SE537163C2 - Metod och system för manövrering av en mobil gruvmaskin i entunnel och en mobil gruvmaskin - Google Patents

Abstract

537 163 SAMMANDRAG Metod for manovrering av en mobil gruvmaskin inkluderande tva eller flera sjalvstyrda sammankopplade enheter vilka är kopplade en respektive ledbar led, varvid i en tunnelfoljarmod metoden inkluderar: alstrande av en uppsattning av forsta signaler representativa far sidoavstAnd mellan Atminstone en sida av den mobila gruvmaskinen och en vagg av sagda tunnel, alstrande av en uppsattning av andra signaler representativa for ett avstand till en frontvagg, evaluering av sagda uppsattning av forsta och andra signaler far att bestamma en position i tunneln under korning, och alstrande av styrningskommandon i andamal att bibehalla en position av den mobila gruvmaskinen far att sakerstalla frigang till tunnelvaggar under korning. Uppfinningen hanfor sig ocksa till ett system och en mobil gruvmaskin.

Description

537 163 METOD OCR SYSTEM FOR MANOVRERING AV EN MOBIL GRUVMASKIN I EN TUNNEL OCH EN MOBIL GRUVMASKIN UPPFINNINGENS OMRADE Uppfinningen hanfor sig till en metod och ett system for manovrering av en mobil gruvmaskin i en tunnel, en art eller liknande. Uppfinningen hanfOr sig till ocksa till en mobil gruvmaskin.

BAKGRUND TILL UPPFINNINGEN Vid underjordsgruvbrytning forflyttas vanligtvis fritt rorliga maskiner och fordon antingen pa hjul eller genom bandenheter. Storskaliga mobila gruvmaskiner ar emellertid for stcra och for tunga for att forflyttas pa en enda bandenhet.

PA grund av langden av en sadan maskin kravs flera bandenheter och maskinvagnar stods pa dessa bandenheter. Vagnarna är mekaniskt sammankopplade som ett konventionellt tag. I kontrast till ett konventionellt tag ãr emellertid bandenheterna inte rarliga pa spar sá att de enkelt kan dras av ett lokomotiv. I stallet maste vane bandenhet vara utrustad med en individuell kraftkalla f5r att tillhandahalla forflyttningskraften. Vidare maste varje bandenhet vara utrustad med en individuell sidostyrning anvandande larvband som har individuella rarelseformagor for att forflytta vagnen i sidled.

Vad galler en tidigare kand existerande losning maste varje vagn eller tagenhet styras individuellt genom manuella medel, t ex genom en person som avger manuella styrningskommandon fOr dragkraft och riktning till vane fordon. Detta leder till langsam och osaker drift.

En metod fOr styrning av en kontinuerlig draganordning som har inbardes sammankopplade enheter beskrivs i WO 0230792. Emellertid ar denna metod ofOrdelaktig genom att den kraver en 1 537 163 relativt komplex struktur has apparaten. Vidare, for automatiserad styrning, kraver den svepsensorer sasom laserskanners pa bAda sidor av varje tagenhet. Skanningarna frail laserskannarna behover fusioneras pa ett mycket berakningsintensivt &att. Detta är svart och kostsamt att utfora i realtid p& maskinen med hansyn tagen till sakerhetskraven som behover foljas.

Ett annat exempel pa bakgrundstekniken är US 5,999,865. Systemet enligt detta dokument omfattar bland annat en minnesanordning innehallande en uppsattning av sammanlankande noder som representerar Atminstone en vag genom passagevagar, och en processor far att jamfora avstand av sidovaggarna has passagevagarna och de sammanlankande noderna for styrning och instruering av fordonet for drift.

ANDAMAL OCH VIKTIGASTE SARDRAG HOS UPPFINNINGEN Det ãr ett andamal med uppfinningen att tillhandahalla en metod och ett system for manovrering av en mobil gruvmaskin som Atminstone adresserar problemen med bakgrundstekniken och i synnerhet drivs mer ekonomiskt och är mer tillforlitlig.

Dessa andamal uppnas genom en metod och ett system enligt ovan genom sardragen has de sjalvstandiga kraven.

Termen limanovrering" ar bar avsedd att inkludera: navigering, styrning och manovrering.

