為車輛提供電力的系統(tǒng)及用于車輛的電力結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)換器件的制作方法
【專利摘要】一種為車輛提供電力的系統(tǒng)及用于車輛的電力結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)換器件，其中，轉(zhuǎn)換器件包括第一軌道部分，所述第一軌道部分包括多個(gè)第一電導(dǎo)體，所述多個(gè)第一電導(dǎo)體中的每一個(gè)包括第一端；第二軌道部分，所述第二軌道部分包括多個(gè)第二電導(dǎo)體，所述多個(gè)第二電導(dǎo)體中的每一個(gè)包括第二端；驅(qū)動(dòng)器，所述驅(qū)動(dòng)器用于相對(duì)所述第一軌道部分移動(dòng)所述第二軌道部分以在所述第一軌道部分和所述第二軌道部分之間選擇性地形成連續(xù)路徑；以及多個(gè)連接器，所述多個(gè)連接器中的每一個(gè)配置在所述第一電導(dǎo)體的第一端和所述第二電導(dǎo)體的第二端的至少一個(gè)上，所述多個(gè)連接器中的每一個(gè)均是非導(dǎo)電的從而所述多個(gè)連接器在所述第一電導(dǎo)體和第二電導(dǎo)體之間形成盲區(qū)。
【專利說明】
為車輛提供電力的系統(tǒng)及用于車輛的電力結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)換器件
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及一種可移動(dòng)電動(dòng)機(jī)械，具體而言，涉及一種為車輛提供電力的系統(tǒng)及用于車輛的電力結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)換器件。
【背景技術(shù)】
[0002]用于地表采礦和地下“硬質(zhì)巖石”采礦的重型采掘機(jī)通常由柴油機(jī)驅(qū)動(dòng)。長期以來，存在降低與在封閉的地面和地下采礦應(yīng)用中操作該柴油機(jī)相關(guān)的健康風(fēng)險(xiǎn)的需要。具體地，柴油機(jī)釋放有害人體的微粒物質(zhì)，產(chǎn)生高噪音水平，以及顯著增加地下礦山的“熱負(fù)荷”。此外，高額的柴油燃料成本和柴油機(jī)維護(hù)費(fèi)用是額外的缺點(diǎn)。
[0003]常規(guī)的架空電網(wǎng)供電系統(tǒng)，比如軌道運(yùn)輸系統(tǒng)，使用在架空電線上滑動(dòng)的受電弓(pantograph)。這些系統(tǒng)需要使用基于軌道的引導(dǎo)以保持可移動(dòng)機(jī)械(機(jī)車)與架空電線(導(dǎo)體)在可允許程度范圍內(nèi)接近。受電弓系統(tǒng)已經(jīng)被嘗試用于拖運(yùn)卡車，但是這種受電弓系統(tǒng)不包括用于轉(zhuǎn)換沿公路或鐵路運(yùn)行的方向的任何“轉(zhuǎn)換”裝置，而是要降下受電弓，返回柴油動(dòng)力以完成換向，然后重新接入受電弓以回到架空電力。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，提供一種為車輛提供電力的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括:第一軌道，所述第一軌道包括用于輸送具有第一相配置的電流的第一傳導(dǎo)部分，所述第一傳導(dǎo)部分與電源電連通，所述第一傳導(dǎo)部分包括第一端;第二軌道，所述第二軌道包括用于輸送具有第二相配置的電流的第二傳導(dǎo)部分，所述第二相配置不同于所述第一相配置，所述第二傳導(dǎo)部分包括第二端，所述第二端與所述第一端相關(guān)聯(lián)且鄰近于所述第一端;可依次沿所述第一軌道和第二軌道移動(dòng)的觸輪，所述觸輪包括接觸部，當(dāng)所述觸輪沿所述第一軌道移動(dòng)時(shí)所述接觸部與所述第一傳導(dǎo)部分電連通，當(dāng)所述觸輪沿所述第二軌道移動(dòng)時(shí)所述接觸部與所述第二傳導(dǎo)部分電連通，所述接觸部設(shè)置為當(dāng)所述接觸部與所述第一傳導(dǎo)部分電連通時(shí)能接收具有所述第一相配置的電流；以及位于所述第一傳導(dǎo)部分和第二傳導(dǎo)部分之間的連接器，其中當(dāng)所述觸輪的接觸部嚙合所述連接器時(shí)，所述接觸部設(shè)置為當(dāng)所述接觸部與所述第二傳導(dǎo)部分電連通時(shí)能接收具有所述第二相配置的電流。
[0005]可選的，所述第二軌道通過轉(zhuǎn)換器件可移開地聯(lián)接至所述第一軌道。
[0006]可選的，還包括由所述轉(zhuǎn)換器件支持的第三軌道，所述第三軌道包括第三傳導(dǎo)部分，其中所述第一軌道選擇性地聯(lián)接至所述第三軌道。
