確定長(zhǎng)壁開采設(shè)施路線的裝置和方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用于測(cè)量長(zhǎng)壁開采設(shè)施(1)沿長(zhǎng)壁工作面(2)延伸的路線的裝置和方法?？梢苿?dòng)路線測(cè)量裝置(30)可包括沿著第一軸線(B)延伸的第一節(jié)段(40)以及沿著第二軸線(C)延伸的第二節(jié)段(42)。第二節(jié)段(42)可移動(dòng)地連接到第一節(jié)段(40)。路線測(cè)量裝置(30)可進(jìn)一步包括用于測(cè)量第一軸線(B)和第二軸線(C)之間的空間關(guān)系的路線測(cè)量單元(46)?；诳梢苿?dòng)路線測(cè)量裝置(30)的測(cè)量值，有可能確定長(zhǎng)壁開采設(shè)施沿長(zhǎng)壁工作面(2)的多邊形路線。
【專利說明】
確定長(zhǎng)壁開采設(shè)施路線的裝置和方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及地下礦山內(nèi)的長(zhǎng)壁開采設(shè)施，更具體地涉及測(cè)定沿著長(zhǎng)壁工作面延伸 的長(zhǎng)壁開采設(shè)施的路線的裝置和方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 在長(zhǎng)壁開采中，長(zhǎng)壁開采設(shè)施沿著長(zhǎng)壁工作面延伸以從其中開采材料，并隨后在 與長(zhǎng)壁工作面垂直的工作方向上前進(jìn)。在每次的前進(jìn)步驟中，長(zhǎng)壁開采設(shè)施的部件(諸如工 作面?zhèn)魉蜋C(jī)和屏蔽支架等)朝著長(zhǎng)壁工作面移動(dòng)。
[0003] 為了監(jiān)控和/或控制的目的，通常希望了解長(zhǎng)壁開采部件沿著長(zhǎng)壁工作面的精確 位置和取向。因此，在過去，開采設(shè)備制造商開發(fā)出多種用于長(zhǎng)壁開采設(shè)施的位置和/或取 向測(cè)量系統(tǒng)。
[0004] 例如，卡特彼勒全球礦業(yè)的EP2446207A2公開了一種確定長(zhǎng)壁開采設(shè)施的安裝部 件的位置和/或狀況的方法和設(shè)備。測(cè)量系統(tǒng)可包括具有測(cè)量傳感器的檢測(cè)單元。檢測(cè)單元 可在長(zhǎng)壁工作面處，沿著至少一個(gè)安裝部件，在導(dǎo)向系統(tǒng)的兩點(diǎn)之間來回移動(dòng)。如在 EP2446207A2中所公開的檢測(cè)單元的移動(dòng)與開采機(jī)械是分離的。
[0005] 本發(fā)明旨在(至少部分地)改善或者克服現(xiàn)有系統(tǒng)的一個(gè)或者多個(gè)方面。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明的一個(gè)方面，公開了一種用于測(cè)量長(zhǎng)壁開采設(shè)施沿著長(zhǎng)壁工作面的路線的 路線測(cè)量裝置。路線測(cè)量裝置可包括沿著第一軸延伸的第一節(jié)段以及沿著第二軸延伸的第 二節(jié)段。第二節(jié)段可移動(dòng)地連接于第一節(jié)段。路線測(cè)量裝置還可包括用于測(cè)量第一軸和第 二軸之間的空間關(guān)系的路線測(cè)量單元。路線測(cè)量裝置可適于沿著長(zhǎng)壁開采設(shè)施移動(dòng)。
[0007] 本發(fā)明的另一個(gè)方面，公開了一種用于測(cè)量長(zhǎng)壁開采設(shè)施沿著長(zhǎng)壁工作面的多邊 形路線的多邊形路線測(cè)量系統(tǒng)。多邊形路線測(cè)量系統(tǒng)可包括用于沿著長(zhǎng)壁開采設(shè)施布置的 導(dǎo)向組件。導(dǎo)向組件可包括一系列的導(dǎo)向元件，它們可移動(dòng)地互相連接用于建立多邊形的 路線。如本文示例性地公開的，多邊形路線測(cè)量系統(tǒng)還可包括路線測(cè)量裝置。路線測(cè)量裝置 可適于沿著導(dǎo)向組件移動(dòng)。
[0008] 本發(fā)明的又一方面，公開了一種用于通過使用本文示例性地公開的多邊形路線測(cè) 量系統(tǒng)，來確定長(zhǎng)壁開采設(shè)施沿著長(zhǎng)壁工作面的多邊形的路線的方法。方法可包括沿著導(dǎo) 向組件移動(dòng)路線測(cè)量裝置，該導(dǎo)向組件沿著長(zhǎng)壁開采設(shè)施布置。方法還可包括，在移動(dòng)路線 測(cè)量裝置的過程中，測(cè)量導(dǎo)向組件的相鄰導(dǎo)向元件之間的多個(gè)空間關(guān)系，并確定導(dǎo)向組件 的多邊形路線，由此基于該多個(gè)測(cè)量的空間關(guān)系，確定長(zhǎng)壁開采設(shè)施的多邊形路線。
[0009] 通過以下的說明和附圖，本發(fā)明的其它特征和方面將顯而易見。
