CN112789382A - 电动装载运输倾卸采矿机械 - Google Patents

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CN112789382A CN201980056405.8A CN201980056405A CN112789382A CN 112789382 A CN112789382 A CN 112789382A CN 201980056405 A CN201980056405 A CN 201980056405A CN 112789382 A CN112789382 A CN 112789382A
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布莱恩·R·胡夫
凯尔·希基
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Abstract

电动车辆可以包括车架、一组车轮和铲斗。此外，车辆可包括电力推进系统，该电力推进系统包括一个或多个电动马达和被配置用以向所述一个或多个电动马达输送电力的一个或多个电动力源。此外，车辆可以具有有效载荷量，该有效载荷量是能够装载到铲斗中并由电动车辆运输的材料的重量；并且所述有效载荷量可以是至少约10公吨。

Description

电动装载运输倾卸采矿机械
相关申请的交叉引用
本申请要求于2018年9月6日提交的题为“零排放电动采矿车辆(Zero EmissionElectric Mining Vehicle)”的临时专利申请第62/727,930号的优先权，其全部公开内容通过引用并入本文。此外，本申请涉及共同拥有的以下申请：题为“用于电动LHD采矿机械的电池加载机构(Battery Load Mechanism for Electric LHD Mining Machine)”的美国专利申请第16/434,396号；题为“用于电动采矿机械的配电系统及方法(Electric PowerDistribution System and Method for Electric Mining Machine)”的美国专利申请第16/434,400号；和题为“可分离的拖车钩制动器释放系统(Separable Tow Hook BrakeRelease System)”的美国专利申请第16/434,405号，所有这些申请均随同于2019年6月7日同时提交，并且所有这些申请中的每一个申请都在整体上通过引用并入本文。
发明背景
技术领域
本公开广泛地涉及电动机械和车辆，更具体地说，涉及用于地下矿井的电动机械和车辆。
背景技术
2018年6月12日授权的题为“为采矿作业供电的系统和方法(System And MethodFor Providing Power To A Mining Operation)”的美国专利第9,994,117号描述了地下采矿环境的概述和采矿用电动车辆的一般描述，其全部内容据此通过引用并入。本公开涉及重型电动驱动式机械或车辆，其可以在连续工作环境(例如地下矿井)中操作。电动采矿机械中使用的电池组是重型高功率电池组，其由包含在电池组外壳中的多个电池模块构成。每个模块由多个单元构成。这些模块配备有一系列操作传感器，并设置有电子部件，以将来自传感器的数据提供给单独的维护网络。传感器可以包括温度传感器、定时装置、电荷水平检测装置，和可用以向操作中心提供关于模块性能及其性能历史的准确、实时数据的其它监测装置。示例性电池组和电池管理系统以及相关数据生成和监测的细节可以在共同拥有的于2018年5月1日授权的题为“模块骨干系统(Module Backbone System)”的美国专利第9,960,396号和于2018年8月28日授权的题为“模块维护系统(Module MaintenanceSystem)”的美国专利第10,063,069号中找到，这两个专利的全部内容在此通过引用并入。
