工业机械的铲斗下落检测和减轻制造技术

一种工业机械，其包括铲斗、用户界面、传感器、提升驱动装置和控制器。所述传感器可以产生与工业机械的实际特征相关的第一信号。所述用户界面可以产生与工业机械的需求特征相关的第二信号。所述提升驱动装置至少具有一个运行参数。所述控制器被设置为接收与所述实际特征相关的第一信号、接收与所述需求特征相关的第二信号、比较需求特征与实际特征以检测铲斗下落工况、并在检测到铲斗下落工况后调整所述提升驱动装置的所述至少一个运行参数的设置。所述铲斗下落工况在需求特征与实际特征不符之后被检测到。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及对诸如钢丝绳电铲(electric rope shovel)或动力铲(power shovel)的工业机械的操作的控制。
技术介绍
诸如钢丝绳电铲的工业机械被用来执行从例如矿藏中移除物料的挖掘操作。
技术实现思路
在挖掘操作中，机械故障或操作失误会导致组件或铲斗突然且不受控制地下落。此类不受控的运动非常危险且有害，而且通常需要关闭工业机械来确定铲斗下落的原因。工业机械的停产时间会因为产量的减少和改变原定挖掘操作的后勤而增加成本。可以监视工业机械的多个特征或参数来识别铲斗正在下落或已经下落。当检测或识别到铲斗下落工况(drop condition)时，采取校正动作来消除或减轻铲斗下落工况的不良影响。根据事件的严重程度，可以采取不同的校正动作。例如，对于并不严重的铲斗下落事件，工业机械可以在操作员没有意识到该事件的情况下，调整或控制所应用的扭矩来减缓该下落并保持机械继续运行。对于更加严重的铲斗下落事件，工业机械可以自动地使用提升制动器来抓住铲斗。通过比操作者更快地识别或校正铲斗下落工况，对工业机械的损害以及对旁观者可能造成的伤害可以被阻止或者减轻。在某些实施例中，所述工业机械监视或确定提升扭矩、提升速度、铲斗位置等等来确定是否出现铲斗下落工况。这些工况可以与期待或需求的值相比较来确定所述工业机械是否按需求运行或者是否出现铲斗下落工况。在某些实施例中，预定的电机扭矩的产生被用于识别铲斗下落工况。在其他实施例中，可以监视提升绳的伸展/回收来识别铲斗下落工况。除了调整扭矩和使用制动器来减轻铲斗下落工况，所述工业机械还使所述铲斗安稳下落，推挤所述铲斗使其停在矿藏处，或者摆动铲斗以使其远离卡车，从而保护卡车司机和卡车免受伤害和损坏。本专利技术的实施例提供了用于在铲斗下落工况期间控制工业机械的操作的系统。所述系统包括监视和比较所述工业机械的提升特征(例如，提升速度)和需求的提升特
征的控制器。如果控制器确定实际提升特征不同于所需求的特征，所述控制器调整提升参数(例如提升扭矩)来解决或减轻铲斗下落工况。如果所述铲斗下落工况无法通过调整所述提升参数而得到解决，所述控制器能够执行进一步操作，例如对一个或多个系统电机使用制动器。在某个实施例中，本专利技术提供了一种工业机械，该工业机械包括铲斗、用户界面、传感器、提升驱动装置和控制器。所述传感器用于产生与工业机械的实际特征相关的第一信号。所述用户界面用于根据操作人员输入产生与工业机械的需求特征相关的第二信号。所述提升驱动装置具有至少一个运行参数。所述控制器被配置成：接收与工业机械的实际特征相关的第一信号；接收与工业机械的需求特征相关的第二信号；比较工业机械的需求特征与实际特征以检测铲斗下落工况；以及在检测到铲斗下落工况后调整提升驱动装置的所述至少一个运行参数的设置。所述铲斗下落工况在工业机械的需求特征与实际特征不符之后被检测到。在另一个实施例中，本专利技术提供了一种控制包括铲斗的工业机械的方法。