專利名稱：用于臨時(shí)頂板支架的安全保護(hù)的裝置及其方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及承重液壓技術(shù)，尤其是涉及一種用于臨時(shí)頂板支架的安全保護(hù)控制的裝置及其方法。
背景技術(shù)：
在采礦作業(yè)中，頂板塌崩位置是應(yīng)力集中處。為了避免因頂板塌崩造成的人員傷害需采取安全預(yù)防措施，包括向桿柱機(jī)(roof bolter)設(shè)備上增加承重結(jié)構(gòu)。但是，增加結(jié)構(gòu)支架的現(xiàn)有技術(shù)方法對(duì)安裝該支架仍存在著危險(xiǎn)。該問(wèn)題通過(guò)對(duì)臨時(shí)頂板支架的研究將更易于理解。
臨時(shí)頂板支架在永久頂板支架的安裝(例如，桿柱機(jī)的操作)過(guò)程中，一個(gè)臨時(shí)頂板支架用于支承一挖掘位置的頂板。在一常見(jiàn)結(jié)構(gòu)中，雙梁桿柱機(jī)需要兩個(gè)操作者和兩組用于安裝桿柱的控制裝置。通常，每個(gè)操作者負(fù)責(zé)連接入口通道的一半。而且，一個(gè)操作者還通常對(duì)該梁進(jìn)行控制來(lái)使一臨時(shí)頂板支架降低和升高并以一較低的速率來(lái)移動(dòng)機(jī)器。在橫跨一入口的每一排桿柱被安裝好之后，這樣的控制裝置在重新確定機(jī)器的位置時(shí)使用。
然而，在某些頂板情況下，在臨時(shí)頂板支架正在支承頂板時(shí)，該頂板可能會(huì)斷裂。操作者可能或者沒(méi)能注意到這樣一種斷裂已經(jīng)發(fā)生了。在桿柱機(jī)的典型操作過(guò)程中，桿柱以大約四腳間隔來(lái)安裝。這樣，大量的巖石在安裝好頂板的桿柱之間可能會(huì)破裂松散，而且這些巖石僅僅通過(guò)臨時(shí)頂板支架而受到支承。
松散的巖石可引起至少三個(gè)潛在的危害。首先，臨時(shí)頂板支架的控制裝置位于桿柱機(jī)的前面附近。這樣，操作者在臨時(shí)頂板支架被釋放時(shí)易于受到落下來(lái)巖石的危害。其次，臨時(shí)頂板支架是通過(guò)具有負(fù)載閉鎖閥的液壓缸來(lái)支承的。臨時(shí)頂板支架的下降速度僅依賴于液壓回路內(nèi)所施加的載荷和限制。這樣，即使松散的巖石不會(huì)自由落下來(lái)，臨時(shí)頂板支架也可能會(huì)以一定速度下降從而危害到操作者。此外，由快速下降引起的液壓回路內(nèi)的應(yīng)變能對(duì)臨時(shí)頂板支架造成損害。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的實(shí)施例公開(kāi)了一種用于臨時(shí)頂板支架的安全保護(hù)控制的裝置及其方法。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，臨時(shí)頂板支架具有一載荷傳感元件。在一個(gè)非限定性示例實(shí)施例中，一臨時(shí)頂板支架的橫梁結(jié)構(gòu)通過(guò)一載荷傳感銷(xiāo)來(lái)支承。該銷(xiāo)可以被設(shè)置在該橫梁結(jié)構(gòu)的中心，而且還可以被設(shè)置在一個(gè)徑向球軸承上。該銷(xiāo)可使橫梁樞轉(zhuǎn)來(lái)適合于頂板傾斜的需要。在一個(gè)實(shí)施例中，臨時(shí)頂板支架所受到的所有的載荷都通過(guò)銷(xiāo)來(lái)傳遞。在一個(gè)非限定性示例實(shí)施例中，在銷(xiāo)內(nèi)安裝應(yīng)變儀，從而測(cè)量作用在銷(xiāo)上的載荷，進(jìn)而測(cè)量作用在臨時(shí)頂板支架上的載荷。在另一個(gè)實(shí)施例中，壓力傳感器測(cè)量作用在液壓系統(tǒng)上的載荷，進(jìn)而測(cè)量作用在臨時(shí)頂板支架上的載荷。
在一個(gè)實(shí)施例中，一個(gè)載荷檢測(cè)系統(tǒng)(例如載荷傳感銷(xiāo))檢測(cè)到的非常高的載荷表示頂板已經(jīng)斷裂并且臨時(shí)頂板支架正在支承著松散的巖石。在一個(gè)實(shí)施例中，當(dāng)載荷傳感系統(tǒng)檢測(cè)到一個(gè)非常高的載荷時(shí)，在機(jī)器的前端(即在由臨時(shí)頂板支架所支承的松散巖石附近)的臨時(shí)頂板支架控制裝置被禁止使用。一第二組遠(yuǎn)程臨時(shí)頂板支架控制裝置處于工作狀態(tài)。這樣，在臨時(shí)頂板支架降低之前，操作者必須離開(kāi)危險(xiǎn)區(qū)域。在一個(gè)實(shí)施例中，第二組控制裝置位于機(jī)器的后端。在一個(gè)實(shí)施例中，第二組控制裝置被構(gòu)造成能限制下降速度的結(jié)構(gòu)形式。
在另一實(shí)施例中，附加的傳感器用于檢測(cè)危險(xiǎn)區(qū)域內(nèi)有或者沒(méi)有操作者。在一個(gè)實(shí)施例中，附加的傳感器是一個(gè)壓力傳感器，該壓力傳感器連接到一桿柱機(jī)操作者所在區(qū)域上。在另一個(gè)實(shí)施例中，附加的傳感器是一個(gè)接近傳感器，該接近傳感器被構(gòu)造成能夠檢測(cè)到在一桿柱機(jī)操作者所在區(qū)域上有或者沒(méi)有一個(gè)物體(例如一個(gè)操作者)的結(jié)構(gòu)形式。在一個(gè)非限定性示例實(shí)施例中，當(dāng)一個(gè)附加的傳感器表明危險(xiǎn)區(qū)域內(nèi)有操作者時(shí)，第二組控制裝置被禁止使用。這樣，當(dāng)松散的巖石通過(guò)一臨時(shí)頂板支架的載荷傳感元件檢測(cè)到而且操作者處于危險(xiǎn)區(qū)域時(shí)，臨時(shí)頂板支架不能被降低下來(lái)。