[0007]可選的，所述連接器由非導(dǎo)電材料構(gòu)成。
[0008]可選的，所述連接器固定在所述第一傳導(dǎo)部分的一端上。
[0009]可選的，當(dāng)所述觸輪的接觸部嚙合所述連接器時(shí)，所述接觸部被重置以使得所述接觸部設(shè)置為當(dāng)所述接觸部隨后嚙合所述第二傳導(dǎo)部分時(shí)能接收來自所述第二傳導(dǎo)部分的電流。
[0010]可選的，所述第一傳導(dǎo)部分包括第一導(dǎo)體、第二導(dǎo)體、以及第三導(dǎo)體，所述第一導(dǎo)體輸送具有第一相的電流，所述第二導(dǎo)體輸送具有第二相的電流，所述第三導(dǎo)體輸送具有第三相的電流，其中，所述觸輪包括嚙合于所述第一導(dǎo)體的第一接觸部、嚙合于所述第二導(dǎo)體的第二接觸部、以及嚙合于所述第三導(dǎo)體的第三接觸部，其中，所述第二傳導(dǎo)部分包括第一導(dǎo)體、第二導(dǎo)體、以及第三導(dǎo)體。
[0011]可選的，所述連接器包括第一構(gòu)件、第二構(gòu)件以及第三構(gòu)件，所述第一構(gòu)件位于所述第一傳導(dǎo)部分的第一導(dǎo)體和所述第二傳導(dǎo)部分的第一導(dǎo)體之間，所述第二構(gòu)件位于所述第一傳導(dǎo)部分的第二導(dǎo)體和所述第二傳導(dǎo)部分的第二導(dǎo)體之間，第三構(gòu)件位于所述第一傳導(dǎo)部分的第三導(dǎo)體和所述第二傳導(dǎo)部分的第三導(dǎo)體之間。
[0012]根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，提供一種用于車輛的電力結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)換器件，所述轉(zhuǎn)換器件包括:第一軌道部分，所述第一軌道部分包括多個(gè)第一電導(dǎo)體，所述多個(gè)第一電導(dǎo)體中的每一個(gè)包括第一端;第二軌道部分，所述第二軌道部分包括多個(gè)第二電導(dǎo)體，所述多個(gè)第二電導(dǎo)體中的每一個(gè)包括第二端;驅(qū)動(dòng)器，所述驅(qū)動(dòng)器用于相對(duì)所述第一軌道部分移動(dòng)所述第二軌道部分以在所述第一軌道部分和所述第二軌道部分之間選擇性地形成連續(xù)路徑；以及多個(gè)連接器，所述多個(gè)連接器中的每一個(gè)配置在所述第一電導(dǎo)體的第一端和所述第二電導(dǎo)體的第二端的至少一個(gè)上，所述多個(gè)連接器中的每一個(gè)均是非導(dǎo)電的從而所述多個(gè)連接器在所述第一電導(dǎo)體和第二電導(dǎo)體之間形成盲區(qū)。
[0013]可選的，還包括:第三軌道部分，所述第三軌道部分包括多個(gè)第三電導(dǎo)體，所述多個(gè)第三電導(dǎo)體中的每一個(gè)包括第三端；第二驅(qū)動(dòng)器，所述第二驅(qū)動(dòng)器用于移動(dòng)所述第三軌道部分，以在所述第一軌道部分和第二軌道部分的其中之一與所述第三軌道部分之間選擇性地形成連續(xù)路徑；以及多個(gè)連接器，所述多個(gè)連接器中的每一個(gè)配置在所述第三電導(dǎo)體的第三端上，所述多個(gè)連接器中的每一個(gè)均是非導(dǎo)電的。
[0014]可選的，所述驅(qū)動(dòng)器沿大致呈直線的路徑移動(dòng)各區(qū)段。
[0015]可選的，所述多個(gè)第一電導(dǎo)體接收來自第一個(gè)三相交流電源的第一電流，所述多個(gè)第一電導(dǎo)體包括三個(gè)導(dǎo)管，所述第一電流具有第一相配置并且所述三個(gè)導(dǎo)管中的每一個(gè)的電流與其他另兩個(gè)導(dǎo)管的電流呈近似于120度的異相。
[0016]可選的，所述多個(gè)第二電導(dǎo)體接收來自第二個(gè)三相交流電源的第二電流，所述第二電導(dǎo)體包括三個(gè)導(dǎo)管，所述第二電流具有不同于第一相配置的第二相配置，其中在第二電導(dǎo)體的三個(gè)導(dǎo)管中的每一個(gè)的電流異相于所述第一電導(dǎo)體的相關(guān)聯(lián)導(dǎo)管。
[0017]根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，提供一種用于相對(duì)于電力供應(yīng)網(wǎng)移動(dòng)電車的方法，電力供應(yīng)網(wǎng)包括具有第一傳導(dǎo)部分的第一軌道和具有第二傳導(dǎo)部分的第二軌道，所述第二軌道聯(lián)接至第一軌道，所述方法包括:沿所述第一軌道移動(dòng)觸輪使得接觸部從所述第一傳導(dǎo)部分接收第一電流，所述第一電流具有第一相配置，所述觸輪在所述第一傳導(dǎo)部分和設(shè)備之間提供電連通;設(shè)置所述接觸部以接收具有不同相配置的電流；以及在設(shè)置所述接觸部之后，沿所述第二軌道移動(dòng)所述觸輪使得所述接觸部接收來自所述第二傳導(dǎo)部分的第二電流，所述第二電流具有第二相配置。
