JP2020125685A - 摩耗アセンブリ取外しおよび取付け - Google Patents
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Abstract
Description
[01]本出願は、2013年10月21日出願の、「Automated Wear Assembly Removal and Installation」という名称の米国仮特許出願第61/893833号に優先権利益を主張し、それは参照によって完全に本出願に援用される。
溶接部、ボルト、楔またはねじ付き部材を使用して掘削機器に固定または係止されてよい。係止機構は、取付者が摩耗部品を固定するまでに摩耗部品に極めて近接することを必要とする。摩耗部品が取付け時に索具システムに取り付けられるかどうかにかかわらず、摩耗部品が係止機構を実装する前に掘削機器から分離して落下するまたはぶら下がる可能性が、取付者を潜在的な危険にさらす。
る。
は、コントローラはプログラム可能なロジックを使用して、作業者なしで取外しおよび/もしくは取付け工程の一部またはすべてを完了する。1つの好適な構成では、マニピュレータはサーボ電気マニピュレータである。別の好適な構成では、マニピュレータは油圧マニピュレータである。別の好適な構成では、マニピュレータは空気式である。
成では、摩耗部品を見つけるために、全地球測位システム(GPS)受信機が使用される。別の好適な構成では、交換を必要とする摩耗部品を見つけるために、電磁波受信機および送信機が使用される。好適な構成では、電磁波は可視スペクトル(たとえば、赤外線、マイクロ波または無線周波数[RF])より大きい波長を有する。別の好適な構成では、交換を必要とする摩耗部品を見つけるために、機械的波の受信機および送信機が使用される。好適な構成では、機械的波は超音波スペクトルにある。別の好適な構成では、交換を必要とする摩耗部品を見つけるために、レーザ受信機および送信機が使用される。1つの好適な構成では、交換を必要とする摩耗部品の向きおよび位置を判定するために、デジタル傾斜計ユニットおよびデジタルコンパスが使用される。1つの好適な構成では、掘削機器を特定し、かつ交換を必要とする摩耗部品の向きおよび位置を判定するために、カメラおよび視覚認識ソフトウェアが使用される。
助ツールを含み、第1の補助ツールは摩耗部品を落下しないように固定し、第2の補助ツールは摩耗部品に係合してベースから係脱させる。好適な構成では、第1および第2の補助ツールは両方ともマニピュレータによって支持される。
種類の摩耗部品を取り外し、取り付けるためのツールおよび工程に関係する。掘削機器は、一般用語として、たとえばドラグライン機械、ケーブルショベル、フェースショベル、油圧掘削機および浚渫カッタを含む、採鉱、建設および他の活動において使用される各種の掘削機械のいずれかを指すものと意図される。掘削機器は、バケット、ブレードまたはカッタヘッドなど、これらの機械の地面係合構成要素も指す。地面運搬機器はまた、一般用語として、土製の材料を運搬するために使用され、たとえば、シュートおよび採鉱トラック荷台を含む各種の機器を指すものと意図される。本発明は、たとえば掘削爪およびシュラウドの形態の掘削機器の摩耗部品を取り外し、取り付けることに適している。さらに、本発明の特定の態様は、たとえばランナの形態の磨耗面を取り外し、取り付けることにも適している。説明の便宜のために、摩耗部品取外しおよび取付け工程は、採鉱掘削機上のポイントを交換する観点から論じられる。しかしながら、取外しおよび取付け工程は、土工機器とともに使用される他の摩耗部品に関して使用してよい。
、前部または前方は概して使用中(たとえば、掘込み中)の通常の進行方向を示すために使用される、上方または上部は概して、たとえば材料がバケット内に集められるときにそれが通る面への言及として使用される。それにもかかわらず、様々な土工機械の動作において、摩耗アセンブリは使用中に様々な方法で向きを定め、またすべての種類の方向に移動させてよいことが認識される。
(図1)。バケット3は、バケット3の掘込刃であるリップ5を有する(図2および図3)。掘込刃は地面との接触を先導する機器の部分である。爪アセンブリおよびシュラウドがしばしば、刃を保護しかつリップの前方の地面を割るために、掘込刃に固定される。参照によって本明細書に援用される米国特許出願第13/547,353号に開示されるような複数の爪アセンブリ7およびシュラウド9が、バケット3のリップ5に取り付けられてよい(図4および図5)。例示される爪7は、リップ5に溶接(またはその他固定)されるアダプタ11、アダプタ11に装着される中間アダプタ13、およびベース13に装着されるポイント(先端とも呼ばれる)15を含む。1つの爪構成7が図示されるが、他の爪装置も可能である。ポイント15は、ノーズ17を受ける後方に開口する空胴、および地面に貫入する前端19を含む。ベース13に摩耗部材15を、かつノーズ23にベース13を固定する(図2および図3)ために、一般に、保持器、ピンまたはロック21と呼ばれる固定機構が使用されるが、しかし異なるロックを使用してポイント15およびベース13を固定し得る。本出願において、ポイント15は一般に摩耗部材と、かつ中間アダプタ13はベースと称される。それにもかかわらず、中間アダプタ13およびアダプタ11は摩耗部材でもある。たとえば、中間アダプタ13が交換を必要とすると、それは摩耗部材と、かつアダプタ11はベースと称され得る。同様に、アダプタ11が交換を必要とすると、それは摩耗部材と、かつリップ5はベースと称され得る。バケットの寿命の間、摩耗部材11、13、15は通常何度も交換される。
の工程のステップを例示する。工程は取付者/作業者によって達成してよいか、または工程は半自動化工程(すなわち、工程内の様々なステップを自動化してよい)もしくは全自
動化工程でよい。工程の変形が存在する。たとえば、一度に2つ以上の摩耗部材を交換することが望ましいことがあり、また新しい摩耗部材を取り付ける前にまず摩耗部材のすべてを取り外すことが望ましいことがある。
ール25が使用される(図7)。土工機器が遠隔地にあって摩耗部品を現場で交換しなければならないときでも摩耗部品を交換できるように、ツール25は整備を必要とする掘削機器1に送られる。ツール25は、たとえば少なくとも1つのマニピュレータ29およびプログラム可能なロジック付きの中央処理ユニット(CPU)などの少なくとも1つのコントローラ31をもつ移動ベースとしてのサービス車両27でよい。コントローラは単一のCPU、またはたとえば補助ツール、マニピュレータおよび/もしくはサービス車両に位置するCPUの組合せであり得る。コントローラは遠隔地にあり得、または後述するように、手動で作動もしくは部分的に手動で作動し得る。サービス車両27は、アウトリガ安定器33、電源35、マニピュレータプラットフォーム37、保管区画またはパレット39、およびマニピュレータ29と連携して使用されるべき補助ツールまたはサブツール41も装備してよい。サービス車両は、それが1つの位置から別の位置まで容易に移動させることができるように、車輪付きである。不図示の代替の実施形態において、サービス車両は無限軌道を有してよく、または車輪および無限軌道を有してよい。サービス車両27は、サービス車両27内に位置する作業者によって採鉱掘削機1まで運転される。代わりに、サービス車両27は普通にまたはユーザ入力装置を介して遠隔で採鉱掘削機1まで運転してよい。たとえば、サービス車両27は、サービス車両27に位置するジョイスティック(不図示)およびカメラ(不図示)で遠隔運転してよい。別の代替例において、サービス車両27は、摩耗部材15を交換する必要がある採鉱掘削機1まで運転するように全自動化およびプログラムしてよい。
ることができるように掘削機バケット3の十分近くまで運転される。適所に置かれた後、油圧アウトリガ安定器33は下降され、マニピュレータ29に安定したプラットフォームを提供する。マニピュレータプラットフォーム37は、バケット3が地面に設定されるときにマニピュレータ29が摩耗部材15に達することができるように十分低くサービス車両27上に位置してよい。場合によっては、掘削機作業者は、マニピュレータ29がサービス車両27上に位置するときに、バケット3が上に傾けられるようにバケット3を調節するか、またはマニピュレータ29が摩耗部材15に達することができるようにバケット3を台43にのせる必要があることがある(図7)。サービス車両27は、マニピュレータ29がバケット3上の摩耗部材15に達することができるようにマニピュレータ29を下降、回転および/または移動させる昇降機(不図示)、ターンテーブルおよび/または並進アセンブリを装備してよい。
。たとえば、マニピュレータ29および補助ツール41はサービス車両、発電機またはバッテリを介して電力供給されてよい。
7の前部に向けて、サービス車両27の後部に向けて、および/またはサービス車両27の各々の側面に向けて摺動するレール(不図示)が装備されてよい。レールに沿ってマニピュレータ29を移動させるために、市販の鎖、油圧アクチュエータまたは電気アクチュエータ(ラックアンドピニオンまたはボールねじを駆動する)(不図示)をマニピュレータ29に接続してよい。
フォーム37の一部であって、サービス車両27と一体化してよく、またはサービス車両27が現場に配備されるのに先立ち摩耗部材15のすべてが保管区画39でサービス車両27上に積載されるようにサービス車両27から取外し可能でよい(図7、図9および図10)。保管区画39は、サービス車両27に設置された後、各摩耗部材15がマニピュレータ29に対して固定向きおよび位置を有するように、摩耗部材15を支持する固定具または治具45が装備されてよい。
