本實(shí)用新型涉及用于采礦系統(tǒng)的輸送機(jī)，例如刮板輸送機(jī)(armored face conveyor,“AFC”)或梁式分段裝載機(jī)(beam stage loader,“BSL”)。

背景技術(shù)：

除了其他方面以外，長(zhǎng)壁采礦系統(tǒng)包括用于從物料被開采的區(qū)域運(yùn)送所開采的物料(例如，煤)到一個(gè)用于加工(例如，破碎，存儲(chǔ)等等)區(qū)域的輸送機(jī)，例如AFC或BSL。AFC包括例如周圍設(shè)置有鏈條的第一鏈輪和第二鏈輪。所述鏈條被一個(gè)或更多的驅(qū)動(dòng)裝置或馬達(dá)(例如，主門馬達(dá)、尾門馬達(dá)等)驅(qū)動(dòng)，而鏈條的圍繞鏈輪的運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致輸送機(jī)運(yùn)送所開采的物料。包括可延長(zhǎng)的返回端架(retrun end frame)的傳統(tǒng)的輸送機(jī)使用預(yù)張緊技術(shù)(Pre-tensioning techniques)以增加圍繞鏈輪的鏈條的張力以及避免松鏈(slack chain)或零張力情況。例如，預(yù)張緊技術(shù)包括使用液壓缸將第一鏈輪推離第二鏈輪。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

除了其他方面以外，本實(shí)用新型總體上提供了用于確定鏈條張力以及控制輸送機(jī)以通過(guò)液壓缸變更鏈輪位置以自動(dòng)控制鏈條張力的技術(shù)。本實(shí)用新型可以被用于例如輸送機(jī)，其中輸送機(jī)的第一端是固定的并且輸送機(jī)的第二端是可延長(zhǎng)的。對(duì)于這些輸送機(jī)，鏈條的張力沿著所述輸送機(jī)的長(zhǎng)度改變，并且零張力或松鏈情況應(yīng)該被避免以最大化輸送機(jī)的可靠性。就此，所述系統(tǒng)的一個(gè)結(jié)構(gòu)包括輸送機(jī)，該輸送機(jī)具有可延長(zhǎng)的返回端架、第一鏈輪、第二鏈輪、一個(gè)或多個(gè)液壓缸、一個(gè)或多個(gè)鏈條以及控制器。所述第一鏈條和第二鏈條中的至少一個(gè)包括驅(qū)動(dòng)裝置(例如，馬達(dá)或馬達(dá)控制器)。所述驅(qū)動(dòng)裝置轉(zhuǎn)動(dòng)連接的第一鏈輪或第二鏈輪以將開采的物料從一個(gè)地點(diǎn)運(yùn)送到另一個(gè)地點(diǎn)，所述控制器使用測(cè)定的鏈輪反作用力和計(jì)算的底鏈力來(lái)計(jì)算頂鏈力，所述頂鏈力與一個(gè)或多個(gè)鏈條的張力相關(guān)。被確定的頂鏈力被用于自動(dòng)控制所述一個(gè) 或多個(gè)液壓缸和鏈輪的位置。

在一個(gè)實(shí)施例中，本實(shí)用新型提供一種用于采礦系統(tǒng)的輸送機(jī)。所述輸送機(jī)包括第一鏈輪、第二鏈輪、鏈條、驅(qū)動(dòng)裝置、傳感器、測(cè)壓元件、液壓缸、以及控制器。所述第一鏈輪具有第一位置，以及第二鏈輪具有第二位置。所述第一位置與第二位置隔離一定距離。所述鏈條與所述第一鏈輪和第二鏈輪連接，以及所述鏈條具有頂鏈部分和底鏈部分。所述驅(qū)動(dòng)裝置聯(lián)接于所述第一鏈輪和第二鏈輪中的一個(gè)并且用于驅(qū)動(dòng)所述第一鏈輪和第二鏈輪中的一個(gè)。所述傳感器用于生成與驅(qū)動(dòng)裝置的特征相關(guān)的第一信號(hào)。所述測(cè)壓元件用于生成與所述第一鏈輪和第二鏈輪中的一個(gè)的反作用力相關(guān)的第二信號(hào)。所述控制器包括處理單元和存儲(chǔ)器。所述控制器用于接收來(lái)自于所述傳感器的第一信號(hào)、接收來(lái)自于測(cè)壓元件的第二信號(hào)、基于所述第二信號(hào)和第二信號(hào)計(jì)算頂鏈部分的張力、以及基于確定的頂鏈部分的張力生成用于控制液壓缸位置的控制信號(hào)以控制在所述第一鏈輪和第二鏈輪之間的距離。