[0018]可選的，設(shè)置所述接觸部包括:沿位于所述第一軌道和第二軌道之間的非導(dǎo)電部分移動(dòng)所述接觸部。
[0019]可選的，設(shè)置所述接觸部包括:重置所述接觸部，使得當(dāng)所述接觸部隨后嚙合于所述第二傳導(dǎo)部分時(shí)能接收具有第二相配置的電流。
[0020]可選的，設(shè)置所述接觸部包括:利用足夠的動(dòng)力來移動(dòng)所述觸輪從而使其不停頓地穿過所述非導(dǎo)電部分。
[0021]可選的，還包括:在沿所述第二軌道移動(dòng)所述觸輪之后，再設(shè)置所述接觸部以接收具有不同相配置的電流；以及在再設(shè)置所述接觸部之后，沿具有第三傳導(dǎo)部分的第三軌道移動(dòng)所述觸輪，使得所述接觸部接收來自所述第三傳導(dǎo)部分的第三電流，所述第三電流具有第三相配置。
[0022]根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，提供了用來驅(qū)動(dòng)和引導(dǎo)車輛的電力結(jié)構(gòu)。該電力結(jié)構(gòu)包括觸輪，形成觸輪沿其運(yùn)行的導(dǎo)軌的多個(gè)大體為管狀的平行段、與管狀段連接的電源以及電纜，該電纜與觸輪連接并且被構(gòu)造成附屬于在地面上運(yùn)動(dòng)的車輛。電纜將車輛機(jī)械連接并且電連接至觸輪。
[0023]根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例，車輛被構(gòu)造成與電力結(jié)構(gòu)連接。車輛包括底盤和電纜，該電纜與底盤連接并被構(gòu)造成將車輛機(jī)械連接并且電連接至電力結(jié)構(gòu)。
【附圖說明】
[0024]圖1是連接至根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的電網(wǎng)的移動(dòng)式采掘機(jī)的頂部透視圖；
[0025]圖2A是連接至圖1中的電網(wǎng)的移動(dòng)式采掘機(jī)的局部右側(cè)透視圖；
[0026]圖2B是用于圖1中的移動(dòng)式采掘機(jī)的專用連接件的俯視圖；
[0027]圖2C是移動(dòng)式采掘機(jī)的替代實(shí)施例的透視圖；
[0028]圖3A是用于根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的電網(wǎng)的觸輪(tro11ey)的透視圖；
[0029]圖3B是圖3A的主視圖；
[0030]圖4是電網(wǎng)的分解俯視圖；
[0031]圖5是包括轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)的電網(wǎng)的透視圖；
[0032]圖6是換向構(gòu)造中電網(wǎng)的替代實(shí)施例的俯視圖；
[0033]圖7是圖6的透視圖；
[0034]圖8是筆直構(gòu)造中圖6的電網(wǎng)的替代施例的俯視圖；
[0035]圖9是圖8的透視圖；
[0036]圖1OA是根據(jù)本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例的電網(wǎng)的俯視圖；
[0037]圖1OB是圖1OA的電網(wǎng)在第一狀態(tài)的俯視圖；
[0038]圖1OC是圖1OA的電網(wǎng)在第二狀態(tài)的俯視圖；
[0039]圖1OD是圖1OA的電網(wǎng)在第三狀態(tài)的俯視圖；
[0040]圖11是圖10A-D的電網(wǎng)的部分透視圖；
[0041 ]圖12是圖11的電網(wǎng)的一部分的放大透視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0042]在詳細(xì)描述本發(fā)明的任一實(shí)施例之前，應(yīng)當(dāng)理解的是本發(fā)明并非將其應(yīng)用限制于隨后的說明書中描述的或隨后的附圖中示出的部件的構(gòu)造和布置細(xì)節(jié)。本發(fā)明能夠是以各種方式執(zhí)行和實(shí)施的其它實(shí)施例。并且，應(yīng)當(dāng)理解的是文中使用的用語和術(shù)語是出于說明的目的而不應(yīng)認(rèn)為是限制性的。文中使用“包括”、“包含”或“具有”以及其變體意味著包含其后列出的項(xiàng)目和其等價(jià)物以及另外的項(xiàng)目。術(shù)語“安裝”、“連接”和“聯(lián)接”使用廣泛并且包含直接和間接安裝、連接和聯(lián)接。進(jìn)一步地，“連接”和“聯(lián)接”并不僅限于物理或機(jī)械連接或聯(lián)接，而是可以包括電連接或電聯(lián)接，無論是直接的還是間接的。并且，電子通訊和通知可以通過使用任何已知方式包括直接連接、無線連接等來實(shí)施。