レータもしくは市販の既製の油圧マニピュレータ、または市販の既製の空気圧マニピュレータでよい。マニピュレータ29は一体化力計測を有してよく、またはアフターマーケットの既製の力計測装置が装備されてよい。使用してよいマニピュレータ29の例は、一体化力計測付きのファナックm−900ia−400Lサーボ電気ロボット、ATIアフターマーケット力/トルクセンサを装備したABB IRB7600−500サーボ電気ロボット、ATIアフターマーケット力/トルクセンサを装備したMotoman HP500Dサーボ電気ロボット、またはVulcan Action500油圧式マニピュレータを含むが、これらに限定されない。
使用可能な各種の補助ツール41の1つまたは複数を装備してよい。補助ツール41は好ましくは、マニピュレータ29に対して固定位置に位置づけられる。マニピュレータ29は、取外しおよび取付け工程の様々な機能を行うために、マニピュレータ29が1つの補助ツールから別の補助ツールに急速に変更するのを許容する業界標準ツール交換装置47が装備されてよい。ツール交換装置47は、マニピュレータ29に接続する第1の側49、および補助ツール41に接続する第2の側51を有する(図8)。ツール交換装置47の2つの側49および51は、使用中のときに互いに結合され、また使用中ではないときに分離される。たとえば、マニピュレータ29はATIロボットツール交換装置が装備されてよい。サービス車両27が装備してよい様々な種類の補助ツール41は、以下に詳論される。マニピュレータは複数の補助ツール41を並行して支持してもよい。
プログラム可能なロジック付きのCPUの形態の少なくとも1つのコントローラ31、少なくとも1つのマニピュレータ29、保管区画39、およびマニピュレータ29と連携して使用されるべき補助ツール41を装備する。サービスステーション53は、同じ利益および目的が多く、サービス車両27と多くの点で類似している。以下の説明は差に集中し、サービスステーション53にあてはまるすべての類似点を繰り返すわけではない。採鉱掘削機1はサービスステーション53に送られて、マニピュレータ29がバケット3上の摩耗部材15に達することができるようにマニピュレータ29の十分に近くに位置づけられる。サービス車両27と同様に、サービスステーション53は、マニピュレータ29が前後に摺動するレール(不図示)を装備してよい。サービスステーション53でのマニピュレータ29および補助ツール41は多くの電源35から電力供給されてよい。たとえば、マニピュレータ29および補助ツール41は発電機、バッテリを介して電力供給されるか、または既存の電力システムによって電力供給されてよい。サービスステーション53は好ましくは、土工ツールが接近するのに、かつ作業者がアクセスするのに都合のいい位置に位置づけられる。それにもかかわらず、サービスステーションは現場に位置づけられ得、かつ異なる位置に移動されるトレーラなどの移動ベースを含み得る。
3がサービスステーション53に対して適所に置かれた後、バケット3上の摩耗部材15の種類が特定される。バケット3上の摩耗部材15は、コントローラ31に手動で情報を入力する作業者によって特定してよい。作業者は掘削機器1に関する特定の識別子を入力
してよく、コントローラ31は識別子を使用して、特定した掘削機器1上の摩耗部材15のデータベースを参照する。
に関してデータベースから情報を引き出す補助ツールを有してよい。データベースは、掘削機器1に、好ましくは保護領域に位置する符号化要素55によってアクセスされてよい。符号化要素55は、たとえばバケット3の後部(図12)にまたはバケットを作動させる土工機械(不図示)に位置してよい。符号化要素は、たとえばRFID、バーコードまたはQRコード(登録商標)でよい。不図示の代替の実施形態において、補助ツールは移動データ収集装置から情報を引き出してよい。符合化される構造55またはデータベースは、たとえばバケット通し番号、バケットの容量、バケットが取り付けられている機械、バケットのための部品番号、およびバケット3に現在取り付けられている摩耗部材15の種類を格納してよい。データは次いでコントローラ31に入力される。外部プログラマブルロジックコントローラ(PLC)(不図示)または外部PC(不図示)をもつコントローラ31は、取り付けられるべき摩耗部材15がバケット3と互換性を持つことを保証するために検査を行ってよい。
り付けられている摩耗部材15の種類をバケット健全性監視ユニット(不図示)から引き出してよい。バケット健全性監視ユニットは、バケット3上の各摩耗部材15の現在の摩耗特性を監視および記憶し、摩耗部材15が摩耗部材15のための最低摩耗プロファイルを越えて摩耗しようとするときに警報を与えるシステムでよい。警報は、掘削機器1上の摩耗部材15が整備を必要とするときに、機器作業者におよび無線装置に無線で送られてよい。バケット上の各摩耗部材15の最低摩耗プロファイルを判定するために、健全性監視ユニットは、様々な種類の摩耗部材15のための様々な摩耗プロファイルをもつデータベースを参照してよい。バケット健全性監視ユニットの様々な態様は、たとえば、Motion Metricsによって販売されるTooth−Wear Monitoringシステムもしくは類似したバケット健全性監視ユニットによって、または移動データ収集装置から達成されてよい。
のを促進することに加えて、バケット健全性監視システムは、ツール25に他の情報を通信することもできてよい。バケット健全性監視システムとツール25との間の通信は、無線またはケーブルを通じてでよい。バケット健全性監視システムは、たとえば摩耗部材15が次の整備時間帯の前に交換されるべきであるほど摩耗した特定の摩耗部材15を通信してよい。バケット健全性監視システムは、ツールが取付けおよび取外し工程中にツールへのフィードバックを提供するのを促進してよい。たとえば、バケット健全性監視システムは、ツールが摩耗した摩耗部品を見つけて固定し、掘削機器のベースに新しい摩耗部品を取り付けるのを促進するために、自身のセンサ(たとえば、カメラ、加速度計)から情報を提供してよい。
記録するために、バケット健全性監視システムのデータベースまたは別の個別のデータベースと通信できる。ツールはたとえば、i)摩耗部品が取り外されて交換された日時、ii)摩耗部品の取換えにかかった時間、iii)摩耗部品が取り付けられた機械、iv)交換されて取り付けられた摩耗部品の種類、v)排土機器に摩耗部品を保持している固定機構を取り外すために必要とされるトルク、vi)排土機器に摩耗部品を保持する固定機構を取り付けるために使用されるトルク、およびvii)摩耗部品が交換された場所の地理的位置の少なくとも1つを通信できる。
耗部材15の各々の現在の摩耗特性を調べて、どの摩耗部材15が交換を必要とするかをコントローラ31に手動で入力してよい。コントローラ31、たとえばCPU、外部PLCまたは外部PCは、どの摩耗部材15が交換されているかに関して無線装置に情報を送信してもよい。どの摩耗部材15も交換する必要がなければ、コントローラ31は取外しおよび取付け工程を継続しないようにプログラムできる。
ピュレータ29に対する摩耗部材15の位置を判定できる。バケット3およびサービス車両27またはサービスステーション53は、摩耗部品の向きおよび位置が地面に対する摩耗部品向きに関係なく判定されてよいように、センサが装備されてよい。センサはアクティブまたはパッシブセンサでよく、またたとえば受信機、送信機およびデジタルセンサでよい。バケット3はバケット3に永久に取り付けられる受信機、送信機およびデジタルセンサを有してよいか、またはセンサは取外しおよび取付け工程に先立ち作業者によってバケット3に配置されてよい。たとえば、バケット3は少なくとも1つのGPS受信機57を有してよく、サービス車両27またはサービスステーション53は少なくとも3つのGPS受信機57を有してよい(図13)。コントローラ31がサービス車両27またはサービスステーション53に対するバケット3の向きおよび位置を判定できるように、追加のデジタルセンサ、たとえば傾斜計ユニット59および/またはコンパス61が較正開始角度をもつバケットの面に位置してよい。較正開始角度は、たとえばバケット3の平面(たとえば、バケット3が定地上に静止しているとき)でよい。コントローラ31は、バケット3上の摩耗部材15を見つけるのを促進するためにバケットおよび摩耗部材幾何学的形状データベースを有してよい。コントローラ31は、バケット3の傾斜角、GPS受信機57から判定されるサービス車両27およびバケット3の位置、およびバケットおよび摩耗部材幾何学的形状データベースから判定される摩耗部材15の位置に基づいて、どこにマニピュレータ29を動かすべきかを判定してよい。別の実施形態において、バケット3およびサービス車両27またはサービスステーション53は両方とも、GPS受信機57の代わりに、電磁波受信機および/もしくは送信機、機械的波の受信機および/もしくは送信機、またはレーザ受信機および/もしくは送信機を有してよい。電磁波は、たとえば可視スペクトル(たとえば、赤外線、マイクロ波または無線周波数)より大きい波長を有してよい。力学的波は、たとえば超音波スペクトルの波長を有してよい。受信機および送信機は、ニコンiGPSシステムでまたはiTrackのLocal Positioning Systemで使用されるものに類似していてよい。
