電動(dòng)采掘繩索挖掘機(jī)、電動(dòng)采掘鉆機(jī)及系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及電動(dòng)采掘繩索挖掘機(jī)、電動(dòng)采掘鉆機(jī)及系統(tǒng)，具體地公開了一種電動(dòng)采掘繩索挖掘機(jī)，其特征在于，所述電動(dòng)采掘繩索挖掘機(jī)包括：包括了駕駛室的基座；支撐所述基座的軌道；鏟斗軸，所述鏟斗軸支撐鏟斗柄和鏟斗；提升馬達(dá)；推擠馬達(dá)；擺動(dòng)馬達(dá)；控制系統(tǒng)，該控制系統(tǒng)包括：控制器，該控制器包括處理器和存儲(chǔ)器，所述處理器和存儲(chǔ)器形成監(jiān)測(cè)模塊；操作者控制裝置；傳感器；以及用戶界面，所述用戶界面包括顯示器，其中所述顯示器包括對(duì)于電動(dòng)采掘繩索挖掘機(jī)的狀態(tài)來說是特定的簡(jiǎn)單事件消息。
【專利說明】電動(dòng)采掘繩索挖掘機(jī)、電動(dòng)采掘鉆機(jī)及系統(tǒng)
[0001]相關(guān)申請(qǐng)
[0002]本申請(qǐng)要求在2012年I月30日提交的申請(qǐng)?zhí)枮?1/632，767的美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)的優(yōu)先權(quán)，其全部?jī)?nèi)容在此通過引用并入。
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0003]本實(shí)用新型大體上涉及設(shè)備監(jiān)測(cè)，且特別地涉及遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)重型機(jī)械。
【背景技術(shù)】
[0004]工業(yè)機(jī)械，比如鉆孔設(shè)備，需要進(jìn)行維護(hù)，以維持機(jī)器的正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間。隨著機(jī)器尺寸、復(fù)雜性和成本的增加，維護(hù)機(jī)器失敗給生產(chǎn)和成本造成更大影響。關(guān)于機(jī)器為什么失效的信息常常難以捕捉，因而難以識(shí)別和排除導(dǎo)致失效的任何問題。此外，即使捕捉到了信息，該信息也通常存儲(chǔ)在機(jī)器上，這就需要從機(jī)器獲取并導(dǎo)出信息。這些問題阻礙根本問題的分析和狀態(tài)檢修的主動(dòng)性，并使得遠(yuǎn)程維護(hù)監(jiān)測(cè)變得困難或者不可能。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0005]因此，本實(shí)用新型的實(shí)施方式提供了用于捕捉與機(jī)器性能有關(guān)的信息并使得信息可由遠(yuǎn)程維護(hù)員工獲取的設(shè)備和方法。該信息可以用于產(chǎn)生警報(bào)，確定機(jī)器狀態(tài)，確定機(jī)器的性能統(tǒng)計(jì)資料，以及識(shí)別出與機(jī)器有關(guān)的可能需要關(guān)注的問題(例如，識(shí)別什么時(shí)候機(jī)器的特定部分應(yīng)該更換)。該信息可以在電腦生成的儀表盤上呈現(xiàn)給遠(yuǎn)程維護(hù)員工，并可以各種形式呈現(xiàn)，包括圖形顯示、彩色編碼顯示、概要報(bào)告、趨勢(shì)、圖形、圖表、表單、波形等。
[0006]所述系統(tǒng)和方法提供了更好的方式來獲得機(jī)械狀態(tài)和循環(huán)的細(xì)節(jié)。該信息能夠以狀態(tài)消息提供，且該數(shù)據(jù)可以打包為XML數(shù)據(jù)或者以字符串格式打包。這些消息可以根據(jù)遵守用于過程控制(OPC)的對(duì)象鏈接和嵌入(OLE)規(guī)范的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)造，并可以由多種外部產(chǎn)品監(jiān)測(cè)系統(tǒng)來使用。
[0007]在一些實(shí)施方式中，本實(shí)用新型提供了監(jiān)測(cè)采掘機(jī)器的方法。該方法包括:確定采掘機(jī)器是否在采掘機(jī)器的多個(gè)限定的操作狀態(tài)中的第一操作狀態(tài)下運(yùn)行；以及檢測(cè)采掘機(jī)器從第一操作狀態(tài)向多個(gè)限定的操作狀態(tài)中的第二操作狀態(tài)的轉(zhuǎn)變。該方法包括監(jiān)測(cè)采掘機(jī)器的采掘機(jī)器參數(shù)。該方法還包括生成指示第一操作狀態(tài)結(jié)束的狀態(tài)退出消息，以及生成指示第二操作狀態(tài)開始的狀態(tài)開始消息。該狀態(tài)退出消息包括與第一操作狀態(tài)相關(guān)的第一組采掘機(jī)器參數(shù)，而狀態(tài)開始消息包括與第二操作狀態(tài)有關(guān)的第二組采掘機(jī)器參數(shù)。
[0008]在一些實(shí)施方式中，本實(shí)用新型提供了用于監(jiān)測(cè)采掘機(jī)器的采掘機(jī)器監(jiān)測(cè)器。該采掘機(jī)器監(jiān)測(cè)器包括監(jiān)測(cè)采掘機(jī)器的采掘機(jī)器參數(shù)的監(jiān)測(cè)模塊。該采掘機(jī)器監(jiān)測(cè)器還包括狀態(tài)機(jī)模塊和消息生成模塊。該狀態(tài)機(jī)模塊確定采掘機(jī)器是否在采掘機(jī)器的多個(gè)限定的操作狀態(tài)中的第一操作狀態(tài)下運(yùn)行，并檢測(cè)采掘機(jī)器從第一操作狀態(tài)向多個(gè)限定的操作狀態(tài)中的第二操作狀態(tài)的轉(zhuǎn)變。該消息生成模塊生成指示第一操作狀態(tài)結(jié)束的狀態(tài)退出消息，以及指示第二操作狀態(tài)開始的狀態(tài)開始消息。該狀態(tài)退出消息包括與第一操作狀態(tài)有關(guān)的第一組采掘機(jī)器參數(shù)，而狀態(tài)開始消息包括與第二操作狀態(tài)有關(guān)的第二組采掘機(jī)器參數(shù)。
