本申請(qǐng)涉及控制采礦系統(tǒng)內(nèi)的輸送機(jī)。

背景技術(shù)：

本發(fā)明涉及的輸送機(jī)例如為刮板輸送機(jī)(armored face conveyor,“AFC”)或梁式分段裝載機(jī)(beam stage loader,“BSL”)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

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(kāi)采的區(qū)域運(yùn)送所開(kāi)采的物料(例如，煤)到用于加工(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?chē)O(shè)置有鏈條的第一鏈輪和第二鏈輪。所述鏈條被一個(gè)或更多馬達(dá)(例如，主門(mén)馬達(dá)、尾門(mén)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(kāi)采的物料。包括可延長(zhǎng)的返回機(jī)尾架(return end frame)的傳統(tǒng)的輸送機(jī)使用預(yù)張緊技術(shù)(Pre-tensioning techniques)來(lái)增加圍繞鏈輪的鏈條張力以及避免松馳鏈(slack chain)或零張力情況(比如，鏈條在整個(gè)長(zhǎng)度上同等地張緊)。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。隨著輸送機(jī)裝載上所開(kāi)采的物料，輸送機(jī)的鏈條受到應(yīng)力和應(yīng)變，其將導(dǎo)致鏈條的某種程度的松弛。

傳統(tǒng)的張緊技術(shù)依賴于鏈張力的直接測(cè)量(例如利用荷載銷(xiāo))或者鏈張力的間接測(cè)量，鏈張力的間接測(cè)量例如使用驅(qū)動(dòng)裝置的馬達(dá)功率或其他特征來(lái)確定估算的鏈張力。由于傳感器損壞或者不精確，這些技術(shù)不可靠，并且實(shí)施它很昂貴。結(jié)果，對(duì)鏈條中的張力的控制也不可靠并且實(shí)施它也很昂貴。

本發(fā)明涉及一種改進(jìn)的技術(shù)，其用于相對(duì)第二鏈輪的位置控制第一鏈輪的位置，以控制輸送機(jī)中的多余鏈條量(比如松弛的鏈條)。本發(fā)明包括多種系統(tǒng)和方法，其用于確定采礦系統(tǒng)中的輸送機(jī)鏈條的或輸送機(jī)的一部分的多余鏈條量?？刂破魅缓蠡谒_定的多余鏈條量來(lái)調(diào)節(jié)(即，增加或減少)所述第一鏈輪和第二鏈輪之間的距離，以調(diào)節(jié)鏈條張力。所述多余鏈條量可以根據(jù)第一鏈輪的角位置和第二鏈輪的角位置之間的相對(duì)相位差來(lái)進(jìn)行確定。在多余鏈條量被確定后，第一鏈輪和第二鏈輪之間的距離被調(diào)節(jié)以收緊所述多余鏈條量。

在一個(gè)實(shí)施例中，本發(fā)明提供了一種用于采礦系統(tǒng)的輸送機(jī)。該輸送機(jī)包括：第一鏈輪；第二鏈輪；鏈條；驅(qū)動(dòng)裝置；第一傳感器；第二傳感器；和控制器。所述鏈條與所述第一鏈輪和第二鏈輪相關(guān)聯(lián)。所述驅(qū)動(dòng)裝置聯(lián)接至所述第一鏈輪或第二鏈輪并適于驅(qū)動(dòng)所述第一鏈輪或第二鏈輪。所述第一傳感器適于產(chǎn)生有關(guān)所述第一鏈輪的角位置的第一信號(hào)。所述第二傳感器適于產(chǎn)生有關(guān)所述第二鏈輪的角位置的第二信號(hào)。所述控制器包括處理器和存儲(chǔ)器并適于：從所述第一傳感器接收所述第一信號(hào)；基于所述第一信號(hào)，確定用于所述第一鏈輪的角位置的值；從所述第二傳感器接收所述第二信號(hào)；基于所述第二信號(hào)，確定用于所述第二鏈輪的角位置的值。所述控制器還適于：確定所述第一鏈輪的角位置與所述第二鏈輪的角位置之間的相對(duì)相位差；基于所述第一鏈輪的角位置與所述第二鏈輪的角位置之間的相對(duì)相位差，確定在所述輸送機(jī)中的多余鏈條量；和基于所述多余鏈條量，產(chǎn)生用于控制所述第一鏈輪和第二鏈輪之間的距離的控制信號(hào)。