Den uppfinningsenliga metoden att manovrera en mobil gruvmaskin inkluderande tva eller flera sjalvstyrda och optionellt sjalvdrivna sammankopplade enheter, vilka är ihopkopplade som tagenheter via en respektive ledbar led, varvid sagda mobila gruvmaskin har en framatriktning och en bakatriktning, och varvid i en tunnelfoljarmod metoden inkluderar: - alstrande av en uppsattning av forsta signaler representativa far sidoavstand (lateralt) mellan atminstone en 2 537 163 sida av den mobila gruvmaskinen och en respektive narliggande vagg av sagda tunnel, och evaluering av sagda uppsattning av forsta signaler for att bestamma en sidoposition av den mobila gruvmaskinen i forhallande till vaggarna av sagda tunnel under k8rning, alstrande av styrningskommandon att sandas till ett framdrivningsarrangemang i andamal att bibehalla en position av den mobila gruvmaskinen for att sakerstalla frigang till tunnelvaggar under 'corning, - alstrande av en uppsattning av andra signaler representativa for avstand fran den mobila gruvmaskinen till ett frontvaggomrade, som ska narmas under korning, genom atminstone en fast ensriktad distanssensor riktad vasentligen I sagda framatriktning, - evaluering av sagda uppsattning av andra signaler f8r att bestamma en position av den mobila gruvmaskinen i fOrhallande till sagda frontvagg framfor och skapande en virtuell tunnellinje baserat pa evalueringen av sagda uppsattning av andra signaler under korning, - varvid den virtuella tunnellinjen skapas baserat pa en kombinatorisk evaluering av sagda uppsattning av andra signaler och sagda uppsattning av fOrsta signaler for att skapa sagda virtuella tunnellinje under korning, anvandande sagda uppsattningar av forsta och andra signaler for att producera styrningskommandon for manOvrering av den mobila gruvmaskinen mot sagda virtuella tunnellinje.

Harigenom kan i synnerhet sidostyrningen av ett tag av mekaniskt sammankopplade bandenheter vara synkroniserad med den styrda rorelsen (k8rning i bade framat- och bakatriktningarna) fOr hela taget. Detta ar annars en stor utmaning vid losningar enligt bakgrundstekniken, vilka vidlades av problemen sarskilt associerade med riktningsstyrningen som maste ta hansyn till att bandenheterna 3 537 163 ãr mekaniskt sammankopplade genom vagnarna, resulterande in olika styrningsbeteende och hastighet for varje individuell bandenhet under }corning, i synnerhet i kurvorna. Det har visat sig att den relativt personalintensiva och komplicerade styrningsprocessen enligt bakgrundstekniken kan elimineras.

Harigenom ãr en fordel med uppfinningen att problemen i samband med den manuella styrningsmetoden att vara i stand att fullt ut synkronisera dragkraft och att fullt ut kordinera styrningskommandona vilka ibland kan motverka varandra kan undvikas.

I synnerhet emanerar alla forsta signaler representativa for avstand i sidled (lateralt) fran fixa ensriktade sensorer, vilket nedbringar behovet av evalueringskapacitet fOr det associerade styrsystemet till ett minimum och majliggar att berakningshastigheten okas.

Genom anvandning av uppsattningarna av forsta signaler fran sidavstandssensorerna belagna pa sidan av maskinen, pa varje "tagenhet", an dessa sensordata salunda anvandbara for styrsystemet att kalkylera en individuell vag for varje sjalvdriven tagenhet i andamal att lata maskinen rara sig jamnt och automatiskt i den avsedda korriktningen.

Nan varje segment av ett multikombinationsfordon som utgor den mobila gruvmaskinen ar utrustad med atminstone en individuell lateral sensor, och var och en av dess individuella segment dr i tunneln, kan denna information anvandas for att styra multikombinationsfordonets individuella enheter i enlighet darmed. Distanssensorerna lokaliserade vid sidorna anvands sedan for att styra maskinen och dess individuella segment och darigenom fOr att undvika kollision mot tunnelvaggar.

Anvandning av sensorer pa endast en sida av fordonet gar det nodvandigt att ha tunnelbreddinformation i forhallande till maskinbreddinformation erhallen i forvag. 4 537 163 Det faredras att en uppsattning av forsta signaler produceras som ar representativa for avstand i sidled (lateralt) mellan bada sidor av den mobila gruvmaskinen och den respektive intilliggande vaggen hos sagda tunnel.

Darigenom Ai- tunnelbredden vid en given punkt enkelt beraknad genom bade lateraldistanssensorvarden plus bredden av maskinen mellan sidledssensorerna pa vanster och he)ger sida. Varje matpunkt plottad Over farddistansen for maskinen ger tunnelbredden och den laterala orienteringen av denna matpunkt pa maskinen inuti tunneln.

I en helt rak tunnel skulle det vara tillrackligt med endast sidovaggsdistansavkanning for att lata maskinen rora sig automatiskt. Eftersom i praktiken inga sadana tunnlar existerar maste frontenheten hos fordonet enligt denna aspekt av uppfinningen behova drivas i en framatriktning antingen manuellt eller genom nagon annan i och far sig kand styrprincip.

Genom att den uppfinningsenliga metoden ocksa inkluderar alstrande av en uppsattning av andra signaler relaterade till ett frontvaggomrade genom atminstone en fast ensriktad distanssensor och evaluering av sagda uppsattning av andra signaler for att bestamma en position i forhallande till sagda frontvagg och skapande en virtuell tunnellinje gor det majligt att fOrflytta och manovrera den uppfinningsenliga maskinen med automatisk kontrollmod i en okand infrastruktur aven i tranga tunnlar eller orter med anvandning av relativt okomplicerade medel.

