(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
削岩リグを穿孔現場に駆動して、該穿孔現場で前記削岩リグが有する穿孔ユニットを用いて少なくとも１つの掘削孔を穿孔し、
燃焼エンジンのない駆動機器で前記削岩リグを移動させて、少なくとも１つの制御装置で制御される少なくとも１つの電気駆動モータで必要な回転トルクを発生させ、該モータから伝達接続部を介して少なくとも１つの駆動輪へ前記回転トルクを伝達することを含む削岩リグの位置決め方法において、
前記駆動モータの回転動作を機械的なアンチスリップ伝達接続部を介して前記駆動輪に伝達し、
平坦でないまたは傾斜した走行面を有する穿孔現場で前記削岩リグを位置決めし、
電気モータを使用して位置決め中における前記削岩リグの移動および停止を行い、
前記駆動輪に対して走行面の変化に起因するトルク負荷変動に関係なく、位置決め中における前記駆動モータの回転速度と前記駆動輪の回転速度の比を一定に保つことを特徴とする削岩リグの位置決め方法。
【請求項２】
請求項１に記載の方法において、該方法は、前記電気駆動モータを使用して前記削岩リグを静止状態に保つことを特徴とする方法。
【請求項３】
請求項１または２に記載の方法において、該方法は、前記電気駆動モータの回転を少なくとも１つの周波数変換器によって無段で制御することを特徴とする方法。
【請求項４】
前記請求項のいずれかに記載の方法において、該方法は、
前記駆動機器の少なくとも１つの構成要素の回転を、少なくとも１つの測定装置で測定し、
測定情報および前記駆動輪の寸法に基づき前記削岩リグが走行した距離を判定し、
距離情報を前記削岩リグの制御ユニットのユーザインタフェースで操作者に表示し、
位置決めに際して新たな目標位置を示す距離値を前記制御ユニットのユーザインタフェースに手動入力し、
前記制御ユニットの制御のもと、前記新たな目標位置へ前記削岩リグを移動することを特徴とする方法。
【請求項５】
前記請求項のいずれかに記載の方法において、該方法は、
位置決め運転用の最高許容速度を前記制御ユニットに入力し、
該制御ユニットにより速度を該最大値以下に保つことを特徴とする方法。
【請求項６】
前記請求項のいずれかに記載の方法において、該方法は、
位置決め運転用の速度範囲を前記制御ユニットに入力し、
速度を前記入力された速度範囲内に保つことを特徴とする方法。
【請求項７】
前記請求項のいずれかに記載の方法において、該方法は、
平坦でないまたは傾斜した走行面を有する穿孔現場で前記削岩リグを位置決めし、
前記駆動輪に対して走行面の変化に起因するトルク負荷変動に関係なく、位置決め中における前記駆動モータの回転速度を実質的に一定に保つことを特徴とする方法。
【請求項８】
複数の車輪を有する可動キャリアと、
削岩リグを駆動する燃焼エンジンのない駆動機器とを含み、該駆動機器は少なくとも１つの電気駆動モータと、該駆動モータを制御する少なくとも１つの制御装置と、前記駆動モータと少なくとも１つの駆動輪の間の動力伝達部材とを含み、さらに、
前記キャリッジに対して移動可能な少なくとも１つのブームと、
該少なくとも１つのブームに配置された少なくとも１つの削岩機と、
速度要求を入力するユーザインタフェースを有する少なくとも１つの制御ユニットとを含む削岩リグにおいて、
前記電気駆動モータと前記駆動輪の間に機械的なアンチスリップ伝達接続部があり、
該削岩リグは、該削岩リグの速度を判定する少なくとも１つの測定装置を含み、
前記制御ユニットは制御手順を含み、前記制御ユニットは、前記制御手順に従い前記電気駆動モータを前記制御装置によって調整して、前記駆動輪に対し平坦でないまたは傾斜した走行面に起因するトルク負荷変動に関係なく、前記速度の速度要求に対する比が一定に保たれるように構成されていることを特徴とする削岩リグ。
【請求項９】
請求項８に記載の削岩リグにおいて、
前記伝達接続部は該削岩リグの両駆動方向ともすべらず、これによって削岩リグの第１移動方向への移動は前記駆動モータが第１方向に回転することを常に必要とし、同様に、逆向きである該削岩リグの第２移動方向への移動は前記駆動モータが逆向きの第２方向に回転することを常に必要とし、
