[发明专利]控制工业机械的铲动参数

说明书

本公开提供了控制工业机械的铲动参数。一种工业机械，包括铲斗、铲斗柄部、吊杆、铲动马达、提升马达、摆动马达、第一传感器、第二传感器和控制器。第一传感器生成与铲斗柄部角度相关的第一信号，而第二传感器生成与提升绳角度相关的第二信号。第一信号和第二信号由控制器接收。控制器基于第一和第二信号，确定收缩扭矩值。收缩扭矩值与收缩扭矩阈值相比较。如果收缩扭矩值大于或者等于阈值，则铲动马达的收缩扭矩被设定为最大值。如果收缩扭矩小于阈值，则铲动马达的收缩扭矩被设定为缺省值。

相关申请的交叉引用

本申请要求2014年1月21日提出的、申请号为No.61/929,646的美国申请的权益，该文献通过引用方式全文引入本文。

背景技术

本发明涉及控制诸如电动绳铲或者动力铲的工业机械的铲动参数。

发明内容

诸如电动绳铲或者动力铲、索斗铲等的工业机械被用于执行挖掘操作，以从例如矿山工作面(a bank of a mine)上移除材料。当设计这种工业机械的时候，受限于设计的一个要素在于机器较大的机器重量、较大的有效负载以及较大的组件尺寸造成的结构负载承受力的增加。如此，工业机械被制造得较大，工业机械承受的结构负载增加。工业机械上的结构负载会导致绕着工业机械的轴线发生向前或者向后的倾斜力矩，对工业机械的组件造成伤害，性能降低等。

例如，当铲处于挖掘操作尾声的时候，工业机械承受的结构负载会变得最大化，因为铲附件(例如，铲斗)和铲附件之中的挖掘材料在离工业机械最远的位置进行悬吊。工业机械承受的结构负载也受到从挖掘循环的尾声转变到摆动循环的开始的影响，在摆动循环中高收缩力突然间施加到铲斗柄部上。例如，当铲斗从工作面上拉出，铲动马达扭矩可以从约100％铲动力变为约100％的收缩力，尽管所需收缩力在挖掘循环的尾声可以是最小。所施加收缩力和铲斗以及铲斗中材料的重量的组合导致工业机械上的高结构负载。工业机械上的这种结构负载的效果是最终对工业机械的执行能力有所限制的设计因素。

本文所述的本发明提供了对工业机械的控制，使得对于给定铲斗位置仅施加了必要量的收缩力(例如，收缩马达扭矩)。通过动态地控制收缩力的量(例如，挖掘操作期间)，本发明可以减少工业机械上的动态结构负载以及倾斜力矩。此外，通过作为收缩力作用的结果减少工业机械所承受的负载，工业机械的有效负载会增加，而在工业机械上的负载不会对应增加(即，有效负载和收缩力的组合造成的工业机械上的负载保持接近常量，但是收缩力造成的负载减少会允许有效负载增加)。由此，本发明允许工业机械的更大的铲斗和更重的有效负载，而不会增加工业机械的其他结构或组件(例如，门架、回转平台、辊配件等)的尺寸，并且不会增加工业机械上的结构负载。

在一个实施例中，本发明提供了一种工业机械，该工业机械尤其包括铲斗、铲斗柄部、吊杆、铲动马达、提升马达、摆动马达、第一传感器、第二传感器以及控制器。第一传感器生成与铲斗柄部角度有关的第一信号，并且第二传感器生成与提升绳角度有关的第二信号。第一信号和第二信号由控制器接收。控制器基于第一信号和第二信号来确定收缩扭矩值。收缩扭矩值与收缩扭矩阈值进行比较。如果收缩扭矩值大于或等于阈值，则铲动马达的收缩扭矩被设定为最大值。如果收缩扭矩值小于阈值，则铲动马达的收缩扭矩被设定为缺省值。在其他实施例中，铲动马达的收缩力可以设定为作为工业机械的参数(例如，铲斗柄部角度、绳角度等)函数进行确定或者计算的值。

在另一个实施例中，本发明提供了一种工业机械，该工业机械包括附接到铲斗柄部的铲斗、具有收缩扭矩参数的铲动马达、能操作为对提升绳施加力的提升马达、第一传感器、第二传感器以及控制器。第一传感器生成与工业机械的第一参数有关的第一信号，第一信号由控制器接收。第二传感器生成与工业机械的第二参数相关的第二信号，第二信号也是由控制器接收。控制器基于第一信号和第二信号来确定收缩扭矩极限。控制器把铲动马达的收缩扭矩参数设定成收缩扭矩极限，并以收缩扭矩参数或者低于该收缩扭矩参数来操作工业机械。