FI108566B - Menetelmä ja sovitelma miehittämättömän kaivosajoneuvon kulunestämiseksi - Google Patents

Description

.*·. f '

Menetelmä ja sovitelma miehittämättömän kaivosajoneuvon kulunestämiseksi

Keksinnön kohteena on menetelmä miehittämättömän kaivosajo-5 neuvon kulunestämiseksi, jonka menetelmän mukaan määritetään omalla voimalaitteella varustetun langattomaan tiedonsiirtoon tai ajoneuvossa olevan itsenäisen navigointijärjestelmän avulla ohjatun kaivosajoneuvon sallittu toiminta-alue ja valvotaan kaivosajoneuvon pysymistä sallitun toiminta-alueen sisällä pysäyttämällä sallitulta toiminta-alueelta ulos pyrkivä kaivosajoneuvo.

10 Edelleen keksinnön kohteena on sovitelma miehittämättömän kai vosajoneuvon kulunestämiseksi, johon sovitelmaan kuuluu omalla voimalaitteella varustettu miehittämätön kaivosajoneuvo, jota ohjataan langattoman tiedonsiirron tai ajoneuvossa olevan itsenäisen navigointijärjestelmän avulla sille varatulla toiminta-alueella.

15 Louhinta- ja kaivosteollisuutta varten on kehitetty automaattisia ja muita miehittämättömiä, esimerkiksi maanpäällisestä ohjaushuoneesta etäoh-jattavia kaivosajoneuvoja. Tarkoituksena on ollut sekä parantaa työntekijöiden turvallisuutta ja työolosuhteita, että parantaa tuottavuutta. Automaattisten laitteiden yhteydessä on kuitenkin aina otettava huomioon turvallisuus. Myös etä-20 käytettävien laitteiden yhteydessä on näihin asioihin kiinnitettävä huomiota, sillä käyttäjällä ei ole suoraa näköyhteyttä operointipaikkaan. Työturvallisuutta koskeva lainsäädäntö edellyttää turvajärjestelmien käyttämistä tällaisten laitteiden yhteydessä. Vaikka operointipaikka olisikin normaalisti miehittämätön, liikkuu alueen lähistöllä aina silloin tällöin henkilöitä sekä toisia miehitettyjä ja 25 miehittämättömiä ajoneuvoja. Tällöin ajoneuvon riistäytyminen esimerkiksi häiriötilanteessa ulos sille varatulta alueelta aiheuttaisi vakavan törmäysriskin. Tunnetuissa ratkaisuissa miehittämättömän kaivosajoneuvon sallitun toiminta-alueen määrittelyyn on käytetty mm. valokennoja ja rajakytkimillä varustettuja mekaanisia portteja. Tämä on varsin yksinkertaista silloin, kun kyseessä on 30 sähkökäyttöinen ajoneuvo, jolle käyttövoima syötetään syöttökaapelin avulla toiminta-alueen ulkopuolelta. Jos tällainen ajoneuvo jostain syystä pyrkii ulos sallitulta alueeltaan, valokennot tai portit havaitsevat tämän, ja tehonsyöttö syöttökaapelista katkaistaan. Ajoneuvo pysähtyy, eikä pääse aiheuttamaan turvallisuusriskiä. Tällainen järjestelmä toimii hyvin ja on luotettava sellaisilla 35 kaivosajoneuvoilla, joiden tehon syöttöä voidaan kontrolloida alueen ulkopuolelta käsin. Toisin on diesel- ja akkukäyttöisten sekä mahdollisten muiden itse- 2 naisella voimanlähteellä käytettävien riippumattomien kaivosajoneuvojen kohdalla, sillä niistä kiinteää yhteyttä toiminta-alueen ulkopuolelle ei ole, vaan laitteiston ohjaamisessa ja hallinnassa tarvittava ohjaustieto välitetään langatonta tiedonsiirtoa pitkin ohjauspaikalta ajoneuvolle. On myös mahdollista, että 5 kaivosajoneuvoon on asennettu itsenäinen navigointijärjestelmä, joka ei välttämättä tarvitse käytön aikaista, laitteen ulkopuolista ohjausta lainkaan. Kummassakaan tapauksessa hätäpysäytystä ei voida järjestää yksistään langattomaan tiedonsiirtoon perustuen, koska radioyhteyksissä saattaa esiintyä häiriöitä kyseisissä vaativissa olosuhteissa.

