CN1740012A - 蓄电池驱动的穿梭式矿车 - Google Patents

Abstract

一种蓄电池驱动的穿梭式矿车(10)，包括有利于使用和操作且能够高效用于采矿环境中的特征和部件。该穿梭式矿车(10)包括至少一个蓄电池(20)，该蓄电池(20)固定在车架(11)上并在左前轮(17)和左后轮(17)之间或者在右前轮(17)和右后轮(17)之间。蓄电池更换机构(51)有利于电池组更换。此外，穿梭式矿车(10)可以有成一体的卸货端(81)，该卸货端(81)有基本固定的高度(82)。满载指示器在传送器(16)基本装满时提供指示，以便使穿梭式矿车(10)的使用和工作效率最大。

Description

蓄电池驱动的穿梭式矿车

本申请是申请日为2001年9月13日、申请号为01815621.5、发明名称为“蓄电池驱动的穿梭式矿车”的发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及采矿车辆，尤其是涉及一种蓄电池驱动的穿梭式矿车。

背景技术

在采矿过程中总是必须进行的一项工作是要将采下的矿物材料从采矿点传送到卸料点，例如传送到送料器装置内，该送料器装置最终将该采下矿物材料输送到矿口。至少从二十世纪四十年代开始(例如见美国专利No.2192650；2588341以及3370667)，已经利用具有中心传送器的蓄电池驱动车辆。为了使生产水平和设备利用程度最大，通常使用两个或更多穿梭式矿车，这些穿梭式矿车交替进行装载和卸料。穿梭式矿车的运动灵活性很重要，因为它需要穿过迷宫形矿井而运动。在普通实施例中，穿梭式矿车由安装在该穿梭式矿车一端处的300安培小时的蓄电池来驱动。不过，很快发现，蓄电池的尺寸和容量受到车辆结构、采矿大小和其它的当时技术以及实际重量和平衡的限制，该蓄电池在采矿生产环境中是不现实的能量源。

因此，从二十世纪四十年代中期一直到现在，市场上的大部分穿梭式矿车由轨道电缆通过车辆安装的电缆盘而供能。因此，穿梭式矿车不能够在作业表面和倾倒点之间沿尽可能短的距离独立运行。还有，多个穿梭式矿车不能够在不与其它矿车干涉的情况下沿相同路线运行，且采矿操作员不能够在不增加复杂性的情况下使运输路线延伸以满足其它需求，例如将不能装在电缆盘上的附加电缆铰接。

为了克服电缆盘穿梭式矿车的限制，几个制造商开发和上市了其它类型的蓄电池驱动运输车辆，以便于运输市场的竞争。这些车辆设计成在一端有蓄电池和在另一端有运输舱，并有位于它们之间的操作舱。该车辆为铰接连接，以便能在采矿环境中进行机动。

尽管该设计优选是包括较大的1500安培小时或更大的蓄电池，但是该车辆有多个操作上的缺点。运输舱并没有穿过该车辆的穿梭式矿车的传送器，因此，该车辆必须在对着一个方向时才能装载，且运输材料必须在相反方向时进行卸料，从而在每一个运动方向上都必须进行至少一次反转。

除了需要用于该机动的额外循环时间，运动额外距离所需的附加电能加上穿梭式矿车在反转过程中进行停车、起动和转向所需的附加电能，所有电能都要从在车上蓄电池中所能够获得的最终能量中减去。

该铰接结构类型的矿车也使得它难以进行全轮驱动。两轮驱动将产生在湿软地基和斜坡上的牵引问题。某些铰接车辆的实施例可能选择以相当高价格装备有用于其它轮子的人工驱动、液压驱动，即在工作时还将高速消耗电能的装置。通常，人工驱动在车辆停止后以及当车辆装备有全时全轮驱动时将不会出现的状态下进行。而轮胎承载重量的非均匀分布将进一步恶化牵引问题，尤其是当穿梭式矿车在循环的空载部分中运行时。

在穿梭式矿车的蓄电池/牵引端的轮胎一直处于高负载也将缩短该轮胎的寿命，某些制造商甚至用具有减小牵引能力的附件的、由非橡胶合成材料构成的实心轮胎来作为不希望的折衷方法。

另外，在穿梭式矿车的使用中，通常在卸料端(卸货端)有提升卸料组件(该组件能够升高和降低)，尤其是对于电缆穿梭式矿车。不过，对于很多目的，这样的提升构件并没有用，对于本发明的特定蓄电池驱动穿梭式矿车，更希望在卸货端提供固定高度的卸料。

