(57)【要約】      （修正有）【課題】土工機器とともに使用される摩耗部材を迅速かつ安全に取り付け、取り外すためのツールを提供する。【解決手段】作業者が取外しおよび取付け工程の潜在的な危険から物理的に離れ、安全距離離れて摩耗部材１５を取り外し、取り付けできるように、摩耗部材１５を保持する補助ツール４１と、補助ツール４１を可動に支持するマニピュレータ２９を備える。ツール２５は作業者を介して手動で作動させてよいか、またはツール２５は半自動化または全自動化してよい。【選択図】図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ツールであって、土工機器に装着される摩耗部材を保持する少なくとも１つの補助ツールと、前記少なくとも１つの補助ツールを可動に支持する少なくとも１つのマニピュレータとを備え、前記少なくとも１つのマニピュレータおよび前記少なくとも１つの補助ツールが協働して前記土工機器から前記摩耗部材を取り外し、前記少なくとも１つの補助ツールおよび少なくとも１つのマニピュレータの移動を指示するコントローラと、ツールを第１の位置から前記摩耗部材をもつ前記土工機器まで移動させる移動ベースとをさらに備えるツール。
【請求項２】
前記移動ベースが、前記土工機器から前記摩耗部材を取り外すために所望の位置に駆動可能なサービス車両である、請求項１に記載のツール。
【請求項３】
前記移動ベースが、前記土工機器から前記摩耗部材を取り外すために所望の位置に移動可能な車輪付きサービスステーションである、請求項１に記載のツール。
【請求項４】
前記移動ベースが、前記土工機器から前記摩耗部材を取り外すために所望の位置に移動可能な無限軌道サービスステーションである、請求項１に記載のツール。
【請求項５】
ｉ）前記土工機器、（ｉｉ）前記土工機器上の前記摩耗部材、およびｉｉｉ）交換を必要とする前記摩耗部材の少なくとも１つについての情報を前記コントローラに提供するデータベースを含む、請求項１から４のいずれか一項に記載のツール。
【請求項６】
前記コントローラによって使用されるべき前記土工機器に関するデータを受信するための入力装置を含む、請求項１から５のいずれか一項に記載のツール。
【請求項７】
土工機器に装着される摩耗部材を保持するための少なくとも１つの補助ツールと、前記少なくとも１つの補助ツールを可動に支持する少なくとも１つのマニピュレータと、前記土工機器に関するデータを受信し、前記データをデータベースに記憶するための入力装置と、少なくとも部分的に前記入力装置によって受信した前記データに基づいて、前記摩耗部材を保持して前記土工機器から取り外すように前記少なくとも１つの補助ツールおよび前記少なくとも１つのマニピュレータを作動させるコントローラとを備えるツール。
【請求項８】
前記データベースが、ｉ）前記土工機器、（ｉｉ）前記土工機器上の前記摩耗部材、およびｉｉｉ）交換を必要とする前記摩耗部材の少なくとも１つについての情報をツールに提供する、請求項７に記載のツール。
【請求項９】
前記コントローラが、ツールによって以前に完了された工程に基づいて前記データベース詳細を再符号化する、請求項５から８のいずれか一項に記載のツール。
【請求項１０】
前記データベースに遠隔でアクセスするための装置を含む、請求項５から９のいずれか一項に記載のツール。
【請求項１１】
前記データベースのためのデータを提供するための符号化要素を含む、請求項５から１０のいずれか一項に記載のツール。
【請求項１２】
前記符号化要素がＲＦＩＤである、請求項１１に記載のツール。
【請求項１３】
前記符号化要素がバーコードである、請求項１１に記載のツール。
【請求項１４】
前記バーコードがＱＲコードである、請求項１３に記載のツール。
【請求項１５】
前記入力装置が、前記土工機器上の摩耗部品監視ユニットから情報を受信する、請求項６または７に記載のツール。
【請求項１６】
取り外されるべき前記摩耗部材の位置および向きを判定する少なくとも１つのセンサを含む、請求項１から１５のいずれか一項に記載のツール。
【請求項１７】
前記少なくとも１つのセンサがパッシブセンサを含む、請求項１６に記載のツール。
【請求項１８】
前記少なくとも１つのセンサがアクティブセンサを含む、請求項１６または１７に記載のツール。
【請求項１９】
前記少なくとも１つのセンサが、受信機、送信機およびデジタルセンサから成る群から選ばれる、請求項１６から１８のいずれか一項に記載のツール。
【請求項２０】
前記少なくとも１つのセンサがＧＰＳ受信機を含む、請求項１６から１９のいずれか一項に記載のツール。
【請求項２１】
前記少なくとも１つのセンサが電磁波受信機および電磁波送信機を含む、請求項１６から２０のいずれか一項に記載のツール。
【請求項２２】
前記電磁波受信機および前記電磁波送信機が、可視スペクトルより大きい波長を有する、請求項２１に記載のツール。
【請求項２３】
前記波長が、前記波長を赤外波長に分類する範囲内に収まる、請求項２１に記載のツール。
【請求項２４】
前記波長が、前記波長をマイクロ波波長に分類する範囲内に収まる、請求項２１に記載のツール。
【請求項２５】
前記波長が、前記波長をＲＦ波長に分類する範囲内に収まる、請求項２１に記載のツール。
【請求項２６】
前記少なくとも１つのセンサが機械的波の受信機および機械的波の送信機を含む、請求項１６から２５のいずれか一項に記載のツール。
【請求項２７】
前記機械的波の送信機が超音波スペクトルの機械的波を送信する、請求項２６に記載のツール。
【請求項２８】
前記少なくとも１つのセンサがレーザ受信機およびレーザ送信機を含む、請求項１６から２７のいずれか一項に記載のツール。
【請求項２９】
前記少なくとも１つのセンサがデジタル傾斜計およびデジタルコンパスを含む、請求項１６から２８のいずれか一項に記載のツール。
【請求項３０】
前記センサが少なくとも１つのカメラである、請求項１６から２９のいずれか一項に記載のツール。
【請求項３１】
前記少なくとも１つの補助ツールが、前記摩耗部材の反対の側面に接触する第１および
第２のアームを含む、請求項１から３０のいずれか一項に記載のツール。
【請求項３２】
前記少なくとも１つの補助ツールが、前記第１および第２のアームと略垂直な前記摩耗部材の面に接触する第３のアームを含む、請求項３１に記載のツール。
【請求項３３】
前記少なくとも１つの補助ツールが、前記摩耗部材に接触する多顎グリッパを使用する、請求項１から３２のいずれか一項に記載のツール。
【請求項３４】
前記少なくとも１つの補助ツールが、前記摩耗部品が取り外されるとき保持するように前記摩耗部材のまわりに配置されるカートリッジを含む、請求項１から３０のいずれか一項に記載のツール。
【請求項３５】
土工機器に装着される摩耗部材を受容および保持するように適合されるカートリッジと、前記カートリッジを可動に支持するマニピュレータと、前記カートリッジに前記摩耗部材を取り付けるように前記マニピュレータを作動させ、前記土工機器から前記摩耗部材とともに前記カートリッジを取り外すコントローラとを備えるツール。
【請求項３６】
各々前記土工機器に装着される摩耗部材を受容するための複数の前記カートリッジを含むマガジンを含む、請求項３４または３５に記載のツール。
【請求項３７】
前記少なくとも１つの補助ツールおよび前記少なくとも１つのマニピュレータが、前記摩耗部材に把持片を固定し、前記摩耗部材上の前記把持片に係合して前記土工機器から前記摩耗部材を係脱するように前記コントローラによって作動可能である、請求項１から３０のいずれか一項に記載のツール。
【請求項３８】
前記把持片がスタッドであり、前記少なくとも１つの補助ツールが前記把持片を取り付けるスタッド溶接機を含む、請求項３７に記載のツール。
【請求項３９】
前記少なくとも１つの補助ツールが、前記土工機器から前記摩耗部材を係脱する磁石を含む、請求項１から３０のいずれか一項に記載のツール。
【請求項４０】
土工機器に装着される摩耗部材に把持部材を固定し、かつ前記取り付けた把持部材を把持する少なくとも１つの補助ツールと、前記少なくとも１つの補助ツールを可動に支持する少なくとも１つのマニピュレータと、前記摩耗部材に前記把持部材を固定し、前記把持ツールを把持し、かつ前記土工機器から前記摩耗部材を引き離すように前記少なくとも１つのマニピュレータおよび前記少なくとも１つの補助ツールを作動させるコントローラとを備えるツール。
【請求項４１】
前記少なくとも１つの補助ツールおよび前記少なくとも１つのマニピュレータが、ツールが前記土工機器から前記摩耗部材を取り外しできるように、前記土工機器に前記摩耗部材を保持する保持器を解放するように前記コントローラによって作動可能である、請求項１から４０のいずれか一項に記載のツール。
【請求項４２】
土工機器に摩耗部材を固定するハンマレス保持器を解放する少なくとも１つの補助ツールと、前記少なくとも１つの補助ツールを可動に支持する少なくとも１つのマニピュレータと、前記少なくとも１つの補助ツールおよび前記少なくとも１つのマニピュレータを作動させるコントローラとを備えるツール。
【請求項４３】
前記少なくとも１つの補助ツールおよび前記少なくとも１つのマニピュレータが、前記摩耗部材から前記保持器を取り外して前記保持器を解放するように作動可能である、請求
項４１または４２に記載のツール。
【請求項４４】
前記少なくとも１つの補助ツールおよび前記少なくとも１つのマニピュレータが、前記保持器に把持片を固定し、前記把持片を把持し、それによって前記保持器を解放するように前記コントローラによって作動可能である、請求項４１から４３のいずれか一項に記載のツール。
【請求項４５】
前記少なくとも１つの補助ツールおよび前記少なくとも１つのマニピュレータが、前記保持器の少なくとも一部のねじを外して前記保持器を解放するように作動可能である、請求項４１から４４のいずれか一項に記載のツール。
【請求項４６】
前記少なくとも１つの補助ツールが、前記保持器を解放位置に駆動するように前記コントローラによって作動可能である、請求項４２から４５のいずれか一項に記載のツール。
【請求項４７】
前記少なくとも１つの補助ツールが、前記保持器の解放のための磁石を含む、請求項４１から４６のいずれか一項に記載のツール。
【請求項４８】
前記少なくとも１つの補助ツールが、前記保持器を解放する真空を含む、請求項４１から４６のいずれか一項に記載のツール。
【請求項４９】
前記少なくとも１つの補助ツールおよび前記少なくとも１つのマニピュレータが、前記保持器の少なくとも一部を切り欠いて前記保持器を解放するように作動可能である、請求項４１から４３のいずれか一項に記載のツール。
【請求項５０】
前記切断機が、アーク切断機、水ジェット切断機、電動空気アークトーチおよびレーザから成る群の１つである、請求項４９に記載のツール。
【請求項５１】
前記少なくとも１つの補助ツールが、略可変の円運動で回転して前記保持器に係合する、請求項４１から４３のいずれか一項に記載のツール。
【請求項５２】
前記少なくとも１つの補助ツールが、前記保持器を解放する空気圧レンチを含む、請求項５１に記載のツール。
【請求項５３】
前記少なくとも１つの補助ツールが、前記保持器を解放する油圧レンチを含む、請求項５１に記載のツール。
【請求項５４】
前記少なくとも１つの補助ツールが、加圧流体を噴霧して前記保持器から微粉を除去するノズルを含む、請求項４１から５３のいずれか一項に記載のツール。
【請求項５５】
前記少なくとも１つの補助ツールが、加圧流体を噴霧して前記摩耗部材から微粉を除去するノズルを含む、請求項１から５４のいずれか一項に記載のツール。
【請求項５６】
前記ノズルが加圧空気を噴霧して前記微粉を除去する、請求項５４または５５に記載のツール。
【請求項５７】
前記ノズルが加圧液体を噴霧して前記微粉を除去する、請求項５４または５５に記載のツール。
【請求項５８】
前記ノズルが前記加圧流体とともに砥粒を噴霧して前記微粉を除去する、請求項５６または５７に記載のツール。
【請求項５９】
前記少なくとも１つの補助ツールが、前記土工機器から前記摩耗部材を係脱する前に前記摩耗部材から微粉を除去する振動子を含む、請求項１から５８のいずれか一項に記載のツール。
【請求項６０】
前記摩耗部材に前記振動子を固定する空気作動永久磁石を含む、請求項５９に記載のツール。
【請求項６１】
前記土工機器からの取外し後の前記摩耗部材を受容するための処分区画を含む、請求項１から６０のいずれか一項に記載のツール。
【請求項６２】
前記土工機器からの取外し後の前記摩耗部材を支持するための固定具を含む、請求項１から６１のいずれか一項に記載のツール。
【請求項６３】
前記少なくとも１つの補助ツールおよび前記少なくとも１つのマニピュレータが、前記取り外した摩耗部材の代わりに交換摩耗部材を取り付けるように前記コントローラによって作動可能である、請求項１から６２のいずれか一項に記載のツール。
【請求項６４】
単一のマニピュレータと、土工機器上の第１の摩耗部材を保持および移動させ、かつ保管位置での第２の摩耗部材を保持および移動させる、前記マニピュレータによって支持される少なくとも１つの補助ツールと、前記土工機器上のベースから前記第１の摩耗部材を取り外し、かつ前記ベースに前記第２の摩耗部材を取り付けるように前記マニピュレータおよび前記少なくとも１つの補助ツールを作動させるコントローラとを備えるツール。
【請求項６５】
前記コントローラが、前記交換摩耗部材の幾何学的形状について、および前記土工機器に前記摩耗部材を固定するために前記交換摩耗部材で保持器をどこに配置するべきかについてプログラム可能である、請求項６３または６４に記載のツール。
【請求項６６】
前記交換摩耗部材が前記少なくとも１つの補助ツールによって保持されて前記土工機器に装着されるまで、ツール上に前記交換摩耗部材を固定位置および向きに維持する固定具を含む、請求項６３から６５のいずれか一項に記載のツール。
【請求項６７】
前記少なくとも１つの補助ツールが、前記交換摩耗部材での保持器の位置を前記取り外した摩耗部材上の保持器の以前に確立した位置と比較することによって、前記交換摩耗部材が前記土工機器に完全に取り付けられていることを検証する、請求項６３から６５のいずれか一項に記載のツール。
【請求項６８】
前記少なくとも１つの補助ツールが、視覚検査を行うことによって、前記交換摩耗部材が前記土工機器に完全に取り付けられていることを検証するカメラを含む、請求項６３または６４に記載のツール。
【請求項６９】
前記少なくとも１つのマニピュレータが油圧マニピュレータを含む、請求項１から６８のいずれか一項に記載のツール。
【請求項７０】
前記少なくとも１つのマニピュレータがサーボ電気マニピュレータを含む、請求項１から６８のいずれか一項に記載のツール。
【請求項７１】
前記少なくとも１つのマニピュレータが空気圧マニピュレータを含む、請求項１から６８のいずれか一項に記載のツール。
【請求項７２】
前記コントローラが、プログラマブルロジックで作動してツールの使用を全自動化する、請求項１から７１のいずれか一項に記載のツール。
【請求項７３】
ツールを全自動化モードからツールが作業者によって作動される手動モードに変換するスイッチを含む、請求項７２に記載のツール。
【請求項７４】
前記コントローラが、プログラマブルロジックで作動してツールの使用を少なくとも部分的に自動化する、請求項１から７１のいずれか一項に記載のツール。
