Устройство для уменьшения повреждения электрического транспортного средства
Изобретение относится к подвижному электрическому машинному оборудованию с подводящим кабелем, присоединенным к источнику питания. Предложены транспортная тележка (10) для транспортировки материала в подземных выработках (варианты), а также устройство для уменьшения повреждения электрического транспортного средства, питаемого подводящим кабелем (22), содержащее электрический датчик (54, 56) для определения положения подвижного оборудования относительно источника опасности и электрический контроллер, взаимодействующий с электрическим датчиком с обеспечением приведения в действие двигателя для изменения работы электрического транспортного средства для уменьшения вероятности неблагоприятных воздействий на подводящий кабель, если электрическое транспортное средство находится около источника опасности. Изобретение обеспечивает надежную индикацию положения транспортной тележки относительно некоторого известного положения. 3 н. и 18 з.п. ф-лы, 3 ил.
Настоящее изобретение относится к подвижному электрическому машинному оборудованию с подводящим кабелем, присоединенным к источнику питания.
Современные транспортные тележки содержат катушку или барабан подводящего кабеля, приводимый в движение электрическим или гидравлическим двигателем, управляемым электронным контроллером.
В настоящее время RFID-устройство используется в качестве передвижной метки вместе со стационарным передатчиком/приемником. Одним из общераспространенных использований RFID технологии (радиочастотной идентификации) является сбор платы за проезд на автострадах или мостах. Передатчик/устройство считывания, расположенный у кабины сбора платы, выявляет приближающееся транспортное средство, которое содержит RFID-метку. Указанная «метка» представляет собой антенну и электронный чип. Когда данная метка попадает в область действия передатчика, то она возвращает собственный идентификационный сигнал. Если передатчик/устройство считывания распознает его как причитающийся платеж, то он собирает плату электронным способом и выдает разрешение на проезд транспорта.
Подводящий кабель транспортной тележки является изделием, относящимся к расходуемым материалам, стоимость которого составляет большую часть от общих расходов владельца машины. Подводящий кабель может быть поврежден несколькими способами, один из которых заключается в том, что он подвергается воздействию сильных растягивающих усилий, когда транспортная тележка проходит мимо неподвижной точки крепления подводящего кабеля. При прохождении транспортной тележкой точки крепления кабеля, или точки привязки, подводящий кабель создает большие напряжения, обусловленные необходимостью изменить направление полностью намотанного и, соответственно, очень тяжелого кабельного барабана на обратное за весьма короткий промежуток времени. Более конкретно, когда транспортная тележка находится около точки крепления, подводящий кабель имеет короткую длину, а после прохождения точки крепления данный кабель необходимо снова выпускать, и направление вращения кабельного барабана надо поменять на обратное. Если при этом разматывающее и наматывающее действие на кабельном барабане обеспечивается только кабелем, то, в результате, в кабеле возникает существенное напряжение.
Сущность изобретения
Одной из целей данного изобретения является обеспечение надежной индикации положения транспортной тележки относительно некоторого известного положения, например, точки привязки или точки крепления подводящего кабеля.
Другой целью данного изобретения является обеспечение энергии, необходимой для изменения направления вращения барабана способом, отличным от использования подводящего кабеля, например, посредством двигателя кабельного барабана или уменьшения скорости транспортной тележки. Такое решение уменьшит количество случаев повреждения кабеля и снизит эксплуатационные издержки на транспортную тележку.
В данном изобретении предлагается устройство для уменьшения повреждения подвижного оборудования, питаемого подводящим кабелем, причем указанное устройство содержит электрический датчик, предназначенный для определения положения подвижного оборудования относительно источника опасности, и электрический контроллер, взаимодействующий с электрическим средством для приведения в действие двигателя с обеспечением изменения работы подвижного оборудования для уменьшения вероятности неблагоприятных воздействий на подводящий кабель, если подвижное оборудование находится около источника опасности.
Краткое описание чертежей
Фиг. 1 изображает частичный вид сверху левого заднего угла транспортной тележки.
