SE529623C2

SE529623C2 - Rock drilling rig and method and apparatus for feed direction control at a rock drilling rig

Info

Publication number: SE529623C2
Application number: SE0600437A
Authority: SE
Inventors: Johan Larsson
Original assignee: Atlas Copco Rock Drills Ab
Priority date: 2006-02-28
Filing date: 2006-02-28
Publication date: 2007-10-09
Also published as: EP1989393A1; EP1989393B1; CA2642614C; EP1989393A4; WO2007100284A1; CA2642614A1; SE0600437L; NO338266B1; NO20084113L

Abstract

The present invention relates to a rock-drilling rig comprising at least one boom having a first end and a second end and a drilling machine arranged at said boom, wherein said first end is attached to a carrier, and wherein said drilling machine is attached to said other end by means of a first joint means and a second joint means, wherein said joint means are arranged to be manoeuvred by an operator by means of control means for controlling the drilling direction of said drilling machine, The rock-drilling rig comprises means for determining a rotation of said second joint means on the basis of the rotation position of said first joint means in such a manner that the influence of said joint means on the movement of said drilling machine corresponds to a direction indicated by the operator using said control means. The invention also relates to a device and a method.

Description

25 30 529 623 mataren kan vinklas uppåt/nedåt. Denna dubbeltripodkonstruktion har dock nackdelen att den främre tripoden är utrymmeskrävande och tung, vilket leder till begränsningar i bomlängd och bomstyvhet p.g.a. vridmomentsbegränsningar vid bommens infästning till bäraren. 25 30 529 623 the feeder can be angled up / down. However, this double tripod construction has the disadvantage that the front tripod is space-consuming and heavy, which leads to limitations in boom length and boom stiffness due to torque limitations when attaching the boom to the carrier.

I syfte att överkomma dessa problem har därför en bomkonstruktion framtagits, där den främre tripoden är utbytt mot rotationsleder. Fördelen med denna konstruktion är att rotationslederna reducerar vikten vid bommens yttre ände, vilket i sin tur medför att en både längre och styvare bom kan användas. Dessutom ökas matarens rörlighet.In order to overcome these problems, therefore, a boom structure has been developed in which the front tripod is replaced with rotary joints. The advantage of this construction is that the rotary joints reduce the weight at the outer end of the boom, which in turn means that a longer and stiffer boom can be used. In addition, the mobility of the feeder is increased.

Dubbeltripodlösningen har rotationsenheten placerad framför den främre tripoden, vilket medför att det i alla lägen för mataren erhålls ett naturligt samband mellan styrspak (såsom en joystick eller styrkula) -rörelse och matarens rörelse om styrspakens två axlar koppas direkt mot de två lederna i den främre tripoden. T.ex. kommer en framàtriktad rörelse av styrspaken alltid att kunna medföra att matarspetsen (matarens vid borrning mot berget vända ände) riktas nedåt då styrspakens fram-bak-rörelse alltid är kopplad mot matartiltleden.The double tripod solution has the rotating unit placed in front of the front tripod, which means that in all positions for the feeder a natural connection is obtained between joystick (such as a joystick or guide ball) movement and the feeder movement if the joystick's two shafts are coupled directly to the two joints . For example. a forward movement of the control lever will always be able to cause the feed tip (the end of the feeder facing the rock when drilling) to be directed downwards as the forward-rearward movement of the control lever is always coupled to the feed tilt path.

På bommen med rotationsleder i stället för främre tripod, däremot, kommer matarens reaktion på styrspaksutslag att variera beroende på matarens position relativt bommen, vilket leder till oönskade effekter vid borrningen. Det existerar således ett behov av en förbättrad bergborrningsrigg.On the boom with rotary joints instead of the front tripod, on the other hand, the reaction of the feeder to the control lever stroke will vary depending on the position of the feeder relative to the boom, which leads to undesired effects during drilling. There is thus a need for an improved rock drilling rig.

Samanfattning av uppfinningen Det är ett syfte med föreliggande uppfinning att tillhanda- hålla en anordning för matarriktningsstyrning vid en bergborrningsrigg som löser ovanstående problem. 740544106; 2006-02-28 10 15 20 25 30 i 529 623 3 Detta och andra syften uppnås enligt föreliggande uppfinning genom en bergborrningsrigg såsom definierad i patentkrav l, en metod såsom definierad i patentkrav 8 och en anordning såsom definierad i patentkrav 15.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a feed direction control device for a rock drilling rig which solves the above problems. 740544106; This and other objects are achieved according to the present invention by a rock drilling rig as defined in claim 1, a method as defined in claim 8 and an apparatus as defined in claim 15.

Enligt föreliggande uppfinning tillhandahålls en anordning för matarriktningsstyrning vid en bergborrningsrigg, varvid nämnda bergborrningsrigg innefattar en bom med en första ände och en andra ände och en vid nämnda bom anordnad borrmaskin, varvid nämnda första ände är fäst vid en bärare och varvid nämnda borrmaskin är fäst vid nämnda bärare via bommen och andra ände via minst ett första ledorgan och ett andra ledorgan, varvid nämnda ledorgan är anordnade att av en operatör manövreras medelst styrorgan för styrning av borrningsriktningen för nämnda borrmaskin. Anordningen innefattar organ för att avläsa vridläget för nämnda första ledorgan, organ för att avläsa styrsignaler från operatören via nämnda styrorgan, och organ för att bestämma en vridning för nämnda andra ledorgan baserat på vridläget för nämnda första ledorgan på så sätt att nämnda ledorgans inverkan på rörelsen för nämnda borrmaskin motsvarar en av operatören medelst nämnda styrorgan angiven riktning.According to the present invention there is provided a device for feed direction control at a rock drilling rig, said rock drilling rig comprising a boom having a first end and a second end and a drilling machine arranged at said boom, said first end being attached to a carrier and said drilling machine being attached to said carrier via the boom and second end via at least a first hinge member and a second hinge member, said hinge members being arranged to be operated by an operator by means of control means for controlling the drilling direction of said drilling machine. The device comprises means for reading the rotational position of said first hinge means, means for reading control signals from the operator via said control means, and means for determining a rotation of said second hinge means based on the rotational position of said first hinge means such that said hinge means influence on movement for said drilling machine corresponds to a direction specified by the operator by means of said control means.

