CN107083919A - 自适应调平控制系统 - Google Patents

Abstract

工业机械和操作工业机械的方法。一种方法包括在工业机械运行期间用电子处理器接收工业机械的参数的当前值，和用电子处理器比较所述参数的当前值与所述参数的存储值，以确定工业机械是否不平。该方法还包括当工业机械不平时用电子处理器自主改变多个千斤顶中的至少一个千斤顶的位置，以便调平工业机械，其中自主改变多个千斤顶中的至少一个千斤顶的位置包括从选自以下组中的至少一项：伸长多个千斤顶的所述至少一个千斤顶，以及缩回多个千斤顶的所述至少一个千斤顶。

Description

自适应调平控制系统

相关专利申请

本专利申请要求2016年2月15日提交的、序列号为62/295,319的美国临时专利申请的权益，该专利申请的整体内容通过引用而并入本文。

发明背景

本文描述的实施例涉及采矿机械，更具体地，涉及爆破孔钻孔机(blastholedrill rig)以及用于爆破孔钻机和的调平控制系统和方法。

发明内容

在采矿工业中，爆破孔钻孔机通常被使钻透硬岩石。爆破孔钻孔机例如可以在全世界的煤矿、铜矿和钻石矿中得到应用。爆破孔钻孔机可包括底座、从底座垂直延伸的钻塔、以及连接到钻塔并由钻塔支撑的一个或多个钻杆。所述钻杆延伸到钻孔。爆破孔钻孔机还可以包括从底座延伸到支撑爆破孔钻孔机的表面(例如，地面)的一个或多个千斤顶。

在某些实施例中，在开始钻孔操作前，爆破孔钻孔机被调平。操作员可以通过将各个千斤顶人工移动到想要的位置(例如，使用操纵杆或按钮)而人工调平爆破孔钻孔机。替换地或附加地，操作员可以人工启动自动调平系统，该系统执行一系列预定操作来调平爆破孔钻孔机。

在操作期间，爆破孔钻孔机可能变为未调平或不平衡的，诸如当有千斤顶移位、千斤顶泄漏时，或当支撑千斤顶的地面变软、滑移或压缩时。因此，尽管在操作前调平爆破孔钻孔机，但钻孔机在操作期间仍然会变得不平。操作员必须识别出爆破孔钻孔机是未调平的，并且人工地重新调平钻探设备或者人工地启动自动调平过程。换句话说，当爆破孔钻孔机变为未调平时，需要人工干预来校正爆破孔钻孔机。然而，操作员可能很难或甚至于不可能人工识别出爆破孔钻孔机何时变为未调平的。而且，这要操作员花费时间来识别出爆破孔钻孔机是未调平的并校正该问题。同时，在爆破孔钻孔机未调平期间，可能发生问题。例如，未调平的爆破孔钻孔机可能危害钻孔的质量，可能损害或危害爆破钻孔机的部件(例如，可能使钻杆弯曲，损坏钻头，或可能导致过早发生机械磨损的过度震动)。

因此，这里描述的实施例提供了用于调平工业机械，诸如爆破孔钻孔机，的方法和系统。例如，一个实施例提供了一种方法，该方法包括通过操作包含在从工业机械延伸到支撑工业机械的表面的多个千斤顶中的至少一个千斤顶而调平工业机械。所述方法还包括通过线性位置传感器监测多个千斤顶中的每个千斤顶的当前位置，通过使用水平倾斜仪来监测工业机械的当前倾斜度，以及用压力传感器监测与多个千斤顶中的每个千斤顶相关联的当前压力。另外，所述方法还包括根据多个千斤顶中的每个千斤顶的监测当前位置、工业机械的监测当前倾斜度、以及多个千斤顶中的每个千斤顶的监测当前压力，自动地重新调平工业机械。

例如，这里描述的一个实施例提供了操作包括底座和连接到底座的多个千斤顶的工业机械的方法，其中多个千斤顶中的每个千斤顶相对于底座可伸缩，以接触支撑工业机械的表面。所述方法包括在工业机械操作期间用电子处理器接收工业机械的参数的当前值，并用电子处理器来比较所述参数的当前值与所述参数的存储值，以确定工业机械是否未调平。所述方法还包括，当工业机械未调平时，用电子处理器来自主改变多个千斤顶中的至少一个千斤顶的位置，以调平工业机械，其中自主改变多个千斤顶中的至少一个千斤顶的位置包括从伸出所述多个千斤顶中的至少一个千斤顶和缩回所述多个千斤顶中的至少一个千斤顶组成的组中选择至少一项。

另一个实施例提供一种工业机械，包括底座、连接到底座的多个千斤顶、配置成感测工业机械的参数值的传感器、以及与传感器通讯的控制器。多个千斤顶中的每个千斤顶可相对于底座缩回，以接触支撑工业机械的表面。控制器被配置成在工业机械运行期间从传感器接收工业机械的参数的当前值，比较参数的当前值与参数的存储值，以确定工业机械是否未调平。控制器还被配置成，当工业机械未调平时，自主改变多个千斤顶中至少一个千斤顶的位置，以使工业机械调平，其中自主改变多个千斤顶中至少一个千斤顶的位置包括从伸出所述多个千斤顶的至少一个千斤顶和缩回所述多个千斤顶的至少一个千斤顶组成的组中选择至少一项。

