BR112019021542A2 - máquina para medir e alinhar parafusos de teto - Google Patents
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Abstract
MÁQUINA E MÉTODO PARA MEDIR E ALINHAR PARAFUSOS DE TETO, compreende uma máquina industrial que inclui um chassi, um primeiro sensor configurado para detectar um parafuso do teto, um segundo sensor configurado para detectar o parafuso do teto e um controlador; o controlador configurado para receber informações do sensor do primeiro e do segundo sensores e determinar uma localização do parafuso do teto com base nas informações do sensor do primeiro e do segundo sensor.
Description
[001] A presente invenção se refere a uma máquina industrial e em algumas formas de realização, máquina de mineração. Mais especificamente, a presente invenção, refere-se a uma máquina e um método para medir e alinhar parafusos de teto em minas.
[002] Em algumas operações de mineração subterrânea, um ou mais parafusos de teto são inseridos no teto ou nas paredes laterais da mina, para fornecer estabilidade ao teto e às paredes laterais da mina. Os parafusos de teto podem ser instalados usando uma máquina de parafusos de teto configurada para fazer furos no teto e, posteriormente, instalar um parafuso de teto juntamente com uma resina, a fim de estabilizar o teto ou as paredes laterais e, assim, evitar a delaminações e a queda do teto e das paredes laterais.
[003] Os parafusos de teto são normalmente instalados de acordo com um plano de localização de parafuso de teto ou plano de aparafusamento pré-aprovado, que normalmente é uma matriz bidimensional de parafusos dispostos em uma linha ao longo da extensão da mina e em linhas lineares ao longo do eixo da mina. O plano de aparafusamento pré-aprovado inclui distâncias definidas entre os parafusos de teto ao longo da extensão da mina e ao longo do eixo da mina. Normalmente, as distâncias entre os parafusos de teto e as distâncias entre, os parafusos de teto mais próximas às paredes laterais e as paredes laterais são medidas manualmente por um operador (por exemplo, usando uma fita métrica). Tais medições podem estar sujeitas a falhas humanas.
[004] Assim, uma forma de realização da presente invenção, fornece uma máquina industrial incluindo um chassi, um primeiro sensor configurado para detectar um parafuso de teto, um segundo sensor configurado para detectar o parafuso de teto e um controlador. O controlador configurado para receber informações do primeiro e do segundo sensores e determinar um local do parafuso de teto com base nas informações primeiro e do segundo sensor.
[005] Em outra forma de realização, a presente invenção fornece um método para operar um aparelho de aparafusar parafuso de teto. O método incluindo a detecção, através de um primeiro sensor, de um parafuso de teto; detectar, através de um segundo sensor, o parafuso do teto; e determinar, através de um controlador, uma localização do parafuso de teto com base nas informações de detecção do primeiro sensor e do segundo sensor.
[006] E ainda, em outra forma de realização, a presente invenção fornece uma máquina industrial incluindo uma câmera e um controlador. A câmera está configurada para capturar uma imagem de um objeto. Onde a imagem capturada possui uma área de captura conhecida e o objeto possui uma dimensão conhecida. O controlador está configurado para receber a imagem capturada do sensor e determinar um local do parafuso de teto, o local com base na imagem capturada, a área capturada conhecida, da imagem de captura e a dimensão conhecida do parafuso de teto.
[007] As formas de realização divulgadas neste documento fornecem benefícios, como, sem limitação, medições precisas, determinação exata da localização, garantindo que os parafusos de teto sejam instalados corretamente de acordo com um plano de fixação do teto ou plano de aparafusamento ou ainda plano de localização de parafusos de teto, garantindo que o teto de uma mina seja corretamente suportado, impedindo o fechamento da mina devido à instalação incorreta dos parafusos de teto, aumente a produtividade devido a parafusos de teto instalados corretamente e a produtividade devido a medições automáticas dos parafusos de teto.
[008] Além disso, as formas de realização divulgadas neste documento fornecem benefícios, tais como, sem limitação, o fornecimento de evidências da instalação dos parafusos de teto, fornecendo informações e estatísticas para analisar a instalação dos parafusos de teto, fornecendo meios para planejar e otimizar a instalação dos parafusos de teto e fornecendo meios para educação e treinamento de instalação de parafuso de teto.
[009] Outros aspectos da invenção se tornarão evidentes considerando a descrição detalhada e os desenhos anexos.