Detta har fördelen att genom att istället för att koppla respektive axel pâ styrspaken mot en specifik fysisk led används istället styrspakens utslag som en referens för den riktning som operatören önskar att borrmaskinen ska röra sig i, och sedan beräkna lämplig utstyrning för nämnda andra led baserat på nämnda första led. Således frikopplas styrspakens rörelser från kopplingen enligt den kända tekniken till en specifik led och kopplas i stället till ”virtuella” leder som beter sig precis som om styrspakens leder vore direktkopplade till fysiska leder.This has the advantage that instead of connecting the respective shaft of the joystick to a specific physical joint, the stroke of the joystick is used instead as a reference for the direction in which the operator wishes the drill to move, and then calculate suitable equipment for said second joint based on said first indent. Thus, the movements of the joystick are disengaged from the coupling according to the prior art to a specific joint and are instead coupled to "virtual" joints which behave just as if the joints of the joystick were directly connected to physical joints.

Nämnda första och/eller andra och/eller tredje ledorgan kan utgörs av rotationsledorgan såsom en rotator innehållande en '74054.d0<37 2006-02-28 10 '15 20 25 30 529 623 4 rotationsmotor. Detta har fördelen att föreliggande uppfinning är tillämpbar på ledorgan med vilka stor rörelsefrihet kan erhållas.Said first and / or second and / or third articulation means may be constituted by rotational articulation means such as a rotator containing a rotary motor. This has the advantage that the present invention is applicable to hinge members with which great freedom of movement can be obtained.

Kort beskrivning av ritningarna Fig. 1 visar en bom för en bergborrningsrigg där styrspaken kan kopplas direkt mot specifika ledorgan.Brief description of the drawings Fig. 1 shows a boom for a rock drilling rig where the control lever can be connected directly to specific guide members.

Fig. 2 visar en bom för en bergborrningsrigg där direkt koppling av styrspakens leder mot fysiska ledorgan ger oönskade effekter.Fig. 2 shows a boom for a rock drilling rig where direct coupling of the joystick joints to physical joint members gives unwanted effects.

Fig. 3 visar en trådmodell för en bom enligt fig. 2.Fig. 3 shows a wire model for a boom according to Fig. 2.

Fig. 4 visar bommen i fig. 2 där mataren roterats till en annan position.Fig. 4 shows the boom in Fig. 2 where the feeder has been rotated to another position.

Fig. 5 visar ett flödesschema över en exempelmetod enligt föreliggande uppfinning.Fig. 5 shows a flow chart of an exemplary method according to the present invention.

Detaljerad beskrivning av föredragna utföringsformer I fig. 1 visas en bergborrningsrigg 1. Bergborrningsriggen 1 innefattar en bom 2, vars ena ände 2a är fäst vid en bärare 10, såsom ett fordon 10, och vid vars andra ände 2b är anordnad en mätare 3 som uppbär en borrmaskin 4. Borrmaskinen 4 är förskjutbar längs mataren 3. Bergborrningsriggen 1 kan vidare fjärrstyras av en operatör via en medelst en (ej visad) kabel till bergborrningsriggen 1 förbunden styranordning, där styrorgan i form av t.ex. en eller flera styrspakar (såsom joystickar eller styrkulor) kan användas för styrning av borrmaskinens 4 borrningsriktning. Styranordningen kan även vara trådlöst ansluten till bergborrningsriggen. Alternativt kan bergborrningsriggen styras av en operatör som befinner sig i en på bäraren (fordonet) 10 anordnad (ej visad) hytt. Den visade bergborrningsriggen visas såsom endast innefattande en borrbom, men kan innefatta två, tre, fyra eller fler borrbommar, varvid varje bom uppbär en respektive borrmaskin. 74054.d0c; 2006-02-28 10 15 20 25 30 529 623 5 Såsom tidigare nämnts är bommen (bommarna) 2 vanligtvis ledbart fästad till bäraren 10 via en eller flera leder. I fig. l utgörs dessa leder av en tripodkonstruktion, där två hydraulcylindrar 6, 7 är fästade till bäraren 10 något nedanför och i sidled förskjutet relativt bommens infästningspunkt så att de tre infästningspunkterna bildar formen av en triangel, där hydraulcylindrarnas 6, 7 infästningspunkter definierar triangelns bas.Detailed Description of Preferred Embodiments Fig. 1 shows a rock drilling rig 1. The rock drilling rig 1 comprises a boom 2, one end 2a of which is attached to a carrier 10, such as a vehicle 10, and to the other end 2b of which a meter 3 is arranged which supports a drilling machine 4. The drilling machine 4 is displaceable along the feeder 3. The rock drilling rig 1 can further be remotely controlled by an operator via a control device connected to the rock drilling rig 1 by means (not shown), where control means in the form of e.g. one or more control levers (such as joysticks or guide balls) can be used to control the drilling direction of the drilling machine 4. The control device can also be connected wirelessly to the rock drilling rig. Alternatively, the rock drilling rig can be controlled by an operator who is in a cab (not shown) arranged on the carrier (vehicle). The rock drilling rig shown is shown as comprising only one drill boom, but may comprise two, three, four or more drill booms, each boom carrying a respective drilling machine. 74054.d0c; 2006-02-28 10 15 20 25 30 529 623 5 As previously mentioned, the boom (s) 2 are usually hingedly attached to the carrier 10 via one or more joints. In Fig. 1 these joints form a tripod construction, where two hydraulic cylinders 6, 7 are attached to the carrier 10 slightly below and laterally offset relative to the attachment point of the boom so that the three attachment points form the shape of a triangle, where the attachment points of the hydraulic cylinders 6, 7 define the triangle. base.

