CN109311596B - 用于张紧采矿系统中的输送机的系统和方法 - Google Patents

Abstract

一种张紧输送机的输送机元件的方法。该方法包括用接近传感器产生指示输送机元件欠张紧的输出信号，接收来自接近传感器的输出信号，以及响应于接收到的来自接近传感器的输出信号而将电磁控制阀激活到打开状态。该方法还包括当电磁控制阀处于打开状态时用泵驱动缸体的活塞，用缸体推动收紧杆，收紧杆具有棘轮机构的第二部分，以啮合锁定板的棘轮机构的第一部分，并且通过锁定板在收紧杆上施加锁定力。该方法还包括克服锁定力，并且当克服了锁定力时，用收紧杆移动输送机的轴远离输送机的中心线。

Description

用于张紧采矿系统中的输送机的系统和方法

相关申请

本申请要求2016年4月15日提交的美国临时申请号62/323,170的优先权，其全部内容通过参考并入本文。

技术领域

本发明涉及用于张紧输送机的方法和系统，例如刮板输送机(“AFC”)或梁式装载机(“BSL”)。

发明内容

在一个实施例中，本发明提供了一种用于输送机的输送机元件的张紧系统。所述张紧系统包括电磁控制阀，所述电磁控制阀配置为在打开状态和关闭状态之间切换；泵，所述泵连接到所述电磁控制阀；缸体，所述缸体通过所述电磁控制阀与所述泵连接。所述缸体包括可伸长活塞，并且当所述电磁控制阀处于所述打开状态时，所述可伸长活塞由所述泵驱动。所述张紧系统还包括：锁定板，所述锁定板包括棘轮机构的第一部分；收紧杆；以及模式选择器。所述收紧杆连接至所述缸体并且连接至所述输送机的轴。所述收紧杆包括所述棘轮机构的第二部分，以用于与所述锁定板的第一部分啮合。所述锁定板在所述收紧杆上施加锁定力。当所述缸体驱动所述收紧杆远离所述输送机的中心线时，所述收紧杆克服来自所述锁定板的锁定力，并且当克服了来自所述锁定板的锁定力时，所述收紧杆在远离所述输送机的中心线正向上移动所述输送机的轴。所述模式选择器可在第一状态和第二状态之间切换，在所述第一状态中，所述电磁控制阀响应于来自传感器的输出信号而操作，在所述第二状态中，所述电磁控制阀响应于致动器的致动而操作。

在另一实施例中，本发明提供一种用于输送机的张紧系统。所述张紧系统包括：电磁控制阀，该电磁控制阀配置为在打开状态和关闭状态之间切换；泵，所述泵连接到所述电磁控制阀；缸体，所述缸体通过所述电磁控制阀与所述泵连接。所述缸体包括可伸长活塞，当所述电磁控制阀处于所述打开状态时，所述可伸长活塞由所述泵驱动。所述张紧系统还包括：锁定板，所述锁定板包括棘轮机构的第一部分；收紧杆，所述收紧杆包括所述棘轮机构的第二部分；接近传感器；以及电子处理器。所述收紧杆连接到所述缸体并且连接到所述输送机的轴，以用于驱动输送机元件。所述收紧杆的棘轮机构的第二部分啮合所述锁定板的棘轮机构的第一部分。所述锁定板在所述收紧杆上施加锁定力。当所述缸体驱动所述收紧杆远离所述输送机的中心线时，所述收紧杆克服来自所述锁定板的锁定力，并且当克服了来自所述锁定板的锁定力时，所述收紧杆在远离所述输送机的中心线的正向上移动所述输送机的轴。所述接近传感器配置为当所述输送机元件进入所述接近传感器的检测范围时产生指示所述输送机欠张紧的输出信号。所述电子处理器连接到所述接近传感器和所述电磁控制阀。所述电子处理器配置成：接收来自所述接近传感器的输出信号；响应于接收所述输出信号，激活所述电磁阀以使其处于打开状态。

在又一实施例中，本发明提供一种张紧输送机的输送机元件的方法。所述方法包括：用接近传感器产生指示输送机元件欠张紧的输出信号；用电子处理器接收来自所述接近传感器的输出信号；响应于从所述接近传感器接收所述输出信号，用所述电子处理器激活电磁控制阀到打开状态。所述方法还包括：当所述电磁控制阀处于打开状态时，用通过所述电磁控制阀连接到缸体的泵来驱动所述缸体的可伸长活塞；用所述缸体推动连接到所述缸体和连接到所述输送机的轴的收紧杆，所述收紧杆包括棘轮机构的第二部分，以用于啮合锁定板的所述棘轮机构的第一部分；通过所述锁定板在所述收紧杆上施加锁定力。所述方法还包括：用所述收紧杆克服所述锁定力；当所述缸体由所述泵驱动并且所述锁定力被克服时，用所述收紧杆移动所述输送机的轴远离所述输送机的中心线。

通过考虑具体说明和附图，本发明的其他方面内容将变得显而易见。

附图说明

图1示出了根据本发明的一个实施例的采矿系统的破碎机的俯视图。

图2示出了图1的破碎机的侧视图。

图3示出了图1的采矿系统的未适当张紧的输送机。

图4是输送机张紧系统的电气子系统的示意图。

图5是输送机张紧系统的液压子系统的示意图。

图6是输送机张紧系统的机械子系统的分解图。

图7示出了输送机张紧系统的机械子系统的透视图。

图8示出了输送机张紧系统的机械子系统的侧视图。

图9示出了机械子系统的操作方法的流程图。

图10是示出机械子系统的操作的示图。

图11是示出输送机张紧系统的操作方法的流程图。

图12是示出当选择自动模式时输送机张紧系统的操作方法的流程图。

图13是示出当选择手动模式时输送机张紧系统的操作方法的流程图。

图14是示出图3所示输送机中的链条传感器的示例性位置的示图。

图15是示出图3所示输送机中的链条传感器的另一示例性位置的示图。

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中阐述的或附图中所示的组件的布置和配置的细节。本发明能够有其他实施例并且能够以各种方式实践或实施。并且，应当理解，这里使用的措辞和术语是为了描述而非限制性的。本文中“包括”、“包含”或“具有”及其他措辞的使用是指涵盖了其后所列项及其等同物以及附加物。除非另有说明或限定，术语“安装”、“连接”、“支撑”和“耦接”及其变型为广义地使用，并且包括直接地和间接地安装、连接、支撑和耦接。

