機(jī)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(yè)機(jī)械的操作壽命。

發(fā)明內(nèi)容

因而，本發(fā)明提供工業(yè)機(jī)械的控制，使得控制在挖掘操作過期間使用的伸縮和升降力，以防止或限制工業(yè)機(jī)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(yè)機(jī)械上的結(jié)構(gòu)疲勞（例如，在移動(dòng)基座、轉(zhuǎn)臺(tái)、機(jī)械甲板、下端等上的結(jié)構(gòu)疲勞）并增加工業(yè)機(jī)械的運(yùn)行壽命。相對(duì)于升降力（例如，升降釋放拉力（hoist bail pull））控制伸縮力（例如，伸縮扭矩或伸縮扭矩限值），使得基于升降釋放拉力的水平來設(shè)定伸縮扭矩或伸縮扭矩限值。這樣的控制限制在挖掘操作早期能夠施加的伸縮扭矩，并且在升降釋放拉力的水平增加時(shí)，逐漸地增加在挖掘操作從頭到尾能夠施加的伸縮扭矩。此外，當(dāng)工業(yè)機(jī)械的鏟斗撞擊工作面時(shí)，基于工業(yè)機(jī)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?；驑?biāo)準(zhǔn)操作值）最大允許恢復(fù)或縮回扭矩。在挖掘操作器件以這種方式控制工業(yè)機(jī)械的操作限制或消除能夠?qū)I(yè)機(jī)械的操作壽命具有不利影響的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)向后傾覆力矩和CG偏移。例如，向前和向后靜態(tài)傾覆力矩涉及諸如所施加的升降和伸縮扭矩的工業(yè)機(jī)械的操作特征。向前和向后動(dòng)態(tài)傾覆力矩涉及例如由鏟斗撞擊工作面等導(dǎo)致的在工業(yè)機(jī)械上的瞬時(shí)力或工業(yè)機(jī)械的特征。

在一個(gè)實(shí)施例中，本發(fā)明提供一種工業(yè)機(jī)械，所述工業(yè)機(jī)械包括鏟斗、伸縮馬達(dá)驅(qū)動(dòng)裝置和控制器。伸縮馬達(dá)驅(qū)動(dòng)裝置被構(gòu)造成用以向伸縮馬達(dá)提供一個(gè)或多個(gè)控制信號(hào)，并且伸縮馬達(dá)可操作用以向鏟斗提供力，以使鏟斗朝向或遠(yuǎn)離工作面移動(dòng)?？刂破鞅贿B接到伸縮馬達(dá)驅(qū)動(dòng)裝置，并被構(gòu)造成用以：監(jiān)測(cè)工業(yè)機(jī)械的特征；基于監(jiān)測(cè)到的工業(yè)機(jī)械的特征來識(shí)別與鏟斗相關(guān)聯(lián)的撞擊事件；并且當(dāng)識(shí)別出撞擊事件時(shí)為伸縮馬達(dá)驅(qū)動(dòng)裝置設(shè)定伸縮電轉(zhuǎn)扭矩（motoring torque）限值。

在另一實(shí)施例中，本發(fā)明提供一種控制直流（“DC”）工業(yè)機(jī)械的挖掘操作的方法。該工業(yè)機(jī)械包括鏟斗和伸縮馬達(dá)驅(qū)動(dòng)裝置。所述方法包括：監(jiān)測(cè)工業(yè)機(jī)械的特征；基于監(jiān)測(cè)到的工業(yè)機(jī)械的特征識(shí)別與鏟斗相關(guān)聯(lián)的撞擊事件；和當(dāng)識(shí)別出撞擊事件時(shí)，為伸縮馬達(dá)驅(qū)動(dòng)裝置設(shè)定伸縮電轉(zhuǎn)扭矩限值。所述撞擊事件在工業(yè)機(jī)械上產(chǎn)生傾覆力矩。

本發(fā)明的其它方面通過考慮詳細(xì)描述和附圖將會(huì)變得顯而易見。

附圖說明

圖1示意根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的工業(yè)機(jī)械。