ータに対する摩耗部材の位置は、カメラ32、視覚認識ソフトウェアおよびバケット/摩耗部材幾何学的形状を用いて判定してよい。たとえば、マニピュレータは1つまたは複数のカメラ32が装備されてよく、コントローラ(たとえば、CPU、外部PLCまたは外部PC)は視覚認識ソフトウェアが装備されてよい。マニピュレータは、視覚認識ソフトウェアが掘削機器、バケットまたは摩耗部材を特定するまで、自転させ、回転させ、または上に、下にもしくは円を描いて動かしてよい。視覚認識ソフトウェアが掘削機器、バケットまたは摩耗部材を特定した後、コントローラはバケットの向きおよび位置を判定してよい。マニピュレータは次いで、視覚認識ソフトウェアがバケットまたは摩耗部材上の一意の特徴を特定するまで、バケットまたは摩耗部材のより近くに動かし得る。一意の特徴は、たとえば一意の鋳肌、一意に設計された溶接板、または一意の硬化肉盛のパターンでよい。一意の特徴は好ましくは、それが完全には摩耗しないだろう場所に位置するだろう。一意の特徴は好ましくは、コントローラが、バケットまたは摩耗部材が向けられる方向を判定できるように、摩耗部材またはバケット上のパターンを有するだろう。マニピュレータは一意の特徴に駆動できるので、バケットまたは摩耗部材上の原点が確立されるだろう。確立した原点およびバケット/摩耗部材幾何学的形状に基づいて、マニピュレータを
バケット上の摩耗部材を取り外すおよび/または取り付けるために必要とされる様々な位置に動かしてよい。
動かすために、空間におけるマニピュレータ29に対する摩耗部材15の位置は作業者によってユーザ入力装置(すなわち、コントローラ31)を用いて入力してよい。この例では、コントローラ31は、たとえばジョイスティックまたはウェアラブルユーザインタフェース(不図示)などのユーザ入力装置である。代わりに、作業者はマニピュレータ29を物理的に(たとえば、自分の手で)誘導できる。たとえば、作業者は、コントローラ31にマニピュレータに対する摩耗部材15位置および向きがプログラムされるようにマニピュレータ29が摩耗部材15と掘削機器1上のベース13との間の固定機構21の直上にあるように、マニピュレータ29を動かしてよい。作業者は好ましくは、摩耗部材15およびマニピュレータから離れている、すなわち安全距離離れて位置する。作業者が摩耗部材15を物理的に見ることができない場所に位置する場合、マニピュレータ29およびサービス車両27またはサービスステーション53は、マニピュレータ29を摩耗した摩耗部材15に視覚的に動かすのを促進するカメラ32(図27aおよび図27b)を装備してよい。ユーザ入力装置は、マニピュレータ29からの情報を提供するために、触覚、視覚または可聴フィードバックも有してよい。フィードバックは、たとえば振動、可視光または可聴音でよい。フィードバックは、たとえばマニピュレータが物体に触れたときに、作業者に与えられてよい。
部材15が重力により摩耗した部材15をベース13上に適所に保つ角度であるように、バケット3を上方に傾けてよい。傾斜計ユニット59は較正開始角度をもつバケットの面に位置する。バケットの面は、たとえばバケット3の平面(たとえば、バケット3が定地上に静止しているとき)でよい。傾斜計ユニット59は、固定機構21が取り外されたあとバケット3がいつ重力により摩耗した部材15を適所に保つ安全な向きになるかをコントローラ31が判定できるように、バケット3の現在の向きをコントローラ31に無線で送信してよい(図14および図15)。代わりに、光または他の音声、視覚もしくは触覚フィードバック(不図示)が、バケット3がいつ取外し工程を継続するのに安全な向きになるかを作業者に示してよい。
摩耗部材を摩耗部材15の2つ以上の側面で固定してよい(図27aおよび図27b)。例示される例では、補助ツール191は3つのアーム、すなわち摩耗部材15の底面と接触する1つのアーム191aおよび摩耗部材15の側面と接触する2つのアーム191bおよび191cを有するが、しかし多腕ツール191は4つ以上のアームまたは2つ以下のアームが設けられ得る。加えて、多腕ツール191は摩耗部材の任意の2つの反対側の面を把持してよい(たとえば、アームは摩耗部材の上面および底面を把持してよい、アームは摩耗部材の側面および摩耗部材の上面を把持してよい、またはアームは摩耗部材の上面および底面ならびに側面を把持してよい)。各アーム191a〜191cは、側面アーム191bおよび191cが左右移動しかつ互いに接離移動し、さらに底面アーム191aが上下移動するように、開閉できる。アームはモータを介して移動させてよく、または油圧で移動させてよい。アーム191a〜191cは、アームが開位置にあるときに摩耗部材がアームによって提供される開口内に収まるように、十分に離れて離間され、また摩耗部材が開口内にあるときにアームが摩耗部材に完全に接触および係合するように、同様に互いに十分に近接して離間される。各アーム191a〜191cはさらに、摩耗部材15と接触する調節可能な面193を有してよい。調節可能な面193は、アーム191a〜191cが摩耗部材の異なる面とより十分に接触するのを許容する。加えて、調節可能な面193は、アーム191a〜191cが摩耗した摩耗部材とより十分に接触するのを
許容する。
の第2の補助ツールと組み合わされて、摩耗部材15を固定し、同時に摩耗部材15から固定機構を取り外すことができる組み合わせツール197を生じさせる。この操作は、複数の機能をもつ単一の補助ツールによっても達成できる。例示される実施形態において、取外しツール195は、マニピュレータ29の全体位置を調節することなく取外しツール195の位置を調節するだけである調整機構199が設けられる(すなわち、マニピュレータは微細制御を有する)。調整機構199は図27aおよび図27bに図示される実施形態に図示されるだけであるが、調整機構199は取外しおよび取付け工程に使用される様々な補助ツール41のいずれにも適用してよい。調整機構199は、マニピュレータアーム29の位置を調節することなく取外しツール195が左右および上下移動できるように、取外しツール199に2以上の自由度を提供する。取外しツール195は六角ツール201を有するとして図示されるが、しかし固定機構を取り外すために、他のツールも可能である。多腕ツール191を取外しツール195と組み合わせることは、1つのツール197が摩耗した摩耗部材を取り外し、新しい摩耗部材を取り付けるために使用されるのを許容する。組み合わせツール197の形態の補助ツールは、摩耗部材を固定する様々な補助ツール41のいずれかおよび摩耗部材から固定機構を取り外し、取り付ける様々な補助ツール41のいずれかを組み合わせてよい。加えて、組み合わせツール197としての補助ツールは、3つ以上の補助ツールを互いに組み合わせてよい(たとえば、組み合わせツールは、摩耗部材を固定する補助ツール、微粉を除去する補助ツールおよび固定機構を取り外す補助ツールを有してよい)。
い(図16)。磁気ストラップ63は、少なくとも1つの空気作動永久磁石65で作られてよい。少なくとも1つの空気作動永久磁石65が摩耗した摩耗部材15に固定されてよく、別の空気作動永久磁石65がベース13に固定されてよく、空気作動永久磁石65の両方とも、たとえば金属ストラップ67で互いに固定されてよい。磁気ストラップ63は手動で適用してよく、またはマニピュレータ29で適用してよい。空気作動永久磁石65は、たとえばOptimag空気圧リフティング磁石、SAV531.03NEO−AIR500磁石、SCHUNKリフティング磁石MHM−P、または類似した市販の空気作動永久磁石でよい。
(不図示)を使用してよい。第1のマニピュレータは摩耗部材15を落下しないように固定するために使用でき、第2のマニピュレータは掘削機(不図示)から摩耗部材15を係脱するために使用できる。第1のマニピュレータは空気作動永久磁石65などのツールを使用して摩耗部材15を固定してよい(図17)。コントローラ31は、マニピュレータ29および空気作動永久磁石65を摩耗部材15直上のプログラムされた位置Xに駆動する。次に、マニピュレータ29および空気作動永久磁石65は、マニピュレータ29上の力フィードバックが力の棘波を記録するまで、摩耗部材15に向けてさらに駆動できる。空気作動永久磁石65は次いで係合されて摩耗部材15を固定できる。
使用してよい(図18e〜図18f)。カートリッジ69は、上壁71、底壁73、および上壁71と底壁73との間に延在する2つの反対側の側壁(75、79)を有する。カートリッジ69の内面83上のガイドまたはロケータ81が、カートリッジ69内に摩耗部材15を適切に位置決めするのを促進してよい。ロケータは壁の1つに固定される追加の小片でよく、またはロケータは壁の1つの一体部分でよい。ロケータは、摩耗部材がいつカートリッジ内に適切に位置決めされるかを示すセンサでよい。ロケータ81は、上壁
