CN107255031A - 采掘机的稳定系统 - Google Patents

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Abstract

采掘机的稳定系统，该采掘机包括：框架；可移动地联接到框架和可绕基本垂直于第一矿井表面的轴线枢转的刀头：以及用于使框架相对于第一矿井表面稳定的第一致动器。第一致动器联接到框架且包括可沿第一方向伸展以接合第一矿井表面的第一端部。第一致动器的伸展根据在第一致动器和第一矿井表面之间的力的至少一个指示的测量而得以自动控制。

Description

采掘机的稳定系统
本申请是分案申请，其对应的原案申请是申请日为2012年8月3日、申请号为PCT/US2012/049563的国际申请，该国际申请于2014年3月27日进入中国国家阶段，国家申请号为201280047379.0。
相关申请的交叉引用
本申请要求2011年8月3日提交的共同待审查美国临时专利申请第61/514542号、2011年8月3日提交的美国临时专利申请第61/514543号以及2011年8月3日提交的美国临时专利申请第61/514566号的优先权权益，其全部内容以参考的方式纳入本文。还以参考的方式将2012年8月3日提交且题为“AUTOMATED OPERATIONS OF A MINING MACHINE(采掘机的自动化操作)”的PCT专利申请第PCT/US2012/049532号(律师档案第051077-9192-WO00号)和2012年8月3日提交且题为“MATERIAL HANDLING SYSTEM FOR MINFNG MACHINE(采掘机的原料处理系统)”的美国非临时专利申请第13/566,462号(律师档案第051077-9193-US01号)的全部内容纳入本申请。
技术领域
本发明还涉及采掘设备且具体涉及连续采掘机。
背景技术
传统上，在切削和建造工业中硬岩的挖掘已采取爆破挖掘或卷边盘形刀具挖掘的两种形式之一。爆破采掘必须在被挖掘的岩石中钻相对小直径的样孔以及用炸药填充这些孔。接着以设计成将通过合适装载和运输设备随后移走所需体积的岩石破碎的序列引爆炸药。然而，形成的岩石产物的相对不可预测的尺寸分布使下游处理复杂化。
岩石的机械破碎消除炸药的使用；然而，卷边刀具需要施加非常大的力以将岩石在挖掘情况下压碎和破碎。传统地下采掘操作可致使矿顶(也称作上盘)和矿壁变得不稳定。为了防止当采掘机掘入矿物层更深时壁倒塌，液压汽缸用于支撑矿壁。为了支撑上盘，液压汽缸通常必须用40吨以上的力抵靠上盘。该力致使液压支撑钻入上盘，这使上盘变弱且增加落石的风险。
发明内容
本发明的一个实施例提供一种采掘机，该采掘机包括框架；可移动地联接到框架和可绕基本垂直于第一矿井表面的轴线枢转的刀头；以及用于使框架相对于第一矿井表面稳定的第一致动器。第一致动器联接到框架且包括可沿第一方向伸展以接合第一矿井表面的第一端部。第一致动器的伸展根据在第一致动器和第一矿井表面之间的力的至少一个指示的测量而得以自动控制。
本发明的另一实施例提供一种使采掘机相对于矿井表面稳定的方法。该方法包括将至少一个致动器向矿井表面伸展直到所述致动器和矿井表面之间的力的至少一个指示达到预定值，将至少一个致动器缩回预定时间量，以及将至少一个致动器伸展预定时间量加上额外时间量。
本发明的又一实施例提供一种使采掘机相对于第一矿井表面和第二矿井表面稳定的方法。该方法包括将第一致动器向第一矿井表面伸展直到第一致动器和第一矿井表面之间的力的至少一个指示达到预定值，将第一致动器缩回第一预定距离，将第一致动器伸展第一预定距离加上偏移距离，将第二致动器向第二矿井表面伸展直到第二致动器和第二矿井表面之间的力的至少一个指示达到预定值，将第二致动器缩回第二预定距离，将第二致动器伸展第二预定距离加上偏移距离。
本发明的其它方面通过考虑详细描述和附图将会变得显而易见。
附图说明
图1是采掘机的立体图。
图2是图1的采掘机的侧视图。
图3是切削机构的立体图。
图4是图3的切削机构的立体分解图。
图5是图3的切削机构的刀盘的剖视图。
图6是稳定装置在缩回状态中的立体图。
图7是图6的稳定装置在伸展状态中的立体图。
图8是图6的稳定装置沿线8-8截取的剖视图。
图9是支脚盘(headboard)的侧视图。
