工業(yè)機(jī)械的制作方法
【專利說明】
[0001] 相關(guān)申請(qǐng)
[0002] 本申請(qǐng)要求2014年7月15日提交的美國臨時(shí)專利申請(qǐng)第62/024, 789號(hào)的優(yōu)先 權(quán)，其全部?jī)?nèi)容通過引用并入本文。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003] 本實(shí)用新型涉及對(duì)工業(yè)機(jī)械的控制。
【背景技術(shù)】
[0004] 諸如鋼絲繩電鏟或動(dòng)力鏟、索鏟等的工業(yè)機(jī)械被用來執(zhí)行從例如礦藏中移除物料 的挖掘操作。不同的工業(yè)機(jī)械具有其能支撐的不同的載重能力或懸載（suspended load) 能力。工業(yè)機(jī)械的所述懸載能力通常相當(dāng)于，鏟斗在完全滿載的正常條件下（例如干工況 等）除鏟斗自身重量以外的鏟斗內(nèi)物料的重量或數(shù)量。然而，在一定條件下（例如下雨后 或融雪時(shí)、更為密集的物料、下降的冰凍結(jié)晶、操作員的濫用），所述完全滿載的鏟斗裝有的 開采物料比其他條件下更重。該過載將對(duì)所述工業(yè)機(jī)械施加壓力或造成應(yīng)變，或者能導(dǎo)致 所述工業(yè)機(jī)械喪失安全地控制所述鏟斗的能力（例如，由于來自負(fù)載的增加的慣性）。 【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005] 本實(shí)用新型提供對(duì)工業(yè)機(jī)械的控制，使得可以基于所述工業(yè)機(jī)械的懸載（例如， 平均懸載、單次懸載或瞬時(shí)懸載），對(duì)所述工業(yè)機(jī)械的一種或多種參數(shù)或特性（例如，力、速 度、速度限制等）進(jìn)行控制。當(dāng)工業(yè)機(jī)械在過載條件下操作時(shí)，本實(shí)用新型通過基于懸載動(dòng) 態(tài)控制所述參數(shù)，可以減小或緩和所述工業(yè)機(jī)械經(jīng)受的附加的壓力或應(yīng)變。
[0006] 在一個(gè)實(shí)施例中，本實(shí)用新型提供一種工業(yè)機(jī)械，其特征在于，所述工業(yè)機(jī)械包 括：鏟斗；傳動(dòng)裝置，其可被操作來控制所述鏟斗的運(yùn)動(dòng)；傳感器，其可被操作來產(chǎn)生關(guān)于 鏟斗中的物料重量的信號(hào)；和控制器，其被配置成根據(jù)來自所述傳感器的關(guān)于鏟斗中的物 料重量的信號(hào)確定懸載，并當(dāng)所述懸載大于閾值時(shí)改變所述傳動(dòng)裝置的操作參數(shù)。
[0007] 并且，根據(jù)一種【具體實(shí)施方式】，所述傳動(dòng)裝置是擺動(dòng)傳動(dòng)裝置。且所述擺動(dòng)傳動(dòng)裝 置是擺動(dòng)電機(jī)。
[0008] 并且，根據(jù)另一種【具體實(shí)施方式】，所述傳動(dòng)裝置是提升傳動(dòng)裝置。且所述提升傳動(dòng) 裝置是提升電機(jī)。
[0009] 并且，根據(jù)再一種【具體實(shí)施方式】，所述工業(yè)機(jī)械進(jìn)一步包括鏟斗門。
[0010] 在詳細(xì)解釋本實(shí)用新型的任何實(shí)施例之前，應(yīng)明白，本實(shí)用新型的應(yīng)用不限于以 下說明書中所闡述或附圖中所示意的結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)和部件布置。本實(shí)用新型能夠具有其它實(shí)施 例，并能以其它方式來實(shí)踐或?qū)嵤４送?，?yīng)明白，本文所采用的措辭和術(shù)語是為了說明的 目的，而不應(yīng)被認(rèn)為是限制。本文中的"包括"、"包含"、"具有"及其變型的使用將包含此后 列出的項(xiàng)目和它們等同方式以及其他的項(xiàng)目。術(shù)語"安裝"、"連接"、"支承"和"聯(lián)接"及其 變形廣泛地被使用并且包含直接和間接的安裝、連接、支承和聯(lián)接。