前記電気駆動モータを制御する前記制御装置は周波数変換器であることで、前記駆動モータは無段による回転速度およびトルクの制御を行うことを特徴とする削岩リグ。
【請求項１０】
請求項８または９に記載の削岩リグにおいて、
前記駆動機器は、該駆動機器の少なくとも１つの構成要素の回転を検出する少なくとも１つのセンサを有し、
前記制御ユニットは、測定情報および前記駆動輪の寸法に基づき該削岩リグが走行した距離を判定するよう構成され、
前記制御ユニットは、距離情報を操作者に表示するユーザインタフェースを有することを特徴とする削岩リグ。
【請求項１１】
請求項10に記載の削岩リグにおいて、
前記制御ユニットの前記ユーザインタフェースは、移動動作距離要求を手動で前記制御ユニットに提供する少なくとも１つの手操作要素を有し、
前記制御ユニットは、前記駆動モータを制御して既定の移動動作を実行するよう構成されていることを特徴とする削岩リグ。
【請求項１２】
請求項11に記載の削岩リグにおいて、
前記制御ユニットの前記ユーザインタフェースは少なくとも１つの手操作要素を有し、該手操作要素には移動動作距離値が予め定められ、
該操作要素の一操作で、該操作要素に予め定められた距離値により該削岩リグの実際の移動動作を生じることを特徴とする削岩リグ。
【請求項１３】
請求項８ないし12のいずれかに記載の削岩リグにおいて、
前記制御ユニットは、少なくとも２つの選択可能な速度範囲をもち、
第１速度範囲は穿孔現場間での移動運転用であり、
第２速度範囲は前記穿孔現場での位置決め用であることを特徴とする削岩リグ。
【請求項１４】
請求項８ないし13のいずれかに記載の削岩リグにおいて、
該削岩リグの最高許容速度が前記制御ユニットに与えられ、
該制御ユニットは、速度が常に最高許容速度以下になるように前記駆動機器を制御するよう構成されていることを特徴とする削岩リグ。
【請求項１５】
請求項14に記載の削岩リグにおいて、前記制御ユニットは前記削岩リグの位置および最大速度データ要素を考慮して鉱山の少なくとも一区間での最高許容速度を検出するよう構成され、前記最大データ要素には前記鉱山の少なくとも一区間の最高許容速度が定められていることを特徴とする削岩リグ。
【請求項１６】
請求項８ないし15のいずれかに記載の削岩リグにおいて、
前記制御ユニットの前記ユーザインタフェースは少なくとも１つの手操作要素を有し、該手操作要素の偏位操作の大きさは前記駆動モータを制御する前記制御装置に送信される速度要求の大きさに比例し、
該手操作要素の偏位操作に対する前記駆動モータの実際の反応は、高速での移動運転用と低速での位置決め運転用で異なることを特徴とする削岩リグ。
【請求項１７】
請求項８ないし16のいずれかに記載の削岩リグにおいて、
該削岩リグは、該削岩リグの長手方向への急な傾斜および揺れを検出する少なくとも１つの傾斜センサを備え、
前記制御ユニットは、駆動力伝達部を制御して前記検出した動きを補正するように構成されることを特徴とする削岩リグ。
【請求項１８】
請求項８ないし17のいずれかに記載の削岩リグにおいて、
前記駆動機器は、該駆動機器に属する少なくとも１つの構成要素が回転するにつれてパルスを発生する少なくとも１つのパルスセンサを備え、
前記駆動モータの回転は、最大で生成された１パルス分の精度で制御可能であることを特徴とする削岩リグ。
【請求項１９】
請求項８ないし18のいずれかに記載の削岩リグにおいて、前記機械的な伝達接続部は、前記駆動モータが駆動するよう構成された少なくとも１つのギアボックスを有することを特徴とする削岩リグ。
【請求項２０】
請求項８ないし19のいずれかに記載の削岩リグにおいて、前記駆動モータは、前記駆動輪のシャフトに直接配置された電気ハブモータであることを特徴とする削岩リグ。
【発明の詳細な説明】
【発明の背景】
【０００１】
本発明は削岩リグの位置決め方法に関するものである。削岩リグを穿孔のため穿孔現場へ動かす。削岩リグは位置決めの際、もっぱら燃焼エンジンのない電気駆動機器により移動する。必要な回転トルクを制御装置が制御する電気駆動モータで発生させる。駆動モータから伝達接続部を介して駆動輪に回転トルクを伝える。