图10是支脚盘的立体图。
图11是图10的支脚盘沿线11-11截取的剖视图。
图12是间隔装置的立体图。
图13是支脚盘和间隔装置在堆叠配置中的侧视图。
图14是具有在伸展状态中的调平(leveling)致动器的图1的采掘机的局部侧视图。
图15是具有在伸展状态中的调平致动器和支撑致动器的图1的采掘机的局部侧视图。
图16是具有在伸展状态中的调平致动器和支撑致动器以及还包括定位成靠近联接到每个致动器的支脚盘的间隔装置的图1的采掘机的局部侧视图。
图17是稳定装置的液压控制系统的示意图。
图18是调平选择序列的示意图。
图19是稳定装置的自动伸展和缩回的调平控制序列的示意图。
图20是稳定装置的手动调平的调平控制序列的示意图。
图21是稳定控制序列的示意图。
具体实施方式
在详细解释本发明的任何实施例之前，应理解本发明的应用不限于以下说明书中阐述或附图中示出的结构的细节和部件的布置。本发明可具有其它实施例并可以其它方式实践或实施。而且，应理解本文所采用的措辞和术语是为说明的目的而不应认为是限制。本文中“包含”、“包括”或“具有”及其变型的使用意思是包括此后所列项目及其等同物以及另外项目。术语“安装的”、“连接的”和“联接的”广泛地被使用以及包括直接和间接的固定、连接和联接。另外，“连接的”和“联接的”不管是直接还是间接，不限于物理的或机械的连接或联接，以及可包括电气的或液压的连接或联接。而且，电子通讯和通知可使用包括直接连接、无线连接等的任何已知方式实施。
图1和2示出一种连续采掘机10，该连续采掘机10包括框架14、稳定系统18、联接到框架14的切削机构22，以及联接到框架14的一对履带24，该履带24用于移动机器10。在描述稳定系统18之前，将详细描述采掘机10和切削机构22。
如图3和4中所示，切削机构22包括刀盘26、限定纵向轴线34的臂30、用于将刀盘26附接到臂30的支架42，以及枢转组件50，该枢转组件50联接到采掘机10且允许臂30绕基本上垂直于支撑机器10的地面或表面的轴线52(图1)枢转。换言之，臂30沿基本上水平方向枢转。刀盘包括法兰54和三个开口58(图4)，每个开口可松开地接纳盘形刀具组件66。盘形刀具组件66彼此间隔开并沿独立的轴线定向。每个盘形刀具组件66限定纵向转动轴线70，以及盘形刀具组件66彼此间隔开并以一个角度安装使得转动轴线70不平行且不会相交。例如，在如图3中所示的实施例中，中间盘形刀具组件66a的轴线70a基本上与臂30的纵向轴线34同轴。下盘形刀具组件66b的轴线70b与中间盘形刀具组件66a的轴线70a成一定角度。上盘形刀具组件66c的轴线70c与下盘形刀具组件66b的轴线70b和中间盘形刀具组件66a的轴线70a成一定角度。当刀盘26接合矿壁时，盘形刀具组件66的这种布置产生均匀切削。另外实施例可包括以各种位置布置的更少或更多盘形刀具组件66。
如图5中所示，刀盘26还包括吸收质量74，由诸如铅的重原料制成的该吸收质量74位于包围三个开口58的刀盘26的内部容积中。通过使三个离心地驱动的盘形刀具组件66共用公共重物重量，需要较少总重且允许更轻和更紧凑设计。在一个实施例中，大约6吨在三个盘形刀具组件66中共用。安装布置构造成对由每个盘形刀具组件66施加的大约平均力作出反应，而最大切削力被吸收质量74吸收而不是被臂30(图3)或其他支撑结构吸收。每个盘形刀具组件66的质量相对远小于吸收质量74。
如图4中所示，臂30包括顶部82和底部86。支架42包括法兰94。支架42以诸如焊接的任何合适方式固定到臂30。支架42通过U形沟槽98附接到刀盘26。每个沟槽98接纳刀盘法兰54和支架法兰94以将刀盘26固定到支架42。弹性套筒(未示出)放置在刀盘26和支架42之间以将刀盘振动与臂30隔离开。
盘形刀具组件66被驱动成以离心方式移动。例如，这通过使用驱动轴(未示出)驱动盘形刀具组件66完成，该驱动轴具有限定第一转动轴线的第一部分和限定第二转动轴线的第二部分，第二转动轴线径向地偏离第一转动轴线。离心移动的大小与轴的每个部分的转动轴线之间的径向偏离量成比例。在一个实施例中，偏离量是几毫米，以及盘形刀具组件66通过相对小幅度以诸如大约3000RPM的高频率离心地驱动。