結(jié)合下面的說(shuō)明、附屬的權(quán)利要求書(shū)和附圖將更清楚地理解本發(fā)明的這些以及其它的特征、方面和優(yōu)點(diǎn)。
圖1是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例中具有一載荷傳感銷(xiāo)的非限定性示例臨時(shí)頂板支架的不同角度的部分或整體示意圖；圖2是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例中在一低礦層內(nèi)具有一載荷傳感銷(xiāo)的非限定性示例臨時(shí)頂板支架的示意圖；圖3是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例中雙梁桿柱機(jī)的非限定性示例的示意圖，其中該雙梁桿柱機(jī)具有一載荷傳感銷(xiāo)的臨時(shí)頂板支架；圖4是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例中對(duì)臨時(shí)頂板支架進(jìn)行操作的非限定性方法的流程圖；圖5是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例中對(duì)臨時(shí)頂板支架進(jìn)行降低的非限定性方法的流程圖；圖6是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例中對(duì)具有檢測(cè)操作者安全特征的臨時(shí)頂板支架進(jìn)行操作的非限定性方法的流程圖；圖7是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例中一個(gè)載荷傳感銷(xiāo)的簡(jiǎn)圖；圖8是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例中另一個(gè)載荷傳感銷(xiāo)的簡(jiǎn)圖；圖9是示出載荷傳感銷(xiāo)的電路圖及其兩個(gè)半剖視圖的簡(jiǎn)圖；圖10是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例中過(guò)載檢測(cè)裝置的簡(jiǎn)圖；圖11是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例中電流傳感器繼電器的簡(jiǎn)圖；圖12是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例中載荷(英鎊)與電流(毫安)之間關(guān)系曲線的簡(jiǎn)圖；以及圖13是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例中非限定性通有計(jì)算機(jī)的方框圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明涉及一種用于臨時(shí)頂板支架的安全保護(hù)控制的裝置及其方法。在下面的說(shuō)明中，通過(guò)描述大量具體細(xì)節(jié)對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行了更徹底地說(shuō)明。然而，對(duì)本領(lǐng)域普通技術(shù)人員而言，本發(fā)明顯然可在這些具體細(xì)節(jié)之外進(jìn)行實(shí)施。此外，本發(fā)明沒(méi)有對(duì)那些易于理解的公知特征進(jìn)行詳述。
載荷傳感元件在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，一臨時(shí)頂板支架設(shè)有一個(gè)載荷傳感元件。在一個(gè)非限定性示例實(shí)施例中，一臨時(shí)頂板支架的橫梁結(jié)構(gòu)通過(guò)一載荷傳感銷(xiāo)來(lái)支承。該銷(xiāo)可以被設(shè)置在該橫梁結(jié)構(gòu)的中心，而且還可以被設(shè)置在一個(gè)徑向球軸承上。該銷(xiāo)可使橫梁樞轉(zhuǎn)來(lái)適合于頂板傾斜的需要。在一個(gè)實(shí)施例中，臨時(shí)頂板支架所受到的所有的載荷都通過(guò)銷(xiāo)來(lái)傳遞。在一個(gè)非限定性示例實(shí)施例中，在銷(xiāo)內(nèi)安裝應(yīng)變儀，從而測(cè)量作用在銷(xiāo)上的載荷，進(jìn)而測(cè)量作用在臨時(shí)頂板支架上的載荷。在另一個(gè)實(shí)施例中，壓力傳感器測(cè)量作用在液壓系統(tǒng)上的載荷，進(jìn)而測(cè)量作用在臨時(shí)頂板支架上的載荷。
圖1是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例中具有一載荷傳感銷(xiāo)的非限定性示例臨時(shí)頂板支架的不同角度的部分或整體示意圖。臨時(shí)頂板支架110的側(cè)視圖100示出了臨時(shí)頂板支架110的提升機(jī)構(gòu)120以及頂板支承機(jī)構(gòu)130。類(lèi)似地，頂視圖140示出了提升機(jī)構(gòu)120以及頂板支承機(jī)構(gòu)130。頂板支承機(jī)構(gòu)130設(shè)有一個(gè)在前視圖160中可以看到的頂板襯墊150。一載荷傳感的臨時(shí)頂板支架銷(xiāo)170位于提升機(jī)構(gòu)120和頂板支承機(jī)構(gòu)130之間的接合點(diǎn)上。臨時(shí)頂板支架110所受到的所有的載荷都通過(guò)載荷傳感的臨時(shí)頂板支架銷(xiāo)170來(lái)傳遞。