在另一實(shí)施例中，本實(shí)用新型提供一種控制輸送機(jī)鏈條張力的方法。所述輸送機(jī)鏈條具有頂鏈部分和底鏈部分。所述方法包括接收與驅(qū)動(dòng)裝置的特征相關(guān)的第一信號(hào)、以及接收與鏈輪的反作用力相關(guān)的第二信號(hào)。所述驅(qū)動(dòng)裝置用于驅(qū)動(dòng)所述鏈輪。所述方法還包括利用處理器基于所述第一信號(hào)和第二信號(hào)計(jì)算輸送機(jī)鏈條的頂鏈部分的張力、以及基于計(jì)算的頂鏈部分的張力生成用于控制液壓缸的位置的控制信號(hào)。

在另一實(shí)施例中，本實(shí)用新型提供一種用于采礦系統(tǒng)的輸送機(jī)。所述輸送機(jī)包括鏈輪、鏈條、驅(qū)動(dòng)裝置、液壓缸、以及控制器。所述鏈條連接于鏈輪并且具有頂鏈部分和底鏈部分。所述驅(qū)動(dòng)裝置聯(lián)接于所述鏈輪并且用于驅(qū)動(dòng)所述鏈輪。所述控制器包括處理單元和存儲(chǔ)器。所述控制器用于接收與驅(qū)動(dòng)裝置的特征相關(guān)的第一信號(hào)、接收與所述鏈輪的反作用力相關(guān)的第二信號(hào)、基于所述第一信號(hào)和第二信號(hào)計(jì)算所述頂鏈部分的張力、以及基于所述確定的頂鏈部分的張力生成用于控制液壓缸的位置的控制信號(hào)。

在本實(shí)用新型的任何實(shí)施例被詳細(xì)解釋之前，可以理解，本實(shí)用新型在其應(yīng)用方面不受限于在下文中描述的或在附圖中示出的組件的構(gòu)造或排列的細(xì)節(jié)。本實(shí)用新型可以具有其他實(shí)施例以及可以以各種方式來(lái)實(shí)踐或?qū)嵤?。并且，可以理解，在此文中使用的措辭和術(shù)語(yǔ)是出于描述的目的，不應(yīng)認(rèn)為是限制?！鞍ā薄ⅰ鞍被颉熬哂小币约八鼈?cè)诒疚闹械淖兓氖褂脤浜罅谐龅捻?xiàng)以及它們的等同和其他的項(xiàng)。除非有其他的規(guī)定和限制，否則，術(shù)語(yǔ)“安裝”、“連接”、“支撐”以及“聯(lián)接”和它們的變化 被廣義上使用并且包含直接和間接的安裝、連接、支撐和聯(lián)接。

此外，應(yīng)當(dāng)明白，本實(shí)用新型的實(shí)施例可包括硬件、軟件和電子部件或模塊，這些硬件、軟件和電子部件或模塊為了描述的目的而被示出或描述成好像這些零部件的大部分僅僅是以硬件的形式來(lái)實(shí)施。然而，本領(lǐng)域技術(shù)人員基于對(duì)本文的詳細(xì)描述的理解將明白，在至少一個(gè)實(shí)施例中，本實(shí)用新型的以電子為基礎(chǔ)的方面可通過(guò)以一個(gè)或多個(gè)比如微處理器和/或?qū)Ｓ眉呻娐?ASICs)的處理器單元來(lái)執(zhí)行的軟件(比如存儲(chǔ)在非易失的計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)中)來(lái)實(shí)施。因此，應(yīng)當(dāng)注意，多個(gè)基于硬件和軟件的設(shè)備以及多個(gè)不同結(jié)構(gòu)的部件可用來(lái)實(shí)施本實(shí)用新型。例如，在說(shuō)明書中所描述的“服務(wù)器”和“計(jì)算設(shè)備”可包括一個(gè)或多個(gè)處理單元、一個(gè)或多個(gè)計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)模塊、一個(gè)或多個(gè)輸入/輸出界面和連接所述部件的不同連接裝置(比如系統(tǒng)總線)。

本實(shí)用新型的獨(dú)立的方面通過(guò)考慮具體實(shí)施方式和附圖將會(huì)變得清楚。

附圖說(shuō)明

圖1示出鏈?zhǔn)捷斔蜋C(jī)的端架；

圖2示出基于本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例的用于鏈?zhǔn)捷斔蜋C(jī)的控制器；