盘形刀具组件66的离心移动产生抵靠被采掘的矿物的类似手提钻的动作，致使岩石拉伸断裂，从而将岩石碎片从岩石表面移走。岩石中产生拉伸断裂所需的力小于传统卷边盘形刀具移除同量岩石所需的力一个数量级。具体地说，盘形刀具组件66抵靠下表面的动作类似于凿子在诸如岩石的易碎原料中发生拉伸应力的动作，该动作致使有效地拉力破坏。在另一实施例中，盘形刀具66还可垂下使得当盘形刀具66振荡时转动轴线以正弦曲线方式移动。这可以通过使盘形刀具驱动轴绕其转动的轴线有角度地转动偏离盘形刀具壳体而完成。
采掘机10通过将臂30向被采掘的原料推进第一增量距离、枢转臂30以切削原料以及接着将臂30向被采掘的原料推进第二增量距离而得以操作。在操作过程中，当臂30沿第一方向(如图3中从臂30的顶部看顺时针)绕枢转组件50枢转时，下盘形刀具组件66b第一个接触被采掘的矿物。这致使下盘形刀具组件66b将远离矿壁的原料移出。当中间盘形刀具组件66a接触被采掘的矿物时，在中间盘形刀具组件66a下面的空间被下盘形刀具组件66b打开，因此由中间盘形刀具组件66a移出的原料远离矿壁。同样地，当上盘形刀具组件66c接合原料时，在上盘形刀具组件66c下面的空间打开，以及由上盘形刀具组件66c移出的原料掉到地面。由于前面盘形刀具在最低位置，由前面盘形刀具移出的原料不会被随后盘形刀具再次压碎，减小对盘形刀具的磨损。另外，定位盘形刀具组件66使得每个盘形刀具66切入被切削的原料同等深度。这防止可阻碍采掘机10的进度的被采掘矿物中的不均匀性。
稳定系统18可与上述连续采掘机10组合使用或可与2007年8月31日提交的美国专利第7,934,776号所述的采掘机组合使用，其全部内容以参考方式纳入本文。稳定系统18提供额外支撑防止落石，以及还确保切削机构22在相对于矿井地面的水准面上切削。
再次参照图1和2，稳定系统18包括至少一个稳定装置534。在所示的实施例中，稳定系统18包括四个稳定装置534，在机器10的四个角中的每一个处定位有一个稳定装置534。在其它实施例中，机器10可包括少于或多于四个稳定装置534以及可布置在除机器10的四个角外的位置。
参照图6和7，每个稳定装置534包括壳体538、调平致动器542、独立于调平致动器542的支撑致动器546，以及联接到每个致动器542、546端部的支脚盘550。如图8中所示，支撑致动器546和调平致动器542都并行地安装在壳体538内。致动器542、546包括感测每个致动器542、546在壳体538内的位置的位移传感器552(图8)。调平致动器542用于使机器10调平，而支撑致动器546与调平致动器542组合使用以在采掘过程中给机器提供支撑和抓持力。在所示实施例中，稳定装置534相对于机器有策略地定位以确保最大支撑和最优调平能力。在另外实施例中(以下描述)，每个稳定装置534还可包括一个或多个间隔装置554(图12和13)。
在所示实施例中，致动器542、546是双作用式液压汽缸且液压压力选择性地施加到活塞544、548(图8)的任一侧以伸展或缩回汽缸。在其它实施例中，致动器542、546包括另外类型的液压致动器、气动致动器、电动致动器(例如、开关或继电器、压电致动器或螺线管)、机械致动器(例如、螺栓或凸轮致动器)或用于移动采掘机的部件的其它类型的机构或系统。
如图9-11中所示,支脚盘550具有宽轮廓或足印,支脚盘550提供较大的支撑表面积。在所示实施例中，支脚盘550通常是三角形(具有截头角)。支脚盘550包括用于接合上盘(矿顶)或下盘(矿井地面)的第一侧558、在第一侧558对面的第二侧562、联接到第二侧562的一对手柄566、位于第二侧562上的窝570(图11)，以及包围窝570的安装表面574。手柄566设置成有助于操纵和运送支脚盘550以便安装在稳定装置534上。在一个实施例中，支脚盘550由玻璃强化塑料制成，以及第一侧558用聚氨酯摩擦材料粘合。聚氨酯材料用作摩擦表面以防止支脚盘550损坏。
参照图9和11，支脚盘550通过接头组件578联接到每个致动器542、546。在所示实施例中，接头组件578是球窝式联接。如图11中所示，接头组件578包括球构件586、法兰590(其可由聚氨酯制成)和定位销594。球构件586包括具有圆形形状的第一端部598、第二端部606和沟槽614，该沟槽614绕第一端部598和第二端部606之间的球构件586周向地延伸。第一端部598配合在支脚盘窝570内以允许窝570绕球构件586的枢转移动。第二端部606具有圆柱形形状且包括配合于致动器542、546之上的纵向孔618。