在另一個(gè)實(shí)施例中，本發(fā)明提供了一種控制采礦機(jī)械的輸送機(jī)中的第一鏈輪和第二鏈輪之間的距離的方法。該方法包括：接收來(lái)自第一傳感器的、有關(guān)所述第一鏈輪的角位置的第一信號(hào)；基于所述第一信號(hào)，確定用于所述第一鏈輪的角位置的值；接收來(lái)自第二傳感器的、有關(guān)所述第二鏈輪的角位置的第二信號(hào)；基于所述第二信號(hào)，使用所述處理器確定用于所述第二鏈輪的角位置的值；確定所述第一鏈輪的角位置與所述第二鏈輪的角位置之間的相對(duì)相位差；基于所述第一鏈輪的角位置與所述第二鏈輪的角位置之間的相對(duì)相位差，確定在所述輸送機(jī)中的多余鏈條量；和基于所述多余鏈條量，產(chǎn)生用于控制所述第一鏈輪和第二鏈輪之間的距離的控制信號(hào)。

在詳細(xì)解釋本發(fā)明的任何實(shí)施例之前，應(yīng)當(dāng)理解，在本申請(qǐng)中，發(fā)明不限于在以下說(shuō)明書(shū)中所闡述或附圖中所顯示的組件的構(gòu)造和布局細(xì)節(jié)。本發(fā)明可以其他實(shí)施例和形式來(lái)實(shí)現(xiàn)，或者以各種不同的方式實(shí)施。另外，應(yīng)當(dāng)理解，本文中所用的詞組和術(shù)語(yǔ)用于說(shuō)明目的但不應(yīng)被視為是限定性的。在本文中，使用“包括”，“包含”或“具有”以及它們的各種變形意在包括下文列出的項(xiàng)目以及其他項(xiàng)目。除非另外說(shuō)明或限定，術(shù)語(yǔ)“安裝”，“連接”，“支撐”和“聯(lián)接”以及它們的變形概括地使用，并且包括直接和間接的安裝、連接、支撐和聯(lián)接。

另外，應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明的實(shí)施例可包括硬件、軟件以及電子組件或模塊，為討論之目的，將把這些硬件、軟件以及電子組件或模塊顯示和描述成好像大部分組件僅以硬件方式實(shí)施那樣。然而，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在閱讀了該詳細(xì)說(shuō)明以后應(yīng)當(dāng)意識(shí)到，在至少一個(gè)實(shí)施例中，本發(fā)明的基于電子的各方面可以用可由一個(gè)或多個(gè)處理單元執(zhí)行的軟件來(lái)實(shí)施(例如存儲(chǔ)在非易失計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)中)，所述處理單元例如為微處理器和/或?qū)Ｓ眉呻娐?“ASIC”)。為此，應(yīng)當(dāng)注意，多個(gè)基于硬件和軟件的裝置，以及多個(gè)不同的結(jié)構(gòu)布局可以用于實(shí)施本發(fā)明。例如，本說(shuō)明書(shū)中描述的“服務(wù)器”和“計(jì)算裝置”可以包括一個(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、以及各種連接各組件的連接器(例如，系統(tǒng)總線)。

本發(fā)明的各獨(dú)立方面通過(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示出了包括機(jī)尾架(end frame)的鏈?zhǔn)捷斔蜋C(jī)的一部分。

圖2示出了用于根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的鏈?zhǔn)捷斔蜋C(jī)的控制器。