【０００２】
本発明はさらに削岩リグに関するものである。
【０００３】
本発明の分野を独立請求項の前段でさらに詳細に記載する。
【０００４】
鉱山において、削岩リグは、予定した穿孔現場で掘削孔を穿孔するために用いられる。掘削孔を穿孔してしまったら、採掘車両を次の穿孔現場へ移して新たな穿孔扇形部または切羽を穿孔する。地下鉱山においては特に、電気モータで発生した動力によって移動運転することが有益である。移動運転に必要なエネルギーは電池に貯蔵されることがある。穿孔現場での正確な位置決めは労力を要する措置となりがちである。穿孔現場での地面は平坦ではない場合もあり、穿孔現場は狭いトンネル内である場合もあるため、作業はさらに複雑となる。在来の削岩リグを穿孔現場内へ動かすことは困難である。なぜならば、それらの駆動機器は正確な位置決めに十分に適したものでないからである。
【発明の簡単な説明】
【０００５】
本発明は、新規で改良された削岩リグおよびその位置決め方法を提供することを目的とする。
【０００６】
本発明の方法は、機械的なアンチスリップ伝達接続部を介して駆動モータの回転動作を駆動輪に伝達し、位置決め中、駆動モータの回転速度と駆動輪の回転速度の比を一定に保ち、位置決め中、削岩リグの移動および停止に電気モータだけを使用するという特徴を有する。
【０００７】
本発明の削岩リグは、電気駆動モータと駆動輪との間に機械的なアンチスリップ伝達接続部があり、削岩リグは、該削岩リグの速度を判定する少なくとも１つの測定装置を有し、制御ユニットは制御手順を含み、制御手順に従い、制御装置によって速度と速度要求の比が一定に保たれるように調整するように構成されているという特徴を有する。
【０００８】
その概念は、回転トルクを駆動モータから機械的なアンチスリップ伝達接続部を介して駆動輪へ伝達することにある。さらに、駆動モータの回転速度を調節して、位置決めの際、駆動輪の回転速度に対して駆動モータの回転速度を一定に維持する。削岩リグを所要の位置決め場所へと動かして、駆動モータの回転を制御することによってそこで止める。
【０００９】
１つの利点は、削岩リグを位置決め場所に正確に配置できることにあり、とりわけ操縦が円滑で速いことを意味する。加えて、削岩リグの移動および停止が制御される。なぜならば、削岩リグの移動や停止は駆動モータで実現されるように構成されているからである。改良した動作制御は、安全性を増加させ、衝突およびへこみを減少させ、さらに、位置決めを操作者にとってより便利かつ容易にする。
【００１０】
一実施例の概念は、位置決めの際、削岩リグの移動および停止に電気駆動モータだけを使用することにある。通常は車輪と接続している削岩リグの主ブレーキを用いる必要は全くない。この実施例によれば位置決め制御はより容易になる。なぜならば、別々のブレーキを用いずに移動と停止を制御できるためである。操作者は位置決めの際、１つの操作要素を使用しさえすればよい。また、主ブレーキの負荷と保守の必要性は減る。摩擦力に基づく主ブレーキではなく、この実施例では停止動作中に駆動モータのトルクを利用する。
【００１１】
一実施例の概念は、電気駆動モータを使用して削岩リグを定位置に保つことにある。そのとき、削岩リグの主ブレーキとそのパーキングブレーキ機能を使用してリグを定位置に保つ必要はない。この実施例によれば、所定位置にリグを位置決めしたままにするのがより容易になる。なぜならば、ブレーキを使用せずに行えるためである。操作者は、別途パーキングブレーキを取り付ける必要がなく、駆動モータに伝達される速度要求値がゼロであれば、電気駆動モータが一種のパーキングブレーキとして働き、自動的にリグを定位置に保つ。また、通常のパーキングブレーキの負荷および保守の必要性が減る。
【００１２】
一実施例の概念は、少なくとも１つの周波数変換器によって電気駆動モータの回転を無段で制御することにある。周波数変換器を用いて、静止時に削岩リグが動かないように電気モータを制御することができる。さらに、例えば平坦でない地面を移動するときや障害物を越えて行くときに削岩リグは安定して運転される。なぜならば、駆動モータの回転速度およびトルクを周波数変換器で制御して、前進方向および戻り方向の双方への制御されない急な動きを防ぐようにできるからである。