通过考虑详细说明和附图，将很容易明白本发明的其它方面。

附图说明

图1是按照一个实施例的爆破孔钻孔机的侧视图。

图2示意地显示图1的爆破孔钻孔机提供调平控制的控制器。

图3是显示按照一个实施例的、在自主操作模式下操作图1所示爆破孔钻孔机的方法的流程图。

图4是显示按照一个实施例的、校准图1所示爆破孔钻孔机的方法的流程图。

图5是显示按照一个实施例的、从一侧到另一侧调平图1所示爆破孔钻孔机的方法的流程图。

图6是显示按照一个实施例的、从前到后调平图1所示爆破孔钻孔机的方法的流程图。

图7是显示按照一个实施例的、存储图1所示爆破孔钻孔机的参数的方法的流程图。

图8是显示按照一个实施例的、并行监测图1所示爆破孔钻孔机的一个或多个参数的当前值的方法的流程图。

图9是显示按照一个实施例的、串行监测图1所示爆破孔钻孔机的一个或多个参数的当前值的方法的流程图。

图10-12是显示按照本发明的实施例的、调节图1所示爆破孔钻孔机的方法的流程图。

具体实施方式

在详细说明任何实施例之前，应当理解，这里描述的实施例不限于在以下说明中阐述的或在附图上显示的部件的结构与布置的细节，它们可以各种不同的方式被实践或实行。另外，应当看到，这里使用的词语和术语是为了说明目的，而不应当被看作是限制。这里使用的“包含”、“包括”或“具有”和其变形例应当包括此后列出的事项及其等同物以及另外的事项。术语“安装”、“连接”、“耦接”被广义地使用，其包括直接和间接安装、连接和耦接。而且，“连接”和“耦接”不限于物理的或机械的连接或耦接，它可包括电连接或电耦合，无论是直接的还是间接的。另外，可以通过使用任何已知的手段，包括直接或间接连接，无线连接等等，来执行电子通讯和通知。

应当指出，多个基于硬件和软件的设备，多个不同的结构部件可被用来实施这里描述的实施例。另外，应当理解，这里描述的实施例可包括硬件、软件和电子部件或模块，为了讨论目的，它们可以按大部分部件仅仅以硬件实施说明和描述。然而，本领域技术人员在阅读本详细说明后将会看到，在至少一个实施例中，这里描述的实施例的、基于电子的方面可以由一个或多个处理器可执行的软件(例如，存储在非瞬态计算机可读介质中)实施。这样，应当注意，多个基于硬件和软件的设备，以及多个不同的结构部件可被用来实施所描述的实施例。例如，在技术说明书中描述的“控制器”和“控制单元”可包括一个或多个电子处理器、包括非瞬态计算机可读介质的一个或多个存储器模块、一个或多个输入/输出接口、以及连接这些部件的各种连接装置(例如，系统总线)。

图1显示按照一个实施例的钻孔机10。爆破孔钻孔机10通常被用于采矿工业，用于穿透硬岩石钻孔。在开始钻孔操作之前，钻孔机10被调平。另外，爆破孔钻孔机10在操作期间可能变得不平或不平衡。例如，当有千斤顶移位、千斤顶泄漏时，或当支撑千斤顶的地面变软、滑移或压缩时，爆破孔钻孔机10可能变得不平。因此，尽管在运行之前调平钻孔机10，然而钻孔机10在运行期间可能变得不平。当钻孔机10不平时，可能发生问题。例如，不平的钻孔机10可能危害钻孔的质量，可能损坏或危害钻孔机10的部件(例如，可能造成钻杆的弯曲，损坏钻头，或可能导致过早发生机械磨损的过度震动)。

因此，这里描述的实施例提供用于操作诸如钻孔机10那样的工业机械的方法和系统，具体地，提供用于调平诸如钻孔机10那样的工业机械的方法和系统。应当理解，虽然实施例在这里是对钻孔机10进行描述的，但可以结合各种各样的工业机械应用或使用实施例。例如，在某些实施例中，这里描述的方法和系统可以用于在操作前被调平和在操作期间变得不平的任何工业机械。

如图1所示，爆破孔钻孔机10(在这里也被称为钻孔机10，爆破孔钻井10，钻机10，或钻探设备10)包括桅杆或钻塔14，在钻塔14下面支撑钻塔14的底座18(例如，机房)，连接到底座18的驾驶室22，以及由履带牵引驱动装置30驱动的履带26，履带26使得钻孔机10沿表面34(例如，地面)移动。钻塔14连接到钻柱38并支撑钻柱38，所述钻柱38包括多个部件，诸如，例如钻杆，减震器(shock sub)，螺栓，钻头和钻头稳定器。钻柱38被配置成垂直向下伸出通过表面34并进入钻孔。

钻孔机10还包括一个或多个调平千斤顶42，用来将钻孔机10支撑在表面34上。例如，在某些实施例中，钻孔机10具有四个千斤顶42，包括右前千斤顶(RF)、右后千斤顶(RR)、左前千斤顶(LF)和左后千斤顶(LR)。在其它实施例中，爆破孔钻孔机10具有三个千斤顶42，例如包括，右后千斤顶(RR)、左后千斤顶(LR)、和单个前千斤顶(SF)。每个千斤顶42可相对于底座18移动，具体地，可伸缩而接触表面34。在某些实施例中，每个千斤顶42可在完全伸出的位置与完全缩回的位置之间独立地移动，并且可被设在这样的位置之间的一个或多个位置。在完全伸出的位置，千斤顶42可以接触表面34，以支撑钻孔机10。当钻孔机10没有被使用时(例如，没有在钻孔)，千斤顶42可被移动到完全缩回的位置，以允许钻孔机10经由履带牵引机26而移动。在某些实施例中，千斤顶42可以被液压驱动。在其它实施例中，千斤顶42可以被电力驱动。钻孔机10还可以包括一个或多个促动器，用于驱动或操作千斤顶42。所述一个或多个促动器可包括通过液压压力操控的、一个或多个液压促动器。例如，一个或多个液压促动器可被用来伸出或缩回千斤顶。同样地，一个或多个电动机可被用来驱动千斤顶42。

每个千斤顶42可以被促动器独立调节(例如，伸出或缩回)到不同位置，以便调平钻孔机10。例如，当支撑钻孔机10的表面34不平或倾斜时，某些千斤顶42可以比其它千斤顶42伸出更多，以适应于不平的或倾斜的表面34。千斤顶42还可以被调节成适应于可能导致钻孔机10不平的其它因素。例如，千斤顶42可被调节成适应于诸如千斤顶移位，千斤顶泄漏，或当表面34软化、滑移或压缩时那样的因素。

钻孔机10包括一个或多个传感器，用于监测千斤顶42的一个或多个操作参数。例如，在显示的实施例中，每个千斤顶42均包括位置传感器50和压力传感器54。每个位置传感器50感测千斤顶42在完全伸出位置和完全缩回位置之间的位置。应当理解，在某些实施例中，多个位置传感器50被用来检测千斤顶42的位置，在另一实施例中，单个位置传感器50可被用来检测一个或多个千斤顶42的位置。位置传感器50还可监测千斤顶移位。在一些实施例中，位置传感器50包括置于千斤顶42内、诸如在千斤顶气缸内的直线传感器。