71、底壁73、第1の側壁75、第2の側壁77またはそれらの組み合わせの内面83上にあってよい。摩耗した摩耗部材15を取外し、保管および出荷のために収容することができるカートリッジ69に加えて、カートリッジ69は新しい摩耗部材15を出荷、保管および取付けのために収容するためにも使用してよい(図18a〜図18d)。しかしながら、カートリッジは、摩耗した摩耗部材を収容するためだけに使用してよく、または新しい摩耗部材を収納するためだけに使用してよい。カートリッジ69の一定の形状は、摩耗部材15がより容易に保管および出荷されるのを許容する。ロケータ81はたとえば、スタッド80がロケータ81に挿入されてよいように、中空でよい。スタッド80が摩耗部材15に係合するときにスタッドがさらにロケータ内に押し込まれてよいように、スタッド80は弾性部材を有してよい。不図示の代替の実施形態において、摩耗部材がカートリッジ内に挿入されるにつれてロケータが摩耗部材に係合するように、ロケータ81は弾性でよい。たとえば、切欠きがカートリッジの空胴内に延在して摩耗部材(不図示)に係合するタブを作成するように、ロケータはカートリッジの壁の1つの一部の切欠きでよい。摩耗した摩耗部材15は、追加の支持のためにスタッド80および/またはロケータ81にスタッド溶接またはその他固定される85が、しかしこれは要件ではなく、スタッドまたはロケータは摩耗部材を適所に保持するのに十分であればよい。スタッド溶接85は作業者によって行われてよく、またはマニピュレータ29を用いて行われてよい。カートリッジ69の壁71、73、75および79は、カートリッジ69を吊上げ装置に固定するための少なくとも1つの取付け機構87が設けられてよい。取付け機構は、たとえばリフティングアイ、空気作動永久磁石、またはたとえば側壁75、79の1つまたは複数の穴でよい。吊上げ装置は、たとえばホイストまたはマニピュレータ29でよい。代替の実施形態において、排土機器はカートリッジ69に送られてよい。カートリッジ69が摩耗部材15に取り付けられた後、摩耗部材15とベース13との間の固定機構21がアクセス可能であるように、カートリッジ69の壁71、73、75および79は開口91を有してよい。取付け機構87は、カートリッジ69を持ち上げるために、カートリッジ69を回転させるために、カートリッジ69を引くために、またはカートリッジ69を押すために使用してよい。持ち上げられ、引かれまたは押され得る取付け機構87は、マニピュレータ29に固定されつつ、カートリッジ69内に固定される摩耗部材15が取り付けられ、ベース13から取り外されるのを許容する。取付け機構87と組み合わせたカートリッジ69は、摩耗部材15上のリフティングアイの必要性を排除してよい。摩耗部材15上のリフティングアイを排除することは、摩耗部材15の製造欠陥品を最小化し得る。代替の実施形態において、少なくとも1つの取付け機構87がカートリッジ69を固定するために提供される、少なくとも1つの追加の取付け機構87が持ち上げる、引くかつ押すために提供される。
れる時から摩耗部材15が掘削機器1に取り付けられる時まで保管区画39で収容、保管、出荷および輸送され得る。複数のカートリッジ69および摩耗した摩耗部材15は、摩耗部材15が掘削機器1から取り外される時から摩耗部材15が修復、再生または廃棄される時まで保管区画39で収容、保管、出荷および輸送され得る。代替の実施形態において、カートリッジ69は、1つのカートリッジが保管区画から取り出されると、新しいカートリッジが保管区画69から取外しの準備ができるように残りのカートリッジが新しい位置に摺動するように、マガジン編成の保管区画39内に配置されてよい(図10aおよび図10b)。カートリッジ69が摩耗した摩耗部材15を取り外すために使用された後、摩耗した摩耗部材15をもつカートリッジ69は元の同じ保管区画39に配置してよく、または異なる保管区画39に配置してよい(図10c)。
から摩耗部材15を係脱する第2のアームをもつ1つのマニピュレータを使用してよい(不図示)。第1のアームは、マニピュレータに、摩耗部材15を固定するために、多顎グ
リッパ95を使用してよい(図19a〜図19d)。多顎グリッパ95は、互いに対抗する2つの外側アーム97を有し得る。各外側アーム97は、内面101から各アーム97の後面103に沿って延在する楔99を有する。各外側アーム97は、内面101に沿って摺動できる内側楔105を有する。空洞107が外側アーム97と内側楔105との間に延在する。摺動機構109が各空洞107内に挿入される。摺動機構は、たとえばねじ、空気圧シリンダまたは油圧シリンダでよい。各外側アーム97は、各対向外側アーム97間に延在する支持体111に固定される。空洞113が、一方の外側アーム97から支持体111を貫いて、さらに他方の外側アーム97を貫いて延在する。摺動機構109が、反対側のアームが接離して摺動することができるように、空洞113内に挿入される。多顎グリッパ95を摩耗部材15に取り付けるために、マニピュレータ29は外側アーム97を互いから離して摺動させ、かつマニピュレータ29は内側楔105を後面103から離して摺動させる。マニピュレータは多顎グリッパ95を摩耗部材15上に配置し、各後面103および各楔99が摩耗部材15とベース13との間に嵌まるように、対向外側アーム97を互いに摺動させる。この位置では、各後面103はベース13に当接し、楔99は摩耗部材に当接する。次にマニピュレータ29は、内側楔105が摩耗部材15の前端19に当接するまで、各内側楔105を後面103に向けて摺動させる。摩耗部材15はここで固定され、また固定機構21が摩耗部材15から取り外される準備ができる。
蓄積する微粉を発生させる環境で使用される場合、微粉を取り払うための補助ツール41が活用されてよい。補助ツールは作業者によって手動で使用されてよく、またはマニピュレータ29とともに使用されてよい。たとえば、採鉱産業において微粉を除去するために現在使用される一般的なツールが活用されてよい。一般的なツールは、たとえば空気圧ニードルスケーラ(不図示)でよく、または圧力洗浄システムでよい。たとえば、圧力洗浄システム123のためのノズル121が、マニピュレータ29に取り付けるように設けられてよい(図20a)。圧力洗浄システム123は、1つのノズル121を有するとして図示されるが、2つ以上のノズル121を有してよい。圧力洗浄システム123は、砥粒が懸濁されるもしくはされない空気または水などの洗浄剤を使用して微粉を除去してよい。代替の実施形態において、圧力洗浄システム123は、リングまわりに多くの内向きの穴124をもつリングノズル122を活用して洗浄剤を供給してよい(図20b)。リングノズル122は、摩耗部材15のまわりに洗浄剤の膜を発生させる。リングは、ツール交換装置47(図8)にリングを固定するための固定固定具130が設けられてよい。マニピュレータ29は、摩耗部材15の前後軸に沿ってリングノズル122を走らせてよい。代替の実施形態において、圧力洗浄システム123は、フレーム126に装着される摺動キャリッジ128をもつフレーム126を活用してよい(図20c)。摺動キャリッジは、洗浄剤を摺動キャリッジ128上のノズル121から分散しながら、フレーム126に沿って前後に摺動することができるだろう。フレーム126は、図20bにおいてリングノズル122とともに使用される固定固定具130に類似した固定固定具(不図示)が設けられてよい。マニピュレータは、摩耗部材15の前後軸に沿ってフレーム126を走らせてよい。
5を使用してよい。たとえば、ウインチ127で振動子125を摩耗した摩耗部材15上へ下降させるために、マニピュレータ29を使用してよい(図21)。振動がマニピュレータ29に損傷を引き起こさないように、振動子125は絶縁される。不図示の代替の実施形態において、ツールはウインチ127を有しなくてよく、たとえば、振動がマニピュレータ29に損傷を与えないことを保証する空気ばねまたはゴム袋で、振動子125はマニピュレータ29から絶縁されてよい。振動子125はCDX防爆電気振動子または類似した市販の振動子でよい。少なくとも1つの空気作動永久磁石65がスイベルマウント129で振動子125に装着されてよい。空気作動永久磁石65は、Optimag空気圧
リフティング磁石、SAV531.03NEO−AIR500、SCHUNKリフティング磁石MHM−P、または類似した市販の空気作動永久磁石でよい。スイベルマウント129は、空気作動永久磁石65が摩耗部材15外面に向くのを許容する。
ータ29は補助ツール41を活用して、把持部材または片131をロック21に取り付けてよい。たとえば、マニピュレータ29および把持部材131をロック21に取り付ける補助ツール41は、摩耗部材15直上のプログラムされた位置に駆動される。プログラムされた位置は、上記概説したように、ユーザ入力装置を介して手動で入力してよく、または上記概説したように、受信機およびバケット幾何学的形状を介して判定してよい。次に、マニピュレータ29は、マニピュレータ29上の力フィードバックが、補助ツール41が摩耗ロック21に触れていることを示す力の棘波を記録するまで、ロック21の軸に沿って摩耗部材15に向けてさらに駆動される。補助ツール41は次いで、把持片131をロック21に取り付ける。小片をロック21に取り付けることは、マニピュレータ29が取外しのためのロック21との精密アライメントを必要としなくなるのを許容する。把持片は各種の異なる形状を有してよく、たとえば円筒スタッド、リング溝付きスプラインスタッド、T字スタッド、L字スタッドまたはブレードスタッドでよい。マニピュレータ29は、ロックを取り外すために別の補助ツール41に切り替えてよい。小片131を取り付けるための補助ツール41は、たとえばスタッド溶接機133でよく、ロック21を取り外す補助ツール41は、たとえばスタッド131の形状に合致する空気圧または油圧レンチ135でよい(図22aおよび図22b)。把持部材131は機械的手段によっても取り付け得る。所与の例では、ロック21は、空気圧または油圧レンチでピンを回転させることによって解放できるねじ付きピンを有する。他のアタッチメントまたは補助ツールが他の種類のロックのために使用できよう。マニピュレータ29は別の補助ツール41に切り替え、小片またはスタッド131のプログラムされた位置に戻ってスタッド131を把持し、サービス車両27にまたはサービスステーション53に位置する処分区画137にロック21を処分してよい。