另外，应当理解，本发明的实施例可以包括硬件、软件和电子组件或模块，为了方便介绍，所示出及描述的形式像是大多数组件仅以硬件实现。然而，本领域普通技术人员基于对说明书具体描述的阅读，能够认识到，在至少一个实施例中，本发明基于电子方面的内容也可以用软件(例如，存储在非暂时性的计算机可读介质中)实现，软件可由一个或多个处理单元执行，例如微处理器和/或专用集成电路(“ASIC”)。因此，应该注意，可以利用多个基于硬件和软件的设备以及多个不同的结构组件来实现本发明。例如，说明书中描述的“服务器”和“计算设备”可以包括一个或多个处理单元、一个或多个计算机可读介质模块、一个或多个输入/输出接口、以及连接组件的各种接线(例如，系统总线)。

具体实施方式

图1示出了用于运输矿料的输送机系统100。如图1所示，输送机系统100包括输送机105、两个驱动轴(即，头轴110和尾轴115(以虚线示出))、第一链条120(以虚线示出)和第二链125(以虚线表示)。如图1所示，头轴110和尾轴115由框架127支撑并且定位在输送机105的相对端上。尾轴115位于破碎机150的进口端并且用作惰轮。第一链条120和第二链条125(例如，输送元件)围绕头轴110和尾轴115定位，以形成输送机105。如图1所示，第一链条120围绕头轴110的第一端并围绕尾轴115的第一端(例如，头轴110和尾轴115的右端)定位。第二链条125围绕头轴110的第二端和尾轴115的第二端(例如，头轴110和尾轴115的左端)定位。链条120、125由一个或多个驱动机构(例如，电动机)驱动，并且链条120、125围绕头轴110和尾轴115的运动使得输送机105运输矿料。在所示实施例中，第一链条120与第二链条125是不同的(例如，不同类型或不同尺寸)。在图示实施例中，输送机105还包括链罩130和连接输送机链条120、125的输送机刮板135。

在所示实施例中，输送机系统100是移动式破碎机150的一部分。破碎机150包括用于向输送机105提供矿料的料斗155。输送机105将矿料输送到破碎机构160，其中至少部分矿料被压碎至目标尺寸。如图1和2所示，破碎机150还包括起动器箱180、控制阀185和用于操作破碎机150的其他控制部件190。破碎机150安装在两个履带195上(图2中仅示出其中一个)用以移动。在其他实施例中，履带195可以用适合在采矿环境中运动的轮子代替。此外，输送机系统100可以是不同采矿机械的一部分，例如，刮板输送机。

为了使输送机系统100有效地将矿料从第一位置输送到第二位置，输送机105的链条120、125被适当地张紧。通过调节尾轴115相对于头轴110的位置来实现适当的输送机张紧。当尾轴115和/或头轴110定位得很远时(例如，远离图1中的输送机中心线200)，输送机105处于较高张紧状态(即，更多张紧)。当尾轴115和头轴110彼此更靠近(例如，更靠近输送机中心线200)时，输送机105处于较低张紧状态(即，更少张紧)。

图3示出了未适当张紧的链条120的示例。当头轴110和输送机链条120、125之间的松弛距离210在预定距离范围内时，输送机链条120、125被适当地张紧。松弛距离210从头轴110后方可见，并且对应于在输送机105的卸放区域(例如，链条绕过头轴110之后链条所占据的区域)中的输送机链条120、125最低部分之间的距离。在所示实施例中，松弛距离210的预定距离范围在大约15毫米(mm)和大约50mm之间。松弛距离210小于例如15mm表示输送机105过度张紧，松弛距离210大于50mm表示输送机105欠张紧。然而，在其他实施例中，预定距离范围可以基于，例如输送机的长度和/或由输送机所输送的材料的重量，而不同。然而，图3示出了头轴110和第一链条120之间的松弛距离210超过了预定距离范围。在图3的示例中，松弛距离210约为55mm。当链条120、125欠张紧时，松弛距离210也可称为链条120、125的“下垂”。

输送机系统100包括输送机张紧系统，以自动地使头轴110和/或尾轴115相互远离而适当地张紧输送机105。输送机张紧系统包括电子子系统250(图4)、液压子系统255(图5)和机械子系统260(图6-8)。电子子系统250接收来自致动器和传感器的信号，并基于接收的信号将致动信号发送到液压子系统255。液压子系统255由电子子系统250激活，并驱动机械子系统260。机械子系统260移动(例如，推动)输送机105的驱动轴110、115中的一个朝向或远离输送机105的中心线200以张紧输送机105，直到输送机105被正确地张紧。

图4是输送机张紧系统的电子子系统250的示意图。如图4所示，电子子系统250包括自动控制电路405、手动控制电路410和模式选择器415。自动控制电路405和手动控制电路410都连接到液压子系统255以激活和控制液压子系统255。模式选择器415连接到自动控制电路405和手动控制电路410。模式选择器415接收来自用户(例如，采矿系统的操作者)的所需输送机张紧系统操作模式的指示信号。在所示实施例中，模式选择器415包括可在三个位置之间切换(例如，移动)的开关。当模式选择器415处于第一状态(例如，第一位置)时，输送机张紧系统以手动模式操作。当模式选择器415处于第二状态(例如，第二位置)时，输送机张紧系统以自动模式操作，而当模式选择器415处于第三状态(例如，第三位置)时，输送机张紧系统关闭(即断电)。然后，模式选择器415根据所选择的操作模式与自动控制电路405和手动控制电路410通信。模式选择器415例如可以是可在三个位置之间移动的旋转开关。在一些实施例中，模式选择器415不在三个位置间移动，而是模式选择器415包括多个开关或致动器，以指示所选择的操作模式。