圖2是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例中在一低礦層內(nèi)具有一載荷傳感銷(xiāo)的非限定性示例臨時(shí)頂板支架的示意圖。臨時(shí)頂板支架組件200設(shè)有載荷傳感的臨時(shí)頂板支架銷(xiāo)210。臨時(shí)頂板支架組件200從礦層的頂板所受到的所有載荷都通過(guò)載荷傳感的臨時(shí)頂板支架銷(xiāo)210來(lái)傳遞。臨時(shí)頂板支架組件200由位于操作者的前方控制裝置220來(lái)操作。
后端第二控制裝置圖3是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例中雙梁桿柱機(jī)的非限定性示例的示意圖，其中該雙梁桿柱機(jī)具有一載荷傳感銷(xiāo)的臨時(shí)頂板支架。該桿柱機(jī)和臨時(shí)頂板支架組件300設(shè)有一個(gè)用于檢測(cè)頂板斷裂的載荷傳感銷(xiāo)310。該桿柱機(jī)和臨時(shí)頂板支架組件300設(shè)有前端的操作者控制裝置320，該控制裝置控制臨時(shí)頂板支架。后端控制裝置330在檢測(cè)到頂板斷裂時(shí)用于控制臨時(shí)頂板支架。
在一個(gè)實(shí)施例中，一個(gè)由載荷檢測(cè)系統(tǒng)(例如載荷傳感銷(xiāo))檢測(cè)到的非常高載荷表示頂板已經(jīng)斷裂并且臨時(shí)頂板支架正在支承著松散的巖石。當(dāng)載荷傳感系統(tǒng)檢測(cè)到一個(gè)非常高的載荷時(shí)，在機(jī)器的前端(即在由臨時(shí)頂板支架所支承的松散巖石的附近)的臨時(shí)頂板支架控制裝置被禁止使用。在一個(gè)實(shí)施例中，當(dāng)臨時(shí)頂板支架升高到適當(dāng)位置時(shí)，臨時(shí)頂板支架保持在該適當(dāng)位置所需的載荷被測(cè)量到。該載荷可作為一閾值載荷。在臨時(shí)頂板支架處于使用狀態(tài)時(shí)，作用在臨時(shí)頂板支架上的載荷與該閾值載荷進(jìn)行比較(例如通過(guò)一比較儀)。如果作用在臨時(shí)頂板支架上的載荷超過(guò)該閾值載荷，該系統(tǒng)測(cè)定出存在一非常高的載荷。在另一個(gè)實(shí)施例中，在該系統(tǒng)測(cè)定出存在一非常高的載荷之前，作用在臨時(shí)頂板支架上的載荷必須超出該閾值載荷一特定量(例如1％或者100％)。
在一個(gè)實(shí)施例中，當(dāng)測(cè)定出存在一非常高的載荷時(shí)，一第二組遠(yuǎn)程臨時(shí)頂板支架控制裝置處于工作狀態(tài)。第二組遠(yuǎn)程臨時(shí)頂板支架控制裝置可以是臨時(shí)頂板支架組件的一組成部分，或者該第二組遠(yuǎn)程臨時(shí)頂板支架控制裝置可以與臨時(shí)頂板支架組件分離開(kāi)并且通過(guò)一實(shí)線或者無(wú)線通信連接而相連。這樣，在臨時(shí)頂板支架降低之前，操作者必須離開(kāi)危險(xiǎn)區(qū)域。在一個(gè)實(shí)施例中，第二組控制裝置位于機(jī)器的后端。
圖4示出了本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例中對(duì)臨時(shí)頂板支架進(jìn)行操作的非限定性方法。在方框400中，升高臨時(shí)頂板支架以便支承頂板的一部分，在方框410中，由臨時(shí)頂板支架所承受的載荷通過(guò)一載荷傳感元件檢測(cè)到。在方框420中，判斷由載荷傳感元件檢測(cè)到的載荷是否表明松散的巖石受到了臨時(shí)頂板支架的支承。如果由載荷傳感元件檢測(cè)到的載荷表明松散的巖石受到了臨時(shí)頂板支架的支承，則在方框430中，前端的臨時(shí)頂板支架控制裝置被禁止使用而且程序進(jìn)行到方框460。
如果由載荷傳感元件檢測(cè)到的載荷沒(méi)有表明松散的巖石受到了臨時(shí)頂板支架的支承，則在方框440中，判斷是否需要將臨時(shí)頂板支架降低。如果需要將臨時(shí)頂板支架降低，則在方框450中，操作者可以使用前端的臨時(shí)頂板支架控制裝置或者任何其它的臨時(shí)頂板支架控制裝置來(lái)降低臨時(shí)頂板支架。如果不需要將臨時(shí)頂板支架降低，則程序返回到方框410。
在方框460中，判斷是否需要將臨時(shí)頂板支架降低。如果需要將臨時(shí)頂板支架降低，則在方框470中，操作者不能使用前端的臨時(shí)頂板支架控制裝置，反而必須使用第二組控制裝置來(lái)降低臨時(shí)頂板支架。如果不需要將臨時(shí)頂板支架降低，則程序返回到方框460。
限制性的下降速度在另一個(gè)實(shí)施例中，第二組控制裝置被構(gòu)造成能限制下降的速度的結(jié)構(gòu)形式。在一個(gè)非限定性示例實(shí)施例中，第二組控制裝置僅僅當(dāng)臨時(shí)頂板支架的載荷傳感元件之上的載荷表明松散的巖石受到了臨時(shí)頂板支架的支承之時(shí)才被使用。這樣，第二組控制裝置僅能以限制性的下降速度使臨時(shí)頂板支架下降。在另一個(gè)實(shí)施例中，第二組控制裝置能以一大于限制性的下降速度的速度使臨時(shí)頂板支架下降。此外，在另一個(gè)實(shí)施例中，第二組控制裝置不僅僅在臨時(shí)頂板支架的載荷傳感元件上的載荷表明松散的巖石受到了臨時(shí)頂板支架的支承之時(shí)才被使用。
圖5示出本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例中對(duì)臨時(shí)頂板支架進(jìn)行降低的非限定性方法。在方框500中，臨時(shí)頂板支架被升高到適當(dāng)?shù)奈恢蒙?。在方?10中，由臨時(shí)頂板支架所承受的載荷通過(guò)一載荷傳感元件檢測(cè)到。在方框520中，判斷由載荷傳感元件檢測(cè)到的載荷是否表明松散的巖石受到了臨時(shí)頂板支架的支承。如果由載荷傳感元件檢測(cè)到的載荷沒(méi)有表明松散的巖石受到了臨時(shí)頂板支架的支承，則在方框530中，臨時(shí)頂板支架可以以一無(wú)限制性速度被降低。如果由載荷傳感元件檢測(cè)到的載荷表明松散的巖石受到了臨時(shí)頂板支架的支承，則在方框540中，臨時(shí)頂板支架僅僅可以以一限制性的下降速度被降低。