每个压力传感器54感测千斤顶42的工作要求压力。正如在下面更详细地描述的，压力传感器54可被用来检测千斤顶42是否接触表面34。例如，由千斤顶42感受到的减小的压力可以表示表面34正在被压缩或滑移。替换地，由千斤顶42经受的压力改变可以表示千斤顶42(例如，千斤顶42的液压缸)或驱动千斤顶42的驱动器(例如，加压液体供应)有问题。应当理解，在某些实施例中，多个压力传感器54被用来检测千斤顶42的压力，在其他实施例中，单个压力传感器54可以用于检测一个或多个千斤顶42。在某些实施例中，压力传感器54包括要求压力转换器。

钻孔机10还可以包括一个或多个斜度传感器或倾斜仪58。倾斜仪58检测钻孔机10的倾斜或斜度以及倾斜方向。例如，在某些实施例中，钻孔机10可包括第一倾斜仪和第二倾斜仪，第一倾斜仪测量钻孔机10沿x轴的斜度(钻孔机10的从一侧到另一侧的斜度)，第二倾斜仪测量沿y轴的斜度(钻孔机10的从前到后的斜度)。正如下面更详细地描述的，由倾斜仪58检测的斜度可被用来确定为了调平钻孔机10，每个千斤顶42应当处在什么位置，诸如伸出的程度。例如，当倾斜仪58指示钻孔机10向下倾斜到左侧时，左前和左后千斤顶42可以比右前和右后千斤顶42伸出得更多。在某些实施例中，一个或多个倾斜仪58可被安装在底座18上，诸如靠近钻塔14的底盘。在其它实施例中，一个或多个倾斜仪58可被安装在钻孔机10上的其它位置，诸如，钻塔14、履带牵引机26、驾驶室22等等。

为了管理改进钻孔机10的水平度和改善稳定性，控制器80可被配置成监测钻孔机10的运行，检测钻孔机10的不平情形，以及自动修正钻孔机10的运行，以将钻孔机10保持在调平状态。例如，图2示意地显示按照一个实施例的控制器80。控制器80可被安装在钻孔机10上(例如，见图1)，或可以远离钻孔机10，诸如作为用于钻孔机10的远程控制设备或控制站的一部分。如图2所示，控制器80可包括电子处理器82、非瞬态计算机可读介质84和输入/输出接口86。电子处理器82、非瞬态计算机可读介质84和输入/输出接口86通过一个或多个控制和/或数据通信线或总线88连接和通信。应当理解，在其它结构中，控制器80包括额外的、较少的、或不同的部件。另外，还应当理解，如在本专利申请中描述的控制器80可以执行除了本专利申请中描述的调平功能之外的其他功能。另外，控制器80的功能可被分布在一个以上的控制器之间。

计算机可读介质84存储指令和数据。电子处理器82被配置成从计算机可读介质取回指令，并且除其它方面，执行所述指令，以进行这里描述的方法。电子处理器82可包括微处理器、专用集成电路或其它电子处理设备。输入/输出接口86与远离控制器80的系统、网络和设备进行通信(例如，通过一个或多个有线和/或无线连接)。输入/输出接口86可以把所接收的数据提供给电子处理器82，在某些实施例中，它可以把所接收的数据存储到计算机可读介质84中。

如图2所示，控制器80可被配置成与一个或多个致动器102通信，所述致动器102可被用来操作如上所述的千斤顶42。在液压钻孔机10中，致动器102可包括一个或多个液压系统。同样地，在电钻孔机10中，致动器102可包括一个或多个电动机。应当指出，在某些实施例中，控制器80直接与致动器102通信，在其它实施例中，控制器80通过致动器控制器，诸如电动机控制器，而与一个或多个致动器通信。例如，正如下面更详细地描述的，当控制器80确定一个致动器的操作需要被修正来控制钻孔机10的水平程度时，控制器可以发送信号给致动器控制器，致动器控制器可以与致动器通信，以执行从控制器80接收的信号。

还如图2所示，控制器80可以同与钻孔机10相关联的传感器50，54和58通信。例如，控制器80可以与位置传感器50、压力传感器54和倾斜仪58通信。而且，在某些实施例中，控制器80接收来自一个或多个操作员控制设备106的输入，诸如操作棒、杠杆、脚踏板、用来控制钻孔机10运行的、由操作员操作的另一促动器，或它们的组合。例如，操作员可以使用操作员控制设备106来发布命令，诸如千斤顶42的伸出或缩回，或启动钻孔机10的调平操作。应当理解，在某些实施例中，用户界面90、促动器102、促动器控制器和操作员控制设备106中的一项或多项可被包括在控制器80中。

在某些实施例中，控制器80可以与用户界面90通信(例如，通过输入/输出接口86)。用户界面90可以允许操作员操作钻孔机10，在某些实施例中，用户界面90把关于控制器80是否已经检测到不平情形的反馈显示给操作员(例如，当自动调平控制被启动时通过生成报警或提供指示)。例如，用户界面90可以显示包括钻孔机10的斜度和倾斜方向、每个千斤顶42的位置(例如，伸出的程度)、每个千斤顶42的要求压力、通知(例如，可视的、可听见的、触摸感的或它们的组合)，诸如当检测到钻孔机10的不稳定情形时，和因此当自动调平控制正在由控制器80提供时，或它们的组合。在某些实施例中，用户界面90还允许用户改变控制器80的运行模式，诸如，控制器80是否应当以自主模式、自动模式、还是人工模式运行。因此，用户界面90可被配置成接收来自操作员的模式的改变，并且相应地自动改变控制器80的运行模式。

如上所述，电子处理器82被配置成从计算机可读介质84检索指令，除了其它方面，执行所述指令来控制钻孔机10。例如，如上所述，控制器80可被配置成对钻孔机10执行调平控制。在某些实施例中，钻孔机10可以三种不同的模式运行：人工模式、自动模式和自主模式。可用这些模式中的每一种来调平钻孔机10。当钻孔机10处在人工模式时，操作员使用用户界面90和操作员控制设备106来人工调平钻孔机10。例如，根据从操作员接收的输入，控制器80执行指令，以进行想要的调平任务。在人工模式下，没有任何任务被自动启动。而是，操作员必须通过人工调节千斤顶42来调平爆破孔钻孔机。

