FI121243B - Lastauskone - Google Patents

Description

Lastauskone

Keksinnön kohteena on lastauskone, joka käsittää liikuteltavan alustan, puomin, joka on kiinnitetty ensimmäisestä päästään alustaan, ensimmäi-5 sen toimilaitteen puomin liikuttamiseksi alustan suhteen, puomin toiseen päähän sovitetun kauhan, toisen toimilaitteen kauhan liikuttamiseksi puomin suhteen, ensimmäisen anturin puomin aseman tarkkailemiseksi, toisen anturin kauhan aseman tarkkailemiseksi sekä edelleen kauhan ohjausyksikön, jolle välitetään mittaustieto mainituilta antureilta ja edelleen joka ohjausyksikkö on 10 sovitettu ohjaamaan mainittuja toimilaitteita kauhan halutun aseman aikaansaamiseksi lastauskoneen alustan suhteen, ja joka lastauskone käsittää ainakin yhden lukulaitteen kaivoksen seinäpintaan ennalta tehdyn visuaalisen refe-renssimerkinnän tunnistamiseksi.

Kaivostunneleita louhitaan ns. katkoissa. Kallionporauslaitteella po-15 rataan tunnelin peräseinään ennalta valitun poraussuunnitelman mukaisesti reikiä, jotka panostetaan räjähdysaineella. Sen jälkeen irrotetaan räjäyttämällä halutun suuntainen ja syvyinen osa kalliota. Irronnut louhe kuljetetaan lastaus-koneen kauhassa pois porauspaikalta. Näitä vaiheita toistetaan tarvittava määrä halutun pituisen tunnelin aikaansaamiseksi. Kallionporauslaitteen oikean 20 asemoinnin kannalta on tärkeää, että tunnelin lattia on ennalta määritellyllä korkeustasolla niin, että tunnelin louhinta voi edetä suunnitelman mukaisessa suunnassa. Tunnelin lattian merkitys korostuu erityisesti silloin, kun käytetään miehittämättömiä kallionporauslaitteita, joiden käytön odotetaan yleistyvän lähitulevaisuudessa. Samalla, kun irrotettua louhetta otetaan porauspaikalta lasta-25 uskoneen kauhaan, muodostaa kauha tunnelin lattiapinnan. Jotta lastauskoneen kauhan asema saataisiin pysymään haluttuna ja sitä kautta tunnelin lattian korkeustaso oikeana, on tunnettua sovittaa lastauskoneen kauhan yhteyteen hydraulinen yhdensuuntaisuusmekanismi, jolla säädetään kauhan asento sekä kauhan korkeus lattiasta halutuiksi. Tyypillisesti kauhan ohjausjärjestelmä 30 käsittää vielä antureita, joilla tarkkaillaan puomin ja kauhan asentoa suhteessa lastauskoneen alustaan. Tällainen kauhan asennon säätö ei kuitenkaan takaa oikeaa tunnelin lattian korkeusasemaa, vaan kauhan asema on monimutkaisista säätömekanismeista huolimatta riippuvainen lastauskoneen kulkeman alustan muodoista.

2 Tämän keksinnön tarkoituksena on saada aikaan uudenlainen ja parannettu järjestely kaivoksessa käytettävän lastauskoneen kauhan aseman säätämiseksi.

Keksinnön mukaiselle lastauskoneelle on tunnusomaista se, että 5 kauhan ohjausyksikkö on sovitettu vertaamaan kauhan asemaa mainitun visuaalisen referenssimerkinnän antamaan korkeustietoon sekä ohjaamaan kauhan tunnistetun referenssikorkeuden mukaisesti.

Keksinnön olennainen ajatus on, että lastauskone käsittää lukulaitteen, jolla voidaan lukea tunnelin seinäpintaan tehtyjä referenssimerkintöjä. 10 Referenssimerkintöjä lukemalla saadaan tarkka absoluuttinen korkeusasema, jonka perusteella kauhan ohjausjärjestelmä ohjaa kauhan sellaiseen asemaan, että lastauskonetta eteenpäin ajettaessa kauhan muodostama tunnelin lattiapinta tulee halutulle korkeustasolle referenssimerkkeihin nähden. Tunneli louhitaan korkeussuunnassa jonkin verran ylisuureksi niin, että tunnelin lattian kor-15 keutta voidaan säätää jättämällä tarvittava kerros irrotettua kiveä lattiaan. Keksinnön etuna on se, että kauhan asema säädetään tarkkojen referenssimerkin-töjen perusteella eikä pelkästään lastauskoneen alustan mukaan, jolloin tunnelin lattian epätasaisuudet eivät olennaisesti vaikuta tunnelin lattian korkeusasemaan. Näin ollen kun tunnelin lattiapinta saadaan pysymään tarkasti halu-20 tulla korkeustasolla, on kallionporauslaitteen paikoittaminen porausasentoon helpompaa. Edelleen keksinnön mukainen laitteisto on varsin yksinkertaisesti sovitettavissa nykyisiin lastausajoneuvoihin. Kaivokseen ei välttämättä tarvitse rakentaa ylimääräistä infrastruktuuria lastauskoneen ohjaamista varten.

