CN103732831A - 用于识别和跟踪斗轮式挖掘机或铲斗链挖掘机的位置可变的传递装置/装载装置的位置的方法 - Google Patents

用于识别和跟踪斗轮式挖掘机或铲斗链挖掘机的位置可变的传递装置/装载装置的位置的方法 Download PDF

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Abstract

本发明提出一种用于识别和跟踪斗轮式挖掘机或铲斗链挖掘机(1)的位置可变的传递装置/装载装置的位置的方法，所述挖掘机包括带有具有可倾斜的悬臂(4)的可摆动的上层结构的挖掘设备(2)、可履带式行驶的下层结构(9)和带有装载悬臂(13)的传递装置(12)，并且在中间连接有带式运输器(37)或在中间未连接有带式运输器(37)的情况下通过台阶式输送带设备(17)传输运输物或通过相似的传递部位传输运输物。在此，调节/控制装置(20)根据以下测量值传感器的信号规定所述传递装置(12)的装载悬臂(13)的摆动角度和倾斜：用于探测所述斗轮式挖掘机或铲斗链挖掘机(1)的当前空间坐标(xB/yB/zB)的测量值传感器(21)，用于探测起运走作用的输送带设备的当前空间坐标(xS/yS/zS)的测量值传感器(22)，用于探测所述装载悬臂(13)的当前纵向倾斜和横向倾斜的测量值传感器(23)，用于探测所述装载悬臂(13)的当前摆动角度的测量值传感器(24)，用于探测所述装载悬臂(13)在起运走作用的输送带设备上方的当前距离的测量值传感器(26)，用于探测所述装载悬臂(13)在起运走作用的输送带设备上方的当前竖直定位的测量值传感器(27)，用于监视在所述装载悬臂(13)的传递部位中/处的过度填充的测量值传感器。

Description

用于识别和跟踪斗轮式挖掘机或铲斗链挖掘机的位置可变的传递装置/装载装置的位置的方法
技术领域
本发明涉及一种用于识别和跟踪斗轮式挖掘机或铲斗链挖掘机的位置可变的传递装置/装载装置的位置的方法，该挖掘机包括带有具有可倾斜的悬臂的可摆动的上层结构(Oberbau)的挖掘设备(Gewinnungsgerät)、可履带式行驶的下层结构以及带有装载悬臂的传递装置，并且在中间连接有带式运输器(Bandwagen，有时也称为移动式转载运输机)或在中间未连接有带式运输器的情况下通过台阶式输送带设备(Strossenbandanlage)传输运输物或通过相似的传递部位传输运输物。
背景技术
斗轮式挖掘机在通常的结构中包括带有的可倾斜的悬臂(具有固定在该处的斗轮)的可摆动的上层结构、可履带式行驶的下层结构和传递装置或带有包括装载带的装载悬臂的装载装置。在运行中，上层结构在可履带式行驶的下层结构上在其工作区域中来回摆动。该斗轮式挖掘机将由其在采区运行(Blockbetrieb)(台阶式采区运行(Strossenblockbetrieb)或侧面采区运行(Seitenblockbetrieb))中获得的物料或输送物例如煤炭或废物(Abraum)输送到可移动的台阶式输送带设备。
履带式的铲斗链挖掘机配备有用于上层结构的摆动机构。该铲斗链挖掘机可在上挖和深挖模式中(im Hoch- und Tiefschnitt)工作。挖掘机上层结构垂直于行驶方向容纳挖斗架，其下部的可动的部分铰接在上层结构处并且通过一个或多个挖斗架绞盘(Eimerleiterwinden)悬挂在悬臂处。无端部的(有时也称为环形的)铲斗链在挖斗架上行进。铲斗链挖掘机配备有传递装置。
