专利名称：矿山运输管理系统及其方法
技术领域：
本发明涉及矿山运输管理系统及其方法。
背景技术：
在矿山，油压式铲车等挖掘机械进行挖掘，并把挖掘的矿石装载在运输车辆翻斗卡车上，翻斗卡车运送作为生产物的矿石到达处理设备并投入到加料斗中。在这样的矿山中，为了确保产量必须在矿山的多个地点进行挖掘并运输作为生产物的矿石，要使用多辆运输车辆翻斗卡车。
在矿山的多个地点挖掘着各种类型、成分的矿石，例如在铁矿山有含铁量高的矿石、含铁量低的矿石。在破碎矿石、调剂需要成份的处理设备向挖掘现场发出需要多少哪种成分的矿石的指示，然后，翻斗卡车就运输需要的矿石，并投入料斗中。
可是，翻斗卡车是昂贵的机械设备，如果台数多就会造成矿山的投资过大。因此，要尽量减少翻斗卡车的台数而降低矿山的投资。于是，为提高生产量，高效率运输矿石就成为必要了。再有，为了把需要的矿石按需要量在规定时间投入处理设备就必须要始终掌握作为工作机械的油压式铲车和翻斗卡车的位置。作为其一例，在日本特开2000-099143号公报上发表了把工作机械的工作位置向管理中心通报的系统，然而，仅靠该技术对于高效运输生产的矿石是不充分的。再有，在矿山翻斗卡车总是在挖掘机械的挖掘现场等待装车，所以希望减少该等待时间提高效率，从而提高矿山的生产量。
发明内容
本发明是着眼于上述问题而形成的发明，提供实现下述目的的矿山运输管理系统及其方法。即减少运输车辆的台数而降低矿山投资，在规定时间运送矿山产品，并且能减少运输车辆的等待装车时间而提高矿山的生产量。
为了达到上述目的，涉及本发明的矿山运输管理系统包括多辆自行走车，其分别具有通讯机构并可以识别；多个料槽，其分别具有通讯机构并可以识别；至少一台装载机械，其具有通讯机构，向多个料槽中的至少一台内装载被装载物品；处理设备；管理中心，其具有通讯机构。其多辆自行走车和多个料槽可以分别结合及分离。管理中心按照从处理设备发来的要求运送的信号，从多辆自行走车以及多个料槽中选择应该运送的料槽同时选择运送该料槽的自行走车，通过向已被选择的自行走车发送运输指令，该自行走车和该料槽相结合运送到处理设备。
通过该构成，自行走车在需要时按规定时间在可以分离的料槽中装载需要量的矿石然后运输。这样，和现在这样备齐多辆翻斗卡车相比，在本发明只需准备必要数量的料槽以及比料槽数量少的运送料槽的昂贵的自行走车辆，因此能大幅度地降低车辆的经费。再有，因为能按规定时间运送需要的种类和数量的矿石，所以能高效率地进行矿山的生产。而且，只需要使自行走车在必要时行驶到达已装载完的料槽的位置就可以，因此不用象现在这样为了装载翻斗卡车需要等待的时间，于是，在矿山能高效率地进行矿石的运输。
在矿山运输管理系统，管理中心在被选择的自行走车向处理设备内排完被装载物品后，向该自行走车发送行驶指令，该自行走车行驶到指定位置与被选择的料槽分离就行了。通过这样的构成，能在需要料槽的现场既不多不少地配置料槽。
涉及本发明的矿山运输管理方法，具有通讯机构的管理中心接收如下的信号发自分别具有通讯机构可以识别的多辆自行走车的信号；发自分别具有通讯机构，能和多辆自行走车分别结合以及分离并且可以识别的多个料槽的信号；发自具有通讯机构，向多个料槽中的至少一个内装载被装载物的至少一台的装载机械的信号。管理中心根据发自排出被装载物的处理设备的要求运送的信号，从多个料槽中选择应该运送的料槽，从多辆自行走车中选择运送该料槽的自行走车，通过从管理中心向被选择的自行走车发送运输指令，被选择的自行走车和被选择的料槽结合行驶到达处理设备。
根据该方法，能得到和上述矿山运输管理系统相同的作用效果。
图1是涉及本发明的实施例的矿山运输管理系统的构成的说明图；图2是表示涉及实施例的自行走车装载了料槽的状态的图；图3是表示涉及实施例的自行走车进行排土的状态的图；图4是表示涉及实施例的自行走车和料槽分离的状态的图；图5是表示涉及本实施例的矿山运输管理系统的动作的流程图。
具体实施例方式