相对地，当钻孔机10处在自动模式时，操作员可以在用户界面90上选择一个选择机制(例如，机械的或虚拟的按钮)来启动自动调平处理。在这个模式下，控制器80执行指令来实行预定的调平处理。换句话说，在自动模式下，操作员启动调平处理，控制器80根据一组预定的操作而自动执行该处理。

当钻孔机10处在自主模式时，不需要操作员启动调平处理过程。而是，控制器80监测钻孔机10，当控制器80检测到钻孔机10不再水平时，自动启动调平序列。在这个模式下，控制器80可以接近连续的方式，诸如实时地，监测和调节钻孔机10的运行。在某些实施例中，自主模式也执行爆破孔钻孔机的初始调平，这可以如上对于人工模式和自动模式所描述的那样人工地或自动地执行。

图3显示在自主操作模式下操作钻孔机10的方法200。方法200在这里可被描述为由控制器80执行，具体地，由包括在控制器80中的、执行指令(例如，存储在计算机可读介质84中的指令)的电子处理器82。如图3所示，控制器80可以重复地监测和保持钻孔机10的水平度。具体地，控制器80可被配置成校准钻孔机10(在方块204)和在钻孔机10上执行一个或多个调平操作(在方块208)，以初始调平钻孔机10。在钻孔机10被初始调平后，控制器80存储钻孔机10的一个或多个参数的数值(在方块212)。在钻孔机10被初始调平后，可以开始用钻孔机10钻孔(在方块216)。此后，控制器80监测在运行期间钻孔机10的一个或多个参数的当前值(在方块220)，并且基于钻孔机10的监测的当前参数和存储的参数，进行一个或多个自动动作，以将钻孔机10保持在调平的状态(在方块220)。例如，如下面更详细地描述的，控制器80可以监测钻孔机10的当前的运行参数，并且把监测的、当前运行参数与存储的参数进行比较。当所监测的参数之一超出存储的参数的允许范围时，控制器80可以自动调节钻孔机10(例如，可以自动改变一个或多个千斤顶42的位置)，以使钻孔机10回到调平状态。例如，当一个监测的参数超出存储的参数的允许范围时，控制器80可以伸出或缩回千斤顶42，直至所述监测的参数处于允许范围为止。

为了校准钻孔机10，控制器80可以伸出所有的千斤顶42，直至每个千斤顶42到达表面34为止。图4显示按照一个实施例的、校准钻孔机10的方法400。控制器80可以在图3的方块204执行图4显示的方法400。作为方法400的一部分，控制器80根据钻孔机10的取向确定用于伸出千斤顶42的序列。例如，控制器80可以根据从安装在钻孔机10中的一个或多个倾斜仪58接收的数据，确定钻孔机10的从一侧到另一侧的斜度(在x方向，由以下公式中的变量X°表示)以及钻孔机10的从前到后的斜度(在y方向，由以下的公式中的变量Y°表示)。如在图3上显示的，控制器80然后可以比较钻孔机10的从一侧到另一侧的斜度与钻孔机10的从前到后的斜度，以便确定在哪个方向上的斜度大于公式(1)中所显示的(在方块402)：

|X°|>|Y°| 公式(1)

当从一侧到另一侧的斜度大于从前到后的斜度时，控制器80调节钻孔机10的、从一侧到另一侧的水平度。例如，控制器80可以确定从一侧到另一侧的倾斜是右侧倾斜(右侧低于左侧)还是左侧倾斜(左侧低于右侧)。具体地，当X°>0时(在方块404)，钻孔机10是右侧倾斜，控制器80在伸出左前千斤顶(LF)和左后千斤顶(LR)(在方块408)之前，伸出右前千斤顶(RF)和右后千斤顶(RR)(在方块406)。类似地，当X°<0时(在方块404)，钻孔机10是左侧倾斜，控制器80在伸出右前千斤顶(RF)和右后千斤顶(RR)(在方块412)之前，伸出左前千斤顶(LF)和左后千斤顶(LR)(在方块410)。

替换地，当从前到后的斜度大于从一侧到另一侧的斜度时，控制器80调节钻孔机10的、从前到后的水平度。例如，控制器80可以确定倾斜是后倾斜(后面低于前面)还是前倾斜(前面低于后面)。具体地，当Y°>0时(在方块414)，钻孔机10是后倾斜，则控制器80在伸出右前千斤顶(RF)和左前千斤顶(LF)(在方块418)之前，伸出右后千斤顶(RR)和左后千斤顶(LR)(在方块416)。同样地，当Y°<0时(在方块414)，钻孔机10是后倾斜的，则控制器80在伸出右后千斤顶(RF)和左后千斤顶(LR)(在方块422)之前，伸出右前千斤顶(RF)和左前千斤顶(LF)(在方块420)。

在伸出一个或多个千斤顶42之后，控制器80确定(例如，根据压力传感器54)千斤顶42是否接触表面34(在方块424)。当千斤顶42没有接触表面34时，控制器80进一步伸出千斤顶42，直至千斤顶42接触表面34为止(在方块426)。应当理解，在某些实施例中，控制器80可以在进行图4所示的测试和调节之前使一个或多个千斤顶42最初伸出预定的量。

回到图3，在校准钻孔机10(在方块204)之后，在开始钻孔操作(在方块208)之前调平钻孔机10。图5显示按照一个实施例的、从一侧到另一侧调平钻孔机10的方法500，图6显示按照一个实施例的、从前到后调平钻孔机10的方法600。控制器80可以在图3显示的方块208，执行图5和6上显示的方法500和600中的一项或二者。

如图5所示，当执行从一侧到另一侧的调平时，控制器80确定钻孔机10的从一侧到另一侧的倾斜是否超出可允许的范围(例如，根据从一个或多个倾斜仪58接收的数据)(在方块502)。例如，如公式(2)所示，控制器80可以确定从一侧到另一侧的斜度是否大于由变量“X_允许”所代表的预定程度。

|X°|>X_允许 公式(2)