当操作穿梭式矿车时，操作人员通常希望能够有效确定负载相对于卸料端的准确位置，以避免散落到地面上。难以对操作舱安全有效的定位(这样操作者能够很容易地操作该穿梭式矿车)，同时还不会干涉传送器的煤或其它矿材料的运输功能，且当穿梭式矿车的材料“装满”时还允许操作者看见，从而能够将它驾驶到卸料位置。为了解决该问题，从操作者的观点看，希望包括负载指示器等。

还有，需要使穿梭式矿车的蓄电池能够在矿井环境中安全使用。尤其是，希望能够在穿梭式矿车的非工作状态或响应特殊情况而使蓄电池盒断电。

发明内容

根据本发明，提供了一种新型的蓄电池驱动穿梭式矿车，该蓄电池驱动穿梭式矿车能够避免原先的蓄电池驱动穿梭式矿车的问题，同时保持它们的优点，该蓄电池驱动穿梭式矿车明显优于电缆盘穿梭式矿车和普通的蓄电池驱动运输舱铰接车辆，且该蓄电池驱动穿梭式矿车能够以简单有效的方式来实现目的。根据本发明，蓄电池驱动的穿梭式矿车有：蓄电池，该蓄电池相对于车辆安装成使得轮胎负载基本均匀，且采矿装置对蓄电池几乎没有损害；固态电子马达控制装置，该固态电子马达控制装置提供无级变速控制，同时保存电池能；以及简单有效的蓄电池拆卸和更换装置。本发明的穿梭式矿车还采用能够处理机器和有效载荷的组合负载的轮胎技术以及足够容量的铅酸蓄电池，以便使无电缆蓄电池驱动功能成为可行。也就是，本发明的穿梭式矿车可以很容易地包括具有至少500安培小时容量的蓄电池，例如大约500-2500安培小时。

在本发明的实施例中，蓄电池驱动的穿梭式矿车有：车架，该车架支承多个轮子，这些轮子包括至少一左前轮、一左后轮、一右前轮、一右后轮。至少一个马达与该车架以及该多个轮子相连，且至少一个蓄电池可操作地与该马达相连。该蓄电池用于至少向该马达供电。优选是，该蓄电池固定在车架上并在以下两个位置中的至少一个处：(1)左前轮和左后轮之间，以及(2)右前轮和右后轮之间。在一个实施例中，穿梭式矿车包括至少两个马达，该马达与车架以及多个轮子相连，并有两个蓄电池，其中，这两个蓄电池中的一个固定在车架上并在左前轮和左后轮之间，这两个蓄电池中的另一个固定在车架上并在右前轮和右后轮之间。在另一结构中，穿梭式矿车包括四个马达，每个马达与多个轮子中的一个进行操作连接。

优选是，一个或多个蓄电池有至少500安培小时的总容量。此外，穿梭式矿车可以包括在至少一个蓄电池和至少一个马达之间操作连接的固态IGBT和/或SCR驱动电子直流马达控制。传送器可以布置在中心处并与车架相连，其中，至少一个马达驱动多个轮子中的至少一个以及传送器。

穿梭式矿车还可以包括蓄电池更换机构，该蓄电池更换机构与车架连接，并包括一对杠杆臂，该对杠杆臂与从至少一个蓄电池向外伸出的构件配合。至少一个驱动机构例如线性致动器驱动该杠杆臂。该驱动机构和杠杆臂使至少一个蓄电池从在车架上的位置运动到在地面上或在地面支承构件上的位置。一种可选的蓄电池更换机构包括(1)第一高架升降机，该第一高架升降机使至少一个蓄电池从车架上升高，且该第一高架升降机包括蓄电池充电器，该蓄电池充电器接收至少一个用于充电的蓄电池；以及(2)第二高架升降机，该第二高架升降机布置在第一高架升降机附近，且该第二高架升降机将用于安装到车辆上的充电蓄电池降低。在本文中，蓄电池充电器可以包括布置在远离第一高架升降机处的充电站。另外的蓄电池更换机构包括使用单独的叉车型车辆和/或适于固定在更换区域中的机构。至少一个蓄电池装备有叉车叉槽，该叉车叉槽作为整体部件从电池盒上凸出。穿梭式矿车车架装备有叉车叉槽定位狭槽。该叉槽和狭槽可以布置成凸形和凹形结构的任意组合，在使用这里所述的多个蓄电池更换机构中的任意一个进行更换处理的过程中，装置的该组合使得至少一个蓄电池快速和准确地定位。

在另一实施例中，穿梭式矿车包括接收端和卸货端，其中，卸货端与车架形成一体，从而确定了单件式车架结构，其中，卸货端有基本固定的高度。传送器可以布置在中心处，并与车架相连。满载指示器机构至少部分布置在卸货端附近，其中，当传送器基本满载时，该满载指示器机构提供指示。在本文中，满载指示器优选是包括：检测臂，该检测臂布置在传送器的材料通路中；枢轴杆，该枢轴杆安装在衬套内；以及指示器，该检测臂和该指示器都连接到该枢轴杆上。

