用于使机器能够移动的系统和方法
【专利摘要】本发明提供了一种用于使机器能够移动的系统和方法。该系统包括设置在机器上的支承部件。该支承部件构造成相对于机器的框架处于升起位置或降下位置。该系统还包括构造成选择性地使机器能够移动的致动模块。该系统还包括联接到致动模块和支承部件的使能阀。该使能阀构造成基于支承部件的位置而选择性地向致动模块发送先导信号。
【专利说明】用于使机器能够移动的系统和方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于使机器能够移动、且更具体地用于基于机器的支承部件的位置来使机器能够移动的系统和方法。
【背景技术】
[0002]一种采矿机包括用于在顶板锚杆支护和/或其它采矿作业期间支承矿井顶部的自动临时顶部支承件(ATRS)。为了支承矿井的顶部，利用适足的压力升起ATRS，且然后允许其搁靠在矿井顶部上。
[0003]采矿机上的当前系统不论ATRS的位置如何都允许采矿机移动。这可能是非期望的，因为在一些情况下它可能导致机器损坏以及矿井顶部的结构损坏。
[0004]美国专利4，595，316公开了一种用于在永久支承件就位前支承矿井顶部的轻型千斤顶。该千斤顶由锚杆机或类似的采矿设备承载在支承臂的一端上。在锚杆机的侧壁上安装有铰链盒且臂的一端铰接地接纳于其中。支承板在该臂的下方从侧壁向外延伸。
【发明内容】
[0005]在本发明的一个方面，提供了一种用于使机器能够移动的系统。该系统包括设置在机器上的支承部件。该支承部件构造成相对于机器的框架处于升起位置或降下位置。该系统还包括构造成选择性地使机器能够移动的致动模块。该系统还包括联接到致动模块和支承部件的使能阀(enabler valve)。该使能阀构造成基于支承部件的位置而选择性地向致动模块发送先导信号。
[0006]在另一方面，提供了一种用于使机器能够移动的方法。该方法致动联接到机器的致动模块和支承部件的使能阀。该致动是基于支承部件的位置。该方法基于该致动而将先导信号从使能阀发送到致动模块。该方法基于先导信号而选择性地使机器能够移动。
[0007]在又一方面，提供了一种机器。该机器包括动力源、框架和接地部件。该机器包括构造成相对于机器的框架处于升起位置或降下位置的支承部件。该机器包括构造成选择性地使机器能够移动的致动模块。该机器还包括联接到致动模块和支承部件的使能阀。该使能阀构造成基于支承部件的位置而选择性地向致动模块发送先导信号。该机器还包括联接到致动模块和接地部件的推进模块。该推进模块构造成基于致动模块的启用和使用者命令而移动机器。
[0008]本发明的其它特征和方面将从下文的描述和附图中显见。
【专利附图】
【附图说明】
[0009]图1是根据本发明一个实施例的具有支承部件的示例性机器的透视图；
[0010]图2是用于基于支承部件的位置而禁止图1所示的机器的移动的系统的流程图；
[0011]图3是用于基于支承部件的位置而允许图1所示的机器的移动的系统的另一流程图；以及
[0012]图4是用于使机器能够移动的方法的流程图。
【具体实施方式】
[0013]只要有可能，所有附图中将使用相同的标号来表示相同或相似的零部件。参照图1，示出了示例性机器100。更具体地，机器100是锚杆机。机器100可构造用于在顶板锚杆支护作业期间支承矿井和/或隧道的一部分顶部。机器100还可构造用于利用合适的岩石钻探和锚杆支护工具来执行顶板锚杆支护作业。应该指出的是，机器100可包括具有能够相对于机器竖直移动的器具的任何其它机器。例如，机器100可实施为采矿机、随车吊、动臂装卸机、高架作业平台等。
[0014]机器100可包括框架102和/或底盘102。在框架102上可设置有封罩104。封罩104可容纳动力源(未示出)。该动力源可以是任何常规或非常规的动力源，包括但不限于内燃发动机、蓄电装置如电池、电动机等。该动力源可构造成向机器100提供用于移动和/或其它运转需求的动力。封罩104还可容纳机器100的运转控制所需的各种其它元件，包括但不限于电气和/或电子元件、液压和/或气动元件等。此外，出于移动的目的，在机器100上可设置有诸如车轮或履带的接地部件106。传动系统(未示出)可联接到动力源和接地部件106。该传动系统可包括但不限于齿轮传动装置、差速器、传动轴和包括阀、管路、分配歧管等的液压和/或气动回路中的任何一者或组合。该传动系统可构造成将动力从动力源传输到接地部件106。