圖3A、3B以及3C是概括性的輸送機(jī)和輸送機(jī)的“危險(xiǎn)區(qū)域”的示意圖；

圖4示出用于輸送機(jī)的鏈輪和鏈條從鏈輪伸出的角度；

圖5是示出鏈輪反作用力和鏈條力的示意圖；

圖6是示出鏈輪反作用力和鏈條力的矢量和的示意圖；

圖7是用于控制鏈?zhǔn)捷斔蜋C(jī)的液壓缸的位置的流程圖。

具體實(shí)施方式

于此描述的本實(shí)用新型涉及鏈?zhǔn)捷斔蜋C(jī)系統(tǒng)和它的控制。所述鏈?zhǔn)捷斔蜋C(jī)系統(tǒng)包括例如刮板輸送機(jī)(“AFC”)、梁式分段裝載機(jī)(“BSL”)或其他輸送機(jī)或采礦輸送機(jī)。為了描述的目的，于此針對(duì)包括AFC的實(shí)施例來(lái)描述本實(shí)用新型。AFC包括例如返回端架、第一鏈輪、第二鏈輪、鏈條、一個(gè)或多個(gè)驅(qū)動(dòng)裝置或馬達(dá)(例如，尾門馬達(dá)、主門馬達(dá)等)、一個(gè)或者多個(gè)液壓缸、以及控制器。所述控制器配置為接收與所述一個(gè)或多個(gè)馬達(dá)的特征(例如，馬達(dá)扭矩)以及鏈輪反作用力(例如，來(lái)自于 測(cè)壓元件)相關(guān)的信號(hào)?；诮邮盏男盘?hào)，所述控制器用于確定鏈條頂部部分的張力?；阪湕l頂部部分的張力，控制器確定返回端架的一個(gè)或多個(gè)期望的伸長(zhǎng)、所述一個(gè)或多個(gè)液壓缸的期望位置、所述第一鏈輪的期望的位置、所述第二鏈輪的期望位置。例如，在控制器已經(jīng)確定一個(gè)或多個(gè)液壓缸的期望位置之后，所述控制器控制所述一個(gè)或多個(gè)液壓缸至所述期望位置以重新定位第一鏈輪。

圖1示出AFC100的包括返回端架105的部分。除了其他方面以外，所述返回端架105包括固定框部分、可延伸框部分、以及一個(gè)或多個(gè)液壓缸。所述返回端架105是采礦系統(tǒng)的還包括例如剪切機(jī)的部分。在一些構(gòu)造中，利用配置為測(cè)定所述可延伸框部分在其整個(gè)活動(dòng)范圍內(nèi)的位置的線性位移傳感器來(lái)確定可延伸框部分的位置?？裳由炜虿糠值奈恢每梢员徽{(diào)節(jié)(例如，增加或減少)以相應(yīng)地控制所述一個(gè)或多個(gè)液壓缸、第一鏈輪、第二鏈輪等的位置。

圖2示出與AFC110連接的控制器200。所述控制器200被連接或聯(lián)接于AFC100的各種附加的模塊或組件，例如用戶界面模塊205、一個(gè)或多個(gè)指示器210、電源模塊215、一個(gè)或多個(gè)傳感器220、一個(gè)或多個(gè)液壓缸225、驅(qū)動(dòng)裝置或馬達(dá)參數(shù)模塊230、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)或數(shù)據(jù)庫(kù)235、第一驅(qū)動(dòng)裝置和傳動(dòng)裝置240(例如，與主門連接)、以及第二驅(qū)動(dòng)裝置和傳動(dòng)裝置245(例如，與尾門連接)。在一些實(shí)施例中，所述第一驅(qū)動(dòng)裝置和傳動(dòng)裝置240包括第一馬達(dá)和第一馬達(dá)傳動(dòng)裝置，所述第二驅(qū)動(dòng)裝置和傳動(dòng)裝置245包括第二馬達(dá)和第二馬達(dá)傳動(dòng)裝置。在一些實(shí)施例中，每一個(gè)第一馬達(dá)和第一馬達(dá)傳動(dòng)裝置240以及第二馬達(dá)和第二馬達(dá)傳動(dòng)裝置245包括開關(guān)設(shè)備組件。于此描述的本實(shí)用新型的實(shí)施例將針對(duì)作為馬達(dá)和馬達(dá)傳動(dòng)裝置的驅(qū)動(dòng)裝置和傳動(dòng)裝置來(lái)描述。所述一個(gè)或多個(gè)傳感器220例如是AFC100內(nèi)的功率傳感器，其用于測(cè)定或感測(cè)電學(xué)特征(例如，電流、電壓、功率因子、扭矩、速率、輸入功率、輸出功率等)，或者是測(cè)壓元件等。所述控制器200包括硬件和軟件的組合，除了其他方面以外，其用于控制AFC100的操作、控制所述一個(gè)或多個(gè)液壓缸225的位置、激活所述一個(gè)或多個(gè)指示器210(例如，液晶顯示器[“LED”])、監(jiān)控AFC100的操作等。除了其他方面以外，一個(gè)或多個(gè)傳感器220包括鎖上荷載銷釘應(yīng)變儀(loadpin strain gauge)、一個(gè)或多個(gè)測(cè)壓元件、一個(gè)或多個(gè)轉(zhuǎn)速計(jì)等。

