【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本文所描述的实施例涉及用于预防或缓解采矿机器的铲斗与履带之间的碰撞的系统和方法。
技术介绍
技术实现思路
1、绳铲包含铲斗，所述铲斗通常可以由操作者控制，以沿着至少三种运动方式移动：提升(向上/向下)、推拉(向内/向外)和摆动(向左/向右)。在采矿操作的过程期间，操作者可能会无意中以使得铲斗与绳铲的履带发生碰撞的方式控制铲斗。此类碰撞会损坏下部机械、铲斗，或两者均被损坏。
2、本文所描述的实施例提供了用于生成三维虚拟履带模型的系统和方法。此履带模型可以用于一些碰撞预防和缓解的系统和方法中，例如本文所述的系统和方法，以及使用虚拟履带模型的其它碰撞预防和缓解系统和其它采矿系统中。在本文的一些实施例中，所描述的系统和方法提供了简化的建模过程，所述建模过程使得能够对采矿机器的履带进行快速、准确建模，所述建模过程可以考虑尺寸根据特定采矿机器而变化的定制履带。
3、在一个实施例中，提供了一种用于对包含铲斗的采矿机器的履带进行建模的方法。所述方法包含由电子处理器将所述铲斗移动到与所述履带相关联的第一位置；并且由所述电子处理器确定与所述第一位置相关联的第一数据点。所述方法进一步包含由所述电子处理器将所述铲斗移动到与所述履带相关联的第二位置；由所述电子处理器确定与所述第二位置相关联的第二数据点；并且由所述电子处理器通过从所述第一数据点和所述第二数据点推断所述履带的虚拟边界来生成所述履带的虚拟模型。
4、在另一个实施例中，提供了一种具有虚拟履带建模系统的采矿机器。所述采矿机器包
5、在另一个实施例中，提供了一种用于对采矿机器的虚拟履带进行建模的控制系统，所述采矿机器包含：框架；履带，所述履带支撑所述框架并且被配置成能够被驱动以在地面之上移动所述框架；铲斗，所述铲斗由所述框架支撑；铲斗驱动器，所述铲斗驱动器联接到所述铲斗，并且被配置成以铲斗运动来移动所述铲斗，所述铲斗运动选自：摆动运动、推拉运动和提升运动；以及铲斗位置传感器，所述铲斗位置传感器被配置成确定所述铲斗相对于三维采矿机器坐标系的位置。所述控制系统包含电子控制器，所述电子控制器包含电子处理器和存储器，所述电子控制器联接到所述铲斗驱动器和所述铲斗位置传感器。所述电子控制器被配置成将所述铲斗移动到与所述履带相关联的第一位置；并且确定与所述第一位置相关联的第一数据点。所述电子控制器被进一步配置成将所述铲斗移动到与所述履带相关联的第二位置；确定与所述第二位置相关联的第二数据点；并且通过从所述第一数据点和所述第二数据点推断所述履带的虚拟边界来生成所述履带的虚拟模型。
6、本文所描述的另外的实施例提供了通过根据铲斗到禁区的当前接近程度在摆动运动、推拉运动和/或提升运动方面限制铲斗移动来缓解或避免铲斗与禁区之间的此类碰撞的实施例系统和方法。至少一些实施例通过为摆动运动、推拉运动和提升铲斗运动中的每一个定义铲斗周围的虚拟三维场来提供碰撞预防和缓解。当铲斗的这些虚拟场中的一个或多个虚拟场与绳铲的虚拟禁区模型重叠时，与一个或多个重叠的虚拟场相关联的一个或多个铲斗运动被限制。铲斗越靠近禁区，这些铲斗运动越受限制，这可能被操作者感觉到，就像具有相同磁极的两个磁体的端部的排斥力随着它们靠近而增加。通过限制一个或多个铲斗运动，本文所描述的系统和方法使得缓解碰撞(例如，与以其它方式发生的碰撞相比该碰撞的严重程度降低)，并且在一些情况下，预防碰撞(即，避免了本来会发生的碰撞)。