在某些实施例中，变量“X_允许”具有约0.15度的数值。当钻孔机10没有倾斜到超出允许的范围时(即，处在允许范围内)(在方块502)，则不必进行从一侧到另一侧的调平。相反，当钻孔机10倾斜超出允许的范围时(在方块502)，则控制器80确定钻孔机10是右侧倾斜还是左侧倾斜。例如，当X°>0时(在方块504)，钻孔机10是右侧倾斜，控制器80与X°成比例地进一步伸出右前千斤顶(RF)和右后千斤顶(RR)(在方块506)。当X°<0时(在方块507)，钻孔机10是左侧倾斜，控制器80与|X°|成比例地进一步伸出左前千斤顶(LF)和左后千斤顶(LR)(在方块508)。在每次调节后，控制器80可以暂停(在方块510，512)，并允许钻孔机10从在千斤顶42运动期间出现的任何弹跳或摇动安顿下来。暂停的长度可以根据钻孔机10、钻孔环境、或其它因素配置。在暂停(在方块510，512)之后，控制器80确认钻孔机10的从一侧到另一侧的斜度是否处在可允许的范围(例如，根据从倾斜仪58接收的数据)(在方块514，516)。当从一侧到另一侧的倾斜不在可允许的范围时(在方块514，516)，控制器80继续从一侧到另一侧调平钻孔机10(在方块506，508)。

当从一侧到另一侧的斜度处在可允许的范围时，控制器80从前到后调平钻孔机10。如图6所示，类似于以上参照图5描述的从一侧到另一侧的调平方法，控制器80确定钻孔机10的从前到后的斜度是否超出可允许的范围(例如，根据从一个或多个倾斜仪58接收的数据)(在方块602)。例如，如公式(3)所示，控制器80可以确定从前到后的斜度是否大于由变量“Y_允许”所代表的预定程度。

|Y°|>Y_允许 公式(3)

在某些实施例中，变量“Y_允许”具有约0.15度的数值。当钻孔机10没有倾斜到超出允许的范围时(即，处在允许范围内)(在方块602)，则不必进行从前到后的调平。当钻孔机10倾斜超出允许的范围时(在方块602)，则控制器80确定钻孔机10是前倾斜还是后倾斜。例如，当Y°>0时(在方块604)，钻孔机10是后倾斜，控制器80与Y°成比例地进一步伸出右后(RR)和左后(LR)千斤顶42(在方块606)。当Y°＜0时(在方块607)，钻孔机10是左侧倾斜，控制器80与|Y°|成比例地进一步伸出右前(RF)和左前(LF)千斤顶42(在方块608)。在每次调节后，控制器80可以暂停(在方块610，612)，并允许钻孔机10从在千斤顶42运动期间出现的任何弹跳或摇动中安顿下来。暂停的长度可以根据钻孔机10、钻孔环境或其它因素配置。在暂停(在方块610，612)之后，控制器80确认钻孔机10的从前到后的倾斜是否处在可允许的范围(例如，根据从倾斜仪58接收的数据)(在方块614，616)。当从前到后的倾斜不在可允许的范围时(在方块614，616)，控制器80继续从前到后调平钻孔机10(在方块606，608)。

在某些实施例中，在从前到后的倾斜处在可允许的范围之后，控制器80可以重新运行方法500，以便进行任何需要的附加的从一侧到另一侧的调节，并且可以重新运行方法600，以便进行任何需要的附加的从前到后的调节。这些附加调节有时被称为调平修剪(leveling trim)。应当理解，在某些实施例中，不执行调平修剪，或仅仅对一个方向(从一侧到另一侧或从前到后)而不是对两个方向进行调平修剪。

如图3所示，一旦调平操作完成(在方块208)，控制器80就存储当钻孔机10水平时钻孔机10的一个或多个参数(在方块212)。如下面描述的，所存储的数据可被用作当钻孔机10是水平时对千斤顶42的位置和压力的比较基准。换句话说，控制器80存储参考参数，所述参考参数供控制器80之后用来与当钻孔机10运行时钻孔机10的监测的参数进行比较。

图7显示按照一个实施例的、存储钻孔机10的参数的方法700。控制器80可以在图3显示的方块212执行方法700。如图7所示，方法700可包括读取和存储钻孔机10的倾斜度(例如，如由所述一个或多个倾斜仪58测量，例如包括从一侧到另一侧的倾斜和从前到后的倾斜)(在方块702)，读取和存储每个千斤顶42的位置(例如，如由位置传感器50测量的)(在方块704)，以及读取和存储每个千斤顶42的压力(例如，如由压力传感器54测量的)(在方块706)。应当理解，在某些实施例中，控制器80存储额外的或较少的参数的参考值。

回到图3，在钻孔机10被调平(方块208)且参考参数被存储(方块212)以后，钻孔机10准备好运行(方块216)。在钻孔机10运行时，控制器80监测钻孔机10，并保持钻孔机10的水平度(方块220)。

图8-12显示监测钻孔机10并保持钻孔机10的水平状况的方法。控制器80可以在图3显示的方块220处执行在图8-12中显示的一种或多种方法。例如，图8显示在确定何时需要对于钻孔机10进行调节的同时，并行地监测钻孔机10的一个或多个参数的当前值的方法800。相对地，图9显示在确定何时需要对于钻孔机10进行调节之后，串行地监测钻孔机10的一个或多个参数的当前值的方法900。图10-12显示用于在控制器80确定需要进行调节时调节钻孔机10的方法。因此，图10-12的方法可以结合方法800来提供调节，或可以结合方法900来提供调节，或它们的组合。