BREVE DECRIÇÃO DOS DESENHOS A figura 1 é uma vista em perspectiva de uma máquina industrial de acordo com algumas formas de realização; a figura 2 é uma vista lateral parcial, em corte transversal, de uma mina mostrando a máquina industrial da figura 1 na mina; a figura 3 é uma vista superior, em seção transversal parcial, da máquina industrial da figura 1 na mina; a figura 4 é um diagrama de blocos, de um sistema de controle da máquina industrial da figura 1; a figura 5 é um fluxograma, que ilustra um processo efetuado pelo sistema de controle da máquina industrial da figura 1; a figura 6 é uma vista lateral, parcial e transversal, de uma mina que ilustra as posições dos parafusos no teto da mina; a figura 7 é uma vista superior, em seção transversal parcial, de uma mina que ilustra uma modalidade de um plano de localização de parafuso de teto; a figura 8 é um fluxograma, que ilustra um processo de localização dos parafusos de teto e comparação com um plano de localização de parafusos de teto, realizado pela máquina industrial da figura 1; a figura 9 é um diagrama de blocos da máquina industrial da figura 1, que ilustra a máquina industrial acoplada comunicativamente a um servidor externo e / ou a um computador externo; e a figura 10 é uma vista de seção transversal parcial e superior da máquina industrial da figura 1 na mina.
[0010] Antes de apresentar qualquer forma de realização da presente invenção em detalhes, deve-se entender que a invenção não está limitada em sua aplicação aos detalhes de construção e disposição dos componentes estabelecidos na descrição a seguir ou ilustrados nos desenhos. A invenção é capaz de outras formas de realização e de ser praticada ou de ser realizada de várias maneiras. Além disso, deve ser entendido que a fraseologia e terminologia aqui utilizadas são para fins de descrição e não devem ser consideradas limitativas. O uso de "incluindo", "compreendendo" ou "tendo" e suas variações neste documento visa abranger os itens listados posteriormente e seus equivalentes, bem como itens adicionais. Os termos "montado", "conectado" e "acoplado" são amplamente utilizados e abrangem tanto a montagem direta quanto a indireta, conexão e acoplamento. Além disso, "conectado" e "acoplado" não estão restritos a conexões ou acoplamentos físicos ou mecânicos e podem incluir conexões ou acoplamentos elétricos, diretos ou indiretos. Além disso, as comunicações e notificações eletrônicas podem ser realizadas usando qualquer meio conhecido, incluindo conexões diretas, conexões sem fio, etc.
[0011] Deve-se notar também que uma pluralidade de dispositivos baseados em hardware e software, bem como uma pluralidade de componentes estruturais diferentes, podem ser utilizados para implementar a invenção. Além disso, deve ser entendido que formas de realização da invenção podem incluir hardware, software e componentes ou módulos eletrônicos que, para fins de discussão, podem ser ilustrados e descritos como se a maioria dos componentes fosse implementada apenas em hardware. No entanto, um versado na técnica, e com base na leitura desta descrição detalhada, reconheceria que, em pelo menos uma forma de realização, os aspectos eletrônicos da invenção podem ser implementados em software (por exemplo, armazenados em dispositivos não- transitório legível por computador) executável por um ou mais processadores. Como tal, deve-se notar que uma pluralidade de dispositivos baseados em hardware e software, bem como uma pluralidade de diferentes componentes estruturais podem ser utilizados para implementar a invenção. Além disso, e como descrito em parágrafos subsequentes, as configurações mecânicas específicas ilustradas nos desenhos destinam-se a exemplificar formas de realização da invenção e que outras configurações mecânicas alternativas são possíveis. Por exemplo, os "controladores" descritos na especificação podem incluir componentes de processamento padrão, como um ou mais processadores, um ou mais módulos de mídia legíveis por computador, uma ou mais interfaces de entrada/saída e várias conexões (por exemplo, um barramento do sistema) conectando os componentes.