[0009]在一些實(shí)施方式中，本實(shí)用新型提供了監(jiān)測(cè)采掘鉆機(jī)的方法。該方法包括利用采掘鉆機(jī)鉆孔，以及檢測(cè)采掘鉆機(jī)的采掘機(jī)器參數(shù)。該方法還包括確定在鉆孔時(shí)采掘鉆機(jī)何時(shí)到達(dá)多個(gè)進(jìn)程臨界值，每個(gè)進(jìn)程臨界值均代表孔的深度。作為響應(yīng)，該方法包括每當(dāng)采掘鉆機(jī)被確定為到達(dá)一個(gè)進(jìn)程臨界值時(shí)，便產(chǎn)生鉆機(jī)環(huán)境消息。所述鉆機(jī)環(huán)境消息包括與采掘鉆機(jī)有關(guān)的第一組采掘機(jī)器參數(shù)。
[0010]在一些情況下，該方法還包括確定采掘鉆機(jī)是否已經(jīng)完成了鉆孔；以及生成指示該孔已經(jīng)鉆完的鉆孔結(jié)束消息。該鉆孔結(jié)束消息包括不同于第一組采掘機(jī)器參數(shù)的第二組采掘機(jī)器參數(shù)。在一些情況下，該方法還包括確定采掘鉆機(jī)是否在新操作狀態(tài)下運(yùn)行；以及生成指示著新操作狀態(tài)開始的狀態(tài)開始消息。該狀態(tài)開始消息包括與新操作狀態(tài)有關(guān)的第三組采掘機(jī)器參數(shù)。
[0011]在一些實(shí)施方式中，本實(shí)用新型提供了用于監(jiān)測(cè)采掘鉆機(jī)的采掘機(jī)器監(jiān)測(cè)器。該采掘機(jī)器監(jiān)測(cè)器包括:監(jiān)測(cè)采掘鉆機(jī)的采掘機(jī)器參數(shù)的監(jiān)測(cè)模塊；確定采掘鉆機(jī)是否在鉆孔狀態(tài)下運(yùn)行的狀態(tài)機(jī)模塊；以及消息生成模塊。該消息生成模塊監(jiān)測(cè)在鉆孔過程中采掘鉆機(jī)的進(jìn)程；確定在鉆孔時(shí)采掘鉆機(jī)何時(shí)達(dá)到采掘鉆機(jī)的多個(gè)進(jìn)程臨界值，每個(gè)進(jìn)程臨界值均表示孔的深度；以及每當(dāng)采掘鉆機(jī)被確定為到達(dá)一個(gè)進(jìn)程臨界值，生成鉆機(jī)環(huán)境消息，該鉆機(jī)環(huán)境消息包括與采掘鉆機(jī)有關(guān)的第一組采掘機(jī)器參數(shù)。
[0012]在一些情況下，狀態(tài)機(jī)模塊還確定采掘鉆機(jī)是否已經(jīng)完成鉆孔；并且該消息生成模塊還生成指示孔已經(jīng)鉆完的鉆孔結(jié)束消息。該鉆孔結(jié)束消息包括不同于第一組采掘機(jī)器參數(shù)的第二組采掘機(jī)器參數(shù)。在一些情況下，狀態(tài)機(jī)模塊確定采掘鉆機(jī)是否在新操作狀態(tài)下運(yùn)行；并且消息生成模塊生成指示著新操作狀態(tài)開始的狀態(tài)開始消息。該狀態(tài)開始消息包括與新操作狀態(tài)有關(guān)的第三組采掘機(jī)器參數(shù)。
[0013]在一些實(shí)施方式中，本實(shí)用新型提供了監(jiān)測(cè)采掘機(jī)器的方法。該方法包括監(jiān)測(cè)采掘機(jī)器的采掘機(jī)器參數(shù)和采掘機(jī)器的操作狀態(tài)。該方法還包括確定采掘機(jī)器是否在采掘機(jī)器的多個(gè)限定的操作狀態(tài)中的第一狀態(tài)下運(yùn)行。該方法還包括生成指示第一操作狀態(tài)并且包括與第一操作狀態(tài)有關(guān)的第一組采掘機(jī)器參數(shù)的第一狀態(tài)消息。該方法還包括確定采掘機(jī)器是否在多個(gè)限定的操作狀態(tài)中的第二操作狀態(tài)下運(yùn)行，并生成指示著第二操作狀態(tài)的第二狀態(tài)消息，該第二操作狀態(tài)消息包括與第二操作狀態(tài)有關(guān)的第二組采掘機(jī)器參數(shù)。
[0014]在一些情況下，該方法還包括檢測(cè)從第一操作狀態(tài)向第二操作狀態(tài)的狀態(tài)轉(zhuǎn)變，并且，作為響應(yīng)，生成指示第二操作狀態(tài)并且包括與該轉(zhuǎn)變有關(guān)的第三組采掘機(jī)器參數(shù)的第二狀態(tài)消息。
[0015]在一些實(shí)施方式中，本實(shí)用新型提供了用于監(jiān)測(cè)采掘機(jī)器的采掘機(jī)器監(jiān)測(cè)器。該采掘機(jī)器監(jiān)測(cè)器包括監(jiān)測(cè)采掘機(jī)器的采掘機(jī)器參數(shù)的監(jiān)測(cè)模塊。該采掘機(jī)器監(jiān)測(cè)器還包括確定采掘機(jī)器的操作狀態(tài)的狀態(tài)機(jī)模塊，以及生成并輸出具有狀態(tài)特定參數(shù)的消息的消息生成模塊。該狀態(tài)機(jī)模塊確定采掘機(jī)器是否在采掘機(jī)器的多個(gè)限定的操作狀態(tài)中的第一操作狀態(tài)下運(yùn)行。因此，消息生成模塊生成指示著第一操作狀態(tài)并包括與第一操作狀態(tài)有關(guān)的第一組采掘機(jī)器參數(shù)的第一狀態(tài)消息。該狀態(tài)機(jī)隨后確定采掘機(jī)器是否在多個(gè)限定的操作狀態(tài)中的第二操作狀態(tài)下操作。因此，消息生成模塊生成指示著第二操作狀態(tài)并包括與第二操作狀態(tài)有關(guān)的第二組采掘機(jī)器參數(shù)的第二狀態(tài)消息。[0016]在一些情況下，該狀態(tài)機(jī)模塊還包括檢測(cè)從第一操作狀態(tài)向第二操作狀態(tài)的狀態(tài)轉(zhuǎn)變。作為響應(yīng)，該消息生成模塊生成指示著第二操作狀態(tài)并且包括與該轉(zhuǎn)變有關(guān)的第三組采掘機(jī)器參數(shù)的第三狀態(tài)消息。