例如，如图8所显示的，控制器80可以并行地监测钻孔机10的一个或多个参数的当前值。在这个实施例中，多个参数的当前值被同时监测，并且根据这样的监测同时执行调节。例如，第一参数(例如，爆破孔钻孔机的倾斜度)、第二参数(例如，千斤顶42的位置)和第三参数(例如，千斤顶42的压力)的当前值被并行地监测(方块802)。具体地，根据由一个或多个位置传感器50、一个或多个压力传感器54、一个或多个倾斜仪58或它们的组合所感测的数据，控制器80接收各个参数的当前值。控制器80并行地比较监测到的参数的当前值与存储的所述参数的对应参考值(在方块804)，以确定钻孔机10是否不平。具体地，控制器80执行比较，以并行地确定各个监测的参数的当前值是否在存储的参数的可应用参考值的允许范围内(在方块806，808，810)。例如，对于钻孔机10的监测的从一侧到另一侧的倾斜的允许范围可以是在偏离存储的倾斜度约0.1％以内，对于千斤顶42的监测位置的允许范围可以是在偏离存储的位置约5.0％以内。当监测的参数的当前值处在允许范围之外时(在方块806，808，810)，控制器80调节千斤顶42，直到监测到的参数的后序的当前值处在允许范围内为止(在方块812，814，816)。应当理解，在某些实施例中，钻孔机10的倾斜(从一侧到另一侧的倾斜、从前到后的倾斜、或二者兼有)、千斤顶42的位置和千斤顶42的压力的允许范围可以不同。另外，在某些实施例中，每个千斤顶42都可以具有千斤顶的位置、压力或二者的独特允许范围。例如，右前千斤顶42(RF)的压力的允许范围可以在偏离存储的压力约5.0％以内，右后千斤顶42(RR)的压力的允许范围可以在偏离存储的压力约3.0％以内。

在图9中，控制器80顺序地监测一个或多个参数的当前值。在这个实施例中，一个参数在一个时刻的当前值与所述参数的参考值进行比较，在必要时，调节钻孔机10。例如，控制器80可以监测一个或多个参数的当前值(并行地或顺序地)(在方块902)，并且将所述一个或多个参数的当前值与存储的所述一个或多个参数的可应用的参考值进行比较(并行地或顺序地)(在方块904)。然而，不是如在方法800中执行的那样并行地根据各个参数调节钻孔机10，控制器80初始地确定第一参数(例如，钻孔机10的倾斜度)的当前值是否处在可应用的允许范围内(在方块906)。当第一参数的当前值处在允许范围之外时(在方块906)，控制器80相应调节千斤顶42，直至所监测的第一参数的随后的当前值处在允许范围内为止(在方块908)。在所监测的第一参数的当前值处在允许范围内以后(例如，初始地或在调节以后)，控制器80确定第二参数(例如，一个或多个千斤顶42的位置)的当前值是否处在可应用的允许范围内(在方块910)。当监测的第二参数的当前值处在允许范围之外时(在方块910)，控制器80调节千斤顶42，直至监测的第二参数的随后的当前值处在允许范围内为止(在方块912)。类似地，在监测的第二参数的随后的当前值处在允许范围内以后(例如，初始地或在调节以后)，控制器80确定第三参数(例如，一个或多个千斤顶42的压力)的当前值是否处在可应用的允许范围内(在方块914)。当监测的第三参数的当前值处在允许范围之外时(在方块914)，控制器80调节千斤顶42，直至监测的第三参数的随后的当前值处在允许范围内为止(在方块916)。如图9所示，方法900可以重复进行。例如，在第三参数的当前值处在允许范围内之后，控制器80可以确定所监测的第一参数的当前值是否处在允许范围内。另外，如以上参照图8指出的，应当理解，参数的允许范围可能变化，并且可能对单个千斤顶42变化。再者，虽然图8和9显示监测三个参数的数值，但或多或少的参数的数值可被监测和校正。另外，在某些实施例中，方法800可以监测与方法900不同的参数的数值。

图10-12显示调节钻孔机10以便保持钻孔机的水平度的方法1000，1100，1200。例如，图10显示调节钻孔机10的倾斜度(例如，从一侧到另一侧的倾斜和从前到后的倾斜)的方法1000。图11显示调节千斤顶42的位置的方法1100，图12显示调节千斤顶42的压力的方法1200。再者，这些方法1000，1100和1200中一个或多个可以由控制器80在图3的方块220执行(例如，单独地或与方法800，900组合，或二者兼有)。例如，这些方法1000，1100，1200可以按照图8和9的方法800和900被组合和安排来监测和调节钻孔机10。具体地，方法1000，1100，1200的一个或多个方法可如方法800中那样组合，以并行地监测钻孔机10和进行调节。在这种情形下，方法1000，1100，1200中的一种或多种方法将被并行地执行。类似地，方法1000，1100，1200中的一种或多种方法可如方法900中那样组合，以串行地监测钻孔机10和进行调节。在这种情形下，方法1000，1100，1200中的一种或多种方法将被顺序地执行。另外，虽然方法1000，1100，1200在下面被描述为以某种次序发生，但方法1000，1100，1200可以任何次序被执行。

图10显示调节钻孔机10的倾斜度(或斜度)的方法1000。作为方法1000的一部分，控制器80监测钻孔机10当前的从一侧到另一侧的倾斜(例如，根据来自一个或多个倾斜仪的数据)，把当前的从一侧到另一侧的倾斜与之前存储的参考从一侧到另一侧的倾斜进行比较(在方块1002)。具体地，控制器80计算参考倾斜度与当前监测的倾斜度之间的差值。当该差值不超出允许范围(例如，在图10上由变量“X_允许”代表)时(在方块1002)，不执行千斤顶42的从一侧到另一侧的调节。然而，当该差值超出允许范围时(在方块1002)，控制器80调节一个或多个千斤顶42，以便校正斜度。例如，如图10所示，控制器80可以确定该倾斜是右侧倾斜还是左侧倾斜。当X°>0时(在方块1004)，钻孔机10是右侧倾斜，控制器80与X°成比例地伸出右前和右后千斤顶42(在方块1006)。当X°<0时(在方块1007)，钻孔机10是左侧倾斜，控制器80与|X°|成比例地伸出左前(LF)和左后(LR)千斤顶42(在方块1008)。在每次调节以后(在方块1006，1008)，控制器80可以暂停(在方块1010，1012)，允许钻孔机10从在千斤顶42运动期间出现的任何弹跳或摇动中安顿下来。暂停的长度可以根据钻孔机10、钻孔环境或其它因素设置。在暂停(在方块1010，1012)之后，控制器80再次确定钻孔机10的从一侧到另一侧的倾斜是否超出允许范围(例如，根据从倾斜仪58接收的数据)(在方块1002)。当从一侧到另一侧的倾斜仍旧超出允许范围时(在方块1002)，控制器80继续执行如上所述的从一侧到另一侧的调平。在某些实施例中，如在方法1000中使用的、变量“X_允许”具有约0.1度的数值。