[0012] A figura 1 ilustra uma máquina industrial (100) de acordo com algumas formas de realização da presente invenção. Na forma de realização ilustrada, a máquina industrial (100) é uma aparafusadeira de teto ou dispositivo de aparafusar no teto. A máquina industrial (100) inclui um chassi (105) e uma ou mais esteiras (110), que suportam o chassi (105) e impulsionam a máquina industrial (100) para frente e para trás e para girar a máquina industrial (100), (isto é, variando a velocidade e/ou direção da esteiras da direita e da esquerda, uma em relação à outra). Em outras formas de realização, em vez das esteiras (110), a máquina industrial (100) pode incluir outros dispositivos de propulsão, tais como, sem limitação, uma ou mais rodas. A máquina industrial (100) inclui ainda um dispositivo de parafusar (115) suportado pelo chassi (105).
[0013] As figuras 2 e 3 ilustram a máquina industrial (100) dentro da mina (200). Como ilustrado, o dispositivo de aparafusar (115) inclui uma lança de perfuração para parafuso de teto (205), uma furadeira para parafuso de teto (210) e uma broca para parafuso de teto (215). Embora grande parte da descrição aqui faça referência a um parafuso de teto e instalação dos parafusos de teto, entende-se que os parafusos podem ser instalados de várias formas, nas paredes laterais ou em outras superfícies da mina. A lança de perfuração para parafuso de teto (205) acopla o dispositivo de aparafusar (115) ao chassi (105) e está configurada para mover o dispositivo de aparafusar (115) durante a operação. A lança de perfuração para parafuso de teto (205) pode incluir um atuador da lança (220), como observado na figura 4, para promover esse movimento. Em algumas formas de realização da presente invenção, o atuador da lança (220) é um ou mais atuadores hidráulicos. Em outras formas de realização, o atuador da lança (220) pode ser um ou mais motores. E ainda, em outras formas de realização, o atuador da lança (220) pode ser um ou mais atuadores hidráulicos em combinação com um ou mais motores.
[0014] O dispositivo de aparafusar (115) está configurado para fixar um ou mais parafusos de teto (225) no teto ou nas paredes laterais da mina (200). Em algumas formas de realização da presente invenção, a instalação de um parafuso de teto (225) no teto ou nas paredes laterais da mina (200) inclui, entre outras coisas, realizar um furo no teto ou em uma parede lateral da mina (200) (por exemplo, através da furadeira para parafuso de teto (210) e a broca para parafuso de teto (215) e guiar um parafuso de teto (225), juntamente com uma resina no furo. Como discutido em mais detalhes abaixo, a máquina industrial (100) pode ainda incluir um sistema de detecção (230) e uma interface de usuário (235).
[0015] Como ilustrado na figura 3, em algumas formas de realização, como discutido em mais detalhes abaixo, os parafusos de teto (225) podem ser afastados de outros parafusos de teto (225) pelo espaçamento da coluna (605), bem como pelo espaçamento da linha (610). No entanto, em outras formas de realização, os parafusos de teto (225) podem ter espaçamento diferentes ou dispostos em diferentes matrizes dentro da mina (200).
[0016] A figura 4 ilustra um sistema de controle (300) da máquina industrial (100) de acordo com algumas formas de realização da presente invenção. O sistema de controle (300) inclui um controlador (305) e um módulo de entrada/saída (I/O) (307). O controlador (305) inclui um processador (310) e uma memória (315). A memória (315) armazena instruções executáveis do processador (310). Em alguns casos, o controlador (305) inclui um ou mais de um microprocessador, processador de sinal digital (DSP), arranjo de portas programáveis em campo (FPGA), circuito integrado de aplicação específica (ASIC) ou semelhante. O controlador (305) é acoplado eletricamente e/ou comunicativamente à furadeira para parafuso de teto (210), atuador da lança (220),
sistema de detecção (230), interface do usuário (235), um ou mais atuadores da esteira (320) para acionar as esteiras (110) e um ou mais controles do operador (325).
[0017] O sistema de detecção (230) pode incluir um ou mais sensores (330) (por exemplo, sensores (330a e 330b)). Os sensores (330) podem ser qualquer combinação de uma ou mais câmeras, um ou mais lasers e um ou mais transdutores (por exemplo, transdutores ultrassônicos). O sistema de detecção (230) está configurado para usar os um ou mais sensores (330) para detectar um ou mais parafusos de teto (225), como observado na figura 2 e 3.
