SE529227C2 - Förfarande och system för att stoppa ett obemannat fordon - Google Patents

Description

25 30 35 529 227 2 Förfarandet enligt uppfinningen kännetecknas av att gruvfordonet körs med en betydligt mindre hastighet än den normala körhastigheten mot åtminstone ett fysiskt hinder, som är anordnat i en förutbestämd position, och att gruvfordonet stoppas, när förhållandet mellan körkraftöverföringens hastig- het och gruvfordonets hastighet överskrider ett förutbestämt gränsvärde.

Systemet enligt uppfinningen kännetecknas av att systemet dessut- om omfattar åtminstone ett i en förutbestämd position anordnat fysiskt hinder, mot vilket gruvfordonet är anordnat att köras; och medel för att stoppa gruvfor- donet, när förhållandet mellan hastigheten för gruvfordonets körkraftöverföring och fordonets hastighet överskrider ett förutbestämt gränsvärde.

' Det andra systemet enligt uppfinningen kännetecknas av att syste- met vidare omfattar åtminstone ett i en förutbestämd position anordnat fysiskt hinder, mot vilket gruvfordonet är anordnat att köras, medel för att bestämma gruvfordonets körmotstånd, när man närmar sig nämnda hinder; samt vidare medel för att stoppa gruvfordonet, när körmotståndet överskrider ett förutbe- stämt gränsvärde.

Uppfinningens väsenliga idé är att ett obemannat gruvfordon körs med en betydligt mindre hastighet än den normala körhastigheten mot åtmin- stone ett fysiskt hinder, som är anordnat i en förutbestämd position. Samtidigt övervakas gruvfordonets hastighet och hastigheten som överförs från fordo- nets körkraftöverföring. Då gruvfordonet stöter på nämnda hinder motverkar hindret fordonets fortskridning. Till följd av körmotståndet bildas en hastighets- skillnad mellan gruvfordonets hastighet och körkraftsöverföringens hastighet. I gruvfordonets styrsystem har ett gränsvärde bestämts för hastighetsskillnaden.

Då styrsystemet observerar en överskridning av gränsvärdet drar systemet den slutsatsen att gruvfordonet har körts mot hindret, varefter styrsystemet stoppar fordonet.

En fördel med uppfinningen är att stoppsystemet är relativt enkelt att förverkliga. Systemet är dessutom pålitligt, eftersom stoppandet baserar sig på användning av ett fysiskt hinder. Hindrets läge bestämmer den exakta stop- punkten, varvid bestämmandet av läget inte nödvändigtvis kräver invecklade positioneringssystem eller tung bearbetning av positionsinformation. Vidare behövs inga närhetssensorer, som är känsliga för funktionsavbrott, eller andra motsvarande komponenter i systemet. Tack vare dess enkelhet är systemet enligt uppfinningen också förmånligt. Vidare är det relativt enkelt att tillämpa systemet enligt uppfinningen i nuvarande obemannade gruvor som är i an- 10 15 20 25 30 35 529 227 vändning.

En väsentlig idé med en utföringsform av uppfinningen är att hastig- heten hos fordonets drivande hjul övervakas, och ifall hastighetsskilinaden mellan hastigheten hos åtminstone ett drivande hjul och fordonets hastighet överskrider en förutbestämd gräns kan man konstatera att gruvfordonet står mot hindret. Fordonets hastighet kan bestämmas genom att övervaka hastig- heten hos de fritt rullande hjulen. Att övervaka hjulhastigheten är relativt enkelt.

En väsentlig idé med en utföringsform av uppfinningen är att man närmar sig hindret med en retarderande hastighet. Följaktligen förorsakar en kollision mellan fordonet och hindret ingen skada för fordonet eller hindret.

En väsentlig idé med en utföringsform av uppfinningen är att åtmin- stone ett av gruvfordonets hjul körs mot hindret.

En väsentlig idé med en utföringsform av uppfinningen är att gruv- fordonets stomme körs mot hindret.