[0043]圖1和圖2示出了移動(dòng)式采掘機(jī)100(比如鏟運(yùn)機(jī)，以下稱為“LHD”)的采礦操作。LHD100通過觸輪1電連接并且機(jī)械連接至電力結(jié)構(gòu)(例如，架空電力結(jié)構(gòu))。架空電力結(jié)構(gòu)I可以是獨(dú)立結(jié)構(gòu)或懸吊于礦藏頂部。
[0044]如圖2A和圖3中所示，架空電力結(jié)構(gòu)I包括多個(gè)大致管狀的導(dǎo)體2和軌道段3。外部管是軌道段3，觸輪10的導(dǎo)輪11沿該軌道段3運(yùn)動(dòng)，內(nèi)部管是金屬導(dǎo)體管2，其構(gòu)成用于三相交流電網(wǎng)20的導(dǎo)體。電網(wǎng)20可以是多種類型，比如交流、直流、交流三相等。金屬導(dǎo)體管2可以由銅或其它導(dǎo)電性金屬形成。導(dǎo)體2和軌道段3形成電網(wǎng)結(jié)構(gòu)I，該電網(wǎng)結(jié)構(gòu)I通過拖曳纜110連接至LHD100。
[0045]如圖2A和圖3中所示，拖曳纜110從觸輪10處垂下并將來自電網(wǎng)20的電力與LHD100連接。拖曳纜110與相關(guān)連的觸輪10和LHD上的專用連接件120(以下詳述)一起保持地面或礦山地表沒有電纜，因此其它設(shè)備能夠更容易操作，尤其是其它無線設(shè)備。
[0046]如圖2B中最佳示出的，拖曳纜110通過可360度旋轉(zhuǎn)的專用連接件120連接至LHD100的底盤101。專用連接件120允許拖曳纜110安全移除而不損害LHD100、觸輪10、電力結(jié)構(gòu)I或礦工。連接件120包括工作在定位器122中的彈簧承載的球121，以將拖曳纜110保持在插座123中。然而，用足夠的拉力，拖曳纜110可從連接件120中被拉出。拖曳纜110容易從連接件120中松脫的能力在觸輪10出現(xiàn)故障的情況下是重要的，以及對(duì)在LHD100運(yùn)行到超出電纜110到達(dá)范圍的情況下防止拉下架空電網(wǎng)段2、3是重要的。
[0047]在替代實(shí)施例中，除了故障情況下允許拖曳纜110從連接件120中松脫之外，觸輪10包括控制裝置以切斷通過拖曳纜110到LHD100的電力。控制裝置可包括安裝在觸輪上的斷路器、控制變壓器、接觸器、接地故障斷路器或邏輯控制器?？刂蒲b置也可包括指示拖曳纜110的位置或角度(即電纜110并沒有大體上豎直懸掛或以超出預(yù)定臨界角度的某角度被拉拽)的角度傳感器或張力傳感器。如果傳感器確定電纜110的角度超出了最小臨界角度，控制裝置向電纜盤130(以下詳述)發(fā)送信號(hào)以輸出另外的電纜110，或向操作者發(fā)送信號(hào)以使LHD100剎車。如果沒有電纜盤130或電纜盤130中的電纜110已經(jīng)達(dá)到它的最大輸出，另外的拉條會(huì)附接在LHD100的底盤和觸輪10的基座之間以表示電纜110處于最大張力，從而使操作者改為剎車。另外，電力結(jié)構(gòu)I的斷路器或接地電路在電纜110達(dá)到第二個(gè)、更高閾值情況下可以切斷電網(wǎng)I的電源。
[0048]如圖2C中以及上述討論所示，LHD100可包括儲(chǔ)存拖曳纜110的電纜盤。電纜盤130的存在允許LHD100移動(dòng)更大跨度的距離，同時(shí)依舊保持與架空電力結(jié)構(gòu)I的連接。例如，拖曳纜110足夠長，以使LHD100能夠到達(dá)足夠遠(yuǎn)的其它入口來加載礦石，或執(zhí)行其它需要的任務(wù)，同時(shí)保持與架空電網(wǎng)I的連接且不纏在一起。電纜盤130可以附接在LHD或拖運(yùn)卡車上的任何地方，比如圖2C中所示的前側(cè)。電纜110從卷軸130通過聯(lián)接至電纜盤130的豎直張力管道131被供給。管道131的上部被固定到連接件120，優(yōu)選以大致稍低于架空電力結(jié)構(gòu)I的導(dǎo)體2和軌道段3的高度固定，以使拖曳纜110與LHDllO的其它部件或操作者之間的干涉最小化。然而，管道131根據(jù)不同操作需要可以具有其它高度。
[0049]如上所述，LHD100通過觸輪10連接至電力結(jié)構(gòu)I，觸輪10沿著軌道段3行進(jìn)且與電力結(jié)構(gòu)I連通。如圖3A-圖3B所示，觸輪10包括基座12，基座12在架空電力結(jié)構(gòu)I下方且與之平行地運(yùn)行。兩個(gè)凸緣13從基座12的在軌道段3外側(cè)上的相應(yīng)的側(cè)邊上升。一對(duì)間隔的上部導(dǎo)輪Ila和下部導(dǎo)輪Ilb固定在每個(gè)凸緣13的內(nèi)側(cè)。然而，上部導(dǎo)輪Ila和下部導(dǎo)輪Ilb的數(shù)目和間距可以改變。下部導(dǎo)輪Ilb與上部導(dǎo)輪Ila配合以“擠壓”軌道段3，從而確保觸輪10在軌道段3上保持恰當(dāng)?shù)钠胶猓瑥亩鴵Q向器15(以下詳述)與導(dǎo)體2保持適當(dāng)?shù)膶?duì)準(zhǔn)。
