KR20230158530A - 고밀도 물질 이송 시스템을 위한 안정성 모니터링 기능 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 특히, 고밀도 물질 이송 시스템(10)으로서, 고밀도 물질을 이송하기 위한 고밀도 물질 펌프(16); 이송될 고밀도 물질을 분배하기 위한 고밀도 물질 분배 마스트(thick matter distributing mast; 18) - 상기 고밀도 물질 분배 마스트(18)는 수직 축 주위에서 회전될 수 있는 회전 메커니즘(19), 및 적어도 두 개의 마스트 암부(mast arm; 41)를 포함하는 마스트 어셈블리(40)를 가짐 -; 상기 고밀도 물질 분배 마스트(18) 및 상기 고밀도 물질 펌프(16)가 그 위에 배치되는 하부구조체(30) - 상기 하부구조체(30)는 적어도 하나의 수평으로 및/또는 수직으로 이동가능한 지지 레그부(32)를 이용하여 상기 하부구조체(30)를 지지하기 위한 지지 구조체(31)를 포함함 -; 동작 정보의 개별 피스를 검출하기 위한 복수 개의 센서(111, 112, 113, 114, 115)를 포함하는 센서 유닛(11) - 상기 센서 유닛(11)은 상기 회전 메커니즘(19)의 위치를 표시하는 동작 정보의 제 1 피스, 상기 마스트 암부들(41) 중 적어도 하나의 위치를 표시하는 동작 정보의 제 2 피스, 상기 지지 레그부(32)의 위치를 표시하는 동작 정보의 제 3 피스, 및 상기 고밀도 물질 이송 시스템(10)의 경사각을 표시하는 동작 정보의 제 4 피스를 캡쳐하도록 적어도 구성됨 -; 및 상기 고밀도 물질 이송 시스템(10)의 안정성 파라미터를 상기 동작 정보의 적어도 하나의 검출된 피스에 기반하여 결정하기 위한 처리 유닛(12)을 포함하는, 고밀도 물질 이송 시스템에 관한 것이다.
Description
본 발명은 특히, 고밀도 물질 펌프, 고밀도 물질 분배기 마스트, 하부구조체, 센서 유닛 및 처리 유닛을 포함하는 고밀도 물질 이송 시스템에 관한 것이다.
종래 기술로부터 일반적인 고밀도 물질(또는 농후 물질) 또는 슬러리 이송 시스템이 알려져 있다. 그들의 안정성을 모니터링하기 위해서는, 심지어 고밀도 물질 이송 시스템이 시동되기 이전에, 즉 실제 이송 프로세스 이전에 다양한 동작 파라미터를 측정하거나 수동으로 입력하는 것이 보통 필요한데, 이러한 동작 파라미터를 이용하여 임의의 존재하거나 존재하지 않는 안정성에 관련된 결론이 이제 계획된 동작을 위해서 유도될 수 있다. 여기에서 고려되는 동작 파라미터는, 지지 레그부의 위치, 새시의 경사의 존재, 슬루윙 기어의 위치, 및 슬루윙 기어에 연결된 제 1 마스트 암부의 0° 또는 90° 의 가정된 경사이다. 제 1 마스트 암부의 마스트 암부 조인트에 작용되는 힘들이 역시 포함되는 최대 안정성의 동적 모니터링 기법도 역시 알려져 있다. 그러나, 특정한 고밀도 물질을 이송하기 위한 안정성에 관련된 작업 명령이 이송 프로세스 도중에만 생성될 수 있게 하도록, 이러한 모니터링은 주된 동작 상태에 의존하게 된다.
앞서 언급된 문제점들이라는 배경 지식을 가지면, 따라서 본 발명의 목적은 개선된 고밀도 물질 이송 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명에 따라서 달성되는 장점들은 독립 청구항의 특징들에 존재한다. 추가적인 정제된 예들은 종속항의 기술 요지이다.
본 발명에 따르면, 고밀도 물질 이송 시스템(thick matter conveying system)으로서, 고밀도 물질을 이송하기 위한 고밀도 물질 펌프; 이송될 고밀도 물질을 분배하기 위한 고밀도 물질 분배기 마스트(thick matter distributor mast) - 상기 고밀도 물질 분배기 마스트는 수직 축 주위에서 회전될 수 있는 슬루윙 기어(slewing gear), 및 적어도 두 개의 마스트 암부(mast arm)를 포함하는 마스트 어셈블리를 가짐 -; 상기 고밀도 물질 분배기 마스트 및 상기 고밀도 물질 펌프가 그 위에 배치되는 하부구조체 - 상기 하부구조체는 적어도 하나의 수평으로 및 수직으로 전치가능한 지지 레그부(support leg)를 이용하여 상기 하부구조체를 지지하기 위한 지지 구조체를 포함함 -; 동작 정보의 아이템을 각각 캡쳐하기 위한 복수 개의 센서를 가지는 센서 유닛 - 상기 센서 유닛은 상기 슬루윙 기어의 위치를 표시하는 동작 정보의 제 1 아이템, 상기 마스트 암부들 중 적어도 하나의 위치를 표시하는 동작 정보의 제 2 아이템, 상기 지지 레그부의 위치를 표시하는 동작 정보의 제 3 아이템, 및 상기 고밀도 물질 이송 시스템의 경사각을 표시하는 동작 정보의 제 4 아이템을 캡쳐하도록 적어도 구성됨 -; 및 상기 고밀도 물질 이송 시스템의 안정성 파라미터를 상기 동작 정보의 캡쳐된 아이템에 의존하여 결정하기 위한 처리 유닛을 포함하는, 고밀도 물질 이송 시스템이 개시된다.
본 발명에 따른 고밀도 물질 이송 시스템은, 예를 들어 트럭에 장착된 콘크리트 펌프이다.
본 발명은 실시간으로 가능한, 안정성의 동적 및 상황-의존적 모니터링 기능이 있는 고밀도 물질 이송 시스템의 특히 바람직한 설계 구현형태에 관한 것이다. 안정성 파라미터를 슬루윙 기어의 위치, 마스트 암부 중 적어도 하나의 위치, 지지 레그부의 위치, 및 고밀도 물질 이송 시스템의 경사각을 고려하면서 안정성 파라미터를 결정함으로써, 이렇게 구현되는 고밀도 물질 이송 시스템의 안정성에 관련되는 작업 명령이 간단한 수단을 이용하여 그리고 신뢰가능한 방식으로 이루어질 수 있다. 고밀도 물질 이송 시스템의 다양한 그 외의 동작 파라미터가 근사화를 이용하여 일정한 것으로 추정되는 경우에도, 예컨대, 예를 들어 이송될 고밀도 물질의 밀도가 통상적으로 2300 kg/m3라고 가정되는 경우에, 고밀도 물질 이송 시스템의 안정성 모니터링 도중에 특히 높은 레벨의 정확도, 일관성 및 유연성이, 요동에 노출되는 압력 센서 시스템을 마스트 어셈블리 내에 또는 지지 레그부 내에 필요로 하지 않으면서 달성될 수 있다.
더욱이, 동적인 저-레이턴시 안정성 모니터링 기능이 있는 고밀도 물질 이송 시스템이 제공되는데, 이러한 기능은 요동에 노출되는 신호의 복잡한 필터링이 요구되지 않기 때문에 실시간으로 수행될 수 있다. 현재 실제로 이송되고 있는 고밀도 물질의 무게가 안정성의 결정에 포함되지 않기 때문에, 현재의 안정성의 결정이 실제로 이루어지고 있는 고밀도 물질의 이송 프로세스로부터 더욱 독립적이 됨으로써, 임의의 문제가 있는 안정성이 예상되는 경우에 조기의 응답 또는 예방적 응답이 이미 이루어질 수 있게 된다. 이러한 방식으로, 특히 코어 펌프 및 S-파이프의 이동에 기인하여 고밀도 물질 이송 시스템의 고밀도 물질 펌프의 동작과 연관되는, 고밀도 물질 이송 시스템 내에서 이송될 고밀도 물질의 질량 분포에서의 임의의 요동도 보상될 수 있고, 이것은 안정성 모니터링의 신뢰성에 그리고 사용자-친화성에 기여하게 된다. 이와 유사하게, 특히 고밀도 물질 펌프의 동작에서의 주기적 요동에 의해서 초래되지만 이론상으로 허용될 수 있는, 안정성의 미리 결정된 최대 상한의 반복적인 위반(cyclic transgression), 및 고밀도 물질 이송 시스템의 연관된 스위치 온 및 오프 현상이 회피될 수 있다.
첫째로, 일부 용어들이 다음과 같이 설명될 것이다:
고밀도 물질이란 운반하기가 어려운 매질에 대한 일반적인 용어이다. 고밀도 물질은, 예를 들어 거친 입자를 가진 성분을 가진 물질, 반응성이 강한 성분이 있는 물질 등등일 수 있다. 고밀도 물질은 또한 부피가 큰 재료일 수 있다. 일 실시형태에서, 고밀도 물질은 갓 생성된 콘크리트이다. 갓 생성된 콘크리트는 최대 30 mm가 넘는 크기를 가지는 알갱이, 결합재(bind), 보이드 내에 있는 형상 고착물(form deposit)을 포함할 수 있고, 따라서 운반하기가 어렵다. 예시적인 고밀도 물질은 800 kg/m3 내지 2300 kg/m3에 달하는 밀도를 가진 콘크리트 또는 2300 kg/m3를 넘는 밀도를 가지는 중량 콘크리트(heavy concrete)를 포함한다.
고밀도 물질 펌프는 두 개의, 예를 들어 정확하게 두 개의 이송 실린더를 가지는 코어 펌프를 포함할 수 있다. 이 경우, 스위칭이 제 1 이송 실린더로부터 제 2 이송 실린더로, 그리고 제 2 이송 실린더로부터 제 1 이송 실린더로 교번하는 방식으로 발생한다. S-파이프는 이송 실린더들 사이에서 순환식으로 스위칭될 수 있다. 추가적으로, 보조 실린더가 천이들 각각을 브릿징하기 위해서 특정될 수 있다.
슬루윙 기어(slewing gear)는 수직 축, 예를 들어 슬루윙 기어의 중앙 축 중심으로, 예를 들어 360 도만큼 회전될 수 있다. 슬루윙 기어는 적어도 하나의 액츄에이터, 예컨대 유압식 또는 공압식 실린더, 또는 전기기계 액츄에이터, 또는 복수 개의 심지어 상이한 타입들의 액츄에이터를 포함할 수 있고, 이들을 이용하여 상기 슬루윙 기어는 자신의 위치를 하부구조체에 관련하여 회전식으로 변경할 수 있다. 이러한 목적을 위해서, 슬루윙 기어는 통상적으로 유성 기어박스가 있는 유압식 모터 및 피니온을 포함한다.