Riktat framat hos maskinen i rorelseriktningen dr Atminstone en fast ensriktad distanssensor anvand for att detektera det fria utrymmet framat. Nar maskinen narmar sig en kurva, detekterar sensorn att avstandet till utsidan av kurvan minskar. I samband med styrningskommandona och rarelsen has maskinen mojliggars for en dator att berakna sagda virtuella 537 163 tunnellinje fran denna information. Denna virtuella tunnellinje mojliggor for datorstyrsystemet att alstra relaterade styraktioner.

Denna princip forutsatter att alla kurvor har kontrollerats for frihet att driva maskinen genom tunneln, sa styrsystemets princip är - sasom nar en langtradarfOrare manovrerar ett langtradartrailerfordon - att kOra sá langt mot utsidan av kurvan som mOjligt och nagot som kravs for att fOrhindra kollision av trailern pa den inre sidan av kurvan.

Nar, i drift, multikommunikationsfordonet narmar sig en kurva, detekterar distanssensorn (sensorerna) vid fronten av maskinen tunnelvaggen vid utsidan av kurvan pa ett avstand. Systemet alstrar sedan sagda styrningskommandon far att sandas till ett framdrivningsarrangemang hos maskinen. Exempelvis, dr harigenom styrsystemet arrangerat att styra maskinen rakt tills fronten av maskinen ãr positionerad pa ett bestamt avstand fran den yttre tunnelvaggen.

Under denna rOrelse bibehalls typiskt ett minimiavstand till utsidan av kurvan sá att maskinen ar i stand att svanga ut till utsidan vid starten av en kurvstyrningsfas. Vid denna punkt har sidoavstandssensorerna redan detekterat en signifikant breddning av tunneln vid insidan av kurvan. Nu barjar maskinen svanga in i kurvan foretradesvis fortfarande med en bakdel av varje enhet i den yttre tredjedelen av kurvsekvensen i andamal att medge mittre delar av de dragna enheterna att anvanda det inre kurvutrymmet for svangning. Anvandning av uppsattningen av andra signaler fran den framatriktade distanssensorn (sensorerna) medger styrsystemet att berakna den virtuella tunnelvagglinjen genom att lanka distansmatningspunkter lungs rOrelsevagen fOr maskinen och att berakna utrymmet framfor den och att darigenom estimera en yttre diameter av en kurva som narmar sig. 6 537 163 Utover sensorn (sensorerna) som dr riktade i framatriktningen, kan distanssensorerna som producerar uppsattningen av f8rsta signaler och ar lokaliserade pa sidorna i synnerhet anvdndas for att forbattra detektering av innerkurvstarten och diametern. Dessa sensordata dr ocksa anvdndbara for foljande av eller snarare justering av styrning till sagda virtuella tunnellinje.

Genom att den virtuella tunnellinjen skapas baserat pa en kombinatorisk evaluering av sagda uppsattning av andra signaler och sagda uppsdttning av fOrsta signaler for att skapa sagda virtuella tunnellinje under korning, med anvdndning av sagda uppsdttningar av forsta och andra signaler f6r att producera styrningskommandon f6r manovrering av den mobila gruvmaskinen mot sagda virtuella tunnellinje anvands fordelaktigt uppsattningarna av forsta signaler for att forbdttra berdkningen av den virtuella vdgglinjen tillsammans med uppsdttningen av andra signaler.

Uppfinningen tacker i grunden styrning av "tag" av sammankopplade band- eller hjulbaserade tagenheter, varvid var och en är utrustad med en individuell kraftenhet. Ddr kan foreligga st6dhjul narvarande mellan kraftenheterna vilka är sjdlvdrivna eller odrivna, styrbara eller icke styrbara.

Sammantaget behover den uppfinningsenliga metoden inte dyrbara laserskanners och resulterande sensorsignalfusionsmetoder som i fallet av WO 0230792.

Istallet gar anvdndningen av relativt enkla fixa frontsensorer som detekterar vdggarna under sjalva k6rningsprocessen ber&kningen mer enkelt genomforbar i realtid utan att behova anvanda omfattande ber&kningskrav, eftersom en mycket mindre mangd av data behover ber&knas, vilket ãr en stor fordel Over bakgrundstekniken.

Det utesluts inte att den uppfinningsenliga metoden anvands ocksa f8r att kora maskinen langs en virtuell 7 537 163 tunnellinje som ar fOrinlagrad i ett minne och att tunneldata erhalls frail evalueringen under manovrering och }corning jamfors med de i farvag lagrade virtuella tunnellinjedata, aven om sadana forinlagrade data inte ar nodvandiga. Detta gor det majligt att ytterligare reducera berakningen och Oka precisionen i sadana situationer.