【附圖說明】
[0010] 合并在此并且構(gòu)成說明書的一部分的附圖，示出了本發(fā)明的示例性的實(shí)施例，并 且與說明書一起用解釋本發(fā)明的原理。在附圖中：
[0011]圖1是示例性的長(zhǎng)壁開采設(shè)施的示意圖。
[0012] 圖2是具有沿著工作面?zhèn)魉蜋C(jī)延伸的路線測(cè)量系統(tǒng)的工作面?zhèn)魉蜋C(jī)的一部分的示 意圖；
[0013] 圖3是可操作地沿著路線測(cè)量系統(tǒng)的導(dǎo)向組件的路線測(cè)量裝置的示意圖；
[0014] 圖4是路線測(cè)量單元的示意圖；以及
[0015] 圖5是另一個(gè)路線測(cè)量單元的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0016] 以下是本發(fā)明的示例性實(shí)施例的詳細(xì)描述。本文描述的、在附圖中示出的示例性 的實(shí)施例意在示教本發(fā)明的原理，使本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠在不同的環(huán)境、針對(duì)不同的應(yīng)用 實(shí)施和使用本發(fā)明。因此，示例性實(shí)施例不是旨在，并且不應(yīng)當(dāng)被認(rèn)為是專利保護(hù)范圍的限 制性描述。而是，專利保護(hù)的范圍應(yīng)由所附的權(quán)利要求限定。
[0017] 本發(fā)明至少部分地基于這樣的現(xiàn)實(shí)，沿著導(dǎo)向組件導(dǎo)向的可移動(dòng)的路線測(cè)量裝置 (其中導(dǎo)向組件沿著長(zhǎng)壁開采設(shè)施延伸)可被用于確定長(zhǎng)壁開采設(shè)施沿著長(zhǎng)壁工作面的多 邊形路線?？梢苿?dòng)的路線測(cè)量裝置以及用于導(dǎo)向路線測(cè)量裝置的導(dǎo)向組件，可設(shè)計(jì)成允許 測(cè)量長(zhǎng)壁開采設(shè)施的部件之間的單獨(dú)的空間關(guān)系。
[0018] 如本文所使用，術(shù)語(yǔ)"路線"涉及多個(gè)空間位置和空間定向（也被稱作姿態(tài)），其表 示長(zhǎng)壁開采設(shè)施、和/或沿著長(zhǎng)壁工作面延伸的長(zhǎng)壁開采設(shè)施的部件所沿著的空間路線(路 徑)。
[0019] 下文中，結(jié)合附圖1描述使用可移動(dòng)的路線測(cè)量裝置的長(zhǎng)壁開采設(shè)施。因此，參考 附圖2至5描述用于路線測(cè)量裝置的導(dǎo)向組件和路線測(cè)量裝置本身。
[0020] 參考圖1，長(zhǎng)壁開采設(shè)施從整體上用附圖標(biāo)記1表示。長(zhǎng)壁開采設(shè)施1沿著長(zhǎng)壁工作 面2延伸，并且包括多個(gè)安裝部件，諸如開采機(jī)械4、屏蔽支架6、以及工作面?zhèn)魉蜋C(jī)8等。
[0021] 在運(yùn)行中，開采機(jī)械4以往復(fù)方式沿著長(zhǎng)壁工作面2切割以便開采材料10,例如， 煤。作為示例，開采機(jī)械4可以是采煤機(jī)、采礦犁或者硬巖切割機(jī)。
[0022] 為了維持長(zhǎng)壁工作面2的易進(jìn)入性，屏蔽支架6可沿著長(zhǎng)壁工作面2連貫地布置。在 屏蔽支架推進(jìn)之后，周圍的巖石就只能破碎，形成所謂的舊巷道。
[0023] 移動(dòng)裝置12連接在屏蔽支架6和工作面?zhèn)魉蜋C(jī)8之間。所述移動(dòng)裝置12可包括推進(jìn) 或者行進(jìn)桿，它可以在兩個(gè)方向液壓加載。一旦移動(dòng)裝置12在兩個(gè)可能的方向的一個(gè)方向 上被加載，工作面?zhèn)魉蜋C(jī)8分別的工作面?zhèn)魉蜋C(jī)節(jié)段9朝著工作方向（在圖1中用箭頭A表示） 推進(jìn)。如果在兩個(gè)可能方向的另一個(gè)方向被加載，移動(dòng)裝置12在工作方向（箭頭A)拉動(dòng)分別 的屏蔽支架6。
[0024] 由開采機(jī)械4開采的材料落在工作面?zhèn)魉蜋C(jī)8上，工作面?zhèn)魉蜋C(jī)8傳送開采的巖石 和礦物的碎塊至主巷道14(也被稱作平巷）。在那處，開采的碎塊被傳至過渡傳送機(jī)或者巷 道傳送機(jī)16。傳送的碎塊可被粉碎并且進(jìn)一步地(例如)通過帶式傳送機(jī)傳送。
[0025] 尤其是，工作面?zhèn)魉蜋C(jī)8沿著長(zhǎng)壁工作面2延伸，并且建立了多個(gè)工作面?zhèn)魉蜋C(jī)節(jié) 段9。為了驅(qū)動(dòng)工作面?zhèn)魉蜋C(jī)8，主驅(qū)動(dòng)器18布置在主巷道14內(nèi)，輔助驅(qū)動(dòng)器20可布置在輔助 巷道22內(nèi)。為了方便通過鏈?zhǔn)絺魉蜋C(jī)8的移動(dòng)傳送機(jī)鏈條17傳送材料，多個(gè)飛行桿(刮板)24 以預(yù)設(shè)的距離固定在傳送機(jī)鏈條17上。