Hydraulcylindrarnas 6, 7 andra ändar är fästade till bommens 2 undersida. Genom styrning av cylindrarna 6, 7 kan bommen 2 höjas/sänkas och styras i sidled. Vanligtvis är nämnda styranordning försedd med en separat styrspak för detta ändamål, där bommen 2 höjs/sänks genom att föra styrspaken bakåt/framåt. På samma sätt styrs bommen åt höger/vänster genom att föra styrspaken åt höger/vänster. Det finns således en direkt koppling mellan styrspakens två leder och bomrörelsens två leder.The other ends of the hydraulic cylinders 6, 7 are attached to the underside of the boom 2. By controlling the cylinders 6, 7, the boom 2 can be raised / lowered and controlled laterally. Usually, said control device is provided with a separate control lever for this purpose, where the boom 2 is raised / lowered by moving the control lever backwards / forwards. In the same way, the boom is steered to the right / left by moving the joystick to the right / left. There is thus a direct connection between the two joints of the joystick and the two joints of the boom movement.

Vidare är borrmaskinen 4 ledbart fästad till bommens 2 från fordonet vända ände 2b via en på motsvarande sätt fungerande anordning med två cylindrar 8, 9, vilka är fästade till bommens ovansida och sedan på motsvarande sätt som cylindrarna 6, 7 som en tripod med spetsen, dvs. bommens infästning, nedåt. Således kan, med hjälp av cylindrarna 8, 9, mataren 3, och därmed borrmaskinen 4, vinklas framåt/bakåt, och roteras kring en relativt borrbommens längsgående axel tvärgàende axel. Med andra ord kan mataren hela tiden parallellhållas samtidigt som bommen höjs/sänks och/eller vrids åt höger/vänster. Mataren kan även vridas i sidled med hjälp av cylindrarna 8, 9. Vidare kan matare med borrmaskin roteras kring nämnda tripodinfästning medelst en rotationsled ll.Furthermore, the drilling machine 4 is hingedly attached to the end 2b of the boom 2 facing away from the vehicle via a correspondingly functioning device with two cylinders 8, 9, which are attached to the top of the boom and then correspondingly to the cylinders 6, 7 as a tripod with the tip, i.e. the attachment of the boom, downwards. Thus, with the aid of the cylinders 8, 9, the feeder 3, and thus the drilling machine 4, can be angled forwards / backwards, and rotated about a transverse axis relative to the longitudinal axis of the drill boom. In other words, the feeder can be kept parallel at all times while the boom is raised / lowered and / or turned to the right / left. The feeder can also be rotated laterally by means of the cylinders 8, 9. Furthermore, feeders with drilling machine can be rotated around said tripod attachment by means of a rotating joint 11.

Dessutom finns en matartiltled 12 som används för vinkla mataren kring dess fästpunkt. Även i detta fall kan en styrspaks respektive leder kopplas direkt mot matartiltleden 740544100: 2006-02-28 10 15 20 25 30 529 623 6 respektive matarsväng medelst cylindrarna 8, 9. Således kommer en operatör att alltid veta hur mataren beter sig vid Olika styrspaksutslag. Detta kommer även att gälla när mataren roteras med rotationsleden ll eftersom axeln för denna led också påverkas av utstyrningen för cylindrarna 8, 9. Vid användning av denna sedvanliga bom 2 är det således enkelt för en operatör att styra matarens, och därmed borrmaskinens 4 riktning så att borrning i önskad riktning kan ske.In addition, there is a feed tilt joint 12 which is used to angle the feeder around its attachment point. Also in this case, a control lever or joints can be connected directly to the feed tilt joint 740544100: 2006-02-28 10 15 20 25 30 529 623 6 or feed turn by means of the cylinders 8, 9. Thus, an operator will always know how the feeder behaves at different control lever positions . This will also apply when the feeder is rotated with the rotation joint 11 since the axis of this joint is also affected by the control of the cylinders 8, 9. When using this usual boom 2 it is thus easy for an operator to control the direction of the feeder, and thus the drill 4 so that drilling in the desired direction can take place.

