用于采礦機(jī)的引導(dǎo)系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及采礦設(shè)備，尤其涉及地下連續(xù)采礦機(jī)。
【背景技術(shù)】
[0002]遠(yuǎn)程控制連續(xù)采礦機(jī)通常由場外人工操作者使用遠(yuǎn)程控制裝置進(jìn)行操作。操作者位于采礦機(jī)后方，并通過觀察引導(dǎo)機(jī)器的運(yùn)行。該操作者必須保證采礦機(jī)總是與礦層或礦脈對準(zhǔn)，因?yàn)橐坏┎傻V機(jī)偏移，則很難矯正采礦機(jī)的定向。在很多情況中，礦脈在三個維度上各不一樣，使得采礦機(jī)難以跟隨礦層。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]在一個實(shí)施例中，本發(fā)明提供了用于開采礦層的引導(dǎo)系統(tǒng)，該礦層限定出礦層面，該引導(dǎo)系統(tǒng)包括采礦機(jī)、托架以及引導(dǎo)組件。采礦機(jī)包括切割頭，并限定出延伸過采礦機(jī)的長度的滾轉(zhuǎn)軸線、從采礦機(jī)一側(cè)向另一側(cè)延伸的俯仰軸線、以及從采礦機(jī)頂側(cè)向底側(cè)延伸的偏航軸線。所述托架包括第一發(fā)射器、第二發(fā)射器以及第三發(fā)射器。第一發(fā)射器發(fā)射出與礦層面對準(zhǔn)的第一激光，第二發(fā)射器發(fā)射出第二激光，而第三發(fā)射器發(fā)射出第三激光。所述引導(dǎo)組件包括第一指示器和標(biāo)靶。第一指示器和第二激光對準(zhǔn)，標(biāo)靶與第三激光對準(zhǔn)。第一指示器相對于第二激光以及標(biāo)靶相對于第三激光的相對位置指示滾轉(zhuǎn)軸線、俯仰軸線和偏航軸線相對于礦層面的定向。
[0004]在另一個實(shí)施例中，本發(fā)明提供了用于在礦層開采期間引導(dǎo)采礦機(jī)的激光發(fā)射器托架。該礦層限定出礦層面。該激光發(fā)射器組件包括基座、第一發(fā)射器和第二發(fā)射器。第一激光發(fā)射器連接到基座，并發(fā)出與礦層面對準(zhǔn)的第一平面激光。第二激光發(fā)射器連接到基座，并發(fā)射出用于對準(zhǔn)采礦機(jī)的第二平面激光。
[0005]在又一實(shí)施例中，本發(fā)明提供了用于在礦層開采期間引導(dǎo)采礦機(jī)的方法。采礦機(jī)包括第一端和第二端，第一端包括有切割頭，并且礦層限定了礦層面，該方法包括:提供第一激光、第二激光和第三激光；提供位于采礦機(jī)的第二端上的第一指示器，以及位于采礦機(jī)附近的標(biāo)靶；使第一激光對準(zhǔn)礦層面；使第二激光對準(zhǔn)第一指示器；使第三激光對準(zhǔn)標(biāo)靶；以及操作采礦機(jī)開采礦層中的材料，使第一指示器保持與第二激光對準(zhǔn)，且使標(biāo)靶保持與第三激光對準(zhǔn)。
[0006]在又一個實(shí)施例中，本發(fā)明提供一種采礦機(jī)，該采礦機(jī)包括:底盤；切割頭；驅(qū)動機(jī)構(gòu)，其連接至所述底盤并支撐所述底盤在礦井底板上運(yùn)動；第一光線發(fā)射器；和第二光線發(fā)射器。所述底盤包括第一端部、第二端部和在兩者之間延伸的縱向軸線，該底盤還包括底側(cè)、頂側(cè)和在兩者之間延伸的偏航軸線；所述切割頭連接至所述底盤的第一端部。所述第一光線發(fā)射器靠近所述第一端部連接至所述底盤，并發(fā)射背離所述底盤并朝向平行于所述偏航軸線的方向的光線；所述第二光線發(fā)射器靠近所述第二端部連接至所述底盤，并發(fā)射背離所述底盤并朝向平行于所述偏航軸線的方向的光線。
[0007]在又一個實(shí)施例中，一種采礦機(jī)包括:底盤；切割頭；驅(qū)動機(jī)構(gòu)，其連接至所述底盤并支撐所述底盤在礦井底板上運(yùn)動；光線發(fā)射器，其連接至所述底盤。所述底盤包括第一端部、第二端部和在兩者之間延伸的縱向軸線，該底盤還包括底側(cè)、頂側(cè)和在兩者之間延伸的偏航軸線。所述切割頭連接至所述底盤的第一端部。所述光線發(fā)射器連接至底盤并發(fā)射背離所述底盤并沿著平行于所述偏航軸線的方向的扇形激光。所述扇形激光發(fā)射直線在礦井表面，其中，當(dāng)所述驅(qū)動機(jī)構(gòu)使所述底盤前移時，所述直線保持平行于預(yù)定方向。