ニピュレータ29に取り付けてよい。マニピュレータ29上の力制御およびアルゴリズムを使用してロック21の開口22を見つけてよい。たとえば、マニピュレータ29およびロック開口22の形状に合致する六角ツール139を、摩耗部材15直上のプログラムされた位置Xに駆動できる(図23)。プログラムされた位置Xはユーザ入力装置を介して手動で入力してよく、または上記概説したように、受信機およびバケット幾何学的形状を介して判定してよい。次に、マニピュレータ29は、マニピュレータ29上の力フィードバックが、六角ツール139が摩耗部材15に触れていることを示す力の棘波を記録するまで、ロック21の軸に沿って摩耗部材15に向けてさらに駆動される。マニピュレータ29は、力が低下し、六角ツール139がロック開口22と少なくとも部分的に整列することを示すまで、ロック21の前後軸に垂直の平面上を可変の、略円形のパターンで移動し続ける。マニピュレータ29は、ロック開口22内で六角ツール139を整列させるのを促進するために、六角ツール139を回転させてよい。マニピュレータ29は、力が再び低下し、六角ツール139がロック開口22とさらに整列されることを示すまで、ロック21の前後軸に垂直の平面上を可変の、略円形のパターンで移動し続ける。マニピュレータ29は、六角ツール139がロック開口22と完全に整列するまでこのパターンを継続する。マニピュレータ29は、開口20からロック21を後退させるために、六角ツール139を回転させる。ロック21が解放位置で摩耗部材15内に維持できなければ、マニピュレータ29は、ロック21を把持して処分するために、吸着カップ(不図示)または空気作動永久磁石65(図17)などの別の補助ツール41に切り替えてよい。吸着カップまたは空気作動永久磁石65は、ロック21直上のプログラムされた位置Xに駆動される。次に、マニピュレータ29は、マニピュレータ29上の力フィードバックが力の棘
波を記録するまで、摩耗部材15に向けてさらに駆動される。吸着カップまたは空気作動永久磁石65は次いで係合されてロック21を把持し、サービス車両27にまたはサービスステーション53に位置する処分区画137にロック21を処分する。
21を切断してよい。ロック21は完全に切り離してよく、またはロック21の一部だけを切断してよい。切断機141は、ロック21および摩耗部材15だけが切断されるように切断機141が逆截頭円錐経路142を切断するように、マニピュレータ29によって移動してよい(図24および図25a〜図25d)。ベース13を交換する必要がないように、ベース13は切断されないままである。代替の実施形態において、ロック21だけが切断される。逆截頭円錐運動経路は、たとえばベース13のキー溝空隙140に収束してよい。切断機141は電動空気アークトーチ、水ジェット切断機またはレーザでよい。ロック21全体が切り離されない場合、マニピュレータ29は別の補助ツール41、たとえば吸着カップ(不図示)または磁石65(図17)に切り替え、ロック21を取り外してサービス車両27にまたはサービスステーション53に位置する処分区画137に処分してよい。他の種類の保持器またはロックを取り外す他の補助ツールも使用できる。
まず補助ツール41を活用して、少なくとも1つの把持片131を摩耗した摩耗部材15に取り付けてよい。たとえば、マニピュレータ29および摩耗部材15に131を取り付ける補助ツール41は、摩耗部材15直上のプログラムされた位置に駆動される。プログラムされた位置はユーザ入力装置を介して手動で入力してよく、または上記概説したように、受信機およびバケット幾何学的形状を介して判定してよい。次に、マニピュレータ29は、マニピュレータ29上の力フィードバックが、補助ツール41が摩耗部材15に触れていることを示す力の棘波を記録するまで、摩耗部材15に向けてさらに駆動される。補助ツール41は次いで、少なくとも1つの小片131を摩耗部材15に取り付ける。補助ツール41は、1つの小片131を摩耗部材の各側面に取り付けてよい(図22c)。補助ツール41は、たとえばスタッド溶接機133でよい(図22a)。把持部材は、ロック開口またはロックの構成要素内に挿入されるクランプ(たとえば、パスカル株式会社、日本国兵庫県伊丹市によって販売されるようなエクスパンションクランプ)によってなど、摩耗部材に機械的にも取り付け得る。マニピュレータ29は次いで別の補助ツール41に切り替え、新しい小片またはスタッド131のプログラムされた位置に戻ってスタッド131を把持してよい。マニピュレータ29はベース13の前後軸に沿ってスタッド131を引き、ベース13から摩耗した摩耗部材15を引き離すだろう。代替の実施形態において、補助ツール41は、把持片131をベース13にも取り付けてよい(不図示)。小片131をベース13に取り付けることは、補助ツール41がベース13から摩耗部材15を引き離すために、ベース13および摩耗部材15上の新しい小片131に対しててこ作用するのを許容する。マニピュレータ29は次いで、サービス車両27にまたはサービスステーション53に位置する処分区画137に摩耗した摩耗部材15を処分するだろう。処分区画137は、部品が固定位置に維持されるように、摩耗した摩耗部材15を支持する固定具または治具(不図示)を有してよい。
ス13の前後軸に沿ってカートリッジ69または多顎グリッパ95を引くことによって、ベース13から係脱されてよい。
てベース13から係脱されてよい。振動子125は微粉を除去するための上述の振動子125(図21)に類似していてよい。初期分離の後、マニピュレータ29は別の補助ツール41、たとえばロックを把持して処分するために使用される空気作動永久磁石65(図
17)に類似した空気作動永久磁石65に切り替えてよい。空気作動永久磁石65は、摩耗部材15直上のプログラムされた位置Xに駆動される。次に、マニピュレータ29は、マニピュレータ29上の力フィードバックが力の棘波を記録するまで、摩耗部材15に向けてさらに駆動される。空気作動永久磁石65は次いで係合されて摩耗した摩耗部材15を把持する。マニピュレータ29は空気作動永久磁石65および摩耗部材15をベース13の前後軸に沿って引いて、ベース13から摩耗した摩耗部材15を後退させ、サービス車両27にまたはサービスステーション53に位置する処分区画137に摩耗部材15を処分する。
新しい摩耗部材15を取り付ける前に除去する必要があることがある。微粉を除去するための様々な補助ツールが存在し、ツールは作業者によって手動で使用されてよく、またはマニピュレータ29とともに使用されてよい。たとえば、採鉱産業において微粉を除去するために現在使用される一般的なツールが活用されてよい。一般的なツールは、たとえば空気圧ニードルスケーラ(不図示)でよく、または前述のように圧力洗浄システム123または振動子125でよい(図20a、図20b、図20cおよび図21)。
から取り付けられるべき摩耗部材)は、保管区画またはパレット39上の特定位置に位置する。各新しい摩耗部材15は、固定具または治具45上に固定向きに位置してよい(図9および図10)。代替の実施形態において、各新しい摩耗部材15は、パレット39上の特定の固定向きおよび位置のカートリッジ69に位置してよい。各パレット39は、マニピュレータ29に対して特定の固定位置に位置する。ベース13が新しい摩耗部材15が取り付けられる準備ができると、コントローラ31はパレット39のプログラムされた位置およびパレット上の新しい摩耗部材15のプログラムされた位置を使用してマニピュレータ29を新しい摩耗部材15に動かすことができる。代替の実施形態において、作業者はユーザ入力装置(不図示)の形態のコントローラを使用してマニピュレータ29を新しい摩耗部材15に動かしてよい。
持してよい。補助ツール41は、たとえば摩耗部材15上のリフティングアイ169を堅固に把持するカスタムツール165でよい(図26aおよび図26b)。カスタムツール165はたとえば、両端がねじ切り181され、かつ摩耗部材15上のリフティングアイ169に横方向に通されるUボルト167、横方向鍔173およびUボルト167と整列する穴175をもつ二重楔ブロック171、ならびにUボルト167の端上に螺合される2つのナット177から成ってよい。二重楔ブロック171は、Uボルト167の端が二重楔ブロック171上の穴175に入るように、Uボルト上に配置される。ナット177はUボルト167の端に螺合され、二重楔ブロック171をリフティングアイ169に対して締め付ける。ナット177が完全に締められた後、カスタムツール165は、摩耗部材15を持ち上げる、方向付けるかつ位置決めする一方で、摩耗部材15の左右および前後の移動を排除する。二重楔ブロック171は、カスタムツール165がマニピュレータ29とともに使用してよいように、ツール交換装置47(図8)を取り付けるための面179を有してよい。代替の実施形態(不図示)において、三脚安定化旋回足と組み合わせてサンドイッチクランプ機構を使用して摩耗部材15を堅固に把持してよい。旋回足は、たとえば空気圧、油圧または電気シリンダを活用してよい。
は、新しい摩耗部材15をベース13のプログラムされた位置へ戻して動かす。マニピュレータ29は摩耗部材15を固定向きに取り上げるので、かつカスタムツールは摩耗部材15を固定向きに維持するので、コントローラ31は摩耗部材15をベース13に嵌まる