共同待审且共同拥有的于2018年5月15日提交的题为“电动采矿车辆(Electrically Powered Mining Vehicle)”的美国申请第15/980,314号、于2018年2月28日提交的题为“电动运输卡车(Electric Haul Truck)”的美国申请第15/908,794号、于2018年2月28日提交的题为“电池组件的安装和拆卸系统(Mounting and DismountingSystem for aBattery Assembly)”的美国申请第15/908,799号、于2018年2月28日提交的题为“在车辆中安装和拆卸电池的方法和系统(Method and System for Mounting andDismounting Batteries in a Vehicle)”的美国申请第15/908,802号以及于2018年2月28日提交的题为“可移除电池组件的对准和锁定机构(Alignment and Locking Mechanismfor Removable Battery Assembly)”的美国申请第15/908,804号包含电动采矿机械、电池和地下采矿环境的描述，这些申请的全部内容由此通过引用并入。
在采矿作业中，各种类型的采矿车辆可用于移除和运输材料。可以使用一种类型的车辆，即装载运输倾卸机械(LHD)。LHD可以类似于前端装载机，但具有有助于在硬岩采矿应用中更好地操作的特征。通常，LHD坚固耐用且机动性高。
传统上，LHD被设计成具有相对较长的长度，以提高轴向重量和铲斗容量。然而，常规车辆的较长长度以及整体车架几何形状可能会限制视野。传统的LHD也可以使用柴油动力发动机来操作，这可能会对具有给定尺寸和重量的机械的功率和容量提供间接限制。
发明内容
所公开的车辆包括提供较高的有效载荷量同时维持较小底盘的益处(例如较大的视野)的特征。例如，所公开的车辆可以包括较大的铲斗和前轮胎，但是车架和后轮胎较小。耳轴安装的液压提升气缸可以有利于车辆车架前部的小的高度。双推进马达可以使得不同尺寸的轮胎能够用于车辆的前部和后部。特别地是，较大的轮胎可用于车辆的前部，以支撑铲斗内的高载荷，并且较小的轮胎可用于车辆的后部。较小的后轮胎使得车架在车辆的后部能够具有较小高度。由于车辆前部和后部的车架高度较小，操作员可以具有较大的视野。其它结构特征(例如车架后部和电池组侧面上的倾斜表面)也可以提供增加的视野。
在一方面，本公开涉及一种电动车辆，包括：车架、一组车轮和铲斗。此外，车辆可包括电力推进系统，该电力推进系统包括一个或多个电动马达和被配置用以向所述一个或多个电动马达输送电力的一个或多个电动力源。此外，车辆可以具有有效载荷量，该有效载荷量是能够装载到铲斗中并由电动车辆运输的材料的重量；并且所述有效载荷量可以是至少约10公吨。
在另一方面，本公开涉及一种电动车辆，其包括限定车辆的前端和后端的车架。此外，车辆可以包括靠近车辆的前端的一对前轮胎和靠近车辆的后端的一对后轮胎；铲斗，其在车辆的前端处连接到车架并被构造用以接收有效载荷；和电力推进系统。该电力推进系统可以包括第一电动马达，该第一电动马达被配置用以向前轮胎输送电力；第一电动力源，该第一电动力源被配置用以向第一电动马达输送电力；第二电动马达，该第二电动马达被配置用以向后轮胎输送电力；以及第二电动力源，该第二电动力源被配置用以向第二电动马达输送电力，其中前轮胎大于后轮胎。此外，电动车辆具有有效载荷量，该有效载荷量是能够装载到铲斗中并由电动车辆运输的材料的重量。此外，车架在靠近后轮胎处与最大有效载荷量大幅小于电动车辆的有效载荷量的车辆一致。此外，铲斗的最大竖直可达范围与具有与电动车辆相同的有效载荷量的车辆一致。此外，车架在靠近车辆前端处具有最大高度，在靠近车辆前端处的最大高度与有效载荷量大幅小于电动车辆的有效载荷量的车辆一致。
在另一方面，本公开涉及一种电动车辆，其包括限定车辆前端和后端的车架；靠近车辆前端的一对前轮胎，以及靠近车辆后端的一对后轮胎；被构造用以接收有效载荷的铲斗；和电力推进系统。该电力推进系统可以包括第一电动马达，该第一电动马达被配置用以向前轮胎输送电力；第一电动力源，该第一电动力源被配置用以向第一电动马达输送电力；第二电动马达，该第二电动马达被配置用以向后轮胎输送电力；以及第二电动力源，该第二电动力源被配置用以向第二电动马达输送电力；其中车辆具有前端和后端；其中铲斗在车辆的前端处连接到车架；并且其中前轮胎大于后轮胎，使得前轮胎被构造用以支撑约10公吨的有效载荷，并且后轮胎被构造用以支撑不超过约7公吨的最大有效载荷。
通过研究以下附图和详细描述，本发明的其它系统、方法、特征和优点对于本领域普通技术人员来说将是明显的或将变得明显。意图是，所有这些额外的系统、方法、特征和优点都被包括在本说明书和本发明内容中，都落在本发明的范围内，并受所附权利要求书的保护。
附图说明
参考以下附图和描述可以更好地理解本发明。附图中的部件不一定是按比例的，而是重点在于说明本发明的原理。此外，在附图中，相同的附图标记在不同的视图中均表示一致的部分。
图1是示出采矿车辆的实施例的前透视图的示意性图示；