Såsom tidigare nämnts har dock denna bom flera nackdelar, främst att den främre tripoden är utrymmeskrävande och tung, varför den i fig. 2 visade bommen 22 framtagits, vilken beträffande bommens 22 infästning till bäraren 10 fungerar precis som bommen i fig. l, med på samma sätt fungerande tripod, med hydraulcylindrar 27, 28, varvid bommens rörelse upp/ned och i sidled kan styras helt enligt ovan. När det gäller den främre tripoden samt rotationsleden ll, däremot, har dessa utbytts mot två rotationsleder 23 (matarrotation), 24 (matarsväng), vilka tillsammans med 25 (matartilt) kan användas för att ge samma eller bättre möjligheter att styra mataren i olika riktningar, och således ersätter den främre tripoden (hydraulcylindrarna 8, 9), rotationsleden ll samt hydraulcylinderleden 12. Rotationslederna 23, 24 är i denna utföringsform anbringande väsentligen 90 grader i förhållande till varandra där rotationsleden 23 är fästad till bommen 22 och således möjliggör rotation kring bommens 22 längsgående axel. Rotation medelst rotationsleden 23 medför alltså att mataren roteras kring bommens längsgående axel. Rotationsleden 24 är anordnad vinkelrätt mot rotationsleden 23, och medger således rotation av mataren kring en i förhållande till bommen transversell axel. Vidare kan mataren på samma sätt som i fig. l roteras kring en matartiltled 25. 74054 . doc: 2006-02-28 l0 15 '20 25 30 529 623 7 I fig. 3 visas en länkmodell för den i fig. 2 visade bOmmen- Såsom kan ses och enligt ovan innefattar bommen fem rotationsfrihetsgrader, där Zl utgör bomsväng, Z2 bomlyft, Z4 matarrotation, Z5 matarsväng, samt Z6 matartilt. Vidare innefattar den visade bommen en translationsfrihetsgrad Z3, dvs. bommen kan teleskopiskt förlängas/förkortas. Vidare finns ytterligare en translationsfrihetsgrad Z7 då mataren vanligtvis kan förskjutas relativt bommen. Beträffande borrmaskinen kan denna även vara förskjutbar relativt bommen.As previously mentioned, however, this boom has several disadvantages, mainly that the front tripod is space consuming and heavy, so the boom 22 shown in Fig. 2 has been developed, which with respect to the attachment of the boom 22 to the carrier 10 functions just like the boom in Fig. 1, with tripod functioning in the same way, with hydraulic cylinders 27, 28, whereby the movement of the boom up / down and laterally can be controlled completely as above. In the case of the front tripod and the rotation joint 11, on the other hand, these have been replaced by two rotation joints 23 (feed rotation), 24 (feed turn), which together with 25 (feed tilt) can be used to provide the same or better possibilities to steer the feeder in different directions. , and thus replaces the front tripod (hydraulic cylinders 8, 9), the rotation joint 11 and the hydraulic cylinder joint 12. The rotation joints 23, 24 are in this embodiment arranged substantially 90 degrees relative to each other where the rotation joint 23 is attached to the boom 22 and thus allows rotation around the boom. 22 longitudinal axis. Rotation by means of the rotation joint 23 thus causes the feeder to be rotated about the longitudinal axis of the boom. The rotation joint 24 is arranged perpendicular to the rotation joint 23, and thus allows rotation of the feeder about an axis transverse to the boom. Furthermore, in the same manner as in Fig. 1, the feeder can be rotated about a feed tilt joint 25. 74054. doc: 2006-02-28 l0 15 '20 25 30 529 623 7 Fig. 3 shows a link model for the boom shown in fig. , Z4 food rotation, Z5 food rotation, and Z6 food tilt. Furthermore, the boom shown comprises a degree of translational freedom Z3, i.e. the boom can be telescopically extended / shortened. Furthermore, there is a further degree of translation freedom Z7 as the feeder can usually be displaced relative to the boom. Regarding the drilling machine, this can also be displaceable relative to the boom.

Genom användning av förskjutbar matare och/eller borrmaskin behöver inte bäraren hela tiden flyttas fram varefter borrningen fortskrider. När mataren befinner sig i ett läge såsom visas i fig. 2 kommer, när ett styrorgans (t.ex. en styrspak) leder är direktkopplade mot rotationsleden 24 och matartiltleden 25, en bakàtriktad rörelse av styrspaken att resultera i att mataren vrids kring matartiltleden 25 pà så sätt att matarspetsen 26a rör sig i pilens A riktning. Vidare kommer, också precis som tidigare, en rörelse av styrspaken àt höger(vänster) att resultera i en motsvarande rörelse av matarspetsen 26a åt höger (vänster) genom rotation av rotationsleden 24. Även i detta fall skulle således en direkt koppling mellan styrspakens leder och rotationsled 24 respektive matartilt 25 kunna användas. Om, däremot, mataren befinner sig i ett läge såsom visas i fig. 4, dvs. mataren 26 har roterats l80° medelst rotationsleden 23, kommer styrspakens utslag att ge precis motsatta reaktioner för matarspetsen 26a. Till exempel kommer ett utslag åt höger medelst styrspaken resultera i att matarspetsen 26a rör sig åt vänster. På motsvarande sätt kommer, när styrspaken förs bakåt, matarspetsen 26a att röra sig i riktningen för pilen B.By using a sliding feeder and / or drilling machine, the carrier does not have to be moved forward all the time, after which the drilling proceeds. When the feeder is in a position as shown in Fig. 2, when the joints of a guide member (eg a joystick) are directly coupled to the rotating joint 24 and the hoisting joint 25, a rearward movement of the joystick will result in the feeder being rotated about the hoisting joint 25 in such a way that the feed tip 26a moves in the direction of the arrow A. Furthermore, also just as before, a movement of the control lever to the right (left) will result in a corresponding movement of the feed tip 26a to the right (left) by rotation of the rotation joint 24. Also in this case a direct coupling between the control lever joints and rotation joint 24 and feed tilt 25 respectively can be used. If, on the other hand, the feeder is in a position as shown in Fig. 4, i.e. the feeder 26 has been rotated 180 ° by means of the rotation joint 23, the deflection of the control lever will give exactly opposite reactions to the feed tip 26a. For example, a deflection to the right by the joystick will result in the feed tip 26a moving to the left. Similarly, when the joystick is moved backwards, the feed tip 26a will move in the direction of the arrow B.

