用于采矿机器的司机室模块的制作方法与工艺

文档序号:12041062阅读:250来源:国知局
用于采矿机器的司机室模块的制作方法与工艺
用于采矿机器的司机室模块对相关申请的交叉引用该申请要求在此通过引用而被以其整体并入的、在2011年12月1日提交的美国临时申请No.61/565,794的优先权。技术领域本发明涉及采矿机器。更加具体地,本发明涉及一种操作员舱室(所谓的司机室)和一种用于爆孔钻机的操作员舱室的、改进的座位模块。

背景技术:
在地表采矿工业中广泛使用了爆孔钻机。爆孔钻机的主要意图在于提供能够将炸药装载到其中的“爆孔”。安全和有效率的钻探实践包括仔细地计划和监视钻机的操作及其参数、对于在钻探期间的地质变化加以考虑,并且有效地向钻探队的其余部分传达可能影响结果或者可能要求钻探过程的任何改变的、在钻探期间遇到的任何条件。因此,钻机操作员需要经由将允许他或者她实现最好地可能的结果的、安全、方便和在技术上先进的舱室操作钻机。

技术实现要素:
在一个实施例中,本发明提供一种用于工业机器的座椅模块。该工业机器包括基础、本体和支撑座椅模块的司机室模块。该座椅模块包括座椅、被安装在座椅上的控制面板、被联结到控制面板的一个或者多个监视器,和位于控制面板上的多个控件。该座椅模块还包括具有处理器并且被连接到控制面板的控制器。该控制器被配置为从该多个控件接收信息并且基于接收的信息控制工业机器的操作。在另一实施例中,本发明提供一种用于工业机器的司机室模块。该工业机器包括基础、本体、第一端、靠近第一端定位的钻机桅杆,和第二端。司机室模块包括由一个或者多个安全玻璃嵌板构造的前部、第一侧部和第二侧部,每一个侧部包括从安全玻璃构造的门。该司机室模块进一步包括后部和限定倾斜表面的顶部,其中司机室模块位于工业机器的第一端处。在又一个实施例中,本发明提供一种用于工业机器的司机室模块单元。该工业机器包括基础和本体。该司机室模块单元包括由一个或者多个安全玻璃嵌板构造的前部、第一侧部和第二侧部,每一个侧部包括从安全玻璃构造的门。该司机室模块单元还包括后部、限定倾斜表面的顶部,和座椅模块。该座椅模块包括座椅、被安装在座椅上的控制面板、被联结到控制面板的一个或者多个监视器、位于控制面板上的多个控件,和被连接到控制面板的控制器。该控制器包括处理器,并且该控制器被配置为从该多个控件接收信息并且基于接收的信息控制工业机器的操作。附图简要说明图1是包括操作员舱室的采矿机器的透视图。图2是图1的操作员舱室的前视图。图3是图1的操作员舱室的透视图。图4是图1的操作员舱室的备选透视图。图5是图1的操作员舱室和位于操作员舱室处的操作员座椅模块的透视图。图6是图5的操作员座椅模块的电子控制单元的概略示意。图7是图5的操作员舱室的操作员座椅模块的后视图。图8是图5的操作员舱室的操作员座椅模块的透视图。具体实施方式在详细地解释本发明的任何实施例之前,应该理解本发明在其应 用中不限于在下面的说明中阐述或者在下面的附图中示意的构件的构造和布置的细节。本发明能够具有其它实施例并且被以各种方式实践或者执行。而且,应该理解,在这里使用的措词和术语是用于说明的目的,而不应该被视为限制。“包括(including)”、“包括(comprising)”或者“具有(having)”及其变化的使用在这里旨在涵盖此后列出的条目及其等价形式以及另外的条目。除非另外规定或者限制,术语“安装(mounted)”、“连接(connected)”、和“耦接(coupled)”被一般性地使用并且涵盖直接和间接安装、连接和耦接。此外,“连接(connected)”和“耦接(coupled)”不限于物理或者机械连接或者联接。并且能够包括电连接或者耦接,无论直接还是间接的。而且,可以使用包括直接连接、无线连接等的任何已知装置执行电子通信和通知。应该指出,可以利用多个基于硬件和软件的器件以及多个不同的结构构件来实现本发明。进而,并且如在随后的段落中描述地,在图中示意的具体配置旨在例示本发明的实施例并且其它可替代配置是可能的。