穿梭式矿车可以提供有三个串联连接的蓄电池，一个蓄电池布置在左前轮和左后轮之间，另一个蓄电池布置在右前轮和右后轮之间，最后一个蓄电池布置在穿梭式矿车的中心位置。在另一结构中，穿梭式矿车提供有三个串联连接的蓄电池，一个蓄电池布置在基本与左前轮和左后轮对齐的位置，另一个蓄电池布置在基本与右前轮和右后轮对齐的位置，最后一个蓄电池布置在穿梭式矿车的中心位置。至少一个蓄电池可以包括断路器，该断路器与该蓄电池可操作地连接，以便当断路器工作时断开该蓄电池。在本文中，断路器是人工操作的，并装在防爆壳体内。安全电路可以与马达和蓄电池中的至少一个连接，该安全电路防止轮子转动，并进行停车制动。

在本发明的另一实施例中，提供了一种更换安装在蓄电池驱动穿梭式矿车上的蓄电池的方法，其中，该蓄电池安装成与下面的一组对齐(1)左前轮和左后轮；以及(2)右前轮和右后轮。该方法包括以下步骤：将至少一个驱动机构固定在安装于蓄电池驱动穿梭式矿车的蓄电池上；驱动该驱动机构，从而使蓄电池离开车架；以及在相邻机构上接收蓄电池。

附图说明

下面将参考附图详细介绍本发明的这些和其它方面和优点，附图中：

图1是本发明的穿梭式矿车的一个实施例的俯视平面图；

图2是图1的穿梭式矿车的侧视图；

图3是用于图1和2的穿梭式矿车的合适马达控制的电路图；

图4是本发明的穿梭式矿车的另一实施例的俯视图；

图5是图4的穿梭式矿车的卸料端的详细侧视图，其中，部分已经除去，以便清楚表示，同时示意表示了“满载”指示器；

图6是用于除去和代替用于图1和2的穿梭式矿车的蓄电池的辅助驱动系统的俯视示意图；

图7是图6的辅助驱动系统的详细示意图；

图8是本发明第二实施例的穿梭式矿车的、与图1类似的视图；

图9是图8的穿梭式矿车的、与图2类似的视图；

图10-12是本发明第三实施例的俯视图，表示了蓄电池相对于矿车中的轮胎和马达的布置方式；

图13是可以用于图中所示的穿梭式矿车实施例的普通传送器装置部件的示意图；

图14是表示本发明的高架蓄电池更换系统的示意侧视图；

图15和16是根据本发明，可以用于更换蓄电池的蓄电池更换车辆的基本特征的俯视图和侧视图；

图17和18是类似于图15和16的视图，只表示了安装在蓄电池更换车辆上的泵马达和液压流体罐；

图19和20是类似于图17和18的视图，只表示了已经移动到蓄电池更换车辆上的蓄电池；

图21是表示蓄电池更换辅助机构的另一实施例的示意图，该蓄电池更换辅助机构特别适用于蓄电池的“侧鞍”安装，如附图1和2所示；

图22是用于图21的蓄电池更换机构的一个臂的侧视图；

图23、24和25分别是可用于本发明的穿梭式矿车的“满载”指示器的一个实例的正视图、侧视图和俯视图；以及

图26-28分别是具有断路器的蓄电池的实例的侧视图、俯视图和正视图，该断路器特别适用于本发明的穿梭式矿车。

具体实施方式

蓄电池相对于穿梭式矿车的特定位置、用于驱动穿梭式矿车的轮子的马达、驾驶舱以及蓄电池的数量都将取决于煤层的最大高度限制、地质条件或者穿梭式矿车的其它工作环境和装载能力。图1、2、4和图8-12表示了一些特别优选的结构。

特别参考图1和2的实施例，所示的蓄电池驱动穿梭式矿车10的第一实施例包括：车架11，该车架11包括第一和第二侧部12、13以及任意合适的横向部分(图1中以14表示，但是也可选择地提供有车架部分15)；以及普通结构的传送器(图1中由参考标号16示意表示，但是在图13的实施例中更详细地表示)该传送器在侧部12、13之间，并基本延伸到车架11的有效长度，用于将材料从车架11的一端运送另一端。

