BR112016008626B1

BR112016008626B1 - ferramenta para remover membro de desgaste

Info

Publication number: BR112016008626B1
Application number: BR112016008626-0A
Authority: BR
Inventors: Rod Clarke; Ryan J. Carpenter; Christopher M. Carpenter; Eric L. Bewley; Taylor M. Finley; Joseph E. Blomberg; Noah Cowgill
Original assignee: Esco Group Llc
Priority date: 2013-10-21
Filing date: 2014-10-20
Publication date: 2021-02-17
Also published as: JP2019124118A; JOP20200120A1; JP6709306B2; US11739504B2; TW201908572A; BR122017022592B1; JP6925482B2; AU2014240371B2; BR122017022603B1; BR122017022599B1; AU2018264149B2; BR122017022602B1; PE20210621A1; BR122017022590B1; TW201525244A; BR122017022587B1; AU2018232959B2; JO3590B1; TWI683944B; CA3151382A1

Abstract

A presente invenção refere-se a um processo e ferramenta (25) para instalar e remover vários tipos de partes de desgaste usadas com um equipamento de trabalho na terra. O processo e a ferramenta (25) permitem que o operador remova e instale as partes de desgaste a uma distância segura para que o operador fique remoto fisicamente aos riscos potenciais do processo de remoção e instalação. A ferramenta (25) pode ser operada manualmente por meio de um operador ou a ferramenta (25) pode ser semiautomatizada ou totalmente automatizada.

Description

FERRAMENTA PARA REMOVER MEMBRO DE DESGASTE

PEDIDO RELACIONADO

[001] Este pedido reivindica os benefícios de prioridade do Pedido de Patente Provisório no 61/893.833 depositado em 21 de outubro de 2013 e intitulado "Automated Wear Assembly Removal and Installation", o qual é incorporado em sua totalidade ao presente documento a título de referência.

CAMPO DA INVENÇÃO

[002] A presente invenção refere-se a uma ferramenta e processo de remoção e/ou instalação para montagens de desgaste usadas em vários tipos de equipamento de trabalho na terra.

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

[003] Em mineração e construção, partes de desgaste são comumente fornecidas ao longo da borda de escavação de equipamento de escavação tais como caçambas para máquinas de draga, pás de cabo, pás frontais, escavadeiras hidráulicas, escavadeiras roda de caçamba, e similares. As partes de desgaste protegem o equipamento subjacente de desgaste indevido e, em alguns casos, também realizam outras funções tais como romper o solo à frente da borda de escavação. Durante o uso, as partes de desgaste tipicamente encontram condições de carga pesada e altamente abrasiva. Como resultado, as mesmas têm que ser substituídas periodicamente.

[004] Essas partes de desgaste usualmente compreendem dois ou mais componentes tais como uma base que é presa à borda de escavação e um membro de desgaste que monta sobre a base para penetrar o solo. O membro de desgaste tende a desgastar mais rapidamente e é, tipicamente, substituído um número de vezes antes de a base (que também pode ser um membro de desgaste substituível) também ter que ser recuperada ou substituída. Um exemplo de tal parte de desgaste é um dente de escavação que é fixado ao rebordo de uma caçamba para uma máquina de escavação. Um dente tipicamente inclui um adaptador preso ao rebordo de uma caçamba e uma ponta fixada ao adaptador para iniciar o contato com o solo. Um pino ou outro tipo de trava é usado para prender a ponta ao adaptador.

[005] Frequentemente, as partes de desgaste são usadas em equipamento de trabalho na terra operado em localizações remotas. Chegar com partes de desgaste novas nas localizações remotas e instá-las no equipamento de trabalho na terra pode ser difícil. Por exemplo, em um ambiente de mineração, as partes de desgaste que precisam de substituição podem estar em equipamento de trabalho na terra que não pode ser facilmente movido para uma instalação de manutenção quando rotina de manutenção é exigida. Devido a isso, as partes de desgaste são geralmente substituídas enquanto o equipamento de trabalho na terra está no campo. Quando as partes de desgaste são substituídas no campo, o ambiente em que as partes de desgaste precisam ser substituídas pode ser sujeito a ambientes extremos. Por exemplo, a temperatura pode ser extremamente fria (por exemplo, congelante) ou extremamente quente, pode estar nevando, chovendo granizo, chovendo ou ventando e o solo pode ser lamacento, desnivelado e/ou instável. Além disso, o ambiente pode ser empoeirado o que pode apresentar riscos de saúde para os operadores. Portanto, o ambiente em que as partes de desgaste têm que ser substituídas é variado e o ambiente é frequentemente difícil e/ou imprevisível.

[006] Essas partes de desgaste são pesadas e não podem ser facilmente levantadas pelo instalador, isso aumenta a dificuldade de substituir as partes de desgaste. Partes de desgaste novas são tipicamente projetadas com olhais fundidos integralmente conectados às partes de desgaste. Um sistema de içamento é fixado aos olhais de elevação para auxiliar na elevação das partes de desgaste durante a instalação. No entanto, o instalador pode ainda estar em risco potencial se as disposições de içamento forem inseguras e deslizarem ou criarem pontos de estrangulamento. O instalador manobra a parte de desgaste em direção ao equipamento de escavação. Uma vez que a parte de desgaste seja encaixada no equipamento de escavação a parte de desgaste é presa no lugar. Vários métodos conhecidos na indústria podem ser usados para prender as partes de desgaste no lugar. Por exemplo, as partes de desgaste podem ser presas ou travadas ao equipamento de escavação com o uso, por exemplo, de soldas, parafusos, cunhas ou membros roscados. Os mecanismos de travamento exigem que o instalador chegue em grande proximidade às partes de desgaste antes de a parte de desgaste ser presa. Independentemente de a parte de desgaste ser fixada ao sistema de içamento no momento de instalação, o potencial para a parte de desgaste se separar do equipamento de escavação e cair ou oscilar antes de implantar o mecanismo de travamento coloca o instalador em risco potencial.

[007] Conforme as partes de desgaste contatam o material a ser escavado os olhais de elevação integrais são gastos não deixando nenhuma forma para obter um ponto de fixação na parte de desgaste gasta. Para remover a parte de desgaste gasta alguns operadores simplesmente deixam as partes caírem no solo quando a trava é removida ou usam um martelo para bater a parte de desgaste a partir da base se finos impedirem a liberação dos componentes. A queda descontrolada da parte de desgaste e o uso de um martelo sujeitam os operadores a riscos. Além disso, os operadores ainda são deixados com a necessidade de remover as partes de desgaste do solo para uma pilha ou depósito de descarte. Outra forma comum para remover as partes de desgaste gastas é com uma disposição de içamento complexa que usa correntes, cintas, ou outros mecanismos para prender a parte de desgaste. No entanto, durante a remoção, o instalador ainda pode ficar em risco potencial se as disposições de içamento forem inseguras e deslizarem ou criarem pontos de estrangulamento. Adicionalmente disposições de içamento que exigem que correntes, cintas ou outros mecanismos fiquem sob as partes de desgaste gastas podem ser problemáticas quando o içamento é removido. Uma vez que a parte de desgaste é movida para a pilha de descarte as disposições de içamento podem ficar sob a parte de desgaste exigindo que o operador role ou mova a parte de desgaste gasta para remover a disposição de içamento. O potencial para que a parte de desgaste aperte ou de outra forma faça mal ao operador, conforme a peça pesada é rolada ou movida para fora da disposição de içamento, coloca o operador em risco potencial. Outra forma alternativa para manobrar a parte de desgaste gasta é soldar um anel de elevação na parte. Isso não é desejável devido ao fato de que equipamento soldagem móvel é necessário no local da máquina. Além disso, as partes de desgaste tendem a ser compostas de aço muito duro o que exige um processo cuidadoso e demorado para alcançar uma solda de alta qualidade. Se houver uma solda ruim, o olhal de elevação pode ser separado da parte de desgaste provocando movimento descontrolado da parte de desgaste o que se torna um risco potencial para o instalador.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

[008] A presente invenção pertence a um processo para instalar e remover vários tipos de membros de desgaste usados com equipamento de trabalho na terra que incluem, por exemplo, equipamento de escavação. Com a presente construção, o instalador usa uma ferramenta para instalar e remover as partes de desgaste rapidamente e com segurança. A ferramenta é especialmente benéfica em um ambiente de mineração que pode ser variado e imprevisível resultando em um ambiente em que o processo para instalar e remover partes de desgaste pode ser difícil e perigoso para concluir. A ferramenta permite que o instalador fique remoto às partes de desgaste, isto é, afastado fisicamente a uma distância dos riscos potenciais conforme as partes de desgaste são removidas de e/ou instaladas no equipamento de escavação. A ferramenta pode ser operada manualmente por meio de um operador ou a ferramenta pode ser uma ferramenta semiautomatizada ou totalmente automatizado.

[009] De acordo com um aspecto da invenção, uma ferramenta inclui pelo menos uma ferramenta auxiliar para manter um membro de desgaste, pelo menos um manipulador para manipular a ferramenta auxiliar para engatar e remover o membro de desgaste a partir do equipamento de trabalho na terra, um controlador e uma base móvel para mover a ferramenta para o equipamento de trabalho na terra. Essa ferramenta pode ser usada em toda uma mina e/ou movido para localizações convenientes para acomodar a remoção de membros de desgaste a partir do equipamento que pode ser usado em localizações diferentes ou para serviço em um número de equipamentos diferente que operam em uma mina.

[0010] De acordo com outro aspecto da invenção, uma ferramenta inclui pelo menos uma ferramenta auxiliar, pelo menos um manipulador para apoiar de forma móvel a ferramenta auxiliar, um dispositivo de entrada para receber dados em relação ao equipamento de trabalho na terra e um controlador que opera a(s) ferramenta(s) auxiliar(es) e manipulador(es) com base nos dados recebidos. Essa ferramenta pode acomodar facilmente uma ampla variedade de equipamentos de trabalho na terra, membros de desgaste ou uma variedade de circunstâncias que podem ser enfrentadas em uma mina ou outro ambiente de trabalho variável.

[0011] De acordo com outro aspecto da invenção, uma ferramenta inclui um cartucho para receber e manter um membro de desgaste montado no equipamento de trabalho na terra, um manipulador para apoiar de forma móvel o cartucho e um controlador para operar o manipulador para colocar o membro de desgaste no cartucho e removê-lo do equipamento de trabalho na terra. O cartucho fornece uma maneira segura e uniforme de manter e remover o membro de desgaste com um alto grau de segurança.

[0012] De acordo com outro aspecto da invenção, uma ferramenta prende um membro de manuseio ao membro de desgaste para facilitar a manutenção e remoção do membro de desgaste do equipamento de trabalho na terra, um manipulador que apoia, de forma móvel, uma ferramenta auxiliar que prende o membro de manuseio e um controlador. O uso de um membro de manuseio habilita a ferramenta a manter com segurança uma ampla variedade de membros de desgaste com uma estrutura de engate uniforme.

[0013] De acordo com outro aspecto da invenção, uma ferramenta inclui pelo menos uma ferramenta auxiliar para liberar um retentor sem martelo que mantém um membro de desgaste para equipamento de trabalho na terra, pelo menos um manipulador que apoia, de forma móvel, a ferramenta auxiliar, e um controlador. Dessa forma, a remoção de membros de desgaste, especialmente membros de desgaste grandes tais como usados em uma operação de mineração, que utilizam travas sem martelo pode ser efetuada com o usuário localizado remotamente para reduzir adicionalmente perigos associados à remoção e instalação desses membros de desgaste.

[0014] De acordo com outro aspecto da invenção, uma ferramenta inclui um único manipulador que apoia, de forma móvel, pelo menos uma ferramenta auxiliar para remover e instalar membros de desgaste no equipamento de trabalho na terra e um controlador. Essa ferramenta é eficiente em tamanho e uso dos componentes da ferramenta para efetuar, por exemplo, uma substituição de membros de desgaste gastos por membros de desgaste de substituição novos.

[0015] De acordo com outro aspecto da invenção, uma ferramenta inclui um manipulador que apoia, de forma móvel, uma ferramenta auxiliar para manter e remover um membro de desgaste a partir do equipamento de trabalho na terra e um controlador para operar a ferramenta de forma, pelo menos parcialmente, manual por um usuário remoto para aumentar a segurança de remoção de membros de desgaste, e, especialmente, membros de desgaste grandes tais como usados em uma mina, a partir do equipamento de trabalho na terra.

[0016] De acordo com outro aspecto da invenção, uma ferramenta de mineração para remover um membro de desgaste a partir do equipamento de trabalho na terra usado em uma mina inclui pelo menos uma ferramenta auxiliar para liberar um retentor que prende o membro de desgaste ao equipamento de trabalho na terra, pelo menos um manipulador que apoia a ferramenta auxiliar e um controlador para operar a(s) ferramenta(s) auxiliar(es) e manipulador(es).