术语“处理器”、“中央处理单元”和“CPU”是可互换的,除非另有述及。在使用术语“处理器”或者“中央处理单元”或者“CPU”来识别执行具体功能的单元时,应该理解,除非另有述及,那些功能能够由单一处理器,或者被以包括并行处理器、串行处理器、串联处理器或者云处理/云计算配置的任何形式布置的多个处理器执行。虽然在这里描述的发明能够被应用于或者被与各种工业机器(例如爆孔钻、索铲、索斗铲、液压机器等)相结合地使用,但是在这里描述的本发明的实施例是关于爆孔钻机诸如图1所示爆孔钻机5描述的。图1的爆孔钻机5基本具有在地表采矿操作期间使用的类型。爆孔钻机5包括基础7、包括机械甲板9的本体8,和至少部分地在甲板9的一个部分上支撑的操作员舱室或者司机室模块12。在一个实施例中,爆孔钻机5能够利用驱动履带14移动并且当在操作位置中时被至少一个支撑结构16支撑。爆孔钻机5限定钻机桅杆18位于此处的第 一端17和与第一端17相对的第二端19。在所示意的构造中,操作员舱室12靠近爆孔钻机5的第一端17邻近于钻机桅杆18定位。爆孔钻机5的钻机桅杆18包括钻钢20和用于在地表采矿操作期间在地面中钻孔的钻头22。钻机桅杆18还包括由液压或者电动机(未示出)供以动力的下拉/提升机构(未示出),液压或者电动机通过带有齿轮的提升传动装置(未示出)向下拉/提升机构提供翻转力矩。在典型的操作期间,爆孔钻机5位于预定区域的顶部上。一旦通过使用调平控件将爆孔钻机5可靠地调平到地面,操作员便操作爆孔钻机5的钢20以在地面中钻孔。图2–5示意操作员舱室或者司机室模块12的一个实施例。操作员舱室12限定前部26、两个侧部27A和27B、后部28和顶部29(即,屋顶)。操作员舱室的某些部分限定能够通过位于侧部27A和27B处的两个门30中的任一个进入的外罩。从支配性地从爆孔钻机5的甲板9延伸到司机室的顶部29的一个或者多个安全玻璃嵌板构造司机室12的前部26。在一个构造中,司机室12的玻璃嵌板是非对称的。可替代地,司机室12的前部26能够从耐用的并且允许可视性的任何其它适当的材料构造。在一个实施例中,从金属(例如,钢)或者任何其它适当的材料构造侧部27A和27B、后部28和顶部29。门30之一基本在钻机5的第一端17处靠近钻机桅杆18定位。被安装到甲板9并且靠近司机室12定位的楼梯(未示出)允许操作员进入司机室12。两个门30都能够铰接在分离的支撑面板上。在某些实施例中,还能够由安全玻璃构造门30以增加坐于司机室12中的操作员的可视性。使用两个门30能够允许操作员沿着任一方向或者从任何坐下的位置进入或者离开司机室12。其它实施例可以包括单一门或者多于两个门。擦拭器32被安装在除了司机室12的门30和后部28的每一个玻璃嵌板上。司机室12的屋顶29限定倾斜表面21。表面21被设计成阻止人在屋顶29上攀爬。此外,在屋顶29上或者围绕屋顶29没有扶手另外地阻止了攀爬屋顶29。另外,倾斜的屋顶表面21允许容易地移除和排除雪、雨或者碎屑。屋顶的侧面之一包括可移除的提供到达司机室12的电气系统的入口的访问面板33。以此方式,当升级或者维修电气系统时,使用者不必通过司机室的侧壁进行焊接或者钻孔。屋顶29限定从司机室12的部分26和27的顶边缘向外延伸的下侧部23(所谓的拱腹)。多个灯34被安装在位于遍布屋顶29的下侧部23的不同的位置中的多个开口36内。用于容纳坠落制停系统的打结系索(未示出)也位于司机室屋顶的开口内并且围绕司机室被隔开。使用者能够将安全吊带连接到打结系索。司机室12的屋顶29进一步包括顶表面窗口35。在一个实施例中,顶表面窗口35位于屋顶29的前部中。可替代地,顶表面窗口能够位于屋顶29的端部或者侧部处。顶表面窗口35由防弹材料构造并且被位于窗口35下面的钢支撑结构(未示出)支撑。与在窗口玻璃外侧包括钢支撑件的传统的司机室窗口相比,顶表面窗口35的这种配置更加紧固和耐用。顶表面窗口35对于司机室12的操作员提供更好的保护。操作员舱室12的所有的元件都是根据落物保护结构(“FOPS”)认证标准构造的。具体地,所示意的操作员舱室12具有FOPS水平II认证(参考ISO3449:2005FOPS)。