CS215336B1 - Zařízení pro určování výšky, vzdálenosti a snímání profilu terénu i sypané pláně zakladačem vůči vztažné rovině v definovaném intervalu pod rameny velkostrojů - Google Patents

Abstract

Zařízení pro určování výšky terénu i sypané pláně a výšky a hloubky jejich nerovností vůči dané vztažné rovině a snímání profilu terénu i sypané .pláně v definovaném intervalu pod rameny velkostrojů nebo výložníků vůči dané vztažné rovině. K určování výšky, vzdálenosti a snímání profilu terénu i sypané pláně je využito vysílání a 'přijímání kmitočtově modulovaných radiolokačních signálů. Na nosném rameni, které je připevněno na jedné ze stran ramene zakladače, je umístěna měřicí část a anténní kyvný systém. V prostoru anténního kyvného systému je umístěno měřidlo úhlu vychýleni β a nulové polohy anténního systému a měřidlo eíevačního úhlu a ramene zakladače. V kabině řidiče zakladače je umístěna výstupní část. Podstata vynálezu viz obr. 1.

Description

Vynález se týká zařízení pro určování výšky terénu i «sypané pláně a výšky a hloubky jejich nerovností vůči dané vztažné rovině a snímání profilu terénu i sypané pláně v definovaném intervalu po«d rameny velkostrojů nebo «výložníků vůči dané vztažné rovině.

V poměrně velkém rozsahu činnosti výložníků, například zakladačů, je zapotřebí dosáhnout rovnoměrného sypání pláně, aby jednak bylo zamezeno sesuvům půdy, vzniku trhlin a tvorbě nerovností, které je nutné vyrovnávat pomocnými mechanizačními prostředky. Sesuvy půdy ohrožují práci velkostro-je a často znemožňují spojitost výrobního procesu, čímž dochází také k nevyužití velkostroje i ztráty prostoji, případně zvýšené náklady na vyrovnávání sypané pláně vznikají také v důsledku špatné nebo žádné viditelnosti v důsledku světelných a klimatických, podmínek.

Kontinuální znalost o profilu terénu pod zakladačem nebo velkostrojem, případně o výšce jeho ramene nad terénem je nezbytná jako dílčí informace také pro metodu zjišťující kontinuálně dutiny před postupujícím velkostrojem, je-li předpokládaného upevnění takového zařízení na rameni velkostroje.

V současné době je pro zjišťování výšky ramene výložníků nad terénem a případně pro získání informace o profilu terénu pod základačem používána metoda vizuální a byly učiněny pokusy s metodami ultrazvukovou a průmyslovou televizí.

Nevýhodou uvedených metod je závislost na klimatických podmínkách. Je u nich omezen dosah vlivem silné prašnosti, deště, sněžení a u ultrazvuku i vlivem silného větru. Dosah ultrazvuku je omezen také výkonem vysílače a požadovanou rozlišovací schopností, která závisí na použitém kmitočtu. Ten musí «být relativně «nízký, aby nebyl příliš vysoký útlum ultrazvukové energie ve vzduchu. Ultrazvukové zařízení «bylo zaměřeno pouze na hlášeni bezpečnostní výšky ramene výložníků nad terénem. Průmyslová televize je závislá na podmínkách shodných pro vizuální pozorování, tj. prašnost, déšť, sníh, mlha, kouř, tma. K tomu přistupuje proti oku malý zorný úhel, silně zkreslený obraz a obtížnost postižení nerovností povrchu sypané pláně a terénu i při normální viditelnosti.

Řešení situace tím, že do blízkého okolí zásypu jsou stavěni jeden až dvá pracovníci z «obsluhy výložníků, kteří jsou vybaveni vysílačkami, je na kritické mezi bezpečnosti práce. Avšak i v tomto případě omezení práce je shodné s důvody omezení vizuální metody.