以下，参照附图详细叙述涉及本发明的矿山运输管理系统的理想的实施方式。图1是矿山运输管理系统10的构成的说明图。在图1中作为挖掘以及装载机械的一例的多台油压式铲车1在矿山的现场挖掘矿石，向料槽3内装载作为被装载物的例的矿石。在必要的挖掘现场A、B、C……N分别配置着多个料槽3。多台自行走车2分别在矿山内行驶，有的装载已装满了挖掘出的矿石的料槽3，还有装载空的料槽3，并且向规定的现场驶去。自行走车2把矿石倒入用于破碎矿石、调配成规定的成份的处理设施4的料斗41，处理设施4和管理中心5用线路42连接以便用于通讯。管理中心5具有控制器52，其进行涉及矿山运输的数据处理。
油压式铲车1具有检测现在位置的GPS(没作图示)，通过油压式铲车1具有的挖掘机通讯设备11时常向管理中心5通报油压式铲车1的现在位置。在本实施方式挖掘机通讯设备11也是装载机通讯设备11。油压式铲车1通过挖掘机通讯设备11时常向管理中心5通报i)挖掘机序号代码，其用于识别多台油压式铲车1的，例如E001、E002……E00N；ii)工作状态代码，其表示油压式铲车是在挖掘中，还是在向料槽3装载操作中，或是在返复进行挖掘、装载操作中，或是在停止中；iii)装载状态代码，其表示向哪个料槽装载多少、什么种类的矿石。通过挖掘机通讯设备11向管理中心5的通报可以在装载完成时、也可以在从管理中心5发出要求时、也可以每隔规定时间发一次。
如图2所示，自行走车2装载料槽3就要行驶。自行走车2在前、后部具有车轮23、23，通过发动机和动力传动装置(都没作图示)驱动车辆23、23，通过用转向装置(没作图示)转向、用制动装置(没作图示)制动行驶在矿山内的道路上。自行走车2具有升降缸体22，升降缸体22上部用连接销34和料槽3轴连接。自行走车2的后部和料槽3的后部用铰链销35轴连接。自行走车2具有油压装置(没作图示)，通过该油压装置使升降缸体22伸缩。
如图1、图2所示自行走车2具有检测现在位置的GPS(没作图示)，通过车辆通讯设备21时常向管理中心5通报自行走车2的现在位置。自行走车2通过车辆通讯设备21时常向管理中心5通报车辆序号代码，其用于识别车辆，例如J001、J002……J00N；车辆状态信号，其表示车辆现在的状态，例如是否装载着料槽3，是否在行驶中，是否在排料中。通过车辆通讯设备21向管理中心5通报可以在从管理中心5发出要求时、也可以每隔规定时间发一次。自行走车2可以是能自动运行的无人驾驶车辆，也可以是驾驶员驾驶的有人车辆。
料槽3具有检测现在位置的GPS，通过料槽通讯设备31时常向管理中心5通报料槽3的现在位置。料槽3通过料槽通讯设备31时常向管理中心5通报料槽序号代码，其用于识别料槽，例如V001、V002、……V00N；料槽状态信号，其表示料槽的现在的状态，即是否和自行走车2结合着。通过料槽通讯设备31向管理中心5通报可以在从管理中心5发出要求、也可以每隔规定时间发一次。
如图2～4所示料槽3具有支持腿36，其向下方伸出能支持料槽3，在料槽3装载在自行走车2上时支持腿36收回原位。支持腿36通过料槽3具有的动力装置(没作图示)能向外伸出或者收回原位。通过料槽通讯设备31接收从管理中心5或者自行走车2发出的支持腿驱动信号，按照该信号使动力装置动作，于是就能遥控支持腿36收回原位或者伸出。如图3所示在倒出装载物时伸长升降缸体22使料槽33倾斜移动，打开料槽3后部的后闸门33倒出装载物矿石。
自行走车2和料槽3可以分开。在分开时，如图2所示为升降缸体22缩进状态，其后，伸出支持腿36使其着地而稍微支起料槽3，使连接销34和铰链销35成为不负重状态。而且，拆掉连接着升降缸体22顶端和料槽3的连接销34以及连接着自行走车2和料槽3后部的铰链销35。接着，如图4所示状态那样地伸出支持腿36举起料槽3，从自行走车2分离料槽3。此时，升降缸体22通过保持机构(没作图示)保持在自行走车2的规定位置。在自行走车2和料槽3结合时，从图4所示的状态收回支持腿36而降下料槽3，用连接销34连接升降缸体22的顶端和料槽3，装上铰链销35把自行走车2和料槽3后部铰接。通过料槽3备有的销拆装机构进行连接销34和铰链销35的装上和拆开。通过料槽通讯设备31接收从管理中心5或者自行走车2发出的销子拆装信号，按照该信号使销子拆装机构动作，通过遥控销子拆装机构能分别安装拆开升降缸体22顶端和料槽3的连接销34以及连接着自行走车2和料槽3后部的铰链销35。