传递装置的设计考虑，在平面图(Grundriss)中的在传递装置的装载带和台阶式输送带轴线(Strossenbandachse)之间的角度可调整。通过传递装置的摆动运动可使传递装置的卸载与可移动的台阶式输送带设备和挖掘机轴线(=可履带式行驶的下层结构的中心轴线)的距离相匹配。可移动的台阶式输送带设备平行于挖掘机(铲斗链挖掘机或斗轮式挖掘机)的可履带式行驶的下层结构的行驶方向并且根据掘进速度(Abbaufortschritt)移动。
中间连接的带式运输器尤其地可用于在挖掘时增大斗轮式挖掘机或铲斗链挖掘机的作用半径。
在装载时的重要目的在于操纵包括传递装置的装载带的装载悬臂的摆动机构/起重机构，还包括操纵装载斜道(Verladeschurre)以用于对台阶式输送带设备或带式运输器进行按照规定的输送带装载(Bandbeladung)以及控制物料流或输送物流。通过装载管理人员(Verladewärter)实现该目的。
该装载管理人员操纵用于装载悬臂的摆动机构/起重机构，并且操纵装载斜道以用于按照规定进行输送带装载并且控制物料流。
发明内容
因此本发明的目的是，给出一种用于识别和跟踪斗轮式挖掘机或铲斗链挖掘机的位置可变的传递装置/装载装置的位置的优化的方法。
结合权利要求1的前序部分，根据本发明该目的通过以下方式实现，即调节/控制装置(有时称为开环/闭环控制装置)根据以下测量值传感器的信号规定传递装置的装载悬臂的摆动角度和倾斜：
· 用于探测斗轮式挖掘机或铲斗链挖掘机的当前空间坐标的测量值传感器，
· 用于探测台阶式输送带设备或者带式运输器的接收带的当前空间坐标的测量值传感器，
· 用于探测装载悬臂的当前纵向倾斜和横向倾斜的测量值传感器，
· 用于探测装载悬臂的当前摆动角度的测量值传感器，
· 用于探测装载悬臂在台阶式输送带设备上方或者在带式运输器的接收带上方的当前距离的测量值传感器，
· 用于探测装载悬臂在台阶式输送带设备上方或者在带式运输器的接收带上方的当前竖直定位包括探测带中心的测量值传感器，
· 用于监视在装载悬臂的传递部位中/处的过度填充(Überschüttung)的测量值传感器。
尤其地，可利用根据本发明实现的优点在于，不再需要附加的装载管理人员，因为现在通过所建议的调节/控制装置实现操纵包括起运走作用的传递装置的装载带的装载悬臂的摆动机构/起重机构，还包括操纵装载斜道以用于对台阶式输送带设备或带式运输器的接收带进行按照规定的输送带装载，并且实现控制物料流或输送物流。换句话说，通过装载悬臂的自动的定位(无人操作)代替手动的定位以用于将输送物传递到起运走作用的带设备(台阶式输送带设备或带有接收带的带式运输器)上。
调节/控制装置在注意带设备的污染的情况下直接影响台阶式输送带或带式运输器的接收带的带行进。在考虑带过渡的情况下装载输送物。当在传递部位(传递斜道)中/处存在物料阻塞风险时，将信号输出到斗轮式挖掘机或铲斗链挖掘机处以调整输送。
本发明的典型的应用情况是：
· 带有用于传递到台阶式输送带设备上的装载悬臂的斗轮式挖掘机，
· 带有用于传递到台阶式输送带设备上的装载悬臂的铲斗链挖掘机，
· 带有用于传递到连接在中间的带式运输器上的装载悬臂的斗轮式挖掘机，
· 带有用于传递到台阶式输送带设备上的装载设备的斗轮式挖掘机。
在从属权利要求中给出了本发明的适宜的设计方案。
附图说明
下面根据在图纸中示出的实施例解释本发明。其中：
图1示出了利用包括位置可变的传递装置/装载装置的斗轮式挖掘机或铲斗链挖掘机和包括台阶式输送带的台阶式输送带设备作为主要部件进行的开采工作的示意图，其中，位置可变的传递装置实施成带有摆动机构/起重机构，
图2示出了备选的实施形式，在其中，附加地在斗轮式挖掘机或铲斗链挖掘机和台阶式输送带设备之间设置带式运输器。
具体实施方式
在图1中显示了利用包括位置可变的传递装置的斗轮式挖掘机或铲斗链挖掘机和包括台阶式输送带(起运走作用的输送带)的台阶式输送带设备(台阶式带式运输机)作为主要部件进行的开采工作的示意图，其中，该位置可变的传递装置实施成带有摆动机构/起重机构。