[0011] 此外，應(yīng)當(dāng)明白，本實(shí)用新型的實(shí)施例可包括硬件、軟件和電子部件或模塊，這些 硬件、軟件和電子部件或模塊為了描述的目的而被示出或描述成好像這些零部件的大部分 僅僅是以硬件的形式來實(shí)施。然而，本領(lǐng)域技術(shù)人員基于對(duì)本文的詳細(xì)描述的理解將明白， 在至少一個(gè)實(shí)施例中，本實(shí)用新型的以電子為基礎(chǔ)的方面可通過以一個(gè)或多個(gè)比如微處理 器和/或?qū)Ｓ眉呻娐罚ˋSICs)來執(zhí)行的軟件（比如存儲(chǔ)在非易失的計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)中） 來實(shí)施。因此，應(yīng)當(dāng)注意，多個(gè)基于硬件和軟件的設(shè)備以及多個(gè)不同結(jié)構(gòu)的部件可用來實(shí)施 本實(shí)用新型。例如，在說明書中所描述的"服務(wù)器"和"計(jì)算設(shè)備"可包括一個(gè)或多個(gè)處理 單元、一個(gè)或多個(gè)計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)模塊、一個(gè)或多個(gè)輸入/輸出界面和連接所述部件的不 同連接裝置（比如系統(tǒng)總線）。
[0012] 本實(shí)用新型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】
[0013] 圖1示意根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例的工業(yè)機(jī)械。
[0014] 圖2示意根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例的如圖1所示的工業(yè)機(jī)械的控制系統(tǒng)。
[0015] 圖3示意根據(jù)本實(shí)用新型的另一個(gè)實(shí)施例的如圖1所示的工業(yè)機(jī)械的控制系統(tǒng)。
[0016] 圖4示意基于鏟斗中的載重的用于控制工業(yè)機(jī)械的流程。
[0017] 圖5示意基于鏟斗中的載重的用于控制工業(yè)機(jī)械的另一流程。
【具體實(shí)施方式】
[0018] 本文所描述的實(shí)用新型涉及與基于工業(yè)機(jī)械的懸載對(duì)所述工業(yè)機(jī)械的操作進(jìn)行 控制相關(guān)聯(lián)的系統(tǒng)、方法、裝置以及計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)。例如，所述工業(yè)機(jī)械包括確定和/或 監(jiān)控所述懸載的控制系統(tǒng)或控制器。所述工業(yè)機(jī)械的懸載包括鏟斗的重量和鏟斗內(nèi)物料的 重量。所述控制器被配置成確定和/或監(jiān)控所述工業(yè)機(jī)械的懸載以用于個(gè)體的挖掘操作和 一定期間內(nèi)的挖掘操作。如果所述控制器在任何給定時(shí)間上確定的懸載（例如，瞬時(shí)懸載） 大于或等于閥值（例如，額定懸載"RLS"），所述控制器能夠基于所述懸載控制所述工業(yè)機(jī) 械。例如，所述控制器被配置成修改（例如，限制）所述鏟斗允許移動(dòng)的速度（例如，挖掘 速度或速度限制，提升速度或速度限制，擺動(dòng)速度或速度限制，最高速度或速度限制等）。所 述控制器也被配置成修改（例如，增加）施加在所述鏟斗上的力（例如，挖掘力、提升力以 及擺動(dòng)力等）以用于根據(jù)所述懸載增加的慣性來更為精確地控制所述過載的鏟斗。如果在 確定的或規(guī)定的一段時(shí)間內(nèi)的平均懸載大于或等于平均懸載閥值，所述控制器也被配置成 控制所述工業(yè)機(jī)械的操作。例如，在一段給定期間內(nèi)，所述工業(yè)機(jī)械可能經(jīng)受一些過載的懸 載和一些非過載的懸載。然而，如果所述工業(yè)機(jī)械在一段時(shí)間內(nèi)經(jīng)受的平均懸載高并且呈 周期性，那么作用在所述工業(yè)機(jī)械上的重復(fù)應(yīng)力會(huì)造成損害。因此，如果所述工業(yè)機(jī)械在一 段給定時(shí)間內(nèi)經(jīng)受的平均懸載超過所述平均懸載的閥值，可以通過修改（例如，限制）所述 鏟斗允許移動(dòng)的速度以及修改（例如，增加）施加在所述鏟斗上的力來控制所述工業(yè)機(jī)械 的操作以限制所述壓力。當(dāng)過載情況出現(xiàn)時(shí)（瞬時(shí)或平均），所述工業(yè)機(jī)械的控制可以減小 所述工業(yè)機(jī)械經(jīng)受的壓力和應(yīng)變，以及延長(zhǎng)所述工業(yè)機(jī)械的使用壽命。