Podstatou známých radiolokačnich metod a jejich způsobů určování poloh vzdušných objektů a výšek je vysílání různě modulované elektromagnetické energie a přijímání odrazů od těchto objektů, případně od země při měření výšky. Měření výšky k zemi z letounů je obvykle prováděno výškoměry, jejichž podstatou je vysílání a příjem zpravidla 'kmitočtově modulované elektromagnetické vlny.

Systém výškoměrů umožňuje způsob měření výšky, tj. výšky letícího objektu nad terénem a nerovnostmi, způsobených lidskou činností. Tento způsob však není vhodný pro statická měření ve velkolomech při těžbě uhlí nebo skrývky pomoci velkostrojů. Takové výškoměry jsou koncipovány tak, aby byl snímán povrch země v širokém rozsahu za účelem zjištění střední hodnoty výšky, která není ovlivňována nerovnostmi, které vznikly v důsledku lidské činnosti jako jsou budovy, těžební pole, atd. Navíc tyto výškoměry jsou setrvačné, to znamená, že nereagují n.a rychlé změny, které by mohly způsobovat dílčí nerovnosti při rychlém pohybu objektu, na němž je výškoměr umístěn.

Uvedené nevýhody odstraňuje zařízeni pro určování výšky, vzdálenosti a snímání profilu terénu i sypané pláně zakladačem vůči vztažné rovině v definovaném intervalu pod rameny velkostrojů, k čemuž je využito vysíláni a přijímání kmitočtově modulovaných radiolokačnich, signálů podle vynálezu, jehož podstatou je, že na nosném rameni, které je připevněno na jedné ze stran ramene zakladače a zpředu od jeho konce je umístěna měřicí část a anténní kyvný systém, přičemž v prostoru anténního kyvného systému je umístěno měřidlo úhlu vychýlení β a nulové polohy anténního systému a měřidlo elevačního úhlu « ramene zakladače. V kabině řidiče zakladače je umístěna výstupní část. K současnému měřeni a sledování situace na terénu oboustranně ramene zakladače je zařízení tvořeno dvěma nezávislými zařízeními uloženými na pravém nosném rameni a levém nosném rameni a pravá i levá výstupní část jsou umístěny v kabině řidiče zakladače.

Zařízeni podle vynálezu, na rozdíl od jiných radiolokačnich kmitočtově modulovaných metod, umožňuje měření výšky a tvaru terénu v definovaném intervalu délky snímaného profilu vůči dané či zvolené vztažné rovině, to je její vzdálenosti či výšce. Vztažnou rovinou na sypané pláni je ta část terénu, vůči jejíž výškové úrovni je požadováno sypáni horniny do stanovené výšky v profilu sypané pláně.

Výhody zařízení pro určování výšky, vzdálenosti a snímání profilu terénu i sypané pláně zakladačem vůči vztažné rovině v definovaném intervalu pod rameny velkostrojů podle vynálezu spočívají v získávání adekvátní a spolehlivé informace o situaci na profilu sypané pláně, přičemž tato informace je spolehlivě získávána v každé roční a denní době, za snížené viditelnosti a v nepříznivých atmosférických podmínkách jako je mlha, vítr, déšť, sněžení. Zařízení podle vynálezu pak umožňuje měřit výšku ramene zakladače nebo velkostroje kolmo k povrchu sypané pláně vzhledem k «dané či zvolené vztažné rovině; indikovat a hlásit nebezpečnou výšku ramene zakladače podle předem nastavených požadovaných hodnot jak vůči vztažné rovině, tak i prostou výšku; měřit vzdálenost konce ramene velkostroje k libovolnému dominantnímu bodu v dosahu radiolokátoru; snímat tvar terénu i sypané pláně v daném intervalu profilu pod ramenem velkostroje a měřit výšky nerovností vůči vztažné rovině, a to nerovností konkávních či konvexních. Zařízení umožňuje v případě sypané hromady zásob určit podélné rozměry, výšku vůči vztažné rovině a zaznamenat její tvar ve zvolených profilech, což umožňuje odhadnout objem zásob uložených v hromadě.