自动控制电路405包括第一链条传感器420、第二链条传感器425、第一接近计时器430、第二接近计时器435和电子处理器440。回到图1，第一链条传感器420和第二链条传感器425定位在靠近头轴110的输送机105的框架127上。当第一和第二链条传感器420、425分别检测到相应的(例如，第一和第二)链条120、125时，同时相应的链条120、125在第一链条传感器420和第二链条传感器425的预定距离内(例如，在检测范围内)，第一和第二链条传感器420、425分别产生第一和第二输出信号。特别地，第一链条传感器420产生对应于第一链条120是否在距第一链条传感器420预定距离内的第一接近信号。第二链传感器425产生的第二接近信号对应于第二链条125是否在距头轴110第二端的预定距离内。在所示实施例中，第一和第二链条传感器420、425定位于在框架127上足够低的位置，使得第一和第二输出信号指示输送机105的张紧特性。换句话说，第一和第二输出信号分别表示第一和第二链120、125是欠张紧而导致右链条120和左链条125足够低，使得第一和第二链条传感器420、425能检测到第一和第二链条120、125。第一链条传感器420和第二链条传感器425可包括：例如，红外传感器、超声波传感器、电感传感器、电容传感器、磁传感器和/或接触刷开关或杆。尽管在所示实施例中，自动控制电路405仅在头轴110的第一侧(例如，右侧)和第二侧(例如，左侧)各包括一个传感器，但在一些实施例中，自动控制电路405可以在第一侧和第二侧上各包括多于一个的传感器，以获得对链条120、125和头轴110之间距离的更精确的检测。例如，电子处理器440可以基于来自安装到输送机105的各种传感器420、425的接近信号，来确定第一链条120或第二链条125的欠张紧。在另一个示例中，电子处理器440可以基于接收来自于比第一链传感器420更高的框架上的第三接近传感器的输出信号，来确定第一链条120何时被适当地张紧。

第一接近计时器430和第二接近计时器435连接到电子处理器440。第一接近计时器430和第二接近计时器435确定何时已达到预定的保持时间。在所示实施例中，保持时间约为30秒。在其他实施例中，基于例如输送机105的长度，保持时间可以更短或更长。

电子处理器440连接到第一链条传感器420、第二链条传感器425、第一接近计时器430、第二接近计时器435、模式选择器415和液压子系统255。除了其它以外，电子处理器440还包括处理单元、存储器、输入单元和输出单元。处理单元可以包括例如控制单元、算术逻辑单元和多个寄存器。处理单元、存储器、输入单元和输出单元以及连接到电子处理器440的各种模块通过一个或多个控制和/或数据总线连接。在一些实施例中，电子处理器440可以部分地或完全地通过半导体芯片、现场可编程门阵列(“FPGA”)、专用集成电路等实现。电子处理器440被配置为从存储器检索并执行与本文描述的控制过程和方法有关的指令。在其他配置中，电子处理器440包括附加的、更少的或不同的组件。

电子处理器440接收来自第一和第二链条传感器420、425的接近信号。电子处理器440使用接近信号来确定链条120、125和头轴110之间的距离。当模式选择器处于第一位置时(即，选择自动操作模式)，电子处理器440接收来自模式选择器415的指示。电子处理器440向第一接近计时器430和第二接近计时器435发送激活信号。电子处理器440还监测第一和第二接近计时器430、435，以确定何时经过了保持时间。电子处理器440还与液压子系统255通信以控制液压子系统255，从而控制尾轴115相对于头轴110的位置。在用多于一个的接近传感器来监测每个链条120、125的实施例中，电子处理器440可以基于哪些接近传感器生成接近信号来确定保持时间的时长。也就是说，如果仅最靠近头轴110的接近传感器指示第一链120在检测范围内，则电子处理器440可以减小第一接近计时器430的时长。

在所示实施例中，电子处理器440还连接到输出控制器445a、445b，以向用户提供关于输送机张紧系统的状态指示。输出控制器445a、445b包括第一张紧指示器445a和第二张紧指示器445b。在所示实施例中，输出控制器445a、445b包括用于指示第一链条120和第二链条125何时被张紧的LED。然而，在其他实施例中，输出控制器445a、445b可包括一个或多个显示器，以指示第一链条120和第二链条125何时被张紧以及其他信息，例如，与第一链条120有关的当前松弛距离210和与第二链条125有关的当前松弛距离210。在一些实施例中，第一和第二张紧指示器445a、445b可以替代地或附加地指示输送机105何时被适当地张紧。在其他实施例中，输出控制器445a、445b可包括当第一链条120和第二链条125被适当张紧时发出声音的扬声器。

手动控制电路410包括第一张紧致动器450和第二张紧致动器455。当模式选择器415处于第二位置时(即，选择手动模式)，手动控制电路410从模式选择器415接收信号。如图4所示，第一张紧致动器450和第二张紧致动器455都连接到液压子系统255。当致动时，第一张紧致动器450和第二张紧致动器455激活并控制液压子系统255。在所示实施例中，第一张紧致动器450和第二张紧致动器455是按钮。在其他实施例中，第一和第二张紧致动器450、455可以是开关、滑块、虚拟按钮或“软”按钮、或其他类型的致动器。第一和第二张紧致动器450、455也连接到输出控制器445a、445b，从而即使当第一和第二张紧致动器450、455控制液压子系统255时，输出控制器445a、445b也将输送机张紧系统的状态指示发送给用户。