KORT BESKRIVNING AV FIGURERNA Uppfinningen förklaras närmare i bifogade ritningar, där figur 1 visar schematiskt ett obemannat grovfordon enligt uppfin- ningen från sidan, stoppad på ett uppfinningsenligt sätt i en förutbestämd posi- tion; figur 2 visar schematiskt en lastningsplats uppifrån, där stoppande enligt uppfinningen tillämpas; figur 3 visar schematiskt en utföringsform av lösningen enligt upp- finningen från sidan; och figur 4 visar schematiskt en andra utföringsform av systemet enligt uppfinningen. l figurerna visas uppfinningen för tydlighetens skull i förenklad form.

Lika delar är angivna med samma hänvisningssiffror.

DETALJERAD BESKRIVNING AV UPPFINNINGEN Figur 1 visar ett obemannat gruvfordon 1, i det här fallet ett last- ningsfordon 1a, som är en slags hjullastare, försedd med en skopa 2 i dess främre del, med vilken krossat material kan transporteras från en plats till en annan och lastas på andra transportmedel, som transportörer and transport- fordon 1b. Gruvfordonet 1 omfattar en första styrenhet 3, som står i förbindelse med en utanför stående andra styrenhet 4 med hjälp av en dataöverföringsför- bindelse 5. Den andra styrenheten 4 kan anordnas till exempel i ett övervak- 10 15 20 25 30 35 529 227 4 ningsrum 6 utanför gruvan. Både den första styrenheten 3 och den andra styr- enheten 4 kan utgöras av datorer, i vilka datorprogram för styrning av gruvfor- don kan användas. Dataöverföringsförbindelsen 5 mellan styrenheterna 3 och 4 kan antingen vara trådbunden eller trådlös.

I figur 1 är lastningsfordonet 1a stoppad mot ett hinder 7 på ett lämpligt avstånd från ett störtschakt 8, i vilken lastfordonets 1a skopa är tänkt att tömmas. Hindret 7 är placerat på ett avstånd Li från schaktet 8, varvid stenmaterialet 9 kan släppas från skopan 2 direkt i schaktet 8 eller till exempel på en transportör. Avståndet L1 påverkas huvudsakligen av själva lastfordo- nets dimension. Hindrets 7 höjd H är dimensionerad på så sätt att skopan 2 kan ledas över den utan svårigheter. Då fordonet 1a har kolliderat med hindret i färdriktning A är dess hastighet väsentligen noll. Däremot fortsätter fordonets 1a drivande hjul 10 att åtminstone en stund rulla med ursprunglig hastighet.

Därefter ersätter antingen kraftöverföring 20 hastighetsskillnaden, som bildats, eller hjulen börjar glida på den yta 11 där fordonet körs. Stoppsystemet enligt uppfinningen observerar att hastighetsskillnaden som bildats mellan fordonets stomme 12 och hjulen 10 har överskridit ett förutbestämt gränsvärde och stop- par fordonet. Systemet kan också automatiskt koppla växeln från drivläge till tomgång och koppla på bromsarna. Gruvfordonet 1 lämnar inte denna position innan fordonet har mottagit instruktioner från styrenheten 3.

Ett gränsvärde för den tillåtna hastighetsskillnaden kan bestämmas för gruvfordonets 1 styrsystem. Den tillåtna hastighetsskillnaden av hastighe- ten hos körkraftöverföringen 20, till exempel växelsystemet, de drivande hjulen 10 eller andra övervakade komponenter i förhållande till fordonets hastighet kan bestämmas så att hastighetsändringar beroende på ytans 11 kvalitet eller fordonets 1 styrning inte tolkas som stopp mot hindret 7. Det är möjligt att has- tighetsövervakningen inte är påkopplat före gruvfordonet 1 börjar närma sig hindret.

Vidare kan styrsystemet vara anordnat att övervaka varvtalet hos gruvfordonets 1 motor 30. När gruvfordonet 1 körs med en viss växel, vanligen med lägsta växeln, mot hindret 7 ökar körmotståndet och därför börjar antislir- skyddssystemet, som bildar en del .av gruvfordonets 1 kraftöverföring, att be- gränsa det moment, som skall överföras på hjulen. Till exempel en moment- omvandlare, en koppling eller en motsvarande till kraftöverföringen hörande komponent kan vara anordnad att slira. Då belastningen således minskar, ökar motorns 30 varvtal. Styrsystemet observerar en ökning av varvtalet och stop- 10 15 20 25 30 35 » 529 227 par gruvfordonet 1.