在一些實(shí)施例中，所述控制器200包括向控制器200和/AFC100內(nèi)的元件和模塊提供電力、操作控制、以及保護(hù)的多個(gè)電氣和電子元件。例如，除了其他方面以外，所述控制器200包括處理單元250(例如，微處理器、微控制器、或其他合適的可編 程器件)、存儲(chǔ)器255、輸入單元260、以及輸出單元265。除了其他方面以外，所述處理單元250包括控制單元270、算術(shù)邏輯單元(“ALU”)275、以及多個(gè)寄存器280(在圖2中示出，并利用例如改進(jìn)的哈佛結(jié)構(gòu)(modified Harvard architecture)、馮諾依曼結(jié)構(gòu)等已知的計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)施。處理單元250、存儲(chǔ)器255、輸入單元260、輸出單元265以及被連接到控制器200的各個(gè)模塊通過(guò)一條或多條控制和/或數(shù)據(jù)總線(例如公用總線285)來(lái)連接。為了示例的目的，控制和/或數(shù)據(jù)總線在圖2中概括性地示出。鑒于本文所描述的實(shí)用新型，使用一條或多條控制和/或數(shù)據(jù)總線來(lái)實(shí)現(xiàn)各個(gè)模塊和部件之間的互相連接和相互通訊對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言是已知的。在一些實(shí)施例中，控制器200部分或完全地在半導(dǎo)體芯片上實(shí)施，該半導(dǎo)體芯片是現(xiàn)場(chǎng)可編程陣列半導(dǎo)體(“FPGA”)、專用集成電路(“ASIC”)等。

存儲(chǔ)器255包括例如程序儲(chǔ)存區(qū)和數(shù)據(jù)儲(chǔ)存區(qū)。程序儲(chǔ)存區(qū)和數(shù)據(jù)儲(chǔ)存區(qū)可以包括不同類型的存儲(chǔ)器的組合，諸如只讀存儲(chǔ)器("ROM")、隨機(jī)存取存儲(chǔ)器("RAM")(例如動(dòng)態(tài)RAM["DRAM"]、同步DRAM["SDRAM"]等)、電可擦可編程只讀存儲(chǔ)器("EEPROM")、閃存、硬盤、SD卡或其它合適的磁性、光學(xué)、物理或電子存儲(chǔ)器裝置或其他數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。處理單元250被連接到存儲(chǔ)器255并執(zhí)行被存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器255的RAM(例如在執(zhí)行期間)、存儲(chǔ)器255的ROM(例如在基本永久基礎(chǔ)上)或諸如其它存儲(chǔ)器或磁盤的其它非暫時(shí)性計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)中的軟件指令。包括在AFC100的實(shí)施中的軟件可以被儲(chǔ)存在控制器200的存儲(chǔ)器255中。所述軟件包括例如固件、一個(gè)或多個(gè)應(yīng)用程序、程序數(shù)據(jù)、篩選程序、規(guī)則、一個(gè)或多個(gè)程序模塊以及其它可執(zhí)行指令。其中，控制器200被構(gòu)造成從存儲(chǔ)器取回并執(zhí)行涉及本文描述的控制流程和方法的指令。在其它結(jié)構(gòu)中，控制器200包括另外的、更少的或不同的部件。