마스트 어셈블리는 적어도 두 개의 마스트 암부(mast arm)를 포함하지만, 세 개, 네 개 또는 다섯 개의 마스트 암부를 포함할 수도 있다. 통상적으로, 마스트 어셈블리는 세 개 내지 일곱 개의 마스트 암부를 포함한다. 여기에서, 제 1 마스트 암부는 자신의 근단부에서 슬루윙 기어에 연결되고, 자신의 원단부에서는 인접한 마스트 암부의 근단부에 연결된다. 다른 마스트 암부들은 연속적이고, 그들의 근단부에서 인접한 마스트 암부의 원단부에 각각 연결된다. 마스트 어셈블리의 원단부는 여기에서 연결체 내의 마지막 마스트 암부의 원단부에 대응하는데, 이것은 자신의 원단부에서 추가적인 연결을 더 이상 가지지 않는다. 연속체 중 마지막 마스트 암부의 원단부는 가능한 부하 부착점을 규정한다.
여기에서, 마스트 어셈블리 내의 마스트 암부들은, 이들이 적어도, 예를 들어 배타적으로, 하나의 차원에서 적어도 다른 마스트 암부로부터 독립적으로 이동될 수 있도록 하는 방식으로 마스트 조인트를 이용하여 서로 각각 연결된다. 여기에서 각각의 마스트 암부에는 그 근단부에서 근단부가 지정된다.
제 1 마스트 암부는 자신의 마스트 조인트를 이용하여, 슬루윙 기어가 자신의 수직 축 중심으로 회전한다면 제 1 마스트 암부, 및 실시형태들에서는 전체 마스트 어셈블리도 역시 이러한 축 중심으로 회전되는 방식으로 슬루윙 기어에 연결된다. 예를 들어, 마스트 암부는, 상기 마스트 암부가, 예를 들어 배타적으로, 슬루윙 기어로부터 독립적으로 수직 방향으로 이동될 수 있고, 예를 들어 상기 마스트 암부의 마스트 조인트를 이용하여 회전될 수 있는 방식으로 슬루윙 기어에 고정된다. 마스트 암부가 신축되는 기능성을 가지고, 자신의 세로축을 따라서 신축식으로 그리고 연속적으로 연장되거나 단축될 수 있는 것도 역시 착상가능하다. 예를 들어, 마스트 암부는, 적어도 마스트 암부의 원단부가 적어도 세 가지 공간 방향(x, y 및 z 방향) 중 하나로 이동가능하도록 조절될 수 있다.
대안적으로 또는 추가적으로, 마스트 암부는 자신의 세로축을 중심으로 회전가능할 수 있다. 예를 들어, 마스트 암부는 그 마스트 조인트를 위하여 적어도 하나의 액츄에이터, 예컨대 유압식 또는 공압식 실린더, 또는 전기기계 액츄에이터, 또는 복수 개의 심지어 상이한 타입의 액츄에이터를 포함하는데, 이들을 이용하여 상기 마스트 암부는 적어도 다른 마스트 암부, 특히 근단부에 연결된 마스트 암부에 상대적으로 자신의 위치를 변경할 수 있다. 액츄에이터는, 예를 들어 마스트 암부를 수평 축 중심으로 회전식으로 피벗시키도록(후자는, 예를 들어 그 마스트 암부 조인트를 통해서 연장됨), 및/또는 상기 마스트 암부를 병진 방식으로 하나의 공간 방향으로, 두 개의 공간 방향으로, 또는 모든 공간 방향으로 이동시키도록 특정될 수 있다.
대안적으로 또는 추가적으로, 마스트 암부는 추가적인 액츄에이터를 가질 수 있고, 이것을 이용하여 상기 마스트 암부가, 예를 들어 신축식으로, 연장되거나 단축되거나 회전될 수 있다.
하부구조체는 기초 구조체, 예를 들어 새시이고, 그 위에 고밀도 물질 분배기 마스트(thick matter distributor mast) 고밀도 물질 펌프(thick matter pump)가 배치된다. 예를 들어, 고밀도 물질 분배기 마스트 및/또는 고밀도 물질 펌프는 하부구조체에 고정된다. 하부구조체는 정지식이거나(예를 들어 플랫폼과 같이), 또는 이동식으로(예를 들어 차량과 같이) 구성될 수 있다. 고밀도 물질 분배기 마스트 및 고밀도 물질 펌프가 하부구조체 상에 배치되는 결과로서, 전체적인 고밀도 물질 이송 시스템이 하나의 단위로서 특히 콤팩트해지게, 그리고 예를 들어 트럭에 장착되는 콘크리트 펌프로서 구성될 수 있게 된다.
고밀도 물질 이송 시스템은 본 발명에 따른 방법을 수행하거나 제어하기 위한 수단을 포함한다. 이러한 수단은, 특히 센서 유닛 및 처리 유닛을 포함하지만, 고밀도 물질 이송 시스템의 제어 유닛을 더 포함할 수 있고, 개별 하드웨어 및/또는 소프트웨어 컴포넌트로서 또는 다양한 조합으로 통합된 하드웨어 및/또는 소프트웨어 컴포넌트로서 개별적으로 구성될 수 있다. 이러한 수단은, 예를 들어 컴퓨터 프로그램의 프로그램 명령을 저장하는 적어도 하나의 메모리 및 적어도 하나의 프로세서를 포함하는데, 적어도 하나의 프로세서는 적어도 하나의 메모리로부터의 프로그램 명령을 실행하도록 설계된다.
센서 유닛은 동작 정보의 적어도 하나의 아이템을, 특히 자동적으로 그리고 사용자 입력으로부터 독립적으로 캡쳐하도록 설계된다. 동작 정보의 아이템이 특정된 시간 간격에서 반복적으로 캡쳐되는 것이 착상가능하다. 예를 들어, 동작 정보의 아이템을 획득하는 것은 이러한 동작 정보의 아이템의 측정 변수 특성을 측정함으로써 일어날 수 있다. 센서 유닛은 여기에서 동일한 타입 또는 상이한 타입의 하나 이상의 센서를 포함할 수 있다. 예시적인 센서는 각도 측정 센서(예를 들어 슬루윙 기어의 위치를 캡쳐하기 위함), 힘 및 압력 센서(예를 들어 마스트 암부의 마스트 조인트의 실린더 힘 또는 마스트 암부의 액츄에이터에 작용하고 있는 힘을 캡쳐하기 위함), 위치 센서(예를 들어 GPS, GLONASS 또는 Galileo와 같은 위성-기반 위치 시스템의 센서), 위치 센서(예를 들어 경사각을 캡쳐하기 위한 스피릿(spirit) 또는 에어 레벨(air level) 또는 경사 센서), 전기 센서(예를 들어 유도 센서), 거리를 캡쳐하기 위한 거리 센서와 같은 광 센서(예를 들어 이송될 고밀도 물질의 타입을 캡쳐하기 위한 광 베리어, 레이저 센서 또는 2D 스캐너), 또는 음향 센서(예를 들어 이송될 고밀도 물질의 밀도를 캡쳐하기 위한 초음파 센서, 또는 진동 센서)이다. 이와 유사하게, 동작 정보의 아이템은 센서 유닛의 복수 개의 센서들의 상호작용에 의해서 캡쳐될 수도 있다. 이러한 방식으로, 예를 들어 마스트 암부의 위치가 바람직하게는 각도 측정 센서 및 위치 센서의 측정치들을 조합함으로써 캡쳐될 수 있다.
대안적으로 또는 추가적으로, 센서 유닛은 하나 이상의 통신 수단(예를 들어 무선 통신 수단)을 더 포함할 수 있는데, 이것을 이용하여 동작 정보의 캡쳐되거나 규정된 아이템(외부에서 캡쳐되거나 규정된 아이템)이 센서 유닛에서 수신될 수 있다.
처리 유닛은 고밀도 물질 이송 시스템의 안정성 파라미터를 결정하도록 특정되는 것으로 이해되어야 한다. 이것은 적어도 동작 정보의 캡쳐된 아이템에 의존하기 위해서 발생해야 한다. 이러한 목적을 위해서, 처리 유닛은, 예를 들어 센서 유닛에 의해 캡쳐된 정보의 아이템에 대한 액세스를 가질 수 있다. 안정성 파라미터의 결정은, 안정성 파라미터가 일정한 것으로 추정되는 고밀도 물질 이송 시스템의 컴포넌트의 규정된 속성, 예컨대 그들의 질량 또는 그들의 공간적 치수에 기반하여, 동작 정보의 캡쳐된 아이템에 의존해서 계산된다는 것을 의미하는 것으로 이해된다. 추가적으로, 지지 레그부들의 상호 위치설정, 컴포넌트의 바람면(wind surface)의 영향, 및 규정된 안전성 또는 한계 값과 같은 다른 속성도 이러한 프로세스 중에 고려될 수 있다.
하부구조체는 적어도 하나의 수평으로 및/또는 수직으로 전치가능한 지지 레그부를 이용하여 하부구조체를 지지하기 위한 지지 구조체를 포함한다. 고밀도 물질 이송 시스템의 지지 레그부는 고밀도 물질 이송 시스템의 안정성을 증가시키는 역할을 하는 지지 구조체의 컴포넌트를 나타낸다. 여기에서, 안정성에 대한 지지 구조체의 영향은, 특히 지지 레그부의 개별적인 구조 및 셋-업에 따라 달라진다. 이러한 목적을 위해서, 지지 레그부는 지지 플레이트를 이용하여 지면 위에 지지될 수 있다. 통상적으로 네 개의 지지 레그부가 하나의 지지 구조체 대하여 제공된다.
지지 구조체의 안정성, 그리고 따라서 전체 고밀도 물질 이송 시스템의 안정성은 작용선의 간극이 클수록 높아지는데, 이것은 접촉면의 틸팅 에지로부터 고밀도 물질 이송 시스템에 작용하고 있는 모든 힘을 고려한다. 그러나, 안정성에 관련되는 신뢰가능한 작업 명령(statement)은 적어도 고밀도 물질 이송 시스템에 작용하고 있는 하중 힘을 고려하는 작용선에 기반하여 이미 제작되었을 수 있다. 실제로 작용선에 작용하고 있는 더 많은 힘이 고려될수록, 이러한 작업 명령은 더 정밀해질 수 있다. 그러므로, 고밀도 물질 이송 시스템의 안정성은 특히 바람직하게는 접촉면의 틸팅 에지로부터의 작용선의 간극을 표현하는 안정성 파라미터에 의해서 특징지어질 수 있다. 안정성 파라미터는 규정되거나 동적으로 결정가능한 안정성 범위 내에 위치되고, 이러한 범위 내에서 틸팅 에지들 각각으로부터의 작용선의 간극은 제로 이상이며, 이러한 실례에서는 바람직하게는 안전성 마진도 역시 고려된다. 지지 구조체의 안정성, 그리고 따라서 고밀도 물질 이송 시스템의 안정성은 이러한 안정성 범위 내에 보장된다. 안정성 범위의 상한은 최대 안정성 파라미터에 의해서 규정된다. 최대 안정성 파라미터는 틸팅 에지 중 하나로부터의 작용선의 간극이 제로인 경우에 존재한다. 따라서, 틸팅 에지 중 적어도 하나로부터의 작용선의 간극은 안정성 파라미터가 증가함에 따라서 감소한다. 상한을 넘으면, 거리는 제로보다 작아지고, 고밀도 물질 이송 시스템의 안정성은 더 이상 보장되지 않는다. 고밀도 물질 이송 시스템의 각각의 동작 상황에 대한 안정성 범위가, 예를 들어 일정한 것으로 추정되는 고밀도 물질 이송 시스템의 고려될 컴포넌트의 속성을 고려하면서 규정되거나 결정될 수 있는 것이 착상가능하다. 예를 들어, 지지 구조체의 각각의 가능한 구조에 대하여, 예를 들어 지지 레그부의 결정된 셋-업에 의하여, 접촉면이 이러한 목적을 위하여 규정되거나 결정가능해질 수 있다.