10 Tämän keksinnön tarkoituksena on saada aikaan sovitelma, jonka avulla miehittämättömien kaivosajoneuvojen turvallisuutta voidaan parantaa.

Keksinnön mukaiselle menetelmälle on tunnusomaista se, että sallitun toiminta-alueen määrittämisessä käytetään ainakin yhtä vaakasuuntaista rajapuomia, joka sovitetaan operointikohteeseen kaivosajoneuvon ylintä 15 osuutta korkeammalle, että kaivosajoneuvoon sovitetaan mainittuun rajapuo-miin ulottuva masto ja että kaivosajoneuvon ajaessa rajapuomin kohdalle masto törmää puomiin ja aiheuttaa maston yhteyteen sovitetun hätäpysäytys-kytkimen laukeamisen ja pysäyttää kaivosajoneuvon.

Edelleen on keksinnön mukaiselle sovitelmalle tunnusomaista se, 20 että sovitelma käsittää kaivosajoneuvoon sovitetun maston, joka masto on sovitettu ulottumaan ajoneuvon muita osuuksia ylemmäksi ja että maston yhteydessä on hätäpysäytyskytkin, joka on järjestetty suorittamaan kaivosajoneuvon pysäytyksen maston törmätessä kaivosajoneuvon sallitun toiminta-alueen määrittävään, maston ulottuville sovitettuun vaakasuuntaiseen rajapuomiin.

25 Keksinnön olennainen ajatus on, että miehittämättömän, omalla voimalaitteella varustetun kaivosajoneuvon sallitun liikkuma-alueen määrittämiseksi sovitetaan kaivoskäytävän tai vastaavan operointikohteen yläosaan, sopivalle korkeudelle vaakasuuntaisia rajapuomeja. Kaivosajoneuvoon on puolestaan sovitettu sen muita osuuksia korkeampi masto, jolloin jos kaivosa-30 joneuvo jostain syystä pyrkii sallitun alueen ulkopuolelle, törmää masto puomiin ja aiheuttaa maston yhteyteen sovitetun hätäpysäyttimen laukeamisen, jonka seurauksena ajoneuvo pysähtyy. Näin ajoneuvon pääsy ennalta määritellyn alueen ulkopuolelle estyy. Edelleen on keksinnön edullisen sovellutus-muodon olennaisena ajatuksena se, että kaivoskäytäviin sovitetaan liikutelta-35 via rajapuomeja, jotka voidaan kääntää kaivoskäytävän poikkisuuntaisesti ja 3 ; ci 566 vastaavasti sivuun niin, että puomeja liikuttamalla voidaan kätevästi määritellä haluttu miehittämättömän ajoneuvon sallittu liikkuma-alue.