Som en virtuell tunnellinje kan en virtuell tunnelvagglinje relaterad till en av tunnelsidovaggarna anvandas i manga fall sasom nar tunneln ár mycket vid eller tunnelvidd ãr kand. Normalt, emellertid, ãr det fordelaktigt att anvanda data for }pada tunnelsidovaggarna.

Det foredras att uppsattningen av andra signaler alstras genom atminstone en framatriktad punktlaserdistanssensor utgorande sagda atminstone en fast ensriktad distanssensor eftersom detta har visat sig ge sarskilt tillfOrlitliga resultat. Foredraget ocksa ãr de i sidled riktade sensorerna är i sidled riktade ensriktade distanssensorer, foretradesvis punktlaserdistanssensorer eller ultraljudsensorer.

Det foredras att, for att Oka precision under korning, sagda uppsattning av de forsta signaler ar evaluerade ocksa far kontrollering och om nodvandigt korrigering av vane sensor avgivande en annan uppsattning av signaler.

For okning av sakerheten foredras att om evalueringen resulterar i bestamning att den mobila gruvmaskinen inte bibehaller frigang till tunnelvaggarna, ett stoppkommando avges.

Enligt en foredragen aspekt alstras en uppsattning av tredje signaler representativa for vinklar av vinkelstallning mellan varje faljande enhet och en respektive foregaende enhet, och evalueras sagda uppsattning av tredje signaler for att forbattra bestamningen av sidopositionen av den mobila gruvmaskinen i forhallande till vaggarna av sagda tunnel under }corning. 8 537 163 F8r detta andamal ar foretradesvis alla tagenheter utrustade med vinkelsensorer i andamal att bestamma maskinens verkliga kinematik. Optionella (hydrauliska eller elektriska) paverkningsorgan kan anvandas for att hjalpa till att halla en planerad vinkel mellan enheter. Sam exempel kan tillhandahallas en ombordmodell for kinematiken som tacker maskinens statiska komponenter och dess drivenheter (bandeller hjulsammansattningar). Denna modell kan vara basis for styrningen av den mobila gruvmaskinen.

I och far sig kanda styralgoritmer kan anvandas i avseende pa en styrmetod som ar riktad framat. Ombordstyrningsproceduren ar arrangerad att bestamma orienteringen och positionen for drivenheterna. De dragna enheterna kan var och en ha en "titta framat"-algoritm i andamal att optimera styrning av enheterna kring kurvor.

Foredraget kan olika konventionella Atgarder anvandas for att verifiera data och for att 8ka noggrannheten. Stod kan ges genom odometrar pa tagenheterna. Sadana ytterligare inmatningar ar anvanda for att Oka noggrannheten hos navigationsalgoritmen och for att korrigera drift for konsistenskontroll och 8kning av noggrannhet. I fall reflektorer anvands som artificiella landmarken bakom maskinerna i tunneln, kan dessa reflektorer anvandas av fordonsf5rare som styrhjalpmedel i fallet av manuell styrning.

Evaluering av de respektive forsta, andra och/eller tredje signalerna liksom alstrande av styrningskommandona baserat respektive darpa utfors i realtid under manovrering av den mobila gruvmaskinen. Detta ar praktiskt majligt enligt uppfinningen utan att behova anvanda Overdriven berakningskapacitet.

I fall bakatriktade laserskanners anvands i kombination med reflektorpalar fOr att sa smaningom backa, behover nyapplicerade reflektorer inte positioneras av 9 537 163 gruvkontrollanter. De kan vara uppsatta i slumpvisa positioner latande laserskannern att automatiskt finna de nya positionerna om samtidigt ett tillrackligt antal av andra ref lektorer är mom omrAdet for skannern. De kanda positionerna for de existerande reflektionerna anvands for att finna positionen av skannern (den forenade "utgangspunkten"). Den nya reflektorn Ar synlig av skannern givande dess vinkeloch avstandsinformation. Denna information i relation till positionerna av landmarkena som redan ár kanda ãr positionen f6r den nya ref lektorn.