【００１３】
一実施例の概念は、駆動機器の少なくとも１つの構成要素の回転を少なくとも１つのセンサで測定することにある。この測定情報および駆動輪の寸法に基づき削岩リグが走行した距離を判定する。距離情報は削岩リグ制御ユニットのユーザインタフェースで操作者に提示できる。操作者は、新たな位置決め目的地である距離値を、ユーザインタフェースに手動入力する。この後、制御ユニットは入力された新たな目的地へ削岩リグを駆動する。この特徴は、操作者の作業を大幅に容易にし、位置決め精度を向上させる。削岩リグは通常、掘削孔を予め定められた穿孔パターンに従って穿孔できるように、穿孔現場で正確に位置決めされる必要がある。削岩リグの位置は、トンネルレーザなどの測定装置を用いてナビゲーションおよび穿孔開始前に測定することができる。測定結果が削岩リグを具体的な距離、例えば50cm前方へさらに動かす必要があることを示す場合、制御ユニットにこの距離値を入力することは操作者にとって非常に容易なことであり、制御ユニットは制御命令を受信するとリグを自動で新しい位置に移動させる。
【００１４】
一実施例の概念は、位置決め運転用の最高許容速度を制御ユニットに設定することにある。制御ユニットは、移動速度が常に、設定された最大速度以下に維持されるようにする。この実施例では安全性が増す。
【００１５】
一実施例の概念は、位置決め運転用の速度範囲を制御ユニットに設定することにある。制御ユニットは、移動速度が常に与えられた速度範囲内に維持されるようにする。
【００１６】
一実施例の概念は、走行面が平坦でない穿孔現場で削岩リグを位置決めすることにある。平坦でない走行面のため、車輪の回転に影響を与えようとする力が駆動輪にかかる。しかし、位置決め中、ねじれ負荷変動が駆動輪にかかっても、駆動モータの回転速度は速度要求に関連して本質的に一定に保たれる。
【００１７】
一実施例の概念は、削岩リグの移動方向に傾斜した走行面を有する穿孔現場で削岩リグを位置決めすることにある。上り坂または下り坂の走行のため、車輪の回転に影響を与えようとする力が駆動輪にかかる。しかしながら、位置決め中にねじれ負荷変動が駆動輪にかかっても、駆動モータの回転速度は速度要求に関連して本質的に一定に保たれる。
【００１８】
一実施例の概念は、制御ユニットのユーザインタフェースは、移動動作距離要求を手動で制御ユニットに提供する少なくとも１つの手操作要素を有することにある。制御ユニットは駆動モータを制御して既定の移動動作を実行する。
【００１９】
一実施例の概念は、制御ユニットのユーザインタフェースは少なくとも１つの手操作要素を有し、手操作要素に移動動作距離値を予め定めておくことにある。このような操作要素の一操作で、操作要素に予め定められた距離値で削岩リグの実際の移動動作を生じることである。ユーザインタフェースは、例えば押しボタンを有してもよく、ボタンを１回押すことにより所定の大きさの距離値を制御ユニットに提供する。この種の操作要素で制御ユニットに移動動作距離値を与えることは、操作者にとって非常に容易なことである。ユーザインタフェースは表示装置を有してもよく、表示装置には入力された距離値の大きさが示される。さらに、ユーザインタフェースは各々で距離値が異なるいくつかの操作要素を有していてもよい。
【００２０】
一実施例の概念は、制御ユニットは少なくとも２つの選択可能な速度範囲を有することにある。操作者は、制御ユニットのユーザインタフェースを用いて速度範囲を選択できる。第１速度範囲を穿孔現場間を行き来する移動運転用に設計し、第２速度範囲を穿孔現場での遅い位置決め移動用に設計してもよい。
【００２１】
一実施例の概念は、制御ユニットは、鉱山の少なくとも一区間を走行する最高許容速度を認識することにある。制御ユニットは、削岩リグの位置および鉱山の少なくとも一区間の最高許容速度が定められている最大速度データ要素を考慮する。削岩リグを鉱山で移動させるとき、異なる区間毎に設定された所定の速度制限を自動的に考慮してもよい。また、鉱山の制御施設は、状況や交通密度などの変化に応じて、速度データ要素を変えてもよい。