圖3A、3B和3C為示出了一般化的輸送機(jī)和該輸送機(jī)的“危險(xiǎn)區(qū)域”的示意圖。

圖4-9示出了基于鏈輪相位而對(duì)輸送機(jī)中的多余鏈條量的控制。

圖10是用于基于鏈輪相位來(lái)控制輸送機(jī)中的多余鏈條量的流程。

具體實(shí)施方式

本申請(qǐng)描述的發(fā)明涉及采礦系統(tǒng)中對(duì)輸送機(jī)的控制。輸送機(jī)包括：例如刮板輸送機(jī)(“AFC”)或者梁式分段裝載機(jī)(“BSL”)。為了描述的目的，本申請(qǐng)中針對(duì)包括AFC的實(shí)施例來(lái)描述本發(fā)明。AFC包括第一鏈輪、第二鏈輪、鏈條、一個(gè)或多個(gè)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)(例如，馬達(dá))、一個(gè)或者多個(gè)液壓缸、以及控制器?？刂破骺梢员徊僮骰蛘吲渲贸桑夯诘谝绘溳喤c第二鏈輪的相對(duì)鏈輪相位，確定或計(jì)算輸送機(jī)內(nèi)的多余鏈條的量。可以相對(duì)于每個(gè)鏈輪的上死點(diǎn)(“TDC”)位置來(lái)確定第一鏈輪和第二鏈輪中的每一個(gè)的相位。利用每個(gè)鏈輪的、相對(duì)于TDC的相位角，可以確定第一鏈輪和第二鏈輪之間的相位差。相位的相對(duì)差被用于確定或計(jì)算鏈條底部的伸展?；谂c第一鏈輪相關(guān)聯(lián)的扭矩，以及位于第一鏈輪與輸送機(jī)的承載點(diǎn)之間的距離，可以確定或計(jì)算鏈條底部的伸展。輸送機(jī)內(nèi)的總的多余長(zhǎng)度被確定或計(jì)算成鏈條的頂部伸展與鏈條的底部伸展的總和?？刂破饕部梢员徊僮骰蛟O(shè)置成：基于確定的多余鏈條的量，自動(dòng)控制第一鏈輪和第二鏈輪的相對(duì)位置。

圖1示出了長(zhǎng)壁輸送機(jī)100的一部分。輸送機(jī)100包括：返回端105，在長(zhǎng)壁采礦系統(tǒng)的返回端105和卸料部分之間運(yùn)動(dòng)的傳送元件或鏈條110，以及鄰近返回端105的傳感器組件115。鏈條110被與卸料部分相連的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)所驅(qū)動(dòng)，比如被變速馬達(dá)驅(qū)動(dòng)。返回端105包括架體120、安裝于架體120上的鏈輪或卷繞軸125，以及至少一個(gè)液壓缸(圖中未示出)。架體120基于液壓缸的伸展和收縮而相對(duì)于卸料部分運(yùn)動(dòng)。鏈條110繞著卷繞軸125在卸料部分和返回端105之間以連續(xù)環(huán)形運(yùn)動(dòng)。該鏈條110包括多個(gè)安裝于鏈條110上的刮板構(gòu)件或刮板條130，該多個(gè)刮板構(gòu)件或刮板條130以第一距離在鏈條110的行程方向135上被間隔開(kāi)。