【請求項７５】
前記コントローラが、遠隔ユーザによって少なくとも部分的に手動で作動する、請求項１から７１のいずれか一項に記載のツール。
【請求項７６】
マニピュレータと、土工機器上の摩耗部材を保持して取り外すための、前記マニピュレータによって可動に支持される少なくとも１つの補助ツールと、前記マニピュレータおよび前記少なくとも１つの補助ツールを遠隔ユーザによって少なくとも部分的に手動で作動させるコントローラとを備えるツール。
【請求項７７】
前記コントローラがジョイスティックを含む、請求項７５または７６に記載のツール。
【請求項７８】
前記コントローラが作業者にフィードバックを提供する、請求項７５から７７のいずれか一項に記載のツール。
【請求項７９】
前記フィードバックが触覚に基づく、請求項７８に記載のツール。
【請求項８０】
前記フィードバックが視覚に基づく、請求項７８または７９に記載のツール。
【請求項８１】
前記フィードバックが聴覚に基づく、請求項７８から８０のいずれか一項に記載のツール。
【請求項８２】
前記少なくとも１つの補助ツールおよび前記少なくとも１つのマニピュレータが、前記取り外した摩耗部材の代わりに交換摩耗部材を取り付けるように前記コントローラによって作動可能である、請求項７６から８１のいずれか一項に記載のツール。
【請求項８３】
前記少なくとも１つの補助ツールおよび前記少なくとも１つのマニピュレータが、ツールが前記土工機器から前記摩耗部材を取り外しできるように、前記土工機器に前記摩耗部材を保持する保持器を解放するように前記コントローラによって作動可能である、請求項７６から８２のいずれか一項に記載のツール。
【請求項８４】
前記少なくとも１つの補助ツールおよび前記少なくとも１つのマニピュレータが、前記摩耗部材から前記保持器を取り外して前記保持器を解放するように作動可能である、請求項８３に記載のツール。
【請求項８５】
前記少なくとも１つの補助ツールが、取外し工程中に前記摩耗部材に接触して前記摩耗部材を固定し、前記土工機器からの時期尚早の係脱を防止する磁石を含む、請求項７６から８４のいずれか一項に記載のツール。
【請求項８６】
前記磁石が、空気作動永久磁石、電気再分極永久磁石および電磁石から成る群から選ばれる、請求項８５に記載のツール。
【請求項８７】
前記コントローラが、取外し工程中に前記土工機器がツールに対して移動する場合には
、ツールをリセットするエラー処理手段を有する、請求項１から８６のいずれか一項に記載のツール。
【請求項８８】
前記コントローラが遠隔ユーザによって手動で作動される、請求項１から７０のいずれか一項に記載のツール。
【請求項８９】
ツールを第１の位置から前記摩耗部材をもつ前記土工機器まで移動させる移動ベースを含む、請求項５、３５、４０、４２、６４および７６のいずれか一項に記載のツール。
【請求項９０】
鉱山における土工機器から摩耗部材を取り外す採鉱ツールであって、前記土工機器に前記摩耗部材を固定する保持器を解放する少なくとも１つの補助ツールと、前記少なくとも１つの補助ツールを可動に支持する少なくとも１つのマニピュレータと、前記少なくとも１つの補助ツールおよび前記少なくとも１つのマニピュレータを作動させるコントローラとを備える採鉱ツール。
【請求項９１】
前記コントローラが、前記少なくとも１つのマニピュレータおよび前記少なくとも１つの補助ツールを作動させて、前記保持器の解放に続いて、前記摩耗部材に係合して前記土工機器から取り外す、請求項９０に記載の採鉱ツール。
【請求項９２】
鉱山における土工機器から摩耗部材を取り外す採鉱ツールであって、前記摩耗部材を保持する少なくとも１つの補助ツールと、前記土工機器から前記摩耗部材を取り外す、前記少なくとも１つの補助ツールを可動に支持する少なくとも１つのマニピュレータと、前記少なくとも１つの補助ツールおよび前記少なくとも１つのマニピュレータを作動させるコントローラとを備える採鉱ツール。
【請求項９３】
ツールを第１の位置から前記摩耗部材をもつ前記土工機器まで移動させる移動ベースを含む、請求項９０から９２のいずれか一項に記載の採鉱ツール。
【請求項９４】
前記少なくとも１つの補助ツールおよび前記少なくとも１つのマニピュレータが、前記取り外した摩耗部材の代わりに交換摩耗部材を取り付けるように前記コントローラによって作動可能である、請求項９０から９３のいずれか一項に記載の採鉱ツール。
【請求項９５】
前記マニピュレータが１つだけである、請求項９４に記載の採鉱ツール。
【請求項９６】
前記コントローラが、プログラマブルロジックで作動してツールの使用を少なくとも部分的に自動化する、請求項９０から９５のいずれか一項に記載の採鉱ツール。
【請求項９７】
前記コントローラが、遠隔ユーザによって少なくとも部分的に手動で作動する、請求項９０から９５のいずれか一項に記載の採鉱ツール。
【請求項９８】
土工機器のための摩耗部材を収容するカートリッジであって、上壁、底壁、および前記上底壁を接続する２つの反対側の側壁を有するハウジングと、前記カートリッジが前記摩耗部材の上に取り付けられるのを許容するように略開いている後端とを備えるカートリッジ。
【請求項９９】
前記カートリッジが、内壁と、前記摩耗部品を前記カートリッジ内に適切に位置決めするのを促進するように前記カートリッジの前記内壁の１つに固定される少なくとも１つのロケータとを有する、請求項９８に記載のカートリッジ。
【請求項１００】
前記カートリッジが、前記土工機器からの前記摩耗部材を受容するための第１のチャン
バと、前記取り外した土工機器の代わりに前記土工機器に装着されるべき交換摩耗部材を受容するための第２のチャンバとを含む、請求項９８または９９に記載のカートリッジ。
【請求項１０１】
動力付きのマニピュレータを作動させて、前記マニピュレータに支持される補助ツールを鉱山における土工機器上の摩耗部材と近接するように移動させるステップと、前記補助ツールを作動させて前記摩耗部材に接触して保持するステップと、前記補助ツールおよび前記マニピュレータの１つまたは複数を作動させて前記土工機器から前記摩耗部材を取り外すステップとを備える方法。
【請求項１０２】
動力付きのマニピュレータを作動させて、前記マニピュレータに支持される補助ツールを鉱山における土工機器に摩耗部材を固定する保持器と近接するように移動させるステップと、前記補助ツールを作動させて前記保持器に接触して保持するステップと、前記補助ツールおよび前記マニピュレータの１つまたは複数を作動させて前記保持器を前記土工機器からの前記摩耗部材の取外しを許可する解放位置に移動させるステップとを備える方法。
【請求項１０３】
車輪付き車両上のツールを土工機器へ移送するステップと、前記土工機器に摩耗部材を固定する保持器を解放するステップと、前記保持器の解放に続いて前記土工機器から前記摩耗部材を取り外すステップとをすべて作業者が前記摩耗部材から離れたままで備える方法。
【請求項１０４】
前記取り外した摩耗部材の代わりに前記土工機器に交換摩耗部材を取り付けるステップを含む、請求項１０３に記載の方法。
【請求項１０５】
プログラマブルロジックをもつコントローラを使用して少なくとも１つのマニピュレータおよび少なくとも１つの補助ツールを作動させ、方法の前記ステップの少なくとも１つを自動的に行うステップを含む、請求項１０２から１０４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１０６】
ユーザ作動コントローラを使用して少なくとも１つのマニピュレータおよび少なくとも１つの補助ツールを作動させ、ユーザが遠隔地にいながら方法の前記ステップの少なくとも１つを手動で行うステップを含む、請求項１０２から１０５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１０７】
プログラマブルロジックをもつコントローラを使用して少なくとも１つのマニピュレータおよび少なくとも１つの補助ツールを作動させ、方法の前記ステップのすべてを自動的に行うステップを含む、請求項１０２から１０４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１０８】
ユーザ作動コントローラを使用して少なくとも１つのマニピュレータおよび少なくとも１つの補助ツールを作動させ、ユーザが遠隔地にいながら方法の前記ステップの少なくとも１つを手動で行うステップを含む、請求項１０２から１０４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１０９】
動力付きのマニピュレータを作動させて、前記マニピュレータに支持される補助ツールを土工機器上の摩耗部材と近接するように移動させるステップと、前記補助ツールを作動させて前記摩耗部材を保持するステップと、前記補助ツールおよび前記マニピュレータの１つまたは複数を作動させて前記土工機器から前記摩耗部材を取り外すステップと、ユーザ作動コントローラを使用して少なくとも１つのマニピュレータおよび少なくとも１つの補助ツールを作動させ、ユーザが遠隔地にいながら方法の前記ステップの少なくとも１つを手動で行うステップとを備える方法。
【請求項１１０】
動力付きのマニピュレータを作動させて、前記マニピュレータに支持される補助ツールを土工機器に摩耗部材を固定する保持器と近接するように移動させるステップと、前記補助ツールを作動させて前記保持器に接触して保持するステップと、前記補助ツールおよび前記マニピュレータの１つまたは複数を作動させて前記保持器を前記土工機器からの前記摩耗部材の取外しを許可する解放位置に移動させるステップと、ユーザ作動コントローラを使用して少なくとも１つのマニピュレータおよび少なくとも１つの補助ツールを作動させ、ユーザが遠隔地にいながら方法の前記ステップの少なくとも１つを手動で行うステップとを備える方法。
【請求項１１１】
土工機器に装着される摩耗部材を交換するための方法であって、ｉ）マニピュレータに固定される少なくとも１つの補助ツールに動力供給するステップと、ｉｉ）前記補助ツールに前記摩耗部材を固定するステップと、ｉｉｉ）前記掘削機器上のベースに前記摩耗部材を保持するハンマレス保持器を係脱するステップと、ｉｖ）前記マニピュレータで前記摩耗部材を前記ベースから引くステップと、ｖ）前記マニピュレータで前記摩耗部材を処分区画に移送するステップと、ｖｉ）前記摩耗部材から前記補助ツールを係脱するステップと、ｖｉｉ）前記補助ツールに交換摩耗部材を固定するステップと、ｖｉｉｉ）前記マニピュレータで前記交換摩耗部材を前記掘削機器に向けて動かすステップと、ｉｘ）前記マニピュレータで前記ベースに前記交換摩耗部材を取り付けるステップと、ｘ）ハンマレス保持器で前記ベースに前記交換摩耗部材を固定するステップと、ｘｉ）前記補助ツールから前記交換摩耗部材を係脱するステップとを備える方法。
【請求項１１２】
土工機器から摩耗部材を取り外すための方法であって、ｉ）前記土工機器に対して離れた位置から前記土工機器に隣接した位置までツールを動かすステップと、ｉｉ）前記ツール上のマニピュレータに固定される補助ツールに動力供給するステップと、ｉｉｉ）前記補助ツールに前記摩耗部材を固定するステップと、ｉｖ）前記土工機器上のベースから前記摩耗部材を係脱するステップとを備える方法。
【請求項１１３】
土工機器上のベースに摩耗部材を固定する保持器を取り外すための方法であって、ｉ）前記土工機器に対して離れた位置から前記土工機器に隣接した位置までツールを動かすステップと、ｉｉ）前記ツール上のマニピュレータに固定される補助ツールに動力供給するステップと、ｉｉｉ）前記補助ツールに前記保持器を係合させるステップと、ｉｖ）前記ベースから前記保持器を係脱するステップとを含む方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願
[01]本出願は、２０１３年１０月２１日出願の、「Ａｕｔｏｍａｔｅｄ  Ｗｅａｒ  Ａｓｓｅｍｂｌｙ  Ｒｅｍｏｖａｌ  ａｎｄ  Ｉｎｓｔａｌｌａｔｉｏｎ」という名称の米国仮特許出願第６１／８９３８３３号に優先権利益を主張し、それは参照によって完全に本出願に援用される。
【０００２】
[02]本発明は、様々な種類の土工機器に使用される摩耗アセンブリのための取外しおよび／または取付けツールならびに方法に関係する。
【背景技術】
【０００３】
[03]採鉱および建設では、ドラグライン機械、ケーブルショベル、フェースショベル、油圧掘削機、バケットホイール掘削機などのためのバケットなど掘削機器の掘込刃に沿って、摩耗部品が通例設けられる。摩耗部品は下にある機器を過度の摩耗から保護し、場合によっては、掘込刃の前方の地面を割ることなどの他の機能も行う。使用中には、摩耗部品は一般に、重負荷および高摩耗条件に遭遇する。結果として、それらは定期的に交換されなければならない。
【０００４】
[04]これらの摩耗部品は通常、掘込刃に固定されるベースおよび地面に係合するようにベースに装着する摩耗部材など２つ以上の構成要素を備える。摩耗部材はより急速に摩耗する傾向があり、また一般に、ベース（交換可能な摩耗部材でもあり得る）も修理または交換されなければならなくなるまでに何度も交換される。そのような摩耗部品の一例は、掘削機械のためのバケットのリップに取り付けられる掘削爪である。爪は一般に、バケットのリップに固定されるアダプタおよび地面との接触を開始するようにアダプタに取り付けられるポイントを含む。アダプタにポイントを固定するために、ピンまたは他の種類のロックが使用される。
【０００５】
[05]しばしば、摩耗部品は遠隔地で運転される土工機器に使用される。新しい摩耗部品を遠隔地に運んで土工機器に取り付けることは困難であり得る。たとえば、採鉱環境では、定例整備が必要とされるとき、交換を必要とする摩耗部品は、整備施設に容易に移動させることができない土工機器上にあることがある。このため、摩耗部品は概して、土工機器が現場にある間に交換される。摩耗部品が現場で交換される場合、摩耗部品を交換する必要がある環境は極限環境に置かれることがある。たとえば、温度が極めて寒いものである（たとえば、氷点下）ことも極めて暑いものであることもあり、雪が降っている、みぞれが降っている、雨が降っている、または風が強いことがあり、地面がぬかるんでいる、平らでない、および／または不安定であることがある。加えて、環境は埃っぽいことがあり、これは作業者に健康リスクをもたらし得る。したがって、摩耗部品を交換しなければならない環境は多様であり、環境はしばしば困難および／または予測不可能である。
【０００６】
[06]これらの摩耗部品は重く、取付者が容易に持ち上げることができず、これは摩耗部品を交換する難しさを増加させる。新しい摩耗部品は一般に、鋳造リフティングアイが摩耗部品に一体的に接続されて設計される。摩耗部品を取付け中に持ち上げるのを促進するために、索具システムがリフティングアイに取り付けられる。しかしながら、索具装置が固定されておらず、ずれるまたはピンチポイントを生じさせる場合、取付者は依然として潜在的な危険にさらされ得る。取付者は摩耗部品を掘削機器上に動かす。摩耗部品が掘削機器に取り付けられた後、摩耗部品は適所に固定される。摩耗部品を適所に固定するために、当業界で知られている様々な方法を使用してよい。たとえば、摩耗部品は、たとえば