[0050]繼續(xù)參考附圖3A和圖3B，觸輪包括通過換向材料(諸如石墨)與電網(wǎng)導(dǎo)體2連接的換向器15。拖曳纜110隨后將換向器15與LHD100連接。換向器15可包括LHD100的接地電路，接地電路延伸通過拖曳纜110中的接地線，然后延伸通過騎在架空電網(wǎng)I的外部導(dǎo)軌3上的觸輪輪11?！叭f向節(jié)”轉(zhuǎn)環(huán)16被設(shè)置于觸輪10的基座12上，電纜夾17用于將拖曳纜110固定至觸輪10。拖曳纜110從夾17垂下并連接至安裝在LHD100上的連接件120。
[0051]如圖4和圖5所示，本發(fā)明的實(shí)施例也包括允許從一個(gè)礦井入口移動(dòng)至另一個(gè)的轉(zhuǎn)換裝置30。參考俯視圖4，因?yàn)榧芸针娋W(wǎng)段2、3包括在兩個(gè)外部管狀軌道段3之間的多個(gè)導(dǎo)體2(圖4中所示為3個(gè))，段A、B、C可以機(jī)械地移動(dòng)到位。段A可沿俯視圖4中所示箭頭的方向左右滑動(dòng)以形成轉(zhuǎn)換裝置30的筆直部分。段B和段C在主導(dǎo)軌線“上方”以45度角(圖中所示的對(duì)應(yīng)箭頭的方向)來回滑動(dòng)，然后降至正確的位置以形成觸輪10從圖4中的右側(cè)接近時(shí)的右轉(zhuǎn)彎或左轉(zhuǎn)彎。
[0052]在圖5所示的實(shí)施例中，通過將單獨(dú)的段降至正確位置的絞車40來實(shí)現(xiàn)移動(dòng)。然而，段的移動(dòng)可以通過滑動(dòng)器、凸輪、線性致動(dòng)器、皮帶或現(xiàn)有技術(shù)中已知的其它裝置實(shí)現(xiàn)?？衫每刂破?未示出)來電控制段A、B、C的機(jī)械致動(dòng)。與轉(zhuǎn)換裝置30類似的裝置可用來使LHD100經(jīng)過另一臺(tái)采掘機(jī)，只要地下或地表通道存在足夠的空間即可。
[0053]在替代的實(shí)施例中，取代使用單獨(dú)的機(jī)構(gòu)將導(dǎo)軌的各個(gè)段轉(zhuǎn)換至正確的位置，如圖6-圖9中所示的轉(zhuǎn)車50執(zhí)行了導(dǎo)軌段的轉(zhuǎn)換。轉(zhuǎn)車50包括大致圓形的外環(huán)51和連接至環(huán)51并在其間延伸的支撐構(gòu)件52。支撐構(gòu)件52將環(huán)51與筆直軌道段和/或彎曲軌道段連接。如圖6-圖9所示的支撐構(gòu)件52具有帶弧形縱向端側(cè)53的大致矩形形狀，弧形端側(cè)53與環(huán)51相匹配。支撐構(gòu)件52包括設(shè)置于其上的基座構(gòu)件54因而轉(zhuǎn)車50可以自頂部懸掛。
[0054]轉(zhuǎn)車50可旋轉(zhuǎn)以與彎曲軌道段對(duì)齊以使LHD100能夠右轉(zhuǎn)或左轉(zhuǎn)(圖6-7)，或?qū)⒐P直軌道段與導(dǎo)軌固定部分對(duì)齊以使LHD100筆直移動(dòng)(圖8-9)。如果必要，轉(zhuǎn)車50可以改為用在四路交叉口中。具有馬達(dá)位置傳感器等的控制器(未示出)可以用來控制轉(zhuǎn)車的旋轉(zhuǎn)。
[0055]在運(yùn)行過程中，當(dāng)LHD100在地下礦山中沿入口通道移動(dòng)時(shí)，或在地表礦山上沿專用巷道移動(dòng)時(shí)，拖曳纜110沿架空電網(wǎng)系統(tǒng)I拉動(dòng)觸輪1，從而保持與電網(wǎng)20的連接。LHD100能夠四處移動(dòng)或完全地繞圓圈轉(zhuǎn)動(dòng)而拖曳纜110并不纏繞或接觸地面。在LHD100試圖移動(dòng)比拖曳纜110允許的最大距離更遠(yuǎn)的距離時(shí)，與采掘機(jī)100的連接包括“分離式”連接件120。移動(dòng)式采掘機(jī)100能夠通過“拖”它后部的觸輪10在地下礦山入口處來回移動(dòng)，同時(shí)從架空電網(wǎng)結(jié)構(gòu)I處得到電能。
[0056]根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的用于移動(dòng)式采掘機(jī)100的架空電網(wǎng)I利用了在地表和地下礦山中的電動(dòng)的采掘機(jī)100而沒有使用接地拖曳纜和/或電纜盤。通常的帶電纜盤的拖曳纜磨損很快并且阻礙了許多電纜盤驅(qū)動(dòng)的機(jī)械(其不能越過帶電電纜驅(qū)動(dòng))的通道。架空電網(wǎng)系統(tǒng)I通過提供轉(zhuǎn)換器30和機(jī)械可以彼此經(jīng)過的交叉口消除了這種僵局。例如，假如兩輛LHD100接近圖3中所示的交叉口，一輛從圖的底部而另一輛從圖的右側(cè)靠近，并且都試圖朝圖的頂部行進(jìn)，其中一輛LHDlOO可以停止，等待另一輛經(jīng)過交叉口，然后在第一輛后面繼續(xù)前行。如果這些采掘機(jī)通過機(jī)械安裝電纜盤使用了 “鋪設(shè)式”拖曳纜，第二輛LHD100則必須等待第一輛100沿其來時(shí)的方向返回并經(jīng)過轉(zhuǎn)換處，然后第二輛LHD100才能夠朝向圖頂部的位置前行。