穿梭式矿车10还有至少四个具有轮胎17的轮子，各车架侧部12、13与至少两个轮子相连，以便安装成使车架11能够在矿井地面或类似物上运动。轮胎17可以为普通结构，例如Goodyear 12:00×20、24股(ply)或14:00×24、28股，或者为Michelin或其它制造商的等效轮胎。可换向马达例如DC马达18用于驱动安装在轮子上的轮胎17(安装在普通轴或类似物上)，以便使该穿梭式矿车10向前或反转运动，如图1中的双箭头19所示。如图3所示，一个马达18可以用于驱动各个轮子/轮胎17。也可选择，可以提供有两个马达18，一个用于驱动后轮胎，另一个驱动前轮胎；或者一个用于驱动右侧轮胎，另一个驱动左侧轮胎。还有，马达22可以用于驱动液压泵，以便向在该穿梭式矿车10上或与该穿梭式矿车相连的任何液压缸或其它液压马达或其它装置(例如用于驱动轮子、蓄电池更换、矿车锁定、传送器倾斜和调节、驾驶室调节或调平等)供给液压流体。还有，可以提供有一个或多个类似或不类似马达18的马达，用于驱动普通传送器。

一个或多个(优选是至少两个)蓄电池20可操作地安装在车架11上，用于驱动马达18和22。在本发明的本文中，术语“蓄电池”可以指蓄电池、它的安装架或组件。用于穿梭式矿车的蓄电池组件通常由安装在安装架或壳体中的多个蓄电池成，然后它们可以安装在所谓的“托架”内。在图1和2所示的实施例中，蓄电池20表示为安装在车架侧部12、13中的插入隔舱内，各蓄电池20可以布置在沿19所示方向的两个轮胎17(即“侧鞍(side saddle)”结构)之间。

蓄电池20也可以向其它电设备(例如穿梭式矿车10的前灯)供电。

用于本发明的特殊蓄电池20可以有在内部板之间的特殊尺寸壳体和连接件，以便适用于特殊的穿梭式矿车10的环境。不过，实际的板自身以及板之间的相互连接都很普通。蓄电池20壳体可以根据结构而设计成具有由穿梭式矿车10环境所限制的最小宽度和最大长度，同时有最大的安培小时或千瓦小时的容量。容量和安培小时数的范围为从500安培小时到2500安培小时。电压范围为从64-384伏，这意味着(已有技术)蓄电池的电池的数目范围为从32-192。上述所有范围也特别包括在较宽范围内的所有较窄范围；也就是，500-2500安培小时的蓄电池容量还特别包括1000-2000安培小时、1125-2005安培小时和其它在较宽范围内的所有较窄范围。

如图3所示，本发明的穿梭式矿车10还包括固态IGBT(绝缘栅双极性晶体管)和/或SCR(硅控制整流器)驱动电子直流马达控制，总体如图3中的参考标号21表示，它基本提供了电马达18的无限变量控制。控制器21在蓄电池20(蓄电池为串联)和马达18之间可操作地连接，如图3示意表示。优选是，控制器21也控制驱动普通传送器16的电马达18(也优选是可换向DC马达)。优选是，控制器21也控制驱动液压马达的电马达22。控制器21自身为普通的，由Cable-Form、Long-Airdox、Sevcon和其它公司可得到。一种特别合适的控制器21是一个或多个Saminco公司的A750系列蓄电池运输器控制器。该控制器21可以安装在普通穿梭式矿车10的任意位置，普通的电缆使部件18和20至22相互连接。

在图1、2和4所示的实施例中，操作舱23布置成靠近穿梭式矿车10的一端并在侧部13中。

在图4和5所示的可选结构中，提供有三个蓄电池20，其中两个蓄电池20安装在侧部12、13中并在前后轮子轮胎17之间的侧鞍处，第三蓄电池20布置成靠近穿梭式矿车10的一端，并在中心位置。在图4所示的实施例中，中心的蓄电池20布置成邻近卸料端81，但是它也可选择为布置在靠近接收端80处或在传送器下面的任何位置。

在图4所示实施例中，穿梭式矿车10的卸料端81优选是有固定的高度结构，如图4和5中以82示意表示。也就是，没有提升(升高或降低)卸料组件，而是提供固定高度结构，以便于操作，并减小穿梭式矿车的成本和复杂性，同时没有任何明显的缺点。不需要提升卸料吊杆使得卸料吊杆能够与车架或车体的主体部分形成一体。这提供了附加的结构刚性和整体性，消除了铰接和液压装置的重量和复杂性，并提供了附加的立方容积一所有这些都有利于增加有效载荷量。穿梭式矿车的低接缝变化形式可以包括提升卸料传送器，以便能应付高度的起伏，同时还排出到接收料斗上面。