该斗轮式挖掘机或铲斗链挖掘机1具有用于输送物例如煤或废物的挖掘设备2和用于输送物的位置可变的传递装置12作为主要部件。
例如对于斗轮式挖掘机，该挖掘设备2包括：
· 可摆动的上层结构3，其带有固定在其上的可倾斜的包括接收带的悬臂4，
· 在端侧固定在悬臂4处的用于输送输送物的斗轮5，其包括斜道6(输送物传递装置)以用于将输送物从斗轮5传递到接收带，
· 带有履带的可行驶的下层结构9。
在图1中不仅显示了下层结构9的行驶方向10而且显示了悬臂4在采区宽度(Blockbreite)上的摆动方向/摆动角度8，其中，采区宽度或摆动角度确定工作范围，也就是说输送物的挖掘量(Abtrag)。
传递装置12包括：
· 装载悬臂13(排出输送器)，其包括装载带和装载斜道14(传递斜道)，
· 用于装载悬臂13的摆动机构/起重机构15(固定在挖掘设备2处)，
· 用于将输送物从悬臂4的接收带传递到传递装置12的接收斜道7(输送物传递装置)。
装载装置12(如已经提及的那样)具有装载斜道14(旋转斜道、输送物传递装置、传递斜道)以用于将输送物从装载悬臂13传递到台阶式输送带设备17。此外，显示了台阶式输送带轴线18，其形成起运走作用的带设备或台阶式输送带设备17的带中心。
在图2中显示了备选的实施形式，在其中，附加地在斗轮式挖掘机或铲斗链挖掘机和台阶式输送带设备之间设置有带式运输器。可看出带有固定在摆动机构/起重机构15之上的装载悬臂13的斗轮式挖掘机或铲斗链挖掘机1，其中，装载斜道14将输送物传递到带式运输器37的接收带39处。带式运输器37借助于带有履带的下层结构38优选地平行于台阶式输送带设备17运动，并且通过传递斜道40将输送物传递到台阶式输送带设备17的台阶式输送带处。
对于自动地识别和跟踪位置可变的传递装置12/的位置或用于将输送物输送到台阶式输送带设备17上或带式运输器37的接收带39上的装载悬臂13的定位，以下测量值传感器是重要的：
· 用于探测斗轮式挖掘机或铲斗链挖掘机1的当前空间坐标xB/yB/zB的测量值传感器21，
· 用于探测台阶式输送带设备17的台阶式输送带轴线18(在根据图1的实施形式中)的或者带式运输器37的接收带39(在根据图2的实施形式中)的当前空间坐标xS/yS/zS的测量值传感器22，
· 用于探测装载悬臂13的当前纵向倾斜和横向倾斜的测量值传感器23，
· 用于探测装载悬臂13的当前摆动角度的测量值传感器24，
· 用于探测装载悬臂13的当前负载的测量值传感器25，
· 用于探测装载悬臂13相对于路基(Planum)的当前距离或在台阶式输送带设备17的台阶式输送带(在根据图1的实施形式中)上方或者在带式运输器37的接收带39(在根据图2的实施形式中)上方的当前距离的测量值传感器26，
· 用于探测装载悬臂13在台阶式输送带设备17的台阶式输送带(在根据图1的实施形式中)上方或者在带式运输器37的接收带39(在根据图2的实施形式中)上方的当前竖直定位包括探测带中心的测量值传感器27，
· 用于探测台阶式输送带设备17的台阶式输送带(在根据图1的实施形式中)的或者带式运输器37的接收带39(在根据图2的实施形式中)的当前负载状态的测量值传感器28，
· 用于探测台阶式输送带设备17的台阶式输送带(在根据图1的实施形式中)的或者带式运输器37的接收带39(在根据图2的实施形式中)的可能的当前带偏斜(Bandschieflauf)的测量值传感器29，
· 用于探测装载斜道14的当前角位置的测量值传感器30，
· 用于探测装载斜道14的当前倾斜的测量值传感器31，