溶接部、ボルト、楔またはねじ付き部材を使用して掘削機器に固定または係止されてよい。係止機構は、取付者が摩耗部品を固定するまでに摩耗部品に極めて近接することを必要とする。摩耗部品が取付け時に索具システムに取り付けられるかどうかにかかわらず、摩耗部品が係止機構を実装する前に掘削機器から分離して落下するまたはぶら下がる可能性が、取付者を潜在的な危険にさらす。
【０００７】
[07]摩耗部品が掘削されるべき材料に接触するにつれて、一体のリフティングアイは摩耗され、摩耗した摩耗部品上に取付点を回復する方法は残されない。摩耗した摩耗部品を取り外すために、作業者の中には、ロックを外すときに単に部品を地面に落下させる者もあれば、微粉が構成要素の解放を妨げる場合、ハンマを使用して摩耗部品をベースから打ち落とす者もある。摩耗部品の制御されない落下およびハンマの使用は作業者を危険にさらす。その上、作業者には依然として、摩耗部品を地面から廃棄山または入れまで片付ける必要が残される。摩耗した摩耗部品を取り外す別の一般的な方法は、摩耗部品を固定するために鎖、ストラップまたは他の機構を使用する複合の索具装置によるものである。しかしながら、取外し中に、索具装置が固定されておらず、ずれるまたはピンチポイントを生じさせる場合、取付者は依然として潜在的な危険にさらされ得る。さらに、鎖、ストラップまたは他の機構が摩耗した摩耗部品の下に入ることを必要とする索具装置は、索具が取り外されるときに問題があり得る。摩耗部品が廃棄山に移動された後、索具装置は摩耗部品の下にあることがあり、作業者が索具装置を取り外すために摩耗した摩耗部品を転がすまたは移動させることを必要とする。重い小片が索具装置から外れて転がされるまたは移動されるときに摩耗部品が作業者をはさむまたは他の形で傷つける可能性が、作業者を潜在的な危険にさらす。摩耗した摩耗部品を動かす別の代替の方法は、部品上にリフティングリングを溶接することである。これは、移動型溶接機器が機械現場で必要とされるので、望ましくない。加えて、摩耗部品は、高品質溶接部を達成するために慎重で時間がかかる工程を必要とする非常に硬い鋼で構成される傾向がある。不十分な溶接部があれば、リフティングアイは摩耗部品から分離され、取付者に対する潜在的な危険になる摩耗部品の制御されない動きを引き起こすことがある。
【発明の概要】
【０００８】
[08]本発明は、たとえば掘削機器を含む土工機器とともに使用される様々な種類の摩耗部材を取り付け、取り外すための工程に関係する。本構成に関して、取付者は摩耗部品を迅速かつ安全に取り付け、取り外すためにツールを使用する。ツールは、多様かつ予測不可能であり、結果として摩耗部品を取り付け、取り外すための工程を完了するのが困難かつ危険であり得る環境になり得る採鉱環境で特に有益である。ツールは、摩耗部品を掘削機器から取り外すおよび／またはそこへ取り付けるときに、取付者が摩耗部品から離れている、すなわち潜在的な危険から物理的に離間されるのを許容する。ツールは作業者を介して手動で作動してよいか、またはツールは半自動化または全自動化ツールでよい。
【０００９】
[09]本発明の一態様によれば、ツールは、摩耗部材を保持する少なくとも１つの補助ツール、摩耗部材に係合して土工機器から取り外すように補助ツールを操作する少なくとも１つのマニピュレータ、コントローラ、およびツールを土工機器に移動させる移動ベースを含む。そのようなツールは、異なる位置で使用してよい機器からの摩耗部材の取外しに対処するために、または鉱山で作動する多くの異なる機器に対応するために鉱山中で使用および／または都合のいい位置に移動できる。
【００１０】
[10]本発明の別の態様によれば、ツールは、少なくとも１つの補助ツール、補助ツールを可動に支持する少なくとも１つのマニピュレータ、土工機器に関してデータを受信するための入力装置、ならびに受信したデータに基づいて補助ツールおよびマニピュレータを作動させるコントローラを含む。そのようなツールは、多種多様な土工機器、摩耗部材、または鉱山もしくは他の可変作業環境で直面することがある多様な状況に容易に対処でき
る。
【００１１】
[11]本発明の別の態様によれば、ツールは、土工機器に装着される摩耗部材を受けて保持するカートリッジ、カートリッジを可動に支持するマニピュレータ、および摩耗部材をカートリッジに入れ、それを土工機器から取り外すようにマニピュレータを作動させるコントローラを含む。カートリッジは、摩耗部材を保持して取り外す確実で一定の方法に高度な安全性を提供する。
【００１２】
[12]本発明の別の態様によれば、ツールは、摩耗部材を保持して土工機器から取り外すことを容易にするために摩耗部材に把持部材を固定する補助ツール、把持部材を固定する補助ツールを可動に支持するマニピュレータ、およびコントローラを含む。把持部材の使用は、ツールが一定の係合構造で多種多様な摩耗部材を確実に保持することを可能にする。
【００１３】
[13]本発明の別の態様によれば、ツールは、土工機器に摩耗部材を保持するハンマレス保持器を解放する少なくとも１つの補助ツール、補助ツールを可動に支持する少なくとも１つのマニピュレータ、およびコントローラを含む。このように、ハンマレスロックを活用する摩耗部材、特に採鉱作業で使用されるような大きい摩耗部材の取外しは、そのような摩耗部材の取外しおよび取付けと関連した危険をさらに軽減するためにユーザが離れて位置して達成できる。
【００１４】
[14]本発明の別の態様によれば、ツールは、土工機器上の摩耗部材を取り外し、取り付けるために少なくとも１つの補助ツールを可動に支持する単一のマニピュレータ、およびコントローラを含む。そのようなツールは、たとえば摩耗した摩耗部材の新しい交換摩耗部材での交換を達成するためにツールの構成要素の大きさおよび使用法で効率的である。
【００１５】
[15]本発明の別の態様によれば、ツールは、摩耗部材を保持して土工機器から取り外すために補助ツールを可動に支持するマニピュレータ、および摩耗部材、特に鉱山で使用されるような大きい摩耗部材を土工機器から取り外すことの安全性を高めるように、遠隔ユーザによって少なくとも部分的に手動でツールを作動させるコントローラを含む。
【００１６】
[16]本発明の別の態様によれば、鉱山で使用される土工機器から摩耗部材を取り外すための採鉱ツールは、土工機器に摩耗部材を固定する保持器を解放するための少なくとも１つの補助ツール、補助ツールを支持する少なくとも１つのマニピュレータ、ならびに補助ツールおよびマニピュレータを作動させるコントローラを含む。
【００１７】
[17]本発明の一態様によれば、ツールは、ユーザの安全性を高めるために工程の少なくとも一部を通して作業者が摩耗部品から離れているように摩耗部材を取り外すかつ／または交換するために土工機器に送られる。ツールを移動できることは、ツールが、整備施設に容易に移動させられないことがある様々な種類の土工機器とともに使用されるのを、また複数個および／または種類の機器に対応するのを許容する。ツールは、土工機器が現場に位置するときでも、摩耗部品を交換するのを許容する。１つの好適な構成では、ツールは作業者によって作動される。別の好適な構成では、ツールは半自動化され、作業者なしで取付けおよび取外し工程の一部を完了することができる。別の好適な構成では、ツールは全自動化され、摩耗した摩耗部品の取外しおよび取付けを完了するのに作業者を必要としない。
【００１８】
[18]本発明の別の態様によれば、ツールは、マニピュレータ、ならびに土工機器上の摩耗部材を取り外すおよび／または取り付けるコントローラを含む。１つの好適な構成では、作業者はユーザ入力装置を使用してマニピュレータを遠隔制御する。別の好適な構成で
は、コントローラはプログラム可能なロジックを使用して、作業者なしで取外しおよび／もしくは取付け工程の一部またはすべてを完了する。１つの好適な構成では、マニピュレータはサーボ電気マニピュレータである。別の好適な構成では、マニピュレータは油圧マニピュレータである。別の好適な構成では、マニピュレータは空気式である。
【００１９】
[19]本発明の別の態様によれば、ツールは固定位置に固定され、土工機器は摩耗部品が交換を必要とするとツールに送られる。これは、１つの位置から別の位置まで容易に移動させることができる土工機器が、環境がより容易に制御できる整備施設に送られるのを許容する。
【００２０】
[20]本発明の別の態様によれば、ツールはデータベースを参照して、どの種類の摩耗部品が現在掘削機器に取り付けられているかを特定する。１つの好適な構成では、ツールはデータベースを遠隔で参照する。他の構成では、データベースのためのデータは、たとえば機器上の要素（たとえばバーコード、ＱＲコード、送信機など）、機器上の摩耗特定装置、移動データ収集装置、ツールまたはツール上のコントローラ内の他の装置、ユーザによって手動で入力されるなどによって提供され得る。
【００２１】
[21]本発明の別の態様によれば、ツールは、掘削機器に取り付けられる符号化要素から情報を受信する。符合化される構造は、バケット通し番号、バケットの容量、バケットが取り付けられる掘削機械、および掘削機器に現在取り付けられている摩耗部品の種類に関する情報を含んでよい。１つの好適な構成では、符号化要素は無線周波数識別（ＲＦＩＤ）である。別の好適な構成では、符号化要素はバーコードである。別の好適な構成では、バーコードはクイックレスポンス（ＱＲ）コードである。別の好適な構成では、符号化要素は掘削バケットに位置づけられる。
【００２２】
[22]本発明の別の態様によれば、ツールは、どの種類の摩耗部品が現在掘削機器に取り付けられているかを特定するために、摩耗部品監視ユニットから情報を受信する。摩耗部品監視ユニットは、掘削機器上の摩耗部品の健全性を監視するシステムである。
【００２３】
[23]本発明の別の態様によれば、ツールは、掘削機械上でどの摩耗部品が交換を必要とするかを特定するために、摩耗部品監視ユニットから情報を受信する。
【００２４】
[24]本発明の別の態様によれば、ツールは、ツールが交換を必要とする摩耗部品を見つけるのを促進し、また土工機器に新しい摩耗部品を取り付けるときにツールを援助するために、摩耗部品監視ユニットのセンサから情報を受信する。
【００２５】
[25]本発明の別の態様によれば、ツールはデータベースと通信して、ツールによって完了される工程についての情報を記録する。１つの好適な構成では、ツールは、ｉ）摩耗部品が取り外されて交換された日時、ｉｉ）摩耗部品の取換えにかかった時間、ｉｉｉ）摩耗部品が取り付けられた機械、ｉｖ）交換されて取り付けられた摩耗部品の種類、ｖ）排土機器に摩耗部品を保持している固定機構を取り外すために必要とされるトルク、ｖｉ）排土機器に摩耗部品を保持する固定機構を取り付けるために使用されるトルク、およびｖｉｉ）摩耗部品が交換された場所の地理的位置の少なくとも１つを通信する。
【００２６】
[26]本発明の別の態様によれば、ツールは、センサを用いて交換を必要とする掘削機器上の摩耗部品の向きおよび位置を判定する。センサは、土工機器が平らでない地面に位置することがあり、摩耗部品が地面に対して様々な向きを有するときでも、ツールが摩耗部品の位置および向きを知るのを許容する。１つの好適な構成では、センサはパッシブ型である。別の好適な構成では、センサはアクティブ型である。別の好適な構成では、センサは、受信機、送信機および／またはデジタルセンサを含む群から選ばれる。別の好適な構
成では、摩耗部品を見つけるために、全地球測位システム（ＧＰＳ）受信機が使用される。別の好適な構成では、交換を必要とする摩耗部品を見つけるために、電磁波受信機および送信機が使用される。好適な構成では、電磁波は可視スペクトル（たとえば、赤外線、マイクロ波または無線周波数［ＲＦ］）より大きい波長を有する。別の好適な構成では、交換を必要とする摩耗部品を見つけるために、機械的波の受信機および送信機が使用される。好適な構成では、機械的波は超音波スペクトルにある。別の好適な構成では、交換を必要とする摩耗部品を見つけるために、レーザ受信機および送信機が使用される。１つの好適な構成では、交換を必要とする摩耗部品の向きおよび位置を判定するために、デジタル傾斜計ユニットおよびデジタルコンパスが使用される。１つの好適な構成では、掘削機器を特定し、かつ交換を必要とする摩耗部品の向きおよび位置を判定するために、カメラおよび視覚認識ソフトウェアが使用される。
【００２７】
[27]本発明の別の態様によれば、ツールは、掘削機器から摩耗部品を取り外し、取り付けるための自動化または半自動化工程を使用し、自律的に作動し、また作業者によってユーザ入力装置で作動させることも可能である。自動化ツールが作業者によって作動されるのを許容することは、自動化工程の他の機能がより効率的に作動するのを許容する。加えて、ユーザ入力装置は、万一自動化ツールがエラーに遭遇した場合に、自動化工程が継続するのを許容する。１つの好適な構成では、ユーザ入力装置は触覚、視覚または可聴フィードバックを有する。１つの好適な構成では、ユーザ入力装置はジョイスティックである。別の好適な構成では、ユーザ入力装置は、マニピュレータを所望の位置に物理的に（たとえば、自分の手で）誘導する作業者である。別の好適な構成では、ユーザ入力装置はウェアラブルユーザインタフェースである。
【００２８】
[28]本発明の別の態様によれば、ツールは、デジタルセンサから摩耗部品向きおよび位置を取得することによって、摩耗部品が取外しのために適切に向けられているかどうかを判定するように自動化される。１つの好適な構成では、交換を必要とする摩耗部品の傾斜を判定するために、デジタル傾斜計ユニットが使用される。１つの好適な構成では、掘削機器を特定し、かつ交換を必要とする摩耗部品が取外しのために適切に向けられているかどうかを判定するために、カメラおよび視覚認識ソフトウェアが使用される。
【００２９】
[29]本発明の別の態様によれば、ツールは、摩耗部材の少なくとも２つの反対側の側面を固定するために使用される複数のアームを含む。１つの好適な構成では、多腕ツールは少なくとも２つのアームを有する。別の好適な構成では、多腕ツールは少なくとも３つのアームを有する。２つのアームが摩耗部材の側面と接触し、１つのアームが摩耗部材の底面と接触してツールに摩耗部材を固定する。
【００３０】
[30]本発明の別の態様によれば、ツールは、単一の多目的ツールに組み合わされる２つ以上の補助ツール（またはサブツール）を含む。１つの好適な構成では、第１の補助ツールが摩耗部材を固定し、第２の補助ツールがベースに摩耗部材を保持する固定機構または保持器を取り外す。
【００３１】
[31]本発明の別の態様によれば、ツールは、ツールがマニピュレータの向きを調節せずに調節され得るように調整機構を有する補助ツール（またはサブツール）が設けられるマニピュレータを含む。
【００３２】
[32]本発明の別の態様によれば、交換されるべき摩耗部品が時期尚早に掘削機器から係脱してしまわないことを保証するために、磁気ストラップが使用される。１つの好適な構成では、磁気ストラップは少なくとも１つの空気作動永久磁石を活用する。
【００３３】
[33]本発明の別の態様によれば、ツールは、摩耗部品を取り外し、取り付ける２つの補
助ツールを含み、第１の補助ツールは摩耗部品を落下しないように固定し、第２の補助ツールは摩耗部品に係合してベースから係脱させる。好適な構成では、第１および第２の補助ツールは両方ともマニピュレータによって支持される。
【００３４】