Фиг. 2 изображает схематический вид электрического датчика транспортной тележки и электрических контроллеров в соответствии с данным изобретением.
Фиг. 3 схематически иллюстрирует работу предложенного устройства, обеспечивающего уменьшение повреждения транспортной тележки.
Перед подробным объяснением одного варианта выполнения данного изобретения следует понять, что данное изобретение не ограничивается его применением с деталями конструкции и расположениями компонентов, рассматриваемыми в последующем описании или проиллюстрированными на чертежах. Данное изобретение может иметь другие варианты выполнения и может быть использовано на практике или выполнено различными способами. Кроме того, следует понимать, что фразеология и терминология, используемые в данном документе, приведены с описательной целью и не должны рассматриваться как ограничительные. Использование в данном документе терминов «включающий» и «содержащий», а также производных от них, означает распространение на перечисленные далее элементы и их эквиваленты, а также на дополнительные элементы. Использование в данном документе термина «состоящий из» и производных от него означает охват только перечисленных ниже элементов и их эквивалентов. Далее, следует понимать, что такие термины, как «вперед», «назад», «левый», «правый», «вверх» и «вниз», и т.д., являются терминами, используемыми для удобства, которые не следует толковать как ограничительные.
Описание предпочтительного варианта выполнения
На фиг.1 показано электрическое транспортное средство 10 в виде транспортной тележки, используемой для транспортировки материала в подземных выработках. Транспортная тележка 10 содержит раму 14, электрический или гидравлический двигатель 18, установленный на раме 14, и кабель 22, электрически присоединенный к двигателю 18, а также к источнику 19 питания. Транспортная тележка 10 дополнительно содержит барабан 26, установленный на раме 14 между электрическим двигателем 18 и одним концом рамы 14. Более конкретно, барабан 26 расположен вблизи разгрузочного конца 30 транспортной тележки 10, при этом барабан 26 предназначен для размещения кабеля 22. Кабельный барабан 26 приводится во вращение двигателем 18, управление которым обеспечивается контроллером 44 кабельного барабана.
При перемещении тележки 10 назад, вперед, вокруг углов, к источнику питания или от него, кабель 22 либо наматывается на барабан 26, либо разматывается с него. Кабель 22 проходит от задней части 34 тележки 10, и иногда либо проходит вдоль стороны 38 тележки 10, когда тележка 10 перемещается назад, либо проходит непосредственно назад от тележки 10, когда тележка 10 перемещается вперед (не показано). Когда тележка перемещается вправо вокруг угла, как показано на фиг.1, то кабель 22 проходит вдоль задней части 34 тележки 10. Во многих прикладных областях длина кабеля 22 может составлять 500 - 750 футов (150-225 м).
Тележка 10 дополнительно содержит направляющую 42 для кабеля, расположенную между барабаном 26 и задней частью 34 тележки 10, а на левой задней части 30 тележки 10 установлен блок 46 держателя шкивов.
Как показано на фиг.1-3, тележка 10 дополнительно содержит устройство 60, обеспечивающее уменьшение повреждения подводящего кабеля 22 тележки. Тележка 10 также содержит приводную систему 64, предназначенную для перемещения транспортного средства по поверхности путем приведения в действие приводного двигателя 68, управляемого контроллером 72.
Устройство 60 для уменьшения повреждения подводящего кабеля содержит электрическое средство в виде электрического датчика, предназначенного для определения положения подвижного оборудования относительно источника опасности. Более конкретно, в одном варианте выполнения электрический датчик является средством определения положения, предназначенным для определения положения подвижного оборудования, при этом указанное средство содержит пассивные устройства 52, прикрепленные с равномерными промежутками к подводящему кабелю 22, и средство 54 контроля прохождения пассивных устройств и подсчета количества указанных промежутков для определения степени разматывания или наматывания подводящего кабеля 22.