接头组件578的法兰590固定到支脚盘550上的安装表面574且位于球构件586的沟槽614内。该布置允许球构件586相对于窝570枢转某个角度，但球构件586的枢转运动受法兰590限制。接头组件578提供给稳定装置534自对准特征，使得当致动器542、546伸展时，支脚盘550相对于球接头578移动以平铺抵靠顶部或地面。另外，当致动器542、546缩回远离顶部或地面时，支脚盘550保持其水平位置。球构件586的孔618在致动器542、546之一的端部上滑动且通过定位销594固定。支脚盘550以该方式固定到每个调平致动器542和支撑致动器546。
支脚盘550提高稳定装置534的效率。支脚盘550可由除钢外的复合材料制成以提供减轻的重量和改良的操纵。支脚盘550承受较大载荷并在比以前设计更大的面积上提供覆盖。支脚盘550是耐用的且可弹性变形，这有助于承受由爆炸导致的冲击。用于支脚盘550的复合材料是惰性和耐腐蚀的。这些因素赋予复合支脚盘550更长寿命，降低稳定装置534的总体成本。另外，支脚盘550对下盘以及顶部施加稳定力。支脚盘550可通过适应性接头组件578适应不平坦的矿顶和地面条件。
如图12中所示，每个间隔装置554包括第一侧622和在第一侧622对面的网状物626，以及定位在网状物626内的定位孔630。第一侧622适于接合矿顶或地面。网状物626包括支撑必要载荷的多块板634。如图13中所示，间隔装置554可定位在支脚盘550与矿顶或地面之间。在另外实施例中，间隔装置554可通过与接头组件578相似的接头组件直接联接到致动器542、546中的一个，以及支脚盘550接着定位在间隔装置554与矿顶或地面之间。
多个间隔装置554可堆叠在支脚盘550的第一侧558上以支撑矿顶或地面。每个间隔装置554的定位孔630对准且销(未示出)放置在孔630内以确保间隔装置554保持彼此在列中对准且不会滑脱。在其它实施例中，间隔装置554可不包括任何定位孔。在一个实施例中，间隔装置554由钢制成并用具有高摩擦系数的材料涂敷。间隔装置554支撑压缩中的大载荷且具有一致的强度重量比的减小的质量。质量减小提供更容易的操纵和运输。
在另一实施例中(未示出)，稳定装置534包括沿水平方向定向成支撑矿井侧壁的侧面致动器。在该情况中的稳定装置可包括与以上所述稳定装置534相似的特征，包括支脚盘550和接头组件578。
如图14-16中所示，稳定装置534实施连续采掘机10的调平和稳定功能两者。首先，当采掘机10定位成靠近被采掘的壁时，支撑致动器546和调平致动器542都缩回(图6)。为了将机器10以合适角度定向以完成采掘操作，调平致动器542接着伸展(图14)。调平致动器542的支脚盘550接合矿井地面。接着，为了确保连续采掘机10在切削操作过程中稳定，支撑致动器546伸展使得支脚盘550接合矿顶(图15)。另外，如图16中所示，一个或多个间隔装置554可定位在每个支脚盘550与矿顶和矿井地面之间。
稳定装置534通过控制系统638控制以及相应的控制系统638在图17中示出。然而，以下参照液压系统描述控制系统638，使用若干不同类型的电源系统中的任一个，可应用相似的控制系统。
在某些实施例中，控制系统638间接测量致动器542、546和矿井表面之间的物理力。具体地说，致动器542、546的参数可提供致动器542、546和矿井表面之间的物理力的一个或多个指示。控制系统638可确定这些指示是否等于或超过预定值以间接确定致动器542、546和矿井表面之间的物理力是否已达到预定阈值。例如，如果致动器542、546包括液压汽缸，则控制系统638可使用致动器542、546的压力值作为应用于致动器542、546和矿井表面之间的物理力的指示。具体地说，控制系统638可将致动器542、546向矿井表面伸展直到致动器542、546加压到预定压力值。当致动器542、546包括气动致动器时，控制系统638可使用类似的压力值作为致动器542、546和矿井表面之间的物理力的指示。在其它实施例中，控制系统638可使用供应给致动器542和546的电流、致动器542和546的部件之间的力值或致动器542和546的部件的物理位置的参数作为致动器542、546和矿井表面的物理力的指示。诸如位移传感器或倾斜计的机器10的其它部件还可提供致动器542、546和矿井表面之间的物理力的一个或多个反馈指示。