附加的安全措施在另一實(shí)施例中，附加的傳感器用于檢測(cè)在危險(xiǎn)區(qū)域中(例如在桿柱機(jī)和/或臨時(shí)頂板支架設(shè)備上的前端操作者區(qū)域)有或者沒(méi)有操作者。在一個(gè)實(shí)施例中，附加的傳感器是一個(gè)壓力傳感器，該壓力傳感器連接到一桿柱機(jī)操作者所在區(qū)域上。在另一個(gè)實(shí)施例中，附加的傳感器是一個(gè)接近傳感器，該接近傳感器被構(gòu)造成能夠檢測(cè)到在一桿柱機(jī)操作者所在區(qū)域上有或者沒(méi)有一個(gè)物體(例如一個(gè)操作者)的結(jié)構(gòu)形式。在一個(gè)非限定性示例實(shí)施例中，當(dāng)一個(gè)附加的傳感器表明危險(xiǎn)區(qū)域內(nèi)有操作者時(shí)，第二組控制裝置被禁止使用。這樣，當(dāng)松散的巖石通過(guò)一臨時(shí)頂板支架的載荷傳感元件檢測(cè)到而且操作者處于危險(xiǎn)區(qū)域時(shí)，臨時(shí)頂板支架不能被降低。在一個(gè)實(shí)施例中，控制裝置的邏輯電路利用一可編程的邏輯數(shù)組來(lái)實(shí)現(xiàn)。在另一個(gè)實(shí)施例中，控制裝置的邏輯電路利用一特定目的的電路(例如習(xí)用芯片或者其它的電子電路)來(lái)實(shí)現(xiàn)。
圖6示出本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例中對(duì)具有檢測(cè)操作者安全特征的臨時(shí)頂板支架進(jìn)行操作的非限定性方法。在方框600中，升高臨時(shí)頂板支架來(lái)支承頂板的一部分。在方框610中，由臨時(shí)頂板支架所承受的載荷通過(guò)一載荷傳感元件檢測(cè)到。在方框620中，判斷由載荷傳感元件檢測(cè)到的載荷是否表明松散的巖石受到了臨時(shí)頂板支架的支承。如果由載荷傳感元件檢測(cè)到的載荷表明松散的巖石受到了臨時(shí)頂板支架的支承，則在方框630中，前端的臨時(shí)頂板支架控制裝置被禁止使用而且程序進(jìn)行到方框660。
如果由載荷傳感元件檢測(cè)到的載荷沒(méi)有表明松散的巖石受到了臨時(shí)頂板支架的支承，則在方框640中，判斷是否需要將臨時(shí)頂板支架降低。如果需要將臨時(shí)頂板支架降低，則在方框650中，操作者可以使用前端的臨時(shí)頂板支架控制裝置或者任何其它的臨時(shí)頂板支架控制裝置來(lái)降低臨時(shí)頂板支架。如果不需要將臨時(shí)頂板支架降低，則程序返回到方框610。
在方框660中，判斷是否需要將臨時(shí)頂板支架降低。如果需要將臨時(shí)頂板支架降低，則在方框670中，判斷是否在一個(gè)危險(xiǎn)區(qū)域內(nèi)檢測(cè)到有一操作者。如果在一個(gè)危險(xiǎn)區(qū)域內(nèi)檢測(cè)到有一操作者，則程序返回到方框660。如果在一個(gè)危險(xiǎn)區(qū)域內(nèi)沒(méi)有檢測(cè)到有一操作者，則在方框680中，操作者利用一第二組控制裝置來(lái)降低臨時(shí)頂板支架。如果不需要將臨時(shí)頂板支架降低，則程序返回到方框660。
載荷傳感銷(xiāo)圖7示出本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例中的載荷傳感銷(xiāo)。載荷傳感銷(xiāo)700具有一支承表面710和多個(gè)加載表面730以及位于支承表面和每個(gè)加載表面之間的載荷傳感系統(tǒng)720。接線端740連接載荷傳感銷(xiāo)700和電纜750。電纜750將來(lái)自載荷傳感銷(xiāo)700的信號(hào)傳遞到那套起到臨時(shí)頂板支架控制功能的控制裝置上。圖7還示出了載荷傳感銷(xiāo)700的端視圖760。
圖8示出本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例中的另一個(gè)載荷傳感銷(xiāo)。載荷傳感銷(xiāo)800具有一支承表面810和多個(gè)加載表面830以及位于支承表面和每個(gè)加載表面之間的載荷傳感系統(tǒng)820。接線端840具有電壓轉(zhuǎn)換器850。圖8還示出了載荷傳感銷(xiāo)800的端視圖860。
在一個(gè)實(shí)施例中，載荷傳感銷(xiāo)是由一種高強(qiáng)度的鋁合金制成并且含有接線夾(ramp)重52磅(Ibs)而不含有接線夾重42。載荷傳感銷(xiāo)具有高達(dá)20噸/塊的額定容量，靜態(tài)精度為滿刻度的0.25％或者更好，動(dòng)態(tài)精度在具有水準(zhǔn)標(biāo)記時(shí)為滿刻度的±1％的或者在沒(méi)有水準(zhǔn)標(biāo)記時(shí)為滿刻度的±3％。載荷傳感銷(xiāo)還具有滿刻度的200％的過(guò)載容量，輸入/輸出阻抗為560ohms±50ohms，輸出為0.6至1.0mV/V，勵(lì)磁為5至15VDC，穩(wěn)定性為滿刻度的0.5％/年，地面水平需要在四平方英尺內(nèi)小于一英寸的八分之一，以及補(bǔ)償溫度范圍在-10至50℃。
圖9示出載荷傳感銷(xiāo)的電路圖及其兩個(gè)半剖視圖。在左面的半剖視圖900中，可看見(jiàn)載荷敏感元件905和910。在右面的半剖視圖915中，可看見(jiàn)載荷敏感元件920和925。在電路圖930中，電流從點(diǎn)935處供給。點(diǎn)935與點(diǎn)940和945相連。在點(diǎn)935和940之間設(shè)置電阻950。電阻950與載荷敏感元件905相對(duì)應(yīng)。在點(diǎn)935和945之間設(shè)置電阻955。電阻955與載荷敏感元件920相對(duì)應(yīng)。