图2是示出图1的采矿车辆的后透视图的示意性图示；
图3是根据示例性实施例的双马达电力传动系统的示意性图示；
图4是示出图1的采矿车辆的右侧视图的示意性图示；
图5是示出图1的采矿车辆的右侧视图的示意性图示，其中有效载荷铲斗处于各种位置；
图6是图1的采矿车辆的俯视图的示意性图示；
图7是处于铰接状态的图1的采矿车辆的俯视图的示意性图示，示出了转弯半径；
图8示出了与构造用以运输相同有效载荷的传统车辆相比，图1中所示的车辆的竖直铲斗可达范围和底盘高度；
图9示出了根据实施例的两种不同采矿车辆中可用的视野程度的比较；
图10是图1中所示的车辆的后部部分的左侧视图的示意性图示；和
图11是示出沿着图1中所示的车辆的后方驾驶员侧的视野窗口的后透视图的示意性图示。
具体实施方式
电动采矿机械通常由车载电池组提供电力。这些机械可以是装载运输倾卸(LHD)机械、除垢机、平地机、铲形用具、碎石机、切割机、运输机或组合机械。一般来说，电动采矿机械是设计用于具有挑战性的地下环境和有限空间的重型车辆，其由车载电池或其它电力源提供电力。这些机械通常包括工具端、重型车轮和轮胎、操作员区域、控制器，并且可以包括安装在机械上的可移除电力源。
本公开涉及电动车辆或机械。一般来说，如本文所用，术语“电动车辆”是指至少在一种操作模式下将电力用于推进目的的车辆。因此，电动车辆包括全电动车辆(例如，具有牵引马达且仅具有用于从车外源(例如高架接触网或电力轨道)接收电能的车载电能存储装置或机构的车辆)、混合电动车辆(例如，具有牵引马达、能量存储装置、液压推进和燃料发动机、燃料电池等以用于给能量存储装置充电和/或直接产生动力以运行牵引马达的车辆)、双模式车辆(例如，具有纯发动机操作模式和纯电力操作模式的车辆，或者具有由发动机提供牵引电力的第一操作模式和由另一个源提供牵引电力的第二操作模式的车辆)、柴油电动车辆和其它发动机电动车辆(例如，具有产生用于运行牵引马达的电力的发动机的车辆)，以及上述的组合和变型。电动车辆可以具有一个牵引马达，或多个牵引马达；“牵引马达”是指具有用于移动具有足够大小的车辆以进行指定操作的足够大小和容量的马达。
在一些实施例中，路旁站的车辆接口设备可以包括：“插入”模块，例如，车辆插入到路旁站的插座内，用于从该站接收电力；连续电力接口，通过该连续电力接口，车辆可以在移动的同时接收车外电力，例如上述的接触网线或第三轨道；等等。
在一些实施例中，所公开的车辆可以被构造成用于采矿。例如，在一些实施例中，所公开的车辆可以是带有铲形用具或铲斗的作业车辆。例如，在一些实施例中，所公开的车辆可以是电动力的LHD。
在一些实施例中，车辆可以是全电动的，因此可以仅使用电池代替常规的柴油发动机来给车辆提供电力。在某些情况下，车辆可用于采矿操作。为了使车辆更好地适合于采矿条件，与常规车辆相比，该车辆被设计成具有小得多的形状因数。因为车辆是全电动的，所以与需要发动机、变速器、变矩器等的柴油机械相比，节省了大量空间。
与类似的柴油车辆相比，该车辆被设计成具有小的占地面积，包括长度减小以及竖直高度减小。此外，车辆利用电力传动系来实现针对较大有效载荷来设定尺寸的一些特征和针对较小有效载荷来设定尺寸的其它特征。例如，铲斗和前轮胎可以被设定尺寸以用于更大的有效载荷，而车辆车架和后轮胎可以如它们在具有显著较低的有效载荷量的车辆中那样被设定尺寸。例如，在一些实施例中，铲斗和前轮胎可被设定尺寸并构造用以处理至少约10公吨，而车辆车架和后轮胎的尺寸可以类似于被构造用以处理不超过约7公吨的最大有效载荷量的车辆。由于车架和后轮胎尺寸较小，车辆可以具有(较小的)7吨(有效载荷)车辆的视野，但是具有10吨(有效载荷)车辆的有效载荷量。因为传动系是电动的，所以车架不需要那么大，因此可以具有减小的最大高度。此外，每个轮轴可以使用单独的电动马达，使得前轮胎和后轮胎能够彼此独立地操作。由于轮轴之间的独立性，前轮胎和后轮胎可以具有不同的尺寸，而不需要显著的差动/齿轮传动来确保轮胎以相同的速度转动，尽管直径不同。
为了清楚起见，在详细说明和说明书中可以使用以下术语。术语“有效载荷量”或简称为量(capacity)用于表征可被容纳在车辆的铲形用具或铲斗中并且可由铲斗提升和运输的材料的量。有效载荷量也可称为“运输量”。如下文进一步详细讨论的那样，车辆的特征还可以是其有效载荷量与一些其它特性(例如车辆的长度、高度、占地面积、体积、密度、轮胎尺寸、视野或其它特性)的比率。