[0017] De acordo com um aspecto da invenção, uma ferramenta é trazida para o equipamento de trabalho na terra para remover e/ou recolocar um membro de desgaste de tal maneira que o operador fique remoto à parte de desgaste através de pelo menos parte do processo para aumentar a segurança para os usuários. A capacidade para mover a ferramenta permite que a ferramenta seja usada com vários tipos de equipamento de trabalho na terra que não podem ser facilmente movidos para uma instalação de manutenção e para serviço de múltiplos números e/ou tipos de equipamento. A ferramenta permite que as partes de desgaste sejam substituídas mesmo quando o equipamento de trabalho na terra estiver localizado no campo. Em uma construção preferencial, a ferramenta é operada por um operador. Em outra construção preferencial, a ferramenta é semiautomatizada e é capaz de concluir porções do processo de instalação e remoção sem um operador. Em outra construção preferencial, a ferramenta é totalmente automatizada e não exige um operador para concluir a remoção e instalação de partes de desgaste gastas.

[0018] De acordo com outro aspecto da invenção, uma ferramenta inclui um manipulador e um controlador para remover e/ou instalar um membro de desgaste no equipamento de trabalho na terra. Em uma construção preferencial, um operador usa um dispositivo de entrada de usuário para controlar remotamente o manipulador. Em outra construção preferencial, o controlador usa lógica programável para concluir porções ou todo o processo de remoção e/ou instalação sem um operador. Em uma construção preferencial, o manipulador é um manipulador servoelétrico. Em outra construção preferencial, o manipulador é um manipulador hidráulico. Em outra construção preferencial, o manipulador é pneumático.

[0019] De acordo com outro aspecto da invenção, uma ferramenta é presa em uma localização fixa e o equipamento de trabalho na terra é trazido para a ferramenta quando partes de desgaste precisam de substituição. Isso permite que o equipamento de trabalho na terra que pode facilmente ser movido a partir de uma localização para outra seja trazido para uma instalação de manutenção onde o ambiente pode ser mais facilmente controlado.

[0020] De acordo com outro aspecto da invenção, uma ferramenta referencia um banco de dados para identificar qual tipo de partes de desgaste estão instaladas atualmente no equipamento de escavação. Em uma construção preferencial, a ferramenta referencia o banco de dados remotamente. Em outras construções, os dados para o banco de dados podem ser fornecidos por, por exemplo, elementos no equipamento (tais como códigos de barra, códigos de QR, transmissores, etc.), dispositivos de identificação de desgaste no equipamento, dispositivos de coleta de dados móveis, a ferramenta ou outros dispositivos, dentro do controlador na ferramenta, inserção manual por um usuário, etc.

[0021] De acordo com outro aspecto da invenção, uma ferramenta recebe informações a partir de um elemento de codificação fixado ao equipamento de escavação. O mecanismo codificado pode incluir informações sobre o número serial da caçamba, a capacidade da caçamba, a máquina de escavação em que a caçamba está instalada, e o tipo de partes de desgaste instaladas atualmente no equipamento de escavação. Em uma construção preferencial, o elemento de codificação é uma Identificação de Frequência de Rádio (RFID). Em outra construção preferencial, o elemento de codificação é um código de barras. Em outra construção preferencial, o código de barras é um Código de Resposta Rápida (QR). Em outra construção preferencial, o elemento de codificação fica localizado em uma caçamba de escavação.

[0022] De acordo com outro aspecto da invenção, uma ferramenta recebe informações a partir de uma unidade de monitoramento de parte de desgaste para identificar quais tipos de partes de desgaste estão instaladas atualmente no equipamento de escavação. A unidade de monitoramento de parte de desgaste é um sistema para monitorar a saúde de partes de desgaste no equipamento de escavação.

[0023] De acordo com outro aspecto da invenção, uma ferramenta recebe informações a partir de uma unidade de monitoramento de parte de desgaste para identificar quais partes de desgaste precisam de substituição em uma máquina de escavação.

[0024] De acordo com outro aspecto da invenção, uma ferramenta recebe informações a partir de sensores de uma unidade de monitoramento de parte de desgaste para auxiliar a ferramenta a localizar as partes de desgaste que precisam de substituição e auxiliar a ferramenta durante a instalação das partes de desgaste novas no equipamento de trabalho na terra.

[0025] De acordo com outro aspecto da invenção, uma ferramenta se comunica com um banco de dados para gravar informações acerca de um processo concluído pela ferramenta. Em uma construção preferencial a ferramenta comunica pelo menos um dentre: i) a hora e data em que as partes de desgaste foram removidas e substituídas, ii) quanto tempo a substituição das partes de desgaste levou, iii) máquina em que as partes de desgaste foram instaladas, iv) tipo de partes de desgaste substituídas e instaladas, v) torque necessário para remover um mecanismo de preensão que mantém a parte de desgaste no equipamento de movimentação de terra, vi) torque usado para instalar o mecanismo de preensão para manter a parte de desgaste no equipamento de movimentação de terra e vii) a localização geográfica onde as partes de desgaste foram substituídas.

[0026] De acordo com outro aspecto da invenção, uma ferramenta determina a orientação e localização de uma parte de desgaste no equipamento de escavação que precisa de substituição com o uso de sensores. Os sensores permitem que a ferramenta conheça a localização e orientação das partes de desgaste mesmo quando o equipamento de trabalho na terra estiver localizado em nível de subsolo e as partes de desgaste tiverem várias orientações em relação ao solo. Em uma construção preferencial, os sensores são passivos. Em outra construção preferencial, os sensores são ativos. Em outra construção preferencial, os sensores são escolhidos a partir de um grupo que inclui receptores, transmissores e/ou sensores digitais. Em outra construção preferencial, receptores de Sistema de Posicionamento Global (GPS) são usados para localizar a parte de desgaste. Em outra construção preferencial, receptores e transmissores de onda eletromagnética são usados para localizar a parte de desgaste que precisa de substituição. Em uma construção preferencial as ondas eletromagnéticas têm um comprimento de onda maior do que o espectro visível (por exemplo, infravermelho, microonda, ou Frequência de Rádio [RF]). Em outra construção preferencial, receptores e transmissores de onda mecânica são usados para localizar a parte de desgaste que precisa de substituição. Em uma construção preferencial as ondas mecânicas estão no espectro ultrassônico. Em outra construção preferencial, receptores e transmissores de laser são usados para localizar a parte de desgaste que precisa de substituição. Em uma construção preferencial, uma unidade de inclinômetro digital e uma bússola digital são usados para determinar a orientação e localização da parte de desgaste que precisa de substituição. Em uma construção preferencial, uma câmera e software de reconhecimento de visão são usados para identificar o equipamento de escavação e determinar a orientação e localização da parte de desgaste que precisa de substituição.

[0027] De acordo com outro aspecto da invenção, uma ferramenta usa um processo automatizado ou semiautomatizado para remover e instalar uma parte de desgaste a partir do equipamento de escavação, opera de forma autônoma e também é capaz de ser operada por um operador com um dispositivo de entrada de usuário. Permitir que a ferramenta automatizada seja operada pelo operador permite que outras funções do processo automatizado operem de forma mais eficiente. Além disso, o dispositivo de entrada de usuário permite que o processo automatizado continue no caso de a ferramenta automatizada encontrar um erro. Em uma construção preferencial, o dispositivo de entrada de usuário tem resposta tátil, visual ou audível. Em uma construção preferencial, o dispositivo de entrada de usuário é um joystick. Em outra construção preferencial, o dispositivo de entrada de usuário é um operador que guia fisicamente (por exemplo, com suas mãos) o manipulador para as posições almejadas. Em outra construção preferencial, o dispositivo de entrada de usuário é uma interface de usuário vestível.

[0028] De acordo com outro aspecto da invenção, uma ferramenta é automatizada para determinar se uma parte de desgaste está orientada de forma apropriada para a remoção obtendo-se a orientação e localização da parte de desgaste a partir de um sensor digital. Em uma construção preferencial, uma unidade de inclinômetro digital é usada para determinar a inclinação das partes de desgaste que precisam de substituição. Em uma construção preferencial, uma câmera e software de reconhecimento de visão são usados para identificar o equipamento de escavação e determinar se a parte de desgaste que precisa de substituição está orientada de forma apropriada para a remoção.

[0029] De acordo com outro aspecto da invenção, uma ferramenta inclui uma pluralidade de braços que são usados para prender pelo menos dois lados opostos do membro de desgaste. Em uma construção preferencial, a ferramenta multibraços tem pelo menos dois braços. Em outra construção preferencial, a ferramenta multibraços tem pelo menos três braços. Dois braços contatam os lados do membro de desgaste e um braço contata o fundo do membro de desgaste para prender o membro de desgaste à ferramenta.

[0030] De acordo com outro aspecto da invenção, uma ferramenta inclui duas ou mais ferramenta auxiliares (ou subferramentas) que são combinadas em uma ferramenta única de uso múltiplo. Em uma construção preferencial, uma primeira ferramenta auxiliar prende o membro de desgaste e uma segunda ferramenta auxiliar remove o mecanismo de preensão ou retentor que mantém o membro de desgaste na base.

[0031] De acordo com outro aspecto da invenção, uma ferramenta inclui um manipulador fornecido com uma ferramenta auxiliar (ou subferramenta) que tem um mecanismo de ajuste para que a ferramenta possa ser ajustada sem ajustar a orientação do manipulador.

[0032] De acordo com outro aspecto da invenção, uma cinta magnética é usada para garantir que uma parte de desgaste a ser substituída não seja desengatada prematuramente a partir do equipamento de escavação. Em uma construção preferencial, a cinta magnética utiliza pelo menos um ímã permanente acionado por ar.

[0033] De acordo com outro aspecto da invenção, uma ferramenta inclui duas ferramentas auxiliares para remover e instalar uma parte de desgaste, uma primeira ferramenta auxiliar para impedir a queda da parte de desgaste e uma segunda ferramenta auxiliar para engatar e desengatar a parte de desgaste a partir de uma base. Em uma construção preferencial, a primeira e segunda ferramentas auxiliares são ambas apoiadas por manipuladores.

[0034] De acordo com outro aspecto da invenção, um manipulador com dois braços é usado para remover e instalar uma parte de desgaste, um primeiro braço para impedir a queda da parte de desgaste e um segundo braço para engatar e desengatar a parte de desgaste a partir de uma base.

[0035] De acordo com outro aspecto da invenção, uma ferramenta é automatizada e usa múltiplas ferramentas auxiliares para realizar um processo automatizado para remover e instalar partes de desgaste presas ao equipamento de escavação.

[0036] De acordo com outro aspecto da invenção, uma ferramenta usa uma garra ajustável de múltiplos mordentes para impedir a queda de uma parte de desgaste de uma base fixada ao equipamento de escavação.

[0037] De acordo com outro aspecto da invenção, um cartucho encaixa em volta de uma parte de desgaste e prende a parte de desgaste para a remoção. Em uma construção preferencial, o cartucho é preso a uma ferramenta automatizada. Em outra construção preferencial, o cartucho é preso a uma ferramenta que exige que um operador manobre o cartucho. Em outra construção preferencial, as partes de desgaste que precisam de substituição são trazidas para o cartucho.

[0038] De acordo com outro aspecto da invenção, localizadores ou guias são presos às paredes internas de um cartucho para auxiliar no posicionamento apropriado de uma parte de desgaste dentro do cartucho.

[0039] De acordo com outro aspecto da invenção, um cartucho é usado para despachar, armazenar, instalar e remover uma parte de desgaste.

[0040] De acordo com outro aspecto da invenção, um cartucho tem pelo menos um mecanismo de fixação para elevar o cartucho, para girar o cartucho, para puxar o cartucho ou para empurrar o cartucho. Um mecanismo de fixação que pode ser levantado, puxado ou empurrado permite que uma parte de desgaste presa dentro do cartucho seja instalada e removida a partir de uma base presa ao equipamento de escavação.

[0041] De acordo com outro aspecto da invenção, uma ferramenta usa fluido pressurizado para remover finos a partir de uma parte de desgaste. Em uma construção preferencial, ar pressurizado com ou sem grãos abrasivos suspensos é usado para remover finos. Em outra construção preferencial, líquido pressurizado é usado para remover finos.

[0042] De acordo com outro aspecto da invenção, uma ferramenta usa um vibrador para remover finos a partir de uma parte de desgaste. Em uma construção preferencial, o vibrador é preso à parte de desgaste com pelo menos um eletroímã, ímã permanente repolarizado eletricamente ou ímã permanente acionado por ar. Em uma construção preferencial, o vibrador é isolado da ferramenta para que as vibrações não afetem negativamente a ferramenta.

[0043] De acordo com outro aspecto da invenção, uma ferramenta prende uma peça de manuseio a um mecanismo de preensão, tal como um retentor sem martelo, e usa a peça recém-fixada para remover o mecanismo de preensão a partir da parte de desgaste. Em uma construção preferencial, a ferramenta usa um prisioneiro, um soldador de prisioneiro e uma chave pneumática ou chave hidráulica para remover o mecanismo de preensão.

[0044] De acordo com outro aspecto da invenção, uma ferramenta usa controle de força e uma ferramenta que corresponde a uma abertura em um mecanismo de preensão para localizar, criar um engate positivo com o mecanismo de preensão, remover e instalar o mecanismo de preensão.