點(diǎn)940還與點(diǎn)960和965相連。電阻970設(shè)置在點(diǎn)940和960之間，而且電阻975設(shè)置在點(diǎn)940和965之間。電阻975與載荷敏感元件910相對(duì)應(yīng)。點(diǎn)945還與點(diǎn)965和980相連。電阻985設(shè)置在點(diǎn)945和980之間，而且電阻990設(shè)置在點(diǎn)945和965之間。電阻990與載荷敏感元件925相對(duì)應(yīng)。當(dāng)將一載荷施加在載荷傳感銷(xiāo)上時(shí)，載荷敏感元件905，910，920和925根據(jù)載荷施加的位置不同而受到壓縮或者拉伸，并且壓縮或者拉伸的程度取決于載荷量。壓縮或者拉伸一載荷傳感元件能以一公知方式改變其阻抗。這樣，通過(guò)測(cè)量電阻950，955，975和990的阻抗變化，系統(tǒng)就可獲知施加在載荷傳感銷(xiāo)上的載荷量。
過(guò)載檢測(cè)裝置圖10示出本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例中的過(guò)載檢測(cè)裝置。在負(fù)載測(cè)力器1000，電流傳感器繼電器1010和電流表1020之間形成一個(gè)回路。電流傳感器繼電器1010還設(shè)有保險(xiǎn)絲1030和本征阻擋層1040來(lái)保護(hù)電流部分以避免發(fā)生過(guò)載。在負(fù)載測(cè)力器1000處測(cè)量到一載荷并且將一信號(hào)返回到電流傳感器繼電器1010。該信號(hào)與閾值信號(hào)進(jìn)行比較來(lái)判斷是否存在超過(guò)閾值的一載荷。
圖11示出本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例中電流傳感器繼電器。將功率通過(guò)120V AC的熱線1110輸入到電流傳感器繼電器1100中，其中熱線與100mA的保險(xiǎn)絲1120相連并且與120VAC的中性線1130相配對(duì)。電流傳感器繼電器1100接收到來(lái)自于載荷檢測(cè)裝置的輸入信號(hào)1140。對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行分析以確定是否存在一過(guò)載。24V DC信號(hào)1150通過(guò)本征阻擋層1160到達(dá)載荷檢測(cè)裝置。本征阻擋層1160還連接到大地上。
在一個(gè)實(shí)施例中，電流傳感器繼電器設(shè)有兩個(gè)警報(bào)信號(hào)，該兩個(gè)警報(bào)信號(hào)具有Lo＝1100Ibs和Hi＝2200Ibs的設(shè)定點(diǎn)。供給電壓是100至130伏特，AC在50至60Hz。電流傳感器繼電器具有100毫安培或者1W的最大額定值，輸入范圍在0至20mA和50歐姆的輸入阻抗，場(chǎng)設(shè)備激勵(lì)為25mA，DC24V，兩個(gè)獨(dú)立的Lo或者Hi的設(shè)定點(diǎn)(電阻載荷)。在一個(gè)實(shí)施例中，本征阻擋層具有35V DC的最大電壓和75mA的最大電流。
圖12示出本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例中載荷(英鎊)與電流(毫安)之間的關(guān)系曲線。曲線1200在4至20mA的區(qū)域內(nèi)大體上為直線。因此，通過(guò)測(cè)量返回到電流傳感器繼電器中的電流能確定施加在載荷傳感裝置上的載荷。
計(jì)算機(jī)執(zhí)行環(huán)境(硬件)的實(shí)施例本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例可通過(guò)計(jì)算機(jī)可讀程序代碼形式的計(jì)算機(jī)軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)，其中該計(jì)算機(jī)軟件可利用圖13所示的通用計(jì)算環(huán)境(諸如環(huán)境1300)來(lái)執(zhí)行。鍵盤(pán)1310和鼠標(biāo)1311與一系統(tǒng)總線1318相連。鍵盤(pán)和鼠標(biāo)將用戶輸入引入到計(jì)算機(jī)系統(tǒng)并使該用戶輸入傳輸?shù)街醒胩幚韱卧?CPU)1313。除了鍵盤(pán)1310和鼠標(biāo)1311之外或者作為它們的替代，還可以使用其它適合的輸入設(shè)備。與雙向系統(tǒng)總線1318相連的I/O(輸入/輸出)單元1319代表如打印機(jī)，A/V(聲頻/視頻)I/O等的I/O元件。
計(jì)算機(jī)1301可以包括一個(gè)與總線1318相連的通信接口1320。通信接口1320通過(guò)網(wǎng)絡(luò)鏈接1321向本地網(wǎng)1322提供了一種兩路通信耦合。例如，如果通信接口1320是一種集成服務(wù)數(shù)字網(wǎng)(ISDN)卡或者一種調(diào)制解調(diào)器，則通信接口1320向呈電話線的相應(yīng)形式提供了數(shù)據(jù)通信連接，該電話線包括部分網(wǎng)絡(luò)鏈接1321。如果通信接口1320是一種局域網(wǎng)(LAN)卡，則該通信接口1320通過(guò)網(wǎng)絡(luò)鏈接1321向兼容的LAN提供了一種數(shù)據(jù)通信連接。無(wú)線鏈接也是可能的。在任何這類(lèi)設(shè)備中，通信接口1320發(fā)送和接收電子，電磁或者光學(xué)信號(hào)，而這些信號(hào)承載代表各類(lèi)信息的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)流。