ように方向付け得る。マニピュレータ29は新しい摩耗部材15をベース13上に押し付ける。摩耗部材15がベース13に完全に着座されていることを保証するために、コントローラ31は、新しい摩耗部材15上のロック開口22の現在の位置を摩耗した摩耗部材15上のロック21のプログラムされた取外し位置と比較する。代替の実施形態において、視覚検査が行われる。視覚検査は作業者によって行われてよく、または2D視覚カメラ(不図示)によって行われてよい。カメラ(不図示)がマニピュレータ29上に位置して、作業者の視覚検査を援助してよい。
構87を把持してカートリッジ69をパレットから持ち上げてよい。摩耗部材15がカートリッジ69内で固定向きを有し、かつカートリッジ69がパレット39上で固定向きおよび位置を有するので、コントローラ31はカートリッジ69およびカートリッジ69内の摩耗部材15をベース13に嵌まるように回転および方向付けできる。マニピュレータ29が取付け機構87に固定される一方で、マニピュレータ29は、摩耗部材15がベース13に完全に着座されるまで、新しい摩耗部材15をベース13上に押し付ける。ばねピン82がカートリッジ69内のガイドまたはロケータ81に取り付けられてよい(図18b)。ばねピン82は新しい摩耗部材15の移動止めに係合して摩耗部材15をカートリッジ69に保ってよい。ばねピン82は、固定機構21が摩耗部材12とベース13との間の適所となるまで、摩耗部材15に係合し、その時点でばねピン82が解放されて、新しい摩耗部材15がカートリッジ69から係脱される。
しい固定機構21を位置づける。コントローラ31は取り付けられている摩耗部材15の種類がプログラムされ、また新しい摩耗部材15の幾何学的形状がプログラムされてよい。摩耗部材15のプログラムされた幾何学的形状に基づいて、マニピュレータ29は、固定機構21を摩耗部材15上でどこに位置づける必要があるかを判定してよい。新しい固定機構21が摩耗部材15と一体化される場合、コントローラ31はマニピュレータ29を摩耗部材15上の適切な位置に動かす。固定機構21が摩耗部材15と一体化されない場合、コントローラ31はマニピュレータ29をサービス区画39に動かす。固定機構21は、摩耗部材15の様に、パレット39で固定位置および向きに位置してよい。代替の実施形態において、作業者はユーザ入力装置(不図示)を使用してマニピュレータ29を固定機構21に動かしてよい。
22の形状に合致する補助ツール41をマニピュレータ29に取り付けてよい。たとえば、上述のように、マニピュレータ29上の力制御およびアルゴリズムを使用して六角ツール139をロック開口22に配置してよい(図23)。六角ツール139がロック開口22に完全に着座された後、六角ツールはロックを回転させてベース13に摩耗部材15を完全に固定する。本例では、六角ツール139を使用してロック開口22でロック21を駆動し、ベースにポイントを固定する保持位置にロック21を保持できる。一体化ロック付きの摩耗部材では、依然としてコントローラがベース上に摩耗部材を保持することによって、ロックは確定位置にあり得る。
のベース13が取外しおよび取付け工程間に移動すると、マニピュレータ29は力フィードバックが装備され、マニピュレータCPUまたはコントローラ31が力に遭遇することを予想しない位置で力フィードバックが力に遭遇すれば、マニピュレータ29は原点に戻る。作業者はユーザ入力装置(不図示)を使用することによってベース13位置をコントローラ31に再入力して、マニピュレータ29をベース13上の特定位置に動かしてよい。代替の実施形態において、コントローラ31は、前述のようにバケット3およびサービ
ス車両27またはサービスステーション53上の受信機、送信機およびデジタルセンサを用いてベース13位置を再学習してよい。
工程は本発明の異なる態様または特徴を含む。一実施形態での特徴は別の実施形態の特徴とともに使用できる。所与の例および開示される特徴の組合せは、それらが共に使用されなければならないという意味で限定的であるとは意図されない。
Claims (113)
- ツールであって、土工機器に装着される摩耗部材を保持する少なくとも1つの補助ツールと、前記少なくとも1つの補助ツールを可動に支持する少なくとも1つのマニピュレータとを備え、前記少なくとも1つのマニピュレータおよび前記少なくとも1つの補助ツールが協働して前記土工機器から前記摩耗部材を取り外し、前記少なくとも1つの補助ツールおよび少なくとも1つのマニピュレータの移動を指示するコントローラと、ツールを第1の位置から前記摩耗部材をもつ前記土工機器まで移動させる移動ベースとをさらに備えるツール。
- 前記移動ベースが、前記土工機器から前記摩耗部材を取り外すために所望の位置に駆動可能なサービス車両である、請求項1に記載のツール。
- 前記移動ベースが、前記土工機器から前記摩耗部材を取り外すために所望の位置に移動可能な車輪付きサービスステーションである、請求項1に記載のツール。
- 前記移動ベースが、前記土工機器から前記摩耗部材を取り外すために所望の位置に移動可能な無限軌道サービスステーションである、請求項1に記載のツール。
- i)前記土工機器、(ii)前記土工機器上の前記摩耗部材、およびiii)交換を必要とする前記摩耗部材の少なくとも1つについての情報を前記コントローラに提供するデータベースを含む、請求項1から4のいずれか一項に記載のツール。
- 前記コントローラによって使用されるべき前記土工機器に関するデータを受信するための入力装置を含む、請求項1から5のいずれか一項に記載のツール。
- 土工機器に装着される摩耗部材を保持するための少なくとも1つの補助ツールと、前記少なくとも1つの補助ツールを可動に支持する少なくとも1つのマニピュレータと、前記土工機器に関するデータを受信し、前記データをデータベースに記憶するための入力装置と、少なくとも部分的に前記入力装置によって受信した前記データに基づいて、前記摩耗部材を保持して前記土工機器から取り外すように前記少なくとも1つの補助ツールおよび前記少なくとも1つのマニピュレータを作動させるコントローラとを備えるツール。
- 前記データベースが、i)前記土工機器、(ii)前記土工機器上の前記摩耗部材、およびiii)交換を必要とする前記摩耗部材の少なくとも1つについての情報をツールに提供する、請求項7に記載のツール。
- 前記コントローラが、ツールによって以前に完了された工程に基づいて前記データベース詳細を再符号化する、請求項5から8のいずれか一項に記載のツール。
- 前記データベースに遠隔でアクセスするための装置を含む、請求項5から9のいずれか一項に記載のツール。
- 前記データベースのためのデータを提供するための符号化要素を含む、請求項5から10のいずれか一項に記載のツール。
- 前記符号化要素がRFIDである、請求項11に記載のツール。
- 前記符号化要素がバーコードである、請求項11に記載のツール。
- 前記バーコードがQRコードである、請求項13に記載のツール。
- 前記入力装置が、前記土工機器上の摩耗部品監視ユニットから情報を受信する、請求項6または7に記載のツール。
- 取り外されるべき前記摩耗部材の位置および向きを判定する少なくとも1つのセンサを含む、請求項1から15のいずれか一項に記載のツール。
- 前記少なくとも1つのセンサがパッシブセンサを含む、請求項16に記載のツール。
- 前記少なくとも1つのセンサがアクティブセンサを含む、請求項16または17に記載のツール。
- 前記少なくとも1つのセンサが、受信機、送信機およびデジタルセンサから成る群から選ばれる、請求項16から18のいずれか一項に記載のツール。
- 前記少なくとも1つのセンサがGPS受信機を含む、請求項16から19のいずれか一項に記載のツール。
- 前記少なくとも1つのセンサが電磁波受信機および電磁波送信機を含む、請求項16から20のいずれか一項に記載のツール。
- 前記電磁波受信機および前記電磁波送信機が、可視スペクトルより大きい波長を有する、請求項21に記載のツール。
- 前記波長が、前記波長を赤外波長に分類する範囲内に収まる、請求項21に記載のツール。
- 前記波長が、前記波長をマイクロ波波長に分類する範囲内に収まる、請求項21に記載のツール。
- 前記波長が、前記波長をRF波長に分類する範囲内に収まる、請求項21に記載のツール。
- 前記少なくとも1つのセンサが機械的波の受信機および機械的波の送信機を含む、請求項16から25のいずれか一項に記載のツール。
- 前記機械的波の送信機が超音波スペクトルの機械的波を送信する、請求項26に記載のツール。
- 前記少なくとも1つのセンサがレーザ受信機およびレーザ送信機を含む、請求項16から27のいずれか一項に記載のツール。
- 前記少なくとも1つのセンサがデジタル傾斜計およびデジタルコンパスを含む、請求項16から28のいずれか一項に記載のツール。
- 前記センサが少なくとも1つのカメラである、請求項16から29のいずれか一項に記載のツール。
- 前記少なくとも1つの補助ツールが、前記摩耗部材の反対の側面に接触する第1および
第2のアームを含む、請求項1から30のいずれか一項に記載のツール。 - 前記少なくとも1つの補助ツールが、前記第1および第2のアームと略垂直な前記摩耗部材の面に接触する第3のアームを含む、請求項31に記載のツール。
- 前記少なくとも1つの補助ツールが、前記摩耗部材に接触する多顎グリッパを使用する、請求項1から32のいずれか一項に記載のツール。
- 前記少なくとも1つの補助ツールが、前記摩耗部品が取り外されるとき保持するように前記摩耗部材のまわりに配置されるカートリッジを含む、請求項1から30のいずれか一項に記載のツール。