所述驅(qū)動(dòng)裝置或驅(qū)動(dòng)參數(shù)模塊230被連接到或關(guān)聯(lián)到所述馬達(dá)和驅(qū)動(dòng)器240、245，其被聯(lián)接于所述第一鏈輪和/或第二鏈輪。所述參數(shù)模塊230被連接到或被包括于例如一個(gè)或多個(gè)開關(guān)設(shè)備。所述參數(shù)模塊230用于接收與一個(gè)或多個(gè)馬達(dá)240、245的參數(shù)(例如，電流、電壓、功率因子、扭矩、速率、輸入功率、輸出功率等)相關(guān)的信號(hào)。在一些實(shí)施例中，所述參數(shù)模塊230接收與馬達(dá)參數(shù)相關(guān)的信號(hào)。在其他的實(shí)施例中，所述參數(shù)模塊230包括或被連接于一個(gè)或多個(gè)用于感應(yīng)馬達(dá)參數(shù)的傳感器220。

所述馬達(dá)240、245被從控制器220或其他的連接的控制器接收到的控制信號(hào)控 制。所述馬達(dá)也被聯(lián)接于齒輪減速箱以減小馬達(dá)的旋轉(zhuǎn)速度至適合于所述鏈輪和輸送機(jī)的旋轉(zhuǎn)速度。在一些實(shí)施例中，所述控制器200用于利用傳感器220和一個(gè)或多個(gè)存儲(chǔ)的程序或模塊獨(dú)立地控制馬達(dá)和AFC。在其他的實(shí)施例中，所述控制器200用于基于人工輸入和自動(dòng)控制的組合控制馬達(dá)和AFC。所述一個(gè)或多個(gè)液壓缸225也接收來(lái)自于控制器200的控制信號(hào)，并且基于來(lái)自于控制器200的控制信號(hào)選擇性地伸長(zhǎng)所述返回端架(例如，改變所述一個(gè)或多個(gè)液壓缸、第一鏈輪、第二鏈輪等的位置)。所述控制器200也監(jiān)控所述馬達(dá)和一個(gè)或多個(gè)液壓缸225以確定相關(guān)的特征。例如，所述控制器200可以監(jiān)控或感應(yīng)所述一個(gè)或多個(gè)馬達(dá)的電學(xué)特征、所述一個(gè)或多個(gè)液壓缸225的位置(例如，一個(gè)或多個(gè)液壓缸的伸長(zhǎng))等。雖然單一的控制器被示例，在其他的結(jié)構(gòu)中，控制器200可以被分成多個(gè)控制器。例如，控制器200可以被分成綜合控制單元(“CCU”)、可編程控制單元(“PCU”)等。CCU可以被安裝于防爆外殼內(nèi)并且提供對(duì)輸送機(jī)系統(tǒng)的控制。PCU是本質(zhì)上安全系統(tǒng)，其可以與CCU配合，除了其他方面以外，以使得輸送機(jī)的運(yùn)行停止、抑制、啟動(dòng)(tripping)等。

所述用戶界面模塊205用來(lái)控制或監(jiān)視AFC或采礦系統(tǒng)。例如，用戶界面模塊205用于連接到控制器200，以控制輸送機(jī)的速度、一個(gè)或多個(gè)馬達(dá)的速度等。用戶界面模塊205包括用于實(shí)現(xiàn)對(duì)AFC進(jìn)行期望水平的控制和監(jiān)視所需的數(shù)字和模擬輸入或輸出裝置的組合。例如，用戶界面模塊205包括顯示器和輸入裝置，諸如觸摸屏顯示器、多個(gè)旋鈕、表盤、開關(guān)、按鈕等。顯示器例如是液晶顯示器("LCD")、發(fā)光二極管("LED")顯示器、有機(jī)LED("OLED")顯示器、電致發(fā)光顯示器("ELD")、表面?zhèn)鲗?dǎo)電子發(fā)射體顯示器("SED")、場(chǎng)致發(fā)射顯示器("FED")、薄膜晶體管("TFT")LCD等。在其他的結(jié)構(gòu)中，顯示器是超級(jí)主動(dòng)矩陣OLED(“AMOLED”)顯示器。用戶界面模塊205還能夠被構(gòu)造成實(shí)時(shí)或大致實(shí)時(shí)地顯示與AFC相連接的狀態(tài)或數(shù)據(jù)。例如，用戶界面模塊205被構(gòu)造成顯示所測(cè)定的AFC的電特征、AFC的狀況、鏈條張力、故障情況(例如，松鏈，零張力鏈條等)、在輸送機(jī)開采的物料的數(shù)量等。在一些實(shí)施例中，聯(lián)合控制用戶界面模塊205和一個(gè)或多個(gè)指示器210(例如LEDs等)，以提供AFC的狀態(tài)或狀況的視覺或聽覺指示。