網(wǎng)絡(luò)鏈接1321通常通過(guò)一個(gè)或者多個(gè)網(wǎng)絡(luò)向其它數(shù)據(jù)設(shè)備提供數(shù)據(jù)通信。例如，網(wǎng)絡(luò)鏈接1321可以通過(guò)本地網(wǎng)1322向本地服務(wù)器計(jì)算機(jī)1323或者向由ISP1324控制的數(shù)據(jù)裝置提供一種連接。反之，ISP1324通過(guò)現(xiàn)在通常稱作互聯(lián)網(wǎng)1325的環(huán)球信息包數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)提供了數(shù)據(jù)通信服務(wù)。本地網(wǎng)1322和互聯(lián)網(wǎng)1325都使用承載數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)流的電子，電磁或者光學(xué)信號(hào)。這些通過(guò)各種網(wǎng)絡(luò)的信號(hào)以及在網(wǎng)絡(luò)鏈接1321上并通過(guò)通信接口1320的信號(hào)都是載波傳輸信息的示例形式，其中的信號(hào)將數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)輸入到計(jì)算機(jī)或者從計(jì)算機(jī)中輸出。
處理器1313可以全部存儲(chǔ)在客戶計(jì)算機(jī)1301或者全部存儲(chǔ)在服務(wù)器1326上，或者處理器1313可以使其計(jì)算能力分布在計(jì)算機(jī)1301和服務(wù)器1326之間。服務(wù)器1326可以如圖13所示象征性地表示成一個(gè)單元，但是，該服務(wù)器1326也能被分布在多“層”之間。在一個(gè)實(shí)施例中，服務(wù)器1326包括一個(gè)中間和底層，其中應(yīng)用邏輯在中間層中進(jìn)行而持久性數(shù)據(jù)被設(shè)置在底層中。在這種情況下，服務(wù)器1326全部存儲(chǔ)在服務(wù)器1326，處理器進(jìn)行計(jì)算的結(jié)果通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)1325、互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)提供者(ISP)1324，本地網(wǎng)1322和通信接口1320傳輸?shù)接?jì)算機(jī)1301。通過(guò)這種方式，計(jì)算機(jī)1301通過(guò)輸出的方式能向用戶顯示計(jì)算結(jié)果。
計(jì)算機(jī)1301包括視頻存儲(chǔ)器1314，主存儲(chǔ)器1315和大容量存儲(chǔ)器1312，所有這些存儲(chǔ)器都和鍵盤(pán)1310，鼠標(biāo)1311和處理器1313一起連接到雙向系統(tǒng)總線1318上。如同處理器1313一樣，在各種計(jì)算環(huán)境中，主存儲(chǔ)器1315和大容量存儲(chǔ)器1312能全部存儲(chǔ)在服務(wù)器1326或者計(jì)算機(jī)1301上，或者它們能被分配在服務(wù)器1326和計(jì)算機(jī)1301這兩者上。
大容量存儲(chǔ)器1312可以包括固定和活動(dòng)媒體，諸如磁性、光學(xué)或者磁光存儲(chǔ)系統(tǒng)或者任何其它可獲得的大容量存儲(chǔ)技術(shù)。總線1318可以包含，例如用于尋址視頻存儲(chǔ)器1314和主存儲(chǔ)器1315的32地址線。系統(tǒng)總線1318還可以包含，例如用于在諸如處理器1313，主存儲(chǔ)器1315，視頻存儲(chǔ)器1314和大容量存儲(chǔ)器1312的部件之中或者之間傳輸數(shù)據(jù)的32字節(jié)數(shù)據(jù)總線。可替換的是，多路傳輸數(shù)據(jù)/地址線可用于取代分離的數(shù)據(jù)和地址線。
在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，微處理器是Intel制造的諸如80×86或者Pentium型處理器。但是，也可以使用其它適合的微處理器或者微型計(jì)算機(jī)。主存儲(chǔ)器1315包括動(dòng)態(tài)隨機(jī)訪問(wèn)存儲(chǔ)器(DRAM)。視頻存儲(chǔ)器1314是一種兩端口視頻隨機(jī)訪問(wèn)存儲(chǔ)器。視頻存儲(chǔ)器1314的一個(gè)端口連接到視頻放大器1316上。視頻放大器1316是現(xiàn)有技術(shù)中公知的并且可以由任何適合的裝置來(lái)實(shí)現(xiàn)。該電路將存儲(chǔ)在視頻存儲(chǔ)器1314中的像素?cái)?shù)據(jù)轉(zhuǎn)變成適于監(jiān)控器1317使用的光柵信號(hào)。監(jiān)控器1317是一種適于顯示圖象的監(jiān)控器。