Uppfinningen relaterar ocksa till ett system for manovrering av en mobil gruvmaskin inkluderande tva eller flera sjalvstyrda och sjalvdrivna sammankopplade enheter vilka är kopplade som tagenheter Over en respektive ledbar led, varvid sagda mobila gruvmaskin har en framatriktning, varvid systemet inkluderar: forsta sensororgan fOr alstrande av en uppsattning av forsta signaler representativa for sidoavstand mellan atminstone en sida av den mobila gruvmaskinen och en respektive narliggande vagg av sagda tunnel, och forsta evalueringsorgan for evaluering av sagda uppsattning av forsta signaler for att bestamma en sidoposition av den mobila gruvmaskinen i f6rhallande till vaggarna av sagda tunnel under korning, - andra sensororgan i form av atminstone en fast ensriktad distanssensor riktad vasentligen i sagda framatriktning for alstrande av en uppsattning av andra signaler representativa for avstand fran den mobila gruvmaskinen till ett frontvaggomrade, som ska narmas under 'corning, - andra evalueringsorgan fOr evaluering av sagda uppsattning av andra signaler for att bestamma en position av den mobila gruvmaskinen i forhallande till sagda frontvAgg framfor, och for att skapa en virtuell tunnellinje under }corning, 10 537 163 - organ for alstrande av styrningskommandon och for sandande av dessa till ett framdrivningsarrangemang has den mobila gruvmaskinen i andamal att bibehalla frigang till tunnelvaggar under korning, varvid sagda organ for att alstra styrningskommandon ar inrattade f5r manovrering av den mobila gruvmaskinen mot sagda virtuella tunnellinje, och - organ for kombinatorisk evaluering av sagda uppsattning av andra signaler och sagda uppsattning av forsta signaler for att skapa sagda virtuella tunnellinje under korning, anvandande bada sagda uppsattningar av forsta och andra signaler far att producera sagda styrningskommandon fOr manovrering av den mobila gruvmaskinen mot sagda virtuella tunnellinje.

Ytterligare uppfinningsenliga systemsardrag motsvarande de ovan namnda metodsardragen ãr mom ramen far uppfinningen.

KORTFATTAD BESKRIVNING AV RITNINGAR Uppfinningen kommer nu att beskrivas mer i detalj mot bakgrund av utf5ringsformer och med referens till den bifogade ritningen, pa vilken: Fig. 1 visar, sett ovanifran, en mobil gruvmaskin i en tunnel under korning, och Fig. 2 illustrerar schematiskt en metodsekvens enligt uppfinningen.

BESKRIVNING AV UTFoRINGSEXEMPEL Fig. 1 visar en tunnel som har en krokt tunnelpassage 1 med en forsta inre krokt sidovagg 2 och en andra yttre krokt sidovagg 3 tillsammans bildande begransningar i sidled f5r tunnelpassagen 1. Inuti tunneln visas en rorlig mobil gruvmaskin 5 under korning i en framatriktning F. Den mobila gruvmaskinen 5 inkluderar en framre enhet 6, vilken i denna utforingsform ar en bergavverkande maskin som har ett 11 537 163 roterbart och svangbart skarhuvud 15 att appliceras mot en bergssida som ska avverkas.

Den framre enheten 6 är forbunden med en forsta dragen supportenhet 7 over en ledbar ledpunkt 8 pa ett tagliknande satt. Ytterligare dragna supportenheter kan forbindas bakat.

En ytterligare dragen enhet 7' ar indikerad med streckade linjer. En ytterligare ledbar ledpunkt for att forbinda den forsta dragna supportenheten och den dragna supportenheten ar indikerad med 8'.

Den mobila gruvmaskinen 5 a/. utrustad med styrbara framdrivningsorgan globalt refererade till som ett styrbart drivarrangemang, varav den framre enheten 6 är forsedd med en forsta och en andra drivenhet 12 och 12', var och en utrustad med tva i sidled av varandra positionerade larvband. Den forsta dragna supportenheten 7 är forsedd med en andra drivenhet 13, vilken är positionerad vid en bakre del av den forsta drivna supportenheten. Den andra drivenheten 13 inkluderar individuellt drivna sidledspositionerade larvband.

PA den framre enheten 6 ar arrangerade andra sensororgan, i detta fall i formen av tva fasta ensriktade distanssensorer 9 riktade i framatriktningen fOr den framre enheten 6. Distanssensorerna 9 riktar stralar framat fran den framre enheten 6, varvid sagda stralar mater den fersta krakta sidovaggen vid positioner framfor den mobila gruvmaskinen beroende pa maskinpositionen och riktning inuti tunneln och naturligtvis tunnels kurvatur. De andra sensororganen 9 är kapabla att producera signaler representativa for avstandet till punkter av patraffande has tunnelsidovaggen av de respektive sensorstralarna genom i och for sig kanda berakningsmetoder.

Givet att stralarna avges kontinuerligt under kOrning av den mobila gruvmaskinen 5, kommer sidovaggarna som har en inre kurvatur att "detekteras" av de passerade stralarna. Baserat 12 537 163 pa motsvarande signaler, vilka sands till en berakningsenhet 10, är signalerna evaluerade for distans till vdggpartier framfor maskinen. Enligt uppfinningen skapar ber&kningsenheten 10 ocksa en virtuell tunnellinje 4 (indikerad med en streckprickad linje). Denna virtuella tunnellinje 4, vilken kan vara en tunnelcentrumlinje (sasom i fallet av utforingsformen i fig. 1) eller t o m en sidovagglinje, kommer att anvdndas av berakningsenheten 10 fOr att styra styrning av den mobila gruvmaskinen under }corning darav inuti tunneln. Ett minne m ãr f6rbundet med berdkningsenheten 10.