[0015]机器100可设置有钻臂组件108。钻臂组件108可枢转地联接到机器100的框架102。钻臂组件108可包括臂110以将钻臂组件108枢转地联接到机器100的框架102。钻臂组件108可包括钻头组件112。钻头组件112可构造成利用合适的岩石钻进和锚杆支护工具执行岩石锚杆支护操作。钻臂组件108还可包括操作员平台114。操作员平台114可设置有可被操作员用于控制钻臂组件108和/或机器100的各种控制装置。
[0016]应该指出的是，钻臂组件108可根据操作要求用诸如铲斗的任何其它器具代替。此外，在机器100上可设置有水平动臂116。水平动臂116的第一端118可枢转地联接到机器100的框架102。在水平动臂116的第二端122上可设置有下文称为自动临时顶部支承件(ATRS) 120的支承部件。水平动臂116可构造为具有可扩展长度的伸缩动臂，以允许ATRS120在矿井内相对于机器100的框架102定位在要求的位置和距离处。
[0017]ATRS120可包括联接到设置有支承垫128的水平梁126的竖直动臂124。竖直动臂124可构造为具有可扩展长度的伸缩动臂，以相对于机器100升起或降下水平梁126。当ATRS120可处于升起位置时，支承垫128可构造成搁靠在矿井的一部分顶部上并给顶部的该特定部分提供支承。
[0018]本发明涉及用于基于ATRS120相对于机器100的位置来使机器100能够移动的系统200。系统200可以是液压和/或气动系统。在附图中，虚线指示系统200的元件之间的机械连接。图2和图3所示的箭头指示系统200中的信号流。参照图2，系统200可包括使能阀202。使能阀202可以是三通二位机械阀。使能阀202可与致动模块204流体联接。使能阀202还可选择性地机械联接到ATRS120。
[0019]在一个实施例中，使能阀202可设置有凸轮206。更具体地，凸轮206可联接到使能阀202的阀芯(未示出)。凸轮206可构造成基于凸轮206的位置选择性地致动使能阀202。使能阀202可定位在水平动臂116上并紧邻ATRS120。更具体地，使能阀202能以这样的方式定位:ATRS120的一部分可构造成在ATRS120处于降下位置期间与凸轮206相接触，由此将使能阀202联接到ATRS120。
[0020]凸轮206和ATRS120的其它构型也是可能的。在一个实施例中，在ATRS120上可设置有诸如棒或杆之类的突出部件。当ATRS120处于降下位置时，突出部件可与使能阀202的凸轮206进行接触。在另一实施例中，使能阀202可定位在水平动臂116上和ATRS120的大致下方，使得ATRS120在ATRS120处于降下位置期间可与使能阀202的凸轮206相接触。ATRS120与凸轮206之间的接触可引起凸轮206的位置变换。基于凸轮206的位置变换，阀芯可移动，从而引起使能阀202的致动。
[0021]致动模块204可包括一个或多个泵208。泵208可以是本领域中公知的泵如旋转泵、往复泵等中的任何一者或组合。致动模块204还可包括第一阀210和第二阀212。第一阀210可以是四通三位机械阀。第一阀210可与使能阀202、泵208和第二阀212流体联接。第二阀212可以是四通二位机械阀。
[0022]此外，致动模块204可包括第三阀214。第三阀214可与第一阀210机械和流体地联接。此外，在一个实施例中，第三阀214可以是机械操作阀。第三阀214可构造成在ATRS120处于升起位置时最初处于锁定状态和关闭位置。本领域的普通技术人员将了解，由于第三阀214的锁定状态，第三阀214即使在接收到使机器移动的使用者命令时也无法操作。
[0023]致动模块204可构造成基于ATRS120的位置来使机器100能够移动。因此，致动模块204可联接到推进模块216。推进模块216可包括具有阀、管路、马达、分配歧管以及其它液压和/或气动元件的液压和/或气动回路。推进模块216可联接到接地部件106。推进模块216可构造成向接地部件106提供动力以使机器100移动。更具体地，推进模块216可构造成基于致动模块204的启用和使用者命令而使机器100移动。
[0024]最初，泵208可构造成向第一阀210发送压力信号218。应该指出的是，最初，泵208能以部分容量操作。因此，压力信号218可具有相当低的压力。第一阀210最初可处于关闭位置并可相应地构造成阻止压力信号218到达第三阀214。此外，由于第三阀214与第一阀210之间的机械联接，第三阀214可处于锁定状态下。在一个实施例中，第一阀210可构造成利用压力信号218的至少一部分作为先导信号220。第一阀210可构造成向使能阀202发送先导信号220。最初，使能阀202可处于关闭位置。