틸팅 에지 중 하나로부터의 작용선의 간극 및 작용선의 배향은 적어도 고밀도 물질 이송 시스템의 하중 힘에 각각 의존하게 되고, 예를 들어 처리 유닛에 의해서 계산될 수 있다. 작용선의 배향은 수직 및 수평 방향 성분을 가질 수 있고, 복수 개의 힘들의 작용 방향 및/또는 값에 의존할 수 있다. 예를 들어, 고려되어야 할 하나 이상의 힘이 정의되거나 사용자에 의해서 선택가능해질 수 있다(예를 들어, 적절한 사용자 인터페이스를 이용하여). 예를 들어, 고려되어야 할 하나 또는 복수 개의 힘이 정의되거나 사용자에 의해서 선택가능해질 수 있다(예를 들어, 적절한 사용자 인터페이스를 이용하여). 이러한 실례에서 작용선의 배향은 연직선의 배향과 동일하다. 작용선의 배향이 수평 성분을 가지는 힘, 예컨대 고밀도 물질 이송 시스템의 측면에 작용하고 있는 풍력에 추가적으로 의존한다면, 작용선의 배향도 적어도 하나의 수평 성분을 포함하고, 작용선의 배향은 연직선과 같지 않게 된다. 하나 이상의 특정한 조건, 예를 들어 고밀도 물질 이송 시스템의 동작 시에 주로 작용하는 동작을 넘는 조건이 발생하면, 처리 유닛이, 바람직하게는 처리 유닛만이 배향을, 예를 들어 규정된 방향으로 각각의 규정된 양만큼 점진적으로 적응시킬 수 있는 방식으로, 작용선의 배향이 하나 이상의 추가적인 힘에 의존하는 것이 착상가능하다. 또한, 작용선의 배향이 작용 방향 및/또는 센서 유닛에 의하여 그리고 캡쳐된 힘을 표시하는 동작 정보의 아이템 중 하나 또는 복수 개의, 바람직하게는 모든 아이템의 값에 의존하는 것도 착상가능하다.
예를 들어, 안정성 범위는 최소 값을 가지는 거리 마진으로서 설명될 수 있는데, 이것이 초과되면 지지 구조체의 안정성은 더 이상 제공되지 않는다. 이러한 방식으로, 어떤 컴포넌트의 임의의 이동은, 예를 들어 고밀도 물질 분배기 마스트의 마스트 암부의 원위의 방향에서의 편향에 있어서의 거리 마진이 감소될 수 있거나, 역시 예를 들어 마스트 암부의 근위의 방향에서의 편향에 있어서의 거리 마진이 증가될 수 있다. 거리 마진이 전부 사용되었다면, 최대 안정성 파라미터가 존재하고, 안정성 범위의 상한에 도달된 것이다. 고려대상인 컴포넌트의 동작이, 거리 마진이 증가하는 것이 기대될 방식으로 영향받게 되면, 이러한 동작은 선택적으로 감소된 속도에서 일어날 수 있다.
동작 정보의 아이템은 고밀도 물질 이송 시스템 또는 고밀도 물질 이송 시스템의 개별 컴포넌트들의 다수의 가능한 속성의 속성 또는 동작 파라미터 중 하나의 속성 또는 동작 파라미터를 표시하고, 해당 속성 또는 해당 동작 파라미터를 표현한다. 그러므로, 동작 정보의 아이템을 컴포넌트에 할당할 수 있는 것이 가능해질 것이다. 이러한 속성 또는 동작 파라미터는, 예를 들어 측정된 변수에 의해서 특징지어질 수 있다. 이것은 이송 프로세스의 시작되기 전에도 또는 그 후에만 드러나는 속성 및 동작 파라미터일 수 있다. 예를 들어, 동작 정보의 아이템을 획득하는 것은 이러한 동작 정보의 아이템의 측정 변수 특성을 측정함으로써 일어날 수 있다. 이와 유사하게, 센서 유닛에 의하여 캡쳐된 동작 정보의 아이템은, 예를 들어 하나 이상의 측정된 변수가 차례대로 입력된 업스트림 계산(upstream calcuoation)의 결과일 수 있다. 이러한 업스트림 계산이 현장에서 고밀도 물질 이송 시스템의 대응하도록 규정된 유닛 내에서 직접 수행되는 것이 착상가능하지만, 이것은 외부적으로, 예를 들어 서버 디바이스에서 수행되었을 수도 있고, 따라서 동작 정보의 계산된 아이템은 이제, 예를 들어 통신 인터페이스에서 센서 유닛으로부터 수신될 수 있다.
동작 정보의 제 1 아이템은 슬루윙 기어의 위치를 표시한다. 이러한 속성을 고려하는 것은 마스트 어셈블리의 무게 중심을 결정하기 위해서 관련성을 가진다. 이와 유사하게, 지지 구조체의 비대칭 정렬 또는 경사진 바닥에서의 동작, 그리고 따라서 접촉면의 비대칭이 결과적으로 안정성 파라미터를 결정하는 데에 포함될 수 있다.
마스트 암부 중 적어도 하나의 위치가 동작 정보의 제 2 아이템에서 고려된다. 이것은 절대 위치, 즉 위치 및/또는 배향일 수 있고, 또는 그렇지 않으면 상대 위치일 수도 있다. 예를 들어, 위치는 연직 방향에 상대적인 마스트 암부의 경사각의 형태로서 경사 센서를 이용하여 캡쳐될 수 있다. 상대 위치는 마스트 암부의 근단부에 연결된 다른 마스트 암부와 비교된 마스트 암부의 위치에 의해서 특징지어질 수 있다. 제 1 마스트 암부가 슬루윙 기어에 연결되는 경우에, 이것은 슬루윙 기어의 수직 축에 상대적인 위치일 수 있다. 관련되어 설정될 마스트 암부의 치수 및 마스트 암부 또는 슬루윙 기어의 위치가 알려져 있기 때문에, 마스트 암부의 위치는 상대 위치, 예를 들어 경사각을 캡쳐함으로써 이미 명백하게 결정되었을 수 있다.
동작 정보의 제 3 아이템은 지지 구조체의 지지 레그부의 위치를 표시한다. 지지 레그부의 셋-업의 도움을 받으면, 접촉면이 특히 용이하게 증가될 수 있고, 적어도 하나의 틸팅 에지에 관하여 안정성 영역이 증가될 수 있다. 그러므로, 적어도 하나의 지지 레그부의 위치는 안정성 파라미터를 결정하기 위해서 특히 높은 관련성을 가진다. 특히, 수축된 상태에서의 제로 위치와 비교되는 개별적으로 존재하는 동작 상태에서의 설정면(set-up surface)의 수평 간극 및 지지 레그부의 수평 간극의 방향이 여기에서 결정된다. 추가적으로, 수직 간극도 여기에서 확인되고 고려될 수 있다. 또한, 레그부 위치 센서가 GPS 센서로서 설계되는 것도 착상가능하다.
동작 정보의 제 4 아이템은 고밀도 물질 이송 시스템의 경사각을 표시한다. 경사각은, 연직 방향에 상대적인 고밀도 물질 이송 시스템, 예를 들어 그 하부구조체의 각도가 될 것이다. 예를 들어, 고밀도 물질 이송 시스템의 경사각은 슬루윙 기어의 회전축 및 연직 방향 사이의 각도에 대응한다. 만일 고밀도 물질 이송 시스템이 경사면에서 작동되면, 즉 경사지게 되면 안정성을 유지하는 수직력(normal force)이 고밀도 물질 이송 시스템의 하중 힘보다 크게 작아질 것이고, 틸팅 에지로부터의 작용선의 간극이 변할 수 있다. 그러므로, 고밀도 물질 이송 시스템의 경사각을 포함시키는 것이 안정성 파라미터를 결정할 때에 특히 중요하다.
동작 정보의 추가적인 예시적인 아이템은 충진 및/또는 충진되지 않은 콘베이어 라인이 있는 모든 마스트 암부의 무게, 모든 마스트 암부의 무게 중심의 위치, 추가적인 부하의 무게, 추가적인 무게 부착점의 위치, 마스트 암부에 작용하고 있는 풍력, 모든 마스트 암부의 바람면(wind surface center of gravity)의 위치, 하부구조체의 무게, 하부구조체의 무게 중심의 위치, 및 수축 및/또는 연장된 상태에서의 지지 레그부의 셋업면(set-up surface)의 위치, 및/또는 레그부 힘을 표시한다.
일 실시형태에 따르면, 센서 유닛은 모든 마스트 암부에 대하여, 상기 마스트 암부들 중 하나의 위치를 표시하는 동작 정보의 아이템을 캡쳐하도록 특정된다.
마스트 어셈블리의 모든 마스트 암부의 위치가 캡쳐되면, 산업계에서는 기본적으로 보수적인, 추정될 극단 값에 의존할 필요가 없다. 그러면, 현재의 안정성이 상황에 따라서 적응되고, 안정성 파라미터의 결정의 결과로서 더 정밀하게 결정될 수 있게 된다.
대안적으로, 센서 유닛은 상기 마스트 암부 중 하나의 위치를 표시하는 동작 정보의 아이템을, 상기 마스트 암부의 총 수보다 적은 개수의 마스트 암부에 대해서만 캡쳐하도록 특정될 수 있다. 예를 들어, 센서 유닛이 마스트 암부 중 오직 하나에 대해서, 해당 마스트 암부의 위치를 표시하는 동작 정보의 아이템만을 기록할 수 있는 것이 제공될 수 있다.
이것은 안정성 파라미터를 결정할 때에 정확도에 관해서 페널티가 있다는 것을 나타낸다. 그러나, 센서 유닛의 이러한 일 실시형태는 동작 정보의 더 적은 아이템이 캡쳐되어야 하도록 허용하고, 이것은 결정이 매우 쉬워지고 계산적으로 부담이 적으며, 전체적으로 덜 복잡해지게 한다. 사용되는 센서들의 개수도 역시 최소화될 수 있다.
바람직하게는, 처리 유닛은 상기 고밀도 물질 이송 시스템의 마스트 어셈블리 무게 중심의 현재 위치를 상기 동작 정보의 캡쳐된 제 2 아이템에 의존하여 계산하고, 상기 안정성 파라미터를 상기 마스트 어셈블리 무게 중심의 계산된 현재 위치에 의존하여 결정하도록 특정된다.
마스트 어셈블리 무게 중심은 마스트 어셈블리의 이론적인 무게 중심을 의미하는 것으로 이해되어야 한다. 이론적인 무게 중심을 계산하기 위해서, 동작 정보의 캡쳐된 제 2 아이템, 즉 적어도 하나의 마스트 암부의 위치를 표시하는 동작 정보의 아이템이 사용된다. 더욱이, 개별적인 마스트 암부의 무게 및 마스트 어셈블리의 총 무게도 역시 고려된다. 각각의 경우에, 이송될 고밀도 물질의 양의 무게가 여기에 포함될 수 있다. 이러한 경우에 고려되는 양은, 마스트 어셈블리를 거쳐 연장되는 이송 라인의 섹션 내에 위치된 이송될 고밀도 물질의 양에 대응하여야 하는데, 이것은 각각의 마스트 암부에 지정된다. 동작 정보의 대응하는 아이템들이 센서 유닛에 의해서 캡쳐되거나 규정될 수 있다. 마스트 어셈블리 무게 중심의 위치 의 예시적인 계산은 다음 공식에 따라서 이루어질 수 있다.