· 用于探测在装载悬臂13的摆动范围之内的物体的测量值传感器32(撞击保护)，
· 用于探测在悬臂4的接收带和装载悬臂13的装载带之间的当前的带超出(Bandüberstieg)的测量值传感器33(碰撞保护)，
· 用于探测在装载悬臂13的装载带和台阶式输送带设备17的台阶式输送带(在根据图1的实施形式中)之间的当前的带超出或者在装载悬臂13的装载带和带式运输器37的接收带39(在根据图2的实施形式中)之间的当前的带超出的测量值传感器34(碰撞保护)。
将以下信号输送到调节/控制装置20：
· 测量值传感器21的信号A，
· 测量值传感器22的信号B，
· 测量值传感器23的信号C，
· 测量值传感器24的信号D，
· 测量值传感器25的信号E，
· 测量值传感器26的信号F，
· 测量值传感器27的信号G，
· 测量值传感器28的信号H，
· 测量值传感器29的信号I，
· 测量值传感器30的信号K，
· 测量值传感器31的信号L，
· 测量值传感器32的信号M，
· 测量值传感器33的信号N，以及
· 测量值传感器34的信号O。该调节/控制装置20处理这些被输送的信号，以预定的方式将其相互结合并且根据这些信号以及根据用于以上列举的测量值传感器的理论值预设/参数预设35操控摆动机构/起重机构15、装载斜道14以及如有可能挖掘设备2，见
· 用于传递装置12的操控信号Q，
· 用于装载斜道14的操控信号R，以及
· 用于挖掘设备2的操控信号S。
在此调节/控制装置20根据以下测量值传感器的信号以操控信号Q的形式规定传递装置12的装载悬臂13的摆动角度和倾斜：
· 用于探测斗轮式挖掘机或铲斗链挖掘机1的当前空间坐标xB/yB/zB的测量值传感器21的信号A，
· 用于探测台阶式输送带设备17(在根据图1的实施形式中)的或者带式运输器37的接收带39(在根据图2的实施形式中)的当前空间坐标xS/yS/zS的测量值传感器22的信号B，
· 用于探测装载悬臂13的当前纵向倾斜和横向倾斜的测量值传感器23的信号C，
· 用于探测装载悬臂13的当前摆动角度的测量值传感器24的信号D，
· 用于探测装载悬臂13在台阶式输送带设备17(在根据图1的实施形式中)上方或者在带式运输器37的接收带39(在根据图2的实施形式中)上方的当前距离的测量值传感器26的信号F，
· 用于探测装载悬臂13在台阶式输送带设备17(在根据图1的实施形式中)上方或者在带式运输器37的接收带39(在根据图2的实施形式中)上方的当前竖直定位包括探测带中心的测量值传感器27的信号G。
此外，调节/控制装置20根据以下测量值传感器的信号以信号R的形式规定装载斜道14的摆动角度和倾斜：
· 用于探测台阶式输送带设备17的台阶式输送带(在根据图1的实施形式中)的或者带式运输器37的接收带39(在根据图2的实施形式中)的当前负载状态的测量值传感器28的信号H，
· 用于探测台阶式输送带设备17的台阶式输送带(在根据图1的实施形式中)的或者带式运输器37的接收带39(在根据图2的实施形式中)的可能的当前带偏斜的测量值传感器29的信号I，
· 用于探测装载斜道14的当前角位置的测量值传感器30的信号K，
· 用于探测装载斜道14的当前倾斜的测量值传感器31的信号L。
为了更好地进行调节/控制，附加地将用于探测装载悬臂13的装载带的当前负载的测量值传感器25的信号E输送到调节/控制装置20。由此，识别出在装载斜道14中的可能的物料阻塞(例如由于湿的物料或输送物)并且根据需要输出相应的用于挖掘设备2的操控信号S，以用于停止斗轮式挖掘机或铲斗链挖掘机并且避免过度填充装载斜道14。