[0018] Em algumas formas de realização da presente invenção, o um ou mais sensores (330) são uma primeira câmera e uma segunda câmera. Em tal forma de realização, a primeira câmera captura uma primeira imagem da mina (200), enquanto a segunda câmera captura uma segunda imagem da mina (200). O controlador (305) pode então determinar a localização de um parafuso de teto (225) usando a visão estéreo da primeira imagem e a segunda imagem. Por exemplo, o controlador (305) pode determinar a localização do parafuso de teto (225) usando as seguintes distâncias: a distância conhecida entre a primeira câmera e a segunda câmera; uma primeira localização de pixel (de acordo com a primeira imagem) do parafuso de teto (225) (por exemplo, uma distância de pixel entre o parafuso de teto (225) e um segundo parafuso de teto ou uma distância de pixel entre um parafuso de teto (225) e uma parede lateral da mina (200)), e uma segunda localização de pixel (de acordo com a segunda imagem) dos um ou mais parafusos de teto (225) (por exemplo, uma distância de pixels entre o parafuso de teto (225) e um segundo parafuso de teto ou uma distância de pixels entre um parafuso de teto (225) e a parede lateral do mina (200)).
[0019] Em algumas formas de realização da presente invenção, os um ou mais sensores (330) incluem uma câmera e um dispositivo de medição a laser, ou um transdutor. Em tais formas de realização, a câmera captura uma imagem da mina (200), enquanto o dispositivo de medição a laser, ou transdutor, determina uma distância entre a máquina industrial (100) até um ponto da mina (200) (por exemplo, um parafuso de teto (225) ou um teto da mina (200)) capturada dentro da imagem. Com base na imagem capturada e na distância determinada, o controlador (305) pode determinar um local do parafuso de teto (225) dentro da mina (200). Por exemplo, embora a imagem capturada possa fornecer um local do parafuso de teto (225) (por exemplo, uma distância de pixel entre os parafusos de teto (225) ou uma distância de pixel entre o parafuso de teto (225) e uma parede lateral da mina (200)), usando a distância determinada, através do dispositivo ou transdutor de medição a laser, da máquina industrial (100) até um ponto conhecido na imagem capturada, a distância de pixel pode ser convertida para uma distância real (por exemplo, metros).
[0020] Em algumas formas de realização da presente invenção, os um ou mais sensores (330) incluem uma câmera e um laser (por exemplo, um laser pointer) localizado a uma distância conhecida da câmera. Em tal forma de realização, a câmera captura uma imagem da mina (200), enquanto o laser projeta uma marca (por exemplo, um ponto) em um ponto da mina (200) (por exemplo, um parafuso de teto (225) ou um teto da mina (200)) capturado na imagem. O controlador (305) pode então determinar uma distância de pixel entre a marca na distância capturada e um ponto conhecido (por exemplo, um ponto central) da imagem capturada. Com base na distância de pixel entre a marca e o ponto conhecido e a distância conhecida entre a câmera e o laser, o controlador (305) pode converter a distância de pixel em uma distância real. O controlador (305) pode então usar essa distância real para determinar uma distância real entre outros objetos na imagem capturada, por exemplo, a distância real entre os parafusos de teto (225) e/ou a distância real entre um parafuso de teto (225) e uma parede lateral da mina (200).
[0021] Em algumas formas de realização da presente invenção, o um ou mais sensores (330) incluem uma única câmera. Em tal forma de realização, a câmera captura uma imagem da mina (200). Com base na imagem capturada e em uma dimensão conhecida de um parafuso de teto (225), o controlador (305) pode determinar uma localização do parafuso de teto (225) dentro da mina (200). Por exemplo , embora a imagem capturada possa fornecer uma localização do parafuso de teto (225) (em relação a outros parafusos de teto (225) ou uma parede lateral da mina (200)) em relação a uma matriz de pixels de imagem (por exemplo, uma matriz de pixels de imagem conhecida usada pela câmera, ou uma área de imagem conhecida capturada pela câmera), usando a dimensão conhecida do parafuso de teto (225), a matriz de pixels da imagem capturada pode ser convertida em uma matriz de tamanho real (por exemplo, uma matriz de metro por metro).
[0022] A interface de usuário (235) fornece informações ao operador sobre o status da máquina industrial (100) e outros sistemas que se comunicam com a máquina industrial (100). Por exemplo, outros sistemas podem incluir outras máquinas industriais e dispositivos pessoais do usuário (por exemplo, incluindo computadores externos, laptops, tablets, smartphones etc.). A interface de usuário (235) inclui um ou mais dos seguintes itens: uma tela (por exemplo, uma tela de cristal líquido (LCD)); um ou mais diodos emissores de luz (LED) ou outros dispositivos de iluminação; uma exibição de alerta; alto-falantes para feedback audível (por exemplo, bipes, mensagens de voz etc.); dispositivos de feedback tátil, como dispositivos de vibração que causam vibração do assento do operador ou dos controles do operador (325); ou outros dispositivos de feedback.