在所示实施例中，控制系统638包括安装成与稳定装置壳体538、位移传感器552(图8)、压力传感器692(图17中示意性示出)、倾斜计(未示出)、和可编程逻辑控制器(“PLC”；未示出)分开的控制岐管642。位移传感器552和压力传感器692安装在致动器542、546上以及分别测量致动器的位置和压力以提供反馈给控制系统638关于致动器542、546与矿井表面之间的力。倾斜计测量机器10沿纵向和横向方向的倾斜。在其它实施例中，其它传感器可用于测量致动器542、546与矿井表面之间的物理力的指示。
如图17中所示，控制岐管642包括调平系统650和支撑系统654。调平系统650包括具有车载控制电子装置和失效安全位置的高响应伺服电磁阀或比例阀662、减压阀666、双位方向控制阀670、引导操作的止回阀674、安全阀678。这些部件与调平致动器542相关联。支撑系统654包括用于伸展支撑致动器546的第一允许阀682、用于缩回支撑致动器546的第二允许阀686和引导操作的止回阀690。这些部件与每个支撑致动器546相关联。允许阀682和686是双位方向控制阀。支撑系统654将在描述调平系统646之后详细论述。
比例阀662通过允许精确控制油进入调平致动器542的贯孔侧控制油流入每个致动器542的方向和量。减压阀666保持调平致动器542的杆侧和主压力供应之间的固定连接。减压阀666设置平衡压力，这用于在需要的时候缩回调平致动器542以及使采掘机10降到其履带24上。在一个实施例中，平衡压力大约20bar。尽管当比例阀662放掉精确量的油时机器10的重量足以使机器10降低，调平致动器542在机器10可调度为实施采掘操作之前提离地面到缩回位置。
当达到期望机器位置时，调平致动器542通过引导操作的止回阀674锁定就位。双位三通方向控制阀670控制油流到比例阀662以及还提供引导压力给引导操作的止回阀674。方向控制阀670在需要任何调节时被供电以及一旦达到期望位置就被停止供电。直接操作的安全阀678限制每个致动器542的向下推动力(即，提升力)。安全阀678设置到最优压力值以限制在正常或非正常操作过程中可能发生的任何压力峰值。
四个调平致动器542能够通过遥控装置分别地或作为整体地控制。例如，为了移动单个致动器，操作员可在遥控装置上选择相应的致动器542以及沿期望移动方向(即，向上或向下)致动操纵杆。
连续采掘机10包括控制机器10调平的逻辑控制器(未示出)。如图18中所示，逻辑控制器包括在调平致动器542的多个调平序列之间选择的调平选择序列700。在所示实施例中，逻辑控制器包括自动伸展序列800(图19)、自动缩回序列900(图19)和个别调平序列1000(图20)。
参照图18，调平选择序列700包括将所有比例阀662和方向控制阀670放置在关闭位置的第一步骤710。下一步骤720将比例阀622放置在中性位置，选择个别或自动调平以及选择调平致动器542移动的方向。如果选择自动向下方向(步骤730)，则控制器开始自动伸展序列800(图19)。如果选择自动向上方向(步骤740)，则控制器开始自动缩回序列900(图19)。如果选择指示个别调平的任何致动器按钮，则在适当时候控制器开始个别调平序列1000(图20)。采掘机10的调平以这种方式通过控制系统638响应控制器命令自动完成。在一个实施例中，操作员与沿期望方向(向上或向下)移动操纵杆一起按压在遥控装置上的按钮组合以开始支撑或不支撑机器10的命令序列。
当进入自动伸展序列800时，调平致动器向下致动直到致动器542和矿井表面之间的物理力达到预定值。参照图19，自动伸展序列800首先将比例阀662设置成致动调平致动器542(步骤810)。每个调平致动器542以预设速度伸展，以及系统通过检测指示什么时候达到预定值或落在指定数值范围内确定每个相应支脚盘550什么时候接合矿井地面(步骤820)。在所示实施例中，指示是调平致动器542内的压力梯度。例如，使用从每个致动器542的压力传感器692测量的压力的离散一阶导数来监视压力。由于每个致动器542在开始移动过程中的压力曲线与在支脚盘550接合地面时的压力曲线相似，因此忽略开始移动可编程的时间段(步骤830)。