여기에서, 는 마스트 어셈블리의 i 번째 마스트 암부의 각각의 질량을 기술하고, n 개의 마스트 암부가 고려되며, 는 마스트 어셈블리의 전체로서의 질량을 기술한다. 이제, i 번째 마스트 암부의 무게 중심의 위치 는 다음에 의해서 계산될 수 있다:
여기에서, 는 j 번째 마스트 암부의 길이를 기술하고, 또는 는 i 번째 또는 j 번째 마스트 암부 각각의 경사각을 기술한다. 및 은 i 번째 마스트 암부의 무게 중심을 i 번째 마스트 암부의 국소 좌표 시스템에서 표현한다. 마스트 어셈블리의 전체로서의 질량 m 및 개별적인 마스트 암부의 질량 및 길이 는 각각 마스트 어셈블리의 일정한 것으로 가정되는 속성일 수 있지만, 질량 중 하나 이상은 특히 상황에 따라서, 예를 들어 센서 유닛에 의하여 캡쳐될 수도 있다. 예를 들어, 질량의 경우에, 콘베이어 라인의 대응하는 섹션 내에 위치되는 이송될 고밀도 물질의 양의 질량, 또는 이송되는 도중에 콘베이어 라인의 대응하는 섹션 내에 위치되는 것으로 적어도 가정될 수 있는 것의 질량도 각각 고려된다.
마스트 어셈블리 무게 중심을 이렇게 고려하면 안정성 파라미터의 신뢰가능한 결정이 가능해진다.
더 바람직하게는, 처리 유닛은 상기 마스트 어셈블리 무게 중심의 현재 위치를 상기 마스트 어셈블리의 모든 마스트 암부의 위치를 표시하는 동작 정보의 아이템에 의존하여 계산하도록 특정된다.
이러한 경우에, 앞에 소개된 계산 예(calculation example)에서, 고려될 마스트 암부의 번호 n은 마스트 어셈블리의 마스트 암부의 총 수에 대응한다. 그러면, 마스트 어셈블리 무게 중심의 특히 정확한 계산이 가능해지고, 결과적으로 안정성 파라미터의 특히 정밀한 결정도 가능해진다.
다른 실시형태에서, 어떤 마스트 암부에 대하여, 상기 마스트 암부의 위치를 표시하는 동작 정보의 아이템이 상기 센서 유닛에 의하여 캡쳐될 수 없으면, 각각의 마스트 암부의 수평 경사를 나타내는, 상기 마스트 암부의 위치를 표시하는 동작 정보의 이러한 아이템이, 상기 마스트 어셈블리 무게 중심의 현재 위치를 계산할 때에 고려된다.
수평 경사가 있는 마스트 암부는 0°의 경사각을 가짐으로써, 안정성 파라미터에 대한 마스트 암부의 영향이 안정성 파라미터를 최대까지 증가시키고 있는 것으로 가정된다. 그러므로, 동작 정보의 현재 캡쳐된 아이템이 어떤 마스트 암부에 대해서 이용가능하지 않다면, 이러한 마스트 암부의 위치에 대한 최악의-케이스 가정이 사용된다. 따라서, 각각의 마스트 암부의 더 큰 영향이 실제로 일반적인 것으로 가정되는데(이것은 안정성을 열화시킴), 그 결과로서 추가적인 안전성 조치(additional safety)가 설치된다.
하나의 예시적인 실시형태에 따르면, 센서 유닛은 이송될 고밀도 물질의 타입을 표시하는 동작 정보의 추가적인 아이템을 캡쳐하도록 특정되고, 상기 처리 유닛은, 상기 마스트 어셈블리 무게 중심의 현재 위치를 상기 동작 정보의 캡쳐된 추가적인 아이템에 의존하여 계산하고, 및/또는 상기 안정성 파라미터를 상기 동작 정보의 캡쳐된 추가적인 아이템에 의존하여 결정하도록 특정된다.
무엇보다도, 동작 정보의 이러한 아이템을 캡쳐하기 위하여, 센서 유닛은, 예를 들어 통신 인터페이스 및/또는 사용자 인터페이스를 포함할 수 있다. 통신 인터페이스는 하나 이상의 통신 수단(예를 들어 무선 통신 수단)을 포함할 수 있고, 이것을 이용하여 외부적으로 캡쳐되고, 예를 들어 사용자 단말기에서 사용자 입력을 통하여 제공되며 이송될 고밀도 물질의 타입을 특징짓는 동작 정보의 아이템이 당업자에게 알려져 있는 방식으로 수신된다. 동작 정보의 아이템을 캡쳐하기 위해서 사용자 인터페이스가 제공된다면, 상기 사용자 인터페이스는 적어도 하나의 버튼, 키패드, 키보드, 마우스, 디스플레이 유닛(예를 들어 디스플레이), 마이크로폰, 터치-감응 디스플레이 유닛(예를 들어 터치 스크린), 카메라 및/또는 터치-감응 표면(예를 들어 터치패드)으로서 구성될 수 있다. 예를 들어, 동작 정보의 아이템을 캡쳐하는 것은 사용자 인터페이스에서 대응하는 사용자 입력을 캡쳐하는 것에 의해서 일어난다. 그러나, 고밀도 물질의 타입이 센서 유닛의 적절한 센서 또는 센서들의 조합에 의하여, 예를 들어 광 센서를 이용하여 캡쳐되는 것도 역시 착상가능하다.
예를 들어, 고밀도 물질의 타입은 이송될 고밀도 물질의 재료 조성, 밀도 및/또는 점성을 의미하는 것으로 이해되어야 한다. 여기에서, 이송될 고밀도 물질의 타입을 캡쳐하면, 고밀도 물질의 이동 도중에 고밀도 물질 이송 시스템 내에서의, 특히 콘베이어 라인 내에서의 그 질량 분포에 대한 결론이 도출될 수 있게 된다. 결과적으로, 특정한 이송 프로세스에 맞게 적응된, 실제로 일어나는 고밀도 물질의 이송 프로세스와 독립적인, 마스트 어셈블리 무게 중심의 현재 위치의 계산, 및/또는 안정성 파라미터의 결정은 개별적으로, 그리고 따라서 특히 정확하게 일어날 수 있다.
일 실시형태에 따르면, 상기 처리 유닛은, 상기 고밀도 물질 이송 시스템의 전체 무게 중심의 현재 위치를 동작 정보의 캡쳐된 아이템으로부터 계산하고, 상기 전체 무게 중심의 계산된 현재 위치에 의존하여 상기 안정성 파라미터를 결정하도록 특정된다.
이러한 목적을 위해서, 처리 유닛은 사실상 고밀도 물질 이송 시스템의 다수의 속성, 예컨대 하나, 여러 개 또는 모든 컴포넌트의 무게 및 무게 중심 위치를 고려해야 한다. 그럼에도 불구하고, 안정성 파라미터의 특히 신뢰가능한 결정이 이러한 방식으로 일어날 수 있다.
추가적으로, 처리 유닛은, 상기 고밀도 물질 이송 시스템에 작용하고 있는 적어도 하나의 힘의 작용선의 각각의 간극을 접촉면의 틸팅 에지로부터 계산하고, 및 상기 안정성 파라미터를 계산된 거리에 의존하여 결정하도록 특정될 수 있고, 상기 고밀도 물질 이송 시스템에 작용하고 있는 적어도 하나의 힘은, 상기 고밀도 물질 이송 시스템의 전체 무게 중심의 현재 위치에서 작용하고 있는 상기 고밀도 물질 이송 시스템의 하중 힘(weight force)을 포함한다.
틸트 에지 각각으로부터의 간극이 크면, 작은 간극에서보다 더 작은 안정성 파라미터가 여기에서 결정된다. 만일 틸팅 에지 중 하나로부터의 간극이 제로 미만이면, 안정성 파라미터는 안정성 범위를 초과하고, 고밀도 물질 이송 시스템의 안정성은 더 이상 제공되지 않는다. 간극에 대한 거리 마진으로서 기술될 수 있는 고밀도 물질 이송 시스템의 안정성 범위는, 예를 들어 작용선에 가장 가까운 틸팅 에지를 추가적으로 더 멀리 이격되게 배치한 결과로서 증가시킬 수 있다. 배치의 이러한 변위는, 지지 레그부 중 하나 또는 복수 개를 작용선으로부터 더 멀어지도록 멀리 이격되게 위치시킴으로써 달성될 수 있다.
지지 구조체의 안정성, 그리고 따라서 전체 고밀도 물질 이송 시스템의 안정성은 이러한 표면의 틸팅 에지로부터의 작용선의 간극이 커질수록 높아진다.
이것은 안정성 파라미터를 결정하기 위한 신뢰가능한 가능성을 표현하고, 고밀도 물질 이송 시스템의 안정성에 관련된 신뢰가능한 작업 명령을 허용한다.
바람직하게는, 고밀도 물질 이송 시스템은, 고밀도 물질 이송 시스템의 결정된 안정성 파라미터가 고밀도 물질 이송 시스템의 최대 안정성 파라미터보다 크면 제 1 제어 신호를 출력하고, 상기 고밀도 물질 이송 시스템의 결정된 안정성 파라미터가 상기 고밀도 물질 이송 시스템의 최대 안정성 파라미터 이하이면 제 2 제어 신호를 출력하기 위한 제어 유닛을 포함한다.
제어 유닛은 제어 신호, 예컨대 유선 또는 무선 신호 출력을 출력하기 위한 대응하는 수단을 포함한다. 제어 신호를 설명된 방식으로 출력하는 결과로서, 제어 유닛은 고밀도 물질 이송 시스템의 적어도 하나의 컴포넌트를 작동시킬 수 있고, 해당 컴포넌트의 동작 파라미터를 제어할 수 있다. 제 2 제어 신호를 출력하는 것이 정확한 동작의 계속을 초래하는 반면에, 제 1 제어 신호를 출력하는 것은 고밀도 물질 이송 시스템의 정확한 동작의 중단을 초래한다는 것이 착상가능하다. 추가적인 제어 신호를 출력하면, 예를 들어 고밀도 물질 이송 시스템의 하나 이상의 컴포넌트의 동작이 정확한 동작과 비교할 때 감소된 속도로 일어나게 될 수 있다.
예를 들어, 제어 유닛은 결정된 고밀도 물질 이송 시스템의 안정성 파라미터가 상기 최대 안정성 파라미터보다 크다면 마스트 어셈블리의 동작 범위를 현재 허용가능한 동작 범위로 제한하도록 특정될 수 있고, 이러한 목적을 위하여 제어 유닛은 대응하는 수단을 포함한다.