[34]本発明の別の態様によれば、摩耗部品を取り外し、取り付けるために、２つのアームをもつマニピュレータが使用され、第１のアームは摩耗部品を落下しないように固定し、第２のアームは摩耗部品に係合してベースから係脱させる。
【００３５】
[35]本発明の別の態様によれば、ツールは自動化され、かつ複数の補助ツールを使用して、掘削機器に固定される摩耗部品を取り外し、取り付けるための自動化工程を行う。
【００３６】
[36]本発明の別の態様によれば、ツールは調節可能な多顎グリッパを使用して、掘削機器に取り付けられるベースから落下しないように摩耗部品を固定する。
【００３７】
[37]本発明の別の態様によれば、カートリッジは摩耗部品の周囲に合わせ、摩耗部品を取外しのために固定する。１つの好適な構成では、カートリッジは自動化ツールに固定される。別の好適な構成では、カートリッジは、作業者がカートリッジを動かすことを必要とするツールに固定される。別の好適な構成では、交換を必要とする摩耗部品はカートリッジに送られる。
【００３８】
[38]本発明の別の態様によれば、カートリッジ内に摩耗部品を適切に位置決めするのを促進するために、ロケータまたはガイドがカートリッジの内壁に固定される。
【００３９】
[39]本発明の別の態様によれば、カートリッジは、摩耗部品を出荷し、保管し、取り付け、取り外すために使用される。
【００４０】
[40]本発明の別の態様によれば、カートリッジは、カートリッジを持ち上げるための、カートリッジを回転させるための、カートリッジを引くための、またはカートリッジを押すための少なくとも１つの取付機構を有する。持ち上げられ、引かれまたは押され得る取付機構は、カートリッジ内に固定される摩耗部品が取り付けられ、掘削機器に固定されるベースから取り外されるのを許容する。
【００４１】
[41]本発明の別の態様によれば、ツールは、摩耗部品から微粉を除去するために、加圧流体を使用する。１つの好適な構成では、砥粒が懸濁されるまたはされない加圧空気を使用して微粉を除去する。別の好適な構成では、加圧液体を使用して微粉を除去する。
【００４２】
[42]本発明の別の態様によれば、ツールは、摩耗部品から微粉を除去するために、振動子を使用する。１つの好適な構成では、振動子は、少なくとも１つの電磁石、電気再分極永久磁石または空気作動永久磁石で摩耗部品に固定される。１つの好適な構成では、振動子は、振動がツールに負の影響を及ぼさないように、ツールから絶縁される。
【００４３】
[43]本発明の別の態様によれば、ツールは、ハンマレス保持器などの固定機構に把持片を固定し、新しく取付けられた小片を使用して摩耗部品から固定機構を取り外す。１つの好適な構成では、ツールは、固定機構を取り外すために、スタッド、スタッド溶接機および空気圧レンチまたは油圧レンチを使用する。
【００４４】
[44]本発明の別の態様によれば、ツールは、固定機構との確実な係合を見つけて生じさせ、固定機構を取り外し、取り付けるために、力制御および固定機構の開口に合致するツールを使用する。
【００４５】
[45]本発明の別の態様によれば、ツールは、固定機構を取り外すために、切断機を使用する。１つの好適な構成では、切断機はアーク切断機である。別の好適な構成では、切断機は水ジェット切断機である。別の好適な構成では、切断機は、固定機構を取り外すために円を描いて回転される。別の好適な構成では、固定機構の一部だけが切断される。別の好適な構成では、固定機構全体が完全に切り離される。別の好適な構成では、切断機は電動空気アークトーチである。別の好適な構成では、切断機はレーザである。
【００４６】
[46]本発明の別の態様によれば、ツールは、摩耗部品から固定機構を取り外し、処分区画に固定機構を処分するために、磁石を使用する。１つの好適な構成では、磁石は空気作動永久磁石、電磁石または電気再分極永久磁石である。
【００４７】
[47]本発明の別の態様によれば、ツールは、摩耗部品から固定機構を取り外し、処分区画に摩耗部品を処分するために、真空を使用して固定機構との確実な係合を生じさせる。
【００４８】
[48]本発明の別の態様によれば、ツールは、摩耗した摩耗部品に少なくとも１つの新しい小片を固定し、新しく取付けられた小片を使用してベースから摩耗部品を取り外す。１つの好適な構成では、ツールはスタッド溶接機を使用して新しい小片を摩耗した摩耗部品に取り付ける。
【００４９】
[49]本発明の別の態様によれば、ツールは、まず最初に掘削機器に固定されるベースから摩耗部品を係脱するために、振動子を使用する。
【００５０】
[50]本発明の別の態様によれば、ツールは、ベースから摩耗部品を取り外し、処分区画に摩耗部品を処分するために、磁石を使用する。１つの好適な構成では、磁石は空気作動永久磁石である。
【００５１】
[51]本発明の別の態様によれば、ツールは、ベースから摩耗部品を取り外し、処分区画に摩耗部品を処分するために、多顎グリッパを使用する。
【００５２】
[52]本発明の別の態様によれば、処分区画は、各摩耗部品が固定位置に維持されるように、摩耗部品を支持するための固定具を有する。
【００５３】
[53]本発明の別の態様によれば、各交換摩耗部材は、ツールが新しい摩耗部品を見つけ、部品を取付けのために適切に向け得るように、パレット上に固定位置および向きに維持される。
【００５４】
[54]本発明の別の態様によれば、ツールは、ツールが摩耗部品を移動させるときに摩耗部品が固定向きを維持するように、摩耗部品を堅固に把持する。
【００５５】
[55]本発明の別の態様によれば、ツールは自動化され、かつ新しい摩耗部品上の固定機構の現在の位置を摩耗した摩耗部材上の固定機構の以前に確定した位置と比較することによって、新しい摩耗部品がベースに完全に着座されていることを検証する。
【００５６】
[56]本発明の別の態様によれば、ツールは、摩耗部品がベースに完全に着座されていることを保証するために、視覚検査を行う。１つの好適な構成では、視覚検査は２Ｄ視覚カメラを用いて行われる。
【００５７】
[57]本発明の別の態様によれば、ツールは自動化され、かつ取り付けられている摩耗部品の幾何学的形状がプログラムされ、また摩耗部品上で固定機構をどこに配置するべきかがプログラムされている。
【００５８】
[58]本発明の別の態様によれば、ツールは自動化され、かつ万一掘削機器が予想外に移動した場合にエラー処理を有する。
【００５９】
[59]本発明の別の態様によれば、鉱山における土工機器から摩耗部材を取り外すための方法は、動力付きのマニピュレータを作動させて補助ツールを摩耗部材と近接するように移動させるステップと、補助ツールを作動させて摩耗部材に係合して保持するステップと、マニピュレータおよび／または補助ツールの動作を通じて土工機器から摩耗部材を取り外すステップとを含む。
【００６０】
[60]本発明の別の態様によれば、方法は、鉱山における土工機器に摩耗部材を固定する保持器を解放位置に移動させるステップと、補助ツールを保持器と近接するように移動させ、摩耗部材の取外しを許可するために保持器に係合して解放するステップとを含む。
【００６１】
[61]本発明の別の態様によれば、土工機器から摩耗部材を取り外すための方法は、作業者が摩耗部材から離れたままで、マニピュレータを作動させて補助ツールを摩耗部材と近接するように移動させるステップと、補助ツールを作動させ、摩耗部材を保持するステップとを含む。
【００６２】
[62]本発明の利点および特徴の向上した理解を得るために、本発明に関する様々な構成および概念を記述および例示する以下の記述事項および添付の図を参照することになる。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】[63]採鉱掘削機の側面図である。
【図２】[64]掘削機ホーバケットの斜視図である。
【図３】[65]掘削機ホーバケットのリップの斜視図である。
【図４】[66]爪アセンブリの斜視図である。
【図５】[67]図４に図示される爪アセンブリの分解斜視図である。
【図６】[68]本発明に従う摩耗部品取外しおよび取付けを自動化するための一般的な工程ステップを概説する。
【図７】[69]本発明に従うツールの側面図である。
【図８】[70]本発明に従うツール交換装置の側面図である。
【図９】[71]本発明に従う保管パレットの上面図である。
【図１０】[72]線１０−１０に沿ってとられる図９における保管パレットの横断面図である。
【図１０ａ】[73]本発明に従うマガジン編成の保管パレットの横断面図である。
【図１０ｂ】[74]カートリッジがマガジンから取り外される、図１０ａに図示される保管パレットの別の横断面図である。
【図１０ｃ】[75]カートリッジがマガジンに配置されようとしている、図１０ａに図示される保管パレットの別の横断面図である。
【図１１】[76]本発明に従うツールの第２の実施形態の側面図である。
【図１２】[77]本発明の符号化要素をもつバケットの後方斜視図である。
【図１３】[78]受信機およびデジタルセンサをもつ図７のツールの斜視図である。マニピュレータ、保管パレットおよびツールを含むツールの他の詳細は図面を単純化するために省略される。
【図１４】[79]本発明に従うデジタルセンサをもつ定地上のバケットの側面図である。
【図１５】[80]バケットが摩耗部品取外しおよび取付けのために上に傾けられる、図１４に図示されるバケットの側面図である。
【図１６】[81]本発明に従う摩耗部材およびベースに取り付けられる磁気ストラップの斜視図である。
【図１７】[82]本発明に従うマニピュレータならびに摩耗部品および固定機構を固定するための空気作動永久磁石の側面図である。
【図１８ａ】[83]本発明に従う新しい摩耗部品を収容するカートリッジの斜視図である。
【図１８ｂ】[84]摩耗部品の一部およびカートリッジの内部が想像線で図示される、図１８ａに図示されるカートリッジの上面図である。
【図１８ｃ】[85]図１８ａに図示されるカートリッジの正面図である。
【図１８ｄ】[86]摩耗部品の一部およびカートリッジの内部が想像線で図示される、図１８ａに図示されるカートリッジの側面図である。
【図１８ｅ】[87]本発明に従う摩耗した摩耗部品を収容するカートリッジの斜視図である。
【図１８ｆ】[88]摩耗部品の一部およびカートリッジの内部が想像線で図示される、図１８ｅに図示されるカートリッジの上面図である。
【図１８ｇ】[89]図１８ｅに図示されるカートリッジの正面図である。
【図１８ｈ】[90]摩耗部品の一部およびカートリッジの内部が想像線で図示される、図１８ｅに図示されるカートリッジの側面図である。
【図１９ａ】[91]本発明に従う摩耗部品を固定するための多顎グリッパの斜視図である。
【図１９ｂ】[92]図１９ａの多顎グリッパの上面図である。
【図１９ｃ】[93]図１９ａの多顎グリッパの側面図である。
【図１９ｄ】[94]図１９ａの多顎グリッパの正面図である。
【図２０ａ】[95]本発明に従う微粉を除去するための圧力洗浄システムの斜視図である。
【図２０ｂ】[96]図２０ａの圧力洗浄システムとともに使用されるべきリングノズルの斜視図である。
【図２０ｃ】[97]図２０ａの圧力洗浄システムとともに使用されるべきフレームおよび摺動キャリッジの斜視図である。
【図２１】[98]本発明に従う摩耗部品から微粉を除去するための振動子の側面図である。
【図２２】[99]図２２ａは、本発明に従う摩耗部品を取り外すのを促進するために新しい小片を取り付けるためのスタッド溶接機の斜視図である。マニピュレータおよびツール交換装置は図面を単純化するために省略される。[100]図２２ｂは、本発明に従う摩耗部品に取り付けられた新しい小片を回転させるためのレンチビットの斜視図である。[101]図２２ｃは、本発明に従うベースから摩耗部材を取り外すために新しい小片が取り付けられる摩耗部材の斜視図である。
【図２３】[102]本発明に従う固定機構を取り外すための六角ツールの側面図である。
【図２４】[103]本発明に従う固定機構を取り外すための切断機経路の斜視図である。
【図２５ａ】[104]本発明に従う摩耗部材とベースとの間で固定機構を取り外すための切断経路の斜視図である。
【図２５ｂ】[105]図２５ａにおける摩耗部材およびベースの上面図である。
【図２５ｃ】[106]線２５ｃ−２５ｃに沿ってとられる図２５ｂにおける摩耗部材およびベースの横断面図である。
【図２５ｄ】[107]固定機構が取り外された図２５ｂにおける摩耗部材およびベースの横断面図である。
【図２６】[108]図２６ａは、本発明に従う摩耗部品を堅固に把持するためのカスタムツールの側面図である。[109]図２６ｂは、図２６ａにおける線２６ｂ−２６ｂに沿ってとられる図２６ａにおけるカスタムツールの横断面図である。
【図２７ａ】[110]本発明に従う摩耗部品を堅固に把持するためのかつ固定機構を取り外すためのカスタムツールをもつマニピュレータの前方斜視図である。
【図２７ｂ】[111]摩耗部品を保持する図２７ａに図示されるカスタムツールの前方側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００６４】
[112]本発明は、たとえば掘削機器および地面運搬機器を含む土工機器のための様々な
種類の摩耗部品を取り外し、取り付けるためのツールおよび工程に関係する。掘削機器は、一般用語として、たとえばドラグライン機械、ケーブルショベル、フェースショベル、油圧掘削機および浚渫カッタを含む、採鉱、建設および他の活動において使用される各種の掘削機械のいずれかを指すものと意図される。掘削機器は、バケット、ブレードまたはカッタヘッドなど、これらの機械の地面係合構成要素も指す。地面運搬機器はまた、一般用語として、土製の材料を運搬するために使用され、たとえば、シュートおよび採鉱トラック荷台を含む各種の機器を指すものと意図される。本発明は、たとえば掘削爪およびシュラウドの形態の掘削機器の摩耗部品を取り外し、取り付けることに適している。さらに、本発明の特定の態様は、たとえばランナの形態の磨耗面を取り外し、取り付けることにも適している。説明の便宜のために、摩耗部品取外しおよび取付け工程は、採鉱掘削機上のポイントを交換する観点から論じられる。しかしながら、取外しおよび取付け工程は、土工機器とともに使用される他の摩耗部品に関して使用してよい。
【００６５】
[113]前部、後部、上部、底部などの相対用語が説明の便宜のために使用される。用語
、前部または前方は概して使用中（たとえば、掘込み中）の通常の進行方向を示すために使用される、上方または上部は概して、たとえば材料がバケット内に集められるときにそれが通る面への言及として使用される。それにもかかわらず、様々な土工機械の動作において、摩耗アセンブリは使用中に様々な方法で向きを定め、またすべての種類の方向に移動させてよいことが認識される。
【００６６】
[114]採鉱掘削機１は、掘込み中に土製の材料を集めるためのバケット３が装備される