Keksinnön etuna on, että nyt myös omalla voimanlähteellään varustettujen, esimerkiksi diesel- ja akkukäyttöisten, miehittämättömien kaivosa-5 joneuvojen käyttöturvallisuutta voidaan olennaisesti parantaa ja poikkeustilanteet hallita luotettavasti. Ajoneuvon ajautuminen ulos sallitulta alueelta aiheuttaa mekaanisen kosketuksen rajapuomin ja hätäpysäytyslaitteiston välillä ja johtaa ajoneuvon liikkeen pysäyttämisen ennen kuin vakavampia vahinkoja ennättää syntyä. Hätäpysäytys toimii mekaanisesti, jolloin vältytään langatto- 10 massa tiedonsiirrossa mahdollisesti esiintyviltä häiriöiltä ja muilta epävarmuustekijöiltä. Keksinnön mukainen sovitelma on myös yksinkertainen ja edullinen valmistaa. Lisäksi rakenne on luotettava eikä vaadi olennaista huoltoa. Keksintöä selitetään tarkemmin oheisissa piirustuksissa, joissa ! kuvio 1 esittää kaavamaisesti ja ylhäältäpäin nähtynä erästä lou- j 15 hintapaikkaa, jossa keksinnön mukaista järjestelyä sovelletaan, kuvio 2 esittää kaavamaisesti ja sivultapäin nähtynä erästä keksinnön mukaisella sovitelmalla varustettua lastausajoneuvoa, ja kuvio 3 esittää kaavamaisesti keksinnön mukaista sovitelmaa suurennettuna ja aukileikattuna.

20 Kuviossa 1 on esitetty yksinkertaistettuna kuvantona eräs operointi- kohde, jossa keksinnön mukaista kulunestojärjestelmää on hyödynnetty. '. Kohteessa on samansuuntaiset kaivoskäytävät 1a - 1e, jotka ovat yhteydessä toisiinsa poikittaisten yhteyskäytävien 2a ja 2b avulla. Kuten kuviosta voidaan • v, havaita, on kaivoskäytävien ja yhteyskäytävien risteyskohtiin sovitettu puomit 25 4, jotka voidaan avata ja sulkea tarpeen mukaan. Tarvittaessa puomeja voi olla sovitettuna myös käytävien päiden välisille osuuksille. Kuvion mukaisessa * · · ’ tilanteessa on miehittämättömille ajoneuvoille 5 eristetty sallituksi toiminta-; alueeksi yhdyskäytävä 2a sekä kaivoskäytävät 1b ja 1d. Vastaavasti yhdyskäytävä 2b sekä kaivoskäytävä 1c on varattu miehitetyille ajoneuvoille 6.

30 Edelleen on kaivoskäytävät 1a ja 1e suljettu kokonaan esimerkiksi tarkastus-·": ten tai räjäytysten suorittamista varten. On tietenkin mahdollista, että operoin- tikohde jaetaan miehittämättömiä ajoneuvoja varten puomeilla useampiin eristettyihin alueisiin ja käytetään kullakin alueella omaa ajoneuvoa ilman tör-. ’ mäysvaaraa.

35 Tässä hakemuksessa rajapuomilla tarkoitetaan kaivosajoneuvon normaalin ulkoprofiilin yläpuolelle, mutta kaivosajoneuvoon sovitetun maston • · 4 ! 0 8 5 66 ulottuville kaivoskäytävään tai vastaavaan sovitettua vaakasuuntaista fyysistä estettä, jota käytetään kaivosajoneuvon sallitun toiminta-alueen rajaamisessa. Puomi voi olla putki tai halutun poikkileikkausprofiilin omaava uloke, joka on kiinnitetty toisesta päästään kaivoskäytävän seinään saranan avulla niin, että 5 puomi voidaan kääntää sivuun käytävän suuntaiseksi, jolloin se ei toimi rajoit-timena. Edelleen se voidaan kääntää poikittain käytävään nähden, jolloin se rajoittaa ajoneuvon liikealuetta. Puomit voidaan myös kiinnittää katon kannattelemiksi, jolloin sallittu toiminta-alue on vapaammin rajattavissa. Puomien valmistaminen ja asentaminen kaivokseen on nopeaa ja yksinkertaista. Puomit 10 voivat olla vielä esimerkiksi teleskooppisesti pidennettäviä tai ne voidaan koota valmiista moduleista, jolloin standardiosia käyttämällä voidaan muodostaa kulloiseenkin paikkaan sopiva puomi. Edelleen rajapuomina voidaan käyttää käytävän poikki jännitettyjä vaijereita tai vastaavia.