[0025]另外，泵208还可构造成向第二阀212发送负荷感测信号222。第二阀212最初可处于关闭位置。应该指出的是，泵208可构造成根据系统设计和要求给机器100上的其它模块或元件提供信号。更具体地，在本发明中，使能阀202可构造成从第一阀210接收先导信号220。使能阀202可构造成基于ATRS120的位置来向第二阀212发送先导信号220，由此选择性地启用致动模块204。
[0026]现在将参照图2和3详细描述致动模块204的与ATRS120的位置相关的工作方式。图2是用于禁止机器100的移动的系统200的流程图。更具体地，在此实施例中，ATRS120可处于升起位置。当处于升起位置时，ATRS120可以不与使能阀202的凸轮206相接触。因此，使能阀202可继续保持在关闭位置。这种情况下，致动模块204可被禁用并且第一阀210、第二阀212和第三阀214可分别继续保持处于关闭位置。
[0027]另外，由于第一阀210与第三阀214之间的机械联接，当第一阀210处于关闭位置时，第三阀214可继续保持处于锁定状态下。因此，可停用联接到致动模块204的推进模块216。当操作员尝试通过向第三阀214发出使用者命令而使机器100移动时，第三阀214可以不被致动并且机器可被阻止移动。应该指出的是，当ATRS120从升起位置过渡到降下位置时，使能阀202可以不被致动并且可保持处于关闭位置。因此，这种状况下致动模块204可保持被禁用。
[0028]图3是用于使机器100能够移动的系统200的流程图。在图示的实施例中，ATRS120处于降下位置。这种情况下，ATRS120可与使能阀202的凸轮206相接触并可致动使能阀202。因此，使能阀202的位置可从关闭位置变成打开位置。此外，使能阀202可构造成向致动模块204发送先导信号220。因此，这种情况下，当ATRS120处于降下位置时，致动丰旲块204可被启用。
[0029]更具体地，使能阀202可向致动模块204的第二阀212发送先导信号220。基于接收到的先导信号220，第二阀212可构造成变换到打开位置。此外，当处于打开位置时，第二阀212可构造成向第一阀210发送负荷感测信号222。基于所接收到的负荷感测信号222，第一阀210可向各泵208发送触发信号(未示出)。触发信号可引起泵208以全容量运转。因此，泵208可构造成向第一阀210发送高压信号302。此外，第一阀210可基于所接收的负荷感测信号222而变换到打开位置。第三阀214还可基于第一阀210的打开而变换到未锁定状态。这种情况下，机器100的操作员能够自由地操作第三阀214。此外，当向第三阀214发出使用者命令时，可向推进模块216发送高压信号302，从而允许机器100移动。
[0030]工业话用件
[0031]当ATRS处于升起位置时，操作员可能尝试移动或推进锚杆机。现有系统在这些状况下不阻碍锚杆机的移动。当ATRS处于升起位置时，锚杆机的移动可能引起矿井和/或锚杆机的灾难性损伤。通常，操作员在移动锚杆机之前可能需要手动检查ATRS是否升起。该过程在移动锚杆机之前要求对操作员更多的依赖。
[0032]本发明涉及用于基于ATRS120相对于机器100的位置来使机器100能够移动的系统200。图4示出用于基于ATRS120的位置使机器100能够移动的方法400。
[0033]如上所述，最初，泵208可向第一阀210发送压力信号218并向第二阀212发送负荷感测信号222。此外，第一阀210可向使能阀202发送先导信号220。在步骤402，可基于ATRS120的位置致动联接到致动模块204和ATRS120的使能阀202。更具体地，当ATRS120处于降下位置时，可致动使能阀202。
[0034]在步骤404，基于使能阀202的致动，使能阀202可向致动模块204的第二阀212发送先导信号220。在接收到来自使能阀202的先导信号220时，第二阀212可被致动。在步骤406，可基于先导信号220来使机器100能够移动。更具体地，基于第二阀212的致动，第二阀212可向第一阀210发送负荷感测信号222。在接收到负荷感测信号222时，第一阀210可被致动。因此，第一阀210可向第三阀214发送高压信号302。
[0035]另外，基于第一阀210的致动，第三阀214可从锁定状态变成未锁定状态。当使用者命令发出时，这可允许机器100的移动或使机器100能够移动。当发出使用者命令时，第三阀214可被操作，从而使高压信号302发送到推进模块216。推进模块216可联接到接地部件106以移动或推进机器100。