Den framre enheten 6 ár ocksa utrustad med ett fOrsta sensororgan 11, vilka ar fasta ensriktade och riktade i sidled i andamal att mata avstand till intilliggande sidovaggar av tunneln. Ocksa den fOrsta dragna supportenheten 7 dr fOrsedd med likadana fOrsta sensororgan som ár fasta ensriktade och riktade i sidled far matning av avstand till en ndrliggande sidovagg hos tunneln. Ocksa optionella ytterligare dragna enheter 7' etc. ar foretradesvis fOrsedda med likadana fOrsta sensororgan som är fasta ensriktade och riktade i sidled.

De fOrsta sensororganen 11 fungerar som sdkerhetsvakter mot kollision av den mobila gruvmaskinen mot en tunnelsidovagg och dr foretradesvis ocksa anvanda for att forbattra berakningen av den virtuella tunnellinjen 4. Med fOrsta sensororgan riktade i bada sidledsriktningarna, sasom vid utforingsformen som visas i fig. 1, resulterar matningar tillhandahallna av det forsta sensororganet 11 ocksa direkt i tunnelbreddata.

I samband med ledpunkten 8 mellan den framre enheten och den fOrsta dragna supportenheten 7 ar arrangerat ett tredje sensororgan for att producera en uppsattning av tredje signaler, varvid sagda tredje sensororgan är en vinkelsensor som avkanner vinkelfOrflyttning mellan den framre enheten 6 och den fOrsta dragna supportenheten 7. Data fran denna sensor 13 537 163 kan anvandas for att forbattra noggrannheten med avseende pa kOrning och for att ge redundans at systemet.

Evaluering och kombinering av signaler mottagna fran alla sensorer hanteras foretradesvis av CPU 10 som ãr inkluderat i ett system for manovrering av den mobila gruvmaskinen. De forsta, andra och tredje evalueringsorganen och organen for kombinatorisk evaluering liksom organet f8r att producera styrningskommandon är salunda normalt inkluderade i CPU.

Baserat pa resultatet av evalueringen kalkylerar CPU en Onskad rutt for den mobila gruvmaskinen och i synnerhet air vane enhet darav, som kommer att resultera i jam fard genom tunneln med minimerad risk for enheter att kollidera med tunnelsidovaggar under kOrning. Styrningssignaler beraknas sedan for vane drivenhet med hansyn tagen till dimensionerna av varje framre och dragen enhet utgorande den mobila gruvmaskinen och ocksa ta i berakning positionerna av vane drivenhet pa vane framre och fOljande enhet, eftersom denna respektive position ar essentiell for hur den mobila gruvmaskinen ska styras.

De beraknade styrningskommandona sands darefter till den forsta drivenheten 12 liksom till den andra drivenheten 13 arrangerad vid den bakre delen av den forsta foljande supportenheten liksom till vane ytterligare drivenhet som är arrangerad i association med vane ytterligare foljande enhet 7'. Baserat pa dessa styrningskommandon kommer de individuella drivenheterna att styras for att styra de framre och foljande enheterna korrekt.

Jet ãr vidare majligt att ha arrangerat vid den ledbara leden 8 ett kraftarrangemang som tvingar den ledbara leden 8 att anta en viss vinkel fOr att assistera i styrning av den mobila gruvmaskinen exempelvis genom en sarskild abrupt kurva. Uppfinningen kan modifieras mom ramen f8r de foljande kraven och exempelvis an det mojligt att ha aktiva 14 537 163 sidledsriktade sensorer pa en sida endast av den mobila gruvmaskinen. Det ãr mojligt att ha en eller flera sensorer riktade framat inte endast tva sadana sensorer.

Det är ocksa mojligt att driva den mobila gruvmaskinen i en omgivning dar tunnellinjen ar kand fran tidigare matningar. 1 sadant fall kan mangden berakningar reduceras och begransas till att verifiera data som ár forinlagrade i minnet M for att identifiera position langs en i forvag inlagrad tunnellinje.

En metodsekvens illustreras schematiskt i fig. 2: Position 20 indikerar start av sekvensen for manovrering av en mobil gruvmaskin inkluderande en framre enhet och en eller flera foljande enheter, vilka Ar sammankopplade over en respektive ledbar led i en tunnelfoljarmod.

Position 21 indikerar producering av en uppsattning av andra signaler representativa for distanser fran den mobila gruvmaskinen till ett frontvaggomrade genom atminstone en fast ensriktad distanssensor.

Position 22 indikerar evaluering av sagda uppsattning av andra signaler for att bestamma en position av den mobila gruvmaskinen i fOrhallande till ett vaggparti framat och baserande resultatet av denna evaluering pa skapande av en virtuell tunnellinje.

Position 23 indikerar producering av en uppsattning av forsta signaler representativa for sidledsavstand mellan atminstone en sida av den mobila gruvmaskinen och en respektive nArliggande vagg av sagda tunnel.