Edelleen on keksinnön edullisen sovellutusmuodon olennaisena 25 ajatuksena se, että lukulaite on kamera, jolla tunnelin seinäpintaan tehtyjä visuaalisia merkintöjä, kuten esimerkiksi maalimerkintöjä, voidaan lukea. Kauhan ohjausjärjestelmän yhteydessä on tällöin kuvankäsittelyjärjestelmä, joka tulkitsee kameran antamaa mittaustietoa ja sähköisten ohjaussignaalien avulla ohjaa kauhan asemaan vaikuttavia toimilaitteita.

30 Keksintöä selitetään tarkemmin oheisissa piirustuksissa, joissa kuvio 1 esittää kaavamaisesti erästä keksinnön mukaista lastauskonetta sivultapäin nähtynä, kuvio 2 esittää kaavamaisesti erästä keksinnön mukaista laitteistoa, kuvio 3 esittää kaavamaisesti erästä toista keksinnön mukaista lait- 35 teistoa, ja 3 kuvio 4 esittää kaavamaisesti erästä tunnelia, jonka seinäpintoihin on tehty lastauskonetta varten erilaisia referenssimerkintöjä.

Selvyyden vuoksi kuvioita on yksinkertaistettu. Lisäksi kuvioiden vii-tenumerointi on yhtenevä.

5 Kuviossa 1 on esitetty yksinkertaistettuna keksinnön mukainen las- tauskone tunnelissa. Lastauskone käsittää alustan 1, johon kuuluu mm. runko, tehoyksikkö, voimansiirto, akselistot pyörineen, ohjausvälineet, ohjaamo tai tiedonsiirtoyksikkö miehittämätöntä käyttöä varten, sekä tarvittavat muut laitteet. Lastauskoneen etuosaan on sovitettu vaakasuuntaisen nivelen avulla 10 puomi 2, jolloin puomia voidaan nostaa ja laskea ensimmäisen toimilaitteen 3, tyypillisesti hydraulisylinterin avulla mainitun nivelen suhteen. Puomin vapaaseen päähän on sovitettu vaakasuuntaisen nivelen avulla kauha 4, jonka kulma-asento puomiin nähden voidaan valita toisen toimilaitteen 5 avulla. Lasta-uskoneen yleinen rakenne ja toiminta on sinällään alan ammattimiehelle täysin 15 tunnettu, joten sen yksityiskohtaiseen tarkasteluun ei katsota olevan tarvetta.

Kuten kuviosta 1 vielä nähdään, on tunneli louhittu korkeussuunnassa jonkin verran ylisuureksi niin, että tunnelin lattian korkeutta voidaan säätää jättämällä tarvittava kerros irrotettua kiveä lattiaan. Tällöin tunnelin pohjan irrottamaton kalliopinta ei rajoita lattian muodostamista, vaan lastauskone ky-20 kenee muokkaamaan irtonaisesta kivestä lattian oikeaan korkeustasoon.

Kuviossa 2 esitetty järjestelmä käsittää kauhan ohjausyksikön 6, jolla kauhan asemaa ohjataan. Järjestelmään kuuluu lisäksi ainakin kaksi anturia, joista ensimmäisellä anturilla 7 tarkkaillaan puomin 2 asentoa alustan suhteen, ja joista toisella anturilla 8 tarkkaillaan kauhan 4 asentoa puomin suhteen. An-25 turit voivat olla jotain sinänsä tunnettua tyyppiä. Antureiden antaman paikkatiedon perusteella kauhan asema alustan suhteen tiedetään. Ohjausyksikkö 6 antaa ohjaussignaalin ensimmäistä ja toista toimilaitetta 3, 5 ohjaaville venttiileille 19, 20 tai vastaaville niin, että kauha saadaan ajettua haluttuun asemaan alustan suhteen. Keksinnön ajatuksen mukaan kaivosajoneuvo käsittää vielä 30 lukulaitteen 9, jolla voidaan lukea tunnelin seinäpintaan tehtyjä referenssimerkintöjä 10. Edullisesti lukulaitteita on kaksi 9a, 9b, jolloin ne on sovitettu osoittamaan tunnelin vastakkaisiin seinäpintoihin. Yksinkertaisimmillaan lukulaitteet on sovitettu puomiin. Lukulaite voi olla esimerkiksi videokamera, rasterikamera tai muu optinen laite, jonka tunnistamaa tietoa voidaan käsitellä kauhan ohja-35 usyksikköön kytketyn kuvankäsittely-yksikön 11 4 avulla. Ohjausyksikössä tunnistetun tiedon perusteella muodostetaan sähköisiä ohjaussignaaleita, joilla ohjataan kauhan asemaan vaikuttavia toimilaitteita 3, 5. Edelleen voidaan tunneliin tehtyjä referenssimerkintöjä 10 lukea sopivan laseriskannerin 17 avulla, jolloin referenssimerkintä voi olla koodi 18, joka si-5 sältää mm. paikkatietoa. Referenssimerkinnöistä voidaan määrittää absoluuttinen referenssi korkeus, jonka perusteella kauhan asema lastauksen aikana sovitetaan niin, että tunnelin lattiapinta 12 muodostuu halutulle korkeudelle. Referenssimerkintä voi olla kallion pintaan tehty maalimerkintä. Yksinkertaisimmillaan se on määrätylle korkeustasolle tehty viiva. Maalimerkintä voidaan 10 tehdä esimerkiksi maaliruiskulla tai ampumalla värikuulia tunnelin seinään.