操作员舱室12的这个构造使其比通常具有FOPS水平I认证的、传统的司机室模块更加安全。继续参考图5,操作员舱室12还包括进一步在下面描述的可旋转操作员座椅模块37,“驾驶员座椅(buddyseat)”38,和存储区域(未示出)。在一个实施例中,驾驶员座椅38靠近司机室12的后部28定位。驾驶员座椅38结合在座椅38的下面的电冰箱(例如,抽屉式)和三点安全吊带(即,座椅皮带)。在一个实施例中,存储区域40沿着司机室12的后部28定位。例如,存储区域40能够包括存储储藏柜 和内置微波炉。如在图6-8中最好地示出地,操作员座椅模块37包括控制面板39(所谓的控制站)、电子控制单元(“ECU”)41、被联结到控制面板39的一个或者多个视频监视器43(或者图形用户接口)、位于控制面板39上的多个控件45,和操作员座椅47。应该理解操作员舱室12能够被分开地(即,不带座椅模块37地)制造。然而,在某些实施例中,操作员舱室12和操作员座椅模块37能够作为一个单元被预组装。以此方式,操作员舱室12和/或操作员座椅模块37能够在最后组装时被安设到新的工业机器(例如,爆孔钻机5)上,或者被改装到工业机器。座椅47包括支撑座椅47的座椅基础48。在一个实施例中,座椅基础48包括允许操作员调节座椅47相对于司机室12的壁的底板的高度和距离的滑块、连杆、引导件等。操作员座椅47和控制面板39这两者均被安装在可旋转平台(未示出)上从而能够在操作员舱室12内一体地旋转。在一个实施例中,操作员座椅47和控制面板能够以大致300度旋转以允许完全的视野并且在访问司机室12中的所有的附件而无需从操作员座椅47移动。座椅47和控制面板39在空气弹簧悬架系统上一致地移动。座椅47包括六路动力系统和腰部支撑件(未示出)。座椅47进一步结合电力加热和按摩功能。座椅47包括带有轮廓并且高度可调节以允许操作员的手相对于控制面板39的位置最为舒适的两个扶手51。座椅47还包括两点安全吊带系统(例如安全腰带;未示出)。在一个实施例中,旋转座椅模块37能够依赖于操作员舱室12被联结于此的爆孔钻机5的能力和配置利用机械、液压、气动或者电气系统完成。在所示意的实施例中,滚筒或者轴承(未示出)位于平台下面并且能够被操作员或者被以可驱动方式由皮带和滑轮、齿轮系统或其组合耦接到滚筒的液压、气动或者电动机(未示出)以机械方式旋转。其它实施例可以利用被耦接到平台的外部部分的液压缸或者其 它线性致动器,所述液压缸或者其它线性致动器延伸或缩回以旋转平台。可以结合停止和释放机构(例如,手制动器)以当动力不可获得时或者如果在提供平台的自动化旋转的任何构件中存在故障则允许平台的手动旋转。在一个实施例中,手制动器在右扶手下面并且靠近座椅47的座垫定位。司机室12的控制面板39被安装在座椅基础48上。因此,控制面板39在钻机5的操作期间与座椅47一起地旋转。司机室12的目前的设计并不包括在壁上安装或者被固定到司机室12的外部的任何操作控件。因此,操作员只能通过使用座椅47上的控制面板39控制并且操作爆孔钻机5。在操作期间,操作员在任何给定时间都没有站立起来并且到达司机室的任何部分。这在钻机5的操作期间对于操作员允许最大可视性。控制面板39被电子地连接到ECU41。位于控制面板39上的该多个控件45向控制爆孔钻机5的操作的ECU41提供信息(即,控制命令)。如在图6中所示,ECU41包括输入/输出接口60、电子处理单元(“EPU”)或者处理器62,和一个或者多个非暂时性存储器模块,诸如随机访问存储器(“RAM”)64和只读存储器(“ROM”)65。输入/输出接口60经由总线22传输和接收数据,包括来自控件45和/或钻机5的其它系统的数据。应该理解,ECU41能够包括多个处理器、另外的计算机可读介质模块、多个I/O接口,和/或其它另外的构件或者模块(例如硬件、软件或其组合)。输入/输出接口60允许ECU41与在钻机5上(例如,经由CAN22)和在钻机5外部的其它构件通信。