고밀도 물질 이송 시스템과 같은 하나 이상의 컴포넌트의 동작 범위를 제한한다는 것은, 각각의 컴포넌트의 동작 파라미터가 제한되고, 해당 컴포넌트의 동작이 제한된 동작 파라미터에 따라서 영향받게 된다는 것을 의미하는 것으로 이해된다. 이것은, 각각의 동작 파라미터가 결정된 안정성 파라미터에 의존하여, 해당 컴포넌트의 여전히 허용가능한 동작 범위(scope of action)로, 또는 여전히 허용가능한 동작 세기(intensity of action)로 제한될 수 있다는 것을 의미한다. 특히, 허용가능한 동작 범위를 벗어난 컴포넌트의 동작은 방지된다. 제한할 때에, 동작 범위 또는 동작 세기는 이론상, 예를 들어 올바른 동작 도중에, 그리고 기본적으로 제공된 최대 동작 범위, 및 이론상 제공되는 최대 동작 세기보다 작다. 예를 들어, 제어 유닛은 마스트 어셈블리의 동작 범위, 의 현재 허용가능한 상한을 결정할 수 있고, 고밀도 물질 이송 시스템의 동작은 마스트 어셈블리가 결정된 상한 아래로만 편향되는 방식으로 영향받게 될 수 있다. 따라서, 이러한 실례에서, 예를 들어 마스트 어셈블리의 마스트 암부의 열림각 또는 액츄에이터 힘이 대응하도록 결정된 한계를 초과하는 것이 방지될 수 있다. 이러한 목적을 위해서, 각각의 액츄에이터는, 예를 들어 제어 유닛에 의해 출력되고 이를 위해서 적절한 제어 신호를 수신할 수 있다. 예를 들어, 제어 유닛은 이를 통하여 액츄에이터에 의한 마스트 암부의 편향을 제한할 수 있다. 더욱이, 마스트 어셈블리의 동작 범위를 제한하는 것은, 슬루윙 기어의 회전 각도 범위의 추가적이거나 대안적인 제한이라고 역시 이해되어야 한다.
동일한 타입의 동작 정보의 적어도 두 개, 바람직하게는 세 개의 아이템이 캡쳐되는 것이 바람직하다. 다수의 컴포넌트에 대해서 각각 캡쳐된 동작 정보의 두 개의 아이템은 동일한 타입인 것으로 고려되어야 한다. 예를 들어, 적어도 두 개의 지지 레그부를 가지는 고밀도 물질 이송 시스템의 일 실시형태에서, 고밀도 물질 이송 시스템의 제 1 지지 레그부의 레그부 위치를 나타내는 동작 정보의 아이템 및 제 2 지지 레그부의 레그부 위치를 나타내는 동작 정보의 추가적인 아이템은, 고밀도 물질 이송 시스템이 두 개 이상의 지지 레그부를 포함한다면 동일한 타입이 된다.
바람직하게는, 센서 유닛은 고밀도 물질 이송 시스템의 확장을 표시하는 동작 정보의 추가적인 아이템을 캡쳐하도록 더 적응된다.
확장은 고밀도 물질 이송 시스템이 그 지지 구조체, 예를 들어 지지 구조체의 지지 레그부에 의해 지지될 때에 존재한다. 추가적으로, 고려되는 확장은, 예를 들어 그 높이를 이용하여 더욱 특징지어질 수 있다. 예를 들어, 후자는, 예를 들어 규정가능한 제로 위치에 대한 지지 레그부의 셋-업면의 수직 간극의 크기에 의해서 규정될 수 있다. 대안적으로 또는 추가적으로, 고밀도 물질 이송 시스템의 다른 컴포넌트, 예컨대 하부구조체의 수직 간극도 사용될 수 있다. 확장은 이와 유사하게 캡쳐된 수직 레그부 힘의 규정된 임계를 초과함으로써 확립될 수도 있다. 고밀도 물질 이송 시스템이 트럭 장착형 콘크리트 펌프로서 구성되면, 확장은 차량 차축의 스프링 이동을 측정함으로써 특징지어질 수도 있다. 확장이 존재하는 것은 전체 무게 중심의 위치에 대하여 그리고 따라서 고밀도 물질 이송 시스템의 안정성에 영향을 준다. 확장을 캡쳐함으로써, 무엇보다 고려될 고밀도 물질 이송 시스템의 질량 컴포넌트가 지면 위에 매달려 있지 않는다는 것 및, 적용가능한 경우에도 균형추(counterweight)로서 고려될 수 없다는 것이 보장될 수 있다. 안정성 파라미터를 결정할 때에 확장을 고려하면 안정성의 훨씬 더 정밀한 결정이 가능해진다.
선택적으로, 센서 유닛은 지지 레그부의 수평 또는 수직 레그부 힘을 표시하는 동작 정보의 추가적인 아이템을 캡쳐하도록 더 특정된다.
수평 또는 수직 레그부 힘은 지지 레그부에 작용하고 있는 수평 또는 수직 힘을 의미하는 것으로 이해된다. 센서 유닛은 이러한 목적을 위해서 지지 레그부마다 하나 이상의 레그부 힘 센서를 보통 포함한다. 이와 유사하게, 센서 유닛은 지지 레그부의 수평 또는 수직 레그부 힘을 동작 정보의 추가적인 하나 또는 복수 개의 아이템 또는 측정된 변수에 의존하는 계산을 이용하여 표시하는 동작 정보의 아이템을 캡쳐하도록 특정될 수 있고, 이러한 목적을 위하여 상기 센서 유닛은, 예를 들어 고밀도 물질 이송 시스템의 대응하도록 규정된 유닛, 예를 들어 처리 유닛의 기능성에 액세스할 수 있다.
예를 들어, 지지 레그부의 수직 레그부 힘을 표시하는 동작 정보의 아이템은 지지 레그부의 위치를 표시하는 동작 정보의 제 3 아이템, 및 전체 무게 중심을 표시하는 동작 정보의 아이템에 의존하여 계산될 수 있다. 이러한 목적을 위해서, y-축이 슬루윙 기어의 회전축에 나란하게 연장되고 x-축 및 z-축이 서로에 대하여 그리고 y-축에 대하여 각각 수직인 좌표계가 고려될 수 있다. 연직 방향에서의 전체 무게 중심 및 중력의 벡터를 이용하여, y-방향으로 결과적으로 얻어지는 힘 Ftotal, y가 계산될 수 있고, 이것은 n 개의 지지 레그부에 작용하고 있는 힘 Fi에 의해 상쇄된다. 더 나아가, 부하 토크 Mload는 좌표 방향 z 및 x로 분할되어 Mtotal, z 및 Mtotal, x가 될 수 있다. n 개의 지지 레그부의 레그부 위치 P를 고려하면서 근사화를 이용하여, 다음 방정식집단이 적용된다:
네 개 이상의 지지 레그부가 제공되면, 명백한 솔루션이 가능해지지 않는다. 그러면, 추가적 가정 방정식집단을 단순화하기 위해서 추가적인 가정이 이루어질 수 있다. 예를 들어, 지지 레그부는 상이한 스프링 상수 Ci를 가지는 스프링인 것으로 가정될 수 있다. Y-방향에서의 변위인 dy 및 x-축 및 z-축에서의 회전인 dφx 및 dφz를 이용하면 결과는 다음이 된다
레그부 힘에 대한 계산에서 음의 값이 결과적으로 얻어지면, 이것은 관심 대상인 지지 레그부가 리프트오프(lift off) 중이라는 신호이다. 그러면, 방정식집단은 이러한 지지 레그부를 고려하지 않고서 풀이될 수 있다. 이러한 방식으로, 지지 레그부의 수직 레그부 힘을 표시하는 동작 정보의 아이템이 동작 정보의 추가적인 아이템을 고려하면서 계산을 이용하여 캡쳐될 수 있다.
전술된 특징은 안정성 파라미터의 훨씬 많은 정밀하고 신뢰가능한 결정을 허락한다.
바람직하게는, 슬루윙 기어 및 마스트 어셈블리의 제 1 마스트 암부 양자 모두 및 마스트 암부의 개별적인 두 개는 관절형 조인트를 이용하여 서로 각각 연결되는데, 여기에서 마스트 암부의 위치는 마스트 암부의 근단부에서의 관절형 조인트의 열림각을 결정함으로써 연속적으로 검출될 수 있다. 예를 들어, 열림각은 관절형 조인트를 이용하여 연결된 마스트 암부들의 경사각을 비교함으로써 확인될 수 있다. 추가적으로, 제어 유닛은 마스트 암부의 피벗 능력을 한정함으로써, 마스트 어셈블리의 동작 범위를 현재 허용가능한 열림각으로 제한하도록 특정될 수 있다. 더욱이, 모든 관절형 조인트가 서로 평행한 교합된 축들(articulated axes)을 가지는 것이 착상가능하다. 더 나아가, 각각의 관절형 조인트는 120 도, 바람직하게는 150 도, 그리고 특히 바람직하게는 180 도의 최대 열림각을 각각 가질 수 있다. 그러나, 180 도 내지 235 도 사이, 최대 270 또는 최대 360 도의 최대 열림각도 역시 착상가능하다.
이것은 마스트 암부들 사이 또는 마스트 암부와 슬루윙 기어 사이 각각의 연결부의 특히 구현하기 쉽고 기능성인 구현형태를 나타내고, 여기에서는 고밀도 물질 분배기 마스트에 대한 동작의 큰 범위가 여전히 유지된다. 더욱이, 이러한 구현형태에서 센서 유닛은 대응하는 경사각을 확인함으로써 마스트 암부의 위치를 특히 용이하게 기록할 수 있다. 마스트 암부의 위치를 캡쳐하기 위해서 복잡하고 광범위한 센서 시스템을 사용하는 것을 피할 수 있다.
더 나아가, 센서 유닛은 마스트 암부의 조인트 토크를 표시하는 동작 정보의 추가적인 아이템을 캡쳐하도록 특정될 수 있다.
마스트 암부의 조인트 토크는 그 마스트 조인트에 작용하고 있는 토크이다. 이것은 특히, 마스트 어셈블리의 총 무게에 의존하거나, 바람 하중(wind load)에 의존하거나, 현재 이송되는 고밀도 물질의 무게에 의존하거나, 또한 마스트 피크 부하에 대응하는, 마스트 어셈블리 중 제 1 마스트 암부의 원단부에서 작용하고 있는 무게에 의존하는 토크를 나타낸다. 조인트 토크는, 예를 들어 마스트 암부의 액츄에이터 내에서 작용하고 있는 실린더 힘 또는 개별적인 마스트 암부의 액츄에이터 내에 작용하고 있는 실린더 압력을 하나 또는 복수 개의 다른 측정, 예컨대 이러한 조인트 토크에서의 각각의 조인트 각도의 측정치와 공동으로 측정함으로써 결정될 수 있다. 예를 들어, 마스트 암부의 조인트 토크는 실린더 힘으로부터의 트랜스미션 함수(transmission function) 및 각각의 마스트 암부의 마스트 조인트의 교합 각도(articulation angle)를 이용하여 계산될 수 있다.
추가적으로, 처리 유닛은, 모든 마스트 암부의 조인트 토크를 표시하는 동작 정보의 캡쳐된 아이템에 기반하여 부하 토크를 계산하고, 계산된 부하 토크에 의존하여 상기 안정성 파라미터를 결정하도록 특정될 수 있다.