所公开的车辆可以包括采矿车辆的标准设置，例如车轮和铲斗(或铲形用具)。车辆还可以包括为车轮和铲斗提供电力的设置。例如，车辆可以包括由一个或多个车载电池组提供电力的两个或多个电动马达。
图1是示出电动采矿车辆100的实施例的前透视图的示意性图示。如图1中所示，车辆100可以包括车架115，车架115限定车辆100的前端105和后端110。在一些实施例中，车架115可以设置成两个部分，这两个部分被构造成相对于彼此铰接(参见图7)。此外，车辆100可包括一组车轮，该组车轮包括靠近车辆100的前端105的一对前轮胎125和靠近车辆100的后端110的一对后轮胎130。
如图1中所示，车辆100可以包括操作员驾驶舱。为了保护操作员免受碎片和头顶障碍物的影响，驾驶舱可以包括顶盖140。顶盖140可以包括许多窗口或开口，以便允许围绕驾驶舱位置基本上不受阻碍的360度视野。
同样如图1中所示，车辆100可以包括作业用具，例如铲斗120，该铲斗120在车辆的前端处连接到车架115并被构造用以接收有效载荷。在不同的实施例中，车辆100的有效载荷量可以变化。在一些实施例中，车辆100可以具有约10公吨的有效载荷量。
铲斗120、前轮胎125和/或后轮胎130可以由电动力源135提供电力。在一些实施例中，电动力源135可以包括一个或多个可充电电池。在一些实施例中，电池可以可移除地附接到车辆。
图2是示出图1的采矿车辆的后部透视图的示意性图示。图2示出了车辆100向运输车辆200装载有效载荷的材料205。具体地是，图2示出了车辆100通过悬臂连杆210升高铲斗120，以便将材料205装载到运输车辆200的底板中。图2还示出了矿井215中的车辆100和运输车辆200，从而提供了环境背景。
在一些实施例中，电动力源可以包括至少一个电池组，该电池组包括至少一个电池单元。例如，如图2中所示，在一些实施例中，电动力源135可以包括一个或多个电池。这种电池可以是适合于在采矿车辆中使用的任何类型的可充电电池。在一些实施例中，车辆100可以包括被配置用以驱动车辆100的轮胎的第一电池组201和第二电池组202。每个电池组可以包括多个模块，并且每个模块可以包括多个单元。除了第一电池组201和第二电池组202之外，车辆100可以包括运输电池组(参见图3)。运输电池组可以被配置用以在第一电池组201和第二电池组202被交换用于再充电时移动车辆100。在一些实施例中，第一电池组201、第二电池组202和/或运输电池组可以是磷酸铁锂电池。在一些实施例中，可以使用不同类型的电池。
在一些实施例中，第一电池组201和第二电池组202的组合输出可以是约265kWh。此外，运输电池可以具有24kWh的输出。电动力源可用于给一个或多个电动马达提供电力，以推进车辆。因此，车辆可以包括电力推进系统。该电力推进系统可以包括被配置用以向前轮对输送电力的第一电动马达和被配置用以向第一电动马达输送电力的第一电动力源。此外，电力推进系统可包括被配置用以向后轮对输送电力的第二电动马达和被配置用以向第二电动马达输送电力的第二电动力源。
图3是根据示例性实施例的双马达电力传动系统的示意性图示。如图3中所示，电力推进系统300可包括电动力源135，电动力源135包括第一电池组201和第二电池组202，以及运输电池305。此外，电力推进系统300可以包括第一电动马达310，该第一电动马达310被配置用以向前轮胎125输送电力。此外，电力推进系统300可包括第二电动马达315，该第二电动马达315配置用以向后轮胎130输送电力。在一些实施例中，第一电池组201和第二电池组202的组合输出可用于给第一马达310和/或第二马达315提供电力。在一些实施例中，第一电池组201可以被配置用以向第一马达310输送电力，并且第二电池组202可以被配置用以向第二马达315输送电力。
在一些实施例中，牵引马达(第一电动马达310和第二电动马达315)可以具有约4100牛顿-米的组合峰值扭矩。在一些实施例中，牵引马达可以以360kW(483hp)的组合连续功率输出能力和540kW(724hp)的峰值组合功率操作。
如上所述，因为每个轮轴可以使用单独的电动马达，所以前轮和后轮可以彼此独立地操作，并且因此，前轮胎的尺寸可以不同于后轮胎的尺寸。例如，前轮胎可以比后轮胎大。较大的前轮胎允许车辆在铲斗中承载较重的载荷，而较小的后轮胎使车辆的车架能够制造得较小，从而为操作员提供更好的视野。在一些实施例中，前轮胎可以比后轮胎大40％或更多。例如，在一些实施例中，前轮胎可以被设定尺寸，以处理约10公吨的有效载荷，并且后轮胎的尺寸可以与被构造用以处理约7公吨的有效载荷的车辆的轮胎一致。