[0017]總之，本實(shí)用新型提供了一種電動(dòng)采掘繩索挖掘機(jī)，其特征在于，所述電動(dòng)采掘繩索挖掘機(jī)包括:
[0018]包括了駕駛室的基座；
[0019]支撐所述基座的軌道；
[0020]鏟斗軸，所述鏟斗軸支撐鏟斗柄和鏟斗；
[0021]提升馬達(dá)；
[0022]推擠馬達(dá)；
[0023]擺動(dòng)馬達(dá)；
[0024]控制系統(tǒng)，該控制系統(tǒng)包括:
[0025]控制器，該控制器包括處理器和存儲(chǔ)器，所述處理器和存儲(chǔ)器形成監(jiān)測(cè)模塊；
[0026]操作者控制裝置；
[0027]傳感器；以及
[0028]用戶界面，所述用戶界面包括顯示器，其中簡(jiǎn)單事件消息在用戶界面上顯示，其中為所述電動(dòng)采掘繩索挖掘機(jī)生成的簡(jiǎn)單事件消息對(duì)于所述電動(dòng)采掘繩索挖掘機(jī)的狀態(tài)來說是特定的。
[0029]優(yōu)選的是，所述簡(jiǎn)單事件消息包括一個(gè)或更多個(gè)簡(jiǎn)單事件名稱、類型部分和文本消息部分。
[0030]優(yōu)選的是，簡(jiǎn)單事件消息被構(gòu)造為可擴(kuò)展標(biāo)記語(yǔ)言數(shù)據(jù)。
[0031]優(yōu)選的是，采掘機(jī)器參數(shù)中的對(duì)應(yīng)于簡(jiǎn)單事件的特定部分被包括在簡(jiǎn)單事件消息中。
[0032]優(yōu)選的是，所述簡(jiǎn)單事件消息包括狀態(tài)退出消息和狀態(tài)開始消息。
[0033]本實(shí)用新型還提供了 一種電動(dòng)采掘鉆機(jī)，其特征在于，所述電動(dòng)采掘鉆機(jī)包括:
[0034]包括駕駛室、桅式井架和千斤頂?shù)钠脚_(tái)；
[0035]支撐所述平臺(tái)的軌道；
[0036]由所述桅式井架支撐的鉆頭；
[0037]馬達(dá)，用于可旋轉(zhuǎn)地驅(qū)動(dòng)所述鉆頭；以及
[0038]控制系統(tǒng)，該控制系統(tǒng)包括:
[0039]控制器，該控制器包括處理器和存儲(chǔ)器，所述處理器和存儲(chǔ)器形成監(jiān)測(cè)模塊；
[0040]操作者控制裝置；
[0041]傳感器；以及
[0042]用戶界面，所述用戶界面包括顯示器，其中簡(jiǎn)單事件消息在用戶界面上顯示，其中為所述電動(dòng)采掘繩索挖掘機(jī)生成的簡(jiǎn)單事件消息對(duì)于所述電動(dòng)采掘繩索挖掘機(jī)的狀態(tài)來說是特定的。
[0043]優(yōu)選的是，所述簡(jiǎn)單事件消息包括一個(gè)或更多個(gè)簡(jiǎn)單事件名稱、類型部分和文本消息部分。
[0044]優(yōu)選的是，簡(jiǎn)單事件消息被構(gòu)造為可擴(kuò)展標(biāo)記語(yǔ)言數(shù)據(jù)。[0045]優(yōu)選的是，采掘機(jī)器參數(shù)中的對(duì)應(yīng)于簡(jiǎn)單事件的特定部分被包括在簡(jiǎn)單事件消息中。
[0046]優(yōu)選的是，所述簡(jiǎn)單事件消息包括狀態(tài)退出消息和狀態(tài)開始消息。
[0047]本實(shí)用新型還提供了一種系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括:
[0048]電動(dòng)米掘機(jī)器，該電動(dòng)米掘機(jī)器包括:
[0049]包括了駕駛室的基座；
[0050]支撐所述基座的軌道；
[0051]鏟斗軸，所述鏟斗軸支撐鏟斗柄和鏟斗；
[0052]提升馬達(dá)；
[0053]推擠馬達(dá)；
[0054]擺動(dòng)馬達(dá)；
[0055]控制系統(tǒng)，該控制系統(tǒng)包括:
[0056]控制器，該控制器包括處理器和存儲(chǔ)器，所述處理器和存儲(chǔ)器形成監(jiān)測(cè)模塊；
[0057]操作者控制裝置；以及
[0058]傳感器；以及
[0059]連接到所述控制器的網(wǎng)絡(luò)；
[0060]連接到所述網(wǎng)絡(luò)的遠(yuǎn)程裝置，該遠(yuǎn)程裝置包括處理裝置和存儲(chǔ)裝置，該存儲(chǔ)裝置包括存儲(chǔ)了由控制系統(tǒng)提供的采掘數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)庫(kù)，其中，該遠(yuǎn)程裝置包括存儲(chǔ)了簡(jiǎn)單事件消息的數(shù)據(jù)庫(kù)，并且挖掘機(jī)參數(shù)中的對(duì)應(yīng)于簡(jiǎn)單事件的特定部分被包括在簡(jiǎn)單事件消息中。
[0061]優(yōu)選的是，所述簡(jiǎn)單事件消息包括一個(gè)或更多個(gè)簡(jiǎn)單事件名稱、類型部分和文本消息部分。
[0062]優(yōu)選的是，簡(jiǎn)單事件消息被構(gòu)造為可擴(kuò)展標(biāo)記語(yǔ)言數(shù)據(jù)。
[0063]優(yōu)選的是，采掘機(jī)器參數(shù)中的對(duì)應(yīng)于簡(jiǎn)單事件的特定部分被包括在簡(jiǎn)單事件消息中。