图6和7示意表示了特殊的蓄电池更换机构，该蓄电池更换机构可用于很容易地更换蓄电池20(也就是，利用充完电的蓄电池20代替基本放完电的蓄电池)。包括链条、挂钩、剪刀机构等的蓄电池更换机构可以通过多种变化形式和装置来实现。在图6和7所示的优选实施例中，一对浮动液压缸25可操作地通过任意合适的普通速卸连接件而与上述蓄电池20或它们的安装架连接。优选的连接件是插销26，该插入销26穿过在浮动液压缸25的一部分中并安装在蓄电池20上的凸缘27中的对齐开口。另外的插入销或任意其它普通速卸连接件28通常用于将蓄电池20保持在车架11的一个侧部12、13上。

在图6和7中所示的蓄电池更换系统24工作时，浮动液压缸25利用插入销26连接在蓄电池20上，该插入销26使得液压缸25与安装在蓄电池20的蓄电池壳体上的凸缘27相连。用于一个蓄电池(例如图7中的底部蓄电池20)的销钉28布置就位，同时拆下与另一蓄电池20(图7中的上部蓄电池)相连的销钉28。然后通过合适的普通致动器例如液压流体泵来驱动液压缸25，这样，该液压缸的活塞杆29向外运动，使得在图7中的顶部的蓄电池20离开穿梭式矿车10的侧部12并运动到任意合适的静止或活动机构上。然后，将与已经从穿梭式矿车10上移开的上部蓄电池相连的销钉26取下，并将新的或重新充完电的蓄电池放入就位，销钉26重新插入到凸缘27以及活塞杆29中的对齐开口之间，并操作液压缸25，以便将杆29拉回到液压缸内，从而将新的充电蓄电池20拉到侧部13上，插入插入销28，从而将蓄电池20锁定就位。然后，拆下与图7中的底部蓄电池相连的销钉28，并重复上述过程。

图8-12表示了蓄电池、操作舱、马达等在穿梭式矿车中的几个可选布置结构。在图8-12中，相同的参考标号用于表示与图1和2的实施例相同的部件。应当知道，在图8和9的实施例中，液压缸或气动缸30可以用于使夹板31运动，该夹板31使横向蓄电池20保持就位。应当知道，图10的实施例基本与图8和9的实施例相同，除了车架的一些细节。

在所有实施例中，马达18和轮胎17之间的传动连接件(例如与它们相连的轴)可以包括任意普通传动部件例如齿轮、链轮和链条或者任意其它合适的普通结构。还有，驱动传送器的相同马达22可以执行双重功能，它还驱动一个轮胎17或者液压泵，这时，两个不同的连接件将从马达22的驱动轴中取出。

图13示意表示了用于驱动传送器16的普通部件之间的相互连接，该传送器16通常用于穿梭式矿车10中。应当知道，任意普通传送器都可以用于该传送器16，图13只是示意表示了一个实施例。

在图13的实施例中，马达22通过齿轮减速器33驱动花键轴34，该花键轴34与外部链轮35配合。当轴34旋转时，驱动链轮35驱动链条36，该链条36除了套在驱动链轮35上之外还套在惰链轮37上。链条36与普通传送器刮板38相连，该传送器刮板38与链条36一起运动，以便使在基本平坦的传送器床上的材料在穿梭式矿车10的侧部12、13之间运动。也可以提供双链条传送器。

用于蓄电池更换的另一可选装置是穿梭式矿车10提供有铰接提升排出端或其它合适机构。液压缸或其它类型的驱动机构可以用于使端部枢轴运动至低于一个或多个蓄电池20，以便更换蓄电池，或者升高以安装矿车的电部件。

图14示意表示了可以根据本发明使用的还一蓄电池更换机构(除了图6和7所示以外)。图14中所示系统为“基于顶板(roof based)”的系统，该系统利用一个或多个，优选是三个顶板安装的单轨40、41和42，这三个单轨40、41和42从蓄电池充电区域伸出，在采矿应用中，该蓄电池充电区域可以是已经横切矿井而存在的。各单轨40一42有与它相连的升降机43、44、45或类似提升机构，并可以有应用对与该单元40-42相连的蓄电池充电的充电电缆或充电器46、47、48。

在图14的、基于顶板的系统工作时，具有基本放完电的蓄电池20的穿梭式矿车10在该单轨40下面运动。蓄电池20与马达控制器21合适脱开。然后，升降机43利用任意普通部件可操作地与蓄电池20连接，该蓄电池20与穿梭式矿车10相连，且升降机43使蓄电池20升离穿梭式矿车10，如图14中向上的箭头所示。蓄电池20向上移动就位，它将跳过任何随后的穿梭式矿车，然后可操作地与充电电缆或充电器46相连，以便在与单元40相连的同时给蓄电池20充电。然后，穿梭式矿车10移动到下一个单元41，在该单元41处，充电蓄电池20通过升降机44放低到穿梭式矿车10上，并安装就位，且与马达控制器21合适钩接。然后，具有充电蓄电池20的穿梭式矿车10准备再次使用，该蓄电池20与穿梭式矿车10相连。第三单元42用于提供三个转换操作。也就是，一组蓄电池20工作，一组蓄电池充电，而另一组进行冷却。