【００２２】
一実施例の概念は、制御ユニットのユーザインタフェースは、少なくとも１つの手操作要素を有し、手操作要素の偏位操作の大きさは、駆動モータを制御する制御装置に送信される速度要求の大きさに比例することにある。手操作要素の偏位操作に対する駆動モータの反応は、高速での移動運転と、低速での位置決め運転とで異なる。位置決め運転および移動運転では、操作要素の動作範囲は別々に決めてもよい。さらに、操作要素の偏位操作に抗する操作抵抗は駆動状況の違いに応じて異なっていてもよい。
【００２３】
一実施例の概念は、削岩リグは、削岩リグの長手方向への急な傾斜および揺れを検出する少なくとも１つの傾斜センサを有することにある。制御ユニットは、検出した動きを補正するように駆動力の伝達を制御する。この実施例により、削岩リグの安定性を向上させることができる。
【００２４】
一実施例の概念は、駆動機器は、駆動機器に属する少なくとも１つの構成要素の回転に応じてパルスを発生する少なくとも１つのパルスセンサを有することにある。パルスセンサから得られる測定データは、制御ユニットに送信される。制御ユニットは、最大で生成された１パルス分の精度で、測定データに基づき駆動モータの回転を制御する。
【００２５】
一実施例の概念は、機械的な伝達接続部は、駆動モータで駆動するように配置された少なくとも１つのギアボックスを有することにある。
【００２６】
一実施例の概念は、駆動モータは、駆動輪のシャフトに直接配置された電気ハブモータである。
【００２７】
一実施例の概念は、削岩リグの車輪に接続された各主ブレーキを例外的状況でのみ使用することにある。駆動モータは作動ブレーキとして作用し、主ブレーキは非常事態用だけである。電気駆動モータおよびその制御によって削岩リグの停止および静止状態が維持されるのであれば、操作者は通常走行中、ブレーキペダルまたは主ブレーキもしくはパーキングブレーキの対応する操作要素を全く使用する必要がない。これによって操作者の作業はより容易になる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
本発明のいくつかの実施形態を添付図面においてより詳細に説明する。
【図１】穿孔のために穿孔現場で位置決めされた削岩リグの概略図である。
【図２】機械的なアンチスリップ伝達接続部を介して駆動輪に接続された電気駆動モータを有する駆動機器の概略図である。
【図３】電気駆動システムの概略図である。
【図４】削岩リグで実行される動作を説明する図である。
【図５】本発明の駆動機器により操作者の作業が容易になるいくつかの走行状況を概略的に示す図である。
【図６】制御装置のユーザインタフェースの概略図である。
【図７】扇形部穿孔現場に対するリグの位置決めの概略的上面図である。
【００２９】
各図は、明確化のためにいくつかの実施形態を簡略化して示す。図面において、同様の部分は同じ参照番号で示される。
【いくつかの実施例の詳細な説明】
【００３０】
図１は、穿孔ユニット４を搭載した１本以上の穿孔ブーム3a、3bを装備した可動キャリア２を有する削岩リグ１を示す。穿孔ユニット４は、送り装置７により送りビーム５上を移動可能な削岩機６を装備した送りビーム５を有してもよい。削岩機６は、工具９への衝撃パルスを発生させる衝撃装置８と、工具９を回転させる回転装置10を有してもよい。さらに、フラッシング装置を含んでもよい。図示されたブーム3aおよびこれに配置された穿孔ユニット４は、トンネルの切羽11または相当する穿孔現場で掘削穴を穿孔する用に供する。あるいは、ブームおよびそれに取り付けられた穿孔ユニットを、岩盤洞穴の天井および両壁に扇形部の掘削孔を穿孔するよう設計してもよい。さらに、削岩リグ１は、やはり削岩機６を有するボルト締め装置12を装備したブーム3bを有してもよい。削岩リグ１は、液圧ポンプ34、液圧通路、タンク、および弁などのような必要な制御手段を含む液圧システム13を有してもよい。液圧システム13は、穿孔ブーム3a、3bを動かすのに必要なアクチュエータ15および削岩機６と接続された穿孔液圧システムであってもよい。