圖2示出與輸送機(jī)100連接的控制器200?？刂破?00被連接或聯(lián)接于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)機(jī)構(gòu)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)機(jī)構(gòu)和驅(qū)動(dòng)器240(例如，與主門(mén)連接)、以及第二驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和驅(qū)動(dòng)器245(例如，與尾門(mén)連接)。在一些實(shí)施例中，第一驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和驅(qū)動(dòng)器240包括第一馬達(dá)和第一馬達(dá)驅(qū)動(dòng)器，第二驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和驅(qū)動(dòng)器245包括第二馬達(dá)和第二馬達(dá)驅(qū)動(dòng)器。在一些實(shí)施例中，第一馬達(dá)和第一馬達(dá)驅(qū)動(dòng)器240以及第二馬達(dá)和第二馬達(dá)驅(qū)動(dòng)器245中的每一個(gè)均包括開(kāi)關(guān)設(shè)備組件。本申請(qǐng)中描述的本發(fā)明的實(shí)施例將針對(duì)作為馬達(dá)和馬達(dá)驅(qū)動(dòng)器的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和驅(qū)動(dòng)器來(lái)描述。一個(gè)或多個(gè)傳感器220包括：例如設(shè)置成測(cè)量或檢測(cè)第一鏈輪和/或第二鏈輪的特征(例如，鏈輪旋轉(zhuǎn)位置、鏈輪旋轉(zhuǎn)速度、鏈輪旋轉(zhuǎn)加速度等)的轉(zhuǎn)速計(jì)；設(shè)置成測(cè)量或檢測(cè)鏈條的特征(例如鏈條位置、鏈條速度、鏈條加速度等)的近距離傳感器；設(shè)置為測(cè)量或檢測(cè)電氣特征(比如，電流、電壓、功率因數(shù)、扭矩、速度、輸入功率、輸出功率等)的輸送機(jī)內(nèi)的功率傳感器；負(fù)荷傳感器等等?？刂破?00包括硬件和軟件的結(jié)合，并且除了其他方面之外，可以被編程、設(shè)置和/或操作成控制輸送機(jī)100的運(yùn)行，控制一個(gè)或多個(gè)液壓缸225的位置，激活一個(gè)或多個(gè)指示器210(例如液晶顯示器“LCD”)，監(jiān)測(cè)輸送機(jī)100的運(yùn)行等等。

在一些實(shí)施例中，控制器200包括向控制器200和/或輸送機(jī)100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，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，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中以一組寄存器的方式示出)，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的各種模塊通過(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。鑒于本文所描述的發(fā)明，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例如包括程序儲(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(pán)、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(pán)的其它非暫時(shí)性計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)中的軟件指令。包括在輸送機(jī)100的實(shí)施中的軟件和指令可以被儲(chǔ)存在控制器200的存儲(chǔ)器255中。軟件例如包括固件、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。

驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)或馬達(dá)參數(shù)模塊230被連接到或關(guān)聯(lián)到馬達(dá)和驅(qū)動(dòng)器240、245，馬達(dá)和驅(qū)動(dòng)器240、245被耦接于第一鏈輪和/或第二鏈輪。參數(shù)模塊230被設(shè)置成接收與一個(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，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，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。

馬達(dá)240、245被從控制器220接收到的控制信號(hào)所控制。馬達(dá)240、250也被耦接于齒輪減速箱或變速箱，以將馬達(dá)的旋轉(zhuǎn)速度降低至適合于鏈輪和輸送機(jī)100的旋轉(zhuǎn)速度。在一些實(shí)施例中，控制器200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)和輸送機(jī)100。在其他的實(shí)施例中，控制器200被設(shè)置成基于人工輸入和自動(dòng)控制的組合來(lái)控制馬達(dá)和輸送機(jī)100。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)選擇性地伸展或回縮返回端(例如，改變第一鏈輪、第二鏈輪等的位置)?？刂破?00也監(jiān)控馬達(dá)和一個(gè)或多個(gè)液壓缸225，以確定相關(guān)的特征。例如，控制器200可以監(jiān)控或感應(yīng)一個(gè)或多個(gè)馬達(dá)的電學(xué)特征、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。雖然只顯示了單個(gè)控制器，但是在其他的結(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，以用于停止、抑制、啟動(dòng)(tripping)輸送機(jī)100的運(yùn)行等。

用戶界面模塊205用來(lái)控制或監(jiān)視輸送機(jī)100或采礦系統(tǒng)。例如，用戶界面模塊205能夠可操作地耦接到控制器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)輸送機(jī)100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(pán)、開(kāi)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)地顯示與輸送機(jī)100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)定的輸送機(jī)100的電特征、輸送機(jī)100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(kāi)采的物料的數(shù)量等。在一些實(shí)施例中，可以對(duì)用戶界面模塊205和一個(gè)或多個(gè)指示器210(例如LED等)進(jìn)行聯(lián)合控制，以提供輸送機(jī)100的狀態(tài)或狀況的視覺(jué)指示。