이러한 방식으로, 처리 유닛은, 예를 들어 실린더 압력 및 각각의 마스트 암부의 경사각을 고려하면서, 안정성 파라미터를 실시간으로 특히 정밀하게 결정할 수 있다. 그럼에도 불구하고, 이러한 실례에서 센서 유닛은 실린더 힘 및 모든 마스트 암부의 경사각을 표시하는 동작 정보의 아이템을 캡쳐하도록 특정되어야 하고, 예를 들어 이러한 목적을 위하여 적절한 복수 개의 센서를 포함해야 한다.
추가적인 실시형태에서, 처리 유닛은 안정성 파라미터를 현재 허용가능한 이론적으로 최대 부하 토크를 표시하는 동작 정보의 아이템에 의존하여 결정하도록 특정된다. 그러면, 소위 펌프 예측, 즉 펌핑이 주어진 마스트 위치에서 역시 수행될 수 있는지 여부의 결정도 역시 가능해진다.
일 실시형태에 따르면, 상기 고밀도 물질 펌프는, 이중-피스톤 코어 펌프 및, 상기 고밀도 물질 펌프의 출구에 배치되고 상기 마스트 어셈블리에 걸쳐서 연장되는 이송 라인에 연결될 수 있는 단부를 가지는 스위칭가능 S-파이프를 포함하고, 상기 센서 유닛은, 상기 코어 펌프의 펌핑 속도를 표시하는 동작 정보의 다른 아이템, 또는 상기 S-파이프의 스위칭 속도를 표시하는 동작 정보의 추가적인 아이템을 캡쳐하도록 특정된다.
S-파이프는 이동가능한 파이프 섹션이고, 이것을 이용하여 이송 실린더가 고밀도 물질 펌프의 출구에 교번하여 연결된다. 파이프 섹션 및 보조 실린더는 고밀도 물질 펌프에 분리될 수 있게 연결된 어셈블리의 요소들일 수 있다. 이것은 고밀도 물질 펌프의 유지보수 및 세정을 용이화할 수 있다.
펌핑 속도 및 스위칭 속도 각각은 통상적으로 균일하지 않고, 이것은 펌프 펄스의 형태인, 고밀도 물질을 이송하는 일정하지 않은 속도와 연관된다. 그러면, 고밀도 물질 이송 시스템의 이송 라인 내의, 즉 고밀도 물질 펌프 및 마스트 어셈블리의 원단부 사이의 공간적 구역 내의, 이송될 고밀도 물질의 요동하는 질량 분포 및 가속도가 초래된다. 따라서, 이렇게 동적으로 변하는 질량 분포가 안정성 파라미터를 결정할 때에 고려될 수 있다. 펌프 속도 대신에 펌프 주파수가 역시 고려될 수 있고, 스위칭 속도 대신에 스위칭 주파수가 역시 고려될 수 있다. 통상적으로, 펌프 주파수 및 스위칭 주파수의 값은 이러한 실례에서 동일하다.
더욱이, 고밀도 물질 이송 시스템을 작동시키기 위한 방법으로서, 상기 고밀도 물질 이송 시스템은, 고밀도 물질을 이송하기 위한 고밀도 물질 펌프, 이송될 고밀도 물질을 분배하기 위한 고밀도 물질 분배기 마스트, 상기 고밀도 물질 분배기 마스트 및 상기 고밀도 물질 펌프가 그 위에 배치되는 하부구조체, 동작 정보의 아이템을 개별적으로 캡쳐하기 위한 복수 개의 센서를 가지는 센서 유닛, 및 처리 유닛을 포함하고, 상기 고밀도 물질 분배기 마스트는 수직 축 주위에서 회전가능한 슬루윙 기어, 및 적어도 두 개의 마스트 암부를 포함하는 마스트 어셈블리를 포함하며, 상기 하부구조체는 상기 하부구조체를 수평으로 및 수직으로 전치가능한 적어도 하나의 지지 레그부를 이용하여 지지하기 위한 지지 구조체를 포함하고, 상기 방법은, 상기 슬루윙 기어의 위치를 표시하는 동작 정보의 제 1 아이템을 캡쳐하는 단계; 상기 마스트 암부들 중 적어도 하나의 위치를 표시하는 동작 정보의 제 2 아이템을 캡쳐하는 단계; 상기 지지 레그부의 위치를 표시하는 동작 정보의 제 3 아이템을 캡쳐하는 단계; 상기 고밀도 물질 이송 시스템의 경사각을 표시하는 동작 정보의 제 4 아이템을 캡쳐하는 단계; 및 상기 처리 유닛에 의하여, 상기 고밀도 물질 이송 시스템의 안정성 파라미터를 상기 동작 정보의 캡쳐된 아이템에 의존하여 결정하는 단계를 포함하는, 고밀도 물질 이송 시스템 작동 방법이 개시된다.
일 실시형태에서, 상기 방법은, 상기 고밀도 물질 이송 시스템의 제어 유닛에 의하여, 상기 고밀도 물질 이송 시스템의 결정된 안정성 파라미터가 상기 고밀도 물질 이송 시스템의 최대 안정성 파라미터보다 크면 제 1 제어 신호를 출력하는 단계; 및 - 상기 제어 유닛에 의하여, 상기 고밀도 물질 이송 시스템의 결정된 안정성 파라미터가 상기 고밀도 물질 이송 시스템의 최대 안정성 파라미터 이하이면 제 2 제어 신호를 출력하는 단계를 더 포함한다.
추가적으로, 제 1 제어 신호를 출력하는 단계는: 마스트 어셈블리의 동작 범위를 현재 허용가능한 동작 범위로 제한하는 단계를 포함할 수 있다.
이러한 방법의 추가적인 바람직한 개발형태(development)를 더 설명하기 위하여, 고밀도 물질 이송 시스템의 전술된 정제형태(refinement)를 참조한다.
또한, 본 발명은 컴퓨터 프로그램이 프로세서에서 실행될 때 프로세서가 본 발명에 따른 방법을 실행 및/또는 제어하게 하기 위한 프로그램 명령을 가진 컴퓨터 프로그램을 더 포함한다. 본 발명에 따른 컴퓨터 프로그램은, 예를 들어 컴퓨터-판독가능 데이터 캐리어 상에 저장된다.
전술된 실시형태 및 구성은 오직 예시적인 것으로 이해되어야 하고, 본 발명을 어떠한 방식으로도 제한하려는 의도가 아니다.
본 발명은 첨부된 도면을 참조하면서 바람직한 실시형태를 이용하여 지금으로부터 좀 더 상세하게 설명될 것이다. 도면에서:
도 1a는 본 발명에 따른 고밀도 물질 이송 시스템의 예시적인 실시형태의 개략적인 예시도를 도시한다;
도 1b는 본 발명에 따른 고밀도 물질 이송 시스템의 예시적인 실시형태 추가적인 개략적인 예시도를 도시한다; 그리고,
도 2는 본 발명에 따른 방법의 예시적인 실시형태의 개략적인 흐름도를 도시한다.
도 1a는 본 발명에 따른 고밀도 물질 이송 시스템의 예시적인 실시형태의 개략적인 예시도를 도시한다;
도 1b는 본 발명에 따른 고밀도 물질 이송 시스템의 예시적인 실시형태 추가적인 개략적인 예시도를 도시한다; 그리고,
도 2는 본 발명에 따른 방법의 예시적인 실시형태의 개략적인 흐름도를 도시한다.
도 1a 및 도 1b에는 고밀도 물질 이송 시스템(10)의 다양한 도면이 도시된다. 도 1a는 고밀도 물질 이송 시스템(10)의 측방향 뷰를 나타내고 도 1b는 후방 뷰를 나타내며, 여기에서 도 1b에서는 고밀도 물질 이송 시스템(10)의 요소들의 서브세트만이 재현된다. 고밀도 물질 이송 시스템(10)은 고밀도 물질을 이송하기 위한 고밀도 물질 펌프(16), 및 이송될 고밀도 물질을 분배하기 위한 고밀도 물질 분배기 마스트(18)를 포함하데, 여기에서 고밀도 물질 분배기 마스트(18)는 수직 축(점선으로 표시됨) 주위에서 회전될 수 있는 슬루윙 기어(19), 및 마스트 암부(41)를 가지는 마스트 어셈블리(40)를 가진다. 더 나아가, 마스트 어셈블리(40)를 거쳐서 연장되고 고밀도 물질 펌프(16)의 출구에 배치된 고밀도 물질 펌프(16)의 S-파이프의 단부에 연결되는 이송 라인(17)도 역시 도시된다.
더 나아가, 고밀도 물질 이송 시스템(10)은 그 위에 고밀도 물질 분배기 마스트(18) 및 고밀도 물질 펌프(16)가 배치되는 하부구조체(30)를 포함한다. 하부구조체(30)는 하부구조체(30)를 지지하기 위한 네 개의 지지 레그부(32)를 포함하는 지지 구조체(31)를 가진다. 하부구조체(30)는 일 예로서 차량(33) 위에 배치되는 것으로 도시된다.
더 나아가, 센서 유닛(11) 및 처리 유닛(12)이 제공된다. 센서 유닛(11)은 동작 정보의 제 1, 제 2, 제 3 및 제 4 아이템을 캡쳐하도록 특정된다. 동작 정보의 추가적 아이템의 선택적인 캡쳐가 이와 유사하게 예시된다. 이러한 목적을 위해서, 센서 유닛(11)은, 예를 들어 유선 또는 무선 신호 라인을 이용하여, 센서(111, 112, 113, 114, 115)에 의하여 캡쳐된 동작 정보의 아이템에 각각 액세스할 수 있다. 도 1b는 복수 개의 센서(111, 112, 113, 114, 115)의 가능한 구조를 재현한다.
각도 센서(111)는 슬루윙 기어(19)의 위치를 표시하는 동작 정보의 제 1 아이템을 캡쳐하도록 특정된다. 캡쳐될 위치는 이번에는 하부구조체(30)에 상대적인 슬루윙 기어(19)의 상대 회전이다.
위치 센서(112)는 동작 정보의 제 2 아이템을 캡쳐하는 센서이고, 후자는 마스트 암부(41)의 위치를 나타낸다. 도 1a에 도시되는 예시적인 실시형태에서, 센서(112)는 마스트 암부의 위치를 이러한 단부에 대한 마스트 암부의 경사각을 이용하여 캡쳐한다. 슬루윙 기어(19)로의 마스트 암부의 연결은 상기 마스트 암부의 근단부에서의 관절형 조인트를 이용한 고정으로서 구성된다. 마스트 암부를 이동시키기 위해서, 고밀도 물질 분배기 마스트(18)는 현재 작동 실린더로서 구성되는 적어도 하나의 적절한 액츄에이터를 더 포함한다. 도 1b의 예시적인 실시형태에는, 추가적인 마스트 암부의 위치를 나타내는 동작 정보의 아이템을 기록하는 추가적인 위치 센서(112)가 추가적으로 예시된다. 따라서, 동작 정보의 제 2 아이템과 동일한 타입인 동작 정보의 아이템들이 존재한다.