处理设施4具有处理从料斗41投入的矿石的破碎机、分粒机等矿石处理设备(没作图示)。处理设施4破碎矿石调配成规定的成分和大小，用传送带等运输设备(没作图示)运送到储料场，储存经调配矿石得到的产品按需要运出。处理设施4根据产品即处理过的矿石的生产状况，通过线路42向管理中心5通报要求运输的信号，其包括需要的矿石的品种和成分(例如比重是2.8的高纯度的铁矿石)以及需要的矿石的量(例如40吨)这样的数据。要求运输的信号要包括所需要的矿石的需要的时间(例如上午10点比重是2.8的高纯度的铁矿石要40吨，再有，下午2点比重是2.5的低纯度的铁矿石要30吨)，依次向管理中心5通报就可以。处理设置4和管理中心5进行通讯的线路42使用有线或是无线的无线电话或者有线电话线路都可以。
管理中心5具有管理通讯设备51，时常分别与多台油压式铲车1、多台自行走车2以及多个料槽3之间接收、发送信号。总之，管理中心5接受从挖掘机通讯设备11发出的下述信号油压式铲车1的现在位置；挖掘机序号代码；油压式铲车1的工作状态代码；装载状态代码，其表示在料槽3中装载了何种类的矿石、装载量是多少。其结果，通过管理中心5的控制器52对接收的信号进行处理，管理中心5能知道在多台油压式铲车1中哪一台现在在哪里，在多个料槽3中哪个料槽内装入何种矿石、装入了多少矿石。管理中心5把接收的发自油压式铲车1的上述的信号数据存储在记忆装置(图中未示出)内。管理中心5在记忆装置中存储着矿山的现场位置和行驶路线数据。再有，管理中心5也可以和处理设备4成为一体不要线路42，使用计算机设备(没作图示)也行。从挖掘机通讯设备11向管理中心5收发信号可以在需要时，也可以每隔规定时间一次。
管理中心5时常通过料槽通讯设备31从多个料槽3接收下述信号料槽3的现在位置；料槽序号代码；料槽状态信号，其表示现在料槽3的状态。其结果，管理中心5能知道在多个料槽3中的哪一个现在在什么位置、哪个料槽3在哪个现场内或者是装载在自行走车2上。管理中心5把接收的发自料槽3的上述的信号数据存储在记忆装置内。从而，管理中心5通过发自油压式铲车1的信号和发自料槽3的信号能够掌握料槽3的现在位置和料槽3中装载着的矿石的种类及其数量。管理中心5与料槽通讯设备31收发信号可以在需要时，也可以每隔规定时间一次。
管理中心5时常通过车辆通讯设备21从多辆自行走车2接收下述信号自行走车2的现在位置；车辆序号代码；车辆状态信号。其结果，管理中心5能知道在多辆自行走车2中哪辆车现在在哪里，自行走车2内是否装载着料槽3，自行走车2是否和料槽3分离成单独，是否行驶着，是否停止着，是否在倒料。管理中心5把接收的发自自行走车2的上述信号数据存储在记忆装置内。管理中心5从车辆通讯设备21收发信号可以在需要时，也可以每隔规定时间一次。
由于管理中心5掌握着油压式铲车1的现在位置，因此通过预先存储在记忆装置中的现场的矿石数据能够检索在哪个现场有需要种类的矿石，并且在该现场内有哪辆油压式铲车1。因而，管理中心5通过管理通讯设备51向选择的油压式铲车1发送挖掘装载指令，按照需要发出挖掘矿石，在选择的料槽3内装载需要量的矿石的指令。接收到挖掘装载指令信号的油压式铲车1挖掘矿石，向料槽3内装载需要量的矿石。