为了避免在装载悬臂13和台阶式输送带设备17之间的碰撞(碰撞保护)，附加地将用于探测在装载悬臂13的装载带和台阶式输送带设备17的台阶式输送带(在根据图1的实施形式中)之间的当前的带超出或者在装载悬臂13的装载带或带式运输器37的接收带39(在根据图2的实施形式中)之间的当前的带超出的测量值传感器34的信号O输送到调节/控制装置20。
为了避免在装载悬臂13和物体例如设备或人员之间的碰撞，附加地将用于探测在装载悬臂13的摆动范围之内的物体的测量值传感器32的信号M输送到调节/控制装置20(碰撞保护)。
在产生操控信号R和Q如有可能也在产生信号S时考虑该信号O、M。
总地来说，通过所建议的调节/控制得到待使用的部件的高的可支配性且尤其地得到期望的功能(“无人操作”)的高的可支配性。通过该调节/控制实现了与环境影响例如强的阳光辐射、大雨、下雪、雾、霜的无关性。此外，实现了对气化的(dampfend)煤或输送物的不敏感性。得到了在输送带棱边的定位和测量以及带行驶探测方面高的精度。此外，在所有运行条件下确保了设备保护以及人员保护。
参考标号列表
1 斗轮式挖掘机或铲斗链挖掘机
2 斗轮式挖掘机或铲斗链挖掘机的挖掘设备
3 可摆动的上层结构
4 可倾斜的悬臂包括接收带
5 斗轮
6 斜道
7 装载悬臂13的接收斜道
8 悬臂4在采区宽度上的摆动方向/摆动角度
9 带有履带的下层结构
10 下层结构9的行驶方向
11 -
12 斗轮式挖掘机或铲斗链挖掘机的位置可变的传递装置
13 装载悬臂(排出输送器)包括装载带
14 传递装置的装载斜道(旋转斜道、输送斜道)
15 用于装载悬臂的摆动机构/起重机构
16 -
17 台阶式输送带设备(台阶式输送带输送器)包括台阶式输送带
18 台阶式输送带轴线=台阶式输送带设备17的带中心
19 –
20 调节/控制装置
21 用于探测斗轮式挖掘机或铲斗链挖掘机1的当前空间坐标xB/yB/zB的测量值传感器→信号A
22 用于探测台阶式输送带轴线18的或者带式运输器37的接收带39的当前空间坐标xS/yS/zS的测量值传感器→信号B
23 用于探测装载悬臂13的当前纵向倾斜和横向倾斜的测量值传感器→信号C
24 用于探测装载悬臂13的当前摆动角度的测量值传感器→信号D
25 用于探测装载悬臂13的当前负载的测量值传感器→信号E
26 用于探测装载悬臂13相对于路基的当前距离或在台阶式输送带设备17的台阶式输送带上方或者在带式运输器37的接收带39上方的当前距离的测量值传感器→信号F
27 用于探测装载悬臂13在台阶式输送带设备17的台阶式输送带上方或者在带式运输器37的接收带39上方的当前竖直定位包括探测带中心的测量值传感器→信号G
28 用于探测台阶式输送带设备17的台阶式输送带的或者带式运输器37的接收带39的当前负载状态的测量值传感器→信号H
29 用于探测台阶式输送带设备17的台阶式输送带的或者带式运输器37的接收带39的可能的当前带偏斜的测量值传感器→信号I
30 用于探测装载斜道14的当前角位置的测量值传感器→信号K
31 用于探测装载斜道14的当前倾斜的测量值传感器→信号L
32 用于探测在装载悬臂13的摆动范围之内的物体的测量值传感器32(碰撞保护)→信号M
33 用于探测在悬臂4的接收带和装载悬臂13的装载带之间的当前的带超出的测量值传感器(碰撞保护)→信号N
34 用于探测在装载悬臂13的装载带和台阶式输送带设备17的台阶式输送带之间的当前的带超出或者在装载悬臂13的装载带和带式运输器37的接收带39之间的当前的带超出的测量值传感器34→信号O
35 理论值预设/参数预设
36 -
37 带式运输器
38 带有履带的下层结构
39 接收带
40 输送斜道

Claims (6)