图4是示出了图1的采矿车辆的右侧视图的示意性图示。如图4中所示，车辆100可以包括不同尺寸的轮胎。例如，前轮胎125可具有第一直径400，并且后轮胎130可具有第二直径405，第二直径405大幅小于第一直径400。例如，在一些实施例中，前轮胎125的尺寸可以设定用以处理约10公吨的有效载荷，而后轮胎130的尺寸可以设定用以处理约7公吨的有效载荷。例如，在这种情况下，前轮胎125可以具有18.00R25的尺寸，并且可以具有约1615mm的直径、约498mm的截面宽度、约186的载荷指数和9500kg的最大载荷(具有10公吨有效载荷量的LHD的所有典型规格)。相比而言，后轮胎130可以具有17.5R25的尺寸，并且可以具有约1348mm的直径、约445mm的截面宽度、约170的载荷指数以及约6000kg的最大载荷(具有7公吨有效载荷量的LHD的所有典型规格)。比较两种轮胎尺寸的这些参数，前轮胎具有大了约20％的较大直径、大了约12％的较大截面宽度、高了约10％的较高载荷指数以及高了约58％的较高最大载荷。
图5是示出图1的采矿车辆的右侧视图的示意性图示，其中有效载荷铲斗处于各种位置。图5示出了车辆100的各种尺寸。如上所述，车辆100的不同部件的尺寸可以设定用以处理不同的有效载荷。具体地是，铲斗120和前轮胎125的尺寸可以设定用以处理较大的有效载荷(例如，约10公吨)，而车架115和后轮130的尺寸可以小得多。后轮130的较小尺寸使得车架115的后部部分能够制造得较小。此外，铲斗悬臂连杆的至少一个液压提升气缸可以使用耳轴安装到车架。通过使用耳轴安装的气缸，可以利用具有与原本达到期望高度所需的相比较短的最大高度的车架来实现更大的最大铲斗可达范围/高度。因此，铲斗可以被升高到与典型的10吨LHD相一致的高度，并且车架在靠近车辆的前端处可以具有与典型的7吨LHD相一致的最大高度。耳轴安装的气缸将在下面参照图8进一步详细讨论。
如图5中所示，车辆100可以包括中心枢轴500，中心枢轴500使得车架115能够铰接。图5还示出了处于各种位置的铲斗120，包括实线所示的完全下降位置。铲斗120还被示出处于由第一虚线轮廓520指示的蜷曲位置，以及由第二虚线轮廓525指示的完全升高位置。
图5示出了车辆100的各种尺寸，这将在下面进行一般性和具体讨论。在相关的情况下，还讨论了基准车辆的示例性对应尺寸。应注意的是，对于车辆100和基准车辆两者，所讨论的其中一些尺寸可能会由于使用尺寸或形状稍有不同的铲斗而变化，这些铲斗可作为附件互换。
车辆100基本上可以在大多数尺寸上具有有效载荷量为7公吨的LHD的整体尺寸，但是可以具有使车辆能够具有10公吨有效载荷量的LHD的有效载荷量和最大竖直铲斗可达范围的特征。为了支撑更高的有效载荷，可以在车辆100的前部使用更大的轮胎。为了在不增加车架或底盘高度的情况下提供增加的竖直铲斗可达范围，可以使用耳轴安装的液压气缸来升高和降低铲斗。此外，为了便于具有不同尺寸的前轮胎和后轮胎，可以在前轮轴和后轮轴上使用单独的电动马达。因此，车辆100可以具有10公吨的有效载荷量，但是具有7公吨有效载荷量的LHD的使用、可操纵性、轻重量和整体紧凑尺寸。以下尺寸说明了与具有10公吨有效载荷量的基准LHD相比，车辆100的各个方面的较小尺寸。
如图5中所示，车辆100可以具有在前轮的中心点和后轮的中心点之间延伸的轴距505。在一些实施例中，轴距505可以是约3400mm。作为比较，具有10公吨有效载荷量的基准LHD可以具有约3536mm的轴距。此外，轮中心可以定位成与枢轴500基本上等距。尺寸510示出了枢轴500和前轮胎125的中心之间的距离。在一些实施例中，尺寸510可以约为1700mm(对于基准LHD为1768mm)。
尺寸515表示前轮胎125的中心和在最低位置下的铲斗120的顶端之间的距离。在一些实施例中，尺寸515可以约为3592mm。尺寸530表示当处于蜷曲位置时从地面到铲斗120的顶端的距离。在一些实施例中，尺寸530可以约为1872mm。尺寸535示出了当处于蜷曲位置时从地面到铲斗120的后部/上部部分的距离。在一些实施例中，尺寸535可以约为2145mm。此外，尺寸540示出了当铲斗120处于升高位置时地面和铲斗120的最上部部分之间的距离。在一些实施例中，尺寸540可以约为5100mm。这些与铲斗120相关的尺寸可以与典型的10吨LHD一致。例如，基准LHD中的与尺寸540相一致的最大高度约为5114mm，与车辆100的相应尺寸(5100mm)几乎相同。