[0026]沿著長(zhǎng)壁開采設(shè)施1，提供了多邊形路線(橫貫的）測(cè)量系統(tǒng)25。多邊形路線測(cè)量系 統(tǒng)25包括導(dǎo)向組件26、路線測(cè)量裝置30、以及遙控單元31。
[0027]導(dǎo)向組件26包括一系列的導(dǎo)向元件28,它們通常聯(lián)接至工作面?zhèn)魉蜋C(jī)節(jié)段9,具體 地，該系列的導(dǎo)向元件28安裝至各自的工作面?zhèn)魉蜋C(jī)節(jié)段9,以呈現(xiàn)工作面?zhèn)魉蜋C(jī)8的路線 并在工作方向（箭頭A)跟隨工作面?zhèn)魉蜋C(jī)8的前進(jìn)。
[0028] 導(dǎo)向組件26如此布置，使得導(dǎo)向組件26的路線可表示工作面?zhèn)魉蜋C(jī)8沿著長(zhǎng)壁工 作面2的路線。而且，導(dǎo)向組件26可如此布置，使得工作面?zhèn)魉蜋C(jī)8的節(jié)段的路線變化也引起 導(dǎo)向組件26的路線的各自的變化。
[0029]路線測(cè)量裝置30適于沿著導(dǎo)向組件26,并且因此沿著工作面?zhèn)魉蜋C(jī)8移動(dòng)。如下文 中所詳細(xì)描述，基于路線測(cè)量裝置30的測(cè)量值，導(dǎo)向組件26以及(從而)工作面?zhèn)魉蜋C(jī)8沿著 長(zhǎng)壁工作面2的路線是可確定的。
[0030] 路線測(cè)量裝置30的測(cè)量值(例如)通過無線通信連接從路線測(cè)量裝置30傳送至遙 控單元31，該遙控單元配備有接收器。在下文中將要詳細(xì)解釋的雙方向通信的實(shí)施例中，遙 控單元31可進(jìn)一步包括發(fā)射器。
[0031] 遙控單元31可設(shè)置在長(zhǎng)壁開采設(shè)施1的任何適當(dāng)位置。例如，遙控單元31可鄰近在 巷道14和22中相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)器18和20之一設(shè)置。為了控制長(zhǎng)壁開采設(shè)施1，遙控單元31可與中 央控制單元集成和/或耦合(在圖1中未示出），該中央控制單元可配置成至少部分地控制長(zhǎng) 壁采礦設(shè)施1的部件。
[0032]參照?qǐng)D2,示意性描繪了工作面?zhèn)魉蜋C(jī)8的三個(gè)工作面?zhèn)魉蜋C(jī)節(jié)段9、導(dǎo)向組件26的 一部分以及路線測(cè)量裝置30。在此處，為了清楚的目的，過分著重地示出了相鄰工作面?zhèn)魉?機(jī)節(jié)段9之間的相對(duì)位移，并因而示出了導(dǎo)向組件26的導(dǎo)向元件28的相對(duì)位移。
[0033] 工作面?zhèn)魉蜋C(jī)節(jié)段9經(jīng)由鉸鏈連接32串聯(lián)連接，以便當(dāng)施加張力時(shí)抵抗分離，并限 制相對(duì)角移動(dòng)使得相對(duì)角位移只在一定程度上獲得促進(jìn)。
[0034] 在傳送機(jī)節(jié)段9的采空區(qū)側(cè)處，可提供防溢板節(jié)段34,其通常在物料運(yùn)輸期間用于 減少?gòu)墓ぷ髅鎮(zhèn)魉蜋C(jī)8到采空區(qū)側(cè)中漏失的物料的量。
[0035]供應(yīng)線管路36(其也可由多個(gè)獨(dú)立節(jié)段形成)可以為防溢板節(jié)段34的一部分。液壓 式、氣動(dòng)式和/或電源管線以及導(dǎo)向元件28設(shè)置在供應(yīng)線管路36的內(nèi)部?？蛇x地，導(dǎo)向元件 28可以以在工作方向（諸如在工作面?zhèn)魉蜋C(jī)節(jié)段9以下或以內(nèi)）上前進(jìn)期間允許緊隨相應(yīng)的 工作面?zhèn)魉蜋C(jī)節(jié)段9的方式設(shè)置于和/或連接到相應(yīng)的工作面?zhèn)魉蜋C(jī)節(jié)段9。
[0036]在圖2中所示的導(dǎo)向組件26的部分包括經(jīng)由導(dǎo)向元件鉸鏈38串聯(lián)連接的三個(gè)導(dǎo)向 元件28。
[0037]獨(dú)立的導(dǎo)向元件28被設(shè)計(jì)成引導(dǎo)可移動(dòng)的路線測(cè)量裝置30。例如，導(dǎo)向元件28可 形成為導(dǎo)軌節(jié)段或管狀節(jié)段。在管狀節(jié)段的情況下，導(dǎo)向元件28可設(shè)計(jì)成所謂的走珠 (piggable)管。所述走珠管允許在其中引導(dǎo)所謂的清管器(代表管道檢查儀），在此情況下 其由路線測(cè)量裝置30形成。例如，走珠管可包括用來減少走珠管和清管器之間摩擦的平滑 內(nèi)面。
[0038]導(dǎo)向元件鉸鏈38允許相鄰導(dǎo)向元件28之間的相對(duì)移動(dòng)。在相鄰導(dǎo)向元件28之間的 所述相對(duì)位移可以是相鄰工作面?zhèn)魉蜋C(jī)節(jié)段9之間的相對(duì)位移的結(jié)果。此外，導(dǎo)向元件鉸鏈 38允許圍繞相對(duì)移位的導(dǎo)向元件28之間的角部來引導(dǎo)路線測(cè)量裝置30。