如前所示，在一些實(shí)施例中，控制器200被設(shè)置成，通過(guò)自動(dòng)控制一個(gè)或多個(gè)液壓缸225的線性位置來(lái)控制鏈條內(nèi)的張力，從而減小輸送機(jī)100內(nèi)的多余鏈條的量?？刂破?00也被設(shè)置成接收來(lái)自一個(gè)或多個(gè)傳感器220的信號(hào)，其中一個(gè)或多個(gè)傳感器220與一個(gè)或多個(gè)馬達(dá)、一個(gè)或多個(gè)液壓缸225、一個(gè)或多個(gè)鏈條或者輸送機(jī)100的其它組件相聯(lián)系。來(lái)自傳感器220的信號(hào)例如與鏈輪旋轉(zhuǎn)位置、馬達(dá)扭矩、液壓缸位置等相關(guān)聯(lián)?？刂破?00于是處理并分析信號(hào)，以確定輸送機(jī)100內(nèi)的多余鏈條的量，如下所述。

在一些實(shí)施例中，控制器200確定輸送機(jī)100內(nèi)的多余鏈條的量，并且基于多余鏈條的量來(lái)控制一個(gè)或多個(gè)液壓缸225的位置?；谳斔蜋C(jī)內(nèi)確定的多余鏈條的量，一個(gè)或多個(gè)液壓缸225被控制用于增加或減小第一鏈輪和第二鏈輪之間的距離以解決多余鏈條的量。通過(guò)基于確定的多余鏈條的量來(lái)自動(dòng)控制一個(gè)或多個(gè)液壓缸225的位置，輸送機(jī)100內(nèi)的多余鏈條可以被減小或消除。

圖3A示出了用于采礦系統(tǒng)的輸送機(jī)300的一般視圖。輸送機(jī)300包括第一鏈輪或主門(mén)鏈輪305、第二鏈輪或尾門(mén)鏈輪310、鏈條315、第一液壓缸320、第二液壓缸325、以及監(jiān)測(cè)區(qū)域或“危險(xiǎn)區(qū)域”330。區(qū)域330示意性地被示出在第二鏈輪310的上死點(diǎn)(top-dead-center，“TDC”)335和裝載點(diǎn)340(例如，在鏈條頂部上的、物料被裝載到輸送機(jī)上的點(diǎn))之間的區(qū)域。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內(nèi)的多余或松動(dòng)的量可以被確定，并且被用于控制第一鏈輪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/或第二液壓缸325可以變更鏈輪的相對(duì)位置。圖3B和3C示出了基于本發(fā)明實(shí)施例的輸送機(jī)，該輸送機(jī)包括一個(gè)液壓缸，該液壓缸與第一鏈輪305或者第二鏈輪310中的一個(gè)連接。

圖4-9示出了對(duì)第一鏈輪305和第二鏈輪310的相對(duì)位置的控制。如圖3A在上面描述的那樣，圖4-9中示出的輸送機(jī)300包括第一液壓缸320和第二液壓缸325。在一些實(shí)施例中，如圖3B和3C在上面描述的那樣，輸送機(jī)300只包括第一液壓缸320和第二液壓缸325中的一個(gè)。除了上面對(duì)輸送機(jī)300的描述之外，在圖4-9中示出的輸送機(jī)300還包括由第一或主門(mén)鏈輪305向鏈條315施加的力的指示345、由第二或尾門(mén)鏈條310向鏈條315施加的力的指示350，以及鏈條315上裝載材料的長(zhǎng)度355(例如，從裝載點(diǎn)340到主門(mén)鏈輪305)。在示出的實(shí)施例中，第一鏈輪305和第二鏈輪310以逆時(shí)針的方式旋轉(zhuǎn)。圖4示出了未裝載情況下的輸送機(jī)300，此時(shí)沒(méi)有材料被裝載在鏈條315上。