В еще одном варианте выполнения электрический датчик является меткой 56 радиочастотной идентификации (RFID), расположенной у источника опасности, например точки 19 крепления кабеля, или у вентиляционной шторки или поворота с плохой обзорностью, при этом передатчик/считывающее устройство 58, расположенное на электрическом транспортном средстве 10, взаимодействует с RFID-меткой 56 для определения нахождения транспортного средства около RFID-метки 56.
Устройство 60 также содержит управляющее средство в виде электрического контроллера, взаимодействующего с датчиком положения, которое управляет работой двигателя для изменения работы транспортной тележки с обеспечением уменьшения вероятности нежелательных воздействий на подводящий кабель, если тележка расположена около источника опасности.
Более конкретно, в одном варианте выполнения управляющее средство содержит регулятор 72 приводного двигателя, функционально присоединенный к приводному двигателю 68 для воздействия на скорость передвижения транспортной тележки.
В другом варианте выполнения управляющее средство содержит средство 44 управления двигателем для намотки кабеля на барабан, функционально присоединенное к двигателю 18 для намотки кабеля на барабан для воздействия на направление силы, прикладываемой к кабельному барабану, и, соответственно, на степень разматывания или наматывания подводящего кабеля 22.
Более конкретно, в еще одном варианте выполнения управляющее средство содержит средство 44 управления двигателем для намотки кабеля на барабан, функционально присоединенное к двигателю 18 для намотки кабеля на барабан для воздействия на величину силы, прикладываемой к кабельному барабану, и, соответственно, на степень разматывания или наматывания подводящего кабеля 22. Эти три вышеупомянутых управляющих средства могут работать независимо друг от друга или совместно.
Другими словами, для обеспечения входного сигнала в контроллер 44 двигателя барабана, или приводной двигатель 68 транспортной тележки предлагаются два средства. Одним таким средством является устройство 54 для определения, сколько кабеля 22 намотано на барабан 26 или размотано с него, путем сбора подобной информации в результате текущего отслеживания пассивных передающих устройств 52, таких как постоянные магниты, расположенные с равными промежутками по длине подводящего кабеля 22 тележки. Датчик 54, например, датчик на эффекте Холла, расположенный на тележке 10, считывает информацию с указанных передатчиков 52 по мере прохождения кабелем 22 мимо датчика 54 и передает данную информацию к управляющему средству. Данное управляющее средство подсчитывает количество выявленных на кабеле 22 передатчиков 52 по мере разматывания кабеля с барабана 26, начиная отсчет, когда тележка 10 расположена около точки 19 крепления кабеля, и затем может считать в обратном порядке количество передатчиков 52, по мере сматывания кабеля обратно на барабан 26, чтобы определить приблизительное расстояние тележки от точки 19 закрепления. Затем данное управляющее средство использует полученное приблизительное расстояние от точки 19 закрепления для обеспечения предупреждающего замедления вращения кабельного барабана 26 или обеспечения изменения направления его вращения на обратное так, что собственно подводящий кабель не подвергается сильным растягивающим усилиям, когда тележка 10 проходит точку привязки кабеля (точку крепления кабеля).
То же самое оборудование также может использоваться для обеспечения приблизительного измерения текущей скорости тележки. Эта информация может быть занесена в устройство регистрации данных (не показано), и/или передана в реальном масштабе времени от данной машины для обеспечения информации об эксплуатационных показателях тележки во время рабочего передвижения. Управляющее средство, при необходимости, также может замедлять скорость передвижения тележки при приближении точки закрепления.
Другим электрическим методом является размещение RFID-меток 56 в соответствующих местах выработки, например у точки 19 крепления кабеля, у вентиляционной шторки или у поворота с плохой обзорностью. При этом передатчик/считывающее устройство 58 взаимодействует с управляющим средством. Такое решение исключает ошибку оператора при установке различных точек вдоль пути прохождения тележки 10.