（図１）。バケット３は、バケット３の掘込刃であるリップ５を有する（図２および図３）。掘込刃は地面との接触を先導する機器の部分である。爪アセンブリおよびシュラウドがしばしば、刃を保護しかつリップの前方の地面を割るために、掘込刃に固定される。参照によって本明細書に援用される米国特許出願第１３／５４７，３５３号に開示されるような複数の爪アセンブリ７およびシュラウド９が、バケット３のリップ５に取り付けられてよい（図４および図５）。例示される爪７は、リップ５に溶接（またはその他固定）されるアダプタ１１、アダプタ１１に装着される中間アダプタ１３、およびベース１３に装着されるポイント（先端とも呼ばれる）１５を含む。１つの爪構成７が図示されるが、他の爪装置も可能である。ポイント１５は、ノーズ１７を受ける後方に開口する空胴、および地面に貫入する前端１９を含む。ベース１３に摩耗部材１５を、かつノーズ２３にベース１３を固定する（図２および図３）ために、一般に、保持器、ピンまたはロック２１と呼ばれる固定機構が使用されるが、しかし異なるロックを使用してポイント１５およびベース１３を固定し得る。本出願において、ポイント１５は一般に摩耗部材と、かつ中間アダプタ１３はベースと称される。それにもかかわらず、中間アダプタ１３およびアダプタ１１は摩耗部材でもある。たとえば、中間アダプタ１３が交換を必要とすると、それは摩耗部材と、かつアダプタ１１はベースと称され得る。同様に、アダプタ１１が交換を必要とすると、それは摩耗部材と、かつリップ５はベースと称され得る。バケットの寿命の間、摩耗部材１１、１３、１５は通常何度も交換される。
【００６７】
[115]図６は、掘削バケット３上の摩耗した摩耗部材１５を取り外し、取り付けるため
の工程のステップを例示する。工程は取付者／作業者によって達成してよいか、または工程は半自動化工程（すなわち、工程内の様々なステップを自動化してよい）もしくは全自
動化工程でよい。工程の変形が存在する。たとえば、一度に２つ以上の摩耗部材を交換することが望ましいことがあり、また新しい摩耗部材を取り付ける前にまず摩耗部材のすべてを取り外すことが望ましいことがある。
【００６８】
[116]本発明の一実施形態によれば、摩耗部材１５を取り外し、取り付けるために、ツ
ール２５が使用される（図７）。土工機器が遠隔地にあって摩耗部品を現場で交換しなければならないときでも摩耗部品を交換できるように、ツール２５は整備を必要とする掘削機器１に送られる。ツール２５は、たとえば少なくとも１つのマニピュレータ２９およびプログラム可能なロジック付きの中央処理ユニット（ＣＰＵ）などの少なくとも１つのコントローラ３１をもつ移動ベースとしてのサービス車両２７でよい。コントローラは単一のＣＰＵ、またはたとえば補助ツール、マニピュレータおよび／もしくはサービス車両に位置するＣＰＵの組合せであり得る。コントローラは遠隔地にあり得、または後述するように、手動で作動もしくは部分的に手動で作動し得る。サービス車両２７は、アウトリガ安定器３３、電源３５、マニピュレータプラットフォーム３７、保管区画またはパレット３９、およびマニピュレータ２９と連携して使用されるべき補助ツールまたはサブツール４１も装備してよい。サービス車両は、それが１つの位置から別の位置まで容易に移動させることができるように、車輪付きである。不図示の代替の実施形態において、サービス車両は無限軌道を有してよく、または車輪および無限軌道を有してよい。サービス車両２７は、サービス車両２７内に位置する作業者によって採鉱掘削機１まで運転される。代わりに、サービス車両２７は普通にまたはユーザ入力装置を介して遠隔で採鉱掘削機１まで運転してよい。たとえば、サービス車両２７は、サービス車両２７に位置するジョイスティック（不図示）およびカメラ（不図示）で遠隔運転してよい。別の代替例において、サービス車両２７は、摩耗部材１５を交換する必要がある採鉱掘削機１まで運転するように全自動化およびプログラムしてよい。
【００６９】
[117]サービス車両２７は、マニピュレータ２９がバケット３上の摩耗部材１５に達す
ることができるように掘削機バケット３の十分近くまで運転される。適所に置かれた後、油圧アウトリガ安定器３３は下降され、マニピュレータ２９に安定したプラットフォームを提供する。マニピュレータプラットフォーム３７は、バケット３が地面に設定されるときにマニピュレータ２９が摩耗部材１５に達することができるように十分低くサービス車両２７上に位置してよい。場合によっては、掘削機作業者は、マニピュレータ２９がサービス車両２７上に位置するときに、バケット３が上に傾けられるようにバケット３を調節するか、またはマニピュレータ２９が摩耗部材１５に達することができるようにバケット３を台４３にのせる必要があることがある（図７）。サービス車両２７は、マニピュレータ２９がバケット３上の摩耗部材１５に達することができるようにマニピュレータ２９を下降、回転および／または移動させる昇降機（不図示）、ターンテーブルおよび／または並進アセンブリを装備してよい。
【００７０】
[118]マニピュレータ２９および補助ツール４１は多くの電源から電力供給されてよい
。たとえば、マニピュレータ２９および補助ツール４１はサービス車両、発電機またはバッテリを介して電力供給されてよい。
【００７１】
[119]マニピュレータプラットフォーム３７は、マニピュレータ２９がサービス車両２
７の前部に向けて、サービス車両２７の後部に向けて、および／またはサービス車両２７の各々の側面に向けて摺動するレール（不図示）が装備されてよい。レールに沿ってマニピュレータ２９を移動させるために、市販の鎖、油圧アクチュエータまたは電気アクチュエータ（ラックアンドピニオンまたはボールねじを駆動する）（不図示）をマニピュレータ２９に接続してよい。
【００７２】
[120]サービス車両２７上の保管区画またはパレット３９は、マニピュレータプラット
フォーム３７の一部であって、サービス車両２７と一体化してよく、またはサービス車両２７が現場に配備されるのに先立ち摩耗部材１５のすべてが保管区画３９でサービス車両２７上に積載されるようにサービス車両２７から取外し可能でよい（図７、図９および図１０）。保管区画３９は、サービス車両２７に設置された後、各摩耗部材１５がマニピュレータ２９に対して固定向きおよび位置を有するように、摩耗部材１５を支持する固定具または治具４５が装備されてよい。
【００７３】
[121]マニピュレータ２９は注文製でよく、あるいは市販の既製のサーボ電気マニピュ
レータもしくは市販の既製の油圧マニピュレータ、または市販の既製の空気圧マニピュレータでよい。マニピュレータ２９は一体化力計測を有してよく、またはアフターマーケットの既製の力計測装置が装備されてよい。使用してよいマニピュレータ２９の例は、一体化力計測付きのファナックｍ−９００ｉａ−４００Ｌサーボ電気ロボット、ＡＴＩアフターマーケット力／トルクセンサを装備したＡＢＢ  ＩＲＢ７６００−５００サーボ電気ロボット、ＡＴＩアフターマーケット力／トルクセンサを装備したＭｏｔｏｍａｎ  ＨＰ５００Ｄサーボ電気ロボット、またはＶｕｌｃａｎ  Ａｃｔｉｏｎ５００油圧式マニピュレータを含むが、これらに限定されない。
【００７４】
[122]サービス車両２７は、摩耗部材１５を取り外すおよび／または取り付けるために
使用可能な各種の補助ツール４１の１つまたは複数を装備してよい。補助ツール４１は好ましくは、マニピュレータ２９に対して固定位置に位置づけられる。マニピュレータ２９は、取外しおよび取付け工程の様々な機能を行うために、マニピュレータ２９が１つの補助ツールから別の補助ツールに急速に変更するのを許容する業界標準ツール交換装置４７が装備されてよい。ツール交換装置４７は、マニピュレータ２９に接続する第１の側４９、および補助ツール４１に接続する第２の側５１を有する（図８）。ツール交換装置４７の２つの側４９および５１は、使用中のときに互いに結合され、また使用中ではないときに分離される。たとえば、マニピュレータ２９はＡＴＩロボットツール交換装置が装備されてよい。サービス車両２７が装備してよい様々な種類の補助ツール４１は、以下に詳論される。マニピュレータは複数の補助ツール４１を並行して支持してもよい。
【００７５】
[123]代替の実施形態（図１１）において、サービスステーション５３は、電源３５、
プログラム可能なロジック付きのＣＰＵの形態の少なくとも１つのコントローラ３１、少なくとも１つのマニピュレータ２９、保管区画３９、およびマニピュレータ２９と連携して使用されるべき補助ツール４１を装備する。サービスステーション５３は、同じ利益および目的が多く、サービス車両２７と多くの点で類似している。以下の説明は差に集中し、サービスステーション５３にあてはまるすべての類似点を繰り返すわけではない。採鉱掘削機１はサービスステーション５３に送られて、マニピュレータ２９がバケット３上の摩耗部材１５に達することができるようにマニピュレータ２９の十分に近くに位置づけられる。サービス車両２７と同様に、サービスステーション５３は、マニピュレータ２９が前後に摺動するレール（不図示）を装備してよい。サービスステーション５３でのマニピュレータ２９および補助ツール４１は多くの電源３５から電力供給されてよい。たとえば、マニピュレータ２９および補助ツール４１は発電機、バッテリを介して電力供給されるか、または既存の電力システムによって電力供給されてよい。サービスステーション５３は好ましくは、土工ツールが接近するのに、かつ作業者がアクセスするのに都合のいい位置に位置づけられる。それにもかかわらず、サービスステーションは現場に位置づけられ得、かつ異なる位置に移動されるトレーラなどの移動ベースを含み得る。
【００７６】
[124]サービス車両２７が掘削バケット３に対して適所に置かれ、または掘削バケット
３がサービスステーション５３に対して適所に置かれた後、バケット３上の摩耗部材１５の種類が特定される。バケット３上の摩耗部材１５は、コントローラ３１に手動で情報を入力する作業者によって特定してよい。作業者は掘削機器１に関する特定の識別子を入力
してよく、コントローラ３１は識別子を使用して、特定した掘削機器１上の摩耗部材１５のデータベースを参照する。
【００７７】
[125]代替の実施形態において、作業者またはマニピュレータ２９は、摩耗部品の状態
に関してデータベースから情報を引き出す補助ツールを有してよい。データベースは、掘削機器１に、好ましくは保護領域に位置する符号化要素５５によってアクセスされてよい。符号化要素５５は、たとえばバケット３の後部（図１２）にまたはバケットを作動させる土工機械（不図示）に位置してよい。符号化要素は、たとえばＲＦＩＤ、バーコードまたはＱＲコード（登録商標）でよい。不図示の代替の実施形態において、補助ツールは移動データ収集装置から情報を引き出してよい。符合化される構造５５またはデータベースは、たとえばバケット通し番号、バケットの容量、バケットが取り付けられている機械、バケットのための部品番号、およびバケット３に現在取り付けられている摩耗部材１５の種類を格納してよい。データは次いでコントローラ３１に入力される。外部プログラマブルロジックコントローラ（ＰＬＣ）（不図示）または外部ＰＣ（不図示）をもつコントローラ３１は、取り付けられるべき摩耗部材１５がバケット３と互換性を持つことを保証するために検査を行ってよい。
【００７８】
[126]さらに別の代替の実施形態において、コントローラ３１は、バケット３に現在取
り付けられている摩耗部材１５の種類をバケット健全性監視ユニット（不図示）から引き出してよい。バケット健全性監視ユニットは、バケット３上の各摩耗部材１５の現在の摩耗特性を監視および記憶し、摩耗部材１５が摩耗部材１５のための最低摩耗プロファイルを越えて摩耗しようとするときに警報を与えるシステムでよい。警報は、掘削機器１上の摩耗部材１５が整備を必要とするときに、機器作業者におよび無線装置に無線で送られてよい。バケット上の各摩耗部材１５の最低摩耗プロファイルを判定するために、健全性監視ユニットは、様々な種類の摩耗部材１５のための様々な摩耗プロファイルをもつデータベースを参照してよい。バケット健全性監視ユニットの様々な態様は、たとえば、Ｍｏｔｉｏｎ  Ｍｅｔｒｉｃｓによって販売されるＴｏｏｔｈ−Ｗｅａｒ  Ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇシステムもしくは類似したバケット健全性監視ユニットによって、または移動データ収集装置から達成されてよい。
【００７９】
[127]どんな種類の摩耗部材１５が現在バケット３に取り付けられているかを判定する
のを促進することに加えて、バケット健全性監視システムは、ツール２５に他の情報を通信することもできてよい。バケット健全性監視システムとツール２５との間の通信は、無線またはケーブルを通じてでよい。バケット健全性監視システムは、たとえば摩耗部材１５が次の整備時間帯の前に交換されるべきであるほど摩耗した特定の摩耗部材１５を通信してよい。バケット健全性監視システムは、ツールが取付けおよび取外し工程中にツールへのフィードバックを提供するのを促進してよい。たとえば、バケット健全性監視システムは、ツールが摩耗した摩耗部品を見つけて固定し、掘削機器のベースに新しい摩耗部品を取り付けるのを促進するために、自身のセンサ（たとえば、カメラ、加速度計）から情報を提供してよい。
【００８０】
[128]代替の実施形態において、ツールは、取付けおよび取外し工程についての情報を
記録するために、バケット健全性監視システムのデータベースまたは別の個別のデータベースと通信できる。ツールはたとえば、ｉ）摩耗部品が取り外されて交換された日時、ｉｉ）摩耗部品の取換えにかかった時間、ｉｉｉ）摩耗部品が取り付けられた機械、ｉｖ）交換されて取り付けられた摩耗部品の種類、ｖ）排土機器に摩耗部品を保持している固定機構を取り外すために必要とされるトルク、ｖｉ）排土機器に摩耗部品を保持する固定機構を取り付けるために使用されるトルク、およびｖｉｉ）摩耗部品が交換された場所の地理的位置の少なくとも１つを通信できる。
【００８１】
[129]採鉱掘削機１がバケット健全性監視ユニットを装備していなければ、作業者は摩
耗部材１５の各々の現在の摩耗特性を調べて、どの摩耗部材１５が交換を必要とするかをコントローラ３１に手動で入力してよい。コントローラ３１、たとえばＣＰＵ、外部ＰＬＣまたは外部ＰＣは、どの摩耗部材１５が交換されているかに関して無線装置に情報を送信してもよい。どの摩耗部材１５も交換する必要がなければ、コントローラ３１は取外しおよび取付け工程を継続しないようにプログラムできる。
【００８２】
[130]１つまたは複数の摩耗部材１５が交換を必要とすれば、コントローラ３１はマニ
ピュレータ２９に対する摩耗部材１５の位置を判定できる。バケット３およびサービス車両２７またはサービスステーション５３は、摩耗部品の向きおよび位置が地面に対する摩耗部品向きに関係なく判定されてよいように、センサが装備されてよい。センサはアクティブまたはパッシブセンサでよく、またたとえば受信機、送信機およびデジタルセンサでよい。バケット３はバケット３に永久に取り付けられる受信機、送信機およびデジタルセンサを有してよいか、またはセンサは取外しおよび取付け工程に先立ち作業者によってバケット３に配置されてよい。たとえば、バケット３は少なくとも１つのＧＰＳ受信機５７を有してよく、サービス車両２７またはサービスステーション５３は少なくとも３つのＧＰＳ受信機５７を有してよい（図１３）。コントローラ３１がサービス車両２７またはサービスステーション５３に対するバケット３の向きおよび位置を判定できるように、追加のデジタルセンサ、たとえば傾斜計ユニット５９および／またはコンパス６１が較正開始角度をもつバケットの面に位置してよい。較正開始角度は、たとえばバケット３の平面（たとえば、バケット３が定地上に静止しているとき）でよい。コントローラ３１は、バケット３上の摩耗部材１５を見つけるのを促進するためにバケットおよび摩耗部材幾何学的形状データベースを有してよい。コントローラ３１は、バケット３の傾斜角、ＧＰＳ受信機５７から判定されるサービス車両２７およびバケット３の位置、およびバケットおよび摩耗部材幾何学的形状データベースから判定される摩耗部材１５の位置に基づいて、どこにマニピュレータ２９を動かすべきかを判定してよい。別の実施形態において、バケット３およびサービス車両２７またはサービスステーション５３は両方とも、ＧＰＳ受信機５７の代わりに、電磁波受信機および／もしくは送信機、機械的波の受信機および／もしくは送信機、またはレーザ受信機および／もしくは送信機を有してよい。電磁波は、たとえば可視スペクトル（たとえば、赤外線、マイクロ波または無線周波数）より大きい波長を有してよい。力学的波は、たとえば超音波スペクトルの波長を有してよい。受信機および送信機は、ニコンｉＧＰＳシステムでまたはｉＴｒａｃｋのＬｏｃａｌ  Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍで使用されるものに類似していてよい。