图5示出了液压子系统255的示意图。如图5所示，液压子系统255包括液压箱500、液压泵505、第一泄压阀510、第二泄压阀515、第一压力表520、第二压力表525、第一电磁控制阀530、第二电磁控制阀535、第一手动阀540、第二手动阀545、第一液压缸550和第二液压缸555。每个液压缸550、555包括可伸长活塞。阀510、515、530、535、540、545各自配置成可在打开状态和关闭状态之间切换。液压泵505在其输入侧连接到液压箱500，以从液压箱500抽吸流体。回到图1，液压泵505位于破碎机150的第一侧。

在输出侧，液压泵505连接到第一泄压阀510、第二泄压阀阀515、第一压力计520、第二压力计525、第一电磁控制阀530、第二电磁控制阀535、第一手动阀540、和第二手动阀545。当液压子系统中的压力超过预定阈值时，第一泄压阀510和第二泄压阀515允许过量的压力泄放回到液压箱500。在所示实施例中，预定压力阈值设定为600psi(磅/平方英寸)。然而，在其他实施例中，可以有不同的预定压力阈值。第一和第二泄压阀510、515禁止液压子系统255在超过预定压力阈值的压力下操作。因此，液压子系统的操作保持在大约600psi。第一压力计520和第二压力计525输出与液压子系统255当前压力对应的压力信号。在一些实施例中，第一压力计520和第二压力计525可与电子子系统250通信，以便于显示液压子系统255的当前压力，和/或用液压子系统255的当前压力来控制输送机张紧系统。

电磁控制阀530、535控制到达第一和第二液压缸550、555的压力。电磁控制阀530、535接收来自电子子系统250的激活信号。当电磁控制阀530、535接收到激活信号(即，当电磁控制阀530、535被激活时)，阀从关闭状态切换到打开状态。当电磁控制阀530、535关闭时，第一和第二液压缸550、555不接收来自液压泵505的驱动力。然而，当第一电磁控制阀530打开时，第一液压缸550由液压泵505驱动。类似地，当第二电磁控制阀535打开时，第二液压缸555由液压泵505驱动。当液压缸550、555由液压泵505驱动时，各液压缸的可伸长活塞从缸体550、555本体伸出。在所示的实施例中，第一电磁控制阀530和第二电磁控制阀535是弹簧加载的电磁控制双向阀。然而，在其他实施例中，可以使用其他类型的电磁控制阀。

第一和第二手动阀540、545提供备用机构，以控制机械子系统260。第一和第二手动阀540、545通过例如机械致动器(未示出)手动操作。当电磁控制阀530、535由于例如缺电而不可用(或故障)时，可以使用第一和第二手动阀540、545代替电磁控制阀530、535。手动阀540、545分别连接到液压泵505和第一和第二液压缸550、555。手动阀540、545并联连接到电磁控制阀530、535，使得手动阀540、545可以用作电磁控制阀530、535的备用机构。

另外，虽然在一些实施例中，电磁控制阀530、535仅以向前的方式操作(即，提供压力以使液压缸550、555伸出)，但是手动阀540、545可以反向操作使液压缸550、555缩回。液压缸550、555的缩回使得输送机105变得不那么张紧。因此，在输送机105过张紧或安装新的输送链的情况下，操作手动阀540、545以反向运行机械子系统260并降低输送机105的张紧度。在其他实施例中，电磁控制阀530、535还可以使机械子系统260反向操作，从而可以使用电磁阀530、535或手动阀540、545实现输送机张紧的减小。

当由液压泵505驱动时，第一和第二液压缸550、555延伸(例如，向外伸缩)。第一和第二液压缸550、555连接到机械子系统260，以使尾轴115远离输送机105的中心线200移动。在其他实施例中，第一和第二液压缸550、555配置成移动头轴110而不是尾轴115。在其他实施例中，四个液压缸用于移动尾轴115的两侧和头轴110的两侧。

图6-8示出了机械子系统260。然而，图6-8仅示出了机械子系统260的第一侧。换句话说，虽然输送机张紧系统包括第一液压缸和第二液压缸，但是为了描述方便，在图6-8中仅示出了第一液压缸。然而，应该理解，机械子系统260的第二侧与本文所述的机械子系统260的第一侧呈镜像配置。图6示出了机械子系统260的分解图。如图6所示，机械子系统260的第一侧包括连接到第一液压缸550的锁定机构600。锁定机构600包括多个支撑部分605a-605d，当组装时构成了框架610(图7-8)。

锁定机构600还包括收紧杆615、联接衬套620和锁定板625。锁定板625包括锁定构件650、弹簧655、基部660和止动件665。锁定构件650包括棘轮机构的第一部分。棘轮机构的第一部分沿着锁定构件650的长度方向定位，并且包括在锁定构件650的底表面上的多个棘齿槽670。收紧杆615包括棘轮机构的第二部分。棘轮机构的第二部分包括在收紧杆615顶面上并沿着长度635的多个齿630。在第一端，收紧杆615包括联接机构640以连接到联接衬套620。收紧杆615还包括腔642，以容纳第一液压缸550的紧固件645。联接衬套620将收紧杆615连接到尾轴115，如图7和8所示。如图6所示，收紧杆615的长度635长于锁定构件650的长度(因此，锁定构件650的棘齿槽670的数量小于收紧杆的棘齿数量)。换句话说，棘轮机构的第二部分比棘轮机构的第一部分长。

