CN104349938A - 用于采掘环境的受控的区域照明 - Google Patents
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Abstract
用于控制采掘环境中的照明的系统和方法。一个系统包括至少一个发光二极管和控制器。控制器配置为与至少一个发光二极管通信，且把发光二极管从第一操作模式改变成第二操作模式。在第一操作模式下，至少一个发光二极管提供区域照明，并且在第二操作模式下，该至少一个发光二极管向位于采掘环境中的人员传达信息。控制器基于从采掘环境中包括的至少一个装置接收到的状态信息，把发光二极管从第一操作模式改变成第二操作模式。
Description
相关申请的交叉引用
本申请要求2012年4月26日提交的美国临时专利申请61/687,522的优先权，其全部内容通过引用合并于此。
技术领域
本发明的实施方式涉及用于控制采掘设备、例如用于采掘环境中的照明的方法和系统。
发明内容
采掘设备通常包括大量结构，它们通常以一定次序相对彼此移动。例如，采矿机，例如长壁采煤机，可被定位在一个或多个顶板支护的下方。采煤机切割材料，例如煤，并且将切割材料装载到采煤机安装在其上的输送机上。采煤机沿着输送机随着它切割材料而运送它自身，并且顶板支护在采煤机经过之后前进。
本发明的实施方式提供了用于采掘环境的照明。特别地，本发明的实施方式提供了用于采掘环境的区域照明以及控制照明的多个特征，还传达信息给位于该环境中的人员。例如，在一些实施方式中，发光二极管(“LED”)位于顶板支护上且由控制器控制。例如，控制器可改变LED的颜色、亮度和/或状态(例如，开、关、闪烁，等等)，以向在矿井内工作的人员传达信息，例如危险情况的位置。因此，照明用于两个目的：(1)区域照明，以及(2)信息传输。
特别地，本发明的一个实施方式提供了一种用于控制采掘环境中的照明的系统。该系统包括至少一个发光二极管和控制器。控制器配置为与至少一个发光二极管通信，且把发光二极管从第一操作模式改变成第二操作模式。在第一操作模式下，至少一个发光二极管提供区域照明，并且在第二操作模式下，该至少一个发光二极管向位于采掘环境中的人员传达信息。控制器基于从采掘环境中包括的至少一个装置接收到的状态信息，把发光二极管从第一操作模式改变成第二操作模式。
本发明的另一个实施方式提供了一种用于控制采掘环境中的照明的方法。该方法包括，通过至少一个控制器操作位于采掘环境中的在顶板支护和装料传送机的至少一者上的多个发光二极管。该方法还包括，在至少一个控制器处接收关于采掘环境的信息，并且基于接收到的信息，通过至少一个控制器操作多个发光二极管的至少一者，以向位于采掘环境中的人员传达信息。操作多个发光二极管的至少一者以传达信息包括，改变多个发光二极管的至少一者的颜色、亮度和闪烁次序。
通过考虑详细描述和附图，本发明的其它方面将变得清晰。
附图说明
图1是包括采掘机器和顶板支护系统的采掘系统的侧视图。
图2示意性地示出了用于图1的采掘系统的照明控制器。
图3是示出了由图2的控制器执行的照明控制方法的流程图。
图4示出了装料传送机。
具体实施方式
在详细解释本发明的任何实施方式之前，应理解的是，本发明的应用并不限制于在下面的描述中阐述或在附图中示出的结构细节和部件布置。本发明能够是其它实施方式且以多种方式被实践或执行。同样，应理解的是，在此使用的措辞和术语是用于描述的目的且不应被看作为限制。“包括”、“包含”或“具有”及其变形在此的使用意味着包含有其后列出的项目及其等价物以及额外项目。除非特定的或另外限制的，术语“安装”、“连接”、“支撑”和“接合”及其变形被广泛应用且包含直接和间接安装、连接、支撑和接合。
此外，应理解的是，本发明的实施方式可包括硬件、软件和电子部件或模块，其用于讨论的目的，可被示出和描述为似乎部件主体仅实施在硬件中。然而，本领域技术人员基于阅读这一详细描述将认识到，在至少一个实施方式中，本发明基于电子的方面可在软件中实施(例如存储在非暂时性计算机可读介质中)。这样，应注意到，可利用多个基于硬件和软件的装置以及多个不同结构部件来实施本发明。此外，且正如在下面的段落中描述的，在附图中示出的特定机械结构意图例示本发明的实施方式，并且其它替代的机械结构是可能的。