Således kommer i detta läge mataren (matarspetsen) att bete sig på ett helt annat sätt än vad som förväntas av operatören, vilket kan ge oönskade följder. 74054.doc: 2006-02-28 l0 15 20 'n 30 529 625 8 Vidare kan, om mataren medelst rotationsleden 23 vridits till en position mellanliggande de i fig. 2 respektive 4 visadef mycket svårbemästrade effekter av styrspakens inverkan på mataren erhållas, vilket leder till att en operatör som är van att borra med den i fig. 1 visade bommen kommer att få än mer ovana utslag vid invanda styrspakrörelser. Detta leder till att operatören inte kan byta från en maskin med den ena bomtypen till en maskin med den andra bomtypen utan att "lära sig” hur maskinen beter sig vid olika styrspaksutslag. Detta är inte önskvärt eftersom det gör att matarförflyttningar (och därmed borrning) tar längre tid, och skador på borrmaskin eller annan utrustning riskeras om mataren rör sig åt ett annat håll än vad som avsetts.Thus, in this position, the feeder (feed tip) will behave in a completely different way than expected by the operator, which can have undesirable consequences. Furthermore, if the feeder has been rotated by means of the rotation joint 23 to a position intermediate the effects of the control levers on the feeder which are very difficult to control in Figs. 2 and 4, respectively, which leads to an operator who is accustomed to drilling with the boom shown in Fig. 1 will have even more unfamiliar deflections during familiar joystick movements. This means that the operator cannot switch from a machine with one boom type to a machine with the other boom type without "learning" how the machine behaves at different joystick turns. This is not desirable as it causes feed movements (and thus drilling) takes longer, and damage to the drill or other equipment is at risk if the feeder moves in a different direction than intended.

Föreliggande uppfinning löser detta problem genom att istället för att koppla respektive axel på styrspaken mot en specifik fysisk led istället använda styrspakens utslag som en referens för den riktning som operatören önskar att mataren ska röra sig i, och sedan beräkna lämplig utstyrning för rotationsleden 24 och matartiltleden 25. Detta betyder alltså att styrspakens rörelser frikopplas från kopplingen till en specifik led och i stället kopplas till ”virtuella” leder.The present invention solves this problem by instead of coupling the respective shaft of the joystick to a specific physical joint instead of using the steering lever stroke as a reference for the direction in which the operator wishes the feeder to move, and then calculating appropriate equipment for the rotary joint 24 and the feeder tilt joint. 25. This means that the movements of the joystick are disengaged from the coupling to a specific joint and instead are coupled to "virtual" joints.

Ett exempel på hur denna beräkning av utstyrningen för rotationsleden 24 och matartiltleden 25 kan ske kommer nu att beskrivas för den i fig. 2 visade bommen. Exemplet kommer att beskrivas med hänvisning till flödesdiagrammet i fig. 5. I steg 501 avläses styrsignaler från bergborrningsriggens operatör, styrsignalerna kan alstas medelst ett styrorgan, t.ex. en styrspak såsom en joystick, en styrkula, en styrplatta eller manöverknappar, och till exempel utgöra en tvàdimensionell riktningsangivelse (höjning eller sänkning matarspetsen samtidigt som den förs åt höger eller vänster). I steg 502 avläses de olika bomledernas vridningslägen, dvs. 74054 . dOC; 2006-02-28 10 15 20 25 iso t 529 623 9 vridningsläge (position) för bomsväng, bomlyft: matêII0têtiOH, matarsväng och matartilt. Bergborrningsriggen är sedvanligt försedd med givare för detektering av de olika ledernas vridningslägen, varför lägesavläsningen inte kommer att beskrivas närmare här. Efter avläsning av bomledernas lägen beräknas i steg 503 matarens aktuella riktning po i koordinatsystemet enligt figur 3. Denna beräkning kan göras med standardiserade koordinattransformationer och bomledernas avlästa (vinkel)positioner.An example of how this calculation of the equipment for the rotation joint 24 and the feed tilt joint 25 can take place will now be described for the boom shown in Fig. 2. The example will be described with reference to the flow chart in Fig. 5. In step 501, control signals are read from the rock drilling rig operator, the control signals can be generated by means of a control means, e.g. a joystick such as a joystick, a trackball, a trackpad or control buttons, and for example constitute a two-dimensional direction indicator (raising or lowering the feed tip while moving it to the right or left). In step 502, the rotational positions of the various boom joints are read, ie. 74054. dOC; 2006-02-28 10 15 20 25 iso t 529 623 9 rotation position (position) for boom turn, boom lift: matêII0têtiOH, feed turn and feed tilt. The rock drilling rig is usually equipped with sensors for detecting the rotational positions of the various joints, which is why the position reading will not be described in more detail here. After reading the positions of the boom joints, the current direction po in the coordinate system according to Figure 3 is calculated in step 503. This calculation can be made with standardized coordinate transformations and the read (angle) positions of the boom joints.

I steg 504 roteras riktningsvektorn po runt k00rdinataXlarHa X, y, z enligt operatörens styrsignal. Rotationen kan genomföras på olika sätt, t.ex. kan rotation av riktningsvektorn po kring koordinataxlarna ske i olika ordning. Således utgör det nedanstående endast ett exempel för att åstadkomma önskat resultat. Motsvarande resultat kan även åstadkommas på ett flertal andra sätt. Vidare kan funktionerna varieras baserat på hur signalen från styrorgan önskas påverka matarenS riktningsändring, t.ex. huruvida styrspak framåt ska höja eller sänka matarspetsen. I beräkningarna används följande variabler: po = ursprunglig riktningsvektor för mataren rotX vinkel för rotation kring X-axeln rotY vinkel för rotation kring Y-axeln rotZ = vinkel för rotation kring Z-axeln xi, yi = signal från styrorgan. t = riktningsvektor efter att rotationer motsvarande önskad riktningsändring av mataren applicerats på po.In step 504, the direction vector po is rotated about the coordinates XlarHa X, y, z according to the operator's control signal. The rotation can be performed in different ways, e.g. rotation of the direction vector po about the coordinate axes can take place in different order. Thus, the following is only an example to achieve the desired result. Corresponding results can also be achieved in a number of other ways. Furthermore, the functions can be varied based on how the signal from the control means is desired to influence the change of direction of the feeder, e.g. whether the joystick forward should raise or lower the feed tip. The following variables are used in the calculations: po = original direction vector for the feeder rootX angle for rotation about the X-axis rotY angle for rotation about the Y-axis rootZ = angle for rotation about the Z-axis xi, yi = signal from control means. t = direction vector after rotations corresponding to the desired change of direction of the feeder have been applied to po.