图7示出了机械子系统260第一侧的透视图，并且图8示出了机械子系统260第一侧的侧视图。如图7-8所示，机械子系统260的第一侧连接到尾轴115。框架610支撑收紧杆615和锁定板625。如图7和8所示，收紧杆615在第一端连接到第一液压缸550，并在相对端连接到联接衬套620。图8示出了收紧杆615的各个齿630，齿630包括倾斜部分675和垂直部分680，连起来形成点685。齿630的各个点685以均匀的距离或齿距与其它相邻的点685分隔。在所示的实施例中，齿630以半英寸的增量隔开。然而，在其他实施例中，各个齿630之间的距离不同。

如图8所示，锁定构件650通过弹簧655连接到止动件665。弹簧655将锁定构件625向下朝向收紧杆615偏压到锁定位置。锁定板625的槽670啮合收紧杆615的齿630，从而当锁定构件650被弹簧655向下偏压时，锁定板625的槽670将收紧杆615锁住。因此，锁定构件650向下对收紧杆615施加锁定力690。

图9是示出了操作机械子系统260的方法700的流程图。尽管图9的流程图是参照机械子系统260的第一侧进行描述的，应当理解，机械子系统的第二侧的操作镜像于机械子系统260的第一侧的操作。在一些实施例中，机械子系统260的第一侧的操作和机械子系统260的第二侧的操作同时进行。然而，在一些实施例和/或情况下，机械子系统260的第一侧与机械子系统260的第二侧可分开操作。在所示实施例中，机械子系统260的第一侧与机械子系统260的第二侧就是分开操作的，因为第一链条120与第二链条125不一样。操作员观察输送机105的第一侧和输送机105的第二侧的张紧，使得输送机105在第一侧和第二侧同时实现适当张紧。

首先，阀中的一个(例如，第一电磁阀控制阀530或第一手动阀540)沿正向打开(方框705)。打开哪个阀门以及阀门打开的原因取决于输送机张紧系统是否通电以及输送机张紧系统是以自动模式还是手动模式运行。如下文更详细说明的，当输送机张紧系统不通电时，只有第一手动阀540可以打开，但是当输送机张紧系统通电时，电磁控制阀530打开。如上所述，当第一电磁控制阀530或第一手动阀540打开时，液压泵505驱动第一液压缸550(方框710)。当第一液压缸550通过液压泵505伸出时，第一液压缸550驱动收紧杆615远离输送机105的中心线200(方框715)。使用来自第一液压缸550的能量，收紧杆615克服来自锁定板625的与收紧杆615的第一齿A(图10)或第一组齿的锁定力690(方框720)。特别地，收紧杆615的齿630的倾斜部分675克服来自锁定板625的锁定力690。图10示出了操作中的锁定机构600的放大视图。图10的步骤2示出了收紧杆615的齿630在锁定板625上执行棘轮功能。具体地，收紧杆615的齿630的倾斜部分675在锁定板625上施加向上的力F，从而克服锁定力690。

当收紧杆615克服来自锁定板625的锁定力690时，收紧杆615使尾轴115移动而远离输送机105的中心线200(方框725)。换句话说，机械子系统260通过使尾轴115远离输送机105的中心线200移动而增加输送机105的第一链条120的张紧。当尾轴115移动到适当位置时，收紧杆的第二齿B与锁定板625啮合，从而将收紧杆615锁定在其新位置(方框730)。在收紧杆615的齿630上的垂直部分680允许锁定板625将收紧杆615快速锁定在下一个位置。图10的步骤3示出了锁定在新位置的收紧杆615。通过缓慢地(例如，以半英寸为增量)改变收紧杆615的位置，机械子系统260可以将收紧杆615精确锁定，以设定尾轴115的正确位置，从而为输送机105设定适当的张紧。虽然所示实施例被描述为移动尾轴115，但在一些实施例中，也可以是头轴110相对于尾轴115移动。在另一些实施例中，尾轴115和头轴110都相对于彼此移动。

输送机张紧系统还可以使用第一和第二手动阀540、545降低输送机105的张紧度，例如，当输送机链条过张紧时或者当安装新的输送机链条时。在这样的实施例中，使用者通过例如移动止动件665来手动地使锁定板625与收紧杆615脱离，使得弹簧655停止向下偏压锁定板625。在锁定板625脱开之后，可操作手动阀540、545以释放输送机105的一些张紧。例如，当第一手动阀540反向打开时，第一液压缸550缩回，这使得尾轴115朝向输送机105中心线200移动。尾轴115朝向输送机105中心线200的移动减小了输送机105的张紧。在输送机105被适当地张紧之后，例如，通过张紧指示器445a、445b来确定，使用者重新啮合锁定板625以保持尾轴115的位置。在一些实施例中，电磁控制阀540、545也可用于减少输送机105的张紧。

图11示出了用于输送机张紧系统的操作方法800。首先，致动液压泵505(方框805)。在一些实施例中，提供单独的致动器以接合(例如，激活)液压泵505。然而，在其他实施例中，当输送机张紧系统被激活时，液压泵505就被致动。然后，电子子系统250接收输送机张紧系统的操作模式的指示(方框810)。当选择自动模式时，输送机张紧系统以自动模式操作(方框815)，如图12中更详细地示出。另一方面，当选择手动模式时，输送机张紧系统以手动模式操作(方框820)，如图13中更详细地示出。当实现输送机105的适当张紧时，电磁控制阀530、535被停用或关闭(方框825)。关闭电磁控制阀530、535，使液压缸550、555不再伸出(方框830)。随后，锁定板625在当前位置接合收紧杆615(方框835)。在一些实施例中，例如，当收紧杆615处于切换位置的中间时(例如，收紧杆615的齿630未完全克服锁定力690)，收紧杆615在被锁定板625锁定就位之前，移回到先前的位置。最后，液压泵505脱离(方框840)。