計(jì)算機(jī)1301能通過(guò)網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)絡(luò)鏈接1321和通信接口1320來(lái)發(fā)出信息和接收包括程序代碼在內(nèi)的數(shù)據(jù)。在互聯(lián)網(wǎng)的實(shí)例中，遠(yuǎn)程服務(wù)器計(jì)算機(jī)1326可以通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)1325，ISP1324，本地網(wǎng)1322和通信接口1320來(lái)傳輸一個(gè)應(yīng)用程序所需的代碼。接收到的代碼可以在接收時(shí)就被處理器1313執(zhí)行，和/或存儲(chǔ)在大容量存儲(chǔ)器1312，或?yàn)橐院笫褂枚鎯?chǔ)在其它永久性存儲(chǔ)器中。在這種方式中，計(jì)算機(jī)1300可以獲得載波形式的應(yīng)用代碼?？商鎿Q的是，遠(yuǎn)程服務(wù)器計(jì)算機(jī)1326可以利用處理器1313，利用大容量存儲(chǔ)器1312和/或視頻存儲(chǔ)器1315來(lái)執(zhí)行應(yīng)用程序。接著，服務(wù)器1326執(zhí)行的結(jié)果通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)1325，ISP1324，本地網(wǎng)1322和通信接口1320來(lái)傳輸。在本實(shí)施例中，計(jì)算機(jī)1301僅發(fā)揮輸入和輸出的功能。
應(yīng)用代碼可包括在任何形式的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品里。計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品包括一被構(gòu)造成能夠存儲(chǔ)或者傳輸計(jì)算機(jī)可讀代碼的結(jié)構(gòu)形式的媒體，或者該媒體可以包括在計(jì)算機(jī)可讀代碼里。計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品的一些實(shí)例是CD-ROM盤(pán)，ROM卡，軟盤(pán)，磁帶，計(jì)算機(jī)硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器，網(wǎng)絡(luò)中的服務(wù)器，以及載波。
上述的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)僅用于示例的目的。本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例可以通過(guò)任何類(lèi)型的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、程序或者處理環(huán)境來(lái)實(shí)現(xiàn)。
因此，本發(fā)明通過(guò)一個(gè)或者多個(gè)實(shí)施例公開(kāi)了一種用于臨時(shí)頂板支架的安全保護(hù)控制的裝置及其方法。本發(fā)明的范圍由附屬的權(quán)利要求書(shū)及其全部范圍和等效范圍來(lái)限定。
權(quán)利要求
1.一種用于固定一結(jié)構(gòu)的方法，該方法包括以下步驟相對(duì)所述的結(jié)構(gòu)確定一支架的位置；通過(guò)一載荷傳感元件檢測(cè)所述支架上的一載荷；以及如果根據(jù)所述載荷判斷出所述結(jié)構(gòu)的一部分在所述支架被移走時(shí)將斷裂，則禁止使用該控制器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，還包括以下步驟如果判斷出在一危險(xiǎn)區(qū)域內(nèi)有一操作者則禁止使用該第二控制器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述的結(jié)構(gòu)是一個(gè)挖掘洞的頂板。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述的載荷傳感元件是一個(gè)載荷傳感銷(xiāo)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述的載荷傳感元件是一個(gè)與一液壓系統(tǒng)相連的壓力傳感器。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，全部所述載荷都通過(guò)所述的載荷傳感元件來(lái)傳遞。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，還包括以下步驟如果判斷出在一危險(xiǎn)區(qū)域內(nèi)有一操作者，則禁止使用該第二控制器，其中所述的結(jié)構(gòu)是一個(gè)挖掘洞的頂板，所述的載荷傳感元件是一個(gè)載荷傳感銷(xiāo)，而且全部所述載荷都是通過(guò)所述的載荷傳感元件來(lái)傳遞。
8.一種結(jié)構(gòu)支撐系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括一支架，該支架被構(gòu)造成能夠相對(duì)一結(jié)構(gòu)確定位置的結(jié)構(gòu)形式；一載荷傳感元件，該載荷傳感元件被構(gòu)造成能夠檢測(cè)所述支架上的一載荷的結(jié)構(gòu)形式；以及一控制器禁止使用裝置，該裝置被構(gòu)造成能夠使一控制器在根據(jù)所述載荷判斷出所述結(jié)構(gòu)的一部分在移走所述支架將斷裂的情況下被禁止使用的結(jié)構(gòu)形式。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的結(jié)構(gòu)支撐系統(tǒng)，還包括一第二控制器禁止使用裝置，該裝置被構(gòu)造成能夠在判斷出在一危險(xiǎn)區(qū)域內(nèi)有一操作者的情況下被禁止使用的結(jié)構(gòu)形式。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的結(jié)構(gòu)支撐系統(tǒng)，其特征在于，所述的結(jié)構(gòu)是一個(gè)挖掘洞的頂板。