[0008]在又一個實(shí)施例中，提供了一種用于操作采礦機(jī)的方法，所述采礦機(jī)包括底盤和連接至該底盤的切割頭，所述方法包括:在礦井頂板形成測線，該測線平行于預(yù)定的前行方向；朝所述礦井頂板發(fā)射第一扇形激光，該扇形激光發(fā)射第一直線在礦井頂板上；朝所述礦井頂板發(fā)射第二扇形激光，所述扇形激光發(fā)射第二直線在礦井頂板上；朝所述前行方向使所述采礦機(jī)前行，以使得所述第一直線和第二直線保持平行于所述測線。
[0009]通過考慮詳細(xì)說明以及附圖，本發(fā)明的其它方面將變得清楚。
【附圖說明】
[0010]圖1為根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施例的引導(dǎo)系統(tǒng)的透視圖
[0011]圖2為采礦機(jī)的透視圖。
[0012]圖3為激光發(fā)射器托架的透視圖。
[0013]圖4為圖2中采礦機(jī)右側(cè)的放大透視圖。
[0014]圖5為第一標(biāo)革巴的透視圖。
[0015]圖6為第二標(biāo)靶的透視圖。
[0016]圖7為后部指示器的透視圖。
[0017]圖8為圖1中的引導(dǎo)系統(tǒng)的透視圖。
[0018]圖9為圖2的采礦機(jī)的端部的后視圖。
[0019]圖10為圖6中第二標(biāo)靶的后視圖。
[0020]圖11為包括根據(jù)另一個實(shí)施例的引導(dǎo)系統(tǒng)的采礦機(jī)的透視圖；
[0021]圖12為圖11中的采礦機(jī)的一部分的放大透視圖；
[0022]圖13為圖11中的采礦機(jī)的一部分的放大透視圖；
[0023]圖14為圖11中的采礦機(jī)在被定位成靠近礦井墻壁時的透視圖。
具體實(shí)施例
[0024]在詳細(xì)說明本發(fā)明的任意實(shí)施例之前，需要理解的是，本發(fā)明的應(yīng)用并不局限于在以下說明中闡述的或者在以下附圖中說明的部件的構(gòu)造和布置的細(xì)節(jié)。本發(fā)明能夠具有其他實(shí)施例，并且能夠以各種方式來實(shí)踐或執(zhí)行。同時，將明白，本文使用的措辭或者術(shù)語是為了說明的目的，不應(yīng)被視作是限定性的。本文使用的“包括”和“包含”及其變形意在包含此后所列舉的物品及其等同以及額外的物品。本文中使用“由...組成”及其變形意在僅包含此后所列舉的物品及其等同。除非另外規(guī)定或限定，術(shù)語“安裝”、“連接”、“支撐”、以及“聯(lián)接”及其變形被在廣泛意義上使用，且涵蓋直接或間接的安裝、連接、支撐以及聯(lián)接。
[0025]圖1示出了采礦引導(dǎo)系統(tǒng)10，采礦引導(dǎo)系統(tǒng)10包括連續(xù)采礦機(jī)14、激光發(fā)射器手推車或托架18、以及連接到連續(xù)采礦機(jī)14的引導(dǎo)組件26。采礦機(jī)14接合礦層34的工作面30(圖8)。如圖2所示，采礦機(jī)14包括底盤或主體38、連接到主體38的切割頭42、以及用于移動主體38的驅(qū)動系統(tǒng)46。主體38限定了滾轉(zhuǎn)軸線50、俯仰軸線54和偏航軸線58。滾轉(zhuǎn)軸線50縱向地延伸穿過主體38。俯仰軸線54橫向地延伸穿過主體38，且偏航軸線58豎向地延伸穿過主體38。在所示實(shí)施例中，驅(qū)動系統(tǒng)46包括在主體38任一側(cè)上的成對履帶82。其他實(shí)施例可使用輪子來移動采礦機(jī)14。