削岩リグ１は、削岩リグ１のシステムを制御するように調整された１つ以上の制御ユニットＣもまた備えている。制御ユニットＣは、コンピュータまたはプロセッサ、プログラマブル論理回路もしくは目的に適した他の制御装置を有する相応する制御装置であってもよく、コンピュータ等に少なくとも１つの制御手順を設定でき、その制御手順により独立にまたは操作者と協動して制御を実行する。制御ユニットＣは、鉱山の制御システム29と接続してもよく、制御システムから穿孔パターン、穿孔現場や移動運転に関する情報、経路情報および鉱山で操作するための他の指示や情報を送信できる。
【００３１】
削岩リグ１は、１つ以上の掘削孔を穿孔するため穿孔現場Ｐで位置決めされる。通常は、予め立案した穿孔パターンに従って穿孔する。穿孔現場Ｐに対して定めた仕事が完了すると、削岩リグ１は、穿孔現場Ｐから新たな穿孔現場に移動し、または、例えば点検のために他のどこかに移動する。削岩リグ１は、燃焼エンジンを含まない駆動機器16を具備している。すなわち、燃焼エンジンは使用されない。代わりに、駆動機器16は１つ以上の電気モータＭを含み、電気モータＭが移動運転に必要な動力を生成する。電気モータＭはギアボックス17に接続されてもよく、ギアボックス17から各シャフトまたは同等の動力伝達部材18を介して回動力を１つ以上の車輪19に伝達する。移動運転時に必要なエネルギーをエネルギー貯蔵部Ｂに蓄積してもよく、エネルギー貯蔵部Ｂは例えば電池でもよい。駆動機器16は、１台以上の制御装置Ｓと１個以上の制動抵抗20をさらに含んでいてもよい。
【００３２】
図１は、手操作要素30も示しており、手操作要素30により操作者が移動速度および駆動力に関する要求を制御ユニットＣに伝えてもよく、制御ユニットＣは伝えられた要求に基づき電気駆動システムを制御する。このように、操作要素30は制御ユニットＣのユーザインタフェースの一部分を構成する。操作要素30は機械的構造体を有していてもよく、または、ディスプレイに表示されるソフトウェアによりまたは相当する方法で実現してもよい。
【００３３】
削岩リグ１はさらに液体冷却システム21を具備してもよく、液体冷却システム21により駆動機器16に含まれる電気素子Ｋを冷却できる。冷却によって、走行中により高い負荷を構成要素にかけられるようになる。
【００３４】
図２は駆動機器16を示し、電気モータＭがアンチスリップ伝達経路22を介してギアボックス17に直接連結できる。ギアボックス17は、前進方向および対応して反対方向に１つ、２つまたはそれ以上の歯車を含んでいてもよい。回転トルクは、ギアボックス17から車軸24へシャフト23によって伝達されてもよい。アングルドライブ25等を両シャフト23および24の間に配置してもよい。その場合、車輪19と電気モータＭの間に、機械的なアンチスリップ伝達部がある。電気モータＭは制動にも使用してよい。長期間にわたる制動において、電気モータＭは発電機として作用してもよく、例えば鉱山で走行斜面を下って移動するときにキャリア２の運動エネルギーを電気エネルギーに変換してもよい。生成された電気エネルギーをエネルギー貯蔵部Ｂに蓄積し、そこで回収してもよい。利用できない過剰な電気エネルギーを制動抵抗20で熱エネルギーに変えてもよい。駆動機器16はさらに制御装置Ｓを含んでいてもよく、制御装置Ｓは周波数変換器を有していてもよい。周波数変換器によって、電気モータＭの回転を駆動および制動中の両方において無段で制御してもよい。電気駆動システムはさらに、電流を制御する他の必要な電気制御装置を有してもよい。
【００３５】
操作者は、操作要素30で速度要求を制御ユニットＣへ与えることでキャリア２の前後方への移動を制御してもよい。さらに、操作要素30が速度要求を小さくするとき、駆動機器16は制動器を使用する必要なくキャリア２の速度を減速する。キャリア２を位置決めするとき、操作要素30は速度要求の値をゼロに変えてもよく、その場合駆動機器16はキャリア２を静止状態に保つ。
【００３６】