油压式铲车1可以是有人运行的也可以是无人运行的。在有人运行的铲车的场合，驾驶员，例如，在预先已在现场的料槽3内装载矿石，然后通过挖掘机通讯设备11从油压式铲车1向管理中心5发送下述信号油压式铲车1的现在位置；挖掘机序号代码；油压式铲车1的工作状态代码；装载状态代码，其表示在料槽3内装载了什么样的矿石、装载量是多少。另一方面，在油压式铲车1是无人驾驶的场合，作为通讯数据从管理中心5向油压式铲车1通报预先配置了油压式铲车1的现场的矿石种类。而且，根据发自管理中心5的指令油压式铲车1在置于现场的料槽3内装载矿石。当装载完成时，从油压式铲车1通过挖掘机通讯设备11向管理中心5发送下述信号；油压式铲车1的现在位置；挖掘机序号代码；油压式铲车1的工作状态代码；装截状态代码，其表示在料槽3内装载了什么种类的矿石，装载量是多少。
当管理中心5接收到发自处理设施4的要求运输信号时，就检索装载着所需要种类和量的矿石的料槽3的位置，选择能装载该料槽3并运输到处理设施4即是没有装载料槽3的自行走车2。在该选择时，可以根据料槽状态信号确认检索到的料槽3没被装载在自行走车2上进行选择。在检索到的料槽3是多个时，选择其中装载的矿石的品种和数量接近要求运输信号的数据的那一个。例如，如果要求运输信号是比重2.6的铁矿石需要40吨就选择符合规定误差范围条件，即，比重是2.55～2.65、35～45吨的料槽3。在检索到的自行走车2是多辆时，就选择从自行走车2的现在位置装载料槽3、直到在处理设施4的料斗41内倒料所需时间经计算为最短的自行走车2。
而且，管理中心5向已选择的自行走车2发送运输指令信号。发送的运输指令信号中包括已选择的料槽3的现在位置和用于识别料槽3的料槽序号代码。接收了运输指令信号的自行走车2行驶到已被选择的料槽3处，装载并连接料槽3，再行驶到处理设施4的加料斗41的位置，然后向料斗41内倒出矿石。
自行走车2倒完矿石就向管理中心5发送倒料结束信号。管理中心5接收到倒料结束信号就选择应该配置料槽3的现场，并向自行走车2发信已选择的现场位置，同时向自行走车2发出行驶指令信号。接收了行驶指令信号的自行走车2行驶到已指定的现场，在该现场按照发自管理中心5或者自行走车2的销拆装信号使销拆装机构动作，按照上述的方法分离料槽3。
已分离的料槽3收回并复位支持腿36，等待由油压式铲车2装载矿石。已分离的料槽3检测销子拆装机构的状态，并通过料槽通讯设备31向管理中心5发出料槽状态信号。被分离的料槽3通过料槽通讯设备31向管理中心5发送料槽3的现在位置信号。被分离的料槽3根据需要也可以始终伸出支持腿36，等待由油压式铲车2装载矿石。
再有，管理中心5在从处理设施4接收了包括需要时间信号的要求运送需要的矿石的信号时，也可以和发送运输指令信号所算出的预定时间同时记忆按照必要的时间选择的料槽3以及自行走车2的数据。而且，管理中心5自动地作成时间程序，也可以按照时间程序向自行走车2依次发送运输指令信号。通过这样，就能连续地高效率地运输。再有，发出预定时间可以一次也可以多次。
下面，参照图5所示的流程图说明矿山运输管理系统10的动作。在步骤101，处理设施4按照产品的生产状况把包括需要成分的矿石(例如比重是2.8的高纯度的铁矿石)以及需要的矿石量(例如40吨)的要求运输信号通过线路42发送到管理中心5。在步骤S102，管理中心5根据发自处理设施4的要求运输信号选择装载着需要的品种和数量的矿石的料槽3，并且选择最适合运输的自行走车2。在步骤S103，管理中心5向选择的自行走车2发送运输指令信号。在步骤S104，接收了运输指令信号的自行走车2向被选择了的料槽3的位置行驶。在步骤S105，自行走车2装载并连接料槽3。
在步骤S106，自行走车2行驶到处理设施4的料斗的位置。在步骤S107，自行走车2向料斗41内倒出矿石。在步骤S108，自行走车2在倒料完了时向管理中心5发送倒料完了信号。在步骤S109，管理中心5接收倒料完了信号后选择应该配置料槽3的现场。在步骤S110，管理中心5向自行走车2发送已选择的现场位置信号的同时，向自行走车2发送行驶指令信号。在步骤S111，接收了行驶指令信号的自行走车2行驶到达已指定的现场。在步骤S112，在自行走车2行驶到达的现场按照发自管理中心5或者自行走车2的销子拆装信号，使销子拆装机构动作、分离料槽3。