[0023] O controle do operador (325) recebe entrada do operador através de um ou mais dispositivos de entrada e sinais de controle de saída para o controlador (305) com base na entrada do operador. Ao receber os sinais de controle, o controlador (305) controla, entre outras coisas, a furadeira para parafuso de teto (210), o atuador da lança (220) e os atuadores da esteira (320).
[0024] O módulo de entrada/saída (I/O) (307) é configurado para fornecer comunicação entre o controlador (305) e dispositivos externos (por exemplo, um laptop, um smartphone, um tablet, um servidor externo ou um sistema de computador externo). Em algumas formas de realização da presente invenção, o módulo de entrada/saída (I/O) (307) fornece comunicação via uma rede. Em tal forma de realização, a rede pode ser uma rede de área ampla
(WAN), como, sem limitação, a Internet. Em outras formas de realização, a rede pode ser uma rede de área local (LAN), uma rede de área vizinha (NAN), uma rede de área residencial (HAN), uma rede de área veicular (VAN) ou rede de área pessoal (PAN) empregando qualquer uma de uma variedade de protocolos de comunicação, como Wi-Fi®, Bluetooth®, ZigBee® e similares.
[0025] Em uma forma de realizar a operação na presente invenção, o controlador (305) usa o sistema de detecção (230) para determinar uma localização de um ou mais parafusos de teto (225). O controlador (305), com base na localização, controla pelo menos uma das furadeiras para parafuso de teto (210), o atuador da lança (220) e os atuadores da esteira (320), para instalar um parafuso de teto (225) subsequente. Em outra modalidade de operação, o controlador (305), com base na localização, fornece feedback a um operador através da interface do usuário (235). O operador então usa o controle do operador (325) para instalar um parafuso de teto (225) subsequente usando o feedback.
[0026] A figura 5 ilustra um processo ou operação (400) da máquina industrial (100), de acordo com algumas formas de realização da presente invenção. Deve ser entendido que a ordem das etapas divulgadas no processo (400) pode variar. Embora ilustrado como ocorrendo em ordem paralela, em outras formas de realização, as etapas divulgadas podem ser executadas em ordem serial. Além disso, etapas adicionais podem ser introduzidas ao processo e nem todas as etapas podem ser necessárias. Uma primeira localização de um primeiro parafuso de teto (225a) (figura 5) é determinada usando o sistema de detecção (230) (bloco 405). Uma segunda localização, ou adicional, de um segundo ou subsequente parafuso de teto (225b) (figura 6) é determinada usando o sistema de detecção (230) (bloco (410)). Como ilustrado na figura 7, os parafusos de teto (225) podem ser espaçados dos outros parafusos de teto (225) pelo espaçamento das colunas (605), bem como pelo espaçamento das linhas (610). Além disso, os parafusos de teto (225) podem ser espaçados de uma parede lateral (615) por um espaçamento da parede lateral (620). Em algumas formas de realização, as primeira e segunda distâncias predeterminadas (505, 510) podem ser determinadas com base em um plano de aparafusamento de parafusos de teto. O segundo parafuso de teto (225b) é então instalado no segundo local (bloco (415)). Uma verificação é então feita para determinar se o segundo parafuso de teto (225b) é o parafuso de teto final a ser instalado (bloco (420)). Se o segundo parafuso de teto (225b) for o parafuso de teto final a ser instalado, a operação estará concluída (bloco (425)). Se os parafusos de teto subsequentes (por exemplo, 225a, 225b, 225c, 225d, 225e... 225n) forem necessários, a operação (400) retorna novamente para o bloco (410).