[0064]優(yōu)選的是，所述簡(jiǎn)單事件消息包括狀態(tài)退出消息和狀態(tài)開始消息。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0065]圖1A圖示了采掘挖掘機(jī)。
[0066]圖1B圖示了采掘鉆機(jī).[0067]圖2圖示了用于圖1A和圖圖1B的采掘機(jī)器的控制系統(tǒng)的框圖。
[0068]圖3圖示了用于采掘挖掘機(jī)的挖掘狀態(tài)機(jī)。
[0069]圖4圖示了用于采掘鉆機(jī)的總體狀態(tài)機(jī)。
[0070]圖5A-圖5C圖示了采掘鉆機(jī)的典型循環(huán)。
[0071]圖6A-圖6B圖示了采掘鉆機(jī)狀態(tài)機(jī)的示例性轉(zhuǎn)變圖。
[0072]圖7圖示了采掘機(jī)器的監(jiān)測(cè)模塊。
[0073]圖8圖示了一種生成采掘機(jī)器的簡(jiǎn)單事件消息的方法。
具體實(shí)施 方式[0074]在詳細(xì)解釋本實(shí)用新型的任意實(shí)施方式之前，應(yīng)理解的是本實(shí)用新型的應(yīng)用不限于下面說明書中所陳述的或者下面附圖中所圖示的部件的布置和結(jié)構(gòu)的細(xì)節(jié)。本實(shí)用新型能夠有其它實(shí)施方式，且能夠以各種方式實(shí)踐或者實(shí)施。同樣，應(yīng)理解的是，此處使用的措辭和術(shù)語(yǔ)是為了進(jìn)行說明，而不應(yīng)被視為限定。此處“包括”、“包含”或者“具有”及其變形的使用是指包括了后面所列出的物品及其等同物以及附加物品。術(shù)語(yǔ)“安裝”、“連接”、“聯(lián)接”被廣義地使用，并包括了直接安裝、連接和聯(lián)接以及間接的安裝、連接和聯(lián)接兩者。此外，“連接”和“聯(lián)接”不限于物理或機(jī)械的連接或聯(lián)接，且可以包括電連接或者聯(lián)接，無論是直接或間接的。同樣，電子通信和通知可以使用包括直接連接、無線連接等的任意公知裝置來執(zhí)行。
[0075]還應(yīng)該要注意的是，多個(gè)基于硬件和軟件的裝置，以及多個(gè)不同結(jié)構(gòu)的部件可以用來實(shí)施本實(shí)用新型。此外，還應(yīng)該理解的是，本實(shí)用新型的實(shí)施方式可以包括硬件、軟件以及電子部件或模塊，為了討論的目的，它們可以解釋為并說明為似乎大部分部件僅僅在硬件中實(shí)施。然而，本領(lǐng)域的技術(shù)人員，基于對(duì)本詳細(xì)說明書的閱讀，將認(rèn)識(shí)到的是，在至少一個(gè)實(shí)施方式中，本實(shí)用新型的基于電子的方面可以在能夠由一個(gè)或更多個(gè)處理器執(zhí)行的軟件中實(shí)施(如，存儲(chǔ)在非暫時(shí)性的電腦可讀的介質(zhì)上)。同樣地，應(yīng)注意到多個(gè)基于硬件和軟件的裝置，以及多個(gè)不同結(jié)構(gòu)部件可以用于實(shí)施本實(shí)用新型。此外，如后續(xù)段落中所描述的，附圖中所圖示的特定機(jī)械構(gòu)造旨在本實(shí)用新型的示例性實(shí)施方式，且其它可替換的機(jī)械構(gòu)造是可能的。比如，說明書中描述的“控制器”可以包括標(biāo)準(zhǔn)處理部件，比如一個(gè)或更多個(gè)處理器，一個(gè)或更多個(gè)電腦可讀的介質(zhì)模塊，一個(gè)或更多個(gè)輸入/輸出界面，以及連接所述部件的各種連接(如，系統(tǒng)總線)。
[0076]圖1A圖示了電動(dòng)采掘繩索挖掘機(jī)100，在此稱為挖掘機(jī)100。挖掘機(jī)100包括用于向前和向后推動(dòng)挖掘機(jī)100并用于使挖掘機(jī)100 (即，通過改變左右軌道相對(duì)于彼此的速度和/或方向)轉(zhuǎn)動(dòng)的軌道105。該軌道105支撐包括了駕駛室115的基座110。該基座110能夠例如繞著擺動(dòng)軸線125擺動(dòng)或旋轉(zhuǎn)，從而從挖掘地點(diǎn)向傾卸地點(diǎn)移動(dòng)。軌道105的移動(dòng)不一定是為了擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)。挖掘機(jī)100還包括鏟斗軸130，鏟斗軸130支撐可樞轉(zhuǎn)的鏟斗柄135 (柄135)和鏟斗140。鏟斗140包括用于從鏟斗140內(nèi)傾出物品到傾卸地點(diǎn)比如漏斗或者傾卸卡車的門145。
[0077]挖掘機(jī)100還包括:繃緊的懸纜150，懸纜150聯(lián)接在基座110和鏟斗軸130之間，用于支撐鏟斗軸130 ;提升線纜155，線纜155附接到基座110內(nèi)的絞車(未示出)上，用于纏繞線纜155以升高和降低鏟斗140 ;以及附接到另一絞車(未示出)的鏟斗門線纜160，用于打開鏟斗140的門145。在一些情況下，挖掘機(jī)100是由P&H采掘設(shè)備有限公司生產(chǎn)的Ρ&ΗΚ4100系列挖掘機(jī)，但是挖掘機(jī)100可以是另一類型或者模型的電動(dòng)采掘設(shè)備。