- 土工機器に装着される摩耗部材を受容および保持するように適合されるカートリッジと、前記カートリッジを可動に支持するマニピュレータと、前記カートリッジに前記摩耗部材を取り付けるように前記マニピュレータを作動させ、前記土工機器から前記摩耗部材とともに前記カートリッジを取り外すコントローラとを備えるツール。
- 各々前記土工機器に装着される摩耗部材を受容するための複数の前記カートリッジを含むマガジンを含む、請求項34または35に記載のツール。
- 前記少なくとも1つの補助ツールおよび前記少なくとも1つのマニピュレータが、前記摩耗部材に把持片を固定し、前記摩耗部材上の前記把持片に係合して前記土工機器から前記摩耗部材を係脱するように前記コントローラによって作動可能である、請求項1から30のいずれか一項に記載のツール。
- 前記把持片がスタッドであり、前記少なくとも1つの補助ツールが前記把持片を取り付けるスタッド溶接機を含む、請求項37に記載のツール。
- 前記少なくとも1つの補助ツールが、前記土工機器から前記摩耗部材を係脱する磁石を含む、請求項1から30のいずれか一項に記載のツール。
- 土工機器に装着される摩耗部材に把持部材を固定し、かつ前記取り付けた把持部材を把持する少なくとも1つの補助ツールと、前記少なくとも1つの補助ツールを可動に支持する少なくとも1つのマニピュレータと、前記摩耗部材に前記把持部材を固定し、前記把持ツールを把持し、かつ前記土工機器から前記摩耗部材を引き離すように前記少なくとも1つのマニピュレータおよび前記少なくとも1つの補助ツールを作動させるコントローラとを備えるツール。
- 前記少なくとも1つの補助ツールおよび前記少なくとも1つのマニピュレータが、ツールが前記土工機器から前記摩耗部材を取り外しできるように、前記土工機器に前記摩耗部材を保持する保持器を解放するように前記コントローラによって作動可能である、請求項1から40のいずれか一項に記載のツール。
- 土工機器に摩耗部材を固定するハンマレス保持器を解放する少なくとも1つの補助ツールと、前記少なくとも1つの補助ツールを可動に支持する少なくとも1つのマニピュレータと、前記少なくとも1つの補助ツールおよび前記少なくとも1つのマニピュレータを作動させるコントローラとを備えるツール。
- 前記少なくとも1つの補助ツールおよび前記少なくとも1つのマニピュレータが、前記摩耗部材から前記保持器を取り外して前記保持器を解放するように作動可能である、請求
項41または42に記載のツール。 - 前記少なくとも1つの補助ツールおよび前記少なくとも1つのマニピュレータが、前記保持器に把持片を固定し、前記把持片を把持し、それによって前記保持器を解放するように前記コントローラによって作動可能である、請求項41から43のいずれか一項に記載のツール。
- 前記少なくとも1つの補助ツールおよび前記少なくとも1つのマニピュレータが、前記保持器の少なくとも一部のねじを外して前記保持器を解放するように作動可能である、請求項41から44のいずれか一項に記載のツール。
- 前記少なくとも1つの補助ツールが、前記保持器を解放位置に駆動するように前記コントローラによって作動可能である、請求項42から45のいずれか一項に記載のツール。
- 前記少なくとも1つの補助ツールが、前記保持器の解放のための磁石を含む、請求項41から46のいずれか一項に記載のツール。
- 前記少なくとも1つの補助ツールが、前記保持器を解放する真空を含む、請求項41から46のいずれか一項に記載のツール。
- 前記少なくとも1つの補助ツールおよび前記少なくとも1つのマニピュレータが、前記保持器の少なくとも一部を切り欠いて前記保持器を解放するように作動可能である、請求項41から43のいずれか一項に記載のツール。
- 前記切断機が、アーク切断機、水ジェット切断機、電動空気アークトーチおよびレーザから成る群の1つである、請求項49に記載のツール。
- 前記少なくとも1つの補助ツールが、略可変の円運動で回転して前記保持器に係合する、請求項41から43のいずれか一項に記載のツール。
- 前記少なくとも1つの補助ツールが、前記保持器を解放する空気圧レンチを含む、請求項51に記載のツール。
- 前記少なくとも1つの補助ツールが、前記保持器を解放する油圧レンチを含む、請求項51に記載のツール。
- 前記少なくとも1つの補助ツールが、加圧流体を噴霧して前記保持器から微粉を除去するノズルを含む、請求項41から53のいずれか一項に記載のツール。
- 前記少なくとも1つの補助ツールが、加圧流体を噴霧して前記摩耗部材から微粉を除去するノズルを含む、請求項1から54のいずれか一項に記載のツール。
- 前記ノズルが加圧空気を噴霧して前記微粉を除去する、請求項54または55に記載のツール。
- 前記ノズルが加圧液体を噴霧して前記微粉を除去する、請求項54または55に記載のツール。
- 前記ノズルが前記加圧流体とともに砥粒を噴霧して前記微粉を除去する、請求項56または57に記載のツール。
- 前記少なくとも1つの補助ツールが、前記土工機器から前記摩耗部材を係脱する前に前記摩耗部材から微粉を除去する振動子を含む、請求項1から58のいずれか一項に記載のツール。
- 前記摩耗部材に前記振動子を固定する空気作動永久磁石を含む、請求項59に記載のツール。
- 前記土工機器からの取外し後の前記摩耗部材を受容するための処分区画を含む、請求項1から60のいずれか一項に記載のツール。
- 前記土工機器からの取外し後の前記摩耗部材を支持するための固定具を含む、請求項1から61のいずれか一項に記載のツール。
- 前記少なくとも1つの補助ツールおよび前記少なくとも1つのマニピュレータが、前記取り外した摩耗部材の代わりに交換摩耗部材を取り付けるように前記コントローラによって作動可能である、請求項1から62のいずれか一項に記載のツール。
- 単一のマニピュレータと、土工機器上の第1の摩耗部材を保持および移動させ、かつ保管位置での第2の摩耗部材を保持および移動させる、前記マニピュレータによって支持される少なくとも1つの補助ツールと、前記土工機器上のベースから前記第1の摩耗部材を取り外し、かつ前記ベースに前記第2の摩耗部材を取り付けるように前記マニピュレータおよび前記少なくとも1つの補助ツールを作動させるコントローラとを備えるツール。
- 前記コントローラが、前記交換摩耗部材の幾何学的形状について、および前記土工機器に前記摩耗部材を固定するために前記交換摩耗部材で保持器をどこに配置するべきかについてプログラム可能である、請求項63または64に記載のツール。
- 前記交換摩耗部材が前記少なくとも1つの補助ツールによって保持されて前記土工機器に装着されるまで、ツール上に前記交換摩耗部材を固定位置および向きに維持する固定具を含む、請求項63から65のいずれか一項に記載のツール。
- 前記少なくとも1つの補助ツールが、前記交換摩耗部材での保持器の位置を前記取り外した摩耗部材上の保持器の以前に確立した位置と比較することによって、前記交換摩耗部材が前記土工機器に完全に取り付けられていることを検証する、請求項63から65のいずれか一項に記載のツール。
- 前記少なくとも1つの補助ツールが、視覚検査を行うことによって、前記交換摩耗部材が前記土工機器に完全に取り付けられていることを検証するカメラを含む、請求項63または64に記載のツール。
- 前記少なくとも1つのマニピュレータが油圧マニピュレータを含む、請求項1から68のいずれか一項に記載のツール。
- 前記少なくとも1つのマニピュレータがサーボ電気マニピュレータを含む、請求項1から68のいずれか一項に記載のツール。
- 前記少なくとも1つのマニピュレータが空気圧マニピュレータを含む、請求項1から68のいずれか一項に記載のツール。
- 前記コントローラが、プログラマブルロジックで作動してツールの使用を全自動化する、請求項1から71のいずれか一項に記載のツール。
- ツールを全自動化モードからツールが作業者によって作動される手動モードに変換するスイッチを含む、請求項72に記載のツール。
- 前記コントローラが、プログラマブルロジックで作動してツールの使用を少なくとも部分的に自動化する、請求項1から71のいずれか一項に記載のツール。
- 前記コントローラが、遠隔ユーザによって少なくとも部分的に手動で作動する、請求項1から71のいずれか一項に記載のツール。
- マニピュレータと、土工機器上の摩耗部材を保持して取り外すための、前記マニピュレータによって可動に支持される少なくとも1つの補助ツールと、前記マニピュレータおよび前記少なくとも1つの補助ツールを遠隔ユーザによって少なくとも部分的に手動で作動させるコントローラとを備えるツール。
- 前記コントローラがジョイスティックを含む、請求項75または76に記載のツール。
- 前記コントローラが作業者にフィードバックを提供する、請求項75から77のいずれか一項に記載のツール。
- 前記フィードバックが触覚に基づく、請求項78に記載のツール。
- 前記フィードバックが視覚に基づく、請求項78または79に記載のツール。
- 前記フィードバックが聴覚に基づく、請求項78から80のいずれか一項に記載のツール。
- 前記少なくとも1つの補助ツールおよび前記少なくとも1つのマニピュレータが、前記取り外した摩耗部材の代わりに交換摩耗部材を取り付けるように前記コントローラによって作動可能である、請求項76から81のいずれか一項に記載のツール。