Signalen från styrorganet kan, förutom att innehålla en riktningsangivelse, även vara storleksbestämd för att ange hur snabb riktningsändring som önskas. Signalens storlek bör dock vara anpassad till begränsningar av rörelsehastigheter för de leder som ska inställas för åstadkommande av önskad 74054.d0C; 2006-02-28 bio 15 20 25 30 529 623 10 riktningsändring. Styrorganet kan även vara så anordnat att när det t.ex. utgörs av en styrspak kan denna utgöras av en icke-återfjädrande typ, varvid styrspaken kan inStällaS i eït visst läge som sedan representerar den riktning mataren ska inta. Dvs. istället för att medelst styrspaken ange önskad rörelseriktning för mataren anges den slutriktning som mataren ska inställa sig i, i t.ex. styrspakens neutralläge kan mataren vara anordnad att inriktas såsom horisontell och parallell med bommen eller bärarens axel i längdriktningen.The signal from the control means can, in addition to containing a direction indication, also be sized to indicate how fast the change of direction is desired. However, the signal size should be adapted to limit the speed of movement of the joints to be set to achieve the desired 74054.d0C; 2006-02-28 cinema 15 20 25 30 529 623 10 change of direction. The control means can also be arranged so that when it e.g. consists of a joystick, this can be of a non-resilient type, whereby the joystick can be set in a certain position which then represents the direction to be taken by the feeder. Ie. instead of using the control lever to indicate the desired direction of movement for the feeder, the end direction in which the feeder must adjust itself is specified, in e.g. In the neutral position of the joystick, the feeder can be arranged to be aligned as horizontal and parallel to the longitudinal direction of the boom or carrier.

Rotationsvinklarna beräknas enligt följande: rotX = sign(p°,)*p0z2*(-yi)+sign(p0y)*poyzﬂ-Xi) 1 där Sign Står för tecknet. rotY ll (Poxz + Poz2)*X1 rOtZ = (poxz + puyzﬂyi Matarens riktningsvektor t i det i fig. 3 visade koordinatsystemet kan sedan beräknas som: t= RL,m1,RLrm¶,R&rMxPm där Rmm utgör rotationsmatrisen för en rotation kring axeln n med vinkeln m. Rotationsmatriser finns väl beskrivna i litteraturen och kommer därför inte att beskrivas närmare här.The angles of rotation are calculated as follows: rotX = sign (p °,) * p0z2 * (- yi) + sign (p0y) * poyz ﬂ- Xi) 1 where Sign stands for the sign. rotY ll (Poxz + Poz2) * X1 rOtZ = (poxz + puyz ﬂ yi The feeder direction vector ti in the coordinate system shown in Fig. 3 can then be calculated as: t = RL, m1, RLrm¶, R & rMxPm where Rmm is the rotation matrix for a rotation n with the angle m. Rotation matrices are well described in the literature and will therefore not be described in more detail here.

I nästa steg (505) beräknas utstyrning till lederna matarsväng (FS) och matartilt (FT). Detta utförs med hjälp av följande ekvationer, följande förkortningar används: BS0 = avläst vinkel för bomsväng innan riktningsändring BL0 = avläst vinkel för bomlyft innan riktningsändring FR0 = avläst vinkel för matarrotation innan riktningsändring FS0 = avläst vinkel för matarsväng innan riktningsändring FT0 = avläst vinkel för matartilt innan riktningsändring Fsnxamd, FTmmenm = beräknad vinkel för matarsväng respektive 74054 .docí 2006-02-28 10 15 20 25 30 529 625 ll matartilt för att matarens riktning ska överensstämma med den önskade riktningen enligt riktningsvektorn t.In the next step (505), equipment for the joints feed turn (FS) and feed tilt (FT) is calculated. This is done using the following equations, the following abbreviations are used: BS0 = read angle for boom turn before change of direction BL0 = read angle for boom lift before change of direction FR0 = read angle for feed rotation before change of direction FS0 = read angle for feed turn before change of direction FT0 = read angle for food type before change of direction Fsnxamd, FTmmenm = calculated angle for feed turn and 74054 .docí 2006-02-28 10 15 20 25 30 529 625 ll feed tilt so that the direction of the feeder shall correspond to the desired direction according to the direction vector t.

FTnm@md kan beräknas enligt FTroterad = “arc3in (B) r där B kan beräknas som: B = tx(Sin(BS0)*Sin(FR0) + COS(BS0)*COS(FR0)*Sin(BL0)) + tz*cos(BL0)*cos(FR0) - ty(cos(BS0)*sin(FR0) " cos(FR0)*sin(BS0)*sin(BL0)) Vidare kan FSroterad erhållas som Fsroterad = ' Där A och C kan beräknas enligt: A tx*cos(BS0)*cos(BL0) - t,*sin(BL0) + ty*COS(BLo)*Sin(B3ﬂ C = -tx(cos(FR0)*sin(BS0) - cos(BS0)*sin(BL0)*sin(FR0)) + tz*cos(BL0)*sin(FR0) + ty(cos(BS0)*cos(FR0) + sin(BS0)*sin(BL0)*sin(FRﬂ) Såsom inses av fackmannen ger detta flera möjliga lösningar för Fsnmææd och FTrmæﬁm. Av dessa lösningar väljs de vinklar för Fsnxamd och FTnm@md som ligger närmast de ursprungliga respektive vinklarna FS0 och FT0. Vidare är ovanstående ekvationer specifika för den i fig. 2 visade bommen. Vid annan typ av bom med annan ledkonfigurering kommer dessa ekvationer naturligtvis att se annorlunda ut.FTnm @ md can be calculated according to FTrotated = arc3in (B) r where B can be calculated as: B = tx (Sin (BS0) * Sin (FR0) + COS (BS0) * COS (FR0) * Sin (BL0)) + tz * cos (BL0) * cos (FR0) - ty (cos (BS0) * sin (FR0) "cos (FR0) * sin (BS0) * sin (BL0)) Furthermore, FSroted can be obtained as Fsrotated = 'Where A and C can be calculated according to: A tx * cos (BS0) * cos (BL0) - t, * sin (BL0) + ty * COS (BLo) * Sin (B3 ﬂ C = -tx (cos (FR0) * sin (BS0) - cos (BS0) * sin (BL0) * sin (FR0)) + tz * cos (BL0) * sin (FR0) + ty (cos (BS0) * cos (FR0) + sin (BS0) * sin (BL0) * sin (FR ﬂ) As will be appreciated by those skilled in the art, this provides several possible solutions for Fsnmææd and FTrmæ ﬁ m. The boom is shown in Fig. 2. With a different type of boom with a different joint configuration, these equations will of course look different.