此外，尺寸550示出了后轮胎130的中心和车辆100的最后面部分之间的距离。在一些实施例中，尺寸550可以约为2941mm(对于基准LHD来说为3055mm)。因此，尺寸505、尺寸515和尺寸550加在一起等于车辆100的总长度，其也被示为尺寸555。在一些实施例中，尺寸555可以约为9933mm(对于基准LHD来说为9955mm或更长，这取决于使用多大的铲斗)。尺寸560示出了车架115的后部部分的高度。在一些实施例中，尺寸560可以约为1846mm(对于基准LHD来说为1890mm)。此外，尺寸565示出了铲斗120处于降低位置时的车辆100的总高度(即，从地面到顶盖140的顶部)。在一些实施例中，尺寸565可以约为2149mm(对于基准LHD来说为2400mm)。除了总长度555之外，与车辆100的后部部分相关的这些尺寸可以与典型的7吨LHD的尺寸一致。相比之下，上面括号中的基准LHD的尺寸明显更大，因此说明了与具有相同有效载荷量的基准车辆相比，车辆100相对紧凑。
图6是示出图1的采矿车辆的俯视图的示意性图示。在图6中，车辆100被示出为后端110位于左侧，并且前端105被示出为位于右侧。图6还示出了车辆100具有左侧600和右侧605。在左侧600和右侧605之间的车架115的宽度被示出为尺寸610。在一些实施例中，尺寸610可以约为2195mm(对于基准LHD来说为2404mm)。此外，如图6中所示，铲斗120可以比车架115稍宽，如尺寸615所示的那样。在一些实施例中，尺寸615可以约为2607mm(对于基准LHD来说为2723mm；这再次取决于所用铲斗的尺寸)。
图7是处于铰接状态的图1的采矿车辆的俯视图的示意性图示，并且示出了转弯半径。特别地是，第一主体部分701相对于第二主体部分702成45度的角度。在一些实施例中，最大铰接角度可以在30度和50度之间变化。此外，内转弯路径具有半径710。外转弯路径具有半径705。在一个实施例中，半径705的值约为5768mm。同样，在一个实施例中，半径710的值约为3005mm(对于基准LHD来说为3291mm)。当然，在其它实施例中，半径705和/或半径710可以随着车辆的长度和/或宽度的改变而改变，并且/或者随着其它特征的修改而改变(例如，第一主体部分701和第二主体部分702之间的机械链接)。此外，图7示出了铲斗路径半径700。在一些实施例中，铲斗路径半径700可以约为6420mm(对于基准LHD来说为6638mm)。应注意，车辆100的外转弯半径和内转弯半径都大幅小于基准LHD的外转弯半径和内转弯半径，说明相比之下，车辆100的可操纵性增加。
在一些实施例中，所公开的车辆可以具有与具有较大有效载荷量的车辆相一致的最大竖直铲斗可达范围，并且具有与具有显著较小的有效载荷量的车辆相一致的在靠近底盘的前部部分处的最大车架高度。通过使用耳轴将铲斗悬臂组件的一个或多个液压提升气缸安装到车架上，可以有利于这些发散的部件尺寸。
图8示出了与构造用以运输相同有效载荷的传统/基准车辆相比的图1中所示的车辆的竖直铲斗可达范围和底盘高度。如图8中所示，车辆100使铲斗1210升高到最大高度815，并且基准车辆800将其铲斗820也升高到最大高度，该最大高度与车辆100的铲斗120的最大可达范围相同。还将注意到，铲斗820的尺寸和形状基本上类似于铲斗120，并且因此，两个铲斗具有基本上相同的有效载荷量，例如10公吨。此外，为了支撑相同的有效载荷，两个车辆可以具有相同尺寸的轮胎。也就是说，高度805示出了车辆100的前轮胎125的高度，并且基准车辆800的前轮胎812可以具有高度810，该高度810可以与车辆100的前轮胎125的高度805基本上相同。
然而，尽管车辆100的铲斗、可达范围和轮胎尺寸和基准车辆800的铲斗、可达范围和轮胎尺寸之间相似，但是两个车辆的车架可以具有不同的尺寸。例如，如图8中所示，车辆100的车架115可以在靠近车辆100的前端处在前轮胎125所附接的地方具有最大高度825。基准车辆800可以具有带有最大高度830的车架835。如图8中所示，高度825可以大幅小于高度830。例如，车辆100的高度825可以与具有7吨有效载荷量的LHD的车架高度一致。相反，由于基准车辆800是典型的10吨LHD，因此车架高度830对于具有10吨有效载荷量的LHD来说是典型的。
通过使用用于液压提升气缸845的耳轴支架，至少部分地实现了10吨车辆的铲斗可达范围，但车架高度为7吨车辆的车架高度。例如，如图8中所示，提升气缸845安装在位于提升气缸845的端点之间的枢轴850处。因此，尽管在底盘的靠近铲斗致动连杆的区域中，车架尺寸较小，但是可以使用较长的提升气缸。