[0045] De acordo com outro aspecto da invenção, uma ferramenta usa um cortador para remover o mecanismo de preensão. Em uma construção preferencial, o cortador é um cortador de arco. Em outra construção preferencial, o cortador é um cortador de jato de água. Em outra construção preferencial o cortador é girado em um círculo para remover o mecanismo de preensão. Em outra construção preferencial, apenas uma porção do mecanismo de preensão é cortada. Em outra construção preferencial, o mecanismo de preensão inteiro é cortado completamente. Em outra construção preferencial, o cortador é uma tocha arco-ar elétrica. Em outra construção preferencial, o cortador é um laser.

[0046] De acordo com outro aspecto da invenção, uma ferramenta usa um ímã para remover o mecanismo de preensão a partir de uma parte de desgaste e descarta o mecanismo de preensão em um compartimento de descarte. Em uma construção preferencial, o ímã é um ímã permanente acionado por ar, eletroímã ou ímã permanente repolarizado eletricamente.

[0047] De acordo com outro aspecto da invenção, uma ferramenta usa um vácuo para criar um engate positivo com o mecanismo de preensão para remover o mecanismo de preensão a partir de uma parte de desgaste e descarta a parte de desgaste em um compartimento de descarte.

[0048] De acordo com outro aspecto da invenção, uma ferramenta prende pelo menos uma peça nova à parte de desgaste gasta e usa a peça recém-fixada para remover a parte de desgaste a partir da base. Em uma construção preferencial, a ferramenta usa um soldador de prisioneiro para fixar a peça nova à parte de desgaste gasta.

[0049] De acordo com outro aspecto da invenção, uma ferramenta usa um vibrador para desengatar inicialmente uma parte de desgaste a partir de uma base presa ao equipamento de escavação.

[0050] De acordo com outro aspecto da invenção, uma ferramenta usa um ímã para remover uma parte de desgaste a partir de uma base e descarta a parte de desgaste em um compartimento de descarte. Em uma construção preferencial, o ímã é um ímã permanente acionado por ar.

[0051] De acordo com outro aspecto da invenção, uma ferramenta usa uma garra de múltiplos mordentes para remover uma parte de desgaste a partir de uma base e descarta a parte de desgaste em um compartimento de descarte.

[0052] De acordo com outro aspecto da invenção, um compartimento de descarte tem acessórios para apoiar as partes de desgaste para que cada parte de desgaste seja mantida em uma localização fixa.

[0053] De acordo com outro aspecto da invenção, cada membro de desgaste de substituição é mantido em uma localização e orientação fixas em um pálete para que a ferramenta possa localizar a parte de desgaste nova e oriente de forma apropriada a parte para a instalação.

[0054] De acordo com outro aspecto da invenção, uma ferramenta agarra rigidamente uma parte de desgaste para que a parte de desgaste mantenha uma orientação fixa conforme a ferramenta move a parte de desgaste.

[0055] De acordo com outro aspecto da invenção, uma ferramenta é automatizada e verifica que uma parte de desgaste nova esteja totalmente assentada em uma base comparando-se a localização atual do mecanismo de preensão na parte de desgaste nova à localização estabelecida previamente do mecanismo de preensão no membro de desgaste gasto.

[0056] De acordo com outro aspecto da invenção, uma ferramenta realiza verificações visuais para garantir que uma parte de desgaste esteja totalmente assentada na base. Em uma construção preferencial, a verificação visual é realizada com o uso de uma câmera de visão em 2D.

[0057] De acordo com outro aspecto da invenção, uma ferramenta é automatizada e foi programada com a geometria de uma parte de desgaste que está sendo instalada e foi programada com a posição para colocar um mecanismo de preensão na parte de desgaste.

[0058] De acordo com outro aspecto da invenção, uma ferramenta é automatizada e tem manipulação de erro no caso de o equipamento de escavação se mover inesperadamente.

[0059] De acordo com outro aspecto da invenção, um processo para remover um membro de desgaste a partir do equipamento de trabalho na terra em uma mina inclui operar um manipulador motorizado para mover uma ferramenta auxiliar em proximidade ao membro de desgaste, operar a ferramenta auxiliar para engatar e manter o membro de desgaste e remover o membro de desgaste a partir do equipamento de trabalho na terra através de operação do manipulador e/ou da ferramenta auxiliar.

[0060] De acordo com outro aspecto da invenção, um processo para mover um retentor inclui prender um membro de desgaste ao equipamento de trabalho na terra em uma mina para uma posição de liberação e mover uma ferramenta auxiliar em proximidade ao retentor para engatar e liberar o retentor para permitir a remoção do membro de desgaste.

[0061] De acordo com outro aspecto da invenção, um processo para remover um membro de desgaste a partir do equipamento de trabalho na terra inclui operar um manipulador para mover uma ferramenta auxiliar em proximidade ao membro de desgaste, operar a ferramenta auxiliar para manter o membro de desgaste enquanto o operador permanece remoto ao membro de desgaste.

[0062] Para alcançar um entendimento melhor das vantagens e recursos da invenção, pode ser feita referência à matéria descritiva a seguir e às Figuras anexas que descrevem e ilustram várias configurações e conceitos relacionados à invenção.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[0063] A Figura 1 é uma vista lateral de uma escavadeira de mineração.

[0064] A Figura 2 é uma vista em perspectiva de uma caçamba do tipo enxada de escavadeira.

[0065] A Figura 3 é uma vista em perspectiva de um rebordo de uma caçamba do tipo enxada de escavadeira.

[0066] A Figura 4 é uma vista em perspectiva de uma montagem de dente.

[0067] A Figura 5 é uma vista em perspectiva explodida da montagem de dente mostrada na Figura 4.

[0068] A Figura 6 esboça as etapas do processo geral para automatizar a remoção e instalação da parte de desgaste de acordo com a presente invenção.

[0069] A Figura 7 é uma vista lateral de uma ferramenta de acordo com a presente invenção.

[0070] A Figura 8 é uma vista lateral de um trocador de ferramenta de acordo com a presente invenção.

[0071] A Figura 9 é uma vista de topo de um pálete de armazenamento de acordo com a presente invenção;

[0072] A Figura 10 é uma vista em corte transversal do pálete de armazenamento na Figura 9 tomada ao longo da linha 10-10.

[0073] A Figura 10a é uma vista em corte transversal de um pálete de armazenamento em uma formação de carregador de acordo com a presente invenção.

[0074] A Figura 10b é outra vista em corte transversal do pálete de armazenamento mostrado na Figura 10a com um cartucho removido a partir do carregador.

[0075] A Figura 10c é outra vista em corte transversal do pálete de armazenamento mostrado na Figura 10a com um cartucho próximo a ser posicionado no carregador.

[0076] A Figura 11 é vista lateral da segunda modalidade de uma ferramenta de acordo com a presente invenção.

[0077] A Figura 12 é uma vista traseira em perspectiva de uma caçamba com um elemento de codificação da presente invenção.

[0078] A Figura 13 é uma vista em perspectiva da ferramenta de A Figura 7 com receptores e sensores digitais. Outros detalhes da ferramenta que incluem o manipulador, páletes de armazenamento e ferramentas são omitidos para simplificar os desenhos.

[0079] A Figura 14 é uma vista lateral de uma caçamba no nível do solo com sensores digitais de acordo com a presente invenção.

[0080] A Figura 15 é uma vista lateral de uma caçamba mostrada na Figura 14 com a caçamba inclinada para cima para a remoção e instalação da parte de desgaste.

[0081] A Figura 16 é uma vista em perspectiva de uma cinta magnética fixada a um membro de desgaste e base de acordo com a presente invenção.

[0082] A Figura 17 é uma vista lateral de um manipulador e um ímã permanente acionado por ar para prender as partes de desgaste e os mecanismos de preensão de acordo com a presente invenção.

[0083] A Figura 18a é uma vista em perspectiva de um cartucho que aloja uma parte de desgaste nova de acordo com a presente invenção.

[0084] A Figura 18b é uma vista de topo do cartucho mostrado na Figura 18a com porções da parte de desgaste e o interior do cartucho mostrados em linhas tracejadas.

[0085] A Figura 18c é uma vista frontal do cartucho mostrado na Figura 18a.

[0086] A Figura 18d é uma vista lateral do cartucho mostrado na Figura 18a com porções da parte de desgaste e o interior do cartucho mostrados em linhas tracejadas.

[0087] A Figura 18e é uma vista em perspectiva de um cartucho que aloja uma parte de desgaste gasta de acordo com a presente invenção.

[0088] A Figura 18f é uma vista de topo do cartucho mostrado na Figura 18e com porções da parte de desgaste e o interior do cartucho mostrados em linhas tracejadas.

[0089] A Figura 18g é uma vista frontal do cartucho mostrado na Figura 18e.

[0090] A Figura 18h é uma vista lateral do cartucho mostrado na Figura 18e com porções da parte de desgaste e o interior do cartucho mostrados em linhas tracejadas.

[0091] A Figura 19a é uma vista em perspectiva de uma garra de múltiplos mordentes para prender uma parte de desgaste de acordo com a presente invenção.

[0092] A Figura 19b é uma vista de topo da garra de múltiplos mordentes de A Figura 19a.

[0093] A Figura 19c é uma vista lateral da garra de múltiplos mordentes de A Figura 19a.

[0094] A Figura 19d é uma vista frontal da garra de múltiplos mordentes de A Figura 19a.

[0095] A Figura 20a é uma vista em perspectiva de um sistema de lavagem por pressão para remover finos de acordo com a presente invenção.

[0096] A Figura 20b é uma vista em perspectiva de um bico em anel para ser usado com o sistema de lavagem por pressão de A Figura 20a.

[0097] A Figura 20c é uma vista em perspectiva de um quadro e transporte deslizante para ser usado com o sistema de lavagem por pressão de A Figura 20a.

[0098] A Figura 21 é uma vista lateral de um vibrador para remover finos a partir de partes de desgaste de acordo com a presente invenção.

[0099] A Figura 22a é uma vista em perspectiva de um soldador de prisioneiro para fixar peça novas para auxiliar na remoção de partes de desgaste de acordo com a presente invenção. O manipulador e o trocador de ferramenta são omitidos para simplificar o desenho.

[00100] A Figura 22b é uma vista em perspectiva de uma chave de boca para girar peças novas que foram fixadas às partes de desgaste de acordo com a presente invenção.

[00101] A Figura 22c é uma vista em perspectiva de um membro de desgaste com peça novas fixadas para remover o membro de desgaste a partir da base de acordo com a presente invenção.

[00102] A Figura 23 é uma vista lateral de uma ferramenta hexagonal para remover mecanismos de preensão de acordo com a presente invenção.

[00103] A Figura 24 é uma vista em perspectiva de um trajeto de cortador para remover mecanismos de preensão de acordo com a presente invenção.

[00104] A Figura 25a é uma vista em perspectiva de um trajeto de corte para remover mecanismos de preensão entre um membro de desgaste e uma base de acordo com a presente invenção.

[00105] A Figura 25b é uma vista de topo do membro de desgaste e base na Figura 25a.

[00106] A Figura 25c é uma vista em corte transversal do membro de desgaste e base na Figura 25b tomada ao longo da linha 25c-25c.

[00107] A Figura 25d é uma vista em corte transversal do membro de desgaste e base na Figura 25b com o mecanismo de preensão removido.

[00108] A Figura 26a é uma vista lateral de uma ferramenta personalizada para agarrar rigidamente as partes de desgaste de acordo com a presente invenção.

[00109] A Figura 26b é uma vista em corte transversal da ferramenta personalizada na Figura 26a tomada ao longo da linha 26b26b na Figura 26a.

[00110] A Figura 27a é uma vista frontal em perspectiva de um manipulador com uma ferramenta personalizada para agarrar rigidamente as partes de desgaste e remover o mecanismo de preensão de acordo com a presente invenção.

[00111] A Figura 27b é uma vista frontal lateral da ferramenta personalizada mostrada na Figura 27a mantendo uma parte de desgaste.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA MODALIDADE PREFERENCIAL

[00112] A presente invenção se refere a uma ferramenta e a um processo para remover e instalar vários tipos de partes de desgaste no equipamento de trabalho na terra que incluem, por exemplo, equipamento de escavação e equipamento de transporte de solo. Equipamento de escavação é entendido como um termo geral para se referir a qualquer uma dentre uma variedade de máquinas de escavação usadas em mineração, construção e outras atividades, e que, por exemplo, incluem máquinas de draga, pás de cabo, pás frontais, escavadeiras hidráulicas e cortadores de draga. Equipamento de escavação também se refere aos componentes de penetração no solo dessas máquinas tais como a caçamba, lâmina, ou a cabeça de corte. Equipamento de transporte de solo é também entendido como um termo geral para se referir a uma variedade de equipamento que é usada para transportar material de terra e que, por exemplo, inclui calhas e carrocerias de caminhão de mineração. A presente invenção é adequada para remover e instalar partes de desgaste de equipamento de escavação na forma de, por exemplo, dentes de escavação e proteções. Adicionalmente, certos aspectos da presente invenção também são adequados para remover e instalar uma superfície de desgaste na forma de, por exemplo, deslizadores. Por conveniência da discussão, o processo de remoção e instalação da parte de desgaste é discutido em termos de substituir uma ponta em uma escavadeira de mineração. No entanto, o processo de remoção e instalação pode ser usado com outras partes de desgaste usadas com equipamento de trabalho na terra.