图1示出了采掘系统10，包括采掘机器，例如承载在表面输送机14上的长壁采煤机12，以及顶板支护系统包括悬臂式的顶板支护16(例如，形成顶板支护顶棚)。采煤机12切割材料(例如，煤)，并且将切割材料装载到采煤机12安装在其上的输送机14上。采煤机12随着采煤机12切割材料而沿着输送机14移动。独立顶板支护16在采煤机12经过之后前进。应理解的是，图1仅示出了采掘系统10的一个示例，并且其它系统是可能的，包括顶部支护系统的其它结构和其它类型的采掘机器。
正如上文讨论的，照明，例如发光二极管(“LED”)，可围绕采掘系统10安装在矿井中。例如，如图1所示，照明可包括一个或多个灯18，位于一个或多个顶板支护16上(例如，顶板支护16的下侧)。在一些实施方式中，灯18可以是多色的(例如，红、蓝和绿)或白色的。例如，在一些实施方式中，灯18可包括红-绿-蓝LED。正如下文更详细描述的，灯18的颜色可被改变，以向位于矿井中的人员传达信息。例如，灯18可被改变至红色来指示由于潜在的设备运动导致的危险，并且可被改变至绿色来指示安全情况。在一些实施方式中，颜色次序基于在切割次序期间的设备运动。例如，随着顶板支护16和采煤机12前进，朝向顶板支护16的一端定位的灯18当顶板支护16前进时可被改变至红色来指示顶板支护的运动，这对于位于矿井中的人员和其它设备是危险的。其它颜色还可被用于向人员传达信息。例如，当不清楚一个区域对于人员是否安全的时候，灯18可被改变至蓝色。灯18还可以是闪烁或频闪的，来指示报警或警示情况(例如，可能发生碰撞)。一组灯18也可以以特定次序闪烁，来引导人员至安全位置或远离危险位置。例如，灯18可以朝向矿井的出口或远离危险情况而频闪。通常，每个灯18或一组灯18的特征，例如颜色、亮度、状态(开、关、闪烁，等等)、样式等等可被控制和改变，以向位于矿井中的人员传达信息。同样，在一些实施方式中，每个灯18具有两个操作模式或设置。在第一操作模式下，灯18被控制来提供区域照明(例如基本上稳定的白光)。在第二操作模式下，灯18被控制来传达信息(例如，改变独立的颜色、状态、亮度，等等)。在其它实施方式中，分离的灯可被用于提供区域照明和传达信息。
灯18由控制器20控制。应理解的是，控制器20可被安装在采掘系统10之中和周围的多个位置处，例如包括在顶板支护系统中或包括在采掘机器中。在一些实施方式中，控制器20配置为控制采掘系统10除了灯18的多个方面，例如顶板支护16的前进。例如，控制器20可被集成至顶板支护控制器或其它采掘系统中。
图2示意性地示出了根据本发明的一个实施方式的控制器20。应理解的是，图2仅示出了控制器20的部件的一个示例，并且其它结构是可能的。如图2中所示，控制器20包括处理器22、计算机可读介质24和输入/输出接口26。处理器22、计算机可读介质24和输入/输出接口26通过一个或多个连接28、例如系统总线而连接。应理解的是，虽然在图2中仅示出了一个处理器22、计算机可读介质24和输入/输出接口26，控制器20可包括多个处理器22、计算机可读介质24和输入/输出接口26。同样，如上面提到的，应理解的是，控制器20可被组合于和/或分布在其它控制器和控制系统之中。
处理器22获取和执行存储在计算机可读介质24中的指令。处理器22还可存储数据至计算机可读介质24。计算机可读介质24可包括非暂时性计算机可读介质，且可包括易失存储器、非易失存储器及其组合。如图2所示，输入/输出接口26可于一个或多个外部装置或系统29交换信息。外部装置或系统29可包括采掘机器、顶板支护系统和包括在矿井中的其它设备，例如输送机系统、用户界面或远程控制、通风系统，等等。外部装置或系统29还可包括远程控制系统，其向控制器20传送状态信息(例如，命令)。正如在下文更详细描述的，控制器20可接收来自外部装置或系统29的状态信息，并且可基于状态信息控制一个或多个灯18。如图2所示，接口26还连接至灯18。接口26可使用有线连接、无线连接及其组合而被连接至灯18和外部装置或系统29。例如，在一些实施方式中，接口26通过串行接口被连接至灯18。
存储在计算机可读介质24中的指令可包括多个部件或模块，配置为，当由处理器22执行时，执行特定功能。例如，计算机可读介质24可包括照明控制模块30。照明控制模块30可由处理器22执行，来控制安装在顶板支护16上的一个或多个灯18。正如上文描述的，灯18的多个方面，例如颜色、亮度和/或状态可由控制器20改变，以向位于矿井中的人员传达信息。