用于采礦系統(tǒng)的輸送機(jī)300的概念圖在圖3A被示出。輸送機(jī)300包括第一鏈輪或主門鏈輪305、第二鏈輪或尾門鏈輪310、鏈條315、第一液壓缸320、第二液壓缸325、以及鏈條利害區(qū)域或“危險(xiǎn)區(qū)域”330。所述區(qū)域330示意性地示出在第二鏈輪310的上死點(diǎn)(top-dead-center，“TDC”)位置335和裝載位置340(例如，鏈條的頂 部處的物料被裝載到輸送機(jī)上的位置)之間的區(qū)域。所述區(qū)域330表示鏈條315的最可能遭受松鏈(例如低張力)情況的部分。在區(qū)域330的鏈條315的張力可以被確定并用于控制第一鏈輪305和第二鏈輪310的相對(duì)位置。通過(guò)控制第一液壓缸320和第二液壓缸325可以變更鏈輪的相對(duì)位置。圖3B和3C示出基于本實(shí)用新型實(shí)施例的包括連接于第一鏈輪305和第二鏈輪310兩者之中任一的一個(gè)液壓缸的輸送機(jī)。

在用于采礦應(yīng)用的AFC的實(shí)際實(shí)施例中，輸送機(jī)和鏈條沒有構(gòu)成如圖3A、3B和3C所示的鏈條的完全平行的頂部部分和底部部分。然而，例如，AFC的端架在接近鏈輪處是圓形的并且在使鏈條返回之前抬升鏈條至物料被裝載的高度或水平。端架的形狀由在采礦應(yīng)用中使用的鏈輪的尺寸決定。在一些實(shí)施例中，鏈輪直徑接近1米。由于鏈輪的尺寸，如圖4所示，鏈條以固定的角度從端架伸出。圖4示出AFC100的返回端架105的被拆開的版本400。圖4示出鏈輪405、軸承(或軸)410、測(cè)壓元件415、鏈條420底部部分以及鏈條425頂部部分。由于返回端架105的幾何結(jié)構(gòu)，鏈條425的頂部部分以第一角度θ₁從鏈輪405伸出。第一角度θ₁大體上是固定角度。

與圖4的端架400相關(guān)的力在圖5被示出。端架400的鏈輪反作用力430(例如，鏈輪軸承反作用力)作為具有大小和角度θ2的矢量被示出。由于端架400的幾何結(jié)構(gòu)基本上是固定的，反作用力的角度θ2也實(shí)質(zhì)上是固定的。這樣，僅僅反作用力的大小可以變化。于是反作用力矢量由反作用力的大小和反作用力的固定角度θ₂構(gòu)成。來(lái)自于鏈條435的底部部分的力作為具有大小和角度的矢量被示出。來(lái)自于鏈條435底部部分的力的角度實(shí)質(zhì)上平行于位于端架400參照系中的地面。這樣，鏈條435的底部部分的力矢量的角度實(shí)質(zhì)上為0。來(lái)自于鏈條440的頂部部分的力也作為具有大小和角度的矢量被示出。如之前示出的，鏈條從鏈輪405伸出的角度θ₁實(shí)質(zhì)上是固定的。

鏈輪反作用力430可以使用測(cè)壓元件415測(cè)定。因?yàn)槎思?00的幾何結(jié)構(gòu)是固定的，測(cè)壓元件可以相對(duì)于鏈輪405和軸承410放置，以致其基本上垂直于鏈輪反作用力430的角度。通過(guò)用這種方式實(shí)施測(cè)壓元件415，測(cè)壓元件415的輸出是鏈輪反作用力430的直接測(cè)定。在一些實(shí)施例中，測(cè)壓元件被不同實(shí)施方式實(shí)施并且控制器200計(jì)算來(lái)自于測(cè)壓元件415的輸出的鏈輪反作用力430(例如，測(cè)壓元件415沒有相對(duì)鏈輪反作用力430垂直放置)。