1. 一种用于识别和跟踪斗轮式挖掘机或铲斗链挖掘机(1)的位置可变的传递装置/装载装置的位置的方法，所述斗轮式挖掘机或铲斗链挖掘机包括带有具有可倾斜的悬臂(4)的可摆动的上层结构的挖掘设备(2)、可履带式行驶的下层结构(9)以及带有装载悬臂(13)的传递装置(12)，并且在中间连接有带式运输器(37)或在中间未连接有带式运输器(37)的情况下通过台阶式输送带设备(17)传输运输物或通过相似的传递部位传输运输物，其特征在于，调节/控制装置(20)根据以下测量值传感器的信号规定所述传递装置(12)的装载悬臂(13)的摆动角度和倾斜：
· 用于探测所述斗轮式挖掘机或铲斗链挖掘机(1)的当前空间坐标(xB/yB/zB)的测量值传感器(21)，
· 用于探测所述台阶式输送带设备(17)或者所述带式运输器(37)的接收带(39)的当前空间坐标(xS/yS/zS)的测量值传感器(22)，
· 用于探测所述装载悬臂(13)的当前纵向倾斜和横向倾斜的测量值传感器(23)，
· 用于探测所述装载悬臂(13)的当前摆动角度的测量值传感器(24)，
· 用于探测所述装载悬臂(13)在所述台阶式输送带设备(17)上方或者在所述带式运输器(37)的接收带(39)上方的当前距离的测量值传感器(26)，
· 用于探测所述装载悬臂(13)在所述台阶式输送带设备(17)上方或者在所述带式运输器(37)的接收带(39)上方的当前竖直定位包括探测带中心的测量值传感器(27)，
· 用于监视在所述装载悬臂(13)的传递部位中/处的过度填充的测量值传感器。
2. 根据权利要求1所述的方法，其中，所述装载悬臂(13)通过装载斜道(14)将输送物输送到所述台阶式输送带设备(17)处或所述带式运输器(37)的接收带(39)处，其特征在于，所述调节/控制装置(20)根据以下测量值传感器的信号规定所述装载斜道(14)的摆动角度和倾斜：
· 用于探测所述台阶式输送带设备(17)的台阶式输送带的或者所述带式运输器(37)的接收带(39)的当前负载状态的测量值传感器(28)，
· 用于探测所述台阶式输送带设备(17)的台阶式输送带的或者所述带式运输器(37)的接收带(39)的可能的当前带偏斜的测量值传感器(29)，
· 用于探测所述装载斜道(14)的当前角位置的测量值传感器(30)，
· 用于探测所述装载斜道(14)的当前倾斜的测量值传感器。
3. 根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，附加地将用于探测所述装载悬臂(13)的装载带的当前负载的测量值传感器(25)的信号输送到所述调节/控制装置(20)。
4. 根据以上权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，附加地将用于探测在所述悬臂(4)的接收带和所述装载悬臂(13)的装载带之间的当前的带超出的测量值传感器(33)的信号输送到所述调节/控制装置(20)。
5. 根据以上权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，附加地将用于探测在所述装载悬臂(13)的装载带和所述台阶式输送带设备(17)的台阶式输送带或所述带式运输器(37)的接收带(39)之间的当前的带超出的测量值传感器(34)的信号输送到所述调节/控制装置(20)。
6. 根据以上权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，附加地将用于探测在所述装载悬臂(13)的摆动范围之内的物体的测量值传感器(32)的信号输送到所述调节/控制装置(20)。
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