[0039]在某些實(shí)施例中，導(dǎo)向元件鉸鏈38能夠至少部分地補(bǔ)償源于兩個(gè)相鄰導(dǎo)向元件28 之間的相對(duì)位移的長(zhǎng)度變化。另外或可選地，導(dǎo)向元件28可適于例如通過提供彈性部分和/ 或通過提供彈性材料的導(dǎo)向元件28來補(bǔ)償這些長(zhǎng)度變化。
[0040] 例如，導(dǎo)向元件鉸鏈38可形成為彈性波紋管，或?yàn)殡p聯(lián)式萬(wàn)向節(jié)，其可包括用于在 導(dǎo)向元件28之間提供平滑過渡的（內(nèi)）彈性體環(huán)。
[0041] 在某些實(shí)施例中，導(dǎo)向元件鉸鏈38可以形成為用于在其中引導(dǎo)路線測(cè)量裝置30的 走珠鉸鏈。
[0042] 路線測(cè)量裝置30適于沿導(dǎo)向組件26移動(dòng)。在某些實(shí)施例中，路線測(cè)量裝置30包括 第一節(jié)段40和第二節(jié)段42,并適于測(cè)量路線測(cè)量裝置30的第一節(jié)段40和第二節(jié)段42之間的 空間關(guān)系。如在圖2中示例性所示，第一節(jié)段40沿第一軸線B延伸，以及第二節(jié)段42沿第二軸 線C延伸。第一節(jié)段40經(jīng)由通過圓形節(jié)段示意性所示的節(jié)段鉸鏈44可移動(dòng)地連接到第二節(jié) 段42。路線測(cè)量裝置30進(jìn)一步包括路線測(cè)量單元46，其配置成測(cè)量第一軸線B和第二軸線C 之間的空間關(guān)系，例如，軸線B和C的獨(dú)立取向和方向之間的關(guān)系。
[0043] 路線測(cè)量裝置30可以以各種方式中的任何一種沿導(dǎo)向組件26來推進(jìn)。例如，路線 測(cè)量裝置30可包括獨(dú)立的驅(qū)動(dòng)裝置。另外或可選地，路線測(cè)量裝置30可以以液壓式、氣動(dòng)式 和/或機(jī)械方式沿導(dǎo)向組件26來進(jìn)行推和/或拉。
[0044] 在某些實(shí)施例中，鉸鏈44可形成為球形接頭或萬(wàn)向節(jié)。
[0045] 在圖3中，示意性示出了一種路線測(cè)量裝置30的示例性構(gòu)造。如上已經(jīng)概述，路線 測(cè)量裝置30包括第一節(jié)段40、第二節(jié)段42和節(jié)段鉸鏈44。此外，路線測(cè)量裝置30配備有在圖 3中所示的路線測(cè)量單元46,其處于指示節(jié)段鉸鏈44、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器48、微處理器50、發(fā)射器52 和電源54的圓形節(jié)段之間。
[0046] 路線測(cè)量單元46配置成測(cè)量第一軸線B和第二軸線C之間的空間關(guān)系，并由此測(cè)量 第一節(jié)段40和第二節(jié)段42之間的空間關(guān)系。
[0047]在某些實(shí)施例中，路線測(cè)量單元46可配置成相對(duì)于參考坐標(biāo)系統(tǒng)（例如長(zhǎng)壁開采 設(shè)施1(見圖1)的地固坐標(biāo)系統(tǒng)、或地基坐標(biāo)系統(tǒng))來測(cè)量第一節(jié)段40、第二節(jié)段42、鉸鏈44、 路線測(cè)量裝置30中的至少一個(gè)的取向和/或的鉸接角度α。
[0048]為了測(cè)量第一軸線Β和第二軸線C之間的空間關(guān)系，路線測(cè)量單元46可包括任何有 利于這些測(cè)量的傳感器或傳感器系統(tǒng)。結(jié)合圖4和5來描述這些傳感器系統(tǒng)的示例。
[0049]在某些實(shí)施例中，路線測(cè)量單元46可進(jìn)一步測(cè)量第一節(jié)段40圍繞第一軸線Β的橫 搖角第一節(jié)段40圍繞垂直于第一軸線Β的俯仰軸線的螺旋角Θ(在圖3中未示出）、行進(jìn)距 離和/或鉛垂線方向中的至少一者。為了測(cè)量鉛垂線方向，路線測(cè)量單元46可包括兩個(gè)或三 個(gè)軸線傾斜角度傳感器、和/或兩個(gè)或三個(gè)軸線加速度傳感器。
[0050] 來自路線測(cè)量單元46的測(cè)量數(shù)據(jù)至少暫時(shí)地存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器48中。為了在路線 測(cè)量單元46和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器48之間傳送數(shù)據(jù)，在其之間提供了無線或有線連接56。為了存儲(chǔ) 數(shù)據(jù)的目的，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器48可包括本領(lǐng)域已知的任何類型的暫時(shí)和/或永久存儲(chǔ)器。