來(lái)自于鏈條435底部部分的力基于驅(qū)動(dòng)裝置或驅(qū)動(dòng)鏈輪的馬達(dá)的特征被確定。例 如，一個(gè)或多個(gè)傳感器可以被實(shí)施與驅(qū)動(dòng)鏈輪405的馬達(dá)內(nèi)或與其連接。傳感器用于為控制器200提供與驅(qū)動(dòng)裝置的特征(例如電壓、電流、速率、扭矩、功率等等)相關(guān)的信號(hào)。在一些實(shí)施例中，與馬達(dá)相關(guān)的扭矩或軸扭矩被直接測(cè)定。在一些實(shí)施例中，馬達(dá)的速率和和馬達(dá)的功率(例如，電壓乘以電流)被用于計(jì)算馬達(dá)的扭矩或軸扭矩。一旦馬達(dá)扭矩或軸扭矩已經(jīng)被確定，與鏈條435的底部部分相關(guān)的力可以被計(jì)算或確定。例如，鏈輪405具有固定和已知的直徑(例如，直徑大約1米)。使用鏈輪405的扭矩和已知的半徑(例如，半徑是直徑的一半)，例如，在鏈輪405的下死點(diǎn)(bottom-dead-center,“BDC”)位置的力可以被確定。這個(gè)被確定的力表示來(lái)自于鏈條435底部部分的力。

基于鏈輪反作用力430和來(lái)自于鏈條底部部分的力435可確定來(lái)自于鏈條頂部部分的力。如圖6所示，鏈輪反作用力和來(lái)自于鏈條435底部部分的力的矢量和提供了鏈條頂部部分的力矢量440。在來(lái)自于鏈條435頂部部分的力被計(jì)算或確定后，該力可以被用于控制液壓缸和輸送機(jī)鏈輪的相對(duì)位置。在一些實(shí)施例中，來(lái)自于鏈條435頂部部分的力被用于控制液壓缸和輸送機(jī)鏈輪的相對(duì)位置。在一些實(shí)施例中，來(lái)自于鏈條435頂部部分的力被用于確定在鏈條頂部部分的張力。然后在鏈條頂部部分的張力被用于控制液壓缸和輸送機(jī)鏈輪的相對(duì)位置。例如，基于被確定的在頂部鏈條部分的張力，控制器200可自動(dòng)控制一個(gè)或多個(gè)液壓缸的位置以控制兩個(gè)鏈輪之間的相對(duì)距離。

特別地，所述一個(gè)或多個(gè)液壓缸225被控制以增加或減少在第一鏈輪和第二鏈輪之間的距離以補(bǔ)償在鏈條的張力。通過(guò)自動(dòng)控制液壓缸225的位置，在AFC的操作的整個(gè)過(guò)程中鏈條的張力可以被連續(xù)地和自動(dòng)地調(diào)整或調(diào)解以在預(yù)期或期望的窗口(例如，減少損害或磨損AFC)之內(nèi)維持鏈條的張力。此外，在此描述地，自動(dòng)控制液壓缸225的位置允許控制器200實(shí)施各種機(jī)構(gòu)以改善AFC的操作。例如，當(dāng)液壓缸的位置被期望有調(diào)整但沒有調(diào)整被探測(cè)到等時(shí)，控制器200也可以在鏈條張力損失、液壓損失、液壓缸的位置意外改變的情況下，關(guān)閉AFC。

圖7是用于控制AFC的流程500。流程500開始于控制器200接收來(lái)自于一個(gè)或多個(gè)測(cè)壓元件的一個(gè)或多個(gè)信號(hào)(步驟505)。測(cè)壓元件相對(duì)第一鏈輪、第二鏈輪、或第一或第二鏈輪中的每一個(gè)被定位。例如，測(cè)壓元件相對(duì)于在鏈輪的軸承上的反作用力垂直地放置。因?yàn)殒湕l的頂部和底部部分以固定的入口和出口角度與鏈輪互相作用，反作用力的角度θ₂是固定的。因此，僅僅反作用力的大小發(fā)生改變。鏈輪 反作用力的矢量由反作用力的大小和反作用力的固定角度組成。在接收來(lái)自于單個(gè)或多個(gè)測(cè)壓元件的一個(gè)或多個(gè)信號(hào)后，控制器確定鏈輪反作用力的大小(步驟510)。

控制器200也接收來(lái)自于與輸送機(jī)的驅(qū)動(dòng)裝置相關(guān)的傳感器的信號(hào)。例如，驅(qū)動(dòng)裝置是馬達(dá)，并且來(lái)自于傳感器的信號(hào)是馬達(dá)的例如馬達(dá)電壓、馬達(dá)電流、馬達(dá)速率、馬達(dá)功率、馬達(dá)扭矩等特征?；诮邮盏膩?lái)自于傳感器的信號(hào)，控制器200確定驅(qū)動(dòng)裝置的特征(步驟520)。在一些實(shí)施例中，控制器接收來(lái)自于傳感器的多個(gè)信號(hào)，或來(lái)自于多個(gè)傳感器的信號(hào)(例如，指示馬達(dá)速率、馬達(dá)功率或馬達(dá)電流等)。例如，驅(qū)動(dòng)裝置的特征例如是扭矩或軸扭矩。在一些實(shí)施例中，軸扭矩基于馬達(dá)的旋轉(zhuǎn)速率和馬達(dá)的功率被計(jì)算。在其他的實(shí)施例中，軸扭矩可以基于馬達(dá)電流直接被測(cè)定或被確定。