[0057]用于移動(dòng)式采掘機(jī)100的架空電網(wǎng)I通過減少或完全消除對(duì)柴油動(dòng)力的依賴，相比柴油驅(qū)動(dòng)的機(jī)械呈現(xiàn)出了顯著的健康和安全優(yōu)勢(shì)，因?yàn)榕c電網(wǎng)連接的所有機(jī)械都能被電驅(qū)動(dòng)，例如，通過變頻驅(qū)動(dòng)器(VFD)和/或開關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)(SRD)驅(qū)動(dòng)。利用與架空電網(wǎng)I協(xié)同的電子驅(qū)動(dòng)技術(shù)也呈現(xiàn)出了需要時(shí)能提供更大動(dòng)力的優(yōu)勢(shì)以及將制動(dòng)功率“再生”回電網(wǎng)的能力，從而優(yōu)化了能源效率。再生是將電動(dòng)輪形馬達(dá)用作發(fā)電機(jī)以將減速(制動(dòng))能轉(zhuǎn)換回同樣的電壓和頻率從而將其栗送回電網(wǎng)I的過程。
[0058]圖10A-D示出了本發(fā)明另一實(shí)施例的電網(wǎng)。電網(wǎng)20是三相交流電源并且包括第一導(dǎo)體202、第二導(dǎo)體203、以及第三導(dǎo)體204。每一個(gè)導(dǎo)體以不同相位傳遞同樣頻率和電壓的交流電流。例如，第一導(dǎo)體202輸送具有第一相的電流，第二導(dǎo)體203輸送與第一導(dǎo)體202相同但具有第二相的電流，以及第三導(dǎo)體204輸送與上述其他導(dǎo)體相同但具有第三相的電流。每一導(dǎo)體的電流異相于其他導(dǎo)體的電流。
[0059]電網(wǎng)20也包括轉(zhuǎn)換器件230以允許車輛從一個(gè)礦井入口移動(dòng)到另一個(gè)。轉(zhuǎn)換器件可以允許車輛和觸輪如上描述地通過轉(zhuǎn)換段A、B、C在基本軌道210和輔助軌道220之間移動(dòng)。如圖1OB和1C所示的示范性結(jié)構(gòu)，基本軌道210的每一導(dǎo)體202、203、204與對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)換后的導(dǎo)體202、203、204對(duì)齊。在另一實(shí)施例示出的，轉(zhuǎn)換段A的第一導(dǎo)體202與基本軌道210的第一導(dǎo)體202相連接并相關(guān)聯(lián)，轉(zhuǎn)換段A的第二導(dǎo)體203與基本軌道210的第二導(dǎo)體203相連接并相關(guān)聯(lián)，以及轉(zhuǎn)換段A的第三導(dǎo)體與基本軌道210的第三導(dǎo)體相連接并相關(guān)聯(lián)。此外，轉(zhuǎn)換段的每一導(dǎo)體202、203、204連接于輸出或終點(diǎn)軌道的相應(yīng)的導(dǎo)體(例如，圖1OB的基本軌道210的下端，以及圖1OC的輔助軌道220)。對(duì)齊好的導(dǎo)體202、203、204允許觸輪10(圖2A)從一個(gè)軌道區(qū)段依次移動(dòng)到另一軌道區(qū)段而維持與每一導(dǎo)體202、203、204適當(dāng)?shù)碾娺B通，從而允許設(shè)備在礦井入口之間移動(dòng)。
[0060]參考圖10D，在一些配置中，轉(zhuǎn)換器件230的導(dǎo)體202、203、204可能沒和基本軌道210的導(dǎo)體對(duì)齊。在一些示范實(shí)施例中，輔助軌道220的第一導(dǎo)體202連接于基本軌道210下端的第三導(dǎo)體204。被每一個(gè)導(dǎo)體傳導(dǎo)的電流因而在轉(zhuǎn)換段C和基本軌道210之間是異相的，這將損傷線路以及造成安全危害。
[0061 ]如圖11和12所示，輔助軌道220的導(dǎo)體202、203、204的端部聯(lián)接至過渡構(gòu)件或連接器構(gòu)件205。在一些實(shí)施例中，每一連接器構(gòu)件205由非導(dǎo)電材料(例如，塑料)構(gòu)成。在另一些實(shí)施例中，多個(gè)連接器構(gòu)件205可以一體形成。當(dāng)觸輪10經(jīng)過連接器構(gòu)件205時(shí)，觸輪的接觸部經(jīng)過“盲區(qū)”，在“盲區(qū)”沒有電流傳輸通過接觸部。盲區(qū)允許電流“重置”或再設(shè)置(re-condit1ned) 以接收來自鄰近觸輪 10 的接觸部的轉(zhuǎn)換段 C 的導(dǎo)體的電流 ，即使導(dǎo)體 202、203、204具有不同的相配置?！爸刂谩笨梢园l(fā)生在當(dāng)觸輪從電源斷開(例如，與連接器構(gòu)件205接觸時(shí))的時(shí)候。雖然車輛的電源供應(yīng)可以中斷，觸輪和車輛的移動(dòng)提供足夠的慣性以移動(dòng)觸輪，使其越過連接器205并且進(jìn)入與導(dǎo)體202、203、204的下一部分的嚙合。