[00113] Termos relativos tais como frontal, traseiro, topo, fundo e similares são usados por conveniência da discussão. Os termos frontal ou dianteiro são usados, de maneira geral, para indicar a direção usual de deslocamento durante o uso (por exemplo, enquanto escavando), e superior ou topo são usados, de maneira geral, como uma referência à superfície sobre a qual o material passa quando, por exemplo, é recolhido dentro da caçamba. Entretanto, é reconhecido que na operação de várias máquinas de trabalho na terra as montagens de desgaste podem ser orientadas de várias formas e se mover em todos os tipos de direções durante o uso.

[00114] Uma escavadeira de mineração 1 é equipada com uma caçamba 3 para recolher material de terra durante escavação (Figura 1). A caçamba 3 tem um rebordo 5 que é a borda de escavação da caçamba 3 (Figuras 2 e 3). A borda de escavação é aquela porção do equipamento que guia o contato com o solo. Montagens de dente e proteções são frequentemente presas à borda de escavação para proteger a borda e quebrar o solo à frente do rebordo. Múltiplas montagens de dente 7 e proteções 9, tais como reveladas no Pedido de Patente no US 13/547.353 o qual é incorporado ao presente documento a título de referência, podem ser fixadas ao rebordo 5 da caçamba 3 (Figuras 4 e 5). O dente ilustrado 7 inclui um adaptador 11 soldado (ou de outra forma preso) ao rebordo 5, um adaptador intermediário 13 montado no adaptador 11 e uma ponta (também chamada de uma ponteira) 15 montada na base 13. Embora uma construção de dente 7 seja mostrada, outras disposições de dente são possíveis. A ponta 15 inclui uma cavidade de abertura para trás para receber o nariz 17, e uma extremidade frontal 19 para penetrar o solo. Um mecanismo de preensão, tipicamente chamado de um retentor, pino ou trava 21, é usado para prender o membro de desgaste 15 à base 13, e a base 13 ao nariz 23 (Figuras 2 e 3), embora travas diferentes possam ser usadas para prender a ponta 15 e a base 13. Nesse pedido, a ponta 15 é tipicamente referida como o membro de desgaste e o adaptador intermediário 13 como a base. Entretanto, o adaptador intermediário 13 e o adaptador 11 também sãos membros de desgaste. Por exemplo, quando o adaptador intermediário 13 precisa de substituição, o mesmo pode ser referido como o membro de desgaste e o adaptador 11 como a base. De maneira similar, quando o adaptador 11 precisa de substituição, o mesmo pode ser referido como o membro de desgaste e o rebordo 5 como a base. Durante a vida da caçamba, os membros de desgaste 11, 13, 15 são usualmente substituídos inúmeras vezes.

[00115] A Figura 6 ilustra as etapas de um processo para remover e instalar membros de desgaste gastos 15 em uma caçamba de escavação 3. O processo pode ser efetuado por um instalador/operador ou o processo pode ser um processo semiautomatizado (isto é, várias etapas dentro do processo podem ser automatizadas) ou um processo totalmente automatizado. Existem variações no processo. Por exemplo, pode ser desejável recolocar mais do que um membro de desgaste de uma vez e pode ser desejável primeiro remover todos os membros de desgaste antes de instalar os membros de desgaste novos.

[00116] De acordo com uma modalidade da invenção, uma ferramenta 25 é usada para remover e instalar membros de desgaste 15 (Figura 7). A ferramenta 25 é trazida para o equipamento de escavação 1 que precisa de manutenção para que as partes de desgaste possam ser substituídas mesmo quando o equipamento de trabalho na terra está em uma localização remota e as partes de desgaste precisam ser substituídas no campo. A ferramenta 25, por exemplo, pode ser um veículo de serviço 27 como uma base móvel com pelo menos um manipulador 29 e pelo menos um controlador 31 tal como uma Unidade de Processamento Central (CPU) com lógica programável. O controlador pode ser uma única CPU ou uma combinação de CPUs localizadas, por exemplo, nas ferramentas auxiliares, manipuladores e/ou veículo de serviço. Os controladores podem ficar em uma localização remota ou, como descrito abaixo, podem ser operados manualmente ou operados de maneira parcialmente manual. O veículo de serviço 27 também pode ser equipado com estabilizadores de escora 33, uma fonte de alimentação 35, uma plataforma de manipulador 37, compartimentos ou páletes de armazenamento 39, e ferramentas ou subferramentas auxiliares 41 para serem usadas em conjunto com o manipulador 29. O veículo de serviço tem rodas para que possa ser movido facilmente de uma localização para outra. Em uma modalidade alternativa não mostrada, o veículo de serviço pode ter pistas ou pode ter rodas e pistas. O veículo de serviço 27 é dirigido para a escavadeira de mineração 1 por um operador localizado dentro do veículo de serviço 27. Alternativamente, o veículo de serviço 27 pode ser dirigido para a escavadeira de mineração 1 normal ou remotamente por meio de um dispositivo de entrada de usuário. Por exemplo, o veículo de serviço 27 pode ser dirigido remotamente com um joystick (não mostrado) e câmeras (não mostradas) localizadas no veículo de serviço 27. Em outra alternativa, o veículo de serviço 27 pode ser totalmente automatizado e programado para dirigir para a escavadeira de mineração 1 que precisa de membros de desgaste 15 substituídos.

[00117] O veículo de serviço 27 é dirigido próximo o suficiente à caçamba de escavadeira 3 para que o manipulador 29 seja capaz de alcançar os membros de desgaste 15 na caçamba 3. Uma vez em posição os estabilizadores de escora hidráulicos 33 são abaixados para fornecer uma plataforma estável para o manipulador 29. A plataforma de manipulador 37 pode ficar localizada no veículo de serviço 27 de modo baixo o suficiente para que o manipulador 29 seja capaz de alcançar os membros de desgaste 15 quando a caçamba 3 estiver apoiada no solo. Em alguns casos, o operador de escavadeira pode precisar ajustar a caçamba 3 para que a caçamba 3 fique inclinada para cima ou escorar a caçamba 3 em uma plataforma 43 para que o manipulador 29 seja capaz de alcançar os membros de desgaste 15 quando o manipulador 29 estiver localizado no veículo de serviço 27 (Figura 7). O veículo de serviço 27 pode ser equipado com montagens de elevação (não mostrada), giro e/ou translação para abaixar, girar e/ou mover o manipulador 29 para que o manipulador 29 seja capaz de alcançar os membros de desgaste 15 na caçamba 3.

[00118] O manipulador 29 e ferramentas auxiliares 41 podem ser alimentados a partir de inúmeras fontes de alimentação. Por exemplo, o manipulador 29 e ferramentas auxiliares 41 podem ser alimentados por meio do veículo de serviço, um gerador ou baterias.

[00119] A plataforma de manipulador 37 pode ser equipada com trilhos (não mostrados) para o manipulador 29 deslizar em direção à frente do veículo de serviço 27, em direção à traseira do veículo de serviço 27, e/ou em direção a qualquer lado do veículo de serviço 27. Correntes, atuadores hidráulicos ou atuadores elétricos disponíveis comercialmente (dirigindo uma cremalheira ou fuso de esfera) (não mostrados) podem ser conectados ao manipulador 29 para mover o manipulador 29 ao longo dos trilhos.

[00120] Os compartimentos de armazenamento ou páletes 39 no veículo de serviço 27 podem ser uma parte da plataforma de manipulador 37, integrados ao veículo de serviço 27, ou podem ser removíveis a partir do veículo de serviço 27 para que todos os membros de desgaste 15 sejam carregados no veículo de serviço 27 nos compartimentos de armazenamento 39 antes do veículo de serviço 27 ser enviado para o campo (Figuras 7, 9, e 10). Os compartimentos de armazenamento 39 podem ser equipados com acessórios ou gabaritos 45 para apoiar os membros de desgaste 15 para que cada membro de desgaste 15 tenha uma orientação e localização fixas em relação ao manipulador 29 uma vez instalado no veículo de serviço 27.

[00121] O manipulador 29 pode ser personalizado ou pode ser um manipulador servoelétrico padronizado comercial ou um manipulador hidráulico padronizado comercial ou um manipulador pneumático padronizado comercial. O manipulador 29 pode ter sensor de força integrado ou pode ser equipado com um dispositivo sensor de força padronizado de mercado de reposição. Exemplos de manipuladores 29 que podem ser usados incluem, porém, sem limitações, um robô servoelétrico Fanuc m-900ia-400L com sensor de força integrado, um robô servoelétrico ABB IRB 7600-500 equipado com um ATI Sensor de Força/Torque, um robô servoelétrico Motoman HP500D equipado com um Sensor de Força/Torque de mercado de reposição ATI ou um manipulador hidráulico Vulcan Action 500.

[00122] O veículo de serviço 27 pode ser equipado com uma ou mais dentre uma variedade de ferramentas auxiliares 41 utilizáveis para remover e/ou instalar os membros de desgaste 15. As ferramentas auxiliares 41 são preferencialmente localizadas em uma localização fixa em relação ao manipulador 29. O manipulador 29 pode ser equipado com um trocador de ferramenta padrão de indústria 47 para permitir que o manipulador 29 mude rapidamente de uma ferramenta auxiliar para outra ferramenta auxiliar para realiza várias funções do processo de remoção e instalação. O trocador de ferramenta 47 tem um primeiro lado 49 que conecta ao manipulador 29 e um segundo lado 51 que conecta à ferramenta auxiliar 41 (Figura 8). Os dois lados 49 e 51 do trocador de ferramenta 47 são acoplados quando estão em uso e desacoplados quando não estão em uso. Por exemplo, o manipulador 29 pode ser equipado com um Trocador de Ferramenta Robótico ATI. Os vários tipos de ferramentas auxiliares 41 com os quais o veículo de serviço 27 pode ser equipado são discutidos em detalhes abaixo. O manipulador pode também apoiar concorrentemente múltiplas ferramentas auxiliares 41.

[00123] Em uma modalidade alternativa (Figura 11), uma estação de serviço 53 é equipada com uma fonte de alimentação 35, pelo menos um controlador 31 na forma de uma CPU com lógica programável, pelo menos um manipulador 29, compartimentos de armazenamento 39 e ferramentas auxiliares 41 para serem usados em conjunto com o manipulador 29. A estação de serviço 53 é similar de muitas formas ao veículo de serviço 27 com muitos dos mesmos benefícios e propósitos. A discussão a seguir se concentra nas diferenças e não repete todas as similaridades que se aplicam à estação de serviço 53. Uma escavadeira de mineração 1 é trazida para a estação de serviço 53 e localizada próxima o suficiente ao manipulador 29 para que o manipulador 29 seja capaz de alcançar os membros de desgaste 15 na caçamba 3. Tal como com o veículo de serviço 27, a estação de serviço 53 pode ser equipada com trilhos (não mostrados) para o manipulador 29 deslizar sobre, para frente e para trás. O manipulador 29 e as ferramentas auxiliares 41 na estação de serviço 53 podem ser alimentados a partir de inúmeras fontes de alimentação 35. Por exemplo, o manipulador 29 e ferramentas auxiliares 41 podem ser alimentados por meio de um gerador, baterias ou alimentados por um sistema de alimentação existente. A estação de serviço 53 é localizada, preferencialmente, em uma localização conveniente para que as ferramentas de trabalho na terra se aproximem e para que os operadores tenham acesso. Entretanto, a estação de serviço pode estar localizada no campo e pode incluir uma base móvel tal como um reboque para ser movida para localizações diferentes.

[00124] Uma vez que o veículo de serviço 27 esteja em posição em relação à caçamba de escavação 3 ou a caçamba de escavação 3 esteja em posição em relação à estação de serviço 53, o tipo dos membros de desgaste 15 na caçamba 3 são identificados. Os membros de desgaste 15 na caçamba 3 podem ser identificados por um operador que entra manualmente as informações no controlador 31. O operador pode inserir um identificador específico relacionado ao equipamento de escavação 1, e o controlador 31 usa o identificador para se referir a um banco de dados de membros de desgaste 15 no equipamento de escavação identificado 1.