Avslutningsvis kan utstyrningarna till matarsväng och matartilt beräknas som FSmterad - FSC respektive FTmterad - FTO, förutsatt att insignalerna anpassats till begränsningarna i rörelsehastighet för de berörda lederna. Ovanstående förfarande avslutas i steg 506 genom att utföra den framräknade utstyrningen.Finally, the equipment for feed turn and feed tilt can be calculated as FSmterad - FSC and FTmterad - FTO, respectively, provided that the input signals are adapted to the limitations in speed of movement of the joints concerned. The above procedure is completed in step 506 by performing the calculated equipment.

Genom att styra ut lederna på detta sätt kommer som resultat erhållas en anordning som kan fås att bete sig likadant som 74 054 . dccí 200 6-02-28 10 15 '20 25 30 529 623 12 den i fig. l visade bommen. Därmed kan en operatör övergå från att borra med bommar enligt fig. l till att borra med bommar enligt fig. 2 utan skillnad i matarens beteende. Föreliggande uppfinning kan således sägas åstadkomma virtuella leder för matarsväng och matartilt som motsvarar styrspakens leder 0Ch som åstadkommer att mataren, och därmed borrmaskinen, rör sig precis såsom operatören tänkt sig, vilket är viktigt för att kunna positionera borrkronan, dvs. mataren, i rätt position och i rätt vinkelriktning relativt berget för att åSïadk0mma ett önskat hål. Speciellt viktigt blir detta under tunnelborrning vid positionering för konturhålen, dvs. den yttersta raden av hål. Dessa hål har oftast alla olika riktning och kräver att matare och borrmaskin förs ut mycket nära det omgivande berget.By guiding the joints in this way, a device will be obtained which can be made to behave in the same way as 74 054. dccí 200 6-02-28 10 15 '20 25 30 529 623 12 the boom shown in fig. Thus, an operator can move from drilling with barriers according to Fig. 1 to drilling with barriers according to Fig. 2 without difference in the behavior of the feeder. The present invention can thus be said to provide virtual joints for feed turn and feed tilt corresponding to the joystick joints 0Ch which cause the feeder, and thus the drilling machine, to move exactly as the operator intended, which is important to be able to position the drill bit, i.e. the feeder, in the right position and in the right angle relative to the rock to make a desired hole. This becomes especially important during tunnel drilling when positioning for the contour holes, ie. the outermost row of holes. These holes usually all have different directions and require the feeder and drill to be carried out very close to the surrounding rock.

I ovanstående beskrivning har uppfinningen beskrivits för en specifik konfiguration av olika leder. Uppfinningen kan dock även användas vid andra typer av bommar, där det beskrivna fenomenet inträffar. T.ex. kan bommen vara fast anbringad till bäraren. I detta fall förekommer ingen bomlyft eller bomsväng, varför dessa parametrar i detta fall kan reduceras bort från ovanstående ekvationer, eller ersättas med konstanter. Vidare kan andra typer av leder användas, t.ex. kan den andra rotationsleden samt matartiltleden ersättas med en sfärsisk led, varvid beräkning av den sfäriska ledens utstyrning kan beräknas baserat på den första rotationsledens läge, varvid ovanstående ekvationer justeras i enlighet därmed. Alternativt kan de två ovan beskrivna rotationslederna samt matartiltleden ersättas med en eller flera sfärsiska leder, alternativt fler än två rotationsleder, varvid på samma sätt ovanstående ekvationer justeras i enlighet därmed.In the above description, the invention has been described for a specific configuration of different joints. However, the invention can also be used with other types of barriers, where the described phenomenon occurs. For example. the boom can be fixed to the carrier. In this case, there is no boom lift or boom turn, so in this case these parameters can be reduced away from the above equations, or replaced with constants. Furthermore, other types of joints can be used, e.g. For example, the second rotational joint and the feed tilt joint can be replaced by a spherical joint, whereby calculation of the equipment of the spherical joint can be calculated based on the position of the first rotational joint, the above equations being adjusted accordingly. Alternatively, the two rotation joints described above and the feed tilt joint can be replaced with one or more spherical joints, alternatively more than two rotation joints, the above equations being adjusted accordingly in the same way.

Såsom inses av fackmannen kan naturligtvis föreliggande uppfinning även användas vid en bom där den bakre tripoden 74054 . doc: 2006-02-28 i 529 623 13 också, eller istället för, den främre har utbytts mot rotationsleder, i vilket fall både den främre och den bakre ledens rörelser beräknas.As will be appreciated by those skilled in the art, of course, the present invention can also be used with a boom where the rear tripod 74054. doc: 2006-02-28 i 529 623 13 also, or instead of, the front joint has been replaced by rotational joints, in which case both the movements of the front and the rear joint are calculated.