[0062]在另一些實(shí)施例中，連接器205可以固定在轉(zhuǎn)換段上的導(dǎo)體上，而不固定在軌道220上，或除了固定在軌道220上之外連接器205還可以固定在轉(zhuǎn)換段上的導(dǎo)體上。此外，基本軌道210、輔助軌道220、以及轉(zhuǎn)換段A、B、C的每一端均可以包括連接器205。連接器可以聯(lián)接至轉(zhuǎn)換器的一個(gè)或多個(gè)端、基本軌道210的一個(gè)或多個(gè)端，和/或輔助軌道的一個(gè)或多個(gè)端，或其中任何一個(gè)的組合。
[0063]在其他的結(jié)構(gòu)中，觸輪10與連接器205的嚙合可以促使生成信號(hào)(例如，通過無線通信)通知觸輪10，以準(zhǔn)備轉(zhuǎn)換通過每一導(dǎo)體202、203、204供電的交流電的相位。在另一種結(jié)構(gòu)中，觸輪10和連接器205的嚙合可以促使生成信號(hào)通知觸輪10上的機(jī)械轉(zhuǎn)換元件，以保持與同相導(dǎo)體202、203、204的接觸。這些實(shí)施例的每一個(gè)就其性質(zhì)而言是示范性的，其他適當(dāng)?shù)霓D(zhuǎn)換機(jī)制，無論機(jī)械或電的，都可以被使用。
[0064]在操作中，轉(zhuǎn)換裝置30利用驅(qū)動(dòng)器以基本沿圖10A-10D的箭頭方向移動(dòng)轉(zhuǎn)換段A、B、C，使其對(duì)齊和不對(duì)齊基本軌道210以允許LHD車輛可選擇地在基本軌道210和輔助軌道220之間移動(dòng)。當(dāng)從一個(gè)軌道轉(zhuǎn)移至另一個(gè)軌道時(shí)，非導(dǎo)電連接器205可解決導(dǎo)體202、203、204所輸送的電流或電壓的任何相差問題，使得觸輪復(fù)位以接收觸輪1運(yùn)行方向的軌道的相位配置。
[0065]盡管已經(jīng)參考某些優(yōu)選的實(shí)施例詳細(xì)地描述了本發(fā)明，但是在不脫離所描述的范圍和精神的本發(fā)明的一個(gè)或更多的方面存在改變實(shí)施例和變化實(shí)施例。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種為車輛提供電力的系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括: 第一軌道，所述第一軌道包括用于輸送具有第一相配置的電流的第一傳導(dǎo)部分，所述第一傳導(dǎo)部分與電源電連通，所述第一傳導(dǎo)部分包括第一端； 第二軌道，所述第二軌道包括用于輸送具有第二相配置的電流的第二傳導(dǎo)部分，所述第二相配置不同于所述第一相配置，所述第二傳導(dǎo)部分包括第二端，所述第二端與所述第一端相關(guān)聯(lián)且鄰近于所述第一端； 可依次沿所述第一軌道和第二軌道移動(dòng)的觸輪，所述觸輪包括接觸部，當(dāng)所述觸輪沿所述第一軌道移動(dòng)時(shí)所述接觸部與所述第一傳導(dǎo)部分電連通，當(dāng)所述觸輪沿所述第二軌道移動(dòng)時(shí)所述接觸部與所述第二傳導(dǎo)部分電連通，所述接觸部設(shè)置為當(dāng)所述接觸部與所述第一傳導(dǎo)部分電連通時(shí)能接收具有所述第一相配置的電流;以及 位于所述第一傳導(dǎo)部分和第二傳導(dǎo)部分之間的連接器，其中當(dāng)所述觸輪的接觸部嚙合所述連接器時(shí)，所述接觸部設(shè)置為當(dāng)所述接觸部與所述第二傳導(dǎo)部分電連通時(shí)能接收具有所述第二相配置的電流。2.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述第二軌道通過轉(zhuǎn)換器件可移開地聯(lián)接至所述第一軌道。3.如權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其特征在于，還包括由所述轉(zhuǎn)換器件支持的第三軌道，所述第三軌道包括第三傳導(dǎo)部分，其中所述第一軌道選擇性地聯(lián)接至所述第三軌道。4.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述連接器由非導(dǎo)電材料構(gòu)成。5.