[00125] Em uma modalidade alternativa, um operador ou o manipulador 29 pode ter uma ferramenta auxiliar para puxar informações a partir de um banco de dados em relação ao estado das partes de desgaste. O banco de dados pode ser acessado por um elemento de codificação 55 localizado no equipamento de escavação 1, preferencialmente em uma área protegida. O elemento de codificação 55 pode, por exemplo, ficar localizado na traseira da caçamba 3 (Figura 12) ou na máquina de trabalho na terra que opera a caçamba (não mostrada). O elemento de codificação pode ser, por exemplo, um RFID, código de barras, ou Código de QR. Em uma modalidade alternativa não mostrada, a ferramenta auxiliar pode puxar informações a partir de um dispositivo de coleta de dados móvel. O mecanismo codificado 55 ou banco de dados pode armazenar, por exemplo, o número serial da caçamba, a capacidade da caçamba, a máquina em que a caçamba está instalada, o número da peça para a caçamba e tipo de membros de desgaste 15 instalados atualmente na caçamba 3. Os dados são, então, inseridos no controlador 31. O controlador 31 com um Controlador Lógico Programável externo (PLC) (não mostrado) ou um PC externo (não mostrado) pode realizar uma verificação para garantir que os membros de desgaste 15 a serem instalados sejam compatíveis com a caçamba 3.

[00126] Ainda em outra modalidade alternativa, o controlador 31 pode puxar o tipo de membros de desgaste 15 atualmente instalados na caçamba 3 a partir de uma unidade de monitoramento de saúde da caçamba (não mostrada). A unidade de monitoramento de saúde da caçamba pode ser um sistema que monitora e armazena as características de desgaste atuais de cada membro de desgaste 15 na caçamba 3 e dá um alerta quando um membro de desgaste 15 está próximo a ser gasto passando de um perfil de desgaste mínimo para o membro de desgaste 15. O alerta pode ser enviado sem fio para operadores de equipamento e para dispositivos sem fio quando os membros de desgaste 15 no equipamento de escavação 1 precisarem de manutenção. A fim de determinar o perfil de desgaste mínimo de cada membro de desgaste 15 na caçamba, a unidade de monitoramento de saúde pode se referir a um banco de dados com vários perfis de desgaste para vários tipos de membros de desgaste 15. Vários aspectos da unidade de monitoramento de saúde da caçamba podem ser, por exemplo, efetuados pelo Sistema de Monitoramento de Desgaste de Dente comercializado pela Motion Metrics ou unidades de monitoramento de saúde de caçamba similares ou a partir de um dispositivo de coleta de dados móvel.

[00127] Além disso, para auxiliar na determinação de qual tipo de membros de desgaste 15 estão atualmente instalados na caçamba 3, o sistema de monitoramento de saúde da caçamba também pode ser capaz de comunicar outras informações para a ferramenta 25. A comunicação entre o sistema de monitoramento de saúde da caçamba e a ferramenta 25 pode ser sem fio ou através de um cabo. O sistema de monitoramento de saúde da caçamba pode comunicar, por exemplo, o(s) membro(s) de desgaste específico(s) 15 que está(estão) gasto(s) de modo que o(s) membro(s) de desgaste 15 deve(m) ser substituído(s) antes da próxima janela de manutenção. O sistema de monitoramento de saúde da caçamba pode auxiliar a ferramenta a fornecer resposta para a ferramenta durante o processo de instalação e remoção. Por exemplo, o sistema de monitoramento de saúde da caçamba pode fornecer informações a partir de seus sensores (por exemplo, câmeras, acelerômetros) para auxiliar a ferramenta a localizar e prender a parte de desgaste gasta e instalar uma parte de desgaste nova na base do equipamento de escavação.

[00128] Em uma modalidade alternativa, a ferramenta pode se comunicar com o banco de dados do sistema de monitoramento de saúde da caçamba ou outro banco de dados separado para gravar informações acerca da instalação e do processo de remoção. A ferramenta pode comunicar com, por exemplo, pelo menos um dentre: i) a hora e data que as partes de desgaste foram removidas e substituídas, ii) quanto tempo a substituição das partes de desgaste levou, iii) máquina em que as partes de desgaste foram instaladas, iv) tipo de partes de desgaste substituídas e instaladas, v) torque necessário para remover um mecanismo de preensão que mantém a parte de desgaste no equipamento de movimentação de terra, vi) torque usado para instalar o mecanismo de preensão para manter a parte de desgaste no equipamento de movimentação de terra e vii) a localização geográfica de onde as partes de desgaste foram substituídas.

[00129] Se a escavadeira de mineração 1 não for equipada com uma unidade de monitoramento de saúde da caçamba, um operador pode ver as características de desgaste atuais de cada um dos membros de desgaste 15 e inserir manualmente no controlador 31 quais membros de desgaste 15 precisam de substituição. O controlador 31, por exemplo, uma CPU, um sem fio externo, ou um PC externo, também podem transmitir informações para dispositivos sem fio em relação a quais membros de desgaste 15 estão sendo substituídos. Se nenhum dos membros de desgaste 15 precisar ser substituído, o controlador 31 pode ser programado para não continuar o processo de remoção e instalação.

[00130] Se um ou mais membros de desgaste 15 precisar de substituição, o controlador 31 pode determinar a localização do membro de desgaste 15 com respeito ao manipulador 29. A caçamba 3 e o veículo de serviço 27 ou estação de serviço 53 pode ser equipado com sensores para que a orientação e a localização das partes de desgaste possam ser determinadas independentemente da orientação das partes de desgaste ao solo. Os sensores podem ser sensores ativos ou passivos e podem ser, por exemplo, receptores, transmissores e sensores digitais. A caçamba 3 pode ter os receptores, transmissores e sensores digitais instalados permanentemente na caçamba 3 ou os sensores podem ser posicionados na caçamba 3 por um operador antes do processo de remoção e instalação. Por exemplo, a caçamba 3 pode ter pelo menos um receptor de GPS 57 e o veículo de serviço 27 ou a estação de serviço 53 também podem ter pelo menos três receptores de GPS 57 (Figura 13). Sensores digitais adicionais, por exemplo, uma unidade de inclinômetro 59 e/ou uma bússola 61, podem ser localizados em uma superfície da caçamba com um ângulo inicial calibrado para que o controlador 31 possa determinar a orientação e localização da caçamba 3 em relação ao veículo de serviço 27 ou à estação de serviço 53. O ângulo inicial calibrado pode ser, por exemplo, uma superfície plana da caçamba 3 (por exemplo, quando a caçamba 3 está em repouso no nível do solo). O controlador 31 pode ter uma caçamba e banco de dados de geometria de membro de desgaste para auxiliar na localização dos membros de desgaste 15 na caçamba 3. O controlador 31 pode determinar onde manobrar o manipulador 29 com base no ângulo de inclinação da caçamba 3, nas localizações do veículo de serviço 27 e da caçamba 3 determinadas a partir dos receptores de GPS 57 e na localização do membro de desgaste 15 determinada a partir da caçamba e banco de dados de geometria de membro de desgaste. Em outra modalidade, tanto a caçamba 3 como o veículo de serviço 27 ou estação de serviço 53 podem ter receptores e/ou transmissores de onda eletromagnética, receptores e/ou transmissores de onda mecânica, ou receptores e/ou transmissores de laser em vez de receptores de GPS 57. As ondas eletromagnéticas podem, por exemplo, ter um comprimento de onda maior do que o espectro visível (por exemplo, infravermelho, micro-onda, ou Frequência de Rádio). As ondas mecânicas podem, por exemplo, ter um comprimento de onda no espectro ultrassônico. Os receptores e transmissores podem ser similares àqueles usados no sistema Nikon iGPS ou no Sistema de Posicionamento Local iTrack’s.

[00131] Em uma modalidade alternativa (Figuras 27a e 27b), a localização do membro de desgaste no espaço em relação ao manipulador pode ser determinada com o uso de uma câmera 32, software de reconhecimento de visão e geometria de caçamba/membro de desgaste. Por exemplo, o manipulador pode ser equipado com uma ou mais câmeras 32 e o controlador, (por exemplo, uma CPU, um PLC externo ou um PC externo) pode ser equipado com software de reconhecimento de visão. O manipulador pode ser girado, rodado ou manobrado para cima, para baixo ou em um círculo até que o software de reconhecimento de visão identifique o equipamento de escavação, a caçamba ou o membro de desgaste. Uma vez que o software de reconhecimento de visão identifique o equipamento de escavação, a caçamba ou o membro de desgaste, o controlador pode determinar a orientação e localização da caçamba. O manipulador pode, então, ser manobrado mais próximo à caçamba ou membro de desgaste até que o software de reconhecimento de visão identifique um recurso singular na caçamba ou no membro de desgaste. O recurso singular pode ser, por exemplo, superfícies fundidas singulares, uma placa soldada projetada singularmente ou um padrão singular de revestimento duro. O recurso singular deveria ser localizado preferencialmente em um local em que o mesmo não desgastasse completamente. O recurso singular deveria ter preferencialmente um padrão no membro de desgaste ou caçamba para que o controlador pudesse determinar a direção em que a caçamba ou o membro de desgaste é orientado. O manipulador pode ser dirigido para o recurso singular e uma posição inicial na caçamba ou membro de desgaste poderia ser estabelecida. Com base na posição inicial estabelecida e na geometria de desgaste da caçamba/membro, o manipulador pode ser manobrado para várias posições necessárias para remover e/ou instalar membros de desgaste na caçamba.

[00132] Em uma modalidade alternativa, a localização do membro de desgaste 15 no espaço em relação ao manipulador 29 pode ser inserida por um operador com o uso de um dispositivo de entrada de usuário (isto é, um controlador 31) para manobrar o manipulador 29 para uma posição específica no membro de desgaste 15. Nesse exemplo, o controlador 31 é um dispositivo de entrada de usuário tal como, por exemplo, um joystick ou interface de usuário vestível (não mostrada). Alternativamente, um operador pode guiar fisicamente (por exemplo, com suas mãos) o manipulador 29. Por exemplo, o operador pode manobrar o manipulador 29 para que o manipulador 29 fique diretamente sobre o mecanismo de preensão 21 entre o membro de desgaste 15 e a base 13 no equipamento de escavação 1 para que o controlador 31 seja programada com a localização e orientação do membro de desgaste 15 em relação ao manipulador. O operador fica preferencialmente remoto, isto é, localizado a uma distância segura distante do membro de desgaste 15 e do manipulador. Se o operador estiver localizado em uma posição onde o mesmo não possa ver fisicamente o membro de desgaste 15, o manipulador 29 e veículo de serviço 27 ou estação de serviço 53 podem ser equipados com câmeras 32 (Figura 27a e 27b) para auxiliar a manobrar visualmente o manipulador 29 para o membro de desgaste gasto 15. O dispositivo de entrada de usuário, também pode ter resposta táteis, visuais ou audíveis para fornecer informações a partir do manipulador 29. A resposta, por exemplo, pode ser uma vibração, uma luz visível ou um som audível. A resposta, por exemplo, pode ser dada para um operador quando o manipulador toca um objeto.

[00133] Para garantir que o membro de desgaste 15 não desengate prematuramente a partir do equipamento de escavação 1, a caçamba 3 pode ser inclinada para cima para que o membro de desgaste 15 fique em um ângulo para que a gravidade mantenha o membro gasto 15 no lugar na base 13. Uma unidade de inclinômetro 59 localizada em uma superfície da caçamba com um ângulo inicial calibrado. A superfície da caçamba pode ser, por exemplo, uma superfície plana da caçamba 3 (por exemplo, quando a caçamba 3 é em repouso no nível do solo). A unidade de inclinômetro 59 pode transmitir por meio sem fio para o controlador 31 a orientação atual da caçamba 3 para que o controlador 31 possa determinar quando a caçamba 3 está em uma orientação segura para que gravidade mantenha o membro gasto 15 no lugar após o mecanismo de preensão 21 ser removido (Figuras 14 e 15). Alternativamente, uma luz ou outra resposta de áudio, visual ou tátil (não mostrada) pode indicar para o operador quando a caçamba 3 está em uma orientação segura para continuar o processo de remoção.

[00134] Em uma modalidade alternativa, uma ferramenta auxiliar, preferencialmente na forma de uma ferramenta multibraços 191, pode prender o membro de desgaste em dois ou mais lados do membro de desgaste 15 (Figuras 27a e 27b). No exemplo ilustrado, a ferramenta auxiliar 191 tem três braços, um braço 191a que contata o fundo do membro de desgaste 15 e dois braços 191b e 191c que contatam os lados do membro de desgaste 15, embora a ferramenta multibraços 191 possa ser dotada de mais do que três braços ou menos do que três braços. Além disso, a ferramenta multibraços 191 pode agarrar quaisquer duas superfícies opostas no membro de desgaste (por exemplo, os braços podem agarrar o topo e o fundo do membro de desgaste, os braços podem agarrar os lados do membro de desgaste e o topo do membro de desgaste, ou os braços podem agarrar o topo e o fundo e os lados do membro de desgaste). Cada braço 191a a 191c pode ser aberto e fechado para que os braços laterais 191b e 191c se movam de lado a lado e se movam mais próximos e mais distantes entre si e o braço do fundo 191a se move para cima e para baixo. Os braços podem ser movidos por meio de um motor ou podem ser movidos hidraulicamente. Os braços 191a a 191c são afastados distantes o suficiente para que, quando os braços estiverem na posição aberta, o membro de desgaste encaixe dentro da abertura fornecida pelos braços e, do mesmo modo, são afastados próximos o suficiente entre si, para que, quando o membro de desgaste estiver dentro da abertura, os braços contatem e engatem totalmente o membro de desgaste. Cada braço 191a a 191c pode adicionalmente ter uma superfície ajustável 193 para contatar o membro de desgaste 15. A superfície ajustável 193 permite que os braços 191a a 191c contatem melhor as superfícies variadas do membro de desgaste. Além disso, a superfície ajustável 193 permite que os braços 191a a 191c contatem melhor um membro de desgaste gasto.