【００８３】
[131]代替の実施形態（図２７ａおよび図２７ｂ）において、空間におけるマニピュレ
ータに対する摩耗部材の位置は、カメラ３２、視覚認識ソフトウェアおよびバケット／摩耗部材幾何学的形状を用いて判定してよい。たとえば、マニピュレータは１つまたは複数のカメラ３２が装備されてよく、コントローラ（たとえば、ＣＰＵ、外部ＰＬＣまたは外部ＰＣ）は視覚認識ソフトウェアが装備されてよい。マニピュレータは、視覚認識ソフトウェアが掘削機器、バケットまたは摩耗部材を特定するまで、自転させ、回転させ、または上に、下にもしくは円を描いて動かしてよい。視覚認識ソフトウェアが掘削機器、バケットまたは摩耗部材を特定した後、コントローラはバケットの向きおよび位置を判定してよい。マニピュレータは次いで、視覚認識ソフトウェアがバケットまたは摩耗部材上の一意の特徴を特定するまで、バケットまたは摩耗部材のより近くに動かし得る。一意の特徴は、たとえば一意の鋳肌、一意に設計された溶接板、または一意の硬化肉盛のパターンでよい。一意の特徴は好ましくは、それが完全には摩耗しないだろう場所に位置するだろう。一意の特徴は好ましくは、コントローラが、バケットまたは摩耗部材が向けられる方向を判定できるように、摩耗部材またはバケット上のパターンを有するだろう。マニピュレータは一意の特徴に駆動できるので、バケットまたは摩耗部材上の原点が確立されるだろう。確立した原点およびバケット／摩耗部材幾何学的形状に基づいて、マニピュレータを
バケット上の摩耗部材を取り外すおよび／または取り付けるために必要とされる様々な位置に動かしてよい。
【００８４】
[132]代替の実施形態において、摩耗部材１５上の特定の位置にマニピュレータ２９を
動かすために、空間におけるマニピュレータ２９に対する摩耗部材１５の位置は作業者によってユーザ入力装置（すなわち、コントローラ３１）を用いて入力してよい。この例では、コントローラ３１は、たとえばジョイスティックまたはウェアラブルユーザインタフェース（不図示）などのユーザ入力装置である。代わりに、作業者はマニピュレータ２９を物理的に（たとえば、自分の手で）誘導できる。たとえば、作業者は、コントローラ３１にマニピュレータに対する摩耗部材１５位置および向きがプログラムされるようにマニピュレータ２９が摩耗部材１５と掘削機器１上のベース１３との間の固定機構２１の直上にあるように、マニピュレータ２９を動かしてよい。作業者は好ましくは、摩耗部材１５およびマニピュレータから離れている、すなわち安全距離離れて位置する。作業者が摩耗部材１５を物理的に見ることができない場所に位置する場合、マニピュレータ２９およびサービス車両２７またはサービスステーション５３は、マニピュレータ２９を摩耗した摩耗部材１５に視覚的に動かすのを促進するカメラ３２（図２７ａおよび図２７ｂ）を装備してよい。ユーザ入力装置は、マニピュレータ２９からの情報を提供するために、触覚、視覚または可聴フィードバックも有してよい。フィードバックは、たとえば振動、可視光または可聴音でよい。フィードバックは、たとえばマニピュレータが物体に触れたときに、作業者に与えられてよい。
【００８５】
[133]摩耗部材１５が掘削機器１から時期尚早に係脱しないことを保証するため、摩耗
部材１５が重力により摩耗した部材１５をベース１３上に適所に保つ角度であるように、バケット３を上方に傾けてよい。傾斜計ユニット５９は較正開始角度をもつバケットの面に位置する。バケットの面は、たとえばバケット３の平面（たとえば、バケット３が定地上に静止しているとき）でよい。傾斜計ユニット５９は、固定機構２１が取り外されたあとバケット３がいつ重力により摩耗した部材１５を適所に保つ安全な向きになるかをコントローラ３１が判定できるように、バケット３の現在の向きをコントローラ３１に無線で送信してよい（図１４および図１５）。代わりに、光または他の音声、視覚もしくは触覚フィードバック（不図示）が、バケット３がいつ取外し工程を継続するのに安全な向きになるかを作業者に示してよい。
【００８６】
[134]代替の実施形態において、好ましくは多腕ツール１９１の形態の補助ツールは、
摩耗部材を摩耗部材１５の２つ以上の側面で固定してよい（図２７ａおよび図２７ｂ）。例示される例では、補助ツール１９１は３つのアーム、すなわち摩耗部材１５の底面と接触する１つのアーム１９１ａおよび摩耗部材１５の側面と接触する２つのアーム１９１ｂおよび１９１ｃを有するが、しかし多腕ツール１９１は４つ以上のアームまたは２つ以下のアームが設けられ得る。加えて、多腕ツール１９１は摩耗部材の任意の２つの反対側の面を把持してよい（たとえば、アームは摩耗部材の上面および底面を把持してよい、アームは摩耗部材の側面および摩耗部材の上面を把持してよい、またはアームは摩耗部材の上面および底面ならびに側面を把持してよい）。各アーム１９１ａ〜１９１ｃは、側面アーム１９１ｂおよび１９１ｃが左右移動しかつ互いに接離移動し、さらに底面アーム１９１ａが上下移動するように、開閉できる。アームはモータを介して移動させてよく、または油圧で移動させてよい。アーム１９１ａ〜１９１ｃは、アームが開位置にあるときに摩耗部材がアームによって提供される開口内に収まるように、十分に離れて離間され、また摩耗部材が開口内にあるときにアームが摩耗部材に完全に接触および係合するように、同様に互いに十分に近接して離間される。各アーム１９１ａ〜１９１ｃはさらに、摩耗部材１５と接触する調節可能な面１９３を有してよい。調節可能な面１９３は、アーム１９１ａ〜１９１ｃが摩耗部材の異なる面とより十分に接触するのを許容する。加えて、調節可能な面１９３は、アーム１９１ａ〜１９１ｃが摩耗した摩耗部材とより十分に接触するのを
許容する。
【００８７】
[135]１つの好適な実施形態において、多腕ツール１９１は取外しツール１９５の形態
の第２の補助ツールと組み合わされて、摩耗部材１５を固定し、同時に摩耗部材１５から固定機構を取り外すことができる組み合わせツール１９７を生じさせる。この操作は、複数の機能をもつ単一の補助ツールによっても達成できる。例示される実施形態において、取外しツール１９５は、マニピュレータ２９の全体位置を調節することなく取外しツール１９５の位置を調節するだけである調整機構１９９が設けられる（すなわち、マニピュレータは微細制御を有する）。調整機構１９９は図２７ａおよび図２７ｂに図示される実施形態に図示されるだけであるが、調整機構１９９は取外しおよび取付け工程に使用される様々な補助ツール４１のいずれにも適用してよい。調整機構１９９は、マニピュレータアーム２９の位置を調節することなく取外しツール１９５が左右および上下移動できるように、取外しツール１９９に２以上の自由度を提供する。取外しツール１９５は六角ツール２０１を有するとして図示されるが、しかし固定機構を取り外すために、他のツールも可能である。多腕ツール１９１を取外しツール１９５と組み合わせることは、１つのツール１９７が摩耗した摩耗部材を取り外し、新しい摩耗部材を取り付けるために使用されるのを許容する。組み合わせツール１９７の形態の補助ツールは、摩耗部材を固定する様々な補助ツール４１のいずれかおよび摩耗部材から固定機構を取り外し、取り付ける様々な補助ツール４１のいずれかを組み合わせてよい。加えて、組み合わせツール１９７としての補助ツールは、３つ以上の補助ツールを互いに組み合わせてよい（たとえば、組み合わせツールは、摩耗部材を固定する補助ツール、微粉を除去する補助ツールおよび固定機構を取り外す補助ツールを有してよい）。
【００８８】
[136]代替の実施形態において、磁気ストラップ６３は摩耗部材をベースに固定してよ
い（図１６）。磁気ストラップ６３は、少なくとも１つの空気作動永久磁石６５で作られてよい。少なくとも１つの空気作動永久磁石６５が摩耗した摩耗部材１５に固定されてよく、別の空気作動永久磁石６５がベース１３に固定されてよく、空気作動永久磁石６５の両方とも、たとえば金属ストラップ６７で互いに固定されてよい。磁気ストラップ６３は手動で適用してよく、またはマニピュレータ２９で適用してよい。空気作動永久磁石６５は、たとえばＯｐｔｉｍａｇ空気圧リフティング磁石、ＳＡＶ５３１．０３ＮＥＯ−ＡＩＲ５００磁石、ＳＣＨＵＮＫリフティング磁石ＭＨＭ−Ｐ、または類似した市販の空気作動永久磁石でよい。
【００８９】
[137]さらに別の代替の実施形態において、２つ（または以上）のマニピュレータ２９
（不図示）を使用してよい。第１のマニピュレータは摩耗部材１５を落下しないように固定するために使用でき、第２のマニピュレータは掘削機（不図示）から摩耗部材１５を係脱するために使用できる。第１のマニピュレータは空気作動永久磁石６５などのツールを使用して摩耗部材１５を固定してよい（図１７）。コントローラ３１は、マニピュレータ２９および空気作動永久磁石６５を摩耗部材１５直上のプログラムされた位置Ｘに駆動する。次に、マニピュレータ２９および空気作動永久磁石６５は、マニピュレータ２９上の力フィードバックが力の棘波を記録するまで、摩耗部材１５に向けてさらに駆動できる。空気作動永久磁石６５は次いで係合されて摩耗部材１５を固定できる。
【００９０】
[138]代替の実施形態において、摩耗部材１５を固定するために、カートリッジ６９を
使用してよい（図１８ｅ〜図１８ｆ）。カートリッジ６９は、上壁７１、底壁７３、および上壁７１と底壁７３との間に延在する２つの反対側の側壁（７５、７９）を有する。カートリッジ６９の内面８３上のガイドまたはロケータ８１が、カートリッジ６９内に摩耗部材１５を適切に位置決めするのを促進してよい。ロケータは壁の１つに固定される追加の小片でよく、またはロケータは壁の１つの一体部分でよい。ロケータは、摩耗部材がいつカートリッジ内に適切に位置決めされるかを示すセンサでよい。ロケータ８１は、上壁
７１、底壁７３、第１の側壁７５、第２の側壁７７またはそれらの組み合わせの内面８３上にあってよい。摩耗した摩耗部材１５を取外し、保管および出荷のために収容することができるカートリッジ６９に加えて、カートリッジ６９は新しい摩耗部材１５を出荷、保管および取付けのために収容するためにも使用してよい（図１８ａ〜図１８ｄ）。しかしながら、カートリッジは、摩耗した摩耗部材を収容するためだけに使用してよく、または新しい摩耗部材を収納するためだけに使用してよい。カートリッジ６９の一定の形状は、摩耗部材１５がより容易に保管および出荷されるのを許容する。ロケータ８１はたとえば、スタッド８０がロケータ８１に挿入されてよいように、中空でよい。スタッド８０が摩耗部材１５に係合するときにスタッドがさらにロケータ内に押し込まれてよいように、スタッド８０は弾性部材を有してよい。不図示の代替の実施形態において、摩耗部材がカートリッジ内に挿入されるにつれてロケータが摩耗部材に係合するように、ロケータ８１は弾性でよい。たとえば、切欠きがカートリッジの空胴内に延在して摩耗部材（不図示）に係合するタブを作成するように、ロケータはカートリッジの壁の１つの一部の切欠きでよい。摩耗した摩耗部材１５は、追加の支持のためにスタッド８０および／またはロケータ８１にスタッド溶接またはその他固定される８５が、しかしこれは要件ではなく、スタッドまたはロケータは摩耗部材を適所に保持するのに十分であればよい。スタッド溶接８５は作業者によって行われてよく、またはマニピュレータ２９を用いて行われてよい。カートリッジ６９の壁７１、７３、７５および７９は、カートリッジ６９を吊上げ装置に固定するための少なくとも１つの取付け機構８７が設けられてよい。取付け機構は、たとえばリフティングアイ、空気作動永久磁石、またはたとえば側壁７５、７９の１つまたは複数の穴でよい。吊上げ装置は、たとえばホイストまたはマニピュレータ２９でよい。代替の実施形態において、排土機器はカートリッジ６９に送られてよい。カートリッジ６９が摩耗部材１５に取り付けられた後、摩耗部材１５とベース１３との間の固定機構２１がアクセス可能であるように、カートリッジ６９の壁７１、７３、７５および７９は開口９１を有してよい。取付け機構８７は、カートリッジ６９を持ち上げるために、カートリッジ６９を回転させるために、カートリッジ６９を引くために、またはカートリッジ６９を押すために使用してよい。持ち上げられ、引かれまたは押され得る取付け機構８７は、マニピュレータ２９に固定されつつ、カートリッジ６９内に固定される摩耗部材１５が取り付けられ、ベース１３から取り外されるのを許容する。取付け機構８７と組み合わせたカートリッジ６９は、摩耗部材１５上のリフティングアイの必要性を排除してよい。摩耗部材１５上のリフティングアイを排除することは、摩耗部材１５の製造欠陥品を最小化し得る。代替の実施形態において、少なくとも１つの取付け機構８７がカートリッジ６９を固定するために提供される、少なくとも１つの追加の取付け機構８７が持ち上げる、引くかつ押すために提供される。
【００９１】
[139]複数のカートリッジ６９および新しい摩耗部材１５は、摩耗部材１５が製造を離
れる時から摩耗部材１５が掘削機器１に取り付けられる時まで保管区画３９で収容、保管、出荷および輸送され得る。複数のカートリッジ６９および摩耗した摩耗部材１５は、摩耗部材１５が掘削機器１から取り外される時から摩耗部材１５が修復、再生または廃棄される時まで保管区画３９で収容、保管、出荷および輸送され得る。代替の実施形態において、カートリッジ６９は、１つのカートリッジが保管区画から取り出されると、新しいカートリッジが保管区画６９から取外しの準備ができるように残りのカートリッジが新しい位置に摺動するように、マガジン編成の保管区画３９内に配置されてよい（図１０ａおよび図１０ｂ）。カートリッジ６９が摩耗した摩耗部材１５を取り外すために使用された後、摩耗した摩耗部材１５をもつカートリッジ６９は元の同じ保管区画３９に配置してよく、または異なる保管区画３９に配置してよい（図１０ｃ）。
【００９２】
[140]代わりに、摩耗部材１５を落下しないように固定する第１のアームおよび掘削機
から摩耗部材１５を係脱する第２のアームをもつ１つのマニピュレータを使用してよい（不図示）。第１のアームは、マニピュレータに、摩耗部材１５を固定するために、多顎グ