圖5示出了在鏈條315的裝載點(diǎn)340上裝載材料之后的輸送機(jī)300。在鏈條315上裝載材料的結(jié)果是：第一鏈輪305的旋轉(zhuǎn)會(huì)遭受更大的抵抗。對(duì)第一鏈輪305的旋轉(zhuǎn)的抵抗會(huì)使得第一鏈輪305的旋轉(zhuǎn)速度略低于第二鏈輪310。該速度差異的結(jié)果在于：對(duì)于給定的時(shí)間段，第二鏈輪310相對(duì)于第一鏈輪305而言，會(huì)旋轉(zhuǎn)通過(guò)更大的角距離。在第一鏈輪305和第二鏈輪310之間的角度旋轉(zhuǎn)的量的差異，對(duì)應(yīng)于第一鏈輪305和第二鏈輪310之間的相對(duì)角度相位Φ的差異。相對(duì)角度相位Φ的差異會(huì)導(dǎo)致圖6中示出的在區(qū)域330中呈現(xiàn)的多余鏈條360。

如下所述，控制器200可以檢測(cè)多余鏈條360。在控制器200已經(jīng)檢測(cè)到多余鏈條360并且已經(jīng)確定存在多少多余鏈條之后，控制器200會(huì)生成控制信號(hào)來(lái)控制第一液壓缸320和第二液壓缸325中的一個(gè)或全部，從而修改(例如，增加)第一鏈輪305和第二鏈輪310之間的距離。修改第一鏈輪305和第二鏈輪310之間的距離拉緊了多余鏈條360，如圖7中示出的那樣。同樣如圖7所示，第一鏈輪305和第二鏈輪310之間的相對(duì)相位差Φ也被消除了。在一些實(shí)施例中，修改第一鏈輪305和第二鏈輪310之間的距離具有自動(dòng)移除相位差Φ的功能(即，機(jī)械校正使得相位差大約歸零)。在其它實(shí)施例中，修改第一鏈輪305和第二鏈輪310之間的距離不會(huì)機(jī)械地校正相位差。不如說(shuō)，在第一鏈輪和第二鏈輪之間的距離被修改從而拉緊多余鏈條360之后，第二鏈條310的TDC被重新限定在其當(dāng)前位置。因此，第一鏈輪305和第二鏈輪310彼此之間再一次同相位?？刂破?00繼續(xù)確定是否還需要修改第一鏈輪305和第二鏈輪310之間的距離。

在上面有關(guān)圖6和7所述的相位校正之后，當(dāng)輸送機(jī)300裝載變少或者沒(méi)有裝載時(shí)，第一鏈輪305和第二鏈輪310之間可能會(huì)再次出現(xiàn)相位差。然而在這種情況下，相位差的方向會(huì)與當(dāng)輸送機(jī)從未裝載情況變?yōu)檠b載情況時(shí)相反。圖8中示出了該相位差為相位差-Φ?？梢酝ㄟ^(guò)與上面有關(guān)圖6和7描述的內(nèi)容相似的方法完成相位差-Φ的校正。在確定多余鏈條的量之后(例如，對(duì)應(yīng)于鏈條315中過(guò)大的張力，多余鏈條的量可以是負(fù)值)，可以修改(例如，減小)第一鏈輪305和第二鏈輪310之間的距離。修改第一鏈輪305和第二鏈輪310之間的距離減小了鏈條315的張力并且消除了第一鏈輪305和第二鏈輪310之間的相對(duì)相位差-Φ，如圖9所示。在一些實(shí)施例中，修改第一鏈輪305和第二鏈輪310之間的距離具有自動(dòng)移除相位差-φ的功能(即，機(jī)械校正使得相位差大約歸零)。在其它實(shí)施例中，修改第一鏈輪305和第二鏈輪310之間的距離不會(huì)機(jī)械地校正相位差。不如說(shuō)，在第一鏈輪和第二鏈輪之間的距離被修改之后，第二鏈條310的TDC被重新限定在其當(dāng)前位置。因此，第一鏈輪305和第二鏈輪310彼此之間再一次同相位?？刂破?00繼續(xù)確定是否還需要修改第一鏈輪305和第二鏈輪310之間的距離。