削岩リグ１は、キャリア２の速度を判定する１台以上の測定装置Ａ〜A3を備えていてもよい。駆動機器16の回転要素の回転を測定装置Ａで測定してもよい。測定装置Ａは、ギアボックス17またはシャフトに配置された例えばパルスセンサでもよい。測定データは、キャリアの速度を算出する制御ユニットＣに送信される。他の測定装置を用いてキャリア２の速度を求めることも可能である。測定装置A2は、鉱山トンネルの駆動表面、両壁面または天井に対する速度を判定するレーダであってもよい。さらに、外部基準点に接続して速度を判定する測定装置A3を用いることができる。その場合、測定装置A3は、基地局、衛星または無線標識とのデータ通信リンクを有してもよい。
【００３７】
図２は、さらに他の変形例を破線で示し、この実施例では電気駆動モータを動力伝達手段に固定的に連結する。左のシャフト24に関して、車輪別の電極モータM1があり、モータM1に連結された必要なギアボックスを有してもよい。さらに、回転トルクを１つの共通する電気駆動モータM2によりシャフト24へ供給してもよい。
【００３８】
図３は、電気駆動システムのとり得る実施例を示す図である。駆動モータＭは、周波数変換器で制御される短絡モータであってもよい。駆動モータＭは、機械的なアンチスリップ伝達経路22を有する駆動輪19に接続している。明確化のため、図３は、ギアボックスや動力伝達に関連する他の要素を示していない。周波数変換器の内部制御回路31は、図中点線で記される。図示記号32は、駆動モータＭの回転電界を周波数変換器で制御できることを示す。選択ユニット33は、制御回路31に駆動モータＭの回転速度についての基準値を提供する。操作者は、操作要素30によりこの基準値の大きさに影響を及ぼしてもよい。さらに、定速制御器であり得るシステム制御器34により基準値に影響を及ぼすことができ、それを用いて制御システムは速度を制御する。測定した実速度の情報は、選択ユニット33にも送信される。駆動動力伝達部は角速度センサなどの測定装置Ａを有してもよい。測定装置の信号は距離に変換され、図面ではボックス35で示される。目標位置または移動の基準値はボックス36で示される。ボックス37は、削岩リグの速度に対する制限値を有する位置制御器である。位置制御器37も選択ユニット33に接続している。図にはトルク基準値を入力するボックス38も含まれ、トルク基準値は実際には制御回路31についての電流基準値である。このトルクすなわち電流基準値により、制御システムは、例えば構成要素の温度上昇により必要に応じて、最大トルク基準値を許容するか制限する。制御回路31は、負荷トルクおよび駆動モータトルクが常に同じになるように制御システムを調節する。
【００３９】
本適用例では、周波数変換器とは、電気駆動モータの回転速度を無段で制御できる制御装置のことを指す。周波数変換器はインバータであってもよい、すなわち電気モータの運転を制御するDC／AC変換器であってもよい。
【００４０】
図４は、本発明による位置決めを示す簡略図である。図に示す事項は、「発明の簡単な説明」の項目に記載されている。
【００４１】
図５は、本発明の駆動機器が特に有益である状況を示す。移動運転39について、制御システムは定速を保ち操作者の作業を容易にする定速制御器を有していてもよい。上り坂40を走行するとき、駆動輪へのねじれ負荷が増加しても、制御システムは設定速度を保つ。下り坂41の走行では装置は、今度は速度を上げようとするが、駆動モータが減速して設定速度を超えないようにする。障害42を越えて走行するとき、システムは動きをうまく制御して正確な走行を可能にする。平坦ではない地面43を走行する場合、キャリアの進行に逆らう力が急に減少するときのキャリアの突然の動きを回避できる。正確に入力した距離値44に基づいてキャリアを動かしてもよく、それによりキャリアは一度に１cmずつ動くことさえできる。
【００４２】