与具有相同或基本上相同有效载荷量的类似车辆相比，所公开的车辆可以具有改善的视线。通过车辆的前部部分和后部部分中的减小的车架高度实现了这种改善的视线。特别是，后部中的较小轮胎和前部中的耳轴安装的提升气缸的使用使得能够在车辆的两端处均使用较短的车架尺寸。此外，其它适应措施，例如倾斜的电池组表面和倾斜的车架表面提供了沿着车辆的驾驶员侧的观察路径。
如本文所用的，视线是车辆的驾驶员/操作员和远离车辆的某个位置之间的视野线。如果驾驶员/操作员对某个位置有清晰的视线，则该位置是可见的。术语“地面视野距离”是指车辆驾驶室(即操作员所坐的地方)和驾驶员将视线对准地面所处的地面上的最近位置之间的水平距离(即驾驶员能看到地面的最短可能的水平距离)。
图9示出了根据实施例的两种不同采矿车辆中可用的视野程度的比较。如图9中所示，车辆100的操作员905具有前方视线951。此外，操作员905具有后方视线952。如图9中所示，基准车辆900可以具有前方视线961和后方视线962。如图9中所示，基准车辆900的视线明显长于车辆100的视线。也就是说，车辆900的前方视线961明显长于车辆100的前方视线951。类似地是，车辆900的后方视线962明显长于车辆100的后方视线952。还将注意到，车辆100的前车架高度935显著低于基准车辆900的前车架高度945。此外，车辆100的后车架高度936显著低于基准车辆900的后车架高度946。与具有相同容量的基准车辆相比，车辆100的较低的车架高度在向前方向和向后方向两个方向上都提供了改善的视野。
图10和图11示出了车架115的倾斜表面和电池组201的倾斜表面如何提供在向后方向上顺着车辆100的驾驶员侧向下的视野窗口。图10是图1中所示的车辆的后部部分的左侧视图的示意性图示。如图10中所示，车架115的后部部分1000可以包括第一倾斜表面1005和第二倾斜表面1006，这两个倾斜表面都远离操作员905倾斜。由于沿着车辆的驾驶员侧的这些倾斜表面，操作员905可以看到远比如果车架一直是水平的直到车辆100的后端110更靠近车辆后部的地面。视线952指示操作员905如何沿着第一电池组201顺着车辆100的侧面向下看。
除了车架115的倾斜表面之外，电池组也可以包括改善从驾驶舱向后的视野的一些倾斜表面。图11是示出了沿着图1中所示的车辆的后方驾驶员侧的视野窗口的后透视图的示意性图示。如图11中所示，第一电池组201可以包括第三倾斜表面1105。当与车架115的第一倾斜表面1005和第二倾斜表面1006组合时，这三个倾斜表面提供了顺着车辆100的后方驾驶员侧向下的视野路径，如虚线1110所示，视线952穿过该视野路径。
虽然已经描述了本发明的各种实施例，但是描述旨在是示例性的，而不是限制性的，并且对于本领域普通技术人员来说明显的是，在本发明的范围内的许多更多实施例和实施方式是可能的。任何实施例的任何元件可以替代任何其它实施例的另一元件，或者添加到另一实施例中，除非特别排除。因此，除了根据所附权利要求书及其等同物，本发明不受限制。此外，可以在所附权利要求书的范围内进行各种修改和改变。

Claims (20)

1.一种电动车辆，包括：
车架、一组车轮和铲斗；和
电力推进系统，所述电力推进系统包括一个或多个电动马达和一个或多个电动力源，所述一个或多个电动力源被配置用以向所述一个或多个电动马达输送电力；
所述电动车辆具有有效载荷量，所述有效载荷量是能够装载到所述铲斗中并由所述电动车辆运输的材料的重量；并且
其中所述有效载荷量是至少约10公吨。
2.根据权利要求1所述的电动车辆，其中，所述车辆具有前端和后端；
其中所述铲斗在所述车辆的所述前端处连接到所述车架；
其中所述一组车轮包括靠近所述车辆的所述前端的一对前轮胎和靠近所述车辆的所述后端的一对后轮胎；并且
其中所述前轮胎大于所述后轮胎。
3.根据权利要求2所述的电动车辆，其中，所述前轮胎被构造用以支撑约10公吨的有效载荷；并且
其中所述后轮胎被构造用以支撑不超过约7公吨的最大有效载荷。
4.根据权利要求2所述的电动车辆，其中，所述一个或多个电动力源包括被配置用以向所述前轮胎输送电力的第一动力源和被配置用以向所述后轮胎输送电力的第二动力源。
5.根据权利要求2所述的电动车辆，其中，所述车架在靠近所述后轮胎处被构造用以提供与最大有效载荷量大幅小于10公吨的车辆相一致的后方视野。