也可以不是利用直接在单元40-42上的充电器46-48充电，而是该蓄电池20可以运动到专门的充电站并进行充电，直到下次需要与穿梭式矿车10相连。

图15-20表示了一种蓄电池更换车辆，该蓄电池更换车辆可以用于代替叉车或附加到图6和7的蓄电池更换系统上，和/或代替或附加到图14所示的系统上。

图15和16表示了蓄电池更换车辆51的空底盘50，该空底盘50包括：有狭槽的侧板52，用于接收横杆53；以及至少四个轮胎54，这些轮胎54优选是每两个由液压马达55利用链轮56、57和58以及链轮链条59、60而驱动。优选是还提供有千斤顶(jack)61，以便定位、保持就位和/或升高，在蓄电池更换操作过程中该车辆51并不运动，当更换之后，千斤顶61收回，这样，车辆51能够由马达55驱动。

图17和18表示了具有辊道的、图15和16中的车辆51，该辊道能够可选择驱动地布置在底盘50上，用于在其中接收蓄电池，图中表示了液压泵马达65，该液压泵马达65可操作地与液压流体罐66连接，以便驱动马达55(图15)。在图17和18中，调平千斤顶61也处于“上部”位置，从而使该车辆51能够通过由泵65驱动马达55再使轮子54旋转，从而沿地面运动。

图19和20与图17和18相同，只是它们表示了蓄电池20，该蓄电池20已经运动到辊道63上，以便向充电区域运送或从充电区域运出。例如，一个蓄电池20可以通过图6和7的蓄电池更换机构运动到辊道63的一端，然后该车辆51能够反转，在该车辆51的相对端处的、充电蓄电池20可以钩在液压缸25上，并往回运动到图6和7的穿梭式矿车10上。蓄电池20可以很容易地人工沿该辊道63运动，任意其它合适的驱动机构或者人力可以用于使蓄电池20运动到蓄电池充电车51上或离开该蓄电池充电车51。

根据本发明，图21和22的蓄电池更换辅助机构最适于蓄电池20的“侧鞍”安装，如在图1和图2中的穿梭式矿车中。在图21的实施例中，与车辆10的侧部12相连的罩69(类似的罩与侧部13相连)中包含蓄电池20。该蓄电池20有一对对称销或合适的提升眼70(图21中只表示了一个，另一个在蓄电池壳体的相对侧)，该对对称销或提升眼70从蓄电池20壳体向外伸出，并基本平行于方向19(见图1)。一对杠杆臂71安装成与销钉70相连，图21和22表示了其中的一个杠杆臂71。如图22清楚所示，杠杆臂71有用于接收枢轴销73(见图21)的开口72，用于将该杠杆臂71安装成能够绕基本平行于销钉70的、基本水平的轴线而进行枢轴运动，该杠杆臂71有开口74，该开口74靠近它的底部，用于与致动器或其它驱动辅助装置相连，该致动器例如线性致动器(例如液压缸或气动缸)的活塞杆75。在该杠杆臂71的、与开口74相反的顶端处有凹口77，该凹口的尺寸设置成能够将销钉70安装布置于其中。

活塞杆75能够通过使活塞杆75与横向部件(未示出)相连而与两杠杆臂71相连，该横向部件与杠杆臂71中的两开口74啮合，该杠杆臂71与蓄电池20相连，如图21所示，或者单独的活塞杆75和液压缸76可以与各个杠杆臂71相连，且来自各活塞杆75的单独销钉与在它的相应杠杆臂71中的开口74相连。

图21和22的蓄电池更换机构的操作由图21清楚可见，通过液压缸76使活塞杆75缩回，蓄电池从左侧实线结构开始运动，经过图21中点划线的位置，并到达右侧实线位置。在左侧实线位置，蓄电池20支承在穿梭式矿车10的车架11的部件80上，在图21的右侧实线位置，蓄电池20由地面、地板、车辆或其它合适结构支承，从而使该杠杆臂71能够与蓄电池20脱开。在图21中所示的最右侧位置，放完电的蓄电池20可以升高(通过手动或通过某些驱动机构，例如叉车或高架起重机)，并使充电蓄电池20运动就位。然后，液压缸76使活塞杆75伸出，这样，蓄电池20可以从图21中的最右侧位置运动到最左侧位置，然后，蓄电池端子与合适电缆相连，该合适电缆与穿梭式矿车10相连，如上所述。销钉70可以由叉车使用，或者和与叉车叶片相连的接头一起使用，以便于使蓄电池20运动，或者蓄电池20实际上可以放低到平板架上，而不是放低到地板上，叉车可以使该平板架升高。对于图21和22中所示实施例，通过利用从枢轴72到凹口77的长度为大约三十英寸的杠杆臂71，蓄电池能够很容易地运动大约十四英寸的垂直距离。活塞杆75运动的总长度只需要大约七到八英寸。