[00135] Em uma modalidade preferencial, a ferramenta multibraços 191 é combinada com uma segunda ferramenta auxiliar na forma de uma ferramenta de remoção 195 para criar uma ferramenta combinada 197 que tanto prende o membro de desgaste 15 como pode remover o mecanismo de preensão a partir do membro de desgaste 15. Essa operação também pode ser efetuada por uma única ferramenta auxiliar com múltiplas aptidões. Na modalidade ilustrada, a ferramenta de remoção 195 é dotada de um mecanismo de ajuste 199 que apenas ajusta a posição da ferramenta de remoção 195 sem ajustar a posição geral do manipulador 29 (isto é, o manipulador tem controle fino). Embora o mecanismo de ajuste 199 seja mostrado apenas na modalidade mostrada nas Figuras 27a e 27b, o mecanismo de ajuste 199 pode ser aplicado a qualquer das várias ferramentas auxiliares 41 usadas no processo de remoção e instalação. O mecanismo de ajuste 199 fornece para a ferramenta de remoção 199 dois ou mais graus de liberdade para que a ferramenta de remoção 195 possa se mover de lado a lado e para cima e para baixo sem ajustar a posição do manipulador braço 29. A ferramenta de remoção 195 é mostrada como tendo uma ferramenta hexagonal 201, embora outras ferramentas sejam possíveis, para remover o mecanismo de preensão. A combinação da ferramenta multibraços 191 com a ferramenta de remoção 195 permite que uma ferramenta 197 seja usada para remover o membro de desgaste gasto e para instalar o membro de desgaste novo. Uma ferramenta auxiliar na forma de uma ferramenta combinada 197 pode combinar qualquer das várias ferramentas auxiliares 41 que prendem o membro de desgaste e qualquer das várias ferramentas auxiliares 41 que removem e instalam o mecanismo de preensão a partir do membro de desgaste. Além disso, a ferramenta auxiliar como uma ferramenta combinada 197 pode combinar mais do que duas ferramentas auxiliares (por exemplo, a ferramenta combinada pode ter uma ferramenta auxiliar para prender o membro de desgaste, uma ferramenta auxiliar para remover finos e uma ferramenta auxiliar para remover o mecanismo de preensão).

[00136] Em uma modalidade alternativa, uma cinta magnética 63 pode prender o membro de desgaste à base (Figura 16). A cinta magnética 63 pode ser feita de pelo menos um ímã permanente acionado por ar 65. Pelo menos um ímã permanente acionado por ar 65 pode ser preso ao membro de desgaste gasto 15 e outro ímã permanente acionado por ar 65 pode ser preso à base 13 e ambos os ímãs permanentes acionados por ar 65 podem ser presos entre si, por exemplo, com uma cinta de metal 67. A cinta magnética 63 pode ser aplicada manualmente ou pode ser aplicada com o manipulador 29. Os ímãs permanentes acionados por ar 65 podem, por exemplo, ser Optimag Pneumatic Lifting Magnets, ímãs SAV 531.03 NEO-AIR 500, SCHUNK Lifting Magnets MHM-P ou ímãs permanentes acionados por ar similares disponíveis comercialmente.

[00137] Ainda em outra modalidade alternativa, dois (ou mais) manipuladores 29 (não mostrados) podem ser usados. Um primeiro manipulador pode ser usado para prender o membro de desgaste 15 para evitar queda e um segundo manipulador pode ser usado para desengatar o membro de desgaste 15 a partir da escavadeira (não mostrada). O primeiro manipulador pode usar uma ferramenta tal como um ímã permanente acionado por ar 65 para prender o membro de desgaste 15 (Figura 17). O controlador 31 dirige o manipulador 29 e o ímã permanente acionado por ar 65 para a localização programada X logo acima do membro de desgaste 15. Em seguida, o manipulador 29 e o ímã permanente acionado por ar 65 podem ser dirigidos adicionalmente em direção ao membro de desgaste 15 até a resposta de força no manipulador 29 registrar um pico de força. O ímã permanente acionado por ar 65 pode, então, ser engatado para prender o membro de desgaste 15.

[00138] Em uma modalidade alternativa, um cartucho 69 pode ser usado para prender o membro de desgaste 15 (Figuras 18e e 18f). O cartucho 69 tem uma parede de topo 71, uma parede de fundo 73 e duas paredes laterais opostas (75, 79) que se estendem entre a parede de topo 71 e a parede de fundo 73. As guias ou localizadores 81 na superfície interna 83 do cartucho 69 podem auxiliar no posicionamento apropriado do membro de desgaste 15 dentro do cartucho 69. Os localizadores podem ser uma peça adicional presa a uma das paredes ou o localizador pode ser uma parte integrante de uma das paredes. Os localizadores podem ser sensores que indicam quando o membro de desgaste está posicionado apropriadamente dentro do cartucho. Os localizadores 81 podem ficar na superfície interna 83 da parede de topo 71, da parede de fundo 73, da primeira parede lateral 75, da segunda parede lateral 77 ou uma combinação das mesmas. Além disso, para o cartucho 69 ser capaz de alojar um membro de desgaste gasto 15 para remoção, armazenamento e despacho; o cartucho 69 também pode ser usado para alojar membros de desgaste novos 15 para despacho, armazenamento e instalação (Figuras 18a a 18d). No entanto, o cartucho pode ser usado apenas para alojar membros de desgaste gastos ou pode ser usado apenas para alojar membros de desgaste novos. O formato uniforme do cartucho 69 permite que o membro de desgaste 15 seja armazenado e despachado mais facilmente. Os localizadores 81 podem ser, por exemplo, ocos para que prisioneiros 80 possam ser inseridos nos localizadores 81. Os prisioneiros 80 podem ter um membro resiliente para que os prisioneiros possam ser empurrados adicionalmente para dentro dos localizadores quando os prisioneiros 80 engatarem o membro de desgaste 15. Em uma modalidade alternativa não mostrada, os localizadores 81 podem ser resilientes para que os localizadores engatem o membro de desgaste conforme o membro de desgaste é inserido dentro do cartucho. Por exemplo, o localizador pode ser um recorte de uma parte de uma das paredes do cartucho para que o recorte crie uma aba que se estende para dentro da cavidade do cartucho para engatar o membro de desgaste (não mostrado). O membro de desgaste gasto 15 pode ser prisioneiro soldado, ou de outra forma preso 85, aos prisioneiros 80 e/ou aos localizadores 81 para apoio adicional, mas essa não é uma exigência e os prisioneiros ou localizadores podem ser suficientes para manter o membro de desgaste na posição. A solda de prisioneiro 85 pode ser realizada por um operador ou pode ser realizada com o uso do manipulador 29. As paredes 71, 73, 75, e 79 do cartucho 69 podem ser dotadas de pelo menos um mecanismo de fixação 87 para prender o cartucho 69 a um dispositivo elevador. O mecanismo de fixação pode, por exemplo, ser um olhal de elevação, um ímã permanente acionado por ar ou um ou mais orifícios, por exemplo, nas paredes laterais 75, 79. O dispositivo elevador, por exemplo, pode ser um guindaste ou manipulador 29. Em uma modalidade alternativa, o equipamento de movimentação de terra pode ser trazido para o cartucho 69. As paredes 71, 73, 75, e 79 do cartucho 69 podem ter uma abertura 91 para que o mecanismo de preensão 21 entre no membro de desgaste 15 e a base 13 seja acessível uma vez que o cartucho 69 seja instalado no membro de desgaste 15. O mecanismo de fixação 87 também pode ser usado para elevar o cartucho 69, para girar o cartucho 69, para puxar o cartucho 69 ou para empurrar o cartucho 69. Um mecanismo de fixação 87 que pode ser levantado, puxado ou empurrado permite que um membro de desgaste 15 preso dentro do cartucho 69 seja instalado e removido a partir da base 13 enquanto está preso ao manipulador 29. O cartucho 69 em combinação com o mecanismo de fixação 87 pode eliminar a necessidade de um olhal de elevação no membro de desgaste 15. A eliminação do olhal de elevação em membro de desgaste 15 pode minimizar os rejeitos de fabricação dos membros de desgaste 15. Em uma modalidade alternativa, pelo menos um mecanismo de fixação 87 é fornecido para prender o cartucho 69 e pelo menos um mecanismo de fixação adicional 87 é fornecido para elevar, puxar e empurrar.

[00139] Os cartuchos múltiplos 69 e membros de desgaste novos 15 podem ser alojados, armazenados, despachado e transportados em um compartimento de armazenamento 39 a partir do momento em que os membros de desgaste 15 deixam a fabricação ao momento em que os membros de desgaste 15 são instalados no equipamento de escavação 1. Os cartuchos múltiplos 69 e membros de desgaste gastos 15 podem ser alojados, armazenados, despachados e transportados em um compartimento de armazenamento 39 a partir do momento em que os membros de desgaste 15 são removidos a partir do equipamento de escavação 1 ao momento em que os membros de desgaste 15 são reformados, recuperados ou destruídos. Em uma modalidade alternativa, os cartuchos 69 podem ser posicionados dentro de um compartimento de armazenamento 39 em uma formação de carregador para que, quando um cartucho é tirado a partir do compartimento de armazenamento os cartuchos remanescentes deslizem para uma nova localização de modo que um novo cartucho esteja pronto para a remoção a partir do compartimento de armazenamento 69 (Figura 10a e 10b). Uma vez que um cartucho 69 é usado para remover um membro de desgaste gasto 15, o cartucho 69 com o membro de desgaste gasto 15 pode ser posicionado de volta no mesmo compartimento de armazenamento 39 ou pode ser posicionado em um compartimento de armazenamento diferente 39 (Figura 10C).

[00140] Alternativamente, um manipulador com um primeiro braço para prender o membro de desgaste 15 para evitar queda e um segundo braço para desengatar o membro de desgaste 15 a partir da escavadeira pode ser usado (não mostrado). O primeiro braço pode usar uma garra de múltiplos mordentes 95 para prender o membro de desgaste 15 ao manipulador (Figuras 19a a 19d). A garra de múltiplos mordentes 95 pode ter dois braços externos 97 opostos entre si. Cada braço externo 97 tem uma cunha 99 que se estende a partir de uma superfície interna 101 e ao longo da superfície traseira 103 de cada braço 97. Cada braço externo 97 tem uma cunha interna 105 que pode deslizar ao longo da superfície interna 101. Uma cavidade 107 se estende entre o braço externo 97 e a cunha interna 105. Um mecanismo deslizante 109 é inserido dentro de cada cavidade 107. O mecanismo deslizante pode ser, por exemplo, um parafuso, um cilindro pneumático, ou um cilindro hidráulico. Cada braço externo 97 é preso a um apoio 111 que se estende entre cada braço externo oposto 97. Uma cavidade 113 se estende a partir de um braço externo 97 através do apoio 111 e através do outro braço externo 97. Um mecanismo deslizante 109 é inserido dentro da cavidade 113 para que os braços opostos sejam capazes de deslizar juntos e separados. Para fixar a garra de múltiplos mordentes 95 a um membro de desgaste 15 o manipulador 29 desliza os braços externos 97 separados entre si e o manipulador 29 desliza as cunhas internas 105 para longe da superfície traseira 103. O manipulador posiciona a garra de múltiplos mordentes 95 sobre o membro de desgaste 15 e desliza os braços externos opostos 97 juntos para que cada superfície traseira 103 e cada cunha 99 encaixe entre o membro de desgaste 15 e a base 13. Nessa posição cada superfície traseira 103 fica contígua à base 13 e a cunha 99 fica contígua ao membro de desgaste. Em seguida o manipulador 29 desliza cada cunha interna 105 em direção à superfície traseira 103 até as cunhas internas 105 ficarem contíguas à extremidade frontal 19 do membro de desgaste 15. O membro de desgaste 15 agora está preso e pronto para o mecanismo de preensão 21 para ser removido a partir do membro de desgaste 15.

