[发明专利]控制工业机械的挖掘操作

说明书

本发明涉及控制工业机械的挖掘操作，所述工业机械包括铲斗、伸缩马达驱动装置和控制器。所述伸缩马达驱动装置被构造成向伸缩马达提供一个或多个控制信号，所述伸缩马达可操作以向所述铲斗提供力，以使所述铲斗朝向或远离工作面移动。所述控制器被连接到所述伸缩马达驱动装置，并且被构造用以：监测所述工业机械的特征；基于所监测到的所述工业机械的特征识别与铲斗相关联的撞击事件；和当识别出所述撞击事件时，对伸缩马达驱动装置设定伸缩电转扭矩限值。

相关申请的交叉引用

本申请是2013年1月15日提交的美国专利申请No.13/742,091的部分继续案，后者是2011年8月31日提交的美国专利申请第13/222,582的继续案，后者要求2011年4月29日提交的美国临时专利申请第61/480,603号的权益，以上文献的全部内容通过引用而并入本文。

技术领域

本发明涉及控制诸如电动绳索挖掘机或动力挖掘机的工业机械的挖掘操作。

背景技术

诸如电动绳索挖掘机或动力挖掘机、索斗铲等的工业机械被用来执行从例如工作面中移除材料的挖掘操作。在困难的采矿环境中（例如，硬边角环境），向外推出铲斗杆（即，使铲斗杆平移远离工业机械）以撞击工作面能够导致铲斗意外停止。铲斗的意外停止能够接着导致悬臂顶升。悬臂顶升是整个悬臂由于过度的推出反作用力而反冲。由铲斗意外停止引起的悬臂顶升或反冲导致工业机械沿向后方向倾斜（即，倾覆力矩或重心[CG]偏移远离工作面）。这样的倾覆力矩在工业机械上引起循环应力，这能够导致焊接开裂或其它应变。工业机械沿向前或者向后方向倾斜的程度影响工业机械经受的结构疲劳。限制工业机械的最大向前和/或向后倾覆力矩和CG偏移因此能够增加工业机械的操作寿命。

发明内容

因而，本发明提供工业机械的控制，使得控制在挖掘操作过期间使用的伸缩和升降力，以防止或限制工业机械的向前和/或向后倾覆力矩。例如，减少CG偏移量，以减少工业机械上的结构疲劳（例如，在移动基座、转台、机械甲板、下端等上的结构疲劳）并增加工业机械的运行寿命。相对于升降力（例如，升降释放拉力（hoist bail pull））控制伸缩力（例如，伸缩扭矩或伸缩扭矩限值），使得基于升降释放拉力的水平来设定伸缩扭矩或伸缩扭矩限值。这样的控制限制在挖掘操作早期能够施加的伸缩扭矩，并且在升降释放拉力的水平增加时，逐渐地增加在挖掘操作从头到尾能够施加的伸缩扭矩。此外，当工业机械的铲斗撞击工作面时，基于工业机械的部件（例如，铲斗、铲斗杆等）的所确定的加速度来增加（例如，超过正常或标准操作值）最大允许恢复或缩回扭矩。在挖掘操作器件以这种方式控制工业机械的操作限制或消除能够对工业机械的操作寿命具有不利影响的静态和动态向后倾覆力矩和CG偏移。例如，向前和向后静态倾覆力矩涉及诸如所施加的升降和伸缩扭矩的工业机械的操作特征。向前和向后动态倾覆力矩涉及例如由铲斗撞击工作面等导致的在工业机械上的瞬时力或工业机械的特征。

在一个实施例中，本发明提供一种工业机械，所述工业机械包括铲斗、伸缩马达驱动装置和控制器。伸缩马达驱动装置被构造成用以向伸缩马达提供一个或多个控制信号，并且伸缩马达可操作用以向铲斗提供力，以使铲斗朝向或远离工作面移动。控制器被连接到伸缩马达驱动装置，并被构造成用以：监测工业机械的特征；基于监测到的工业机械的特征来识别与铲斗相关联的撞击事件；并且当识别出撞击事件时为伸缩马达驱动装置设定伸缩电转扭矩（motoring torque）限值。

在另一实施例中，本发明提供一种控制直流（“DC”）工业机械的挖掘操作的方法。该工业机械包括铲斗和伸缩马达驱动装置。所述方法包括：监测工业机械的特征；基于监测到的工业机械的特征识别与铲斗相关联的撞击事件；和当识别出撞击事件时，为伸缩马达驱动装置设定伸缩电转扭矩限值。所述撞击事件在工业机械上产生倾覆力矩。

本发明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示意根据本发明的实施例的工业机械。