Vidare kan istället för den ovan visade tripodkonstruktionen användas en lösning där bommen vid bäraren är rörlig medelst en cylinder som arbetar väsentligen parallellt med bommens längsgående axel för höjning/sänkning av bommen, 0Ch en cylinder som arbetar väsentligen transversellt mot nämnda längsgående axel. 74054 .doct 2006-02-28Furthermore, instead of the tripod construction shown above, a solution can be used where the boom at the carrier is movable by means of a cylinder which works substantially parallel to the longitudinal axis of the boom for raising / lowering the boom, or a cylinder which works substantially transversely to said longitudinal axis. 74054 .doct 2006-02-28

Claims

A drilling rig (1), comprising at least one boom (22) having a first end and a second end and a drilling machine arranged at said boom (22), said first end being attached to a carrier (10) and wherein said drilling machine is attached to said second end via at least one first hinge member (23) and a second hinge member (24), said hinge members (23, 24) being arranged to be operated by an operator by means of guide means for steering of the drilling direction of said drilling machine, characterized in that the rock drilling rig comprises means for determining a rotation of said second hinge means (24) based on the rotational position of said first hinge means (23) in such a way that said hinge member (23, 24) affects the movement of said drilling machine corresponds to a direction specified by the operator by means of said control means. . Rock drilling rig according to claim 1, characterized in that said drilling machine in addition to said first and second hinge means (23, 24) is further attached to said boom via at least one third hinge member (25), the hose drilling rig further comprising means for determining a rotation of said third hinge member. (25) based on the rotational position of said first guide means (23) in such a way that the effect of said guide means (23, 24, 25) on the movement of said drilling machine corresponds to a direction indicated by the operator by means of said guide means. . Rock drilling rig according to claim 1 or 2, characterized in that said first (23) and / or second (24) and / or third (25) hinge members are constituted by rotary hinge members. . Rock drilling rig according to claim 3, characterized in that said first (23) and / or second (24) and / or third (25) guide means is constituted by a rotator. containing a rotary motor. . Rock drilling rig according to any one of the preceding claims, wherein said drilling machine is arranged to be attached to said boom (22) via a feeder (26), and wherein said guide means (23, 24, 25) influence the direction of said feeder (26). . Rock drilling rig according to any one of claims 1-5, characterized in that said boom (22) is further attached to the carrier (10) via at least a fourth hinge member (27, 28), said rotation for said second (24) and / or third ( 25) hinge means are arranged to also be determined based on the rotational position of said fourth (27, 28) hinge means. . Rock drilling rig according to any one of the preceding claims, wherein the direction indicated by the guide means consists of a two-dimensional direction. . Method for feed direction control at a rock drilling rig (1), said rock drilling rig (1) comprising a boom (22) having a first end and a second end and a drilling machine arranged at said boom, said first end being attached to a carrier (10) and wherein said drilling machine is attached to said carrier (10) via the other end of the boom (22) via at least a first hinge member (23) and a second hinge member (24), said hinge members (23, 24) being arranged to be operated by an operator by means of control means for controlling the drilling direction of said drilling machine, characterized in that the method comprises the steps of: - reading (502) the rotational position of said first hinge means (23), - reading (501) control signals from the operator via said control means, - determining (505) a rotation of said second hinge means (24) based on the rotational position of said first hinge means (23) 74054.doC; 2006-02-28 10 '15 20 25 30 10. ll 12. 13. 14. 529 623 16 in such a way that the effect of said guide means (23, 24) on the movement of said drilling machine corresponds to a direction specified by the operator by means of said control means. . The method of claim 8, wherein said drilling machine in addition to said first and second hinge members (23, 24) is further attached to said boom via at least one third hinge member (25), the method further comprising the step of determining a rotation of said third hinge member (25). ) based on the rotational position of said first guide means (23) in such a way that the effect of said guide means (23, 24, 25) on the movement of said drilling machine corresponds to a direction specified by the operator by means of said guide means. A method according to claim 8 or 9, wherein said first (23) and / or second (24) and / or third (25) hinge members are rotational hinge members. Method according to claim 10, characterized in that said first (23) and / or second (24) and / or third (25) hinge members are constituted by a rotator containing a rotary motor. A method according to any one of claims 8-11, wherein said drilling machine is arranged to be attached to said boom via a feeder (26), and wherein said guide means (23, 24, 25) influence the direction of said feeder (25) - Method according to any of claims 8-12, wherein said boom (22) is further attached to the carrier via at least a fourth hinge member (27, 28), said rotation of said second (24) and / or third (25) hinge members also being determined based on the rotational position for said fourth guide means (27, 28). Method according to any one of claims 8-13, wherein said direction indicated by the control means consists of a two-dimensional direction. 74054.doc: 2006-02-28 10 15 20 529 623 17 l5. Device for feed direction control at a rock drilling rig, said rock drilling rig (1) comprising a boom (22) with a first end and a second end and a means arranged at said boom drilling machine, said first end being arranged to be attached to a carrier (10) and wherein said drilling machine is arranged to be attached to said carrier (10) via the second end of the boom (22) Via at least one first hinge member (23) and a second hinge member ( 24), said hinge means (23, 24) being arranged to be operated by an operator by means of control means for controlling the drilling direction of said drilling machine, characterized in that the device comprises: - means for reading the rotational position of said first hinge means, - means for reading control signals from the operator via said control means, - means for determining a rotation of said second hinge means (24) based on the rotational position of said first hinge means (23) in such a way that said hinge means (23, 24) act on the movement of said drilling machine corresponds to a direction specified by the operator by means of said control means. 74054. doc: 2006-02-28