Position 24 indikerar evaluering av sagda uppsattning av forsta signaler for att bestamma en sidledsposition av den mobila gruvmaskinen i forhallande till vaggarna av sagda tunnel och att anvanda resultaten av denna evaluering for skapandet av den virtuella tunnellinjen. 537 163 Position 25 indikerar producering av en uppsattning av tredje signaler representativa for vinklar for artikulation mellan vane foljande enhet och en respektive fbregaende enhet. Position 26 indikerar evaluering av sagda uppsattning av tredje signaler for att forbattra bestamningen av sidledspositionen av den mobila gruvmaskinen i forhallande till vaggarna av sagda tunnel under karning.

Position 27 indikerar producering av styrningskommandon att sandas till ett drivarrangemang i andamal att bibehAlla en position av den mobila gruvmaskinen tillhandahallande avstand till tunnelsidovaggar under korning.

Position 28 indikerar slut pa sekvensen.

Sekvenstegen repeteras i huvudsak kontinuerligt sá att maskinen kan framforas utan fOrdrojning aven genom en tunnel som har okand layout. 16

Claims (19)

537 163 PATENTKRAV 1. Metod for manovrering av en mobil gruvmaskin (5) inkluderande tva eller flera sjalvstyrda sammankopplade enheter (6,7) vilka ãr kopplade som tagenheter Over en respektive ledbar led (8), varvid sagda mobila gruvmaskin (5) har en framatriktning (F) och en bakatriktning, och varvid i en tunnelf6ljarmod metoden inkluderar:

1. alstrande av en uppsattning av forsta signaler representativa for sidoavstand mellan atminstone en sida av den mobila gruvmaskinen (5) och en respektive narliggande vagg (2,3) av sagda tunnel, och 2. evaluering av sagda uppsattning av forsta signaler for att bestamma en sidoposition av den mobila gruvmaskinen (5) i forhallande till vaggarna (2,3) av sagda tunnel under k6rning, 3. alstrande av styrningskommandon att sandas till ett framdrivningsarrangemang i andamal att bibehalla en position av den mobila gruvmaskinen (5) for att sakerstalla frigang till tunnelvaggar (2,3) under korning, - alstrande av en uppsattning av andra signaler representativa for avstand fran den mobila gruvmaskinen (5) till ett frontvaggomrade, som ska narmas under }corning, genom atminstone en fast ensriktad distanssensor (9) riktad vasentligen i sagda framatriktning (F), - evaluering av sagda uppsattning av andra signaler for att bestamma en position av den mobila gruvmaskinen (5) i forhallande till sagda frontvagg framfor och skapande en virtuell tunnellinje (4) baserat pa evalueringen av sagda uppsattning av andra signaler under }corning, och - anvandande av sagda uppsattning av andra signaler for att alstra styrningskommandon f6r manovrering av den mobila gruvmaskinen (5) mot sagda virtuella tunnellinje (4), varvid den virtuella tunnellinjen (4) skapas baserat pa en 17 537 163 kombinatorisk evaluering av sagda uppsattning av andra signaler och sagda uppsattning av forsta signaler for att skapa sagda virtuella tunnellinje under k8rning, anvandande sagda uppsattningar av fOrsta och andra signaler for att producera styrningskommandon for manovrering av den mobila gruvmaskinen mot sagda virtuella tunnellinje.

2. Metod enligt krav 1, varvid uppsattningen av andra signaler alstras genom Atminstone en framAtriktad punktlaserdistanssensor (9) utgarande sagda Atminstone en fast ensriktad distanssensor (9).

3. Metod enligt krav 1 eller 2, varvid som den virtuella tunnellinjen (4), atminstone en virtuell tunnelvagglinje (4) for en av tunnelsidovaggarna (2,3) anvands.

4. Metod enligt nagot av faregaende krav, varvid under korning, sagda uppsattning av forsta signaler evalueras ocksa far kontrollering och cm nodvandigt korrigering av varje sensor avgivande en annan uppsattning av signaler.

5. Metod enligt nagot av foregaende krav, varvid, cm evalueringen resulterar i bestamning att den mobila gruvmaskinen (5) inte bibehaller frigang till tunnelvaggarna (2,3), ett stoppkommando avges.

6. Metod enligt nagot av foregaende krav, inkluderande: 1. alstrande av en uppsattning av tredje signaler representativa fOr vinklar av vinkelstallning mellan varje foljande enhet (7) och en respektive foregaende enhet (6), och 2. evaluering av sagda uppsattning av tredje signaler for att forbattra bestamningen av sidopositionen av den mobila 18 537 163 gruvmaskinen (5) i forhallande till vaggarna (2,3) av sagda tunnel under korning.

7. Metod enligt nagot av fOregaende krav, varvid sagda virtuella tunnellinje (4) är i forvag lagrad i ett minne (M) och att tunneldata erhallen fran evalueringen under korning jamfors med de i forvag lagrade virtuella tunnellinjedata.