図６は、１台以上の表示装置45を有する制御ユニットＣのとり得るユーザインタフェースを示す。リグの速度46およびとり得る速度範囲47および速度制限を表示装置45で操作者に表示できる。さらに、表示装置45は、穿孔すべき掘削孔の位置、数および方向を定めるとともに、穿孔現場の正確な位置を例えば座標として定める穿孔パターンなどの穿孔関連情報を表示してもよい。ユーザインタフェースは、押しボタン49などの選択要素を有していてもよく、選択要素を用いて駆動機器によってキャリアを予め定められた距離だけ移動させる。さらに、操作者が手動で使用する電気的操作要素30により、速度および距離情報を制御システムに提供してもよい。ユーザインタフェースはさらに、様々な速度範囲を選択するための選択要素50を有していてもよい。ひいては位置決め用の特定移動モードを選択することができ、そのモードでは、移動運転用の駆動モードよりも正確にかつよりよく制御された方法でキャリアを移動させることができる。
【００４３】
図７は、扇形部における一組の掘削孔を穿孔するための、穿孔現場Ｐへの削岩リグ１の位置決めを示す。穿孔現場Ｐおよび穿孔パターン48に関する情報を鉱山の制御システム29から制御ユニットＣに送信してもよい。穿孔パターン48は、岩盤洞穴におけるパターンの位置を画定するナビゲーション平面51を画定してもよい。スキャナA2の補助により削岩リグに対する岩盤洞穴の表面位置を測定して削岩リグ１の位置を画定してもよく、または送信機52から受信機A3への信号を受信して当該位置を画定してもよい。その際、操作者に対し、計画されたナビゲーション平面51までの距離を表示装置に示してもよい。採掘車両は推測航法手段を有していてもよく、その場合には方向と距離を連続的に測定する。鉱山は杭53、すなわち予め定められた基準位置からの里程を有するものであってもよい。ナビゲーション平面51までの距離をこれらの杭53で画定することもできる。キャリアは位置決め駆動に移行する鉱山での位置54を予め画定することも可能である。図７はまた、鉱山の制御システム29がデータ要素55を有していてもよいことを示し、データ要素55により、例えば位置決めおよび移動運転で使用する速度に影響を与えることができる。鉱山で削岩リグ１の位置がわかると、速度を最大速度データ要素56で画定できる最大許容速度以下に設定することも可能となり、データ要素56により鉱山の異なる区間で別々の許容速度が画定される。削岩リグ１は、キャリア２の長手方向の急な傾きおよび揺れを検出する傾斜センサ57を備えていてもよい。これらの動きは、制御ユニットＣで駆動力伝達部18を制御して適切な対抗力を提供することによって補正できる。
【００４４】
上述の駆動機器は移動運転にも使用できる。移動運転に適した解決策は、以下の特徴を有する。燃焼エンジンのない駆動機器により削岩リグを駆動し、駆動機器内において少なくとも１つの制御装置で制御される少なくとも１つの電気駆動モータで必要な回転トルクを発生するとともに、駆動機器から伝達接続部を介して少なくとも１つの駆動輪へ回転トルクを伝達すること、制御装置への速度要求を制御ユニットのユーザインタフェースへ入力し、駆動モータの回転速度を調整して速度要求を実現する制御装置に基準値を設定すること、駆動モータの回転運動を固定の伝達接続部を介して駆動輪に伝達すること、駆動機器の実際の回転速度を測定して削岩リグの速度を定めること、得られた速度と速度要求を比較し、制御装置の制御値を調整して速度が速度要求に対応するよう設定することである。
【００４５】
削岩リグの駆動機器は完全に燃焼エンジンのないものであるが、削岩リグのキャリアは、燃焼エンジンを備え得る予備動力ユニットを有していてもよい。この燃焼エンジンは、電気エネルギーを発生する発電機を駆動する。しかしながら、予備動力ユニットは駆動機器には含まれず、例えば電池が切れたか損傷を受けたときなどの特別な状況で使用することを企図しているにすぎない。
【００４６】
場合によっては、本願に示された特徴をそれ自体で他の特徴に関わらず用いることができる。他方、必要であれば本願に示された特徴を組み合わせて種々の組合せを形成してもよい。
【００４７】
図面および関連する記述は、本発明の概念の説明を企図しているにすぎない。本発明の詳細は特許請求の範囲内で変更することができる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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