リッパ９５を使用してよい（図１９ａ〜図１９ｄ）。多顎グリッパ９５は、互いに対抗する２つの外側アーム９７を有し得る。各外側アーム９７は、内面１０１から各アーム９７の後面１０３に沿って延在する楔９９を有する。各外側アーム９７は、内面１０１に沿って摺動できる内側楔１０５を有する。空洞１０７が外側アーム９７と内側楔１０５との間に延在する。摺動機構１０９が各空洞１０７内に挿入される。摺動機構は、たとえばねじ、空気圧シリンダまたは油圧シリンダでよい。各外側アーム９７は、各対向外側アーム９７間に延在する支持体１１１に固定される。空洞１１３が、一方の外側アーム９７から支持体１１１を貫いて、さらに他方の外側アーム９７を貫いて延在する。摺動機構１０９が、反対側のアームが接離して摺動することができるように、空洞１１３内に挿入される。多顎グリッパ９５を摩耗部材１５に取り付けるために、マニピュレータ２９は外側アーム９７を互いから離して摺動させ、かつマニピュレータ２９は内側楔１０５を後面１０３から離して摺動させる。マニピュレータは多顎グリッパ９５を摩耗部材１５上に配置し、各後面１０３および各楔９９が摩耗部材１５とベース１３との間に嵌まるように、対向外側アーム９７を互いに摺動させる。この位置では、各後面１０３はベース１３に当接し、楔９９は摩耗部材に当接する。次にマニピュレータ２９は、内側楔１０５が摩耗部材１５の前端１９に当接するまで、各内側楔１０５を後面１０３に向けて摺動させる。摩耗部材１５はここで固定され、また固定機構２１が摩耗部材１５から取り外される準備ができる。
【００９３】
[141]採鉱掘削機１が摩耗部材１５とベース１３と固定機構２１を取り囲む領域の間に
蓄積する微粉を発生させる環境で使用される場合、微粉を取り払うための補助ツール４１が活用されてよい。補助ツールは作業者によって手動で使用されてよく、またはマニピュレータ２９とともに使用されてよい。たとえば、採鉱産業において微粉を除去するために現在使用される一般的なツールが活用されてよい。一般的なツールは、たとえば空気圧ニードルスケーラ（不図示）でよく、または圧力洗浄システムでよい。たとえば、圧力洗浄システム１２３のためのノズル１２１が、マニピュレータ２９に取り付けるように設けられてよい（図２０ａ）。圧力洗浄システム１２３は、１つのノズル１２１を有するとして図示されるが、２つ以上のノズル１２１を有してよい。圧力洗浄システム１２３は、砥粒が懸濁されるもしくはされない空気または水などの洗浄剤を使用して微粉を除去してよい。代替の実施形態において、圧力洗浄システム１２３は、リングまわりに多くの内向きの穴１２４をもつリングノズル１２２を活用して洗浄剤を供給してよい（図２０ｂ）。リングノズル１２２は、摩耗部材１５のまわりに洗浄剤の膜を発生させる。リングは、ツール交換装置４７（図８）にリングを固定するための固定固定具１３０が設けられてよい。マニピュレータ２９は、摩耗部材１５の前後軸に沿ってリングノズル１２２を走らせてよい。代替の実施形態において、圧力洗浄システム１２３は、フレーム１２６に装着される摺動キャリッジ１２８をもつフレーム１２６を活用してよい（図２０ｃ）。摺動キャリッジは、洗浄剤を摺動キャリッジ１２８上のノズル１２１から分散しながら、フレーム１２６に沿って前後に摺動することができるだろう。フレーム１２６は、図２０ｂにおいてリングノズル１２２とともに使用される固定固定具１３０に類似した固定固定具（不図示）が設けられてよい。マニピュレータは、摩耗部材１５の前後軸に沿ってフレーム１２６を走らせてよい。
【００９４】
[142]代替の実施形態において、摩耗部材１５から微粉を取り払うために、振動子１２
５を使用してよい。たとえば、ウインチ１２７で振動子１２５を摩耗した摩耗部材１５上へ下降させるために、マニピュレータ２９を使用してよい（図２１）。振動がマニピュレータ２９に損傷を引き起こさないように、振動子１２５は絶縁される。不図示の代替の実施形態において、ツールはウインチ１２７を有しなくてよく、たとえば、振動がマニピュレータ２９に損傷を与えないことを保証する空気ばねまたはゴム袋で、振動子１２５はマニピュレータ２９から絶縁されてよい。振動子１２５はＣＤＸ防爆電気振動子または類似した市販の振動子でよい。少なくとも１つの空気作動永久磁石６５がスイベルマウント１２９で振動子１２５に装着されてよい。空気作動永久磁石６５は、Ｏｐｔｉｍａｇ空気圧
リフティング磁石、ＳＡＶ５３１．０３ＮＥＯ−ＡＩＲ５００、ＳＣＨＵＮＫリフティング磁石ＭＨＭ−Ｐ、または類似した市販の空気作動永久磁石でよい。スイベルマウント１２９は、空気作動永久磁石６５が摩耗部材１５外面に向くのを許容する。
【００９５】
[143]摩耗部材１５とベース１３との間の固定機構２１を係脱するために、マニピュレ
ータ２９は補助ツール４１を活用して、把持部材または片１３１をロック２１に取り付けてよい。たとえば、マニピュレータ２９および把持部材１３１をロック２１に取り付ける補助ツール４１は、摩耗部材１５直上のプログラムされた位置に駆動される。プログラムされた位置は、上記概説したように、ユーザ入力装置を介して手動で入力してよく、または上記概説したように、受信機およびバケット幾何学的形状を介して判定してよい。次に、マニピュレータ２９は、マニピュレータ２９上の力フィードバックが、補助ツール４１が摩耗ロック２１に触れていることを示す力の棘波を記録するまで、ロック２１の軸に沿って摩耗部材１５に向けてさらに駆動される。補助ツール４１は次いで、把持片１３１をロック２１に取り付ける。小片をロック２１に取り付けることは、マニピュレータ２９が取外しのためのロック２１との精密アライメントを必要としなくなるのを許容する。把持片は各種の異なる形状を有してよく、たとえば円筒スタッド、リング溝付きスプラインスタッド、Ｔ字スタッド、Ｌ字スタッドまたはブレードスタッドでよい。マニピュレータ２９は、ロックを取り外すために別の補助ツール４１に切り替えてよい。小片１３１を取り付けるための補助ツール４１は、たとえばスタッド溶接機１３３でよく、ロック２１を取り外す補助ツール４１は、たとえばスタッド１３１の形状に合致する空気圧または油圧レンチ１３５でよい（図２２ａおよび図２２ｂ）。把持部材１３１は機械的手段によっても取り付け得る。所与の例では、ロック２１は、空気圧または油圧レンチでピンを回転させることによって解放できるねじ付きピンを有する。他のアタッチメントまたは補助ツールが他の種類のロックのために使用できよう。マニピュレータ２９は別の補助ツール４１に切り替え、小片またはスタッド１３１のプログラムされた位置に戻ってスタッド１３１を把持し、サービス車両２７にまたはサービスステーション５３に位置する処分区画１３７にロック２１を処分してよい。
【００９６】
[144]代替の実施形態において、ロック開口２２の形状に合致する補助ツール４１をマ
ニピュレータ２９に取り付けてよい。マニピュレータ２９上の力制御およびアルゴリズムを使用してロック２１の開口２２を見つけてよい。たとえば、マニピュレータ２９およびロック開口２２の形状に合致する六角ツール１３９を、摩耗部材１５直上のプログラムされた位置Ｘに駆動できる（図２３）。プログラムされた位置Ｘはユーザ入力装置を介して手動で入力してよく、または上記概説したように、受信機およびバケット幾何学的形状を介して判定してよい。次に、マニピュレータ２９は、マニピュレータ２９上の力フィードバックが、六角ツール１３９が摩耗部材１５に触れていることを示す力の棘波を記録するまで、ロック２１の軸に沿って摩耗部材１５に向けてさらに駆動される。マニピュレータ２９は、力が低下し、六角ツール１３９がロック開口２２と少なくとも部分的に整列することを示すまで、ロック２１の前後軸に垂直の平面上を可変の、略円形のパターンで移動し続ける。マニピュレータ２９は、ロック開口２２内で六角ツール１３９を整列させるのを促進するために、六角ツール１３９を回転させてよい。マニピュレータ２９は、力が再び低下し、六角ツール１３９がロック開口２２とさらに整列されることを示すまで、ロック２１の前後軸に垂直の平面上を可変の、略円形のパターンで移動し続ける。マニピュレータ２９は、六角ツール１３９がロック開口２２と完全に整列するまでこのパターンを継続する。マニピュレータ２９は、開口２０からロック２１を後退させるために、六角ツール１３９を回転させる。ロック２１が解放位置で摩耗部材１５内に維持できなければ、マニピュレータ２９は、ロック２１を把持して処分するために、吸着カップ（不図示）または空気作動永久磁石６５（図１７）などの別の補助ツール４１に切り替えてよい。吸着カップまたは空気作動永久磁石６５は、ロック２１直上のプログラムされた位置Ｘに駆動される。次に、マニピュレータ２９は、マニピュレータ２９上の力フィードバックが力の棘
波を記録するまで、摩耗部材１５に向けてさらに駆動される。吸着カップまたは空気作動永久磁石６５は次いで係合されてロック２１を把持し、サービス車両２７にまたはサービスステーション５３に位置する処分区画１３７にロック２１を処分する。
【００９７】
[145]さらに別の代替例では、マニピュレータ２９は補助ツール４１を活用してロック
２１を切断してよい。ロック２１は完全に切り離してよく、またはロック２１の一部だけを切断してよい。切断機１４１は、ロック２１および摩耗部材１５だけが切断されるように切断機１４１が逆截頭円錐経路１４２を切断するように、マニピュレータ２９によって移動してよい（図２４および図２５ａ〜図２５ｄ）。ベース１３を交換する必要がないように、ベース１３は切断されないままである。代替の実施形態において、ロック２１だけが切断される。逆截頭円錐運動経路は、たとえばベース１３のキー溝空隙１４０に収束してよい。切断機１４１は電動空気アークトーチ、水ジェット切断機またはレーザでよい。ロック２１全体が切り離されない場合、マニピュレータ２９は別の補助ツール４１、たとえば吸着カップ（不図示）または磁石６５（図１７）に切り替え、ロック２１を取り外してサービス車両２７にまたはサービスステーション５３に位置する処分区画１３７に処分してよい。他の種類の保持器またはロックを取り外す他の補助ツールも使用できる。
【００９８】
[146]ベース１３から摩耗した摩耗部材１５を係脱するために、マニピュレータ２９は
まず補助ツール４１を活用して、少なくとも１つの把持片１３１を摩耗した摩耗部材１５に取り付けてよい。たとえば、マニピュレータ２９および摩耗部材１５に１３１を取り付ける補助ツール４１は、摩耗部材１５直上のプログラムされた位置に駆動される。プログラムされた位置はユーザ入力装置を介して手動で入力してよく、または上記概説したように、受信機およびバケット幾何学的形状を介して判定してよい。次に、マニピュレータ２９は、マニピュレータ２９上の力フィードバックが、補助ツール４１が摩耗部材１５に触れていることを示す力の棘波を記録するまで、摩耗部材１５に向けてさらに駆動される。補助ツール４１は次いで、少なくとも１つの小片１３１を摩耗部材１５に取り付ける。補助ツール４１は、１つの小片１３１を摩耗部材の各側面に取り付けてよい（図２２ｃ）。補助ツール４１は、たとえばスタッド溶接機１３３でよい（図２２ａ）。把持部材は、ロック開口またはロックの構成要素内に挿入されるクランプ（たとえば、パスカル株式会社、日本国兵庫県伊丹市によって販売されるようなエクスパンションクランプ）によってなど、摩耗部材に機械的にも取り付け得る。マニピュレータ２９は次いで別の補助ツール４１に切り替え、新しい小片またはスタッド１３１のプログラムされた位置に戻ってスタッド１３１を把持してよい。マニピュレータ２９はベース１３の前後軸に沿ってスタッド１３１を引き、ベース１３から摩耗した摩耗部材１５を引き離すだろう。代替の実施形態において、補助ツール４１は、把持片１３１をベース１３にも取り付けてよい（不図示）。小片１３１をベース１３に取り付けることは、補助ツール４１がベース１３から摩耗部材１５を引き離すために、ベース１３および摩耗部材１５上の新しい小片１３１に対しててこ作用するのを許容する。マニピュレータ２９は次いで、サービス車両２７にまたはサービスステーション５３に位置する処分区画１３７に摩耗した摩耗部材１５を処分するだろう。処分区画１３７は、部品が固定位置に維持されるように、摩耗した摩耗部材１５を支持する固定具または治具（不図示）を有してよい。
【００９９】
[147]代替の実施形態において、摩耗した摩耗部材１５は、マニピュレータ２９がベー
ス１３の前後軸に沿ってカートリッジ６９または多顎グリッパ９５を引くことによって、ベース１３から係脱されてよい。
【０１００】
[148]代替の実施形態において、摩耗した摩耗部材１５は最初は、振動子１２５を用い
てベース１３から係脱されてよい。振動子１２５は微粉を除去するための上述の振動子１２５（図２１）に類似していてよい。初期分離の後、マニピュレータ２９は別の補助ツール４１、たとえばロックを把持して処分するために使用される空気作動永久磁石６５（図
１７）に類似した空気作動永久磁石６５に切り替えてよい。空気作動永久磁石６５は、摩耗部材１５直上のプログラムされた位置Ｘに駆動される。次に、マニピュレータ２９は、マニピュレータ２９上の力フィードバックが力の棘波を記録するまで、摩耗部材１５に向けてさらに駆動される。空気作動永久磁石６５は次いで係合されて摩耗した摩耗部材１５を把持する。マニピュレータ２９は空気作動永久磁石６５および摩耗部材１５をベース１３の前後軸に沿って引いて、ベース１３から摩耗した摩耗部材１５を後退させ、サービス車両２７にまたはサービスステーション５３に位置する処分区画１３７に摩耗部材１５を処分する。
【０１０１】
[149]摩耗した摩耗部材１５がベース１３から取り外された後、ベース１３上の微粉は
新しい摩耗部材１５を取り付ける前に除去する必要があることがある。微粉を除去するための様々な補助ツールが存在し、ツールは作業者によって手動で使用されてよく、またはマニピュレータ２９とともに使用されてよい。たとえば、採鉱産業において微粉を除去するために現在使用される一般的なツールが活用されてよい。一般的なツールは、たとえば空気圧ニードルスケーラ（不図示）でよく、または前述のように圧力洗浄システム１２３または振動子１２５でよい（図２０ａ、図２０ｂ、図２０ｃおよび図２１）。
【０１０２】
[150]各新しい摩耗部材１５（すなわち、それが新品であろうと中古であろうと、これ
から取り付けられるべき摩耗部材）は、保管区画またはパレット３９上の特定位置に位置する。各新しい摩耗部材１５は、固定具または治具４５上に固定向きに位置してよい（図９および図１０）。代替の実施形態において、各新しい摩耗部材１５は、パレット３９上の特定の固定向きおよび位置のカートリッジ６９に位置してよい。各パレット３９は、マニピュレータ２９に対して特定の固定位置に位置する。ベース１３が新しい摩耗部材１５が取り付けられる準備ができると、コントローラ３１はパレット３９のプログラムされた位置およびパレット上の新しい摩耗部材１５のプログラムされた位置を使用してマニピュレータ２９を新しい摩耗部材１５に動かすことができる。代替の実施形態において、作業者はユーザ入力装置（不図示）の形態のコントローラを使用してマニピュレータ２９を新しい摩耗部材１５に動かしてよい。
【０１０３】
[151]マニピュレータ２９は補助ツール４１を使用して新しい摩耗部材１５を堅固に把