[0078]當(dāng)采掘挖掘機(jī)100的軌道105為靜態(tài)時(shí)，鏟斗140可操作為基于三個(gè)控制動(dòng)作:提升、推擠和擺動(dòng)來移動(dòng)。提升控制通過纏繞或者放開線纜155而升高或者降低鏟斗140。推擠控制使柄135及鏟斗140的位置伸出以及縮回。在一個(gè)實(shí)施方式中，柄135和鏟斗140通過使用齒條和齒輪系統(tǒng)推擠。在另一個(gè)實(shí)施方式中，柄135和鏟斗140使用液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行推擠。擺動(dòng)控制使柄135相對(duì)于擺動(dòng)軸線125旋轉(zhuǎn)。操作期間，操作者控制鏟斗140從挖掘地點(diǎn)挖掘泥土材料，擺動(dòng)鏟斗140到傾卸地點(diǎn)，釋放門145以傾出泥土材料，繃緊鏟斗140使得門145關(guān)閉，然后擺動(dòng)到相同的或另一個(gè)挖掘地點(diǎn)。[0079]挖掘機(jī)100還包括交流電源(未示出)，用來驅(qū)動(dòng)各種馬達(dá)和部件。交流電源可以變壓、校正、轉(zhuǎn)化、過濾以及以其它方式調(diào)節(jié)，從而對(duì)挖掘機(jī)100的各種交流馬達(dá)和直流馬達(dá)以及部件提供電能。比如，挖掘機(jī)100可以使用交流電源驅(qū)動(dòng)用于通過軌道105推動(dòng)挖掘機(jī)100的驅(qū)動(dòng)馬達(dá)，并且用于驅(qū)動(dòng)提升、推擠和擺動(dòng)馬達(dá)。此外，挖掘機(jī)100還可包括內(nèi)燃機(jī)，比如柴油機(jī)，以驅(qū)動(dòng)用于挖掘機(jī)100的各種液壓系統(tǒng)的液壓泵。
[0080]圖1B圖示了電動(dòng)采掘鉆機(jī)170(“鉆機(jī)170”)。在一些實(shí)施方式中，鉆機(jī)170為炮眼鉆機(jī)，比如由工作國(guó)際有限公司生產(chǎn)的基于Centurion?的另一種鉆機(jī)或者320XPC鉆機(jī)。
[0081]鉆機(jī)170包括用于推動(dòng)鉆機(jī)170向前和向后并用于使鉆機(jī)170 (B卩，通過改變左右軌道相對(duì)于彼此的速度和/或方向)轉(zhuǎn)動(dòng)的軌道172。軌道172支撐包括駕駛室176和桅式井架178的平臺(tái)174。平臺(tái)174包括可通過液壓系統(tǒng)選擇性地升高或者降低的四個(gè)千斤頂180。當(dāng)降低并設(shè)定時(shí)，四個(gè)千斤頂180防止用于鉆孔的鉆機(jī)170的移動(dòng)。桅式井架178支撐被可旋轉(zhuǎn)地驅(qū)動(dòng)并且選擇性地升起或降低以鉆入平臺(tái)174下方的區(qū)域中的鉆頭182。
[0082]鉆機(jī)170還包括用于驅(qū)動(dòng)各種馬達(dá)和部件的交流電源(未示出)。交流電源可以變壓、校正、反相、過濾以及以其它方式調(diào)節(jié)，從而對(duì)鉆機(jī)170的各種交流馬達(dá)和直流馬達(dá)以及部件提供電能。比如鉆機(jī)170可使用交流電源來驅(qū)動(dòng)馬達(dá)，用于通過軌道172推動(dòng)鉆機(jī)170，并且用于可旋轉(zhuǎn)地驅(qū)動(dòng)鉆頭182。此外，交流電源，后處理裝置，可以例如使用無鏈的齒條和齒輪構(gòu)造將直流電動(dòng)馬達(dá)驅(qū)動(dòng)成升高或降低鉆頭182。此外，鉆機(jī)170包括內(nèi)燃機(jī)，比如柴油機(jī)，以驅(qū)動(dòng)用于鉆機(jī)170的各種液壓系統(tǒng)的液壓泵。比如，液壓系統(tǒng)可以用于選擇性地升高或降低千斤頂180，從而在鉆孔之前適宜地調(diào)平并穩(wěn)定鉆機(jī)170。此外，液壓系統(tǒng)可用于調(diào)整桅式井架178的角度，以提供直的或者成角度的鉆孔。
[0083]圖2圖示了在采掘機(jī)器、比如挖掘機(jī)100、鉆機(jī)170或者其它裝置中使用的控制系統(tǒng)200。比如，在一些實(shí)施方式中，控制系統(tǒng)200是移動(dòng)采掘粉碎機(jī)、混合(柴油-電動(dòng))繩索挖掘機(jī)、輸送單元、拉鏟挖掘機(jī)、輪式裝載機(jī)和推土機(jī)、連續(xù)采掘機(jī)、長(zhǎng)壁剪切機(jī)、長(zhǎng)壁采掘頂板支護(hù)、梭車，柔性輸送車，移動(dòng)采掘粉碎機(jī)或其它采礦機(jī)械的一部分。
[0084]控制系統(tǒng)200包括控制器205，操作者控制裝置210，設(shè)備控制裝置215，傳感器220，以及用戶界面225?？刂破?05包括處理器235和存儲(chǔ)器240。存儲(chǔ)器240存儲(chǔ)能夠由處理器235執(zhí)行的指令，以及用于比如允許在控制器205和操作者之間的通信或者在控制器205和傳感器220之間的通信的各種輸入/輸出。在一些情況下，控制器205包括一個(gè)或更多個(gè)微處理器，數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)，現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列(FPGA)，特定用途集成電路(ASIC)等。
[0085]控制器205接收來自操作者控制裝置210的輸入。比如，在挖掘機(jī)100中，操作者控制裝置210包括推擠控制裝置，擺動(dòng)控制裝置，提升控制裝置以及門控制裝置。推擠控制裝置，擺動(dòng)控制裝置，提升控制裝置以及門控制裝置包括，比如，操作者所控制的輸入裝置，像操縱桿、杠桿、腳踏板和其它致動(dòng)器。操作者控制裝置210通過輸入裝置接收操作者輸入并向控制器205輸出運(yùn)動(dòng)命令，比如模擬信號(hào)或者數(shù)字信號(hào)。運(yùn)動(dòng)命令包括，比如，升起、下降、推擠伸開、推擠收縮、順時(shí)針擺動(dòng)、逆時(shí)針擺動(dòng)、鏟斗門釋放、左軌道向前、左軌道后退、右軌道向前、右軌道后退。