Kuviossa 2 on esitetty yksinkertaistettuna sivukuvantona lastaus- i | 15 ajoneuvo, joka on varustettu keksinnön mukaisella hätäpysäytinjärjestelmällä.

On tietenkin selvää, että kaivosajoneuvo voi olla mikä tahansa muukin louhin-tateollisuudessa käytettävä ajoneuvo, kuten esimerkiksi kallionporauslaite tai kuljetusajoneuvo. Miehittämättömään käyttöön tarkoitettu laite on varustettu langattomaan tiedonsiirtoon perustuvalla ohjausjärjestelmällä, jolloin laitetta 20 voidaan etäkäyttää esimerkiksi maanpäällisestä ohjaushuoneesta. Vaikka tällaisen ajoneuvon ohjausjärjestelmä käsittää jo itsessään sen käyttämään ohjaukseen ja tietoliikenteeseen liittyviä varmennuksia, varmistetaan nyt laitteen ’ turvallisuus vielä mekaanisella hätäpysäyttimellä. Tätä varten on ajoneuvon .’.‘‘l yläosaan sovitettu masto 7, joka ulottuu ajoneuvon muuta rakennetta ylempi 25 mäksi. Masto voidaan tietenkin sovittaa muuallekin kuin kuviossa esitettyyn * · · ';t‘: kohtaan ja niitä voi olla useampiakin, esimerkiksi yksi kummassakin päässä ajoneuvoa. Maston yhteyteen on järjestetty katkaisin tai vastaava, joka ai- * I · v ; kaansaa ajoneuvon hätäpysäytyksen, mikäli masto kohtaa rajapuomin.

Kuten kuviossa 3 on havainnollistettu, pääsee masto 7 kääntymään ·:*·: 30 sen alapään nivelen 8 suhteen, kun masto törmää rajapuomiin 4. Maston juu- reen on järjestetty kytkimet 9a ja 9b, jotka tunnistavat maston kääntymisen ja ‘ . suorittavat joko suoraan tai välillisesti ajoneuvon hätäpysäytyksen. Kuviossa on katkoviivalla esitetty vielä masto tilanteessa, jossa masto on törmännyt liikesuunnassa B puomiin ja kääntynyt sen seurauksena suunnassa C. Tällöin ·:··: 35 kytkin 9a laukaisee hätäpysäytyksen. Kytkimet ovat yksinkertaisimmillaan me- kaanisia rajakatkaisimia, mutta on selvää, että muunkinlaisia antureita ja kyt- 5 '10 8 566 kimiä voidaan käyttää. Niinpä esimerkiksi induktiivisia lähestymisantureita tai maston liikkeestä rikkoutuvia liitoksia voidaan soveltaa tässä yhteydessä.

Keksinnön mukainen masto hätäpysäytyskytkimineen voidaan periaatteessa sovittaa myös miehitettyihin ajoneuvoihin, jolloin voidaan ehkäistä 5 niillä ajaminen vahingossa tai muusta syystä miehittämättömien kaivosajoneu-vojen eristetylle toiminta-alueelle. Edelleen on mahdollista järjestää operointi-kohteen puomit kaukokäytettäviksi, jolloin toiminta-aluetta voidaan tarvittaessa muuttaa vaikkapa miehittämättömien kaivosajoneuvojen ohjaushuoneesta käsin. Vielä on mahdollista käyttää eri korkeudelle sovitettuja puomeja ja vastaa-10 vasti eri korkuisia mastoja, jolloin jollain kaivosajoneuvolla voi olla pääsy omalta alueeltaan myös toisen kaivosajoneuvon alueelle. Tarvittaessa maston korkeutta voidaan mekaanisesti säätää tai puomien asemaa korkeussuunnassa muuttaa.