6.根据权利要求5所述的电动车辆，其中，所述一个或多个动力源包括电池组，所述电池组具有倾斜侧边缘，所述倾斜侧边缘提供了在所述车辆的驾驶员侧后方上的视野路径。
7.根据权利要求1所述的电动车辆，其中，所述车辆具有前端和后端；
其中所述铲斗在所述车辆的所述前端处连接到所述车架；并且
其中所述车架在靠近所述前端处具有最大高度；
其中所述车架在靠近所述车辆的所述前端处的所述最大高度与最大有效载荷量大幅小于所述电动车辆的所述有效载荷量的车辆一致。
8.根据权利要求7所述的电动车辆，其中，所述铲斗具有约10公吨的有效载荷量，并且所述车架在靠近所述车辆的所述前端处的所述最大高度与最大有效载荷量不超过约7公吨的车辆一致。
9.根据权利要求8所述的电动车辆，其中，所述铲斗具有最大竖直可达范围，所述最大竖直可达范围与有效载荷量为约10公吨的车辆一致。
10.根据权利要求7所述的电动车辆，其中，所述铲斗通过连杆附接到所述车架，所述连杆包括耳轴安装的液压提升气缸。
11.一种电动车辆，包括：
车架，所述车架限定所述车辆的前端和后端；
靠近所述车辆的所述前端的一对前轮胎，以及靠近所述车辆的所述后端的一对后轮胎；
铲斗，所述铲斗在所述车辆的所述前端处连接到所述车架，并且所述铲斗被构造用以接收有效载荷；和
电力推进系统，其包括：
第一电动马达，所述第一电动马达被配置用以向所述前轮胎输送电力；
第一电动力源，所述第一电动力源被配置用以向所述第一电动马达输送电力；
第二电动马达，所述第二电动马达被配置用以向所述后轮胎输送电力；和
第二电动力源，所述第二电动力源被配置用以向所述第二电动马达输送电力；
其中所述前轮胎大于所述后轮胎；
其中所述电动车辆具有有效载荷量，所述有效载荷量是能够装载到所述铲斗中并由所述电动车辆运输的材料的重量；
其中所述车架在靠近所述后轮胎处具有最大高度，所述最大高度与最大有效载荷量大幅小于所述电动车辆的所述有效载荷量的车辆一致；
其中所述铲斗具有最大竖直可达范围，所述最大竖直可达范围与有效载荷量与所述电动车辆相同的车辆一致；并且
其中所述车架在靠近所述车辆的所述前端处具有最大高度，在靠近所述车辆的所述前端处的所述最大高度与最大有效载荷量大幅小于所述电动车辆的所述有效载荷量的车辆一致。
12.根据权利要求11所述的电动车辆，其中，所述电动车辆的所述有效载荷量为至少约10公吨。
13.根据权利要求12所述的电动车辆，其中，所述前轮胎被构造用以支撑约10公吨的有效载荷；并且
其中所述后轮胎被构造用以支撑不超过约7公吨的最大有效载荷。
14.根据权利要求12所述的电动车辆，其中，所述铲斗具有约为10公吨的有效载荷，并且所述车架在靠近所述车辆的所述前端处的所述最大高度与最大有效载荷不超过约7公吨的车辆一致。
15.根据权利要求11所述的电动车辆，其中，所述一个或多个动力源包括电池组，所述电池组具有倾斜侧边缘，所述倾斜侧边缘提供了在所述车辆的驾驶员侧后方上的视野路径。
16.根据权利要求11所述的电动车辆，其中，所述铲斗通过连杆附接到所述车架，所述连杆包括耳轴安装的液压提升气缸。
17.一种电动车辆，包括：
车架，所述车架限定所述车辆的前端和后端；
靠近所述车辆的所述前端的一对前轮胎，以及靠近所述车辆的所述后端的一对后轮胎；
铲斗，所述铲斗被构造用以接收有效载荷；和
电力推进系统，其包括：
第一电动马达，所述第一电动马达被配置用以向所述前轮胎输送电力；
第一电动力源，所述第一电动力源被配置用以向所述第一电动马达输送电力；
第二电动马达，所述第二电动马达被配置用以向所述后轮胎输送电力；和
第二电动力源，所述第二电动力源被配置用以向所述第二电动马达输送电力；
其中所述车辆具有前端和后端；
其中所述铲斗在所述车辆的所述前端处连接到所述车架；并且
其中所述前轮胎大于所述后轮胎，使得所述前轮胎被构造用以支撑约10公吨的有效载荷，并且所述后轮胎被构造用以支撑不超过约7公吨的最大有效载荷。
18.根据权利要求17所述的电动车辆，其中，所述车架在靠近所述后轮胎处被构造用以提供与最大有效载荷大幅小于10公吨的车辆相一致的后方视野。
19.根据权利要求18所述的电动车辆，其中，所述车架在靠近所述后轮胎处被构造用以提供与最大有效载荷不超过约7公吨的车辆相一致的后方视野。
20.根据权利要求18所述的电动车辆，其中，所述第一动力源和所述第二动力源中的至少一个动力源包括电池组，所述电池组具有倾斜侧边缘，所述倾斜侧边缘提供了在所述车辆的驾驶员侧后方上的视野路径。
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