Stoppsystemet enligt uppfinningen kan vara ett datorprogram, som kan utföras på en dator som hör till gruvfordonets styrsystem. Datorprogram- met kan vara lagrat i styrsystemets minne eller det kan laddas däri från en minnesanordning eller ett datanät.

Figur 2 visar en lastningspiats 13, där transportfordonet 1b, dvs. en s.k. dumper, stoppas enligt uppfinningen i en förutbestämd position för att vän- ta på lastning. På lastningsplatsen 13 finns ett första hinder 7a, mot vilket transportfordonet 1b har körts i riktning A”. Vidare har ett andra hinder 7b an- » ordnats på lastningsplatsen 13, mot vilket lastningsfordonet 1a körs i riktning A", dvs. i tvärriktning i förhållande till transportfordonet 1b. På det här sättet kan lastningsfordonet 1a och transportfordonet 1b stoppas exakt l en förutbe- stämd position i förhållande till varandra, varvid lastningsfordonets 1a skopa 2 kan noggrant tömmas på transportfordonets 1b flak 14. En fördel för systemet är att det inte kräver komplicerade medel för att bestämma fordonens positio- ner. Gruvfordonen 1 stoppas i sina längsgående riktningar antingen så att man kan köra framåt eller alternativt att så att man backar. Styrsystemet ser till att fordonen stoppas på korrekt sätt i sidriktning.

I Figur 3 körs gruvfordonets 1 hjul 10 så som den streckade linjen visar mot det fysiska hindret 7. l det här fallet är hindret 7 dimensionerat så lågt att gruvfordonets 1 flak 14, skopa 2 eller stomme 12 inte träffar det. Å andra sidan måste hindrets 7 höjd vara sådan att hjulet 10 inte kan lyftas över den.

Hjulet 10, som är framställt av massiv gummi eller fyllt med luft, kan ge efter när det träffar hindret 7, och således kan hjulet dämpa stötkraften i någon mån.

Vidare, eftersom gruvfordonets 1 styrsystem känner till hindrets position kan fordonet 1 närma sig hindret 7 med en retarderande hastighet. Ju närmare hindret 7 fordonet 1 är, desto lägre är fordonets 1 hastighet. Hastigheten kan sänkas ständigt eller alternativt stegvis.

Figur 3 visar vidare ett arrangemang, där ett organ 15, som överva- kar gruvfordonets 1 hastighet, och på motsvarande sätt ett eller flera organ 16, som övervakar hastigheten av fordonets drivande hjul 10, överför mätningsda- ta till den första styrenheten 3, vilken på basis av mätningsdatan beräknar has- tighetsskillnaderna mellan fordonet1 och hjulen 10 och jämför dem med de på förhand till styrenheten 3 givna gränsvärdena. Alternativt kan fordonets hastig- het och hastigheten överförd via körkraftöverföringens 20 komponenter, till ex- empel växelsystemet, övervakas. Vidare kan fordonets varvtal mätas, och kör- '10 15 20 25 30 35 ß529 227 6 kraftöverföringens 20 hastighet kan bestämmas på basis av den drivväxel som skall användas. Fordonets 1 hastighet kan bestämmas till exempel genom att mäta hastigheten av de hjul som rullar fritt. Vidare kan man använda lämpliga mätinstrument, som laser och radar. Det är också möjligt att bestämma fordo- nets 1 hastighet genom att jämföra en från fordonet 1 förmedlad videobild av gruvytans form med en annan videobild, som är lagrad i styrenhetens minne.

Det kan också påpekas att stoppsystemet kan använda antislirsystemets sen- sorer och andra möjliga anordningar avsedda för hastighetsmätning. l figur 4 har gruvfordonets stomme 12 körts mot hindret 7. Som figur 4 visar kan hindret 7 vara en på gruvans botten 11 anordnad fast vägg eller kant ingjuten till exempel i betong. Enligt figuren kan gruvfordonet 1 omfatta en Stötfångare 17 försedd med en dämpare 18. Tack vare dämparen 18 kan kon- takten mellan gruvfordonet 1 och hindret 7 vara mjukare. Alternativt kan hind- ret 7 förses med en lämplig dämpare.