例如，图3示出了通过控制器20执行模块30而执行的控制灯18的方法。正如上面提到的，控制器20可在灯18提供区域照明(例如，基本上稳定的白光)的第一操作模式操作每个灯18(在30处)。然而，控制器20还从外部装置或系统29接收状态信息(在32处)。例如，状态信息可包括顶板支护16的位置、操作状态和/或运动以及采煤机12的位置、操作状态(例如，主动切割)和/或运动。状态信息可包括由采掘系统10的部件或其它机器或与采掘环境相关的人员产生的错误或警示。控制器20使用状态信息确定信息是否需要被传达至位于矿井中的人员(在34处)。例如，控制器20可被配置为确定接收的状态信息是否指示了一情形发生或将发生在矿井中，其应警告给位于矿井中的人员。该情形可包括采煤机12的主动操作、有毒气体的检测、不稳定矿井结构的检测、维修需求(例如，采煤机12维修、系统再定位、动力失效、钻头更换，等等)、错误，等等。
如果控制器20基于接收的状态信息确定了信息应被传达至人员(也就是，至少一个灯18应在第二操作模式被操作)(在34处)，控制器20确定信息应如何被传达。特别地，控制器34可基于接收的状态信息来确定用于控制至少一个灯18的参数(在36处)。在一些实施方式中，控制器34可读取多个表、规则或关系，其映射特定状态信息至用于灯18的特定控制参数。例如，如果状态信息指示了需要矿井的完全疏散的危险情况，规则可确定第一组参数用于控制灯18传达关于危险情况的信息(例如，改变全部灯18的颜色且全部灯闪烁)。类似地，如果状态信息指示了需要人员保持远离采煤机12的危险情况，规则可确定第二组参数用于控制灯18传达关于该情况的信息(例如，改变全部灯18的颜色)。此外，如果状态信息指示了至少一部分采掘系统10需要修理或维护，规则可确定第三组参数(例如，改变至少一个灯18的颜色，例如在预定位置处的灯18或以预定图案定位的灯)。因此，规则基于接收的状态信息确定操作什么灯18(例如，在特定位置或定位的灯18)和如何操作灯18(例如，什么颜色、闪烁次序或动画、亮度，等等)。
规则可被存储在计算机可读介质24(例如，作为模块30的部分)或在分离的计算机可读介质(包括在或在控制器20外部)中。应理解的是，在一些实施方式中，除了接收状态信息和确定是否和如何控制灯18，这一逻辑可被分布在独立控制器中，其向确定用于控制灯18的参数的控制器20传送命令。
在确定用于控制灯18的参数之后，控制器20基于确定的参数控制至少一个灯18(在38处)，直到控制器20确定该信息不再被传达(在40处)。在一些实施方式中，控制器20配置为控制灯18来传达信息持续预定的时段。预定的时段可基于被传达的特定信息(例如，基于由上文描述的规则确定的参数)。在其它实施方式中，控制器20等待来自人员或其它控制器或系统的“结束”或“停止”命令。在又一个实施方式中，控制器20继续控制灯18来传达特定信息，直到由控制器20接收的状态信息不再指示该信息应被传达。在一些实施方式中，当控制器20停止控制灯18来传达信息的时候，控制器20回到以灯18提供区域照明的第一操作模式操作灯18。在一些实施方式中，控制器20还可保持何时和如何在第二操作模式下控制灯18的日志。该日志可被用于分析矿井和/或采掘系统10的操作(例如，用于关注安全性和调查)。
正如上文提到的，灯18可定位在矿井中的多个位置中，且并不限制于顶板支护16。例如，在一些实施方式中，除了安装在顶板支护16上的灯18或作为替代，灯18可被安装在装料传送机上。图4示意性地示出了根据本发明的一个实施方式的装料传送机60。装料传送机60包括安装在地下通道(或路面)中的轮式输送机。如图4所示，切割面(例如，煤表面)可在装料传送机60的左手侧，与路面成近似九十度。
在材料由采煤机12开采之后，装料传送机60由顶板支护16推动(至图4中的右侧)。装料传送机60上的灯可围绕切割面和/或沿着装料传送机40的至少一部分长度(例如，近似40米)而提供。在操作期间，装料传送机60由顶板支护16推动，并且两件设备的移动产生高度危险的情况。然而，由于设备在其正常操作期间产生的噪音，提供顶板支护16和装料传送机60的移动的听觉警示是不可能的。因此，如上文所述，装料传送机60上的灯18可被使用，来通知采掘环境中的人员顶板支护16和装料传送机60的逼近移动，并且来指示设备的运动何时完成，这仅通过观察设备并不经常是明显的。例如，在一些实施方式中，安装在装料传送机60上的一个或多个灯18可被改变至红色，来用信号告知装载机60和/或顶板支护16的运动。同样，在一些实施方式中，安装在装料传送机60上的灯18可以以特定次序(例如，颜色次序)被控制，这与作为切割次序的一部分的采掘设备的运动相协调。