Принудительное замедление скорости тележки оператором при прохождении точки закрепления кабеля уменьшает напряжение и износ подводящего кабеля со снижением тем самым стоимости кабеля и его ремонта. Другой пример заключается в расположении метки там, где машина проходит через вентиляционные шторки или повороты с плохой обзорностью с автоматическим включением ограниченной скорости и звукового или визуального предупреждения (сирену или мигающие лампы) отданной машины без ввода сигнала оператором. Этот сигнал может предупреждать о движущемся оборудовании находящихся поблизости на подошве выработки горнорабочих, или операторов другого оборудования, и, если необходимо, заставить их отойти в сторону.
При установке и подаче питания к RFID передатчику/считывающему устройству на тележке и размещении RFID-метки в стратегических местах транспортное средство может реагировать на метку идентификации с последующей регулировкой функций машины, исходя из близости транспортного средства к метке. При размещении RFID-метки около точки крепления кабеля тележки управляющее средство может ограничивать скорость конкретного транспортного средства во время прохождения мимо данной точки. Другая транспортная тележка, которая не использует это крепление, может игнорировать реакцию метки и просто пройти мимо.
Различные другие свойства данного изобретения будут очевидны из последующей формулы изобретения.
1. Транспортная тележка для транспортировки материала в подземных выработках, содержащая:
раму;
приводной двигатель, выполненный с возможностью приведения в действие для перемещения транспортной тележки по поверхности;
кабель, присоединенный к источнику питания и предназначенный для обеспечения питания транспортной тележки,
кабельный барабан, установленный на указанной раме и предназначенный для наматывания и разматывания кабеля, при этом указанный барабан приводится во вращение двигателем для намотки кабеля,
датчик для определения положения указанной тележки относительно источника опасности, и
контроллер, взаимодействующий с указанным датчиком, при этом контроллер функционально соединен с приводным двигателем для воздействия на скорость транспортной тележки и функционально соединен с двигателем для намотки кабеля для воздействия на величину и/или направление силы, прикладываемой к кабельному барабану, на основе определенного положения транспортной тележки относительно источника опасности.
2. Транспортная тележка по п. 1, в которой к кабелю прикреплены с равномерными промежутками пассивные передающие устройства, при этом датчик выполнен с возможностью считывания информации с указанных передающих устройств по мере прохождения кабеля мимо датчика при наматывании или разматывании кабеля и с возможностью передачи информации указанному контроллеру, который подсчитывает количество выявленных на кабеле передающих устройств.
3. Транспортная тележка по п. 2, в которой контроллер выполнен с возможностью определения приблизительного расстояния от транспортной тележки до источника опасности на основе подсчитанного контроллером количества передающих устройств.
4. Транспортная тележка по п. 3, в которой контроллер выполнен с возможностью замедления вращения кабельного барабана на основе полученного приблизительного расстояния до источника опасности.
5. Транспортная тележка по п. 3, в которой контроллер выполнен с возможностью замедления скорости указанной тележки и замедления вращения кабельного барабана при приближении тележки к источнику опасности.
6. Транспортная тележка по п. 2, в которой пассивные передающие устройства являются постоянными магнитами, и датчик является датчиком на эффекте Холла.
7. Транспортная тележка по п. 1, в которой датчик является меткой радиочастотной идентификации (RFID), расположенной у источника опасности, при этом на транспортной тележке расположено считывающее устройство, взаимодействующее с указанной меткой (RFID) для определения нахождения транспортной тележки около источника опасности.
8. Транспортная тележка по п. 1, в которой указанный контроллер выполнен с возможностью изменения направления вращения кабельного барабана на обратное на основе полученного приблизительного расстояния от транспортной тележки до источника опасности.