换言之,输入/输出接口60能够从ECU41外侧接收数据和/或命令并且能够向ECU41外侧输出信息。例如,输入/输出接口60能够包括网络接口,诸如允许系统ECU41经由网络诸如局域网或者互联网发送和接收信息的通信器件或者无线网卡。在某些实施例中,输入/输出接口60位于ECU41外部并且可以从 位于钻机5上的其它器件或者系统接收数据。另外,虽然在图6中没有示出,但是调理电路或者外围驱动器可以被用于使得ECU41与控件45对接。在一个实施例中,ECU41被配置为与命令中心67、钻探子系统69、调平子系统71和传动系子系统73通信。ECU41被配置为从这些源接收信息。EPU62从输入/输出接口60接收信息并且通过执行一个或者多个指令或者模块(例如,钻探模块75、调平模块77等)而处理该信息。以此方式,钻机5的操作员能够与外部命令/支持团队通信并且能够经由控制面板39控制由钻机5执行的各种操作。指令或者模块被存储在非暂时性计算机可读介质诸如ROM65中。EPU62向和从RAM64存储和检索信息(例如,从总线22接收的信息或者由EPU62执行的指令或者模块产生的信息)。非暂时性计算机可读介质65包括易失存储器、非易失存储器或其组合。计算机可读介质65存储操作系统软件、应用程序和/或指令、数据或其组合。应该理解,虽然仅仅在图6中示意了单一EPU、RAM、ROM和输入/输出接口,但是ECU41能够包括多个处理单元、存储器模块和/或输入/输出接口。虽然在图6中示意的ECU41是作为独立于操作员座椅模块37的构件的,但是在某些实施例中在座椅模块37中包括ECU41。在其它实施例中,ECU41独立于座椅模块37以防止在座椅模块37中(例如,基于电、机械或者软件)的故障影响由ECU41提供的功能性。ECU41还能够被与其它钻机控制器组合。当由EPU62执行时,被存储在计算机可读介质中的指令提供特定功能性。ECU41包括硬件和软件并且这些构件配合以执行爆孔钻机5的控制逻辑。如在图6中所示,ECU41的输入/输出接口60从控件45接收数据并且向ECU41的处理器62提供该数据。在某些实施例中,输入/输出接口60在向ECU41的处理器62提供图像之前处理来自控件45的数据。处理器62处理所接收的数据并且通过向钻机子系统发送适 当的命令指令而控制钻机5的操作。图7和8更加详细地示意操作员座椅47、控制面板39、监视器43和该多个控件45。监视器43包括显示屏幕(例如,LCD显示器、LED显示器、触摸屏显示器等)。在一个实施例中,监视器43被配置为从位于钻机5上或者司机室模块12上的多个机载照相机31接收视频信号。在一个实施例中,照相机31包括被配置为捕捉钻机5周围的区域和物体的图像的广角透镜(例如,180度透镜,未示出)。照相机向ECU41提供图像(或者图像数据)。照相机31示出钻机5周围的区域并且帮助操作员监视这些区域。在某些实施例中,监视器43被配置为操作图形用户接口(GUI)并且显示与钻机5及其子系统的操作相关联的各种数据(例如,有关钻机发动机的信息、在钻机上的液压等)。此外,监视器43能够被配置为作为接口(例如,输入/输出接口60)操作以帮助操作员与ECU41通信并且向ECU41发送命令信号。例如,监视器43能够是包括多个图标(未示出)的触摸屏监视器。操作员能够使用在监视器43上的图标输入数据和/或能够发送控制钻机5的各种操作的命令信号。控制面板39包括一个或者多个操纵杆。在一个实施例中,控制面板39包括被配置为控制钻机5的操作的右和左操纵杆80和82。操纵杆80和82邻近于分别的扶手51的端部定位。操纵杆80和82包括形式为用于操作转向、钻探、管道敷设、行车(即,推进)和爆孔钻机5的其它功能的按钮和开关的控件45。在某些实施例中操纵杆80和82包括用于设置钻机5的行车方向的行车方向开关(未示出)、用于移动或者旋转平台(例如左、右或者以300度)的开关或者按钮(未示出),和用于选择钻机5将以其行进的速度和方向的其它开关(未示出)。此外,操纵杆80和82能够沿着各种方向移动以转向爆孔钻机5。