[0086]在鉆機(jī)170中，操作者控制裝置210包括鉆機(jī)進(jìn)給控制裝置、鉆機(jī)扭矩/旋轉(zhuǎn)速度控制裝置，桅式井架角度控制裝置，軌道控制裝置，以及千斤頂控制裝置，這些可以是，比如，操作者控制裝置的輸入裝置，像操縱桿、杠桿、腳踏板和其它致動(dòng)器。操作者控制裝置210通過輸入裝置接收操作者輸入，并向控制器205輸出運(yùn)動(dòng)命令，如模擬或數(shù)字信號(hào)。對(duì)于鉆機(jī)170，運(yùn)動(dòng)命令包括，比如，鉆機(jī)向上進(jìn)給，鉆進(jìn)向下進(jìn)給，鉆機(jī)旋轉(zhuǎn)速度增加，鉆機(jī)旋轉(zhuǎn)速度降低，千斤頂升升高，千斤頂下降，桅式井架升高，桅式井架下降，左軌道向前，左左軌道后退，右軌道向前，以及右軌道后退。
[0087]上述操作者控制裝置為示例性的。其它操作者控制裝置也可以輸送到挖掘機(jī)100，鉆機(jī)170。
[0088]基于接收到的運(yùn)動(dòng)命令，控制器205大體上根據(jù)控制者給出的命令控制設(shè)備215。在挖掘機(jī)100中，設(shè)備215包括一個(gè)或更多個(gè)推擠馬達(dá)、擺動(dòng)馬達(dá)、提升馬達(dá)、門栓馬達(dá)和軌道馬達(dá)。比如，如果操作者通過擺動(dòng)控制裝置指示使柄135逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，則控制器305通常會(huì)控制擺動(dòng)馬達(dá)以逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)柄135。
[0089]在鉆機(jī)170中，設(shè)備215包括一個(gè)或更多個(gè)可旋轉(zhuǎn)的鉆機(jī)馬達(dá)、鉆機(jī)進(jìn)給馬達(dá)、液壓千斤頂，桅式井架角度馬達(dá)以及軌道馬達(dá)。比如，如果操作者通過鉆機(jī)進(jìn)給控制裝置指示降低鉆頭182，那么控制器205通常會(huì)降低鉆頭182，而無需例如過載安全機(jī)構(gòu)。
[0090]控制器205也與多個(gè)傳感器220通信，以監(jiān)測(cè)設(shè)備215的地點(diǎn)、運(yùn)動(dòng)和狀態(tài)。比如，對(duì)于挖掘機(jī)100，控制器205與一個(gè)或更多個(gè)推擠傳感器，一個(gè)或更多個(gè)擺動(dòng)傳感器，一個(gè)或更多個(gè)提升傳感器，以及一個(gè)或更多個(gè)門閂傳感器通信。推擠傳感器向控制器205指示鏟斗140的延伸或縮回的水平。擺動(dòng)傳感器向控制器205指示柄135的擺動(dòng)角度。提升傳感器向控制器205指示鏟斗140基于提升線纜155的位置的高度。門閂傳感器指示鏟斗門145是否打開或是關(guān)閉。門R傳感器還可以包括重量傳感器、加速度傳感器以及傾斜傳感器，從而為控制器205提供關(guān)于鏟斗145內(nèi)所含裝載量的額外信息。
[0091]對(duì)于鉆機(jī)170,控制器205與一個(gè)或更多個(gè)鉆機(jī)旋轉(zhuǎn)傳感器、一個(gè)或更多個(gè)鉆機(jī)進(jìn)給傳感器、一個(gè)或更多個(gè)千斤頂傳感器以及一個(gè)或更多個(gè)桅式井架傳感器通信。鉆機(jī)旋轉(zhuǎn)傳感器向控制器205指示鉆頭182的速度、扭矩和加速度。鉆機(jī)進(jìn)給傳感器向控制器205指示鉆機(jī)進(jìn)給的位置和移動(dòng)。千斤頂傳感器指示千斤頂位置(如，高度)和千斤頂180的移動(dòng)。桅式井架傳感器指示桅式井架178的位置(如，角度)和移動(dòng)。
[0092]用戶界面225向操作者提供關(guān)于采掘機(jī)器諸如挖掘機(jī)100或鉆機(jī)170的狀態(tài)，以及與采掘機(jī)器通信的其它系統(tǒng)的信息。用戶界面225包括下列部件中的一個(gè)或更多個(gè):顯示器(如，液晶顯示器(IXD));—個(gè)或更多個(gè)發(fā)光二極管(LEDs)或其它照明裝置；抬頭顯示器(如，在駕駛室115的窗戶上突出的);用于聲音反饋(如，蜂鳴、口語(yǔ)消息等)的擴(kuò)音器；觸覺反饋裝置，如導(dǎo)致操作者座椅或者操作者控制裝置210的振動(dòng)的振動(dòng)裝置；或者其它反饋裝置。用戶界面225和操作者控制裝置210可在采掘機(jī)器的駕駛室比如駕駛室115或駕駛室176內(nèi)定位。
[0093]控制器205還可以經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)247和遠(yuǎn)程裝置245通信。網(wǎng)絡(luò)247可以包括一個(gè)或更多個(gè)服務(wù)器、局域網(wǎng)(LANs)、廣域網(wǎng)絡(luò)(WANs)，互聯(lián)網(wǎng)、無線連接、有線連接等。在一些情況下，網(wǎng)絡(luò)247表示控制器205和遠(yuǎn)程裝置245之間的直接的、點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的無線連接。遠(yuǎn)程裝置245可以是，比如，服務(wù)器、智能手機(jī)、筆記本電腦、個(gè)人電腦、臺(tái)式電腦等等。在遠(yuǎn)程裝置245為服務(wù)器的情況下，服務(wù)器可以通過一個(gè)或更多個(gè)客戶裝置(未示出)，比如智能手機(jī)、筆記本電腦、個(gè)人電腦、臺(tái)式電腦等接入。該遠(yuǎn)程裝置245可包括處理裝置和存儲(chǔ)裝置，該存儲(chǔ)裝置可包括存儲(chǔ)了由控制系統(tǒng)200提供的采掘數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)庫(kù)。