[0051] 微處理器50配置并鏈接成處理任何種類的數(shù)據(jù)且執(zhí)行任何種類的命令和操作，這 對(duì)操作路線測(cè)量裝置30的獨(dú)立部件是必需的。
[0052]發(fā)射器52能夠?qū)碜詳?shù)據(jù)存儲(chǔ)器48的內(nèi)存數(shù)據(jù)傳送至例如在圖1中所示的遙控單 元31。無線或有線連接58將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器48和發(fā)射器52連接以在兩者之間傳送數(shù)據(jù)。可選地 或另外，發(fā)射器52能夠在不使用諸如數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器48的中間存儲(chǔ)器的情況下將來自路線測(cè)量 單元46的測(cè)量數(shù)據(jù)直接地傳送到遙控單元31。
[0053]在某些實(shí)施例中，發(fā)射器52可與接收器(在圖3中未更詳細(xì)地示出）集成以形成所 謂的收發(fā)器，該收發(fā)器用于促進(jìn)收發(fā)器和遙控單元31之間的雙向通信。例如，從遙控單元31 發(fā)出的信號(hào)可指示路線測(cè)量是必需的、電源54應(yīng)斷開、或者通過發(fā)射器52發(fā)出的數(shù)據(jù)通過 控制單元31未準(zhǔn)確地收到。
[0054]電源54設(shè)置成激勵(lì)路線測(cè)量單元46、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器48、微處理器50、和發(fā)射器52中的 至少一個(gè)。電源54可以可更換地設(shè)置在路線測(cè)量裝置30中?？蛇x地或另外，電源54可(例如） 經(jīng)由無線電力傳送進(jìn)行再充電。作為示例，電源54可以是(非)可充電電池。
[0055]在某些實(shí)施例中，電源54可包括用于將動(dòng)能轉(zhuǎn)換成電力的發(fā)電機(jī)。所述發(fā)電機(jī)可 通過路線測(cè)量裝置30沿導(dǎo)向組件26的移動(dòng)來驅(qū)動(dòng)，例如，通過驅(qū)動(dòng)連接到發(fā)電機(jī)的所謂全 向輪。在這種情況下，路線測(cè)量裝置30可從外部推進(jìn)。
[0056]在某些實(shí)施例中，路線測(cè)量裝置30可包括一個(gè)或多個(gè)進(jìn)一步節(jié)段，其中相鄰節(jié)段 可移動(dòng)地相互連接。額外節(jié)段可容納任意上述的部件，諸如發(fā)電機(jī)、驅(qū)動(dòng)器和/或電源54等。 [0057]在圖4中，描述了路線測(cè)量單元46 '的第一示例。在此處，路線測(cè)量單元46 '包括光 學(xué)位置傳感器60和諸如激光裝置等的光源62。
[0058] 光學(xué)位置傳感器60和激光裝置62布置在鉸鏈44的相對(duì)側(cè)，使得第一節(jié)段40和第二 節(jié)段42之間的空間關(guān)系，尤其如結(jié)合圖3說明的鉸接角度是可確定的。
[0059]在鉸鏈44不成角度的情況下，光束64(例如由激光裝置62產(chǎn)生的激光束）以位于光 學(xué)位置傳感器60的中央部分的光點(diǎn)66的形式撞擊到光學(xué)位置傳感器60。在光學(xué)位置傳感器 60上的光點(diǎn)66根據(jù)鉸鏈44的鉸接角度來移動(dòng)。
[0060] 光學(xué)位置傳感器60配置成檢測(cè)在其表面上的光點(diǎn)66的位置，使得第一節(jié)段40和第 二節(jié)段42之間的鉸接角度是可確定的。
[0061] 光學(xué)位置傳感器60可形成為僅允許沿一條軸線確定光點(diǎn)位置的一維光學(xué)位置傳 感器，或形成為允許沿兩條軸線確定光點(diǎn)位置的二維光學(xué)位置傳感器。在光學(xué)位置傳感器 60被形成為一維光學(xué)位置傳感器的情況下，另外一個(gè)一維光學(xué)位置傳感器可以被布置為與 前者正交，這樣可以在在兩個(gè)維度上確定鉸接角度。
[0062]圖5中，示出了路線測(cè)量單元46'的又一個(gè)例子。
[0063]在此處，路線測(cè)量單元46 '被形成為所謂的磁線性編碼器，其包括第一測(cè)量單元68 和第二測(cè)量單元70。第一測(cè)量單元68和第二測(cè)量單元70通常被配置為如果第一節(jié)段40和第 二節(jié)段42向彼此傾斜，可以相對(duì)于彼此移動(dòng)。
[0064] 第一測(cè)量單元68設(shè)置有線性編碼器72,第二測(cè)量單元70設(shè)置有磁帶74。線性編碼 器72和磁帶74被布置在各自的測(cè)量單元68、70中，彼此相對(duì)。螺栓等剛性連接件76連接到測(cè) 量單元68、70和鉸鏈44和/或第二節(jié)段42,使得鉸鏈44的鉸接使至少一個(gè)可移動(dòng)測(cè)量單元 68、70進(jìn)行位移。所述位移通過線性編碼器72和磁帶74之間的位移進(jìn)行檢測(cè)。