所述方法包括：从传感器接收与工业机械的实际特征相关的第一信号；基于在用户界面的操作人员输入接收与工业机械的需求特征相关的第二信号；比较工业机械的需求特征与实际特征以检测铲斗下落工况；以及在检测到铲斗下落工况后调整提升驱动装置的至少一个运行参数的设置。所述铲斗下落工况在工业机械的需求特征不匹配实际特征后被检测到。在另一个实施例中，本专利技术提供了一种工业机械，所述工业机械包括组件、用户界面、传感器、驱动装置、控制器。所述传感器可用于产生与工业机械的实际特征相关的第一信号。所述用户界面可用于根据操作人员输入产生与工业机械的需求特征相关的第二信号。所述驱动装置具有至少一个运行参数。所述控制器被配置成：接收与工业机械的实际特征相关的第一信号；接收与工业机械的需求特征相关的第二信号；比较工业机械的需求特征与实际特征以检测组件下落工况，以及在检测到组件下落工况后调整驱动装置的所述至少一个运行参数的设置。所述组件下落工况在工业机械的需求特征不匹配实际特征之后被检测到。在详细解释本专利技术的任何实施例之前，应明白，本专利技术的应用不限于以下说明书中所阐述或附图中所示意的结构细节和部件布置。本专利技术能够具有其它实施例，并能以其它方式来实践或实施。此外，应明白，本文所采用的措辞和术语是为了说明的目的，而不应被认为是限制。本文中的“包括”、“包含”、“具有”及其变型的使用将包含
此后列出的项目和它们的等同方式以及其他的项目。术语“安装”、“连接”、“支承”和“联接”及其变形在广义上进行使用并且包含直接和间接的安装、连接、支承和联接。此外，应当明白，本专利技术的实施例可包括硬件、软件和电子部件或模块，这些硬件、软件和电子部件或模块为了描述的目的而被示出或描述成好像这些零部件的大部分仅仅是以硬件的形式来实施。然而，本领域技术人员基于对本文的详细描述的理解将明白，在至少一个实施例中，本专利技术的以电子为基础的方面可通过以一个或多个比如微处理器和/或专用集成电路(ASICs)来执行的软件(比如存储在非易失的计算机可读介质中)来实施。因此，应当注意，多个基于硬件和软件的设备以及多个不同结构的部件可用来实施本专利技术。例如，在说明书中所描述的“服务器”和“计算设备”可包括一个或多个处理单元、一个或多个计算机可读介质模块、一个或多个输入/输出界面和连接所述部件的不同连接装置(比如系统总线)。本专利技术的其它方面通过考虑详细描述和附图将会变得显而易见。附图说明图1示出了根据本专利技术的一个实施例的工业机械。图2示出了如图1所示的工业机械的根据本专利技术的一个实施例的控制系统。图3示出了如图1所示的工业机械的根据本专利技术的另一个实施例的控制系统。图4和5示出了检测和减轻部件或铲斗下落工况的流程。具体实施方式本文所描述的专利技术涉及与工业机械的动态控制(比如控制工业机械的一项或多项设置或参数)相关联的系统、方法、装置以及计算机可读介质。诸如钢丝绳电铲或类似的采矿机械的工业机械可用于执行挖掘操作，以从矿藏移走净载荷(即物料等)。在挖掘操作的执行过程中，机械故障或操作失误会导致组件(例如，铲斗)突然且不受控制地下落。在组件或铲斗下落工况下，操作者暂时失去对铲斗运动的控制，从而使得实际的铲斗运动(例如，下落)没有对应于操作者需求的铲斗运动(例如，上升)。为了阻止这种情况，工业机械的控制系统被配置成动态地控制与阻止或减轻铲斗下落工况有关的参数(例如，提升力、提升电机扭矩、提升电机速度等等)。作为说明性实例，为了阻止或减轻铲斗下落工况，提升参数(例如提升扭矩等)可以被调整以补偿实际参数和需求参数(例如，提升速度的方向、铲斗运动的方向等)之间的差异。