Kuviossa 3 on esitetty ratkaisu, jossa referenssimerkintä perustuu aaltoliikettä säteilevään lähettimeen 13, jolloin lastauskoneeseen on sovitettu vastaanotin 14, jolla lähettimen aikaansaama informaatio otetaan vastaan.

Kuviossa 4 on esitetty yksinkertaistettuna tunneli, jonka vasem-15 manpuoleisiin seinäpintoihin on tehty ennalta määritellylle korkeudelle viiva-mainen referenssimerkintä, joka kuvaa absoluuttista referenssikorkeutta, jonka mukaan tunnelin lattia voidaan muodostaa suunnitelman mukaiseen korkeuteen. Tällaiset referenssimerkit voidaan tehdä manuaalisesti sen jälkeen, kun tunneli on mitattu jollain perinteisellä tavalla. Vaihtoehtoisesti tunneliin ajetaan 20 teleoperoitu eli langattoman tiedonsiirron avulla ohjattu mittausajoneuvo, jossa on nykyaikaiset mittausvälineet. Mittausajoneuvossa on merkkauslaite, kuten esimerkiksi maaliruisku, jolla referenssimerkinnät voidaan tehdä kauko-ohjatusti tai täysin automaattisesti. Kuvion 4 oikeanpuoleisiin seinäpintoihin on puolestaan tehty referenssimerkintä sovittamalla seiniin määrätylle korkeudelle 25 valonlähde, kuten esimerkiksi valokaapeli 15, jossa on lamppuja 16 tietyn etäisyyden päässä toisistaan. Tällöin lukulaitteella tunnistetaan valokaapelin määrittämä korkeusasema, jonka perusteella kauhan asema säädetään.

Keksinnön ansiosta kaivoskäytävään ei välttämättä tarvitse rakentaa kiinteää infrastruktuuria kaivosajoneuvojen ohjaamista varten, jolloin kaivoksen 30 investointikustannukset ovat alemmat.

Piirustukset ja niihin liittyvä selitys on tarkoitettu vain havainnollistamaan keksinnön ajatusta. Yksityiskohdiltaan keksintö voi vaihdella patenttivaatimusten puitteissa. Niinpä on selvää, että puomi voi tarvittaessa koostua kahdesta tai useammasta toistensa suhteen liikuteltavasta osasta, jolloin niitä 35 liikuttavia toimilaitteita samoin kuin puomin asemaa mittaavia antureita on tarvittava määrä.

Claims (3)

1. Lastauskone, joka käsittää liikuteltavan alustan (1), puomin (2), joka on kiinnitetty ensimmäisestä päästään alustaan, ensimmäisen toimilait- 5 teen (3) puomin liikuttamiseksi alustan suhteen, puomin toiseen päähän sovitetun kauhan (4), toisen toimilaitteen (5) kauhan liikuttamiseksi puomin suhteen, ensimmäisen anturin (7) puomin aseman tarkkailemiseksi, toisen anturin (8) kauhan aseman tarkkailemiseksi sekä edelleen kauhan ohjausyksikön (6), jolle välitetään mittaustieto mainituilta antureilta ja edelleen joka ohjausyksikkö on 10 sovitettu ohjaamaan mainittuja toimilaitteita kauhan halutun aseman aikaansaamiseksi lastauskoneen alustan suhteen, ja joka lastauskone käsittää ainakin yhden lukulaitteen (9, 9a, 9b; 14; 17) kaivoksen seinäpintaan ennalta tehdyn visuaalisen referenssimerkinnän (10; 13; 16; 18) tunnistamiseksi, tunnettu siitä, että kauhan ohjausyksikkö (6) on sovitettu vertaamaan kauhan 15 asemaa mainitun visuaalisen referenssimerkinnän antamaan korkeustietoon sekä ohjaamaan kauhan (4) tunnistetun referenssikorkeuden mukaisesti.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen lastauskone, tunnettu siitä, että lukulaite on kamera (9a, 9b), jolla kaivoksen seinäpintaan tehty visuaalinen referenssimerkintä (10) on luettavissa, ja että kauhan ohjausyksikkö (6) 20 käsittää kuvankäsittelyjärjestelmän (11) kameran antaman signaalin tulkitsemiseksi.

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen lastauskone, tunnettu siitä, että lukulaite on laseriskanneri (17), jolla kaivoksen seinäpintaan tehty visuaalinen referenssimerkintä (18) on luettavissa, ja että kauhan ohjausyksikkö (6) 25 on sovitettu tulkitsemaan laseriskannerin antaman signaalin ja muodostamaan tarvittavan ohjaussignaalin kauhan asemaan vaikuttaville toimilaitteille (3, 5).