[0094]一個(gè)或更多個(gè)狀態(tài)機(jī)被限定以用于采掘機(jī)器，如挖掘機(jī)100和鉆機(jī)170。狀態(tài)機(jī)限定了采掘機(jī)器可處于的多個(gè)狀態(tài)。每一個(gè)狀態(tài)限定包括進(jìn)入部分、狀態(tài)下部分以及退出部分。針對(duì)特定狀態(tài)的進(jìn)入部分限定了使得采掘機(jī)器進(jìn)入該狀態(tài)的標(biāo)志和條件(共同的參數(shù))的值。針對(duì)特定狀態(tài)的退出部分限定了使得采掘機(jī)器退出該狀態(tài)的參數(shù)值。狀態(tài)下部分限定特定狀態(tài)下采掘機(jī)器的參數(shù)和/或動(dòng)作。
[0095]比如，圖3圖示了挖掘機(jī)100的挖掘狀態(tài)機(jī)280。挖掘狀態(tài)機(jī)280包括挖掘狀態(tài)282、擺動(dòng)狀態(tài)284和收起狀態(tài)286。在挖掘狀態(tài)282中，挖掘機(jī)100在挖掘地點(diǎn)利用鏟斗140挖掘泥土材料。在擺動(dòng)狀態(tài)284中，挖掘機(jī)100將鏟斗140從挖掘地點(diǎn)擺動(dòng)到傾卸地點(diǎn)(如，漏斗或者傾卸卡車)。在擺動(dòng)狀態(tài)284結(jié)束時(shí)，鏟斗門145打開以傾出裝載物。在收起狀態(tài)286中，挖掘機(jī)100向著挖掘地點(diǎn)擺回，同時(shí)收回鏟斗140，允許重力關(guān)閉鏟斗140的門145以為另一挖掘狀態(tài)做準(zhǔn)備。
[0096]圖4圖示了鉆機(jī)170的總體狀態(tài)機(jī)300。鉆機(jī)170在斷電狀態(tài)302下開始。一旦通電，鉆機(jī)170進(jìn)入到通電狀態(tài)304。從通電狀態(tài)304，當(dāng)鉆機(jī)未移動(dòng)或者未被主動(dòng)地操作時(shí)，鉆機(jī)170可進(jìn)入到空轉(zhuǎn)狀態(tài)306。如果鉆機(jī)170被操作，則鉆機(jī)170進(jìn)入到定位狀態(tài)機(jī)308和鉆孔狀態(tài)機(jī)310中的一種。
[0097]圖5A-圖5C圖示了鉆機(jī)170的典型循環(huán)。圖5A圖示了典型的鉆機(jī)循環(huán)312，鉆機(jī)循環(huán)312通過開始點(diǎn)(鉆孔開始)和結(jié)束點(diǎn)(鉆孔結(jié)束)來標(biāo)記。為了開始典型的鉆機(jī)循環(huán)，鉆機(jī)170進(jìn)入定位狀態(tài)機(jī)308，鉆機(jī)170在該狀態(tài)下移動(dòng)到鉆孔的位置。一旦定位完成，鉆機(jī)170轉(zhuǎn)變到鉆孔狀態(tài)機(jī)310以進(jìn)行鉆孔。
[0098]在典型的鉆機(jī)循環(huán)312中，鉆機(jī)170可繼續(xù)經(jīng)過圖5B和圖5C的循環(huán)。圖5B圖示了典型的定位循環(huán)314，定位循環(huán)314將在定位狀態(tài)機(jī)308內(nèi)發(fā)生。起初，鉆機(jī)170將處于千斤頂升起狀態(tài)316下的千斤頂180縮回。在千斤頂180縮回之后，鉆機(jī)170進(jìn)入到推動(dòng)狀態(tài)318，在推動(dòng)狀態(tài)318下，鉆機(jī)170通過軌道172移動(dòng)到下一個(gè)鉆孔地點(diǎn)。繼而鉆機(jī)170進(jìn)入到調(diào)平狀態(tài)320，以調(diào)平鉆機(jī)170為鉆孔做準(zhǔn)備。一旦調(diào)平完成，鉆機(jī)170處于千斤頂下降狀態(tài)322下的千斤頂180延伸。
[0099]圖5C圖示了典型的鉆孔循環(huán)324，該循環(huán)將在鉆孔狀態(tài)機(jī)310內(nèi)發(fā)生。起初，鉆機(jī)170進(jìn)入到預(yù)鉆孔狀態(tài)326以進(jìn)行預(yù)鉆孔。之后，鉆機(jī)170進(jìn)入到鉆孔狀態(tài)328并鉆出孔。隨后，鉆機(jī)170在縮回狀態(tài)330下將鉆頭182從孔縮回。
[0100]每一種狀態(tài)機(jī)均具有一組限定的狀態(tài)，機(jī)器可以轉(zhuǎn)變到該組限定的狀態(tài)。該組限定的狀態(tài)可以以用于各個(gè)狀態(tài)的轉(zhuǎn)變圖來圖示。鉆機(jī)170的兩個(gè)這樣的轉(zhuǎn)變圖被圖示在圖6A-圖6B中。此外，所圖示的轉(zhuǎn)變圖的示例性轉(zhuǎn)變標(biāo)準(zhǔn)在下面的表II到表III中陳述。
[0101]圖6A圖示了推動(dòng)狀態(tài)的轉(zhuǎn)變圖350。如轉(zhuǎn)變圖350所示，狀態(tài)機(jī)可以根據(jù)下表II
中的標(biāo)準(zhǔn)從推動(dòng)狀態(tài)向斷電、空轉(zhuǎn)、未知、鉆孔、錯(cuò)誤以及調(diào)平狀態(tài)轉(zhuǎn)變。
[0102]_
【權(quán)利要求】
1.一種電動(dòng)采掘繩索挖掘機(jī)，其特征在于，所述電動(dòng)采掘繩索挖掘機(jī)包括: 包括了駕駛室的基座； 支撐所述基座的軌道； 鏟斗軸，所述鏟斗軸支撐鏟斗柄和鏟斗； 提升馬達(dá)； 推擠馬達(dá)； 擺動(dòng)馬達(dá)； 控制系統(tǒng)，該控制系統(tǒng)包括: 控制器，該控制器包括處理器和存儲(chǔ)器，所述處理器和存儲(chǔ)器形成監(jiān)測(cè)模塊； 操作者控制裝置； 傳感器；以及 用戶界面，所述用戶界面包括顯示器，其中簡(jiǎn)單事件消息在用戶界面上顯示，其中為所述電動(dòng)采掘繩索挖掘機(jī)生成的簡(jiǎn)單事件消息對(duì)于所述電動(dòng)采掘繩索挖掘機(jī)的狀態(tài)來說是特定的。