[0026]如圖3所示，激光發(fā)射器托架18包括基座90、調(diào)整組件94、第一激光發(fā)射器98、第二激光發(fā)射器102以及第三激光發(fā)射器106。基座90包括:用于移動托架18的四個輪子；以及用于將托架18相對于礦井底板固定的多個固定螺桿110。調(diào)整組件94包括用于使激光發(fā)射器98、102、106中的每一個相對于基座90樞轉(zhuǎn)的齒輪箱118。在所示實(shí)施例中，第一激光發(fā)射器98發(fā)射第一平面激光122。第一平面激光122向著礦層34以平面方式延伸。第二激光發(fā)射器102發(fā)射向著礦層34的工作面30延伸的第二平面激光126。第三激光發(fā)射器106發(fā)射向著工作面30延伸的激光束130。調(diào)整組件94允許每一激光發(fā)射器98、102、16在三個維度上樞轉(zhuǎn)，從而允許操作者高精度地定位平面激光122、126以及激光束130。在一個實(shí)施例中，激光發(fā)射器98、102、106能夠在直至100米的距離內(nèi)進(jìn)行精確調(diào)整。
[0027]如圖4-7所示，引導(dǎo)組件26包括第一標(biāo)靶146 (圖4)、第二標(biāo)靶150 (圖4)以及水平指示器154 (圖7)。參考圖4和5，第一標(biāo)靶146在采礦機(jī)14 一側(cè)連接到采礦機(jī)14。第一標(biāo)靶146背離采礦機(jī)14延伸，且包括十字準(zhǔn)線指示器162。參考圖4和6，第二標(biāo)靶150連接到采礦機(jī)14。第二標(biāo)靶150與第一標(biāo)靶146對準(zhǔn)，并包括豎槽170。在所示實(shí)施例中，標(biāo)靶146、150兩者都安裝在采礦機(jī)14的右側(cè)，其中第一標(biāo)靶146布置為靠近切割頭，而第二標(biāo)靶布置為靠近與切割頭42相反的一端166。如圖7所示，水平指示器154布置在采礦機(jī)14的端部166上，且形成為延伸經(jīng)過采礦機(jī)14的端部166的線性標(biāo)記。在其他實(shí)施例中，第一標(biāo)靶146和第二標(biāo)靶150可以相對于采礦機(jī)14安裝在其他位置，且標(biāo)靶146、150和水平指示器154可包括其他的標(biāo)記構(gòu)型。
[0028]圖8顯示了工作中的引導(dǎo)系統(tǒng)10。托架18布置在采礦機(jī)14以及礦層34的工作面30的后方。托架18通過將固定螺桿110插入到礦井底板中而固定在適當(dāng)位置。第一平面激光122對準(zhǔn)礦層34的有效中面。該有效中面是允許通過開采工作開采出最佳礦產(chǎn)量的平面。識別有效中面的方法是本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的，且該特征的進(jìn)一步說明是不必要的。第二平面激光126與水平指示器154對準(zhǔn)，且激光束130對準(zhǔn)以穿過第二標(biāo)靶150的豎槽170 (圖4)并碰到第一標(biāo)靶146上的十字準(zhǔn)線指示器162 (圖4)。采礦機(jī)14繼而被調(diào)整到相鄰于工作面30的位置上，并開始從工作面30開采材料。
[0029]隨著采礦機(jī)14行進(jìn)穿過礦層34，操作者監(jiān)控三個激光投射122、126和130，以保證每個激光投射保持對準(zhǔn)，使得采礦機(jī)14開采出最佳產(chǎn)量。通過遠(yuǎn)程控制來操作采礦機(jī)14，操作者參考激光投射122、126和130的位置作為用于調(diào)整采礦機(jī)14的位置和定向的引導(dǎo)。在前進(jìn)期間且在開始后續(xù)的切割步驟之前，檢查激光投射122、126和130的位置，并且如有需要，調(diào)整采礦機(jī)14的定向以保證精確的指向控制以及保持定位。
[0030]對于水平指示器154上的第二平面激光126的觀察提供了有關(guān)采礦機(jī)14相對于俯仰軸線50的定向信息。例如，如果采礦機(jī)14左側(cè)下沉至第二平面激光126下方，如圖9所示，操作者操縱采礦機(jī)14以提升左側(cè)。該動作使采礦機(jī)14在方向180上旋轉(zhuǎn)，直到第二平面激光126與水平指示器154對準(zhǔn)。
[0031]對于在第