图12示出了在自动模式下操作输送机张紧系统的方法900。在接收到对自动操作模式的选择之后，电子处理器440等待接收来自第一链条接近传感器420的第一接近信号和/或来自第二链条接近传感器425的第二接近信号(方框905)。未接收到第一接近信号或第二接近信号表示输送机105被适当地张紧(或者至少未处于欠张紧状态)。因此，电子处理器440继续监视接近信号的接收。另一方面，接收第一接近信号或第二接近信号指示输送机105的第一侧或第二侧未被适当地张紧。因此，当电子处理器440接收到接近信号(例如，右接近信号或左接近信号)时，电子处理器440将激活信号发送到相应的电磁控制阀(步骤910)并开始相应的接近计时器(步骤915)。例如，当电子处理器440接收到第一接近信号时，电子处理器440将激活信号发送到第一电磁控制阀530并开始第一接近计时器430。另一方面，当电子处理器440接收第二接近信号时，电子处理器440将激活信号发送到第二电磁控制阀535并开始第二接近计时器435。

响应于第一和第二电磁控制阀530、553的激活信号，机械子系统260如上面参照图9和10所述那样操作(方框920)。然后，电子处理器440确定对应的接近计时器430、435是否计时结束(框925)。当接近计时器430、435计时未结束时，电子处理器440继续向相应的电磁控制阀530、535提供激活信号，以使电磁控制阀保持打开(方框915)，并且机械子系统260继续操作。当接近计时器430、435计时结束时，输送机张紧系统开始关闭第一电磁阀530和第二电磁阀535(图11的方框825)。

因为液压子系统255包括设定在预定压力下的泄压阀，所以在操作期间，液压子系统255保持在预定压力下。该预定压力确保输送机在接近计时器430、435的预定保持时间内被适当地张紧。另外，在输送机105的张紧期间，操作者确定输送机第一侧(例如，右侧)的张紧度大约等于输送机左侧(例如，左侧)的张紧度。如果输送机105的相对侧上的张紧度不同，则操作者可以改变至少一侧的张紧度以实现近似相等的张紧度。

图13是示出当输送机张紧系统以手动模式操作时的操作方法1000的流程图。在接收到对手动操作模式的选择之后，输送机张紧系统等待经由第一张紧致动器450和/或第二张紧致动器455接收的用户输入(框1005)。当输送机张紧系统从第一张紧致动器450或第二张紧致动器455接收到用户输入时，电子子系统250将激活信号发送到相应的电磁控制阀530、535(方框1010)。当用户致动第一张紧致动器450时，电子子系统250向第一电磁控制阀530发送致动信号，并且当用户致动第二张紧致动器455时，电子子系统250向第二电磁控制阀535发送激活信号。响应于将激活信号发送到第一电磁阀530和第二电磁阀535，机械子系统260如参照图9所示操作(方框1015)。然后，电子子系统250确定是否仍通过第一张紧致动器450和/或第二张紧致动器455接收用户输入(方框1035)。

当仍然通过第一张紧致动器450和/或第二张紧致动器455接收用户输入时，激活信号继续被提供给第一电磁阀控制阀530和/或第二电磁阀控制阀535(方框1010)。当不再接收用户输入时(例如，当用户停止致动第一张紧致动器450和/或第二张紧致动器455时)，输送机张紧系统开始停用第一电磁阀530和第二电磁阀535(图11的方框825)。

如上所述，因为液压子系统255被布置成最大只能达到600psi的最大压力，所以即使使用者继续按压第一张紧致动器450或第二张紧致动器455，输送机105也不会过度张紧。另外，如前参照图12所进行的讨论，操作者确定第一链条120的张紧度是否近似等于第二链条125的张紧度，当第一链条120和第二链条125的张紧度显著不同时进行必要的改变。

图14示出了输送机105a的另一个例子，特别是链条传感器420a的位置。应该理解，类似的链条传感器也可用于输送机105a的第二链条。如图14所示，链条传感器420a可以定位在输送机系统100的一个轴附近。在所示实施例中，链条传感器420a安装在通常用于支撑链轮的链轮支架上。链条传感器420a检测在特定区域内的多个链节。例如，链条传感器420a可以确定在输送机105的卸放区域内有多少链节。卸放区域中的链节数量用作输送机105是否欠张紧或过张紧的指示。图15示出了链条传感器420a的另一示例性位置。图15示出了第一链条传感器605安装在链轮支架上和第二链传感器610安装在输送机105的侧板615上。第一链条传感器605和第二链610提供了卸放区域链节数量和/或松弛距离量的信息。

本文描述的输送机张紧系统及其操作方法可以结合到采矿操作中使用的其他输送机系统中，例如，在刮板输送机(“AFC”)、梁式装载机(“BSL”)、或其他的输送机系统中。另外，尽管是关于链式输送机描述了输送机张紧系统及其操作方法，但是输送机张紧系统可以结合到其他类型的输送机中，例如带式输送机或其他类型的输送机。

实施例1：一种操作输送机张紧系统的方法，该方法包括打开输送机张紧系统的阀，当阀门打开时用液压泵驱动液压缸，并用液压缸驱动收紧杆远离输送机中心线。该方法还包括用收紧杆的第一齿来克服来自锁定板的锁定力，用收紧杆移动输送机的驱动轴远离输送机的中心线，并通过用锁定板与收紧杆的第二齿啮合来锁定收紧杆。

实施例2：实施例1的方法，还包括接收输送机张紧系统的操作模式的指示，该操作模式是自动模式和手动模式组成的组中的一个。

实施例3：实施例2的方法，其中阀包括电磁控制阀，当输送机张紧系统在手动模式下操作时，打开阀包括：通过致动器接收输入信号并响应该输入信号向阀发出激活信号。

实施例4：实施例2和/或3的方法，其中当输送机张紧系统在自动模式下操作时，打开阀包括：从传感器接收与输送机张紧特性有关的输出信号，并根据输出信号向阀发出激活信号。