Řidič zakladače na základě získaných údajů v číselném tvaru, popřípadě i ve tvaru reliéfu na registračním zařízení, získává integrovanou informaci o stavu zakládky. Může tedy pohybem ramene velkostroje nejen zabezpečit posun a řídit proces zakládky, ale též predlkovat tvar terénu v okolí, ve kterém chce zakládku provést. Změnou úhlové polohy ramene výložníku ve vertikální rovině pak může řešit zakládání podle technologického postupu. Výhody využiti zařízení -podle vynálezu se projeví ve snížení nákladů na využití pomocné mechanizace, v zajištění trvalé a plynulé činnosti výložníků a velkostrojů a tím 1 zvýšení plynulosti výroby za předpokladu bezpečnosti zařízení a bezpečnosti práce.

Příklad konkrétního provedení zařízení pro určování výšky, vzdálenosti a snímání profilu terénu i sypané pláně zakladačem vůči vztažné rovině v definovaném intervalu pod rameny velfcostrojů podle vynálezu je zobrazen na výkresech, kde na obr. 1 je blokové schéma zařízení při uspořádání na jedné ze stran ramene výložníku a na obr. 2 je uspořádání při použití dvou samostatných zařízení na jednom rameni výložníku.

U zařízení pro určování výšky, vzdálenosti a snímání profilu terénu 1 sypané pláně zakladačem je využito vysílání kmitočtově modulovaných signálů k povrchu země a přijímáni odražených signálů od nerovností povrchu terénu a sypané pláně.

Zařízení sestává z měřicí části A, anténního kyvného systému B, měřidla C, úhlu vychýlení β a nulové polohy anténního systému 6, měřidla D elevačního úhlu « ramene 29 zakladače a výstupní části E.

Měřicí část A, která je umístěna na nosném rameni 31 na jediné ze stran ramene 29 zakladače a vpředu od jeho konce je tvořena vysílací anténou 1, přijímací anténou 2, vysílačem 3, přijímačem 4 a vyhodnocovacím blokem 5, přičemž vysílací anténa 1 a přijímací anténa 2 tvoří anténní systém 6. Na nosném ramenu 31 je dále umístěn anténní kyvný systém B, který je tvořen motorem 7, převodem 8 motoru 7 a nosnou hřídelí 9 a zajišťuje kývání anténního systému 6, tvořeného vysílací anténou 1 a přijímací anténou 2 vzhledem k zemskému povrchu v rozmezí úhlu β. Vychýlení anténního systému 6 v rozmezí úhlu β je měřeno měřidlem C úhlu vychýlení β a nulové polohy, které je umístěno v prostoru anténního kyvného systému B a sestává ze snímače 10 úhlu vychýlení β, převodu 12 snímače 10 úhlu vychýlení β a nulového spínače 11, který vytváří elektrický signál v okamžiku kolmého postavení anténního systému 6 vůči zemi, přičemž elektrické signály ze snímače 10 úhlu vychýlení β z nulového spínače 11 jsou přiváděny do procesoru 13 výstupní části E.

Měřidlo D elevačního úhlu « ramene 29 zakladače sestává ze snímače 21 elevačního úhlu a, převodu 23 snímače 21 a číslicového displeje 22 elevačního úhlu a- Číslicový displej 22 e)evaoního úhlu a je umístěn v kabině řidiče zakladače. Snímač 21 je umístěn v těžišti ramene 29 zakladače nebo v prostoru anténního kyvného systému B, nebo anténního systému 6 tvořeného vysílací 1 a přijímací anténou 2. Měřidlo D elevačního úhlu « měří hodnotu elevačního úhlu a, kterou jednak číselně indikuje na číslicovém displeji 22 elevačního úhlu a, a jednak zavádí do procesoru 13 výstupní části E, kde jsou údaje měřených výšek a vzdáleriostí korigovány vzhledem k hodnotě .elevačního úhlu « ramene 29 zakladače.