一旦调平致动器542到达矿井地面，调平致动器542停止(步骤840)且延时器启动以允许致动器542的位移的精确测量(步骤850)。如果指示的预定值达到最大伸展长度或最长伸展时间的界限外，则自动伸展序列800中止。如果一个或多个调平致动器542在指定时间内未能找到地面，则所有稳定装置534的伸展停止且自动伸展序列800中止。在任一情况中(即，如果所有稳定装置534接触地面或如果任何调平致动器542失效)，操作员例如从指示灯或从遥控装置接收指示。如果调平致动器542未能接触地面，则操作员可个别控制相应致动器542。
一旦所有调平致动器542接合地面，操作员能够从遥控装置调节个别调平致动器542。如果手动调节任何调平致动器542，则控制系统638认为机器10不平。操作员可通过遥控器输入命令序列以指令控制系统机器已手动调平且准备好开始正常操作。
两个参数影响控制系统638找到地面的灵敏度：1)致动器542和矿井表面之间的物理力的指示的范围(即，在所示实施例中的压力梯度)和2)时间量，在该时间量期间，指示在指定范围内。控制系统638通过测量每个致动器542的位移以及检测两个参数是否都满足确定调平致动器542是否已找到地面。位移可通过测量致动器542伸展到物理力的指示达到预定值所在的点所需的时间量加以计算。致动器接合矿井表面所在的位置通过测量关于经过时间的参数或致动器的伸展长度加以确定。在调平致动器542找到地面之后，每个致动器542缩回几毫米使得由个别致动器542施加的力不会影响其它调平致动器542的读数。
一旦四个调平致动器542中的每个已找到地面并将地面位置存储在控制系统638的PLC(未示出)的存储器中，致动器542在“地面找到”位置保持固定预定时间段(步骤860)。调平致动器542接着缩回预定时间段且接着停止(步骤870)。接下来，调平致动器542伸展直到每个致动器542达到“地面找到”位置加上期望偏移距离(步骤880)。如果调平致动器542伸展超过最大伸展范围，则自动伸展序列800中止。一旦期望位置达到，比例阀662就设置到中性位置以停止调平致动器542(步骤890)。
自动缩回序列900用于使采掘机10不调平(即，将机器10放回到履带24上)。如图19中所示，自动缩回序列包括将比例阀662致动到缩回设定点的第一步骤910。这使得调平致动器542能够同时向上缩回(步骤920)。一旦所有调平致动器542在最小位置，序列结束(步骤930)。
调平致动器542可个别下降以防止采掘机10的重心偏移。参照图20，个别调平序列1000包括使所有调平致动器542无效和将带刻度的操纵杆值设置为中性的第一步骤1010。下一步骤1020选择调平致动器542移动的方向。接着，为所选择的方向计算带刻度的操纵杆值(步骤1030)。比例阀662接着设置成带刻度的操纵杆值且致动个别调平致动器542(步骤1040)。一旦调平致动器542调平,致动器542停止(步骤1050)。重复该过程直到所有调平致动器542调平。
在使采掘机10调平后，激活支撑致动器546以接合顶部且确保机器10在切削过程中充分锚固。在一个实施例中，在调平序列完成之后，控制系统638互锁以允许支撑致动器546接合顶部，为了防止损坏履带24而未必反之亦然。
如图21中所示，控制器包括用于将支撑致动器546稳定抵靠上盘或顶部的自动稳定序列1110。稳定序列从空闲状态(步骤1105)开始(步骤1110)以及控制器使每个支撑致动器546的第一允许阀682和第二允许阀686无效(步骤1120a)。在所示实施例中，控制器将流体流降到零(步骤1120b)以及将压力降到零(步骤1120c)。控制器接着将压力渐变或逐步增加到最小压力水平以及将流动渐变到最小流动水平(步骤1130)。然后，控制器确定是否选择“上升”序列(步骤1140)。如上所述，操作员可通过例如与沿期望方向(即，向上或向下)移动操纵杆一起按压在遥控装置上的按钮组合致动支撑致动器546。在稳定序列1100过程中，同时激活所有支撑致动器546。
如果选择上升序列，则控制器激活第一允许阀682(步骤1150)以保持设定伸展速度。在所示实施例中，控制器还解锁引导操作的止回阀690，从而允许流动渐变到预定值或设定点(步骤1160)以及压力渐变到预定值或设定点(步骤1170)。