[0027] Em algumas formas de realização da presente invenção, uma vez que uma localização é determinada pelo controlador (305), o feedback é fornecido ao usuário por meio da interface do usuário (235). O usuário pode então operar o controle do operador (325) para posicionar a lança de perfuração para parafuso de teto (205), a furadeira para parafuso de teto (210) e a broca para parafuso de teto (215) e instalar um ou mais parafusos de teto (225). Em outra forma de realização, uma vez que uma localização é determinada pelo controlador (305), o controlador (305) controla automaticamente a máquina industrial (100), incluindo a lança de perfuração para parafuso de teto (205), furadeira para parafuso de teto (210), e broca para parafuso de teto (215), para instalar um ou mais parafusos de teto (225). A instalação automática dos parafusos subsequentes pode ser baseada em medições discretas do parafuso de teto instalado anteriormente ou com base em um plano de posicionamento predeterminado armazenado no controlador (305). Em ainda outra forma de realização, uma vez que uma localização é determinada pelo controlador (305), a máquina industrial (100) marca a localização na mina (200). Por exemplo, a máquina industrial (100) pode usar tinta ou material semelhante, para marcar a mina (200) com uma ou mais identificações (por exemplo, um ou mais números) associadas aos locais. Essa marcação pode ocorrer durante a instalação do parafuso ou após a instalação, durante uma inspeção para detectar a localização do parafuso. Em algumas formas de realização da presente invenção, a máquina industrial (100), ou outra máquina de mineração, pode usar as uma ou mais identificações para ajudar no rastreamento da posição dos parafusos de teto (225), a fim de determinar, após a instalação, se os parafusos de teto (225) foram instalados corretamente, e de acordo com os regulamentos de mineração, um plano de colocação predeterminado ou critérios de espaçamento estabelecidos.
[0028] A figura 8 ilustra um processo ou operação (700) da máquina industrial (100) de acordo com algumas formas de realização da presente invenção. Deve ser entendido que a ordem das etapas divulgadas no processo (700) pode variar. Embora algumas etapas sejam ilustradas como ocorrendo em ordem paralela, em outras modalidades, as etapas divulgadas podem ser executadas em ordem serial ou vice-versa. Além disso, etapas adicionais podem ser adicionadas ao processo e nem todas as etapas podem ser necessárias. Uma primeira localização de um primeiro parafuso de teto (225a) é determinada usando o sistema de detecção (230) (bloco (705)). A primeira localização é então comparada ao plano de aparafusamento do teto ou, alternativamente, aos critérios de espaçamento pré-estabelecidos (bloco (710)). Uma verificação é então feita para determinar se o primeiro local corresponde ao plano de aparafusamento do teto ou aos critérios de espaçamento (bloco (715)). Se o primeiro local não corresponder ao plano de aparafusamento do teto ou aos critérios de espaçamento, é emitido um alerta (bloco (720)). Em algumas formas de realização, um alerta pode ser emitido através da interface do usuário (235). Se o primeiro local coincidir com o plano de fixação do teto, é determinada uma localização subsequente de um parafuso de teto subsequente (por exemplo, parafuso de teto 225b, 215c, ... 215n). usando o sistema de detecção (230) (bloco (725)). Uma verificação é então feita para determinar se o local subsequente corresponde ao plano de aparafusamento do teto (bloco (730)). Se o local subsequente não corresponder ao plano de fixação do teto, é emitido um alerta (bloco (720)). Se o local subsequente corresponder ao plano de aparafusamento do teto, o processo (700) volta ao bloco (725) até que todos os parafusos de teto estejam localizados.
[0029] A figura 9 é um diagrama de blocos da máquina industrial (100) acoplada comunicativamente a um servidor externo (900) e/ou computador externo (905), através de uma rede. Em algumas formas de realização da operação, à medida que a máquina industrial (100) viaja através da mina (200), a máquina industrial (100) detecta continuamente, através do sistema de detecção (230), os um ou mais parafusos de teto (225). Em algumas formas de realização, as informações detectadas dos parafusos de teto (225) podem incluir fotografias dos parafusos do teto (225). As informações detectadas podem então ser armazenadas na memória (315) e/ou enviadas para o servidor externo (900) e/ou computador externo (905), através de uma rede e módulo de entrada/saída (I/O) (307). Em tal forma de realização, as informações detectadas podem então ser usadas para criar um relatório de aparafusamento do teto que pode ser exibido no computador externo (905). Como discutido acima em mais detalhes, embora ilustrado como tendo duas câmeras, em outras modalidades, sistema de detecção (230) (incluindo sensores (330a, 330b)) pode incluir qualquer combinação de uma ou mais câmeras, um ou mais lasers e um ou mais transdutores ultrassônicos.