尽管图21和22表示了利用杠杆帮助更换蓄电池的一个实施例，但是应当知道，也可以利用各种其它的变化形式。例如，线性致动器可以布置在不同位置，且可以利用单轨不同杠杆或连杆。还有，也可以采用不同于图22中所示的凹口77的、将杠杆安装到蓄电池20上的其它附件。可以提供有各种结构的凹口77，或者可以用这样的装置代替凹口77，这些装置包括但不局限于：链环或一系列链环(例如链条)，这些链环松配合安装在臂上，并能够根据需要手动布置在销钉70上或从该销钉70上取下；活动环；提升眼；或各种其它普通构件或附件。

本发明的穿梭式矿车10还可以有“满载”指示器，在图4和5中以83示意表示。当沿图4中的箭头84的方向从接收端80向卸料端81输送的煤或其它材料到达传送器16的端部时(即当传送器/矿车装满，但没有超限时)，位于操作室或操作舱23中的操作人员很难确实看见。显然，优选是穿梭式矿车满载但没有超载地在接收位置和最终卸料位置之间输送，以便优化材料输送处理，并使蓄电池20的给定电量所能输送的材料量最大。为了便于实现该目的，采用了“满载”指示器83。尽管在图4中满载指示器83表示为布置成靠近端部81在穿梭式矿车10的车架侧部13的操作室23上，但是根据穿梭式矿车10的侧部12、13结构，可以将该满载指示器合适定位在侧部13上，或者定位在其它位置。

图23-25表示了一个特别合适的满载指示器83实施例。不过，应当知道，这只是一个实施例，可以通过使指示器远离实际检测点(这样在操作室23中的操作人员可以很容易地看见该指示器)而提供更复杂的机械结构，以代替图23-25中所示的简单机械结构，或者可以利用具有远处指示灯或其它指示器的高级近端传感器(例如光传感器)等。

在图23-25中的满载指示器的近端和优选的机械结构中，提供有材料啮合检测臂85，该检测臂85通过在基本垂直的壁87上的衬套86来安装，该垂直壁87确定于传送器16一侧。该衬套86可以通过在图23中以88示意表示的焊缝而连接到侧壁87上，在该焊缝处，衬套86穿过壁87中的开口。枢轴杆89穿过衬套延伸，并在其一端可松开或永久性与检测臂85相连(通过螺纹、焊接等)，而在另一端与指示器例如标记90相连。

如图24的侧视图所示，当沿方向84运动的煤或其它材料与检测臂85接触时，它使得臂85绕由衬套86中的杆89确定的轴线枢轴转动，如图24中的箭头91所示。这使得标记90运动到基本竖直的位置，如图24中虚线示意表示。当操作室23中的操作人员看见标记90朝着竖直位置运动或者在该竖直位置(图24中虚线所示)时，操作人员立即停止传送器16的工作(例如通过使马达22断电)，因为这时已知该穿梭式矿车10已经“满载”。也可选择，可以提供有自动停止装置。

在图23-25所示的实施例中，标记90(上面可以为明亮的彩色、能发荧光或者甚至有电灯)表示为通过成一体的支承臂92而与杆89间隔开，但是应当知道，该标记90可以直接安装在臂89上，或者可以为其它结构，并可以使用包括标记的其它指示器。还有，尽管图中表示该臂85有特殊形状，但是应当知道，根据传送器19等的特定结构，也可以为其它形状。

为了保证该穿梭式矿车10的安全工作，当该穿梭式矿车10不使用时希望蓄电池20能够完全断开。这可以通过利用在图26-28中以93表示的断路器组件来实现，该断路器组件安装在覆盖蓄电池20的电池盖94上。断路器93有电连接件95，用于与通向其它蓄电池20和/或固态IGBT和/或SCR控制器的电缆相连，且该断路器93与蓄电池20的接线端电连接。还有，可以设有插入式插头96，该插入式插头96可以用于使断路器93与其它蓄电池20相连或与其它电部件相连。断路器93可以为普通结构，并有向外伸出的操作杆97(见图28)，该操作杆97可以操纵在断路器93壳体内的、简单的单极转换开关，当该单极转换开关为“关(off)”时，将断开从蓄电池20发出或通向该蓄电池20的所有电能，但是当为“开(on)”时，将使该蓄电池20与穿梭式矿车10的其它电部件相连，这样，可以操纵该穿梭式矿车10。也可选择，断路器93可以安装在穿梭式矿车10的车架上的其它位置，并通过从该断路器93伸出的电缆而与安装在蓄电池上的合适插头相连。