实施例5：实施例4的方法，其中接收输出信号包括接收来自接近传感器的接近信号，该接近信号对应于输送机链条和接近传感器之间的距离，用电子处理器基于接近信号来确定链条是否处于输送机驱动轴的预定距离范围内，并且其中基于输出信号发送激活信号包括当链条处于在输送机驱动轴的预定距离之外时，向阀发出激活信号。

实施例6：实施例1-5中任一个的方法，还包括由电子处理器接收来自接近传感器的接近信号，该接近信号对应于传送器的链条与接近传感器之间的距离，通过电子处理器来确定链条和接近传感器之间的距离是否在预定距离范围内，并且当链条与接近传感器之间的距离在预定距离范围内时关闭阀。

实施例7：实施例1-6中任一项的方法，还包括从压力传感器接收压力信号，所述压力信号指示所述输送机的张紧，确定所述压力信号是否在预定范围，并且当压力信号在预定范围内时关闭阀。

实施例8：实施例1-7中任一项的方法，还包括确定输送机的第一张紧度是否近似等于输送机的第二张紧度，并且当输送机的第一张紧度大约等于输送机的第二张紧度时，关闭阀。

实施例9：权利要求1所述的方法，还包括确定是否满足输送机张紧系统的第一条件，确定是否满足输送机张紧系统的第二条件，以及在输送机张紧系统满足第一条件和第二条件时，关闭阀。

实施例10：一种输送机张紧系统，包括：配置成在打开状态和关闭状态之间切换的阀；液压泵，所述液压泵连接到电磁控制阀并且配置成在电磁控制阀处于打开状态时驱动液压缸；液压缸，所述液压缸连接到阀和收紧杆，并且被构造成在液压缸由液压泵驱动时驱动收紧杆；和收紧杆。收紧杆连接到液压缸和输送机的驱动轴，收紧杆包括第一齿和第二齿，第一齿与锁定板啮合。收紧杆被构造成克服来自锁定板与第一齿的锁定力，并且当收紧杆由液压缸驱动时移动驱动轴远离传送器的中心线。输送机张紧系统还包括锁定板，该锁定板连接到收紧杆并且被构造成通过啮合收紧杆的第二齿来锁定收紧杆。

实施例11：实施例10的系统，还包括模式选择器，其被配置为指示输送机张紧系统的操作模式。操作模式是自动模式和手动模式构成的组中的一个。

实施例12：实施例11的系统，其中所述阀是电磁控制阀，并且还包括被配置为接收输入信号的致动器，其中当所述输送机张紧系统在所述手动模式下操作时，所述致动器被配置成响应于输入信号将激活信号发给电磁控制阀。

实施例13：实施例11或12的系统，还包括：传感器，所述传感器被配置为生成与输送机的张力特性相关的输出信号；以及电子处理器，被配置为从传感器接收输出信号，并且当输送机张紧系统在自动模式下运行，根据传感器的输出信号将致动信号发送到电磁阀。

实施例14：实施例13的系统，其中传感器包括接近传感器，其被配置为生成与输送机的链条和接近传感器之间的距离对应的接近信号，并且其中电子处理器还被配置为基于接近信号来确定链条是否处于输送机驱动轴的预定距离范围内，并且当链条在输送机驱动轴的预定距离范围之外时发送激活信号。

实施例15：实施例10-14中任一个的系统，其中电子处理器还被配置为从接近传感器接收接近信号，该接近信号对应于传送器的链条与接近传感器之间的距离，并确定链条和接近传感器之间的距离是否在预定距离范围内，并且当链条和接近传感器之间的距离在预定距离范围内时，向电磁控制阀发送关闭信号以关闭阀。

实施例16：实施例10-15中任一项的系统，还包括压力传感器，所述压力传感器被配置为产生指示所述输送机的张紧的压力信号，并且当压力信号在预定范围内时，电子处理器向所述电磁控制阀发送关闭信号。

在以下权利要求中列出了本发明的各种特征和优点。

Claims (21)

1.一种用于输送机的输送机元件的张紧系统，其特征在于，所述张紧系统包括：

电磁控制阀，所述电磁控制阀配置为在打开状态和关闭状态之间切换；

泵，所述泵连接到所述电磁控制阀；

缸体，所述缸体通过所述电磁控制阀与所述泵连接并包括可伸长活塞，当所述电磁控制阀处于所述打开状态时，所述可伸长活塞由所述泵驱动；

锁定板，所述锁定板包括棘轮机构的第一部分；

收紧杆，所述收紧杆连接至所述缸体并且连接至所述输送机的轴，所述收紧杆包括所述棘轮机构的第二部分，以用于与所述锁定板的第一部分啮合，所述锁定板在所述收紧杆上施加锁定力，

其中当所述缸体驱动所述收紧杆远离所述输送机的中心线时，所述收紧杆克服来自所述锁定板的锁定力，并且当克服了来自所述锁定板的锁定力时，所述收紧杆在远离所述输送机的中心线的正向上移动所述输送机的轴；和

模式选择器，所述模式选择器可在第一状态和第二状态之间切换，在所述第一状态下，所述电磁控制阀响应于来自传感器的输出信号而操作，在所述第二状态下，所述电磁控制阀响应于致动器的致动而操作。

2.根据权利要求1所述的张紧系统，其特征在于，来自所述传感器的输出信号指示由所述轴驱动的所述输送机元件是否在距所述传感器的预定距离内，从而所述输出信号指示所述输送机元件何时欠张紧。

3.根据权利要求1所述的张紧系统，其特征在于，所述传感器是第一传感器并且所述输出信号是第一输出信号，并且所述张紧系统还包括第二传感器，其中所述电磁控制阀基于来自所述第一传感器的第一输出信号和来自所述第二传感器的第二输出信号而操作。