在所示实施例中，随着支撑致动器546伸展，监视支撑致动器546中的压力。当致动器546和顶部之间的力的至少一个指示达到预定值时，控制系统638确定支脚盘550已接合顶部。该指示可包括例如致动器546中的压力。控制系统638将致动器546的测量到的伸展时间和伸展长度与最大允许伸展时间和伸展长度分别相比较。即，如果稳定装置压力在预定致动器伸展范围内以及在预设时间内没有增加到预设压力值，则操作超时(步骤1175)。这导致所有稳定装置534停止以及自动稳定序列1100中止。
在所示实施例中，当所有支脚盘550接触顶部时，控制器检查支撑致动器546的位置是否在操作范围内。如果是，则指示增加直到达到预定值(步骤1180)。在所示实施例中，施加额外压力直到达到预定压力设定点。压力设定点独立于控制系统638机械地保持。在机器操作的“自动切削”或“自动找面”控制序列过程中，监视致动器指示(即，所示实施例中的压力和位置)。如果致动器546和顶部之间的力的指示降到预定值以下，则认为采掘机510无支撑且所有命令序列中止。当所有支撑致动器546接合顶部时，稳定装置534自动重新激励直到每个致动器的力的指示达到预定值。当在所有支撑致动器546中达到预定值时，操作员从例如指示灯或从遥控装置接收指示。在该点，可实施其它机器操作(诸如，例如“找面”或自动切削序列)。由于致动器546的完整力没有施加直到所有支撑致动器546到位，因此力均匀分布在顶部上。
如果没有选择“上升”序列，则控制器确定是否选择“下降”序列(步骤1240)。“下降”序列可通过致动遥控装置(包括，例如，与按压其它遥控装置按钮组合向下移动操纵杆)加以选择，以缩回支撑致动器546。如果选择“下降”序列，则控制器激活第二允许阀686(步骤1250)以保持设定缩回速度。控制器还解锁止回阀690。在所示实施例中，这允许控制器将流动渐变到预定值或设定点(步骤1260)，以及接着将压力渐变到预定值或设定点(步骤1270)。支撑致动器546接着缩回直到其已缩回预定距离(步骤1280)。
因此，除其他之外，本发明提供采掘机的稳定系统。虽然参照某些优选实施例已详细描述本发明，但在所述的本发明的一个或多个独立方面的范围和精神内，存在变型和修改。本发明的各种独立特征和独立优点在以下权利要求书中阐述。

Claims (25)

1.一种使采掘机相对于第一矿井表面和第二矿井表面稳定的方法，所述第二矿井表面在所述第一矿井表面对面，所述方法包括：
把第一致动器向所述第一矿井表面伸展，直到所述第一致动器和所述第一矿井表面之间的力的至少一个指示达到预定值；
把所述第一致动器缩回第一预定时间量；
把所述第一致动器伸展所述第一预定时间量加上额外时间；
把第二致动器向所述第二矿井表面伸展，直到所述第二致动器和所述第二矿井表面之间的力的至少一个指示达到预定值；
把所述第二致动器缩回第二预定时间量；
把所述第二致动器伸展所述第二预定时间量加上额外时间量。
2.如权利要求1所述的方法，还包括：保存对应于所述第一致动器的位置的第一参数值，在该位置，所述第一致动器和所述第一矿井表面之间的力的所述至少一个指示达到预定值。
3.如权利要求2所述的方法，还包括：把保存的所述第一参数值与最大允许参数值相比较；以及
如果保存的所述第一参数值大于最大允许参数值，则中止使所述采掘机稳定的所述方法。
4.如权利要求2所述的方法，其中，保存所述第一参数值包括保存所述第一致动器伸展到所述位置的伸展时间，在该位置，所述第一致动器和所述第一矿井表面之间的力的所述至少一个指示达到所述预定值。
5.如权利要求1所述的方法，其中，伸展所述第一致动器包括以预定速度伸展所述第一致动器。
6.如权利要求1所述的方法，其中，所述第一致动器时间液压汽缸，其中，所述第一致动器和所述第一矿井表面之间的力的至少一个指示是所述汽缸内的压力。
7.一种采掘机，所述采掘机包括：
框架；
刀头，所述刀头可移动地联接到所述框架；
第一致动器，所述第一致动器用于使所述框架相对于矿井表面稳定，所述第一致动器联接到所述框架且包括沿第一方向伸可展以接合所述矿井表面的第一端部；以及