[00141] Se a escavadeira de mineração 1 é usada em um ambiente que cria finos que acumulam entre o membro de desgaste 15 e a base 13 e a área que circunda o mecanismo de preensão 21, uma ferramenta auxiliar 41 para desalojar os finos pode ser utilizada. A ferramenta auxiliar pode ser usada manualmente por um operador ou pode ser usada com o manipulador 29. Por exemplo, uma ferramenta comum usada atualmente na indústria de mineração para remover finos pode ser utilizada. A ferramenta comum pode ser, por exemplo, um martelo de agulhas pneumático (não mostrado) ou pode ser um sistema de lavagem por pressão. Por exemplo, pode ser fornecido um bico 121 para um sistema de lavagem por pressão 123 que fixa ao manipulador 29 (Figura 20a). O sistema de lavagem por pressão 123 é mostrado como tendo um bico 121, mas pode ter mais do que um bico 121. O sistema de lavagem por pressão 123 pode usa um agente de limpeza tal como ar com ou sem grãos abrasivos suspensos ou água para remover os finos. Em uma modalidade alternativa, o sistema de lavagem por pressão 123 pode utilizar um bico em anel 122 com muitos orifícios voltados para dentro 124 em volta do anel para distribuir o agente de limpeza (Figura 20b). O bico em anel 122 cria uma lâmina de agente de limpeza em volta do membro de desgaste 15. O anel pode ser dotado de um acessório de preensão 130 para fixar o anel a um trocador de ferramenta 47 (Figura 8). O manipulador 29 pode mover o bico em anel 122 ao longo do eixo geométrico longitudinal do membro de desgaste 15. Em uma modalidade alternativa, o sistema de lavagem por pressão 123 pode utilizar um quadro 126 com um transporte deslizante 128 montado no quadro 126 (Figura 20c). O transporte deslizante deve ser capaz de deslizar para frente e para trás ao longo do quadro 126 conforme o agente de limpeza é espalhado a partir do bico 121 no transporte deslizante 128. O quadro 126 pode ser dotado de um acessório de preensão (não mostrado) similar ao acessório de preensão 130 usado com o bico em anel 122 na Figura 20b. O manipulador pode mover o quadro 126 ao longo do eixo geométrico longitudinal do membro de desgaste 15.

[00142] Em uma modalidade alternativa, um vibrador 125 pode ser usado para retirar os finos a partir do membro de desgaste 15. Por exemplo, o manipulador 29 pode ser usado para abaixar um vibrador 125 de encontro ao membro de desgaste gasto 15 com um guincho 127 (Figura 21). O vibrador 125 é isolado para que as vibrações não provoquem danos ao manipulador 29. Em modalidades alternativas não mostradas, a ferramenta pode não ter um guincho 127 e o vibrador 125 pode ser isolado do manipulador 29, por exemplo, com um sistema pneumático ou um balão de borracha para garantir que as vibrações não danifiquem o manipulador 29. O vibrador 125 pode ser um CDX Explosion Proof Electric Vibrator ou vibradores similares, disponíveis comercialmente. Pelo menos um ímã permanente acionado por ar 65 pode ser montado no vibrador 125 com um suporte giratório 129. O ímã permanente acionado por ar 65 pode ser um Optimag Pneumatic Lifting Magnet, SAV 531.03 NEO-AIR 500, SCHUNK Lifting Magnet MHM-P ou ímã permanente acionado por ar similar, disponível comercialmente. O suporte giratório 129 permite que o ímã permanente acionado por ar 65 seja orientado para a superfície externa dos membros de desgaste 15.

[00143] Para desengatar o mecanismo de preensão 21 entre o membro de desgaste 15 e a base 13, o manipulador 29 pode utilizar uma ferramenta auxiliar 41 para fixar um membro de manuseio ou peça 131 à trava 21. Por exemplo, o manipulador 29 e uma ferramenta auxiliar 41 para fixar o membro de manuseio 131 à trava 21 são dirigidos para uma localização programada logo acima do membro de desgaste 15. A localização programada pode ser inserida manualmente por meio de dispositivo de entrada de usuário como exposto acima, ou pode ser determinada por meio de receptores e geometria de caçamba conforme exposto acima. Em seguida o manipulador 29 é dirigido adicionalmente em direção ao membro de desgaste 15 ao longo do eixo geométrico da trava 21 até a resposta de força no manipulador 29 registrar um pico de força que indica que a ferramenta auxiliar 41 está tocando a trava de desgaste 21. A ferramenta auxiliar 41 então fixa a peça de manuseio 131 à trava 21. A fixação de uma peça à trava 21 permite que o manipulador 29 não exija alinhamento preciso com a trava 21 para a remoção. A peça de manuseio pode ter uma variedade de formatos diferentes e pode ser, por exemplo, um prisioneiro cilíndrico, um prisioneiro estriado com uma ranhura em anel, um prisioneiro em formato de T, um prisioneiro em formato de L ou um prisioneiro de lâmina. O manipulador 29 pode comutar para outra ferramenta auxiliar 41 para remover a trava. A ferramenta auxiliar 41 para fixar a peça 131 pode ser, por exemplo, um soldador de prisioneiro 133, e a ferramenta auxiliar 41 para remover a trava 21 pode ser, por exemplo, uma chave pneumática ou hidráulica 135 que corresponde ao formato do prisioneiro 131 (Figuras 22a e 22b). O membro de manuseio 131 também pode ser fixado por meio mecânico. No exemplo dado, a trava 21 tem um pino roscado que pode ser liberado girando-se o pino com a chave pneumática ou hidráulica. Outras fixações ou ferramentas auxiliares poderiam ser usadas para outros tipos de travas. O manipulador 29 pode comutar para outra ferramenta auxiliar 41 e voltar para a localização programada da peça ou prisioneiro 131 para agarrar o prisioneiro 131 e descarte da trava 21 em um compartimento de descarte 137 localizado no veículo de serviço 27 ou na estação de serviço 53.

[00144] Em uma modalidade alternativa, uma ferramenta auxiliar 41 que corresponde ao formato da abertura da trava 22 pode ser fixada ao manipulador 29. O controle de força no manipulador 29 e um algoritmo podem ser usados para encontrar a abertura 22 na trava 21. Por exemplo, o manipulador 29 e uma ferramenta hexagonal 139, que corresponde ao formato da abertura da trava 22, podem ser dirigidos para uma localização programada X logo acima do membro de desgaste 15 (Figura 23). A localização programada X pode ser inserida manualmente por meio de um dispositivo de entrada de usuário ou pode ser determinada por meio de receptores e geometria da caçamba como exposto acima. Em seguida o manipulador 29 é dirigido adicionalmente em direção ao membro de desgaste 15 ao longo do eixo geométrico da trava 21 até que a resposta de força no manipulador 29 registre um pico de força que indica que a ferramenta hexagonal 139 está tocando o membro de desgaste 15. O manipulador 29 continua a se mover em um padrão variável, geralmente circular em um plano normal a um eixo geométrico longitudinal da trava 21 até a force cair o que indica que a ferramenta hexagonal 139 está em alinhamento, pelo menos parcial, com a abertura da trava 22. O manipulador 29 pode girar a ferramenta hexagonal 139 para auxiliar no alinhamento da ferramenta hexagonal 139 dentro da abertura da trava 22. O manipulador 29 continua a se mover em um padrão variável, geralmente circular em um plano normal ao eixo geométrico longitudinal da trava 21 até a força cair novamente o que indica que a ferramenta hexagonal 139 está alinhada adicionalmente à abertura da trava 22. O manipulador 29 continua esse padrão até que a ferramenta hexagonal 139 esteja em alinhamento completo com a abertura da trava 22. O manipulador 29 gira a ferramenta hexagonal 139 a fim de retirar a trava 21 da abertura 20. Se a trava 21 não puder ser mantida dentro do membro de desgaste 15 em uma posição de liberação, o manipulador 29 pode comutar para outra ferramenta auxiliar 41 tal como uma ventosa (não mostrada) ou um ímã permanente acionado por ar 65 (Figura 17) para agarrar a trava 21 para descarte. A ventosa ou ímã permanente acionado por ar 65 é dirigida para a localização programada X logo acima da trava 21. Em seguida o manipulador 29 é dirigido adicionalmente em direção ao membro de desgaste 15 até a resposta de força no manipulador 29 registrar um pico de força. A ventosa ou ímã permanente acionado por ar 65 é, então, engatada para pegar a trava 21 para descarte da trava 21 em um compartimento de descarte 137 localizado no veículo de serviço 27 ou na estação de serviço 53.

[00145] Ainda em outra alternativa, o manipulador 29 pode utilizar uma ferramenta auxiliar 41 para cortar a trava 21. A trava 21 pode ser completamente cortada ou apenas as partes da trava 21 podem ser cortadas. O cortador 141 pode ser movido pelo manipulador 29 para que o cortador 141 corte um trajeto frustocônico inverso 142 para que apenas a trava 21 e o membro de desgaste 15 sejam cortados (Figuras 24 e 25a a 25d). A base 13 permanece não cortada para que a base 13 não precise ser substituída. Em uma modalidade alternativa apenas a trava 21 é cortada. O trajeto de movimento frustocônico inverso pode, por exemplo, convergir em um vazio de rasgo de chave 140 da base 13. O cortador 141 pode ser um tocha arco-ar elétrica, um cortador de jato de água ou laser. Se a trava inteira 21 não for cortada, o manipulador 29 pode comutar para outra ferramenta auxiliar 41, por exemplo, uma ventosa (não mostrada) ou um ímã 65 (Figura 17), para remover e descartar a trava 21 em um compartimento de descarte 137 localizado no veículo de serviço 27 ou na estação de serviço 53. Outras ferramentas auxiliares para remover outros tipos de retentores ou travas também podem ser usadas.

[00146] Para desengatar o membro de desgaste gasto 15 a partir da base 13 o manipulador 29 pode primeiro utilizar uma ferramenta auxiliar 41 para fixar pelo menos uma peça de manuseio 131 ao membro de desgaste gasto 15. Por exemplo, o manipulador 29 e uma ferramenta auxiliar 41 para fixar 131 ao membro de desgaste 15 são dirigidos para uma localização programada logo acima do membro de desgaste 15. A localização programada pode ser inserida manualmente por meio de um dispositivo de entrada de usuário ou pode ser determinada por meio de receptores e geometria de caçamba como exposto acima. Em seguida o manipulador 29 é dirigido adicionalmente em direção ao membro de desgaste 15 até que a resposta de força no manipulador 29 registre um pico de força que indica que a ferramenta auxiliar 41 está tocando o membro de desgaste 15. A ferramenta auxiliar 41 então fica pelo menos uma peça 131 ao membro de desgaste 15. A ferramenta auxiliar 41 pode fixar uma peça 131 a cada lado do membro de desgaste (Figura 22c). A ferramenta auxiliar 41, por exemplo, pode ser um soldador de prisioneiro 133 (Figura 22a). O membro de manuseio também pode ser fixado mecanicamente ao membro de desgaste tal como por um grampo inserido na abertura da trava ou por um componente da trava (por exemplo, um grampo de expansão como comercializado pela Pascal Corporation de Itami, Hyogo, Japão). O manipulador 29 pode, então, comutar para outra ferramenta auxiliar 41 e voltar para a localização programada de a(s) peça(s) nova(s) ou prisioneiro(s) 131 para agarrar o(s) prisioneiro(s) 131. O manipulador 29 deve puxar o(s) prisioneiro(s) 131 ao longo de um eixo geométrico longitudinal da base 13 para puxar o membro de desgaste gasto 15 para fora da base 13. Em uma modalidade alternativa, a ferramenta auxiliar 41 também pode fixar as peças de manuseio 131 à base 13 (não mostrada). A fixação das peças 131 à base 13 permite que a ferramenta auxiliar 41 alavanque contra as peças novas 131 na base 13 e o membro de desgaste 15 para puxar o membro de desgaste 15 para fora da base 13. O manipulador 29 deve então descartar o membro de desgaste gasto 15 em um compartimento de descarte 137 localizado no veículo de serviço 27 ou na estação de serviço 53. O compartimento de descarte 137 pode ter acessórios ou gabaritos (não mostrados) para apoiar o membro de desgaste gasto 15 para que as partes sejam mantidas em uma localização fixa.

[00147] Em uma modalidade alternativa, o membro de desgaste gasto 15 pode ser desengatado a partir da base 13 pelo manipulador 29 que puxa o cartucho 69 ou a garra de múltiplos mordentes 95 ao longo do eixo geométrico longitudinal da base 13.

[00148] Em uma modalidade alternativa, o membro de desgaste gasto 15 pode, inicialmente, ser desengatado a partir da base 13 com o uso de um vibrador 125. O vibrador 125 pode ser similar ao vibrador 125 discutido acima para remover finos (Figura 21). Após a separação inicial, o manipulador 29 pode comutar para outra ferramenta auxiliar 41, por exemplo, um ímã permanente acionado por ar 65 similar ao ímã permanente acionado por ar 65 usado para agarrar a trava para descarte (Figura 17). O ímã permanente acionado por ar 65 é dirigido para a localização programada X logo acima do membro de desgaste 15. Em seguida o manipulador 29 é dirigido adicionalmente em direção ao membro de desgaste 15 até a resposta de força no manipulador 29 registrar um pico de força. O ímã permanente acionado por ar 65 é, então, engatado para pegar o membro de desgaste gasto 15. O manipulador 29 puxa o ímã permanente acionado por ar 65 e o membro de desgaste 15 ao longo do eixo geométrico longitudinal da base 13 para retirar o membro de desgaste gasto 15 da base 13 para descarte do membro de desgaste 15 em um compartimento de descarte 137 localizado no veículo de serviço 27 ou na estação de serviço 53.