如图10所显示的，控制器80类似地监测和比较当前的从前到后的倾斜与所存储的参考值的从前到后的倾斜。当该差值不超出允许范围时(即，处在允许范围内)(在图10上由变量“Y_允许”代表)(在方块1014)，不执行千斤顶42的从前到后的调节。当该差值超出允许范围时(在方块1014)，控制器80调节千斤顶42，以便校正从前到后的倾斜。具体地，控制器80确定该倾斜是前倾斜还是后倾斜。当Y°>0时(在方块1016)，钻孔机10是后倾斜，控制器80与Y°成比例地伸出右后和左后千斤顶42(在方块1018)。当Y°<0时(在方块1020)，钻孔机10是前倾斜，控制器80与|Y°|成比例地伸出右前(RF)和左前(LF)千斤顶42(在方块1022)。在每次调节后(在方块1018，1022)，控制器80可以暂停(在方块1024，1026)，允许钻孔机10从在千斤顶42运动期间出现的任何弹跳或摇动中安顿下来。暂停的长度可以根据钻孔机10、钻孔环境或其它因素设置。在暂停(在方块1024，1026)之后，控制器80再次确定钻孔机10的从一侧到另一侧的倾斜是否超出允许范围(例如，根据从倾斜仪58接收的数据)(在方块1002)。在其它实施例中，在暂停(在方块1024，1026)之后，可以在返回对从一侧到另一侧的倾斜的监测(在方块1002)之前，控制器80再次确定钻孔机10的从前到后的倾斜是否超出允许范围(在方块1014)。在某些实施例中，如在方法1000中使用的、变量“Y_允许”具有约0.1度的数值。

图11显示调节千斤顶42的位置的方法1100。作为方法1100的一部分，控制器80监测每个千斤顶42的位置(例如，根据从一个或多个位置传感器50接收的数据)。控制器80比较每个千斤顶42的监测位置与所存储的参考位置。正如将看到的，每个千斤顶42可以具有与其它千斤顶42不同的参考位置和监测位置。例如，控制器80可被配置成计算每个千斤顶42的当前位置与所存储的参考位置之间的差值。作为一个例子，控制器80可以计算第一千斤顶42，诸如左后(LR)千斤顶42，的当前位置和参考位置之间的差值(在方块1102)。当第一千斤顶42的当前位置和参考位置之间的差值超出允许范围(在图11上由变量“允许位置范围”代表)(在方块1102)，控制器80与第一千斤顶42的当前位置和参考位置之间的差值成比例地伸出或缩回第一千斤顶42(在方块1104)。当第一千斤顶42的当前位置和参考位置之间的差值没有超出允许范围(在方块1102)，控制器80评估第二千斤顶42，诸如右后(RR)千斤顶42。在某些实施例中，控制器80对于第二千斤顶42执行类似于对第一千斤顶42所执行的、类似的比较和调节(在方块1106，1108)。控制器80可以重复这个过程，直至所有的千斤顶42都处在允许范围内。例如，在第二千斤顶42之后，控制器80可以对于第三千斤顶42，诸如左前千斤顶42，执行类似于对第一千斤顶42和第二千斤顶42所执行的比较和调节(在方块1110，1112)，在第三千斤顶42之后，控制器80可以对第四千斤顶42，诸如右前千斤顶42，执行类似于对于第一千斤顶42，第二千斤顶42和第三千斤顶42所执行的比较和调节(在方块1114，1116)。在某些实施例中，每个千斤顶42的允许范围约为参考位置的5.0％。另外，应当看到，千斤顶42被监测的次序可以与图11所显示的次序不同。

图12显示调节千斤顶42的压力的方法1200。作为方法1200的一部分，控制器80监测每个千斤顶42的要求压力(例如，根据从一个或多个压力传感器54接收的数据)。控制器80比较每个千斤顶42的监测压力与所存储的参考压力值。每个千斤顶42可以具有与其它千斤顶42不同的参考压力和监测压力。控制器80计算每个千斤顶42的当前压力与参考压力值之间的差值。例如，控制器80计算第一千斤顶42，诸如左后(LR)千斤顶42，的当前压力和参考压力之间的差值(在方块1202)。当第一千斤顶42的当前压力和参考压力之间的差值超出允许范围时(在方块1202)(在图12上由变量“允许压力范围”代表)，控制器80与第一千斤顶42的当前压力和参考压力之间的差值成比例地伸出或缩回第一千斤顶42(在方块1204)。当第一千斤顶42的当前压力和参考压力之间的差值处在允许范围内时(在方块1202)，控制器80评估第二千斤顶42，诸如右后(RR)千斤顶42。在某些实施例中，控制器80对第二千斤顶42执行类似于对第一千斤顶42所执行的比较和调节(在方块1206，1208)。控制器80可以重复这个过程，直至所有的千斤顶42都处在允许范围内。例如，在第二千斤顶42之后，控制器80可以对第三千斤顶42，诸如左前千斤顶42，执行类似于对于第一千斤顶42和第二千斤顶42所执行的比较和调节(在方块1210，1212)，以及在第三千斤顶42之后，控制器80可以对第四千斤顶42，诸如右前(RF)千斤顶42执行类似于对第一千斤顶42、第二千斤顶42和第三千斤顶42所执行的比较和调节(在方块1214，1216)。在某些实施例中，每个千斤顶42的允许范围约为参考压力的5.0％。另外，应当看到，监测千斤顶42的次序可以与图12所显示的次序不同。

因此，这里描述的实施例提供了用于将诸如钻孔机10那样的采矿机械在运行期间保持水平，以保护机械部件和改进机械稳定性的系统和方法。如前所述，这里描述的方法和系统可结合不同类型的工业机械被使用，而不限于爆破孔钻孔机。而且，当使用具有或多或少的千斤顶42的机械时，该方法可被调节成适应于千斤顶42的数目和结构。例如，只具有单个前千斤顶的采矿机可以通过仅使用一个前千斤顶42而不是两个千斤顶42而进行从前到后的调整。

另外，虽然这里描述的方法200被描述为自动执行的，但在某些实施例中，方法200的某些部分可以人工地执行。例如，在某些实施例中，校准钻孔机10(在方块204)或初始调平钻孔机10(在方块208)的处理过程由操作员人工地实行。此后，可以存储参考参数，可以操作钻孔机10，而监测和调节可以如这里描述的那样被自动执行。