控制系统，所述控制系统与所述第一致动器通信并且被配置成操作所述第一致动器，所述控制系统包括计时器，用于检测所述第一端部伸展到使得所述第一致动器和所述矿井表面之间的力的至少一个指示达到预定值的位置所需的时间，所述控制系统根据所检测的时间控制所述第一端部的伸展。
8.如权利要求7所述的采掘机，还包括第二致动器，所述第二致动器用于使所述框架相对于所述矿井表面稳定，所述第二致动器联接到所述框架且包括沿第二方向可伸展以接合所述矿井表面的第一端部，所述控制系统与所述第二致动器通信并且被配置成操作所述第二致动器，所述控制系统检测所述第二致动器的第一端部伸展到使得所述第二致动器和所述矿井表面之间的力的至少一个指示达到预定值的位置所需的时间，所述控制系统根据所检测的时间控制所述第二致动器的第一端部的伸展。
9.如权利要求7所述的采掘机，还包括第二致动器，所述第二致动器用于使所述框架相对于第二矿井表面稳定，所述第二致动器联接到所述框架且包括沿第二方向可伸展以接合所述第二矿井表面的第一端部，所述控制系统与所述第二致动器通信并且被配置成操作所述第二致动器，所述控制系统检测所述第二致动器的第一端部伸展到使得所述第二致动器和所述第二矿井表面之间的力的至少一个指示达到预定值的位置所需的时间，所述控制系统根据所检测的时间控制所述第二致动器的第一端部的伸展。
10.如权利要求7所述的采掘机，还包括支脚盘，所述支脚盘可枢转地联接到所述第一致动器的第一端部且构造成接合所述矿井表面。
11.如权利要求10所述的采掘机，其中，所述支脚盘通过球窝式接头可枢转地联接到所述第一致动器的第一端部。
12.如权利要求10所述的采掘机，其中，所述支脚盘包括基本上三角形的轮廓。
13.如权利要求7所述的采掘机，还包括至少一个间隔装置，所述间隔装置定位在所述第一致动器的第一端部和所述第一矿井表面之间。
14.如权利要求7所述的采掘机，其中，所述第一致动器是液压汽缸，并且，所述第一致动器和所述矿井表面之间的力的所述至少一个指示是在所述液压汽缸内的液压压力。
15.如权利要求7所述的采掘机，其中，所述第一致动器是液压汽缸，并且还包括方向控制阀，所述方向控制阀用于控制流体流流入和流出所述第一致动器以伸展和缩回所述第一致动器。
16.如权利要求7所述的采掘机，其中，所述刀头绕大致垂直于所述矿井表面的轴线可枢转，并且包括至少一个振荡盘形刀具。
17.如权利要求7所述的采掘机，还包括传感器，该传感器与所述控制器通信，所述传感器检测所述第一致动器和所述矿井表面之间的力的所述至少一个指示。
18.如权利要求7所述的采掘机，所述传感器检测所述第一致动器中压力的压力传感器。
19.一种使采掘机相对于第一矿井表面和第二矿井表面稳定的方法，所述方法包括：
把第一致动器向第一矿井表面伸展，直到所述第一致动器和所述第一矿井表面之间的力的至少一个指示达到预定值；
把所述第一致动器缩回第一预定距离；
把所述第一致动器伸展所述第一预定距离加上偏移距离；
把第二致动器向所述第二矿井表面伸展，直到所述第二致动器和所述第二矿井表面之间的力的至少一个指示达到预定值；
把所述第二致动器缩回第二预定距离；以及
把所述第二致动器伸展所述第二预定距离加上偏移距离。
20.如权利要求19所述的方法，还包括：保存对应于所述第一致动器位置的第一参数值，在所述位置，所述第一致动器和所述第一矿井表面之间的力的所述至少一个指示达到预定值。
21.如权利要求20所述的方法，还包括：把保存的第一参数值与最大允许参数值相比较；以及
如果保存的所述第一参数值大于最大允许参数值，则中止使所述采掘机稳定的所述方法。
22.如权利要求21所述的方法，其中，保存所述第一参数值包括保存所述第一致动器伸展到所述位置的伸展时间，在所述位置，所述第一致动器和所述第一矿井表面之间的力的所述至少一个指示达到所述预定值。
23.如权利要求21所述的方法，其中，保存所述第一参数值包括保存所述第一致动器伸展到使得所述第一致动器和所述第一矿井表面之间的力的所述至少一个指示达到所述预定值时点的伸展长度。
24.如权利要求19所述的方法，其中，伸展所述第一致动器包括以预定速度伸展所述第一致动器。
25.如权利要求19所述的方法，其中，把所述第一致动器向矿井表面伸展包括把液压汽缸向所述矿井表面伸展直到所述汽缸内的压力达到预定值。
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