如以上详细叙述的那样，根据本发明的矿山运输管理系统10，自行走车2在需要时装载料槽3按需要的数量运输需要的矿石。通过这样，和现在这样地准备多台翻斗卡车相比，准备必要的料槽3和用于运送料槽3必要台数的自行走车2就可以了。
例如，对于现在的需要50台翻斗卡车的情况，在本发明，准备50个料槽3和按照运送该料槽3的需要准备30台自行走车2就可以了。因此，大幅度地降低了车辆经费。
因为能按规定时间运送需要种类及数量的矿石，所以能高效率地进行矿山的生产。因为使自行走车2在需要时行驶到已经装载完的料槽3的位置就行了，所以不会出现像现在这样翻斗卡车为了装载需要等待的时间，能高效率地进行矿石的运输。
能适用本发明的矿山运输管理系统10的矿山为铁矿山、铜矿山、金矿山以及钻石矿山等金属矿山，非金属矿山都可以。作为矿山，也包括生产砂土、砂子、岩石、砂石的场合，只要是移动挖掘土的现场都适用。处理设备4不仅是处理矿石的设备，只要是挖掘土回填时的土工机械都行。挖掘装载机械不限于油压式铲车1，也可以是轮式装载机。再有，也可以是不进行挖掘只进行装载的一般的装载机械。
作为检测现在位置的装置不只局限于GPS，也可以使用能检测现在位置的陀罗仪，通过发自定位天线的信号检测现在位置的装置。挖掘机通讯设备11、车辆通讯设备21、料槽通讯设备31、以及管理通讯设备51也可以分别使用无线电话线路。
权利要求
1.一种矿山运输管理系统，其特征在于，包括多辆自行走车，其分别具有通讯机构并可以识别；多个料槽，其分别具有通讯机构并可以识别；至少一台装载机械，其具有通讯机构，向上述多个料槽中的至少一台内装载被装载物品；处理设备；管理中心，其具有通讯机构，该系统的机构是上述多辆自行走车和上述多个料槽可以分别结合及分离，上述管理中心按照从上述处理设备发来的要求运送的信号，从上述多辆自行走车以及上述多个料槽中选择应该运送的料槽同时选择运送上述被选择的料槽的自行走车，通过向已被选择的上述自行走车发送运输指令信号，上述已被选择的自行走车和上述已被选择的料槽相结合行驶到上述处理设备。
2.如权利要求1所述的矿山运输管理系统，其特征在于，上述管理中心在上述被选择的自行走车向上述处理设备内排完被装载物品后，向上述被选择的自行走车发送行驶指令信号，上述被选择的自行走车行驶到指定位置与上述被选择的料槽分离。
3.一种矿山运输管理方法，其特征在于，具有通讯机构的管理中心接收如下信号发自分别具有通讯机构可以识别的多辆自行走车的信号；发自分别具有通讯机构，能和上述多辆自行走车分别结合以及分离并且可以识别的多个料槽的信号；发自具有通讯机构，向上述多个料槽中的至少一个内装载被装载物的至少一台的装载机械的信号；管理中心根据发自排出被装载物的处理设备的要求运送的信号，从上述多个料槽中选择应该运送的料槽，从上述多辆自行走车中选择运送上述已被选择的料槽的自行走车，通过从上述管理中心向上述被选择的自行走车发送运输指令，上述被选择的自行走车和上述被选择的料槽相结合行驶到达上述处理设备。
全文摘要
本发明提供一种能减少运输车辆的台数，降低经费的矿山运输管理系统。该系统具有具有通讯机构，可以识别、能结合和分离的多台自行走车以及多个料槽；具有通讯机构的装载机械；处理设备；具有通讯机构的管理中心。管理中心根据发自处理设备的要求运输的信号，发送下述的运输指令信号选择应该运送的料槽，同时选择运输被选择的料槽的自行走车，被选择的自行走车和被选择的料槽结合行驶到处理设备。
文档编号G06Q50/02GK1480812SQ03154540
公开日2004年3月10日 申请日期2003年8月18日 优先权日2002年9月4日
发明者浦中恭司, 一, 小河哲, 冈本耕一, 雄, 永井孝雄 申请人:株式会社小松制作所