推动或者拉拽操纵杆80和82(例如,沿着的狭槽在前、中和后 位置之间)移动钻机5的驱动履带14,因此允许钻机5沿着不同方向移动。利用确定钻机5将沿其行进的方向的行车方向开关和控制钻机5沿着与行车方向开关的位置相关联的方向以其行进的速度和方向的控件(未示出)的组合,钻机5的运动受到控制。这些控件的操作独立于平台的旋转位置。这样,与操作员是否面对钻机5的第一端17,或者通常地第二端19无关地,爆孔钻机5的转向、移动和钻探被以相同的方式受到控制。虽然不是必要的,但是操作员能够自由地旋转平台从而它们基本上面对他们希望沿其行进的方向。在某些实施例中,操纵杆80和82能够包括以下钻探控件或者开关83中的一个或者多个:水注射开/关控件、下拉作用力控件、下拉速度控件、钻头空气供应开/关控件、钻头空气量控件、旋转速度控件、选择以下钻机模式的模式选择控件:钻探/推进/穿过、自动钻机开/关控件,和全部运动停止控件。此外,操纵杆80和82能够包括以下管道敷设控件83中的一个或者多个:甲板扳手控件和卸管扳手控件。操纵杆80和82还包括控制爆孔钻机上的履带的操作的双履带控件83。虽然大多数控件83被示意为按钮或者开关,但是其它类型的控件83(诸如,例如软键、触摸垫、键、旋钮等)还可以被添加到或者在操纵杆80和82上或者与之相结合地使用。虽然图7和8示意被以特定方式布置的操纵杆控件83,但是应该理解,其它实施例可以包括不同的控件布置。控制面板39进一步包括多个可配置的显示器或者量计84。量计84在监视器43下面位于面板39的每一侧上。量计84被配置为向操作员提供关于钻机5的具体操作和参数的反馈(即,通过在数字显示器上显示信息)。例如,量计能够提供有关以下参数的信息:钻头的下拉作用力、RO穿透、液压、旋转速度、钻头空气压力和油位。量计84被配置为自动地或者以人工方式在备选显示器之间切换。例如,操作员能够以人工方式在量计84的各种显示器之间切换。在一个实施例中,操作员能够使用量计84与ECU41通信。例如,操作员能够通过量计 84调节钻机5的具体参数(例如,在钻头上的作用力的大小)。因此,即便监视器43之一或这两者不能工作,操作员也能够通过仅仅使用量计84而操作钻机5。在这种情况中,量计84从ECU41接收示意钻机5的操作的足够的反馈。控制面板39进一步包括调平控件、辅助绞盘控件、管架操控控件、管道敷设控件、照明控件和转向控件。在一个实施例中,调平控件包括位于控制面板39的左侧上的四个操纵杆86。每一个调平控件(即,操纵杆86)被连接到在钻机5上的一个调平用千斤顶(未示出)。调平控件86被配置为在操作员开始钻孔之前调平爆孔钻机5。操纵杆86允许操作员通过用一只手操作所有的四个控件各自地和/或与其它千斤顶同时地控制每一个调平用千斤顶。调平控件还包括位于控制面板39上的“自动调平”按钮88。通过按下“自动调平”按钮88,操作员请求ECU41控制所有的四个调平用千斤顶以将爆孔钻机带到水平位置。辅助绞盘控件包括用于控制绞盘或者提升机构24的按钮90。这个按钮90是三路绞盘/提升控制系统的一个部分。绞盘控制系统的另一个元件包括能够用于控制绞盘24的、位于在司机室外侧(即,在甲板上)垂下的缆索上的绞盘控制器件(未示出)。第三控制元件是具有绞盘控制功能的无线电远程控件。管架操控控件包括位于控制面板39的右部上的按钮(未示出)。管架操控控件被配置为通过添加另外的钢而调节钻钢的长度。管道敷设控件包括管架过孔/存储控件和被示为控件92的桅杆中间支撑控件。照明控件(例如,未示出的开关)允许操作员选择并且打开/关闭在钻机5上和在司机室12中的各种灯。转向控件(未示出)允许操作员与座椅47的位置无关地操控钻机5。操作员座椅模块37还能够包括收音机/CD播放器98、杯座100、灯102和在钻机5的操作期间支持操作员的其它元件。因此,除了别的以外,本发明提供一种座椅模块和一种用于工业机器的司机室模块。在以下权利要求中阐述了本发明的各种特征和优点。
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