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動(dòng)采掘繩索挖掘機(jī)，其特征在于，所述簡(jiǎn)單事件消息包括一個(gè)或更多個(gè)簡(jiǎn)單事件名稱、類型部分和文本消息部分?！?br> 3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動(dòng)采掘繩索挖掘機(jī)，其特征在于，簡(jiǎn)單事件消息被構(gòu)造為可擴(kuò)展標(biāo)記語(yǔ)言數(shù)據(jù)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動(dòng)采掘繩索挖掘機(jī)，其特征在于，采掘機(jī)器參數(shù)中的對(duì)應(yīng)于簡(jiǎn)單事件的特定部分被包括在簡(jiǎn)單事件消息中。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動(dòng)采掘繩索挖掘機(jī)，其特征在于，所述簡(jiǎn)單事件消息包括狀態(tài)退出消息和狀態(tài)開始消息。
6.—種電動(dòng)采掘鉆機(jī),其特征在于,所述電動(dòng)采掘鉆機(jī)包括: 包括駕駛室、桅式井架和千斤頂?shù)钠脚_(tái)； 支撐所述平臺(tái)的軌道； 由所述桅式井架支撐的鉆頭； 馬達(dá)，用于可旋轉(zhuǎn)地驅(qū)動(dòng)所述鉆頭；以及 控制系統(tǒng)，該控制系統(tǒng)包括: 控制器，該控制器包括處理器和存儲(chǔ)器，所述處理器和存儲(chǔ)器形成監(jiān)測(cè)模塊； 操作者控制裝置； 傳感器；以及 用戶界面，所述用戶界面包括顯示器，其中簡(jiǎn)單事件消息在用戶界面上顯示，其中為所述電動(dòng)采掘繩索挖掘機(jī)生成的簡(jiǎn)單事件消息對(duì)于所述電動(dòng)采掘繩索挖掘機(jī)的狀態(tài)來說是特定的。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的電動(dòng)采掘鉆機(jī)，其特征在于，所述簡(jiǎn)單事件消息包括一個(gè)或更多個(gè)簡(jiǎn)單事件名稱、類型部分和文本消息部分。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的電動(dòng)采掘鉆機(jī)，其特征在于，簡(jiǎn)單事件消息被構(gòu)造為可擴(kuò)展標(biāo)記語(yǔ)言數(shù)據(jù)。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的電動(dòng)采掘鉆機(jī)，其特征在于，采掘機(jī)器參數(shù)中的對(duì)應(yīng)于簡(jiǎn)單事件的特定部分被包括在簡(jiǎn)單事件消息中。
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的電動(dòng)采掘鉆機(jī)，其特征在于，所述簡(jiǎn)單事件消息包括狀態(tài)退出消息和狀態(tài)開始消息。
11.一種系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括: 電動(dòng)采掘機(jī)器，該電動(dòng)采掘機(jī)器包括: 包括了駕駛室的基座； 支撐所述基座的軌道； 鏟斗軸，所述鏟斗軸支撐鏟斗柄和鏟斗； 提升馬達(dá)； 推擠馬達(dá)； 擺動(dòng)馬達(dá)； 控制系統(tǒng)，該控制系統(tǒng)包括: 控制器，該控制器包括處理器和存儲(chǔ)器，所述處理器和存儲(chǔ)器形成監(jiān)測(cè)模塊； 操作者控制裝置；以及 傳感器；以及· 連接到所述控制器的網(wǎng)絡(luò)； 連接到所述網(wǎng)絡(luò)的遠(yuǎn)程裝置，該遠(yuǎn)程裝置包括處理裝置和存儲(chǔ)裝置，該存儲(chǔ)裝置包括存儲(chǔ)了由控制系統(tǒng)提供的采掘數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)庫(kù)，其中，該遠(yuǎn)程裝置包括存儲(chǔ)了簡(jiǎn)單事件消息的數(shù)據(jù)庫(kù)，并且挖掘機(jī)參數(shù)中的對(duì)應(yīng)于簡(jiǎn)單事件的特定部分被包括在簡(jiǎn)單事件消息中。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的系統(tǒng)，其特征在于: 所述簡(jiǎn)單事件消息包括一個(gè)或更多個(gè)簡(jiǎn)單事件名稱、類型部分和文本消息部分。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的系統(tǒng)，其特征在于，簡(jiǎn)單事件消息被構(gòu)造為可擴(kuò)展標(biāo)記語(yǔ)言數(shù)據(jù)。
14.根據(jù)權(quán)利要求11所述的系統(tǒng)，其特征在于，采掘機(jī)器參數(shù)中的對(duì)應(yīng)于簡(jiǎn)單事件的特定部分被包括在簡(jiǎn)單事件消息中。
15.根據(jù)權(quán)利要求11所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述簡(jiǎn)單事件消息包括狀態(tài)退出消息和狀態(tài)開始消息。
【文檔編號(hào)】E21B44/00GK203559895SQ201320112935
【公開日】2014年4月23日 申請(qǐng)日期:2013年1月30日 優(yōu)先權(quán)日:2012年1月30日
【發(fā)明者】薩拉瓦納·塞爾瓦瑪尼卡姆·馬拉雅帕拉雅·山姆甘, 邁克爾·J·里科拉 申請(qǐng)人:哈尼施費(fèi)格爾技術(shù)公司