Výstupní část E, která je umístěna v kabině, řidiče zakladače, sestává z procesoru 13, kontrolního bloku nebezpečné výšky 14, zavaděče nebezpečné výšky 15, indikátoru nebezpečné výšky 16, výškového zavaděče 17, dálnovýškového číslicového displeje 18, zobrazovacího displeje 19 a relé 20.

Z vysílače 3 je lineárně modulovaná vysokofrekvenční energie vedena do vysílací antény 1, odtud je vysílaný signál 25 vysílán směrem k profilu terénu 28. Odražený signál 26 spolu s vazebním signálem 27 je přijímán přijímací anténou 2, dále zpracováván v přijímači 4 a vyveden do vyhodnocovacího bloku 5, kam je také přiveden synchronizační signál z vysílače 3. Z vyhodnocovacího bloku 5 je zpracovaný signál, jehož napěťová úroveň je již rovna výšce nebo vzdálenosti radiolokátoru od země, veden do procesoru 13, kam je zavedena také informace o nulové poloze „0“ nulového spínače 11 anténního systému 6 a jeho výchylky v úhlu β pomoci snímače 10 úhlu vychýlení β.

V procesoru 13 je získán korigovaný signál, který je veden na zobrazovací displej 19, kde je profil terénu 28 analogově'zobrazen a současně je výška nebo dálka zobrazována na dálnovýškovém displeji 18. Korigovaný signál z procesoru 13 se zavádí do kontrolního bloku nebezpečné výšky 14, do které se pomocí zavaděče nebezpečné výšky 15 přednastaví její požadovaná hodnota. V případě shody přednastavené požadované hodnoty nebezpečné výšky s přivedeným korigovaným signálem je nebezpečná výška indikována akusticky či světelně indikátorem nebezpečné výšky 16 a číselně zobrazena, přičemž je současně zapnuto relé 20, které řídí samočinné zastavení pohybu ramene 29 zakladače.

Kolmá vzdálenost k zemi, to je výška nad zemským profilem je měřena v případě, je-li nulový spínač 11 v poloze „0“ a je-li toto měření výšky povelovým signálem vyžádáno. Hodnota výšky je pak zobrazena na dálkovýškovém číslicovém displeji 18.

Při požadavku vyrovnávání sypané pláně na úroveň výšky stanoveného místa terénu, je toto určené místo označeno názvem vztažná rovina 24. V takovém případě se nejprve změří vzdálenost ke vztažné rovině 24, přičemž je současně snímačem 10 úhlu vychýlení β tento úhel měřen. Výškovým zavaděčem 17 a měřidlem C úhlu vychýlení β a nulové polohy se změřené hodnoty ke vztažné rovině 24 zavedou do procesoru 13. Pak zařízení měří všechny další hodnoty a zobrazuje profil terénu 28 na zobrazovacím displeji 19 vůči vztažné rovině 24, to je udává, o kolik je hromada 30 vyšší či prohlubeň 35 nižší nežli úroveň vztažné roviny 24, což je především požadováno pro rovnoměrné sypání horniny na pláni.

Při požadavku současného sledování situace na sypané pláni oboustranně ramene 29 zakladače je zařízení vytvořeno ze dvou vzájemně nezávislých zařízení pravého a levého, jejichž stranové označení je chápáno v pohledu ve směru pohybujícího se pásu s horninou a je zobrazeno na obr. 2.