- 前記少なくとも1つの補助ツールおよび前記少なくとも1つのマニピュレータが、ツールが前記土工機器から前記摩耗部材を取り外しできるように、前記土工機器に前記摩耗部材を保持する保持器を解放するように前記コントローラによって作動可能である、請求項76から82のいずれか一項に記載のツール。
- 前記少なくとも1つの補助ツールおよび前記少なくとも1つのマニピュレータが、前記摩耗部材から前記保持器を取り外して前記保持器を解放するように作動可能である、請求項83に記載のツール。
- 前記少なくとも1つの補助ツールが、取外し工程中に前記摩耗部材に接触して前記摩耗部材を固定し、前記土工機器からの時期尚早の係脱を防止する磁石を含む、請求項76から84のいずれか一項に記載のツール。
- 前記磁石が、空気作動永久磁石、電気再分極永久磁石および電磁石から成る群から選ばれる、請求項85に記載のツール。
- 前記コントローラが、取外し工程中に前記土工機器がツールに対して移動する場合には
、ツールをリセットするエラー処理手段を有する、請求項1から86のいずれか一項に記載のツール。 - 前記コントローラが遠隔ユーザによって手動で作動される、請求項1から70のいずれか一項に記載のツール。
- ツールを第1の位置から前記摩耗部材をもつ前記土工機器まで移動させる移動ベースを含む、請求項5、35、40、42、64および76のいずれか一項に記載のツール。
- 鉱山における土工機器から摩耗部材を取り外す採鉱ツールであって、前記土工機器に前記摩耗部材を固定する保持器を解放する少なくとも1つの補助ツールと、前記少なくとも1つの補助ツールを可動に支持する少なくとも1つのマニピュレータと、前記少なくとも1つの補助ツールおよび前記少なくとも1つのマニピュレータを作動させるコントローラとを備える採鉱ツール。
- 前記コントローラが、前記少なくとも1つのマニピュレータおよび前記少なくとも1つの補助ツールを作動させて、前記保持器の解放に続いて、前記摩耗部材に係合して前記土工機器から取り外す、請求項90に記載の採鉱ツール。
- 鉱山における土工機器から摩耗部材を取り外す採鉱ツールであって、前記摩耗部材を保持する少なくとも1つの補助ツールと、前記土工機器から前記摩耗部材を取り外す、前記少なくとも1つの補助ツールを可動に支持する少なくとも1つのマニピュレータと、前記少なくとも1つの補助ツールおよび前記少なくとも1つのマニピュレータを作動させるコントローラとを備える採鉱ツール。
- ツールを第1の位置から前記摩耗部材をもつ前記土工機器まで移動させる移動ベースを含む、請求項90から92のいずれか一項に記載の採鉱ツール。
- 前記少なくとも1つの補助ツールおよび前記少なくとも1つのマニピュレータが、前記取り外した摩耗部材の代わりに交換摩耗部材を取り付けるように前記コントローラによって作動可能である、請求項90から93のいずれか一項に記載の採鉱ツール。
- 前記マニピュレータが1つだけである、請求項94に記載の採鉱ツール。
- 前記コントローラが、プログラマブルロジックで作動してツールの使用を少なくとも部分的に自動化する、請求項90から95のいずれか一項に記載の採鉱ツール。
- 前記コントローラが、遠隔ユーザによって少なくとも部分的に手動で作動する、請求項90から95のいずれか一項に記載の採鉱ツール。
- 土工機器のための摩耗部材を収容するカートリッジであって、上壁、底壁、および前記上底壁を接続する2つの反対側の側壁を有するハウジングと、前記カートリッジが前記摩耗部材の上に取り付けられるのを許容するように略開いている後端とを備えるカートリッジ。
- 前記カートリッジが、内壁と、前記摩耗部品を前記カートリッジ内に適切に位置決めするのを促進するように前記カートリッジの前記内壁の1つに固定される少なくとも1つのロケータとを有する、請求項98に記載のカートリッジ。
- 前記カートリッジが、前記土工機器からの前記摩耗部材を受容するための第1のチャン
バと、前記取り外した土工機器の代わりに前記土工機器に装着されるべき交換摩耗部材を受容するための第2のチャンバとを含む、請求項98または99に記載のカートリッジ。 - 動力付きのマニピュレータを作動させて、前記マニピュレータに支持される補助ツールを鉱山における土工機器上の摩耗部材と近接するように移動させるステップと、前記補助ツールを作動させて前記摩耗部材に接触して保持するステップと、前記補助ツールおよび前記マニピュレータの1つまたは複数を作動させて前記土工機器から前記摩耗部材を取り外すステップとを備える方法。
- 動力付きのマニピュレータを作動させて、前記マニピュレータに支持される補助ツールを鉱山における土工機器に摩耗部材を固定する保持器と近接するように移動させるステップと、前記補助ツールを作動させて前記保持器に接触して保持するステップと、前記補助ツールおよび前記マニピュレータの1つまたは複数を作動させて前記保持器を前記土工機器からの前記摩耗部材の取外しを許可する解放位置に移動させるステップとを備える方法。
- 車輪付き車両上のツールを土工機器へ移送するステップと、前記土工機器に摩耗部材を固定する保持器を解放するステップと、前記保持器の解放に続いて前記土工機器から前記摩耗部材を取り外すステップとをすべて作業者が前記摩耗部材から離れたままで備える方法。
- 前記取り外した摩耗部材の代わりに前記土工機器に交換摩耗部材を取り付けるステップを含む、請求項103に記載の方法。
- プログラマブルロジックをもつコントローラを使用して少なくとも1つのマニピュレータおよび少なくとも1つの補助ツールを作動させ、方法の前記ステップの少なくとも1つを自動的に行うステップを含む、請求項102から104のいずれか一項に記載の方法。
- ユーザ作動コントローラを使用して少なくとも1つのマニピュレータおよび少なくとも1つの補助ツールを作動させ、ユーザが遠隔地にいながら方法の前記ステップの少なくとも1つを手動で行うステップを含む、請求項102から105のいずれか一項に記載の方法。
- プログラマブルロジックをもつコントローラを使用して少なくとも1つのマニピュレータおよび少なくとも1つの補助ツールを作動させ、方法の前記ステップのすべてを自動的に行うステップを含む、請求項102から104のいずれか一項に記載の方法。
- ユーザ作動コントローラを使用して少なくとも1つのマニピュレータおよび少なくとも1つの補助ツールを作動させ、ユーザが遠隔地にいながら方法の前記ステップの少なくとも1つを手動で行うステップを含む、請求項102から104のいずれか一項に記載の方法。
- 動力付きのマニピュレータを作動させて、前記マニピュレータに支持される補助ツールを土工機器上の摩耗部材と近接するように移動させるステップと、前記補助ツールを作動させて前記摩耗部材を保持するステップと、前記補助ツールおよび前記マニピュレータの1つまたは複数を作動させて前記土工機器から前記摩耗部材を取り外すステップと、ユーザ作動コントローラを使用して少なくとも1つのマニピュレータおよび少なくとも1つの補助ツールを作動させ、ユーザが遠隔地にいながら方法の前記ステップの少なくとも1つを手動で行うステップとを備える方法。
- 動力付きのマニピュレータを作動させて、前記マニピュレータに支持される補助ツールを土工機器に摩耗部材を固定する保持器と近接するように移動させるステップと、前記補助ツールを作動させて前記保持器に接触して保持するステップと、前記補助ツールおよび前記マニピュレータの1つまたは複数を作動させて前記保持器を前記土工機器からの前記摩耗部材の取外しを許可する解放位置に移動させるステップと、ユーザ作動コントローラを使用して少なくとも1つのマニピュレータおよび少なくとも1つの補助ツールを作動させ、ユーザが遠隔地にいながら方法の前記ステップの少なくとも1つを手動で行うステップとを備える方法。
- 土工機器に装着される摩耗部材を交換するための方法であって、i)マニピュレータに固定される少なくとも1つの補助ツールに動力供給するステップと、ii)前記補助ツールに前記摩耗部材を固定するステップと、iii)前記掘削機器上のベースに前記摩耗部材を保持するハンマレス保持器を係脱するステップと、iv)前記マニピュレータで前記摩耗部材を前記ベースから引くステップと、v)前記マニピュレータで前記摩耗部材を処分区画に移送するステップと、vi)前記摩耗部材から前記補助ツールを係脱するステップと、vii)前記補助ツールに交換摩耗部材を固定するステップと、viii)前記マニピュレータで前記交換摩耗部材を前記掘削機器に向けて動かすステップと、ix)前記マニピュレータで前記ベースに前記交換摩耗部材を取り付けるステップと、x)ハンマレス保持器で前記ベースに前記交換摩耗部材を固定するステップと、xi)前記補助ツールから前記交換摩耗部材を係脱するステップとを備える方法。
- 土工機器から摩耗部材を取り外すための方法であって、i)前記土工機器に対して離れた位置から前記土工機器に隣接した位置までツールを動かすステップと、ii)前記ツール上のマニピュレータに固定される補助ツールに動力供給するステップと、iii)前記補助ツールに前記摩耗部材を固定するステップと、iv)前記土工機器上のベースから前記摩耗部材を係脱するステップとを備える方法。
- 土工機器上のベースに摩耗部材を固定する保持器を取り外すための方法であって、i)前記土工機器に対して離れた位置から前記土工機器に隣接した位置までツールを動かすステップと、ii)前記ツール上のマニピュレータに固定される補助ツールに動力供給するステップと、iii)前記補助ツールに前記保持器を係合させるステップと、iv)前記ベースから前記保持器を係脱するステップとを含む方法。
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