7、在一个实施例中，提供了一种用于预防和缓解铲斗与教导给采矿机器的禁区之间的碰撞的方法。所述方法包含由电子处理器将所述铲斗移动到与所述禁区相关联的多个位置；并且由所述电子处理器确定所述禁区的数据点，每个数据点与所述多个位置中的一个位置相关联。所述方法进一步包含由所述电子处理器通过从所述数据点推断所述禁区的虚拟边界来生成所述禁区的虚拟模型；并且由所述电子处理器接收指示所述铲斗的位置的铲斗位置数据。所述方法进一步包含由所述电子处理器基于从所述铲斗位置数据推断出的所述采矿机器的所述铲斗与所述禁区之间的距离来设置铲斗运动的运动命令限制，所述铲斗运动选自：摆动运动、推拉运动和提升运动；并且由所述电子处理器根据由所述运动命令限制所限制的铲斗运动命令来控制所述铲斗运动。
8、在另一个实施例中，提供了一种具有碰撞预防和缓解系统的采矿机器。所述采矿机器包含：框架；铲斗，所述铲斗由所述框架支撑；铲斗驱动器，所述铲斗驱动器联接到所述铲斗，并且被配置成以铲斗运动来移动所述铲斗，所述铲斗运动选自：摆动运动、推拉运动和提升运动；以及铲斗位置传感器，所述铲斗位置传感器被配置成确定所述铲斗的位置。所述采矿机器进一步包含电子控制器，所述电子控制器包含电子处理器和存储器，所述电子控制器联接到所述铲斗驱动器和所述铲斗位置传感器。所述电子控制器被配置成将所述铲斗移动到与禁区相关联的多个位置；确定所述禁区的数据点，每个数据点与所述多个位置中的一个位置相关联；并且通过从所述数据点推断所述禁区的虚拟边界来生成所述禁区的虚拟模型。所述电子控制器被进一步配置成接收指示所述铲斗的位置的铲斗位置数据；基于从所述铲斗位置数据推断出的所述采矿机器的所述铲斗与所述禁区之间的距离来设置铲斗运动的运动命令限制，所述铲斗运动选自：摆动运动、推拉运动和提升运动；并且根据由所述运动命令限制所限制的铲斗运动命令来控制所述铲斗运动。
9、在另一个实施例中，提供了一种用于采矿机器的碰撞预防和缓解控制系统，所述采矿机器具有：框架；铲斗，所述铲斗由所述框架支撑；铲斗驱动器，所述铲斗驱动器联接到所述铲斗，并且被配置成以铲斗运动来移动所述铲斗，所述铲斗运动选自：摆动运动、推拉运动和提升运动；以及铲斗位置传感器，所述铲斗位置传感器被配置成确定所述铲斗的位置。所述控制系统包含电子控制器，所述电子控制器包含电子处理器和存储器，所述电子控制器联接到所述铲斗驱动器和所述铲斗位置传感器。所述电子控制器被配置成将所述铲斗移动到与禁区相关联的多个位置；确定所述禁区的数据点，每个数据点与所述多个位置中的一个位置相关联；并且通过从所述数据点推断所述禁区的虚拟边界来生成所述禁区的虚拟模型。所述电子本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种用于对包括铲斗的采矿机器的履带进行建模的方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一位置对应于所述履带的前端；并且所述第二位置对应于所述履带的后端。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括由所述电子处理器部分地基于所述履带的已知尺寸来生成所述履带的虚拟模型。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述履带的所述已知尺寸可以是选自所述履带的高度和所述履带的宽度组成的组中的一者。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括：
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述第一位置对应于所述履带中的第一履带的前端；
7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述第一位置对应于所述履带的前端；