9. Устройство для уменьшения повреждения транспортной тележки, предназначенной для транспортировки материала в подземных выработках, при этом указанная тележка содержит:
раму;
приводной двигатель, выполненный с возможностью приведения в действие для перемещения транспортной тележки по поверхности;
кабель, присоединенный к источнику питания и предназначенный для обеспечения питания транспортной тележки,
кабельный барабан, установленный на указанной раме и предназначенный для наматывания и разматывания кабеля, при этом указанный барабан приводится во вращение двигателем для намотки кабеля, при этом указанное устройство содержит:
датчик для определения положения указанной тележки относительно источника опасности, и
контроллер, взаимодействующий с указанным датчиком, при этом контроллер функционально соединен с приводным двигателем для воздействия на скорость транспортной тележки и функционально соединен с двигателем для намотки кабеля для воздействия на величину и/или направление силы, прикладываемой к кабельному барабану, на основе определенного положения транспортной тележки относительно источника опасности.
10. Устройство по п. 9, в котором к кабелю прикреплены с равномерными промежутками пассивные передающие устройства, при этом датчик выполнен с возможностью считывания информации с указанных передающих устройств по мере прохождения кабеля мимо датчика при наматывании или разматывании кабеля и с возможностью передачи указанной информации указанному контроллеру, который подсчитывает количество выявленных на кабеле пассивных передающих устройств.
11. Устройство по п. 10, в котором контроллер выполнен с возможностью определения приблизительного расстояния от транспортной тележки до точки крепления кабеля на основе подсчитанного контроллером количества пассивных передающих устройств.
12. Устройство по п. 11, в котором указанный контроллер выполнен с возможностью замедления вращения кабельного барабана на основе полученного приблизительного расстояния до точки крепления кабеля.
13. Устройство по п. 11, в котором контроллер выполнен с возможностью замедления скорости транспортной тележки и замедления вращения кабельного барабана при приближении тележки к точке крепления кабеля.
14. Устройство по п. 10, в котором пассивные передающие устройства являются постоянными магнитами, и датчик является датчиком на эффекте Холла.
15. Устройство по п. 9, в котором контроллер выполнен с возможностью изменения направления вращения кабельного барабана на обратное на основе полученного приблизительного расстояния до точки крепления кабеля.
16. Транспортная тележка для транспортировки материала в подземных выработках, содержащая:
раму;
приводной двигатель, выполненный с возможностью приведения в действие для перемещения транспортной тележки по поверхности;
кабель, присоединенный к источнику питания и предназначенный для обеспечения питания транспортной тележки,
кабельный барабан, установленный на указанной раме и предназначенный для наматывания и разматывания кабеля, при этом барабан приводится во вращение двигателем для намотки кабеля,
датчик, который является меткой радиочастотной идентификации (RFID), расположенной у источника опасности, и считывающее устройство, взаимодействующее с указанной меткой (RFID) для определения нахождения транспортной тележки около источника опасности, и
контроллер, взаимодействующий с указанным датчиком, при этом контроллер функционально соединен с приводным двигателем для замедления скорости транспортной тележки и функционально соединен с двигателем кабельного барабана для замедления вращения кабельного барабана в ответ на распознанную считывающим устройством метку (RFID).
17. Транспортная тележка по п. 16, дополнительно содержащая пассивные передающие устройства, прикрепленные к кабелю с равномерными промежутками, при этом транспортная тележка содержит датчик, выполненный с возможностью считывания информации с указанных передающих устройств по мере прохождения кабеля мимо указанного датчика при наматывании или разматывании кабеля, и с возможностью передачи указанной информации указанному контроллеру, который подсчитывает количество выявленных на кабеле передающих устройств.
18. Транспортная тележка по п. 17, в которой контроллер выполнен с возможностью определения приблизительного расстояния от транспортной тележки до точки крепления кабеля на основе подсчитанного контроллером количества пассивных передающих устройств.
19. Транспортная тележка по п. 18, в которой контроллер выполнен с возможностью замедления вращения кабельного барабана на основе полученного приблизительного расстояния до точки крепления кабеля.
20. Транспортная тележка по п. 18, в которой контроллер выполнен с возможностью замедления скорости транспортной тележки и замедления вращения кабельного барабана при приближении тележки к точке крепления кабеля.
21. Транспортная тележка по п. 17, в которой пассивные передающие устройства являются постоянными магнитами, и датчик является датчиком на эффекте Холла.