Hindret 7 kan vara fast format på en önskad plats, till exempel ge- nom att ingjuta i betong eller alternativt kan hindret vara en rörlig konstruktion, som förblir på plats tack vare dess egen massa, eller hindret 7 kan förses med lämpliga fästmedel som tar emot kollisionskrafterna som bildas under stoppet och hindrar hindret 7 från att röra sig i gruvfordonets 1 körriktning A. Det är dessutom möjligt att anordna hindret 7 så att det kan flyttas med hjälp av fjärr- kontroll. Således kan hindret 7 sänkas med en hydraulisk cylinder så att det inte längre står i vägen för transportfordonet 1b då lastningen avslutas. Följakt- ligen kan fordonet köras från lastningsplatsen till avlastningsplatsen utan att behöva backa.

Vidare kan systemet enligt uppfinningen användas för att köra ett obemannat gruvfordon till en referenspunkt. Hinder av det ovan beskrivna sla- get kan bildas i en obemannad gruva, vilkas position styrsystemet känner till.

Då gruvfordonet körs mot ett hinder är det möjligt för styrsystemet att uppdate- ra gruvfordonets exakta position. Vidare kan förfarandet enligt uppfinningen användas för att stoppa ett gruvfordon i en förutbestämd position i en gruva för service och batteriladdning.

Gruvfordonets körmotstånd kan likaså mätas på andra sätt än de ovannämnda. En möjlighet är att mäta ett av kraftöverföringen förmedlat mo- ment. En annan möjlighet är att övervaka kopplingarna som hör till antislir- skyddssystemet och de andra kraftöverföringskomponenterna. En ytterligare möjlighet är att förse gruvfordonets stötfångare eller motsvarande med kraftde- i 529 227 7 tektorer, vilka observerar att körmotståndet har ökat då man närmar sig hind- ret.

Ritningarna och beskrivningen i anslutning därtill är endast avsedda att åskådliggöra uppfinningsidén. Beträffande detaljerna kan uppfinningen va- 5 riera inom ramen för patentkraven.

Claims (12)

10 15 20 25 30 35 529 227- PATENTKRAV

1. Förfarande för att stoppa ett obemannat gruvfordon i en förutbe- stämd position, vilket gruvfordon (1, 1a, 1b) styrs med hjälp av ett styrsystem, som omfattar åtminstone en första styrenhet (3) i gruvfordonet, en andra styr- enhet (4) utanför gruvfordonet samt en dataöverföringsförbindelse (5) mellan nämnda styrenheter (3, 4), och i vilket förfarande: . gruvfordonet (1, 1a, 1b) körs styrd av sitt styrsystem mot den förut- bestämda positionen; och åtminstone gruvfordonets hastighet samt hastigheten för gruvfordo- nets körkraftöverföring (20) övervakas, k ä n n e t e c k n at av att gruvfordonet (1, 1a, 1b) körs med en betydligt mindre hastighet än den normala körhastigheten mot åtminstone ett fysiskt hinder (7, 7a, 7b), som är anordnat i en förutbestämd position, och att gruvfordonet (1, 1a, 1b) stoppas, när förhållandet mellan kör- kraftöverföringens (20) hastighet och gruvfordonets hastighet överskrider ett förutbestämt gränsvärde.

2. Förfarande enligt patentkrav 1, k ä n n e t e c k n at av att de drivande hjulens (10) hastighet övervakas, och att gruvfordonet (1, 1a, 1b) stoppas, när förhållandet mellan hastig- heten hos åtminstone ett drivande hjul (10) och gruvfordonets (1, 1a, 1b) has- tighet överskrider ett förutbestämt gränsvärde.