Rameno 29 zakladače je opatřeno dvěma nosnými rameny, to je pravým nosným ramenem 31 a levým nosným ramenem 32. Na každém ramenu 31 a 32 je umístěna měřící část A, anténní kyvný systém B, měřidlo C úhlu vychýlení β a nulové polohy anténního systému 6 a měřidlo D elevačního úhlu a ramene 29 zakladače. Tyto jednotlivé části uložené na pravém nosném ramenu 31 měří a zobrazují pravý profil terénu 33 a části uložené na levém ramenu 32 měří a zobrazují levý profil terénu 34. Pravá i levá výstupní část E zařízení jsou umístěny v kabině řidiče zakladače.

Obě zařízení, to je pravé 1 levé, pracují na sobě zcela nezávisle včetně rytmu kývání anténního kyvného systému B, umístěného jak na pravém nosném ramenu 31, tak i na levém nosném ramenu 32, který však pro případ eliminace nežádoucích vibrací v důsledku kývání může být vzájemně vhodně řízen.

Claims (7)

1. Zařízení pro určování výšky, vzdálenosti a snímání (profilu terénu i sypané pláně zakladačem vůči vztažné rovině v definovaném intervalu pod rameny velkostrojů, k čemuž je využito vysílání a přijímání kmitočtově modulovaných radiolokačních signálů, vyznačené tím, že na nosném ramenu (31), které je připevněno na jedné ze stran ramene (29) zakladače a vpředu od jeho konce je umístěna měřicí část (AJ a anténní kyvný systém (B], přičemž v prostoru anténního kyvného systému (B) je umístěno měřidlo (Cj úhlu vychýlení β a nulové polohy anténního systému (6) a měřidlo (D) elevačního úhlu a ramena (29) zakladače a v prostoru kabiny řidiče zakladače výstupní část (E).

2. Zařízení podle bodu 1, vyznačené tím, že měřicí část (A) je tvořena vysílací anténou (1), přijímací anténou (2), vysílačem (3j, přijímačem (4) a vyhodnocovacím blokem (5), přičemž vysílací anténa (1) a přijímací anténa (2) tvoří anténní systém (6.)

3. Zařízení podle bodu 1, vyznačené tím, že anténní kyvný systém (B) sestává z motoru (7), převodu (8) motoru (7) a nosného hřídele (9).

4. Zařízení podle bodu 1, vyznačené tím že měřidlo (C) úhlu vychýlení β a nulové polohy anténního systému (6) sestává ze snímače (10) úhlu vychýlení β, převodu (12) snímače (10) a nulového spínače (11) k indikaci vodorovné polohy anténního systému (6).

VYNÁLEZU

5. Zařízení podle bodu 1, vyznačené tím, že měřidlo (D) elevačního úhlu « ramene [29] zakladače sestává ze snímače (21) elevačního úhlu a, převodu (23) snímače (21) a číslicového displeje (22) elevačního úhlu «, přičemž snímač (21) s převodem (23) je umístěn v prostoru anténního systému (6) nebo v prostoru anténního kyvného systému (Bj, nebo v těžišti ramene (29) zakladače a číslicový displej (22) elevačního úhlu «, je umístěn v kabině řidiče zakladače.

6. Zařízení podle bodu 1, vyznačené tím, že výstupní část (E) sestává z procesoru (13) pro zpracování měřených a zavedených informací, kontrolního bloku nebezpečné výšky (14), zavaděče nebezpečné výšky (15) pro její přednastavení, indikátoru nebezpečné výšky (16), relé (20) pro řízení samočinného zastavení pohybu ramene (29) zakladače, výškového zavaděče (17) pro zavedení výšky nebo dálky vztažné roviny (24), dálnovýškového číslicového displeje (18] a zobrazovacího displeje (19) pro zobrazení profilu terénu (28).

7. Zařízení podél bodů 1 až 6, vyznačené tím, že k současnému měření a sledování situace na terénu oboustranně ramene (29) zakladače je zařízení tvořeno dvěma nezávislými zařízeními (A, B, C, D) uloženými na pravém nosném ramenu (31) a levém nosném ramenu (32), přičemž pravá i levá výstupní část (E) jsou umístěny v kabině řidiče zakladače.