[0065]在圖5的實(shí)施例中，第一測(cè)量單元68和第二測(cè)量單元70被可移動(dòng)地在第一節(jié)段40 內(nèi)并排布置。可選地，第一測(cè)量單元68和第二測(cè)量單元70中只有一個(gè)被可移動(dòng)地布置。 [0066]圖5的實(shí)施例允許確定第一節(jié)段40和第二節(jié)段42之間僅沿一條軸線的鉸接角度。 因此，另外的磁線性編碼器可以布置用于測(cè)量沿另一軸線的鉸接角度。
[0067]當(dāng)然，除了已說明的磁線性編碼器，可以使用任何其它類型的線性編碼器。
[0068]應(yīng)注意的是，路線測(cè)量單元46可設(shè)有允許確定第一節(jié)段第一軸線和第二節(jié)段第二 軸線之間空間關(guān)系的任何其它測(cè)量原理。
[0069] 作為另一個(gè)例子，鉸接角度的確定可以通過利用所謂的線性可變差動(dòng)變換器進(jìn) 行。在所述線性可變差動(dòng)變換器中，磁核被一個(gè)推桿移動(dòng)，其被連接以越過兩個(gè)節(jié)段之間鉸 鏈的位移。磁芯沿一個(gè)初級(jí)繞組和兩個(gè)次級(jí)繞組的構(gòu)造移動(dòng)。根據(jù)磁芯的軸向位移，次級(jí)繞 組中引起的電壓量發(fā)生變化?；趦蓚€(gè)次級(jí)繞組之間的差分電壓，可確定磁芯的位置。由 此，可以得到鉸接角度。
[0070] 工業(yè)適用性
[0071] 如本文總體公開的路線測(cè)量裝置適用于開采設(shè)施。具體地，路線測(cè)量裝置適用于 沿一個(gè)長(zhǎng)壁工作面延伸的長(zhǎng)壁開采設(shè)施，用于由此提取材料。
[0072] 在下文中，路線測(cè)量裝置30的運(yùn)行將參考圖1-3進(jìn)行描述。
[0073] 在長(zhǎng)壁開采設(shè)施1的運(yùn)行過程中，路線測(cè)量裝置30通過引導(dǎo)組件26沿長(zhǎng)壁開采設(shè) 施1來回移動(dòng)。由此，路線測(cè)量裝置經(jīng)過一系列引導(dǎo)元件28。當(dāng)在相鄰引導(dǎo)元件28之間轉(zhuǎn)移 時(shí)，路線測(cè)量單元46測(cè)量各相鄰引導(dǎo)元件28之間的鉸接角度α。
[0074] 具體地講，如果第一節(jié)段是路線測(cè)量裝置30在相應(yīng)移動(dòng)方向上的領(lǐng)頭節(jié)段，則第 一節(jié)段40先于第二節(jié)段42到達(dá)相應(yīng)的引導(dǎo)元件鉸鏈38，并且因此，先于第二節(jié)段42沿元件 鉸鏈38被重定向。所述第二節(jié)段42隨后到達(dá)該相應(yīng)的引導(dǎo)元件鉸鏈38,并在第一節(jié)段40已 經(jīng)完成了其重定向之后被重定向。其結(jié)果是，鉸接角度α連續(xù)增大直到最大值，而達(dá)到該最 大值的狀態(tài)下，第一和第二節(jié)段40、42被定位在不同的引導(dǎo)元件28中。隨后，在兩個(gè)節(jié)段40 和42在同一導(dǎo)引元件28內(nèi)移動(dòng)時(shí)，如果兩個(gè)節(jié)段40和42被再次對(duì)準(zhǔn)，鉸接角度α將再次減小 到零。鉸接角度α的最大值表示相應(yīng)相鄰引導(dǎo)元件28之間相應(yīng)的鉸接角度。
[0075] 測(cè)量數(shù)據(jù)從路線測(cè)量裝置30到遠(yuǎn)程控制單元31的傳送可以以連續(xù)的方式進(jìn)行，即 只要提取到了新的測(cè)量值，就被發(fā)送到遠(yuǎn)程控制單元31。可選地或另外，測(cè)量數(shù)據(jù)可以以包 的形式在預(yù)定的時(shí)間，和/或應(yīng)遠(yuǎn)程控制單元31的請(qǐng)求，或者在經(jīng)過遠(yuǎn)程控制單元31時(shí)提 供。
[0076] 單獨(dú)引導(dǎo)元件28的長(zhǎng)度可以是公知的，或可以測(cè)量的，例如，由路線測(cè)量裝置30在 沿其行進(jìn)時(shí)測(cè)量。
[0077] 基于為每對(duì)相鄰引導(dǎo)元件測(cè)量的一系列鉸接角度α和引導(dǎo)元件28的單個(gè)長(zhǎng)度，遙 控單元31建立一個(gè)所謂的多邊形路線圖像/估計(jì)(在文獻(xiàn)中也被稱為橫貫）。
[0078] 所確定的多邊形路線不僅代表引導(dǎo)組件26的路線，也代表長(zhǎng)壁開采設(shè)施1沿長(zhǎng)壁 工作面2的路線。所確定的多邊形路線可以以許多設(shè)想的方式進(jìn)一步地利用。