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括由所述电子处理器基于所述第二数据点确定所述履带的高度。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括由所述电子处理器基于所述履带的虚拟模
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，校准所述摆动编码器包括由所述电子处理器确定所述摆动编码器的偏移角。
11.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一数据点包括当所述铲斗位于所述第一位置时与所述铲斗被推拉、提升或旋转的程度相关联的信息。
12.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括由所述电子处理器使用所述履带的虚拟模型来实施碰撞预防和缓解系统，其中实施所述碰撞预防和缓解系统包括：
13.一种具有虚拟履带建模系统的采矿机器，其特征在于，所述采矿机器包括：
14.根据权利要求13所述的采矿机器，其特征在于，所述第一位置对应于所述履带的前端；并且
15.根据权利要求13所述的采矿机器，其特征在于，所述电子控制器被进一步配置成部分地基于所述履带的已知尺寸来生成所述履带的虚拟模型。
16.根据权利要求15所述的采矿机器，其特征在于，所述履带的所述已知尺寸可以是选自所述履带的高度和所述履带的宽度组成的组中的一者。
17.根据权利要求13所述的采矿机器，其特征在于，所述电子控制器被进一步配置成：
18.根据权利要求17所述的采矿机器，其特征在于，所述第一位置对应于所述履带中的第一履带的前端；
19.根据权利要求17所述的采矿机器，其特征在于，所述第一位置对应于所述履带的前端；
20.根据权利要求19所述的采矿机器，其特征在于，所述电子控制器被进一步配置成基于所述第二数据点确定所述履带的高度。
21.根据权利要求13所述的采矿机器，其特征在于，所述电子控制器被进一步配置成基于所述履带的虚拟模型校准所述采矿机器的摆动编码器。
22.根据权利要求21所述的采矿机器，其特征在于，所述电子控制器被进一步配置成在校准所述摆动编码器时确定所述摆动编码器的偏移角。
23.根据权利要求13所述的采矿机器，其特征在于，所述第一数据点包括当所述铲斗位于所述第一位置时与所述铲斗被推拉、提升或旋转的程度相关联的信息。
24.根据权利要求13所述的采矿机器，其特征在于，所述电子控制器被进一步配置成使用所述履带的虚拟模型实施碰撞预防和缓解系统。
25.一种用于采矿机器的虚拟履带建模控制系统，所述采矿机器具有：框架；履带，所述履带支撑所述框架并且被配置成能够被驱动以在地面之上移动所述框架；铲斗，所述铲斗由所述框架支撑；铲斗驱动器，所述铲斗驱动器与所述铲斗联接，并且被配置成使所述铲斗进行铲斗运动，所述铲斗运动选自摆动运动、推拉运动和提升运动；铲斗位置传感器，所述铲斗位置传感器被配置成确定所述铲斗的位置，其特征在于，所述控制系统包括：
26.根据权利要求25所述的控制系统，其特征在于，所述第一位置对应于所述履带的前端；并且
27.根据权利要求25所述的控制系统，其特征在于，所述电子控制器被进一步配置成部分地基于所述履带的已知尺寸来生成所述履带的虚拟模型。
28.根据权利要求27所述的控制系统，其特征在于，所述履带的所述已知尺寸可以是选自所述履带的高度和所述履带的宽度组成的组中的一者。
29.根据权利要求25所述的控制系统，其特征在于，所述电子控制器被进一步配置成：
30.根据权利要求29所述的控制系统，其特征在于，所述第一位置对应于所述履带中的第一履带的前端；
31.根据...