圖10提供了流程400，流程400用于計(jì)算或確定輸送機(jī)100中的多余鏈條的量，以及相應(yīng)地控制兩個(gè)鏈輪之間的距離。在此描述的有關(guān)流程400的各種步驟能夠被同時(shí)地、并行地執(zhí)行，或者其被執(zhí)行的順序與示出的執(zhí)行連續(xù)方式不同。執(zhí)行流程400的步驟可以比示出的實(shí)施例中顯示的步驟更少。

流程400開(kāi)始于確定第一或主門(mén)鏈輪305和第二或尾門(mén)鏈輪310的相位(步驟405)?？梢允褂棉D(zhuǎn)速計(jì)來(lái)確定第一鏈輪305或第二鏈輪310的相位或角度位置。轉(zhuǎn)速計(jì)向控制器200提供信號(hào)，該信號(hào)有關(guān)鏈輪已經(jīng)轉(zhuǎn)過(guò)的角距。可以相對(duì)于每個(gè)鏈輪的TDC來(lái)測(cè)量角距。可以用弧度、角度來(lái)確定角距，或者角距可以被轉(zhuǎn)變成米(例如，旋轉(zhuǎn)的弧長(zhǎng))。在確定了相對(duì)于TDC的每個(gè)鏈輪的相位之后，可以通過(guò)控制器200確定或計(jì)算第一鏈輪305和第二鏈輪310之間的相對(duì)相位差(步驟410)。例如可以通過(guò)用第一鏈輪305的相位減去第二鏈輪310的相位來(lái)確定第一鏈輪305和第二鏈輪310之間的相對(duì)相位差。在確定第一鏈輪305和第二鏈輪310之間的相對(duì)相位差之后，控制器200就確定或計(jì)算鏈條315的底部的伸展(步驟415)。使用等式1可以確定或計(jì)算鏈條315的底部的伸展：

其中Eb是鏈條315的底部的伸展，Δ_sa是第二鏈輪310的相位相對(duì)于第一鏈輪305的相位的相對(duì)差，而D_s是第一鏈輪305和第二鏈輪310的鏈條節(jié)圓直徑。本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以理解鏈條節(jié)圓直徑，并且根據(jù)等式2可以確定鏈條節(jié)圓直徑：

其中N是第一鏈輪305或第二鏈輪310上的齒的數(shù)量，Dw是纜線的直徑，其中鏈條315的水平鏈節(jié)由該纜線制造而成，Pitch是鏈條315內(nèi)一對(duì)相鄰鏈節(jié)之間的距離或間隔(即，一個(gè)鏈條節(jié)距是一個(gè)水平鏈節(jié)的內(nèi)側(cè)端和與其配對(duì)的垂直鏈節(jié)的相對(duì)外側(cè)端之間的距離)。

在確定鏈條底部的伸展之后，確定第二或尾門(mén)鏈輪310的扭矩輸入(步驟420)。可以使用已知的技術(shù)并基于扭矩傳感器、電流傳感器、功率換能器等，通過(guò)控制器200確定或計(jì)算第二鏈輪310的扭矩輸入T_tg。步驟420之后，確定第一鏈輪305和第二鏈輪310之間的距離L_s。除了液壓油缸的從液壓缸320和/或液壓缸325伸展出來(lái)的線性量之外，距離L_s還對(duì)應(yīng)于第一鏈輪305和第二鏈輪310之間的架體近距離。使用第二鏈輪的輸入扭矩T_tg、距離L_s、鏈條底部的伸展E_b，可以用下面顯示的等式3來(lái)計(jì)算鏈條的狀態(tài)C_c(步驟430)：

步驟430之后，確定第一或主門(mén)鏈輪305的扭矩輸入(步驟435)。通過(guò)控制器200可以確定或計(jì)算第一鏈輪305的扭矩輸入，如下的等式4所示：