[0079]在一些實(shí)施例中，長(zhǎng)壁開采設(shè)施1所確定的路線可以經(jīng)由顯示器被可視化給一個(gè) 操作員，和/或可以用于控制長(zhǎng)壁開采設(shè)施1。例如，長(zhǎng)壁開采設(shè)施1的前進(jìn)可以基于所確定 的路線進(jìn)行控制。具體地，長(zhǎng)壁開采設(shè)施1沿著長(zhǎng)壁工作面2的實(shí)際路線可以基于所確定的 路線進(jìn)行調(diào)整，以沿長(zhǎng)壁工作面2形成一直線。除此之外或可替代地，提取機(jī)4可基于長(zhǎng)壁設(shè) 施1所確定的路線進(jìn)行控制。
[0080] 值得注意的是，引導(dǎo)組件26可以不一定連接到工作面?zhèn)魉蜋C(jī)8,而是連接至沿長(zhǎng)壁 工作面延伸的長(zhǎng)壁開采設(shè)施1的其它部件2上，使得引導(dǎo)組件26的一個(gè)路線沿循長(zhǎng)壁開采設(shè) 施1的一個(gè)路線同時(shí)呈現(xiàn)后者的路線。例如，引導(dǎo)組件26可連接到屏蔽支架6,和/或移動(dòng)裝 置12。
[0081]應(yīng)理解，如本文總體公開的用于測(cè)量長(zhǎng)壁開采設(shè)施沿著長(zhǎng)壁工作面一個(gè)路線的路 線測(cè)量系統(tǒng)，可以也適于測(cè)量開采部件沿巷道的路線。例如，該路線測(cè)量系統(tǒng)可以聯(lián)接到一 個(gè)巷道傳送機(jī)(例如圖1中所示的巷道傳送機(jī)16)。
[0082] 還應(yīng)注意，在一些實(shí)施例中，可以基于測(cè)量單元62的測(cè)量值，根據(jù)EP2446207A2中 公開的方法進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和/或數(shù)據(jù)處理，上述專利在此通過作為本發(fā)明實(shí)際一部分引用 的方式全文并入本文。
[0083]雖然本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例已在本文中進(jìn)行了描述，但可以在不脫離以下權(quán)利要求 范圍的情況下對(duì)本發(fā)明進(jìn)行改進(jìn)和修改。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種用于測(cè)量長(zhǎng)壁開采設(shè)施（1)沿長(zhǎng)壁工作面(2)-個(gè)路線的路線測(cè)量裝置(30)，所 述路線測(cè)量裝置(30)包括： 沿第一軸線(B)延伸的第一節(jié)段(40); 沿第二軸線（C)延伸的第二節(jié)段(42)，所述第二節(jié)段(42)可移動(dòng)地連接到所述第一節(jié) 段(40);W及 用于測(cè)量所述第一軸線(B)和第二軸線(C)之間空間關(guān)系的路線測(cè)量單元(46); 其中，所述路線測(cè)量裝置(30)適于沿著所述長(zhǎng)壁開采設(shè)施（1)移動(dòng)。2. 如權(quán)利要求1所述的路線測(cè)量裝置(30)，其中所述路線測(cè)量單元(46)配置為測(cè)量 所述第一軸線(B)和第二軸線(C)之間的較接角度(α); 所述第一節(jié)段(40)圍繞所述第一軸線(Β)翻滾角(φ); 所述第一節(jié)段(40)繞垂直于所述第一軸線(Β巧由線的俯仰角（Θ);和/或 行進(jìn)距離。3. 如權(quán)利要求1或2所述的路線測(cè)量裝置(30)，還包括一個(gè)節(jié)段較鏈(44)，其可移動(dòng)地 連接所述第一節(jié)段(40)至所述第二節(jié)段(42)。4. 如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的路線測(cè)量裝置(30)，其中所述路線測(cè)量單元(46)包 括下列至少一個(gè)： 磁線性編碼器(67); 光學(xué)位置傳感器(60)和光源(62)，所述光學(xué)位置傳感器(60)配置為確定一個(gè)光點(diǎn)在所 述傳感器表面上的位置，所述光點(diǎn)由所述光源(62)所產(chǎn)生； 線性可變差動(dòng)變壓器； 傾斜角傳感器，用于測(cè)量鉛垂線方向；和/或 加速度傳感器，用于測(cè)量鉛垂線方向。5. 如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的路線測(cè)量裝置(30)，其還包括用于移動(dòng)所述路線測(cè) 量裝置(30)的驅(qū)動(dòng)器。6. 如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的路線測(cè)量裝置(30)，其還包括下列至少一者： 發(fā)射器巧2)，其用于從所述路線測(cè)量單元(46)到遠(yuǎn)程控制單元(31)發(fā)送數(shù)據(jù)； 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器(48 )，其用于存儲(chǔ)數(shù)據(jù)； 微處理器巧0); 電源巧4)，用于供應(yīng)電力，所述電源巧4)是可更換的和/或可再充電的；和/或 發(fā)電機(jī)，用于將動(dòng)能轉(zhuǎn)換為電力。