因此，本发明的实施方式涉及控制采掘环境中的灯、例如LED，以向位于矿井中的人员传达信息。特别地，灯的特征，例如颜色、亮度、状态、图案、位置，等等，可被控制，以向人员传达不同消息或信息。灯还可被用于提供区域照明。因此，这些灯可以以至少两个不同操作模式来操作。
本发明的多个特征和优点在权利要求中阐述。
Claims (21)
1.用于控制采掘环境中的照明的系统，所述系统包括：
至少一个发光二极管；以及
控制器，该控制器被配置为与所述至少一个发光二极管通信，且把所述发光二极管从第一操作模式改变成第二操作模式，其中，在所述第一操作模式下，所述至少一个发光二极管提供区域照明，并且，在所述第二操作模式下，所述至少一个发光二极管向位于所述采掘环境中的人员传达信息，其中，所述控制器基于从所述采掘环境中包括的至少一个装置接收到的状态信息，把所述发光二极管从所述第一操作模式改变成所述第二操作模式。
2.如权利要求1所述的系统，其中，所述至少一个发光二极管位于顶板支护的上侧。
3.如权利要求1所述的系统，其中，所述至少一个发光二极管位于装料传送机上。
4.如权利要求1所述的系统，其中，所述至少一个发光二极管包括多色发光二极管。
5.如权利要求1所述的系统，其中，在所述第一操作模式下，所述至少一个发光二极管提供基本上稳定的白光。
6.如权利要求1所述的系统，其中，在所述第二操作模式下，所述至少一个发光二极管提供闪烁光。
7.如权利要求1所述的系统，其中，在所述第二操作模式下，所述至少一个发光二极管提供彩色光。
8.如权利要求1所述的系统，其中，所述状态信息包括指示采掘机器操作状态的信息。
9.如权利要求1所述的系统，其中，所述状态信息包括指示采掘机器、顶板支护和装料传送机的至少一者的运动的信息。
10.如权利要求1所述的系统，其中，所述状态信息包括相应地针对一组控制参数在所述第二操作模式下操作所述至少一个发光二极管的命令。
11.如权利要求1所述的系统，其中，所述控制器被配置为基于所接收的状态信息确定一组控制参数。
12.如权利要求11所述的系统，其中，所述一组控制参数包括所述至少一个发光二极管的颜色、闪烁次序和位置的至少之一。
13.如权利要求11所述的系统，其中，所述一组控制参数包括在所述第二操作模式下操作所述至少一个发光二极管的预定时间。
14.如权利要求1所述的系统，其中，所述控制器被配置使得在预定时间之后把所述至少一个发光二极管返回到所述第一操作模式。
15.如权利要求1所述的系统，其中，所述控制器被配置使得基于所述接收的状态信息，将所述至少一个发光二极管返回到所述第一操作模式。
16.一种用于控制采掘环境中的照明的方法，所述方法包括：
通过至少一个控制器操作位于所述采掘环境中的在顶板支护和装料传送机的至少一者上的多个发光二极管；
在所述至少一个控制器处接收关于所述采掘环境的信息；
通过所述至少一个控制器基于所接收的信息操作所述多个发光二极管的至少一者，以向位于所述采掘环境中的人员传达信息，其中，操作所述多个发光二极管的至少一者以传达信息包括改变所述多个发光二极管的至少一者的颜色、亮度和闪烁次序的至少之一。
17.如权利要求16所述的方法，其中，接收关于所述采掘环境的信息包括：接收指示采掘机器的操作状态的信息。
18.如权利要求16所述的方法，其中，接收关于所述采掘环境的信息包括：接收指示采掘机器、顶板支护和装料传送机的至少一者的运动的信息。
19.如权利要求16所述的方法，进一步包括：基于所述状态信息和所述多个发光二极管的每个的位置，选择所述多个发光二极管的至少一个。
20.如权利要求16所述的方法，进一步包括：在预定时段之后停止操作所述多个发光二极管的至少一个以传达信息。
21.如权利要求16所述的方法，进一步包括：基于所述状态信息停止操作所述多个发光二极管的至少一个以传达信息。
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