On myös huomattava, että langattomalla tiedonsiirrolla voidaan kä-15 sittää mainitun radioyhteyden lisäksi, mitä tahansa muuta, esimerkiksi väräh-telyenergiaan perustuvaa, langatonta tiedonsiirtoa.

Piirustukset ja niihin liittyvä selitys on tarkoitettu vain havainnollistamaan keksinnön ajatusta. Yksityiskohdiltaan keksintö voi vaihdella patenttivaatimusten puitteissa.

20 : · · « • · * · ♦ · • · · ♦ « · • · · • 1 » • » · • · · » » » »

Claims (6)

1. Menetelmä miehittämättömän kaivosajoneuvon kulunestämisek-si, jonka menetelmän mukaan määritetään omalla voimalaitteella varustetun, 5 langattoman tiedonsiirron tai ajoneuvossa olevan itsenäisen navigointijärjes-telmän avulla ohjatun kaivosajoneuvon (5) sallittu toiminta-alue ja valvotaan kaivosajoneuvon pysymistä sallitun toiminta-alueen sisällä pysäyttämällä sallitulta toiminta-alueelta ulos pyrkivä kaivosajoneuvo, tunnettu siitä, että sallitun toiminta-alueen määrittämisessä käytetään ainakin yhtä vaakasuun-10 täistä rajapuomia (4), joka sovitetaan operointikohteeseen kaivosajoneuvon ylintä osuutta korkeammalle, että kaivosajoneuvoon sovitetaan mainittuun ra-japuomiin ulottuva masto (7) ja että kaivosajoneuvon ajaessa rajapuomin kohdalle masto törmää puomiin ja aiheuttaa maston yhteyteen sovitetun hätäpy-! säytyskytkimen (9a; 9b) laukeamisen ja pysäyttää kaivosajoneuvon.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että sovitetaan useita liikuteltavia rajapuomeja haluttuihin kohtiin operointikoh-detta ja että rajapuomien asemaa vaihtelemalla muunnellaan kaivosajoneuvon sallittua toiminta-aluetta.

3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, 20 että rajapuomit ovat ulokepalkkeja, jotka saranoidaan toisesta päästään kääntyvästi kaivoskäytävän seinään, jolloin kaivosajoneuvon sallittu toiminta-/•># alue määritetään kääntämällä puomeja kaivoskäytävän poikkisuuntaisesti ja pituussuuntaisesti.

·’·, 4. Sovitelma miehittämättömän kaivosajoneuvon kulunestämiseksi, » · [./. 25 johon sovitelmaan kuuluu omalla voimalaitteella varustettu miehittämätön kai-vosajoneuvo, jota ohjataan langattoman tiedonsiirron tai ajoneuvossa olevan ;*/ itsenäisen navigointijärjestelmän avulla sille varatulla toiminta-alueella, tu n- tl» ’· ‘ nettu siitä, että sovitelma käsittää kaivosajoneuvoon (5) sovitetun maston (7), joka masto on sovitettu ulottumaan ajoneuvon muita osuuksia ylemmäksi 30 ja että maston yhteydessä on hätäpysäytyskytkin (9a, 9b), joka on järjestetty suorittamaan kaivosajoneuvon pysäytyksen maston törmätessä kaivosajoneu-von sallitun toiminta-alueen määrittävään, maston ulottuville sovitettuun vaa-. kasuuntaiseen rajapuomiin.

5. Patenttivaatimuksen 4 mukainen sovitelma, tunnettu siitä, 35 että maston (7) alapäässä on nivel (8), jolloin masto on sovitettu rajapuomiin törmätessään kääntymään mainitun nivelen suhteen ja että maston kääntymi- j ! ' J 8 566 nen on järjestetty laukaisemaan maston juureen sovitetun hätäpysäytyskytki-men (9a; 9b).

6. Patenttivaatimuksen 5 mukainen sovitelma, tunnettu siitä, että hätäpysäytyskytkin on mekaaninen rajakatkaisija. 8 *08566