随着对工业机械的提升参数的调整，工业机械的运行继续被监视，以确定铲斗下落工况是否已经被阻止或减轻。如果所述铲斗下落工况在给定期间内还没有被减轻，所述工业机械可以使用制动器或采取其他动作来控制铲斗的运动。虽然本文所描述的专利技术能够应用于各种工业机械(例如绳铲、索铲、AC机械、DC机械)、由各种工业机械实施或与各种工业机械结合使用，但本文所描述的专利技术的实施例是针对钢丝绳电铲或动力铲进行描述的，诸如图1中所示的电铲10。电铲10包括用以推动所述电铲10向前或后退并且使电铲10转向的履带15(例如，通本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种工业机械，包括：铲斗；传感器，其用于产生与工业机械的实际特征相关的第一信号；用户界面，其用于根据操作人员的输入产生与工业机械的需求特征相关的第二信号；具有至少一个运行参数的提升驱动装置；以及控制器，其被配置成:接收与工业机械的实际特征相关的第一信号；接收与工业机械的需求特征相关的第二信号；比较工业机械的需求特征与实际特征以检测铲斗下落工况，所述铲斗下落工况在工业机械的需求特征不匹配工业机械的实际特征之后被检测到；以及在检测到所述铲斗下落工况后，调整提升驱动装置的所述至少一个运行参数的设置。

【技术特征摘要】
2015.04.24 US 14/695,2941.一种工业机械，包括：铲斗；传感器，其用于产生与工业机械的实际特征相关的第一信号；用户界面，其用于根据操作人员的输入产生与工业机械的需求特征相关的第二信号；具有至少一个运行参数的提升驱动装置；以及控制器，其被配置成:接收与工业机械的实际特征相关的第一信号；接收与工业机械的需求特征相关的第二信号；比较工业机械的需求特征与实际特征以检测铲斗下落工况，所述铲斗下落工况在工业机械的需求特征不匹配工业机械的实际特征之后被检测到；以及在检测到所述铲斗下落工况后，调整提升驱动装置的所述至少一个运行参数的设置。2.根据权利要求1所述的工业机械，其特征在于，所述工业机械的需求特征和实际特征为所述提升驱动装置的提升速度。3.根据权利要求2所述的工业机械，其特征在于，所述工业机械的需求特征和实际特征为所述提升驱动装置的提升速度的方向。4.根据权利要求1所述的工业机械，其特征在于，所述提升驱动装置为提升电机。5.根据权利要求4所述的工业机械，其特征在于，所述提升电机的至少一个运行参数为提升扭矩。6.根据权利要求1所述的工业机械，其特征在于，所述控制器被配置成在检测到铲斗下落工况后启动第一计时器。7.根据权利要求6所述的工业机械，其特征在于，在所述第一计时器达到第一时限后，设置所述提升驱动装置的所述至少一个运行参数。8.根据权利要求7所述的工业机械，其特征在于，所述控制器进一步被配置为在设置所述提升驱动装置的至少一个运行参数之后启动第二计时器。9.根据权利要求8所述的工业机械，其特征在于，所述控制器进一步被配置为在所述第二计时器达到第二时限后启动提升制动器。10.一种控制包括铲斗的工业机械的方法，所述方法包括：从传感器接收与工业机械的实际特征相关的第一信号；根据操作人员在用户界面的输入，接收与工业机械的需求特征相关的第二信号；比较工业机械的需求特征与实际特征以检测铲斗下落工况，所述铲斗下落工况在工业机械的需求特征不匹配工业机械的实际特征不符之后被检测到；以及在检测到所述铲斗下落工况后，调整提升驱动装置的至少一个运行参数的设置。11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述工业机械的需求特征和实际特征为所述提升驱动装置的提升速度。12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述工业机械的需求特征和实际特征为所...

【专利技术属性】
技术研发人员：N·R·沃尔茨，
申请(专利权)人：哈尼斯菲格技术公司，
类型：发明
国别省市：美国;US