7. -種用于測(cè)量長(zhǎng)壁開采設(shè)施（1)沿長(zhǎng)壁工作面（2)的多邊形路線的多邊形路線測(cè)量 系統(tǒng)(25)，其包括： 用于沿所述長(zhǎng)壁開采設(shè)施（1)布置的引導(dǎo)組件（26)，所述引導(dǎo)組件（26)包括可移動(dòng)地 連接到彼此用于建立多邊形路線的一系列引導(dǎo)元件(28);和 根據(jù)前述權(quán)利要求任一項(xiàng)中所述的路線測(cè)量裝置(30)，所述路線測(cè)量裝置(30)適于沿 所述引導(dǎo)組件(26)移動(dòng)。8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的多邊形路線測(cè)量系統(tǒng)（25)，其中所述引導(dǎo)組件(26)適于連接 到所述長(zhǎng)壁開采設(shè)施（1)W確定所述長(zhǎng)壁開采設(shè)施（1)沿所述長(zhǎng)壁工作面(2)的路線，并且 跟隨所述長(zhǎng)壁開采設(shè)施(1)朝所述長(zhǎng)壁工作面(2)前進(jìn)。9. 根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的多邊形路線測(cè)量系統(tǒng)(25)，進(jìn)一步包括將兩個(gè)鄰近引導(dǎo)元 件(28)連接到彼此的多個(gè)引導(dǎo)較鏈(38)。10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的多邊形路線測(cè)量系統(tǒng)(25)，其中所述至少一個(gè)引導(dǎo)較鏈(38) 形成為 彈性波紋管，和/或 雙萬(wàn)向節(jié)。11. 根據(jù)權(quán)利要求7至10中任一項(xiàng)所述的多邊形路線測(cè)量系統(tǒng)(25)，其中所述引導(dǎo)元件 (28)形成為可插接管，和/或連接所述引導(dǎo)元件(28)的多個(gè)引導(dǎo)較鏈(38)形成為可插接較 鏈。12. 根據(jù)權(quán)利要求7至11中任一項(xiàng)所述的多邊形路線測(cè)量系統(tǒng)(25)，進(jìn)一步包括用于W 液壓、氣壓和/或機(jī)械方式沿著所述引導(dǎo)組件(26)推動(dòng)和/或拉動(dòng)所述路線測(cè)量裝置(30)的 驅(qū)動(dòng)器。13. 根據(jù)權(quán)利要求7至12中任一項(xiàng)所述的多邊形路線測(cè)量系統(tǒng)(25)，進(jìn)一步包括連接至 所述路線測(cè)量裝置(30)用于傳送數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程控制單元(31)。14. 一種用于地下開采的長(zhǎng)壁開采設(shè)施（1 )，包括W下中的至少一者： 多個(gè)屏蔽支架(6); 工作面?zhèn)魉蜋C(jī)(8 )，其用于運(yùn)走采掘材料； 多個(gè)移動(dòng)裝置（12)，其用于使所述長(zhǎng)壁開采設(shè)施（1)沿作業(yè)方向（A)朝長(zhǎng)壁工作面(2) 前進(jìn)；W及 根據(jù)權(quán)利要求7至13任一項(xiàng)所述的多邊形路線測(cè)量系統(tǒng)（25)，所述引導(dǎo)組件(26)連接 到所述屏蔽支架(6)、所述工作面?zhèn)魉蜋C(jī)(8)和/或所述移動(dòng)裝置（12)中的至少一者W沿作 業(yè)方向（A)跟隨所述長(zhǎng)壁開采設(shè)施（1 )，W及確定所述長(zhǎng)壁開采設(shè)施（1)沿所述長(zhǎng)壁工作面 (2)的所述路線。15. -種通過使用根據(jù)權(quán)利要求7至13中任一項(xiàng)所述的多邊形路線測(cè)量系統(tǒng)（25)確定 長(zhǎng)壁開采設(shè)施(1)沿長(zhǎng)壁工作面(2)的多邊形路線的方法，所述方法包括： 沿所述引導(dǎo)組件(26)移動(dòng)所述路線測(cè)量裝置(30)，所述引導(dǎo)組件（26)沿著所述長(zhǎng)壁開 采設(shè)施(1)布置； 在移動(dòng)所述路線測(cè)量裝置(30)期間，測(cè)量所述引導(dǎo)組件(26)的鄰近引導(dǎo)元件（28)之間 的多個(gè)空間關(guān)系；W及 基于所述多個(gè)測(cè)定的空間關(guān)系確定所述引導(dǎo)組件(26)的多邊形路線，并由此確定所述 長(zhǎng)壁開采設(shè)施(1)的多邊形路線。
【文檔編號(hào)】E21C27/02GK105940187SQ201580006816
【公開日】2016年9月14日
【申請(qǐng)日】2015年1月15日
【發(fā)明人】W·克魯茲, M·阿哈勒, S·泡利, M·貝由姆勒
【申請(qǐng)人】卡特彼勒環(huán)球礦業(yè)歐洲有限公司