另外或也可选择，不是提供有手动开关致动器97，断路器93可以进行状态响应，例如对电流浪涌、起火(热)或其它外部状态进行响应。

断路器93的使用将有利于通过美国矿产安全和健康管理局(MSHA)对用于美国国内的穿梭式矿车的许可和认证。断路器93除了通过使蓄电池20断电而提供重要的安全特性外，优选是，根据MSHA的测试和认证，该断路器93还有防爆性，当采矿用途需要该认证时，将分配给特定断路器93一个唯一的防爆(XP)号。

还会希望，当串联连接蓄电池20时，在连接到SCR和/或IGBT固态电子牵引控制装置之前，最后将蓄电池20连接到主控制器内。这有助于保证电子装置以合适方式控制设计电压水平。

穿梭式矿车10也可以利用液压回路，该液压回路储存蓄电池电能消耗或电流引出。例如，液压回路可以利用液压系统的蓄能器，在要求液压能时，例如转向和制动该穿梭式矿车10，该蓄能器提供液压流和压力。这时，由固态起动器控制的液压泵作为液压蓄能器的再补充能量装置只进行打开回路和断开回路。

穿梭式矿车10也可以有单独的安全电路，当起动时，该安全电路防止轮子转动，并自动进行停车制动，且使液压驾驶回路完全断开。同时，安全电路将使得液压蓄电池更换回路能够起作用(如前所述)。因此，能够有效防止该穿梭式矿车10无意中的运动和产生危险。

尽管已经结合最实用和优选的实施例来介绍了本发明，但是应当知道，本发明并不局限于所述实施例，相反，将覆盖包含于附加权利要求的精神和范围内的各种变化形式和等效装置。

Claims (9)

1.一种更换安装在蓄电池驱动穿梭式矿车上的蓄电池的方法，其中，第一蓄电池安装成与左前轮和左后轮对齐；第二蓄电池安装成与右前轮和右后轮对齐，该方法包括以下步骤：

将至少一个驱动机构固定在第一蓄电池和第二蓄电池之间；

从车架释放所述第一蓄电池和第二蓄电池中的一个；

抵靠所述第一蓄电池和第二蓄电池中的另一个驱动该驱动机构，从而使所述第一蓄电池和第二蓄电池中的所述一个离开车架；以及

在相邻机构上接收所述第一蓄电池和第二蓄电池中的所述一个。

2.一种蓄电池驱动的穿梭式矿车，包括：

车架，该车架支承多个轮子；

至少一个马达，该马达与车架以及多个轮子相连；

多个蓄电池，这些蓄电池串联连接，并与马达可操作地连接，该蓄电池驱动该马达，其中，至少某些蓄电池固定在车架上并在侧鞍安装件中；以及

传送器，其布置在中心处并与车架相连，其中，该传送器从车架前方连续延伸到车架的后方，其中至少一个马达驱动多个轮子中的至少一个以及传送器。

3.一种用于采矿作业的运输车辆，其包括：

车架，该车架可与动力源连接；

传送器，其布置在中心处，并与车架相连；其中所述车架和传送器限定了接收端和卸货端，其中该卸货端有基本固定的高度。

4.根据权利要求3所述的运输车辆，进一步包括满载指示器机构，该满载指示器机构至少部分布置在所述卸货端附近，当传送器基本满载时，所述满载指示器机构提供指示。

5.根据权利要求3所述的运输车辆，其特征在于，所述动力源包括与安装在车辆上的蓄电池相连的马达。

6.根据权利要求3所述的运输车辆，其特征在于，所述卸货端包括与车架形成一体的卸料吊杆，从而确定单件式车架结构。

7.一种构建用于采矿的运输车辆的方法，该方法包括：

提供车架，并将该车架与动力源连接；以及

提供传送器，该传送器布置在中心处，并与车架相连；其中所述车架和传送器限定了接收端和卸货端，其中该卸货端有基本固定的高度。

8.根据权利要求7所述的方法，进一步包括将满载指示器机构放置在所述卸货端的附件，当传送器基本满载时，所述满载指示器机构提供指示。

9.根据权利要求7所述的方法，包括将卸货吊杠与所述车架一体形成，从而确定单件式车架结构。

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