3. Förfarande enligt patentkrav 1, k ä n n e t e c k n at av att varvtalet hos gruvfordonets (1, 1a, 1b) motor (30) övervakas, när man kör med en viss växel för körkraftöverföringen (20) mot hindret (7), och att gruvfordonet (1, 1a, 1b) stoppas, när förhållandet mellan motoms (30) varvtal och gruvfordonets hastighet överskrider ett gränsvärde, som be- stämts enligt den växel som skall användas.

4. Förfarande enligt något av de föregående patentkraven, k ä n - n e t e c k n at av att gruvfordonet (1, 1a, 1b) körs med en retarderande has- tighet mot hindret (7, 7a, 7b).

5. Förfarande enligt något av de föregående patentkraven, k ä n - n ete c k n at av att gruvfordonets (1, 1a, 1b) åtminstone ett hjul (10) körs mot hindret (7, 7a, 7b).

6. Förfarande enligt något av patentkraven 1-4, k ä n n e t e c k n at av att gruvfordonets (1, 1a, 1b) stomme (12) körs mot hindret (7, 7a, 7b). 10 15 20 25 30 35 529 227 9

7. System för att stoppa ett obemannat gruvfordon i en förutbe- stämd position, vilket system uppvisar åtminstone: ett styrsystem, som omfattar åtminstone en första styrenhet (3) i gruvfordonet, en andra styrenhet (4) utanför gruvfordonet samt en dataöverfö- ringsförbindelse (5) mellan nämnda styrenheter (3, 4); och medel för att övervaka gruvfordonets (1, 1a, 1b) hastighet samt has- tigheten för gruvfordonets körkraftöverföring (20), k ä n n e t e c k n at av att systemet dessutom omfattar: åtminstone ett i en förutbestämd position anordnat fysiskt hinder (7, 7a, 7b), mot vilket gruvfordonet (1, 1a, 1b) är anordnat att köras; och medel för att stoppa gruvfordonet (1, 1a, 1b), när förhållandet mel- lan hastigheten för gruvfordonets körkraftöverföring (20) och fordonets hastig- het överskrider ett förutbestämt gränsvärde.

8. System enligt patentkrav 7, k ä n n e t e c k n at av att systemet omfattar organ (16) för att övervaka hastigheten hos fordonets drivande hjul (10) och för att bestämma körkraftöverföringens (20) hastighet.

9. System enligt patentkrav 7, k ä n n e t e c k n at av att systemet omfattar medel för att övervaka varvtalet hos gruvfor- donets (1, 1a, 1b) motor, och att systemet är anordnat att stoppa gruvfordonet (1, 1a, 1b), när för- hållandet mellan motorns (30) varvtal och gruvfordonets hastighet överskrider ett gränsvärde, som bestämts enligt den växel som skall användas.

10. System för att stoppa ett obemannat gruvfordon i en förutbe- stämd position, vilket system uppvisar ett styrsystem, som omfattar åtminstone en styrenhet (3) i gruvfordonet (1, 1a, 1b), k ä n n e t e c k n a t av att systemet dessutom omfattar: åtminstone ett i en förutbestämd position anordnat fysiskt hinder (7, 7a, 7b), mot vilket gruvfordonet (1, 1a, 1b) är anordnat att köras; medel för att bestämma gruvfordonets (1, 1a, 1b) körmotstånd, när man närmar sig nämnda hinder (7, 7a, 7b); samt vidare medel för att stoppa gruvfordonet (1, 1a, 1b), när körmotståndet överskrider ett förutbestämt gränsvärde.

11. System enligt patentkrav 10, k ä n n e t e c k n at av att syste- met omfattar medel för att bestämma gruvfordonets (1, 1a, 1b) hastighet; att systemet omfattar medel för att övervaka varvtalet hos gruvfor- donets (1, 1a, 1b) motor, och ' 529 227 10 att systemet är anordnat att stoppa gruvfordonet ( 1, 1a, 1b), när för- hållandet mellan motorns (30) varvtal och gruvfordonets hastighet överskrider ett gränsvärde, som bestämts enligt den växel som skall användas.

12. System enligt patentkrav 10, k ä n n e t e c k n at av att syste- 5 met omfattar organ (16) för att övervaka hastigheten hos fordonets drivande hjul (10) och för att bestämma körkraftöverföringens (20) hastighet.