11.根據(jù)權(quán)利要求8所述的結(jié)構(gòu)支撐系統(tǒng)，其特征在于，所述的載荷傳感元件是一個(gè)載荷傳感銷(xiāo)。
12.根據(jù)權(quán)利要求8所述的結(jié)構(gòu)支撐系統(tǒng)，其特征在于，所述的載荷傳感元件是一個(gè)與一液壓系統(tǒng)相連的壓力傳感器。
13.根據(jù)權(quán)利要求8所述的結(jié)構(gòu)支撐系統(tǒng)，其特征在于，全部所述載荷都通過(guò)所述的載荷傳感元件來(lái)傳遞。
14.根據(jù)權(quán)利要求8所述的結(jié)構(gòu)支撐系統(tǒng)，還包括一第二控制器禁止使用裝置，該裝置被構(gòu)造成能夠在判斷出在一危險(xiǎn)區(qū)域內(nèi)有一操作者的情況下被禁止使用的結(jié)構(gòu)形式，其中所述的結(jié)構(gòu)是一個(gè)挖掘洞的頂板，所述的載荷傳感元件是一個(gè)載荷傳感銷(xiāo)，而且全部所述載荷都是通過(guò)所述的載荷傳感元件來(lái)傳遞。
15.一種計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，該產(chǎn)品包括一計(jì)算機(jī)可用的媒體，該媒體具有包括在其中的計(jì)算機(jī)可讀程序代碼，而且該計(jì)算機(jī)可用的媒體被構(gòu)造成能夠控制一結(jié)構(gòu)安全系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式，所述的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品包括計(jì)算機(jī)可讀代碼，該計(jì)算機(jī)可讀代碼被構(gòu)造成能夠使一計(jì)算機(jī)相對(duì)一結(jié)構(gòu)確定一支架位置的結(jié)構(gòu)形式；計(jì)算機(jī)可讀代碼，該計(jì)算機(jī)可讀代碼被構(gòu)造成能夠使一計(jì)算機(jī)通過(guò)一載荷傳感元件檢測(cè)所述支架上的一載荷的結(jié)構(gòu)形式；以及計(jì)算機(jī)可讀代碼，該計(jì)算機(jī)可讀代碼被構(gòu)造成能夠使一計(jì)算機(jī)在根據(jù)所述載荷判斷出所述結(jié)構(gòu)的一部分在移走所述支架時(shí)將斷裂的情況下而禁止使用該控制器的結(jié)構(gòu)形式。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，還包括計(jì)算機(jī)可讀代碼，該計(jì)算機(jī)可讀代碼被構(gòu)造成能夠使一計(jì)算機(jī)在判斷出一危險(xiǎn)區(qū)域內(nèi)有一操作者的情況下而禁止使用該第二控制器的結(jié)構(gòu)形式。
17.根據(jù)權(quán)利要求15所述的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，其特征在于，所述的結(jié)構(gòu)是一個(gè)挖掘洞的頂板。
18.根據(jù)權(quán)利要求15所述的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，其特征在于，所述的載荷傳感元件是一個(gè)載荷傳感銷(xiāo)。
19.根據(jù)權(quán)利要求15所述的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，其特征在于，所述的載荷傳感元件是一個(gè)與一液壓系統(tǒng)相連的壓力傳感器。
20.根據(jù)權(quán)利要求15所述的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，其特征在于，全部所述載荷都通過(guò)所述的載荷傳感元件來(lái)傳遞。
21.根據(jù)權(quán)利要求15所述的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，還包括計(jì)算機(jī)可讀代碼，該計(jì)算機(jī)可讀代碼被構(gòu)造成能夠使一計(jì)算機(jī)在判斷出一危險(xiǎn)區(qū)域內(nèi)有一操作者的情況下而禁止使用該第二控制器的結(jié)構(gòu)形式，其中所述的結(jié)構(gòu)是一個(gè)挖掘洞的頂板，所述的載荷傳感元件是一個(gè)載荷傳感銷(xiāo)，而且全部所述載荷都是通過(guò)所述的載荷傳感元件來(lái)傳遞。
全文摘要
本發(fā)明的實(shí)施例公開(kāi)了一種用于臨時(shí)頂板支架的安全保護(hù)控制的裝置及其方法。在一個(gè)實(shí)施例中，一臨時(shí)頂板支架具有一載荷傳感元件。在另一個(gè)實(shí)施例中，一臨時(shí)頂板支架的橫梁結(jié)構(gòu)通過(guò)一載荷傳感銷(xiāo)來(lái)支承。在該銷(xiāo)內(nèi)安裝應(yīng)變儀，從而測(cè)量作用在銷(xiāo)上的載荷。一個(gè)該銷(xiāo)檢測(cè)到的非常高載荷表示頂板已經(jīng)斷裂并且臨時(shí)頂板支架正在支承著松散的巖石。在一個(gè)實(shí)施例中，當(dāng)該銷(xiāo)檢測(cè)到一個(gè)非常高的載荷時(shí)，在機(jī)器前端的臨時(shí)頂板支架控制裝置被禁止使用。一第二組遠(yuǎn)程臨時(shí)頂板支架控制裝置處于工作狀態(tài)。在一個(gè)實(shí)施例中，該第二組控制裝置位于機(jī)器的后端。
文檔編號(hào)E21D19/00GK1619105SQ20041001207
公開(kāi)日2005年5月25日 申請(qǐng)日期2004年9月28日 優(yōu)先權(quán)日2003年10月7日
發(fā)明者羅杰·奧奎因, 戴維·華萊士, 邁克爾·特威格爾, 奇特拉·蘭加納坦 申請(qǐng)人:Dbt美國(guó)公司