레그부 위치 센서(113)가 지지 레그부들(32) 중 하나의 위치를 표시하는 동작 정보의 제 3 아이템을 캡쳐하기 위하여 제공된다. 이러한 프로세스 중에, 수축된 상태에서의 그 제로 위치에 비교된 현재 동작하는 상태에서의 각각의 지지 레그부(32)의 셋-업 표면의 수평 간극이 센서(113)에 의하여 확인된다. 도 1a에는 오직 하나의 이러한 레그부 위치 센서(113)만이 예시되고, 도 1b에는 오직 두 개의 이러한 레그부 위치 센서(113)가 예시되지만, 동작 정보의 제 3 아이템과 동일한 타입인 동작 정보의 복수 개의 아이템들이 센서 유닛(11)에 의해서 캡쳐되도록, 센서 유닛(11)이 지지 레그부들(32) 각각에 대하여 각각의 대응하는 센서를 포함하는 것이 바람직하다.
스피릿 레벨(에어 레벨)로서 구성되는 위치 센서(114)는 연직 방향에 대한 고밀도 물질 이송 시스템(10)의 경사각을 특징짓는 동작 정보의 제 4 아이템을 캡쳐한다.
선택적인 센서(115)는 광학 센서로서 구성되고, 고밀도 물질 이송 시스템(10)의 확장을 동작 정보의 제 5 아이템으로서 캡쳐하기 위해서 특정된다. 여기에서, 확장은 예시적인 방식으로 그들의 제로 위치에 상대적인 지지 레그부(32)의 셋-업면의 각각의 수직 간극을 이용하여 확인된다.
그러나, 센서 유닛(11)은 동작 정보의 추가적인 아이템을 캡쳐하기 위한 추가적인 센서, 예를 들어 마스트 암부(41)의 실린더 힘 또는 지지 레그부(32)의 레그부 힘을 캡쳐하기 위하여, 이송될 고밀도 물질의 타입을 표시하는 동작 정보의 아이템을 사용자 입력 또는 압력 센서를 이용하여 캡쳐하기 위한 사용자 인터페이스를 더 가질 수도 있다. 결과적으로, 센서 유닛(11)은 이제 동작 정보의 대응하는 아이템을 캡쳐하기 위한 셋업인 것으로 이해될 수도 있을 것이다.
처리 유닛(12)은, 고밀도 물질 이송 시스템(10)의 안정성 파라미터를 동작 정보의 캡쳐된 아이템에 의존하여 결정하도록 특정된다. 안정성 파라미터는 지지 구조체(31)의 현재 안정성을 특징짓고, 따라서 고밀도 물질 이송 시스템(10)의 현재 안정성을 특징짓는다. 이것은, 예를 들어 고밀도 물질 이송 프로세스 이전에 또는 도중에, 규정가능한 동작 상황에 대해서 수행될 수도 있다. 이러한 예에서, 여기에서 고려되는 동작 정보의 아이템은, 전술된 바와 같이 동작 정보의 제 1, 제 2, 제 3, 제 4 및 제 5 아이템 및, 동작 정보의 제 2 아이템과 동일한 타입의 동작 정보의 네 개의 추가적인 아이템(따라서, 각각의 마스트 암부(41)마다 하나씩), 및 동작 정보의 제 3 아이템과 동일한 타입의 동작 정보의 세 개의 추가적인 아이템(따라서, 각각의 지지 레그부(32)마다 하나씩)이다. 이러한 목적을 위해서, 하드웨어 및/또는 소프트웨어 컴포넌트를 가지는 센서 유닛(11) 및 처리 유닛(12)의 대응하는 설계 구현형태가 고밀도 물질 이송 시스템(10)을 위해서 제공된다. 예를 들어, 처리 유닛(12)은 이제 고밀도 물질 이송 시스템(10)의 모든 컴포넌트의 각각의 무게 및/또는 각각의 공간적 치수에 관련되는 정보의 아이템을 포함하는 데이터에 액세스할 수 있다. 이러한 예에서, 처리 유닛(12)은 고밀도 물질 이송 시스템(10)의 안정성 파라미터를 고밀도 물질 이송 시스템(10)의 전체 무게 중심의 현재 위치의 계산을 이용하여 결정한다.
더욱이 이러한 예에서, 고밀도 물질 이송 시스템(10)의 선택적인 제어 유닛(13)은 추가적으로, 고밀도 물질 이송 시스템(10)의 하나 또는 복수 개의 컴포넌트를 제어 신호를 이용하여, 처리 유닛(12)에 의해 결정된 안정성 파라미터에 의존하여 작동시키도록 구성된다. 따라서, 제어 유닛(13)은 처리 유닛(12)에 의해 결정된 안정성 파라미터가 고밀도 물질 이송 시스템(10)의 최대 안정성 파라미터 보다 크다면 제 1 제어 신호를 출력하도록 특정된다. 이러한 경우에, 제어 유닛(13)은 이제 마스트 어셈블리(40)의 동작 범위를 현재 허용가능한 동작 범위로 제한한다. 더 나아가, 제어 유닛(13)은 추가적으로, 결정된 안정성 파라미터가 최대 안정성 파라미터 이하라면 제 2 제어 신호를 출력하도록 특정된다.
도 2는 본 발명에 따른 방법(100)의 예시적인 실시형태의 흐름도를 도시한다.
프로세스 중에 단계(101, 102, 103 및 104)에서 그리고 선택적인 프로세스 단계(105)에서, 동작 정보의 아이템은 고밀도 물질 이송 시스템(10)의 센서 유닛(11)에 의하여, 예를 들어 센서 유닛(11)의 센서(111, 112, 113, 114 및 115)에 의하여 각각 캡쳐된다. 단계(101, 102, 103, 104 및 105)는 연속적으로 수행되거나 그렇지 않으면 적어도 부분적으로 병렬적으로 수행될 수 있다. 단계(101)에서, 슬루윙 기어(19)의 위치를 표시하는 동작 정보의 제 1 아이템이 캡쳐된다. 단계(102)에서, 마스트 암부들(41) 중 적어도 하나의 위치를 표시하는 동작 정보의 제 2 아이템이 캡쳐된다. 단계(103)에서, 지지 레그부(32)의 위치를 표시하는 동작 정보의 제 3 아이템이 캡쳐된다. 단계(104)에서, 고밀도 물질 이송 시스템(10)의 경사각을 표시하는 동작 정보의 제 4 아이템이 캡쳐된다. 선택적인 단계(105)에서, 고밀도 물질 이송 시스템(10)의 확장을 표시하는 동작 정보의 제 5 아이템이 캡쳐된다.
단계(101, 102, 103, 104 및 105)에서 캡쳐된 동작 정보의 아이템에 의존하여, 고밀도 물질 이송 시스템(10)의 안정성 파라미터가 단계(106)에서 처리 유닛(12)에 의하여 결정된다. 이러한 목적을 위해서, 처리 유닛(12)은 예를 들어, 고밀도 물질 이송 시스템(10)의 전체 무게 중심의 현재 위치를, 모든 마스트 암부(41)의 무게 및 공간적 확장을 고려하면서 동작 정보의 캡쳐된 아이템으로부터 계산한다. 더 나아가, 지지 레그부들(32)의 상호 위치, 구조적 컴포넌트의 바람 표면, 다른 컴포넌트(예를 들어, 하부구조체)의 무게, 및 규정된 안전성 마진 또는 한정 값도 역시 여기에서 고려될 수 있다.
선택적으로, 그 후에는 단계(107 및 108) 중 하나가 후속된다.
처리 유닛(12)에 의해 결정된 고밀도 물질 이송 시스템(10)의 안정성 파라미터가 고밀도 물질 이송 시스템(10)의 최대 안정성 파라미터 보다 크면, 고밀도 물질 이송 시스템(10)의 제어 유닛은 단계(107)에서 제 1 제어 신호를 출력한다. 이러한 제어 신호를 이용하여, 제어 유닛은 고밀도 물질 이송 시스템(10)의 적어도 하나의 컴포넌트를 작동시키고, 따라서 해당 컴포넌트의 동작 파라미터에 작용하게 된다. 이것은, 예를 들어 마스트 어셈블리(40)의 동작 범위를 현재 허용가능한 동작 범위로 제한하는 형태의 추가적인 단계(109)를 포함할 수 있다.
반대되는 경우에는, 즉, 처리 유닛(12)에 의한 고밀도 물질 이송 시스템(10)의 안정성 파라미터의 결정이 고밀도 물질 이송 시스템(10)의 최대 안정성 파라미터 이하인 경우에는, 제어 유닛이 단계(108)에서 제 2 제어 신호를 출력할 수 있다. 예를 들어, 제어 유닛은, 고밀도 물질 펌프(16)의 코어 펌프의 펌핑 속도 및/또는 고밀도 물질 펌프(16)의 S-파이프의 스위칭 속도가 증가되거나 감소되는 방식으로 고밀도 물질 펌프(16)를 작동시킬 수 있다.
본 명세서에서 설명된 본 발명의 실시형태 및 이러한 관점에서 각각 나열된 선택적인 특징 및 속성은 서로의 모든 조합에서 개시되고 있는 것으로도 역시 이해되어야 한다. 특히, 명시적으로 그렇지 않다고 진술되지 않으면, 일 실시형태에 포함된 어떤 특징을 설명하는 것도 역시, 해당 피쳐가 이러한 실시형태의 기능성을 위해서 중요하거나 본질적인 것이 되는 방식으로 이해되어서는 안 된다.