[00149] Uma vez que o membro de desgaste gasto 15 tenha sido removido a partir da base 13, os finos na base 13 podem ter que ser removidos antes de instalar um membro de desgaste novo 15. Existem várias ferramentas auxiliares para remover finos e as ferramentas podem ser usadas manualmente por um operador ou podem ser usadas com o manipulador 29. Por exemplo, uma ferramenta comum usada atualmente na indústria de mineração para remover finos pode ser utilizada. A ferramenta comum pode ser, por exemplo, um martelo de agulhas pneumático (não mostrado) ou pode ser um sistema de lavagem por pressão 123 ou um vibrador 125 como discutido previamente (Figuras 20a, 20b, 20c e 21).

[00150] Cada membro de desgaste novo 15 (isto é, o membro de desgaste a ser instalado, quer o mesmo seja novo ou usado parcialmente) fica localizado em uma localização específica nos compartimentos de armazenamento ou pálete 39. Cada membro de desgaste novo 15 está localizado em um acessório ou gabarito 45 em uma orientação fixa (Figuras 9 e 10). Em uma modalidade alternativa, cada membro de desgaste novo 15 pode ficar localizado em um cartucho 69 em uma orientação e posição fixas específicas no pálete 39. Cada pálete 39 fica localizado em uma localização fixa específica em relação ao manipulador 29. Quando a base 13 está pronta para um membro de desgaste novo 15 para ser instalado o controlador 31 pode usar a localização programada do pálete 39 e a localização programada do membro de desgaste novo 15 no pálete para manobrar o manipulador 29 para o membro de desgaste novo 15. Em uma modalidade alternativa, um operador pode usar um controlador na forma de um dispositivo de entrada de usuário (não mostrado) para manobrar o manipulador 29 para o membro de desgaste novo 15.

[00151] O manipulador 29 pode usar uma ferramenta auxiliar 41 para agarrar rigidamente o membro de desgaste novo 15. A ferramenta auxiliar 41 pode ser, por exemplo, uma ferramenta personalizada 165 que agarra rigidamente um olhal de elevação 169 no membro de desgaste 15 (Figuras 26a e 26b). A ferramenta personalizada 165, pode, por exemplo, consistir em um parafuso U 167 que é roscado 181 em ambas as extremidades e é passado lateralmente através de um olhal de elevação 169 no membro de desgaste 15, um bloco de cunha dupla 171 com flanges laterais 173 e orifícios 175 que alinham com o parafuso U 167, e duas porcas 177 para serem roscadas nas extremidades do parafuso U 167. O bloco de cunha dupla 171 é posicionado sobre o parafuso U para que as extremidades do parafuso U 167 entrem nos orifícios 175 no bloco de cunha dupla 171. As porcas 177 são roscadas nas extremidades do parafuso U 167 para apertar o bloco de cunha dupla 171 de encontro ao olhal de elevação 169. Uma vez que as porcas 177 tenham sido completamente apertadas a ferramenta personalizada 165 elimina movimento lateral e para frente/para trás do membro de desgaste 15 enquanto eleva, orienta e posiciona o membro de desgaste 15. O bloco de cunha dupla 171 pode ter uma superfície 179 para fixar um trocador de ferramenta 47 (Figura 8) para que a ferramenta personalizada 165 possa ser usada com um manipulador 29. Em uma modalidade alternativa (não mostrada), um mecanismo de fixação em sanduíche em combinação com pés articulados de estabilização de tripé pode ser usado para agarrar rigidamente o membro de desgaste 15. Os pés articulados podem, por exemplo, utilizar cilindros pneumáticos, hidráulicos ou elétricos.

[00152] Com o membro de desgaste novo 15 preso rigidamente ao manipulador 29 o controlador 31 manobra o membro de desgaste novo 15 de volta para a localização programada da base 13. Devido ao fato de* o manipulador 29 pegar o membro de desgaste 15 em uma orientação fixa e devido ao fato de* a ferramenta personalizada manter o membro de desgaste 15 em uma orientação fixa o controlador 31 pode orientar o membro de desgaste 15 para encaixar na base 13. O manipulador 29 empurra o membro de desgaste novo 15 em direção à base 13. Para garantir que o membro de desgaste 15 seja assentado totalmente na base 13 o controlador 31 compara a localização atual da abertura da trava 22 no membro de desgaste novo 15 com à localização de remoção programada da trava 21 no membro de desgaste gasto 15. Em uma modalidade alternativa, uma verificação visual é realizada. A verificação visual pode ser realizada por um operador ou pode ser realizada por uma câmera de visão de 2D (não mostrada). Câmeras (não mostradas) podem ficar localizadas no manipulador 29 para auxiliar o operador na verificação visual.

[00153] Em uma modalidade alternativa, o manipulador 29 pode agarrar o mecanismo de fixação 87 no cartucho 69 para levantar o cartucho 69 a partir do pálete. Visto que o membro de desgaste 15 tem uma orientação fixa dentro do cartucho 69 e o cartucho 69 tem uma orientação e localização fixas no pálete 39 o controlador 31 pode girar e orientar o cartucho 69 e o membro de desgaste 15 dentro do cartucho 69 para encaixar na base 13. Enquanto o manipulador 29 está preso ao mecanismo de fixação 87, o manipulador 29 empurra o membro de desgaste novo 15 em direção à base 13 até o membro de desgaste 15 ser totalmente assentado na base 13. Cavilhas elásticas 82 podem ser instaladas nas guias ou localizadores 81 dentro do cartucho 69 (Figura 18b). As cavilhas elásticas 82 podem engatar detentores no membro de desgaste novo 15 para manter o membro de desgaste 15 no cartucho 69. As cavilhas elásticas 82 engatam o membro de desgaste 15 até que o mecanismo de preensão 21 esteja no lugar entre o membro de desgaste 12 e a base 13 e, a partir desse ponto, as cavilhas elásticas 82 são liberadas e o membro de desgaste novo 15 é desengatado a partir do cartucho 69.

[00154] Uma vez que o membro de desgaste novo 15 esteja totalmente assentado na base 13 o controlador 31 localiza o mecanismo de preensão novo 21. O controlador 31 pode ser programado com o tipo de membro de desgaste 15 que está sendo instalado e ser programado com a geometria do membro de desgaste novo 15. Com base na geometria programada do membro de desgaste 15, o manipulador 29 pode determinar onde o mecanismo de preensão 21 precisa ser localizado no membro de desgaste 15. Se o mecanismo de preensão novo 21 for integrada ao membro de desgaste 15 o controlador 31 manobra o manipulador 29 para a localização apropriada no membro de desgaste 15. Se o mecanismo de preensão 21 não for integrado ao membro de desgaste 15, o controlador 31 manobra o manipulador 29 para o compartimento de serviço 39. O mecanismo de preensão 21, tal como o membro de desgaste 15, pode ficar localizado no pálete 39 em uma localização e orientação fixas. Em uma modalidade alternativa, um operador pode usar um dispositivo de entrada de usuário (não mostrado) para manobrar o manipulador 29 para o mecanismo de preensão 21.

[00155] Para engatar o mecanismo de preensão 21 entre o membro de desgaste 15 e a base 13, uma ferramenta auxiliar 41 que corresponde ao formato da abertura da trava 22 pode ser fixado ao manipulador 29. Por exemplo, como discutido acima, controle de força no manipulador 29 e um algoritmo podem ser usados para colocar a ferramenta hexagonal 139 na abertura da trava 22 (Figura 23). Uma vez que a ferramenta hexagonal 139 esteja totalmente assentada na abertura da trava 22 a ferramenta hexagonal gira a trava para prender totalmente o membro de desgaste 15 à base 13. No exemplo presente, a ferramenta hexagonal 139 pode ser usada para acionar a trava 21 dentro da abertura da trava 22 para manter a trava 21 em uma posição de fixação para prender a ponta à base. Em um membro de desgaste com uma trava integrada, a trava pode ficar em uma localização determinada pelo controlador e ainda manter o membro de desgaste na base.

[00156] O controlador 31 pode ser equipado com recursos de manipulação de erro. Por exemplo, se a base 13 na caçamba 3 se mover entre o processo de remoção e instalação, o manipulador 29 é equipado com resposta de força para que se a resposta de força encontrar uma força em uma localização que a CPU do manipulador ou do controlador 31 não espera encontrar uma força, o manipulador 29 retorna para uma posição inicial. Um operador pode reinserir a localização da base 13 no controlador 31 com o uso de um dispositivo de entrada de usuário (não mostrado) para manobrar o manipulador 29 para uma posição específica na base 13. Em uma modalidade alternativa, o controlador 31 pode reaprender a localização da base 13 com o uso de receptores, transmissores e sensores digitais na caçamba 3 e no veículo de serviço 27 ou na estação de serviço 53 como discutido previamente.

[00157] A revelação acima descreve exemplos específicos de um processo para remover e instalar partes de desgaste. O processo inclui aspectos ou recursos diferentes da invenção. Os recursos em uma modalidade podem ser usados com recursos de outra modalidade. Os exemplos apresentados e a combinação de recursos revelada não são destinados a serem limitantes no sentido de que os mesmos tenham que ser usados em conjunto.

Claims

Ferramenta (25) para remover um membro de desgaste (15) fixado a um equipamento de trabalho na terra operando em uma mina, o equipamento de trabalho na terra incluindo uma base (13), um membro de desgaste (15) montado na base (13), e um retentor (21) para manter o membro de desgaste (15) na base (13), a ferramenta (25) compreendendo
pelo menos uma ferramenta auxiliar (41) para manter o membro de desgaste (15) montado no equipamento de trabalho na terra, e para liberar o retentor (21),
pelo menos um manipulador (29) que apoia, de forma móvel, a pelo menos uma ferramenta auxiliar (41), em que o pelo menos um manipulador (29) e a pelo menos uma ferramenta auxiliar (41) cooperam para remover o membro de desgaste (15) a partir do equipamento de trabalho na terra, e
um controlador (31) para dirigir os movimentos da pelo menos uma ferramenta auxiliar (41) e pelo menos um manipulador (29),
caracterizada pelo fato de que uma base móvel para suportar e ter a capacidade de mover a pelo menos uma ferramenta auxiliar (41) e o manipulador (29) para diferentes localizações dentro da mina, incluindo a partir de uma primeira localização para longe do equipamento de trabalho na terra com o membro de desgaste (15) para uma segunda localização adequada para substituição do membro de desgaste (15).
Ferramenta (25), de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que a base móvel é um veículo de serviço (27) dirigível para uma localização almejada para remover o membro de desgaste (15) a partir do equipamento de trabalho na terra.
Ferramenta (25), de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que a base móvel é uma estação de serviço (53) móvel que pode ser movida para uma localização almejada para remover o membro de desgaste (15) a partir do equipamento de trabalho na terra.
Ferramenta (25), de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizada pelo fato de que inclui um banco de dados para fornecer para o controlador (31) com informações acerca de pelo menos um dentre: i) o equipamento de trabalho na terra, ii) os membros de desgaste (15) no equipamento de trabalho na terra e iii) os membros de desgaste (15) que precisam de substituição.
Ferramenta (25), de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizada pelo fato de que inclui um dispositivo de entrada para receber dados em relação ao equipamento de trabalho na terra para serem usados pelo controlador (31).
Ferramenta (25), de acordo com a reivindicação 5, caracterizada pelo fato de que o dispositivo de entrada recebe informações a partir de uma unidade de monitoramento de parte de desgaste no equipamento de trabalho na terra.
Ferramenta (25), de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizada pelo fato de que inclui pelo menos um sensor para determinar uma localização e orientação do membro de desgaste (15) a ser removido.
Ferramenta (25), de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizada pelo fato de que a pelo menos uma ferramenta auxiliar (41) usa uma garra de múltiplos mordentes (95) para segurar o membro de desgaste (15).
Ferramenta (25), de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizada pelo fato de que o controlador (31) opera a pelo menos uma ferramenta auxiliar (41) para prender uma peça de manuseio (131) ao retentor (21) e com a peça de manuseio (131) liberar o retentor (21).
Ferramenta (25), de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizada pelo fato de que o controlador (31) opera a pelo menos uma ferramenta auxiliar (41) para desatarraxar pelo menos uma porção do retentor (21) para liberar o retentor (21).
Ferramenta (25), de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizada pelo fato de que a pelo menos uma ferramenta auxiliar (41) inclui um bico (121) para pulverizar fluido pressurizado para remover finos a partir do retentor (21).
Ferramenta (25), de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizada pelo fato de que o controlador (31) opera o pelo menos um manipulador (29) e a pelo menos uma ferramenta auxiliar (41) para manter e instalar um membro de desgaste (15) de substituição no equipamento de trabalho na terra onde o membro de desgaste (15) removido estava montado.
Ferramenta (25), de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizada pelo fato de que o controlador (31) opera em lógica programável para automatizar, pelo menos parcialmente, o uso da ferramenta (25).
Ferramenta (25), de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizada pelo fato de que o controlador (31) é operado de forma pelo menos parcialmente manual por um usuário remoto.
Ferramenta, de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato de que o controlador (31) inclui um joystick operado por um usuário remoto.