[0030] A figura 10 é um diagrama de vista superior em corte transversal parcial da máquina industrial da figura 1 dentro de uma mina (200) de acordo com algumas formas de realização da presente invenção. Como ilustrado, o sistema de detecção (230) pode ter uma área de visibilidade (1000). O sistema de detecção (230) pode analisar um ou mais parafusos de teto (225) simultaneamente que estão dentro da área de visibilidade (1000). Além disso, a máquina industrial (100) pode então determinar a localização dos parafusos de teto (1005) dentro da área de visibilidade (1000). Em algumas formas de realização, a máquina industrial (100) também pode determinar uma posição (1010) em que os parafusos de teto (225) deveriam ter sido instalados de acordo com um plano de localização de parafusos de teto ou outros critérios de espaçamento pré- estabelecidos. Assim, em algumas formas de realização, a máquina industrial (100) pode determinar a localização dos parafusos de teto (1005), enquanto mede e compara simultaneamente os parafusos de teto (225) instalados anteriormente com um plano de localização de parafusos de teto ou outros critérios de espaçamento pré-estabelecidos. Em outras formas de realização, a máquina industrial (100) pode estabelecer simultaneamente a localização e instalar um novo parafuso de teto (225) com base em um local ou locais anteriores de parafusos de teto (225) e determinar se os parafusos de teto (225) instalados anteriormente correspondem a um plano de aparafusamento do teto ou outros critérios de espaçamento.
[0031] Assim, a presente invenção fornece, entre outras coisas, um método e máquina para instalar parafusos de teto (225) e inspecionar parafusos de teto (225) instalados. Várias características e vantagens da invenção são apresentadas nas reivindicações a seguir.
Claims (30)
1. “MÁQUINA PARA MEDIR E ALINHAR PARAFUSOS DE TETO” caracterizada pelo fato de que a máquina industrial (100) compreende: um sensor (330) configurado para capturar uma imagem de uma marca dentro de uma área de captura de imagem, a marca tendo uma primeira dimensão conhecida e a área de captura de imagem tendo uma segunda dimensão conhecida; um controlador (305) configurado para receber a imagem capturada do sensor (330), e determinar uma localização de um parafuso de teto (235), a localização com base na imagem capturada, uma primeira dimensão conhecida e uma segunda dimensão conhecida.
2. “MÁQUINA” de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que a marca está localizada na superfície da mina (200).
3. “MÁQUINA” de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que a marca é projetada na superfície da mina (200) por meio de um laser.
4. “MÁQUINA” de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que a segunda dimensão conhecida é uma área de pixel e a primeira dimensão conhecida é um local conhecido dentro da área de pixel.
5. “MÁQUINA PARA MEDIR E ALINHAR PARAFUSOS DE TETO” caracterizada pelo fato de que a máquina industrial (100) compreende: um primeiro sensor configurado para adquirir um primeiro dado relacionado a uma superfície da mina (200); um controlador (305) conectado ao primeiro sensor e configurado para analisar o primeiro dado para identificar a presença de um parafuso de teto (225) na superfície da mina (200); e um segundo sensor conectado ao controlador (305) e adquirindo um segundo dado para permitir que o controlador (305) identifique a localização do parafuso de teto (225) em relação a um local de referência, pela comparação do primeiro dado com o segundo dado.
6. “MÁQUINA” de acordo com a reivindicação 5, caracterizada pelo fato de que o primeiro sensor está localizado a uma distância predeterminada do segundo sensor.
7. “MÁQUINA” de acordo com a reivindicação 5, caracterizada pelo fato de que o primeiro dado é uma imagem da superfície da mina (200).
8. “MÁQUINA” de acordo com a reivindicação 7, caracterizada pelo fato de que o segundo dado é uma segunda imagem da superfície da mina (200).
9. “MÁQUINA” de acordo com a reivindicação 8, caracterizada pelo fato de que a identificação da localização do parafuso de teto (225) em relação à localização de referência inclui o uso de visão estéreo.
10. “MÁQUINA” de acordo com a reivindicação 7, caracterizada pelo fato de que o segundo dado é uma distância do segundo sensor até a superfície da mina (200).
11. “MÁQUINA” de acordo com a reivindicação 5, caracterizada pelo fato de que compreende ainda um dispositivo de aparafusar (115) suportada por um chassi (105).