[0019] 雖然本文所描述的實(shí)用新型能夠應(yīng)用到各種工業(yè)機(jī)械（例如繩鏟、索鏟、AC機(jī)械、 DC機(jī)械、油壓機(jī)），由各種工業(yè)機(jī)械實(shí)施或與各種工業(yè)機(jī)械結(jié)合使用，但本文所描述的實(shí)用 新型的實(shí)施例是針對(duì)鋼絲繩電鏟或動(dòng)力鏟進(jìn)行描述的，諸如圖1中所示的工業(yè)機(jī)械10。工 業(yè)機(jī)械10包括用以推動(dòng)所述工業(yè)機(jī)械10向前或后退并且使工業(yè)機(jī)械10轉(zhuǎn)向的履帶15 (例 如，通過改變左履帶和右履帶彼此間的相對(duì)速度和/或方向）。所述履帶15支撐基座25， 所述基座25包括駕駛室30。所述基座25可以繞著擺動(dòng)軸35擺動(dòng)或旋轉(zhuǎn)，例如，從挖掘位 置運(yùn)動(dòng)到卸料位置。履帶15的運(yùn)動(dòng)對(duì)于擺動(dòng)動(dòng)作并不是必須的。工業(yè)機(jī)械10還進(jìn)一步 包括可旋轉(zhuǎn)的鏟斗臂45和鏟斗50。所述鏟斗50包括用以傾倒鏟斗中內(nèi)存物的門55。
[0020] 所述工業(yè)機(jī)械10包括偶聯(lián)在所述基座25和懸臂65之間以支撐所述懸臂65的懸 索60。所述工業(yè)機(jī)械還包括繞在基座25內(nèi)的絞盤和提升卷筒（圖中未顯示）上的鋼絲繩 或提升索70,絞盤和提升卷筒用以纏繞所述提升索70來提升或降低所述鏟斗50,以及連接 在另一個(gè)開斗索（圖中未顯示）和鏟斗門55之間的挖掘索75。所述工業(yè)機(jī)械還包括鞍塊 80、滑輪85和吊架結(jié)構(gòu)90。在某些實(shí)施例中，所述工業(yè)機(jī)械為由Joy Global Inc.制造的 P&HS. 4100系列動(dòng)力鏟。
[0021] 圖2示意與圖1的工業(yè)機(jī)械10相關(guān)聯(lián)的控制器200。控制器200與工業(yè)機(jī)械10 的各個(gè)模塊或部件電連接和/或通信連接。例如，所示控制器200被連接到一個(gè)或多個(gè)指 示器205、用戶界面模塊210、一個(gè)或多個(gè)提升傳動(dòng)裝置（例如，電機(jī)、液壓缸等）以及提升 驅(qū)動(dòng)裝置215, 一個(gè)或多個(gè)挖掘傳動(dòng)裝置（例如，電機(jī)、液壓缸等）以及挖掘驅(qū)動(dòng)裝置220， 一個(gè)或多個(gè)擺動(dòng)傳動(dòng)裝置（例如，電機(jī)、液壓缸等）以及擺動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置225,數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器或 數(shù)據(jù)庫230、功率供應(yīng)模塊235、一個(gè)或多個(gè)傳感器240。所述提升傳動(dòng)裝置以及驅(qū)動(dòng)裝置 215,所述挖掘傳動(dòng)裝置以及驅(qū)動(dòng)裝置220和擺動(dòng)傳動(dòng)裝置以及驅(qū)動(dòng)裝置225被配置成接收 來自控制器200的控制信號(hào)，以控制所述工業(yè)機(jī)械10的提升、挖掘和擺動(dòng)操作。所述控制 器200包括其中可操作地配置用以或規(guī)劃用以控制工業(yè)機(jī)械10的操作、控制懸臂65、鏟斗 臂45、鏟斗50等的位置、帶動(dòng)一個(gè)或多個(gè)指示器205 (例如液晶顯示器〃IXD")、監(jiān)視工業(yè)機(jī) 械10的操作等的硬件和軟件的組合。其中，所述一個(gè)或多個(gè)傳感器240包括負(fù)載銷、應(yīng)變 計(jì)、一個(gè)或多個(gè)傾角計(jì)、吊架銷（gantry pin)、一個(gè)或多個(gè)電機(jī)現(xiàn)場(chǎng)（field)模塊（例如，測(cè) 量電動(dòng)機(jī)的參數(shù)，比如電流、電壓、功率等），一個(gè)或多個(gè)旋轉(zhuǎn)變壓器等。在一些實(shí)施例中，除 了挖掘電動(dòng)機(jī)外，還能夠使用其它挖掘驅(qū)動(dòng)裝置（例如單腿桿、操縱桿、液壓缸型等的挖掘 驅(qū)動(dòng)裝置）。