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述連接器固定在所述第一傳導(dǎo)部分的一端上。6.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，當(dāng)所述觸輪的接觸部嚙合所述連接器時(shí)，所述接觸部被重置以使得所述接觸部設(shè)置為當(dāng)所述接觸部隨后嚙合所述第二傳導(dǎo)部分時(shí)能接收來自所述第二傳導(dǎo)部分的電流。7.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述第一傳導(dǎo)部分包括第一導(dǎo)體、第二導(dǎo)體、以及第三導(dǎo)體，所述第一導(dǎo)體輸送具有第一相的電流，所述第二導(dǎo)體輸送具有第二相的電流，所述第三導(dǎo)體輸送具有第三相的電流， 其中，所述觸輪包括嚙合于所述第一導(dǎo)體的第一接觸部、嚙合于所述第二導(dǎo)體的第二接觸部、以及嚙合于所述第三導(dǎo)體的第三接觸部， 其中，所述第二傳導(dǎo)部分包括第一導(dǎo)體、第二導(dǎo)體、以及第三導(dǎo)體。8.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述連接器包括第一構(gòu)件、第二構(gòu)件以及第三構(gòu)件，所述第一構(gòu)件位于所述第一傳導(dǎo)部分的第一導(dǎo)體和所述第二傳導(dǎo)部分的第一導(dǎo)體之間，所述第二構(gòu)件位于所述第一傳導(dǎo)部分的第二導(dǎo)體和所述第二傳導(dǎo)部分的第二導(dǎo)體之間，第三構(gòu)件位于所述第一傳導(dǎo)部分的第三導(dǎo)體和所述第二傳導(dǎo)部分的第三導(dǎo)體之間。9.一種用于車輛的電力結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)換器件，所述轉(zhuǎn)換器件包括: 第一軌道部分，所述第一軌道部分包括多個(gè)第一電導(dǎo)體，所述多個(gè)第一電導(dǎo)體中的每一個(gè)包括第一端； 第二軌道部分，所述第二軌道部分包括多個(gè)第二電導(dǎo)體，所述多個(gè)第二電導(dǎo)體中的每一個(gè)包括第二端； 驅(qū)動(dòng)器，所述驅(qū)動(dòng)器用于相對(duì)所述第一軌道部分移動(dòng)所述第二軌道部分以在所述第一軌道部分和所述第二軌道部分之間選擇性地形成連續(xù)路徑；以及 多個(gè)連接器，所述多個(gè)連接器中的每一個(gè)配置在所述第一電導(dǎo)體的第一端和所述第二電導(dǎo)體的第二端的至少一個(gè)上，所述多個(gè)連接器中的每一個(gè)均是非導(dǎo)電的從而所述多個(gè)連接器在所述第一電導(dǎo)體和第二電導(dǎo)體之間形成盲區(qū)。10.如權(quán)利要求9所述的轉(zhuǎn)換器件，其特征在于，還包括: 第三軌道部分，所述第三軌道部分包括多個(gè)第三電導(dǎo)體，所述多個(gè)第三電導(dǎo)體中的每一個(gè)包括第三端； 第二驅(qū)動(dòng)器，所述第二驅(qū)動(dòng)器用于移動(dòng)所述第三軌道部分，以在所述第一軌道部分和第二軌道部分的其中之一與所述第三軌道部分之間選擇性地形成連續(xù)路徑；以及 多個(gè)連接器，所述多個(gè)連接器中的每一個(gè)配置在所述第三電導(dǎo)體的第三端上，所述多個(gè)連接器中的每一個(gè)均是非導(dǎo)電的。11.如權(quán)利要求9所述的轉(zhuǎn)換器件，其特征在于，所述驅(qū)動(dòng)器沿大致呈直線的路徑移動(dòng)各區(qū)段。12.如權(quán)利要求9所述的轉(zhuǎn)換器件，其特征在于，所述多個(gè)第一電導(dǎo)體接收來自第一個(gè)三相交流電源的第一電流，所述多個(gè)第一電導(dǎo)體包括三個(gè)導(dǎo)管，所述第一電流具有第一相配置并且所述三個(gè)導(dǎo)管中的每一個(gè)的電流與其他另兩個(gè)導(dǎo)管的電流呈近似于120度的異相。13.如權(quán)利要求12所述的轉(zhuǎn)換器件，其特征在于，所述多個(gè)第二電導(dǎo)體接收來自第二個(gè)三相交流電源的第二電流，所述第二電導(dǎo)體包括三個(gè)導(dǎo)管，所述第二電流具有不同于第一相配置的第二相配置，其中在第二電導(dǎo)體的三個(gè)導(dǎo)管中的每一個(gè)的電流異相于所述第一電導(dǎo)體的相關(guān)聯(lián)導(dǎo)管。
【文檔編號(hào)】B60L5/04GK205615348SQ201620131736
【公開日】2016年10月5日
【申請(qǐng)日】2016年2月19日
【發(fā)明人】J·J·齊默爾曼, G·L·洛曼, A·W·斯特拉瑟斯
【申請(qǐng)人】喬伊·姆·特拉華公司