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
1.一种用于对包括铲斗的采矿机器的履带进行建模的方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一位置对应于所述履带的前端；并且所述第二位置对应于所述履带的后端。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括由所述电子处理器部分地基于所述履带的已知尺寸来生成所述履带的虚拟模型。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述履带的所述已知尺寸可以是选自所述履带的高度和所述履带的宽度组成的组中的一者。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括：
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述第一位置对应于所述履带中的第一履带的前端；
7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述第一位置对应于所述履带的前端；
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括由所述电子处理器基于所述第二数据点确定所述履带的高度。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括由所述电子处理器基于所述履带的虚拟模型校准所述采矿机器的摆动编码器。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，校准所述摆动编码器包括由所述电子处理器确定所述摆动编码器的偏移角。
11.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一数据点包括当所述铲斗位于所述第一位置时与所述铲斗被推拉、提升或旋转的程度相关联的信息。
12.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括由所述电子处理器使用所述履带的虚拟模型来实施碰撞预防和缓解系统，其中实施所述碰撞预防和缓解系统包括：
13.一种具有虚拟履带建模系统的采矿机器，其特征在于，所述采矿机器包括：
14.根据权利要求13所述的采矿机器，其特征在于，所述第一位置对应于所述履带的前端；并且
15.根据权利要求13所述的采矿机器，其特征在于，所述电子控制器被进一步配置成部分地基于所述履带的已知尺寸来生成所述履带的虚拟模型。
16.根据权利要求15所述的采矿机器，其特征在于，所述履带的所述已知尺寸可以是选自所述履带的高度和所述履带的宽度组成的组中的一者。
17.根据权利要求13所述的采矿机器，其特征在于，所述电子控制器被进一步配置成：
18.根据权利要求17所述的采矿机器，其特征在于，所述第一位置对应于所述履带中的第一履带的前端；
19.根据权利要求17所述的采矿机器，其特征在于，所述第一位置对应于所述履带的前端；
20.根据权利要求19所述的采矿机器，其特征在于，所述电子控制器被进一步配置成基于所述第二数据点确定所述履带的高度。
21.根据权利要求13所述的采矿机器，其特征在于，所述电子控制器被进一步配置成基于所述履带的虚拟模型校准所述采矿机器的摆动编码器。
22.根据权利要求21所述的采矿机器，其特征在于，所述电子控制器被进一步配置成在校准所述摆动编码器时确定所述摆动编码器的偏移角。
23.根据权利要求13所述的采矿机器，其特征在于，所述第一数据点包括当所述铲斗位于所述第一位置时与所述铲斗被推拉、提升或旋转的程度相关联的信息。
24.根据权利要求13所述的采矿机器，其特征在于，所述电子控制器被进一步配置成使用所述履带的虚拟模型实施碰撞预防和缓解系统。
25.一种用于采矿机器的虚拟履带建模控制系统，所述采矿机器具有：框架；履带，所述履带支撑所述框架并且被配置成能够被驱动以在地面之上移动所述框架；铲斗，所述铲斗由所述框架支撑；铲斗驱动器，所述铲斗驱动器与所述铲斗联接，并且被配置成使所述铲斗进行铲斗运动，所述铲斗运动选自摆动运动、推拉运动和提升运动；铲斗位置传感器，所述铲斗位置传感器被配置成确定所述铲斗的位置，其特征在于，所述控制系统包括：
26.根据权利要求25所述的控制系统，其特征在于，所述第一位置对应于所述履带的前端；并且
27.根据权利要求25所述的控制系统，其特征在于，所述电子控制器被进一步配置成部分地基于所述履带的已知尺寸来生成所述履带的虚拟模型。
28.根据权利要求27所述的控制系统，其特征在于，所述履带的所述已知尺寸可以是选自所述履带的高度和所述履带的宽度组成的组中的一者。
29.根据权利要求25所述的控制系统，其特征在于，所述电子控制器被进一步配置成：
30.根据权利要求29所述的控制系统，其特征在于，所述第一位置对应于所述履带中的第一履带的前端；
31.根据权利要求29所述的控制系统，其特征在于，所述第一位置对应于所述履带的前端；
32.根据权利要求31所述的控制系统，其特征在于，所述电子控制器被进一步配置成基于所述第二数据点确定所述履带的高度。
33.根据权利要求25所述的控制系统，其特征在于，所述电子控制器被进一步配置成基于所述履带的虚拟模型校准所述采矿机器的摆动编码器。
34.根据权利要求33所述的控制系统，其特征在于，所述电子控制器被进一步配置成在校准所述摆动编码器时确定所述摆动编码器的偏移角。
35.根据权利要求25所述的控制系统，其特征在于，所述第一数据点包括当所述铲斗位...
【专利技术属性】
技术研发人员：W·P·泰勒，M·M·夏帕，
申请(专利权)人：久益环球地表采矿公司，
类型：发明
国别省市：
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