8. Metod enligt nagot av fOregaende krav, varvid evaluering av de respektive signalerna och alstrande av styrningskommandona baserat darpa utf8rs i realtid under manovrering av den mobila gruvmaskinen (5).

9. System for manovrering av en mobil gruvmaskin (5) inkluderande tva eller flera sjalvstyrda sammankopplade enheter (6,7) vilka ar kopplade som tAgenheter Over en respektive ledbar led (8), varvid sagda mobila gruvmaskin (5) har en framAtriktning (F) och en bakatriktning, varvid systemet kannetecknas av: - forsta sensororgan (11) for alstrande av en uppsattning av f8rsta signaler representativa for sidoavstand mellan Atminstone en sida av den mobila gruvmaskinen (5) och en respektive narliggande vagg (2,3) av sagda tunnel, och 1. forsta evalueringsorgan f6r evaluering av sagda uppsattning av forsta signaler for att bestamma en sidoposition av den mobila gruvmaskinen (5) i forhAllande till vaggarna (2,3) av sagda tunnel under kOrning, 2. andra sensororgan (9) i form av atminstone en fast ensriktad distanssensor (9) riktad vasentligen i sagda framatriktning (F) for alstrande av en uppsattning av andra signaler representativa for avstand fran den mobila gruvmaskinen (5) till ett frontvaggomrade, som ska /lamas under korning, 19 537 163 - andra evalueringsorgan for evaluering av sagda uppsattning av andra signaler for att bestamma en position av den mobila gruvmaskinen (5) i forhAllande till sagda frontvagg framf Or, och for att skapa en virtuell tunnellinje (4) under kOrning, - organ for alstrande av styrningskommandon och for sandande av dessa till ett framdrivningsarrangemang hos den mobila gruvmaskinen i andamAl att bibehAlla frigAng till tunnelvaggar (5) under k6rning, varvid sagda organ fOr att alstra styrningskommandon ãr inrattade for manovrering av den mobila gruvmaskinen mot sagda virtuella tunnellinje, och - organ fOr kombinatorisk evaluering av sagda uppsattning av andra signaler och sagda uppsattning av fOrsta signaler for att skapa sagda virtuella tunnellinje (4) under korning, anvandande bAda sagda uppsattningar av fOrsta och andra signaler f6r att producera sagda styrningskommandon f6r manovrering av den mobila gruvmaskinen (5) mot sagda virtuella tunnellinje (4).

10. System enligt krav 9, varvid det innefattar Atminstone en framAtriktad punktlaserdistanssensor (9) utgorande sagda Atminstone en fast ensriktad distanssensor (9).

11. System enligt krav 9 eller 10, varvid sagda fOrsta sensororgan (11) ar sidledsriktade ensriktade distanssensorer, fOretradesvis punktlaserdistanssensorer.

12. System enligt nAgot av kraven 9 - 11, varvid det innefattar organ for evaluering av sagda uppsattning av fOrsta signaler i andamAl av ocksA kontrollering och am nodvandigt korrigering av ett annat sensororgan.

13. System enligt nAgot av kraven 9 - 12, varvid det inkluderar: 537 163 - tredje sensororgan for alstrande av en uppsattning av tredje signaler representativa for vinklar av vinkelstallning mellan varje foljande enhet (7) och den respektive foregaende enheten (6), - tredje evalueringsorgan for evaluering av sagda uppsattning av tredje signaler for att forbattra bestamningen av en sidoposition av den mobila gruvmaskinen i fOrhallande till vaggarna av sagda tunnel under korning.

14. System enligt nagot av kraven 9 - 13, varvid det innefattar organ f8r sakerhetsstoppa riggen (5), varvid sagda organ ãr inrattat att bestamma am fortsatt korning inte bibehaller frigang mellan hela riggen (5) och tunnelvaggarna (2,3), och i ett sadant fall avge ett stoppkommando.

15. System enligt nagot av kraven 9 - 14, varvid ett minne (M) ar arrangerat for att i forvag lagra virtuella tunnellinjedata, och varvid organ ãr inrattade for jamfora tunnellinjedata erhallna under k8rning med i forvag lagrade virtuella tunnellinjedata.

16. System enligt nagot av kraven 9 - 15, varvid organ for evaluering av de respektive signalerna och organ for alstrande av styrningskommandon baserat darpa ar inrattade att arbeta i realtid under manovrering av den mobila gruvmaskinen (5).

17. System enligt nagot av kraven 9 - 16, varvid sagda tva eller flera sjalvstyrda sammankopplade enheter (6,7) ar sjalvdrivna. 30

18. Mobil gruvmaskin inkluderande ett system enligt nagot av kraven 9 - 17. 21 537 163

19. Mobil gruvmaskin enligt krav 18 inkluderande en fr&mre bergavverkningsenhet (6) och en eller flera foljande supportenheter (7,7). 22 537 163 1/1