另外，在某些实施例中，方法200可包括附加的步骤和比起图3所提供的那些更少的单元。例如，在某些实施例中，可以去除初始校准(方块204)和初始调平序列(方块208)。在这种情形下，在操作期间，按照方块220通过监测钻孔机10和调节钻孔机10而调平钻孔机10。在另一个实施例中，附加的校准步骤可被添加到方法200。例如，校准步骤(方块204)可包括把千斤顶42缩回到完全缩回的位置并把完全缩回的位置存作参考参数。这个参考参数可被用来保证在移动钻孔机10之前千斤顶正确缩回。

这里描述的实施例的各种特性和优点将在以下的权利要求中进行阐述。

Claims (20)

1.一种操作工业机械的方法，所述工业机械包括底座和连接到所述底座的多个千斤顶，所述多个千斤顶中的每个千斤顶可相对于所述底座伸出和缩回，以便接触支撑所述工业机械的表面，所述方法包括：

在所述工业机械运行期间，用电子处理器接收所述工业机械的参数的当前值；

用所述电子处理器比较所述参数的当前值与所述参数的存储值，以确定所述工业机械是否不平；以及

当所述工业机械不平时，用所述电子处理器自主改变所述多个千斤顶中的至少一个千斤顶的位置，以便调平所述工业机械，其中自主改变所述多个千斤顶中的至少一个千斤顶的位置包括从以下项目组成的组中选择至少一项：包含伸出所述多个千斤顶中的至少一个千斤顶，以及缩回所述多个千斤顶中的至少一个千斤顶。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，接收所述工业机械的参数的当前值包括接收由至少一个直线位置传感器感测的、所述多个千斤顶中的每个千斤顶的当前位置。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，接收所述工业机械的参数的当前值包括接收由至少一个倾斜仪感测的、所述工业机械的当前倾斜度。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，接收所述工业机械的参数的当前值包括接收由至少一个压力传感器感测的、所述多个千斤顶中的每个千斤顶的当前压力。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，自主改变所述多个千斤顶中的至少一个千斤顶的位置以调平所述工业机械包括自主改变所述多个千斤顶中的至少一个千斤顶的位置，直至随后的所述工业机械的参数的当前值处于所述参数的存储值的范围内为止。

6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括在所述工业机械运行期间接收由第二传感器感测的、所述工业机械的第二参数的当前值，其中比较所述第一参数的当前值与所述第一参数的存储值以确定所述工业机械何时不平包括：比较所述第二参数的当前值与所述第二参数的存储值，以及比较所述第一参数的当前值与所述第一参数的存储值，以确定所述工业机械何时不平。

7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，接收所述第二参数的当前值包括与接收所述第一参数的当前值并行地接收所述第二参数的当前值。

8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括在所述工业机械运行之前校准所述工业机械，其中校准所述工业机械包括使所述多个千斤顶中的每个千斤顶伸出，直至所述多个千斤顶中的每个千斤顶接触支撑所述工业机械的表面为止。

9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，使所述多个千斤顶中的每个千斤顶伸出，直至所述多个千斤顶中的每个千斤顶接触支撑所述工业机械的表面为止包括确定所述工业机械的取向并使所述多个千斤顶伸出，直至所述多个千斤顶中的每个千斤顶根据所述工业机械的取向依次接触支撑所述工业机械的表面为止。

10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，确定所述工业机械的取向包括确定所述工业机械的从一侧到另一侧的斜度和从前到后的斜度，以及比较所述工业机械的从一侧到另一侧的斜度与所述工业机械的从前到后的斜度。

11.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括在所述工业机械运行之前调平所述工业机械。

12.如权利要求11所述的方法，其特征在于，在所述工业机械运行之前调平所述工业机械包括从一侧到另一侧调平所述工业机械，以及从前到后调平所述工业机械。

13.如权利要求11所述的方法，其特征在于，所述方法还包括在所述工业机械运行之前、调平所述工业机械之后，根据所述工业机械的位置存储参数的存储值。

14.如权利要求13所述的方法，其特征在于，存储所述参数的存储值包括在所述工业机械运行之前、调平所述工业机械之后，存储所述工业机械的斜度。

15.如权利要求13所述的方法，其特征在于，存储所述参数的存储值包括在所述工业机械运行之前、调平所述工业机械之后，存储所述多个千斤顶中的每个千斤顶的位置。

16.如权利要求13所述的方法，其特征在于，存储所述参数的存储值包括在所述工业机械运行之前、调平所述工业机械之后，存储所述多个千斤顶中的每个千斤顶的压力。

17.一种工业机械，其特征在于，所述工业机械包括：

底座；

连接到所述底座的多个千斤顶，所述多个千斤顶中的每个千斤顶可相对于所述底座伸出和缩回，以便接触支撑所述工业机械的表面；

传感器，所述传感器被配置成感测所述工业机械的参数的数值；以及

与所述传感器通讯的控制器，所述控制器被配置成：

在所述工业机械运行期间，从所述传感器接收所述工业机械的参数的当前值，

比较所述参数的当前值与所述参数的存储值，以确定所述工业机械是否不平，以及

当所述工业机械不平时，自主改变所述多个千斤顶中的至少一个千斤顶的位置，其中自主改变所述多个千斤顶中的至少一个千斤顶的位置包括从以下项目组成的组中选择至少一项：使所述多个千斤顶中的至少一个千斤顶伸出，以及缩回所述多个千斤顶中的至少一个千斤顶。

18.如权利要求17所述的工业机械，其特征在于，所述传感器选自以下项目组成的组中的至少一项：被配置成感测所述多个千斤顶中的一个千斤顶的位置的直线位置传感器，被配置成感测所述工业机械的斜度的倾斜仪，以及所述多个千斤顶中的一个千斤顶的压力的压力传感器。

19.如权利要求17所述的工业机械，其特征在于，所述工业机械还包括用户界面，所述用户界面被配置成接收所述控制器的模式变化，其中所述控制器被配置成响应于所述控制器的模式变化禁止自主改变所述多个千斤顶中的至少一个千斤顶的位置。

20.如权利要求17所述的工业机械，其特征在于，所述控制器还被配置成当所述工业机械不平时生成通知并将其提供给所述工业机械的操作员。