4.根据权利要求1所述的张紧系统，其特征在于，所述张紧系统还包括连接到所述电磁控制阀的电子处理器，其中所述电子处理器被配置为响应于所述致动器的致动而将所述电磁控制阀置于所述打开状态一段预定时间。

5.根据权利要求1所述的张紧系统，其特征在于，所述张紧系统还包括连接到所述电磁控制阀的电子处理器，其中所述电子处理器被配置为响应于所述传感器的输出信号，将所述电磁控制阀置于所述打开状态一段预定时间。

6.根据权利要求1所述的张紧系统，其特征在于，所述张紧系统还包括手动阀，所述手动阀连接到所述泵和所述缸体，以在所述电磁控制阀发生故障时允许所述泵驱动所述缸体。

7.根据权利要求6所述的张紧系统，其特征在于，所述手动阀配置成朝向所述输送机的中心线的相反方向驱动所述缸体。

8.根据权利要求1所述的张紧系统，其特征在于，所述锁定板通过弹簧偏压到锁定位置，其中所述棘轮机构的第一部分与所述收紧杆的第二部分啮合。

9.根据权利要求1所述的张紧系统，其特征在于，所述收紧杆的棘轮机构的第二部分比所述锁定板的棘轮机构的第一部分长。

10.一种用于输送机的张紧系统，其特征在于，所述张紧系统包括：

电磁控制阀，所述电磁控制阀配置为在打开状态和关闭状态之间切换；

泵，所述泵连接到电磁控制阀；

缸体，所述缸体通过所述电磁控制阀与所述泵连接并包括可伸长活塞，当所述电磁控制阀处于所述打开状态时，所述可伸长活塞由所述泵驱动；

锁定板，所述锁定板包括棘轮机构的第一部分；

收紧杆，所述收紧杆连接到所述缸体并且连接到所述输送机的轴，以用于驱动输送机元件，所述收紧杆包括所述棘轮机构的第二部分，以用于啮合所述锁定板的第一部分，所述锁定板在所述收紧杆上施加锁定力，

其中当所述缸体驱动所述收紧杆远离所述输送机的中心线时，所述收紧杆克服来自所述锁定板的锁定力，当克服了来自所述锁定板的锁定力时，所述收紧杆在远离所述输送机的中心线的正向上移动所述输送机的轴；

接近传感器，所述接近传感器配置为当所述输送机元件进入所述接近传感器的检测范围时产生指示所述输送机欠张紧的输出信号；和

电子处理器，所述电子处理器连接到所述接近传感器和所述电磁控制阀，所述电子处理器配置成：

接收来自所述接近传感器的输出信号；

响应于接收所述输出信号，激活所述电磁控制阀以使其处于打开状态。

11.根据权利要求10所述的张紧系统，其特征在于，所述锁定板通过弹簧偏压到锁定位置，其中所述棘轮机构的第一部分与所述收紧杆的所述棘轮机构的第二部分啮合。

12.根据权利要求10所述的张紧系统，其特征在于，所述收紧杆的棘轮机构的第二部分比所述锁定板的棘轮机构的第一部分长。

13.根据权利要求10所述的张紧系统，其特征在于，所述张紧系统还包括连接在所述泵和所述缸体之间的手动阀。

14.根据权利要求10所述的张紧系统，其特征在于，所述接近传感器是第一接近传感器，所述输出信号是第一输出信号，并且所述张紧系统还包括第二接近传感器，其中所述电磁控制阀基于来自所述第一接近传感器的第一输出信号和来自所述第二接近传感器的第二输出信号而操作。

15.一种张紧输送机的输送机元件的方法，其特征在于，所述方法包括：

用接近传感器产生指示输送机元件欠张紧的输出信号；

用电子处理器接收来自所述接近传感器的输出信号；

响应于从所述接近传感器接收所述输出信号，用所述电子处理器将电磁控制阀激活到打开状态；

当所述电磁控制阀处于打开状态时，用通过所述电磁控制阀连接到缸体的泵来驱动所述缸体的可伸长活塞；

用所述缸体推动连接到缸体和连接到所述输送机的轴的收紧杆，所述收紧杆包括棘轮机构的第二部分，以用于啮合锁定板的所述棘轮机构的第一部分；

通过所述锁定板在所述收紧杆上施加锁定力；

克服来自所述锁定板的锁定力；和

当所述缸体由所述泵驱动并且所述锁定力被克服时，用所述收紧杆移动所述输送机的轴远离所述输送机的中心线。

16.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，所述方法还包括用致动器激活连接在所述泵和所述缸体之间的手动阀；以及响应于激活所述手动阀，用所述泵驱动所述缸体的可伸长活塞。

17.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，产生所述输出信号包括：检测所述输送机元件处于所述接近传感器的检测范围内，并响应于检测到所述输送机在检测范围内而而产生所述输出信号。

18.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

用所述电子处理器接收来自致动器的激活信号；

响应于接收到所述激活信号，用所述电子处理器激活所述电磁控制阀使其处于打开状态一段预定时间。

19.根据权利要求18所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

用所述电子处理器接收模式选择器的状态指示；

当所述模式选择器处于第一状态时，响应来自所述接近传感器的输出信号，用所述电子处理器激活所述电磁控制阀；和

当所述模式选择器处于第二状态时，响应于来自所述致动器的激活信号，用所述电子处理器激活所述电磁控制阀。

20.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，所述方法还包括用弹簧将所述锁定板偏压到锁定位置，在所述锁定位置，所述棘轮机构的第一部分与所述棘轮机构的第二部分啮合。

21.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，所述接近传感器是第一接近传感器，所述输出信号是第一输出信号，并且所述方法还包括用第二接近传感器产生指示所述输送机元件的第二输出信号；根据所述第一输出信号和第二输出信号激活所述电磁控制阀。

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