12. “MÁQUINA” de acordo com a reivindicação 11, caracterizada pelo fato de que o controlador (305) é ainda configurado para controlar o dispositivo de aparafusar (115) para instalar um segundo parafuso de teto (225b) com base na localização do primeiro parafuso de teto (225a) detectado.
13. “MÁQUINA” de acordo com a reivindicação 5, caracterizada pelo fato de que o primeiro sensor é uma câmera e o segundo sensor é pelo menos um, selecionado do grupo que consiste em uma segunda câmera, um laser e um transdutor ultrassônico.
14. “MÁQUINA” de acordo com a reivindicação 5, caracterizada pelo fato de que o local de referência é pelo menos um, selecionado do grupo que consiste em um parafuso de teto (225) inicial e uma parede lateral (605) de uma mina (200).
15. “MÁQUINA” de acordo com a reivindicação 5, caracterizada pelo fato de que o controlador (305) é ainda configurado para comparar a localização (1005) do parafuso de teto (225) com um plano de localização de parafuso de teto.
16. “MÁQUINA” de acordo com a reivindicação 15, caracterizada pelo fato de que o controlador (305) é ainda configurado para gerar um relatório com base na comparação.
17. “MÁQUINA” de acordo com a reivindicação 15, caracterizada pelo fato de que o controlador (305) é ainda configurado para controlar um dispositivo de aparafusar (115) para instalar um segundo parafuso de teto (225) com base na comparação.
18. “MÁQUINA” de acordo com a reivindicação 15, caracterizada pelo fato de compreender ainda uma interface de usuário (235), em que um feedback é fornecido, via interface de usuário (235), a um usuário com base na comparação.
19. “MÉTODO PARA OPERAR MÁQUINA PARA MEDIR E ALINHAR PARAFUSOS DE TETO” caracterizado pelo fato de que compreende: adquirir, através de um primeiro sensor, um primeiro dado relacionado à superfície de uma mina (200); analisar, por meio de um controlador (305), o primeiro dado para identificar a presença de um parafuso de teto (225) na superfície da mina (200); adquirir, através de um segundo sensor, um segundo dado; e analisar, através do controlador (305), o segundo dado para identificar uma localização do parafuso de teto (225) em relação a uma localização de referência comparando o primeiro dado e o segundo dado.
20. “MÉTODO” de acordo com a reivindicação 19, caracterizado pelo fato de que o primeiro dado é uma imagem da superfície da mina (200).
21. “MÉTODO” de acordo com a reivindicação 20, caracterizado pelo fato de que o segundo dado é uma segunda imagem da superfície da mina (200).
22. “MÉTODO” de acordo com a reivindicação 21, caracterizado pelo fato de que a identificação da localização do parafuso de teto (225) em relação à localização de referência, inclui o uso de visão estéreo.
23. “MÉTODO” de acordo com a reivindicação 21, caracterizado pelo fato de que o segundo dado é uma distância do segundo sensor até a superfície da mina (200).
24. “MÉTODO” de acordo com a reivindicação 19, caracterizado pelo fato de compreender ainda, a instalação de um segundo parafuso de teto (225b) com base na localização de um parafuso de teto (225a).
25. “MÉTODO” de acordo com a reivindicação 19, caracterizado pelo fato de que o primeiro sensor é uma câmera e o segundo sensor é pelo menos um, selecionado do grupo que consiste em uma segunda câmera, um laser e um transdutor ultrassônico.
26. “MÉTODO” de acordo com a reivindicação 19, caracterizado pelo fato de que o local de referência é pelo menos um, selecionado do grupo que consiste em um parafuso de teto (225) inicial e uma parede lateral (615) de uma mina (200).
27. “MÉTODO” de acordo com a reivindicação 19, caracterizado pelo fato de compreender ainda, a comparação da localização do parafuso de teto (225) com um plano de localização de parafuso de teto.
28. “MÉTODO” de acordo com a reivindicação 27, caracterizado pelo fato de compreender ainda, a saída de um relatório com base na comparação.
29. “MÉTODO” de acordo com a reivindicação 27, caracterizado pelo fato de compreender ainda, controlar um dispositivo de aparafusar (115) para instalar um segundo parafuso de teto (225) com base na comparação.
30. “MÉTODO” de acordo com a reivindicação 27, caracterizado pelo fato de compreender ainda o fornecimento, por meio de uma interface de usuário (235), de feedback a um usuário com base na comparação.
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