[0036]虽然已参考以上实施例特别示出和描述了本发明的方面，但本领域的技术人员将理解的是，通过对所公开的机器、系统和方法的修改，可设想各种其它实施例而不脱离所公开的精神和范围。此类实施例应该理解为落入基于权利要求及其任何等效物确定的本发明的范围内。
【权利要求】
1.一种用于使机器能够移动的系统，所述系统包括: 设置在所述机器上的支承部件，所述支承部件构造成相对于所述机器的框架处于升起位置或降下位置； 致动模块，所述致动模块构造成选择性地使所述机器能够移动；和使能阀，所述使能阀联接到所述致动模块和所述支承部件，所述使能阀构造成基于所述支承部件的位置而选择性地向所述致动模块发送先导信号。
2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述致动模块还包括: 栗; 第一阀，所述第一阀联接到所述使能阀和所述泵，所述第一阀构造成向所述使能阀发送所述先导信号；和 第二阀，所述第二阀联接到所述使能阀、所述第一阀和所述泵，所述第二阀构造成: 基于所述支承部件的位置而从所述使能阀接收所述先导信号；并且 基于所接收的先导信号而致动所述第一阀。
3.根据权利要求2所述的系统，还包括机械地联接到所述第一阀的第三阀，所述第三阀构造成基于所述第一阀的致动和使用者命令而使所述机器能够移动。
4.根据权利要求1所述的系统，其中，所述支承部件构造成选择性地支承矿井的顶部。
5.根据权利要求1所述的系统，还包括联接到所述使能阀的凸轮，其中所述凸轮的位置构造成选择性地致动所述使能阀。
6.根据权利要求5所述的系统，其中，所述凸轮的位置基于所述支承部件的位置。
7.一种用于使机器能够移动的方法，所述方法包括: 致动联接到所述机器的致动模块和支承部件的使能阀，所述致动是基于所述支承部件的位置； 基于所述致动而将先导信号从所述使能阀发送到所述致动模块；以及 基于所述先导信号而选择性地使所述机器能够移动。
8.根据权利要求7所述的方法，还包括将所述先导信号从第一阀发送到所述使能阀。
9.根据权利要求8所述的方法，还包括将负荷感测信号从泵发送到第二阀。
10.根据权利要求9所述的方法，还包括: 基于所述使能阀的致动而致动所述第二阀； 基于所述致动而将所述负荷感测信号从所述第二阀发送到所述第一阀；以及 基于所述负荷感测信号而致动所述第一阀。
11.根据权利要求10所述的方法，还包括基于所述第一阀的致动而从所述泵接收压力信号。
12.根据权利要求11所述的方法，还包括: 基于所述第一阀的致动而致动第三阀；以及 基于所述第三阀的致动和使用者命令而使所述机器移动。
13.—种机器,包括: 动力源； 框架； 接地部件； 支承部件，所述支承部件构造成相对于所述机器的所述框架处于升起位置或降下位置； 致动模块，所述致动模块构造成选择性地使所述机器能够移动； 使能阀，所述使能阀联接到所述致动模块和所述支承部件，所述使能阀构造成基于所述支承部件的位置而选择性地向所述致动模块发送先导信号；以及 推进模块，所述推进模块联接到所述致动模块和所述接地部件，所述推进模块构造成基于所述致动模块的启用和使用者命令而移动所述机器。
14.根据权利要求13所述的机器，其中，所述致动模块还包括: 栗; 第一阀，所述第一阀联接到所述使能阀和所述泵，所述第一阀构造成向所述使能阀发送所述先导信号；和 第二阀，所述第二阀联接到所述使能阀、所述第一阀和所述泵，所述第二阀构造成: 基于所述支承部件的位置而从所述使能阀接收所述先导信号；并且 基于所接收的先导信号而致动所述第一阀。
15.根据权利要求14所述的机器，还包括机械地联接到所述第一阀的第三阀，所述第三阀构造成基于所述第一阀的致动和使用者命令而使所述机器能够移动。
16.根据权利要求13所述的机器，其中，所述支承部件构造成选择性地支承矿井的顶部。
17.根据权利要求13所述的机器，还包括联接到所述使能阀的凸轮，其中所述凸轮的位置构造成选择性地致动所述使能阀。
18.根据权利要求17所述的机器，其中，所述凸轮的位置基于所述支承部件的位置。
19.根据权利要求13所述的机器，其中，所述机器包括锚杆机。
【文档编号】E21D20/00GK104234729SQ201410259081
【公开日】2014年12月24日 申请日期:2014年6月11日 优先权日:2013年6月12日
【发明者】J·D·鲁尼 申请人:卡特彼勒全球矿业美国有限责任公司