然后控制器基于驅(qū)動(dòng)裝置的特征計(jì)算作用于鏈條底部部分的力(步驟525)。例如，鏈輪的直徑是固定的(例如，直徑大于1米)。利用確定的鏈輪軸扭矩和已知的鏈輪的直徑(以及半徑)，來(lái)自于鏈條底部部分的力可以被計(jì)算。例如，來(lái)自于鏈條底部部分的力實(shí)質(zhì)上平行于例如地面(例如，角度大致為0°)。來(lái)自于鏈條的底部部分的力的大小和它的角度組成鏈條底部部分的力矢量。

對(duì)應(yīng)于來(lái)自于鏈條底部部分的力的大小和角度的矢量以及對(duì)應(yīng)于鏈輪反作用力的矢量可以被求和(例如，矢量和)以計(jì)算來(lái)自于鏈條的頂部部分的力(步驟530)。來(lái)自于鏈條頂部部分的力是鏈條頂部部分的張力的結(jié)果?？刂破?00能使用在鏈條頂部部分的力和張力的關(guān)系以確定鏈條頂部部分的張力(步驟535)。例如，來(lái)自于頂部鏈條部分的力和在鏈條頂部部分的張力的關(guān)系可以被存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中(例如，存儲(chǔ)器255)。該關(guān)系可以被存儲(chǔ)為一個(gè)或多個(gè)函數(shù)、一個(gè)或多個(gè)查詢表(“LUTs”)、或一系列將力進(jìn)行對(duì)比的閾值。在一些實(shí)施例中，在來(lái)自于鏈條頂部部分的力已經(jīng)被確定后，牛頓物理(例如，力求和)可以被使用于確定鏈條頂部部分的張力。在其他實(shí)施例中，在鏈條頂部部分的張力從來(lái)自于鏈條頂部部分的力的大小被推斷出。

步驟535之后，控制器200使用被確定的在鏈條頂部部分的張力來(lái)控制輸送機(jī)的鏈輪的位置。通過(guò)控制與鏈輪相關(guān)的液壓缸的位置，鏈輪的位置被控制。如前所述，在一些實(shí)施例中，一個(gè)或多個(gè)鏈輪具有與其相關(guān)的液壓缸。線性轉(zhuǎn)換器可以被使用以確定液壓缸的位置(例如，在液壓缸內(nèi)活塞的位置)。如果，基于在鏈條頂部部分的張力，張力需要被增加或減少，液壓缸的位置可以被調(diào)整。通過(guò)調(diào)整液壓缸的位置，兩個(gè)輸送機(jī)鏈輪(例如，主門和尾門鏈輪)的相對(duì)位置可以被增加或減少(例如，在 鏈輪之間的距離可以被增加或減少)。隨著液壓缸被使用以控制鏈輪的相對(duì)位置，流程500回到步驟505以再一次確定在鏈條頂部部分的張力。在一些實(shí)施例中，在鏈條頂部部分的張力被連續(xù)地和遞增地調(diào)節(jié)以達(dá)到或維持期望的張力水平。例如，隨著輸送機(jī)的裝載位置的改變(例如，隨著采煤機(jī)沿煤面移動(dòng))，來(lái)自于裝置的在鏈條頂部部分的張力不斷地改變。連續(xù)地調(diào)節(jié)輸送機(jī)的鏈輪的相對(duì)位置允許控制器200補(bǔ)償在張力的這些常量的改變。

此外，以上描述的控制技術(shù)可以被應(yīng)用于AFC的預(yù)張緊(pre-tensioning)。在這些例子中，鏈輪的反作用力用靜態(tài)鏈來(lái)測(cè)定。來(lái)自于鏈條頂部部分的作用力與的真實(shí)的鏈條預(yù)張力相關(guān)。然后，在必要時(shí)，可調(diào)節(jié)預(yù)張力以達(dá)到期望的預(yù)張緊水平。

因此，除了其他方面，本實(shí)用新型整體上提供了基于鏈輪反作用力和被確定的鏈條張力控制采礦系統(tǒng)的操作的系統(tǒng)、方法、設(shè)備、以及可讀媒體計(jì)算機(jī)。