其中T_i是來(lái)自馬達(dá)驅(qū)動(dòng)器的用于第一鏈輪305的扭矩輸入，F(xiàn)_bc是在第一鏈輪305上的底部鏈條的力，而D_s是來(lái)自等式2的鏈條節(jié)圓直徑(假設(shè)第一鏈輪305和第二鏈輪310的鏈條節(jié)圓直徑相同，并且不需要確定新的鏈條節(jié)圓直徑)。在第一鏈輪305上的底部鏈條的力F_bc被確定或計(jì)算成在第二鏈輪310上的力減去摩擦力的損耗(步驟440)?？梢允褂脤?duì)第二鏈輪的輸入扭矩T_tg和鏈輪310的直徑來(lái)確定或計(jì)算在第二鏈輪310上的力。摩擦損失來(lái)源于鏈條314的相互作用，也就是底部鏈條部分和輸送機(jī)300的刮板條以及輸送機(jī)300底盤(pán)的底部滾道之間的摩擦。在一些實(shí)施例中，摩擦損失近似恒定，并且可以在輸送機(jī)300的設(shè)計(jì)期間被確定。

使用等式4確定或計(jì)算對(duì)第一鏈輪305的扭矩輸入之后，可以計(jì)算或確定鏈條頂部的伸展E_t，如下等式5所示(步驟445)：

其中T_mg是對(duì)第一鏈輪305的扭矩輸入，C_c是鏈條的狀態(tài)(參考等式3)，而L_l是第一鏈輪305和裝載點(diǎn)340之間的距離。例如可以基于輸送機(jī)的蛇裝位置(snake loading position)和采礦系統(tǒng)的剪切機(jī)的位置，通過(guò)控制器200確定或計(jì)算第一鏈輪305和裝載點(diǎn)340之間的距離L_l。使用等式5的序列可以計(jì)算第一鏈輪305和裝載點(diǎn)340之間的距離，L_l的單位是米。如等式5所示，從M＝1加到M＝L_l的指出的函數(shù)被用于確定鏈條頂部的伸展E_t。裝載點(diǎn)340顯示在圖4-9中的相同位置。然而，在正常操作過(guò)程中，隨著剪切機(jī)沿著采礦面移動(dòng)并且輸送機(jī)300被蛇形裝載，輸送機(jī)300的裝載點(diǎn)340會(huì)持續(xù)變化?？梢载灤┘羟袡C(jī)的一個(gè)操作周期來(lái)執(zhí)行流程400，以用于裝載點(diǎn)340的多個(gè)位置(例如，裝載點(diǎn)340的每一米的移動(dòng)均執(zhí)行流程400)。

步驟445之后，確定或計(jì)算在第二鏈輪310上的鏈條的總的多余長(zhǎng)度L_tg，即為鏈條底部伸展E_b和鏈條頂部伸展E_t的和，如下等式6所示(步驟450)：

L_tg＝E_b+E_t 等式6

在步驟450確定鏈條的總的多余長(zhǎng)度L_tg之后，控制器200控制液壓缸320和/或325的線性位置，以修改第一鏈輪305和第二鏈輪310的相對(duì)位置(步驟455)(例如，增加第一鏈輪305和第二鏈輪310之間的距離)。修改或調(diào)整第一鏈輪305和第二鏈輪310之間的距離拉緊了多余鏈條L_tg，從而移除了上面有關(guān)圖6描述的松動(dòng)鏈條360。相同的流程400可以被用于彼此拉近第一鏈輪305和第二鏈輪310(例如，從輸送機(jī)100移除裝載之后，并且鏈條張力可以被減小)。

因此，除了其它方面，本發(fā)明大致提供的系統(tǒng)和方法可以用于確定輸送機(jī)中多余鏈條的量，并且基于相對(duì)的鏈輪相位角相應(yīng)地控制第一鏈輪和第二鏈輪之間的距離。本發(fā)明的各種特征和優(yōu)點(diǎn)將在權(quán)利要求書(shū)中闡明。