Claims (24)
- 고밀도 물질 이송 시스템(thick matter conveying system; 10)으로서,
- 고밀도 물질을 이송하기 위한 고밀도 물질 펌프(16);
- 이송될 고밀도 물질을 분배하기 위한 고밀도 물질 분배기 마스트(thick matter distributor mast; 18) - 상기 고밀도 물질 분배기 마스트(18)는 수직 축 주위에서 회전될 수 있는 슬루윙 기어(slewing gear; 19), 및 적어도 두 개의 마스트 암부(mast arm; 41)를 포함하는 마스트 어셈블리(40)를 가짐 -;
- 상기 고밀도 물질 분배기 마스트(18) 및 상기 고밀도 물질 펌프(16)가 그 위에 배치되는 하부구조체(30) - 상기 하부구조체(30)는 적어도 하나의 수평으로 및 수직으로 전치가능한 지지 레그부(support leg; 32)를 이용하여 상기 하부구조체(30)를 지지하기 위한 지지 구조체(31)를 포함함 -;
- 동작 정보의 아이템을 각각 캡쳐하기 위한 복수 개의 센서(111, 112, 113, 114, 115)를 가지는 센서 유닛(11) - 상기 센서 유닛(11)은 상기 슬루윙 기어(19)의 위치를 표시하는 동작 정보의 제 1 아이템, 상기 마스트 암부들(41) 중 적어도 하나의 위치를 표시하는 동작 정보의 제 2 아이템, 상기 지지 레그부(32)의 위치를 표시하는 동작 정보의 제 3 아이템, 및 상기 고밀도 물질 이송 시스템(10)의 경사각을 표시하는 동작 정보의 제 4 아이템을 캡쳐하도록 적어도 구성됨 -; 및
- 상기 고밀도 물질 이송 시스템(10)의 안정성 파라미터를 상기 동작 정보의 캡쳐된 아이템에 의존하여 결정하기 위한 처리 유닛(12)
을 포함하는, 고밀도 물질 이송 시스템(10). - 제 1 항에 있어서,
상기 센서 유닛(11)은,
모든 마스트 암부(41)에 대하여, 상기 마스트 암부들(41) 중 하나의 위치를 표시하는 동작 정보의 아이템을 캡쳐하도록 더 구성되는, 고밀도 물질 이송 시스템(10). - 제 1 항에 있어서,
상기 센서 유닛(11)은,
상기 마스트 암부(41) 중 하나의 위치를 표시하는 동작 정보의 아이템을, 상기 마스트 암부(41)의 총 수보다 적은 개수의 마스트 암부(41)에 대해서만 캡쳐하도록 더 구성되는, 고밀도 물질 이송 시스템(10). - 제 3 항에 있어서,
상기 센서 유닛(11)은,
상기 마스트 암부(41)의 위치를 표시하는 동작 정보의 아이템을, 상기 마스트 암부(41) 중 하나에 대해서만 캡쳐하도록 더 구성되는, 고밀도 물질 이송 시스템(10). - 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 처리 유닛(12)은,
상기 고밀도 물질 이송 시스템(10)의 마스트 어셈블리 무게 중심의 현재 위치를 상기 동작 정보의 캡쳐된 제 2 아이템에 의존하여 계산하고,
상기 안정성 파라미터를 상기 마스트 어셈블리 무게 중심의 계산된 현재 위치에 의존하여 결정하도록
더 구성되는, 고밀도 물질 이송 시스템(10). - 제 5 항에 있어서,
상기 처리 유닛(12)은,
상기 마스트 어셈블리 무게 중심의 현재 위치를 상기 마스트 어셈블리(40)의 모든 마스트 암부(41)의 위치를 표시하는 동작 정보의 아이템에 의존하여 계산하도록 더 구성되는, 고밀도 물질 이송 시스템(10). - 제 6 항에 있어서,
어떤 마스트 암부(41)에 대하여, 상기 마스트 암부(41)의 위치를 표시하는 동작 정보의 아이템이 상기 센서 유닛(11)에 의하여 캡쳐될 수 없으면, 각각의 마스트 암부(41)의 수평 경사를 나타내는, 상기 마스트 암부(41)의 위치를 표시하는 동작 정보의 아이템이, 상기 마스트 어셈블리 무게 중심의 현재 위치를 계산할 때에 고려되는, 고밀도 물질 이송 시스템(10). - 제 5 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 센서 유닛(11)은,
이송될 고밀도 물질의 타입을 표시하는 동작 정보의 추가적인 아이템을 캡쳐하도록 구성되고,
상기 처리 유닛(12)은,
상기 마스트 어셈블리 무게 중심의 현재 위치를 상기 동작 정보의 캡쳐된 추가적인 아이템에 의존하여 계산하고, 및/또는
상기 안정성 파라미터를 상기 동작 정보의 캡쳐된 추가적인 아이템에 의존하여 결정하도록
구성되는, 고밀도 물질 이송 시스템(10). - 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 처리 유닛(12)은,
상기 고밀도 물질 이송 시스템(10)의 전체 무게 중심의 현재 위치를 동작 정보의 캡쳐된 아이템으로부터 계산하고,
상기 안정성 파라미터를 상기 전체 무게 중심의 계산된 현재 위치에 의존하여 결정하도록
더 구성되는, 고밀도 물질 이송 시스템(10). - 제 9 항에 있어서,
상기 처리 유닛(12)은,
상기 고밀도 물질 이송 시스템에 작용하고 있는 적어도 하나의 힘의 작용선의 각각의 간극을 접촉면의 틸팅 에지로부터 계산하고, 및
상기 안정성 파라미터를 계산된 거리에 의존하여 결정하도록
더 구성되고,
상기 고밀도 물질 이송 시스템(10)에 작용하고 있는 적어도 하나의 힘은,
상기 고밀도 물질 이송 시스템(10)의 전체 무게 중심의 현재 위치에서 작용하고 있는 상기 고밀도 물질 이송 시스템(10)의 하중 힘(weight force)을 포함하는, 고밀도 물질 이송 시스템(10). - 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 고밀도 물질 이송 시스템은,
상기 고밀도 물질 이송 시스템(10)의 결정된 안정성 파라미터가 상기 고밀도 물질 이송 시스템(10)의 최대 안정성 파라미터보다 크면 제 1 제어 신호를 출력하고, 상기 고밀도 물질 이송 시스템(10)의 결정된 안정성 파라미터가 상기 고밀도 물질 이송 시스템(10)의 최대 안정성 파라미터 이하이면 제 2 제어 신호를 출력하기 위한 제어 유닛(13)을 더 포함하는, 고밀도 물질 이송 시스템(10). - 제 11 항에 있어서,
상기 제어 유닛(13)은,
상기 고밀도 물질 이송 시스템(10)의 결정된 안정성 파라미터가 상기 최대 안정성 파라미터보다 크면 상기 마스트 어셈블리(40)의 동작 범위를 현재 허용가능한 동작 범위로 제한하도록 더 구성되는, 고밀도 물질 이송 시스템(10). - 제 1 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서,
동일한 타입의 동작 정보의 적어도 두 개, 바람직하게는 세 개의 아이템이 캡쳐되는, 고밀도 물질 이송 시스템(10). - 제 1 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 센서 유닛(11)은,
상기 고밀도 물질 이송 시스템(10)의 확장(extension)을 표시하는 동작 정보의 추가적인 아이템을 캡쳐하도록 더 구성되는, 고밀도 물질 이송 시스템(10). - 제 1 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 센서 유닛(11)은,
상기 지지 레그부(32)의 수평 또는 수직 레그부 힘(leg force)을 표시하는 동작 정보의 추가적인 아이템을 캡쳐하도록 더 구성되는, 고밀도 물질 이송 시스템(10). - 제 1 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 슬루윙 기어(19) 및 상기 마스트 어셈블리(40)의 제 1 마스트 암부(41) 양자 모두 및 상기 마스트 암부(41) 중 각각의 두 개의 마스트 암부는 개별적으로 관절형 조인트를 이용하여 서로 연결되고,
마스트 암부(41)의 위치는, 상기 마스트 암부(41)의 근단부에서의 상기 관절형 조인트의 열림각(opening angle)을 결정함으로써 연속적으로 검출될 수 있는, 고밀도 물질 이송 시스템(10). - 제 1 항 내지 제 16 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 센서 유닛(11)은,
마스트 암부(41)의 조인트 토크를 표시하는 동작 정보의 추가적인 아이템을 캡쳐하도록 더 구성되는, 고밀도 물질 이송 시스템(10). - 제 17 항에 있어서,
상기 처리 유닛(12)은,
모든 마스트 암부(41)의 조인트 토크를 표시하는 동작 정보의 캡쳐된 아이템에 기반하여 부하 토크를 계산하고,
계산된 부하 토크에 의존하여 상기 안정성 파라미터를 결정하도록
구성되는, 고밀도 물질 이송 시스템(10). - 제 1 항 내지 제 18 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 처리 유닛(12)은,
상기 안정성 파라미터를 현재 허용가능한 이론적으로 최대인 부하 토크를 표시하는 동작 정보의 아이템에 의존하여 결정하도록 구성되는, 고밀도 물질 이송 시스템(10). - 제 1 항 내지 제 19 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 고밀도 물질 펌프(16)는,
이중-피스톤 코어 펌프 및, 상기 고밀도 물질 펌프의 출구에 배치되고 상기 마스트 어셈블리에 걸쳐서 연장되는 이송 라인(17)에 연결될 수 있는 단부를 가지는 스위칭가능 S-파이프를 포함하고,
상기 센서 유닛(11)은,
상기 코어 펌프의 펌핑 속도를 표시하는 동작 정보의 다른 아이템, 또는 상기 S-파이프의 스위칭 속도를 표시하는 동작 정보의 추가적인 아이템을 캡쳐하도록 구성되는, 고밀도 물질 이송 시스템(10). - 제 1 항 내지 제 20 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 하부구조체(30)는 차량(33) 위에 배치되는, 고밀도 물질 이송 시스템(10). - 고밀도 물질 이송 시스템(10)을 작동시키기 위한 방법(100)으로서, 상기 고밀도 물질 이송 시스템은, 고밀도 물질을 이송하기 위한 고밀도 물질 펌프(16), 이송될 고밀도 물질을 분배하기 위한 고밀도 물질 분배기 마스트(18), 상기 고밀도 물질 분배기 마스트(18) 및 상기 고밀도 물질 펌프(16)가 그 위에 배치되는 하부구조체(30), 동작 정보의 아이템을 개별적으로 캡쳐하기 위한 복수 개의 센서(111, 112, 113, 114, 115)를 가지는 센서 유닛(11), 및 처리 유닛(12)을 포함하고,
상기 고밀도 물질 분배기 마스트(18)는 수직 축 주위에서 회전가능한 슬루윙 기어(19), 및 적어도 두 개의 마스트 암부(41)를 포함하는 마스트 어셈블리(40)를 포함하며,
상기 하부구조체(30)는 상기 하부구조체(30)를 수평으로 및 수직으로 전치가능한 적어도 하나의 지지 레그부(support leg; 32)를 이용하여 지지하기 위한 지지 구조체(31)를 포함하고,
상기 방법은,
- 상기 슬루윙 기어(19)의 위치를 표시하는 동작 정보의 제 1 아이템을 캡쳐하는 단계(101);
- 상기 마스트 암부들(41) 중 적어도 하나의 위치를 표시하는 동작 정보의 제 2 아이템을 캡쳐하는 단계(102);
- 상기 지지 레그부(32)의 위치를 표시하는 동작 정보의 제 3 아이템을 캡쳐하는 단계(103);
- 상기 고밀도 물질 이송 시스템(10)의 경사각을 표시하는 동작 정보의 제 4 아이템을 캡쳐하는 단계(104); 및
- 상기 처리 유닛(12)에 의하여, 상기 고밀도 물질 이송 시스템(10)의 안정성 파라미터를 상기 동작 정보의 캡쳐된 아이템에 의존하여 결정하는 단계(106)
를 포함하는, 고밀도 물질 이송 시스템 작동 방법(100). - 제 22 항에 있어서,
상기 방법은,
- 상기 고밀도 물질 이송 시스템(10)의 제어 유닛(13)에 의하여, 상기 고밀도 물질 이송 시스템(10)의 결정된 안정성 파라미터가 상기 고밀도 물질 이송 시스템(10)의 최대 안정성 파라미터보다 크면 제 1 제어 신호를 출력하는 단계(107); 및
- 상기 제어 유닛(13)에 의하여, 상기 고밀도 물질 이송 시스템(10)의 결정된 안정성 파라미터가 상기 고밀도 물질 이송 시스템(10)의 최대 안정성 파라미터 이하이면 제 2 제어 신호를 출력하는 단계(108)
를 더 포함하는, 고밀도 물질 이송 시스템 작동 방법(100). - 제 23 항에 있어서,
상기 제 1 제어 신호를 출력하는 단계(107)는,
- 상기 마스트 어셈블리(40)의 동작 범위를 현재 허용가능한 동작 범위로 제한하는 것(109)을 포함하는, 고밀도 물질 이송 시스템 작동 방법(100).
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