持してよい。補助ツール４１は、たとえば摩耗部材１５上のリフティングアイ１６９を堅固に把持するカスタムツール１６５でよい（図２６ａおよび図２６ｂ）。カスタムツール１６５はたとえば、両端がねじ切り１８１され、かつ摩耗部材１５上のリフティングアイ１６９に横方向に通されるＵボルト１６７、横方向鍔１７３およびＵボルト１６７と整列する穴１７５をもつ二重楔ブロック１７１、ならびにＵボルト１６７の端上に螺合される２つのナット１７７から成ってよい。二重楔ブロック１７１は、Ｕボルト１６７の端が二重楔ブロック１７１上の穴１７５に入るように、Ｕボルト上に配置される。ナット１７７はＵボルト１６７の端に螺合され、二重楔ブロック１７１をリフティングアイ１６９に対して締め付ける。ナット１７７が完全に締められた後、カスタムツール１６５は、摩耗部材１５を持ち上げる、方向付けるかつ位置決めする一方で、摩耗部材１５の左右および前後の移動を排除する。二重楔ブロック１７１は、カスタムツール１６５がマニピュレータ２９とともに使用してよいように、ツール交換装置４７（図８）を取り付けるための面１７９を有してよい。代替の実施形態（不図示）において、三脚安定化旋回足と組み合わせてサンドイッチクランプ機構を使用して摩耗部材１５を堅固に把持してよい。旋回足は、たとえば空気圧、油圧または電気シリンダを活用してよい。
【０１０４】
[152]新しい摩耗部材１５がマニピュレータ２９に堅固に固定され、コントローラ３１
は、新しい摩耗部材１５をベース１３のプログラムされた位置へ戻して動かす。マニピュレータ２９は摩耗部材１５を固定向きに取り上げるので、かつカスタムツールは摩耗部材１５を固定向きに維持するので、コントローラ３１は摩耗部材１５をベース１３に嵌まる
ように方向付け得る。マニピュレータ２９は新しい摩耗部材１５をベース１３上に押し付ける。摩耗部材１５がベース１３に完全に着座されていることを保証するために、コントローラ３１は、新しい摩耗部材１５上のロック開口２２の現在の位置を摩耗した摩耗部材１５上のロック２１のプログラムされた取外し位置と比較する。代替の実施形態において、視覚検査が行われる。視覚検査は作業者によって行われてよく、または２Ｄ視覚カメラ（不図示）によって行われてよい。カメラ（不図示）がマニピュレータ２９上に位置して、作業者の視覚検査を援助してよい。
【０１０５】
[153]代替の実施形態において、マニピュレータ２９はカートリッジ６９上の取付け機
構８７を把持してカートリッジ６９をパレットから持ち上げてよい。摩耗部材１５がカートリッジ６９内で固定向きを有し、かつカートリッジ６９がパレット３９上で固定向きおよび位置を有するので、コントローラ３１はカートリッジ６９およびカートリッジ６９内の摩耗部材１５をベース１３に嵌まるように回転および方向付けできる。マニピュレータ２９が取付け機構８７に固定される一方で、マニピュレータ２９は、摩耗部材１５がベース１３に完全に着座されるまで、新しい摩耗部材１５をベース１３上に押し付ける。ばねピン８２がカートリッジ６９内のガイドまたはロケータ８１に取り付けられてよい（図１８ｂ）。ばねピン８２は新しい摩耗部材１５の移動止めに係合して摩耗部材１５をカートリッジ６９に保ってよい。ばねピン８２は、固定機構２１が摩耗部材１２とベース１３との間の適所となるまで、摩耗部材１５に係合し、その時点でばねピン８２が解放されて、新しい摩耗部材１５がカートリッジ６９から係脱される。
【０１０６】
[154]新しい摩耗部材１５がベース１３に完全に着座された後、コントローラ３１は新
しい固定機構２１を位置づける。コントローラ３１は取り付けられている摩耗部材１５の種類がプログラムされ、また新しい摩耗部材１５の幾何学的形状がプログラムされてよい。摩耗部材１５のプログラムされた幾何学的形状に基づいて、マニピュレータ２９は、固定機構２１を摩耗部材１５上でどこに位置づける必要があるかを判定してよい。新しい固定機構２１が摩耗部材１５と一体化される場合、コントローラ３１はマニピュレータ２９を摩耗部材１５上の適切な位置に動かす。固定機構２１が摩耗部材１５と一体化されない場合、コントローラ３１はマニピュレータ２９をサービス区画３９に動かす。固定機構２１は、摩耗部材１５の様に、パレット３９で固定位置および向きに位置してよい。代替の実施形態において、作業者はユーザ入力装置（不図示）を使用してマニピュレータ２９を固定機構２１に動かしてよい。
【０１０７】
[155]摩耗部材１５とベース１３との間の固定機構２１を係合するために、ロック開口
２２の形状に合致する補助ツール４１をマニピュレータ２９に取り付けてよい。たとえば、上述のように、マニピュレータ２９上の力制御およびアルゴリズムを使用して六角ツール１３９をロック開口２２に配置してよい（図２３）。六角ツール１３９がロック開口２２に完全に着座された後、六角ツールはロックを回転させてベース１３に摩耗部材１５を完全に固定する。本例では、六角ツール１３９を使用してロック開口２２でロック２１を駆動し、ベースにポイントを固定する保持位置にロック２１を保持できる。一体化ロック付きの摩耗部材では、依然としてコントローラがベース上に摩耗部材を保持することによって、ロックは確定位置にあり得る。
【０１０８】
[156]コントローラ３１はエラー処理機能が装備されてよい。たとえば、バケット３上
のベース１３が取外しおよび取付け工程間に移動すると、マニピュレータ２９は力フィードバックが装備され、マニピュレータＣＰＵまたはコントローラ３１が力に遭遇することを予想しない位置で力フィードバックが力に遭遇すれば、マニピュレータ２９は原点に戻る。作業者はユーザ入力装置（不図示）を使用することによってベース１３位置をコントローラ３１に再入力して、マニピュレータ２９をベース１３上の特定位置に動かしてよい。代替の実施形態において、コントローラ３１は、前述のようにバケット３およびサービ
ス車両２７またはサービスステーション５３上の受信機、送信機およびデジタルセンサを用いてベース１３位置を再学習してよい。
【０１０９】
[157]上記開示は、摩耗部品を取り外し、取り付けるための工程の具体例を記述する。
工程は本発明の異なる態様または特徴を含む。一実施形態での特徴は別の実施形態の特徴とともに使用できる。所与の例および開示される特徴の組合せは、それらが共に使用されなければならないという意味で限定的であるとは意図されない。
【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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【図８】
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【図９】
2019124118.tif 000011
【図１０】
2019124118.tif 000012
【図１０ａ】
2019124118.tif 000013
【図１０ｂ】
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【図１０ｃ】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
2019124118.tif 000018
【図１４】
2019124118.tif 000019
【図１５】
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【図１６】
2019124118.tif 000021
【図１７】
2019124118.tif 000022
【図１８ａ】
2019124118.tif 000023
【図１８ｂ】
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【図１８ｃ】
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【図１８ｄ】
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【図１８ｅ】
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【図１８ｆ】
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【図１８ｇ】
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【図１８ｈ】
2019124118.tif 000030
【図１９ａ】
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【図１９ｂ】
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【図１９ｃ】
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【図１９ｄ】
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【図２０ａ】
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【図２０ｂ】
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【図２０ｃ】
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【図２１】
2019124118.tif 000038
【図２２】
2019124118.tif 000039
【図２３】
2019124118.tif 000040
【図２４】
2019124118.tif 000041
【図２５ａ】
2019124118.tif 000042
【図２５ｂ】
2019124118.tif 000043
【図２５ｃ】
2019124118.tif 000044
【図２５ｄ】
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【図２６】
2019124118.tif 000046
【図２７ａ】
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【図２７ｂ】
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【手続補正書】
【提出日】平成31年4月17日(2019.4.17)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
摩耗部材を保持するとともに、土工機器に摩耗部材を固定する保持器を解放する少なくとも１つの補助ツールと、前記少なくとも１つの補助ツールを可動に支持する少なくとも１つのマニピュレータと、前記少なくとも１つの補助ツールおよび前記少なくとも１つのマニピュレータを作動させて、前記保持器を解放し、前記摩耗部材を保持して前記土工機器から取り外すコントローラとを備えるツール。
【請求項２】
前記少なくとも１つの補助ツールおよび前記少なくとも１つのマニピュレータが、前記摩耗部材から前記保持器を取り外して前記保持器を解放するように作動可能である、請求項１に記載のツール。
【請求項３】
前記少なくとも１つの補助ツールおよび前記少なくとも１つのマニピュレータが、前記保持器の少なくとも一部のねじを外して前記保持器を解放するように作動可能である、請求項１または２に記載のツール。
【請求項４】
前記少なくとも１つの補助ツールが、前記保持器を解放位置に駆動するように前記コントローラによって作動可能である、請求項１から３のいずれか一項に記載のツール。
【請求項５】
前記少なくとも１つの補助ツールが、前記保持器を解放する油圧レンチを含む、請求項１から４のいずれか一項に記載のツール。
【請求項６】
前記土工機器からの取外し後の前記摩耗部材を受容するための処分区画を含む、請求項１から５のいずれか一項に記載のツール。
【請求項７】
前記土工機器からの取外し後の前記摩耗部材を支持するための固定具を含む、請求項１から６のいずれか一項に記載のツール。
【請求項８】
前記少なくとも１つの補助ツールおよび前記少なくとも１つのマニピュレータが、前記土工機器から取り外された摩耗部材の代わりに交換摩耗部材を取り付けるように前記コントローラによって作動可能である、請求項１から７のいずれか一項に記載のツール。
【請求項９】
単一のマニピュレータと、摩耗部材および保持器を保持および移動させる、前記マニピュレータによって支持される少なくとも１つの補助ツールと、土工機器に第１の摩耗部材を保持する保持器を解放し、前記土工機器から前記第１の摩耗部材を取り外し、ベースに第２の摩耗部材を取り付け、かつ前記保持器を移動させて前記土工機器に前記第２の摩耗部材を保持するように前記マニピュレータおよび前記少なくとも１つの補助ツールを作動させるコントローラとを備えるツール。
【請求項１０】
前記コントローラが、交換摩耗部材の幾何学的形状について、および前記土工機器に前記摩耗部材を固定するために前記交換摩耗部材で保持器をどこに配置するべきかについてプログラム可能である、請求項８または９に記載のツール。
【請求項１１】
交換摩耗部材が前記少なくとも１つの補助ツールによって保持されて前記土工機器に装着されるまで、ツール上に前記交換摩耗部材を固定位置および向きに維持する固定具を含む、請求項８から１０のいずれか一項に記載のツール。
【請求項１２】
前記少なくとも１つの補助ツールが、交換摩耗部材での保持器の位置を前記土工機器から取り外された摩耗部材上の保持器の以前に確立した位置と比較することによって、前記交換摩耗部材が前記土工機器に完全に取り付けられていることを検証する、請求項８から１１のいずれか一項に記載のツール。
【請求項１３】
前記少なくとも１つの補助ツールが、視覚検査を行うことによって、交換摩耗部材が前記土工機器に完全に取り付けられていることを検証するカメラを含む、請求項８から１２のいずれか一項に記載のツール。
【請求項１４】
前記マニピュレータが油圧マニピュレータを含む、請求項１から１３のいずれか一項に記載のツール。
【請求項１５】
前記コントローラが、プログラマブルロジックで作動してツールの使用を全自動化する、請求項１から１４のいずれか一項に記載のツール。
【請求項１６】
前記コントローラが、プログラマブルロジックで作動してツールの使用を少なくとも部分的に自動化する、請求項１から１５のいずれか一項に記載のツール。
【請求項１７】
ツールを第１の位置から前記摩耗部材をもつ前記土工機器まで移動させる移動ベースを含む、請求項１から１６のいずれか一項に記載のツール。
【請求項１８】
鉱山における土工機器から摩耗部材を取り外す採鉱ツールであって、前記土工機器に前記摩耗部材を固定する保持器を解放する少なくとも１つの補助ツールと、前記少なくとも１つの補助ツールを可動に支持する少なくとも１つのマニピュレータと、前記少なくとも１つの補助ツールおよび前記少なくとも１つのマニピュレータを作動させて、前記摩耗部材を保持し、前記保持器を解放して前記摩耗部材を前記土工機器から取り外すコントローラとを備える採鉱ツール。
【請求項１９】
ツールを第１の位置から前記摩耗部材をもつ前記土工機器まで移動させる移動ベースを含む、請求項１８に記載の採鉱ツール。
【請求項２０】
前記少なくとも１つの補助ツールおよび前記少なくとも１つのマニピュレータが、前記土工機器から取り外された摩耗部材の代わりに交換摩耗部材を取り付けるように前記コントローラによって作動可能である、請求項１８または１９に記載の採鉱ツール。
【請求項２１】
前記マニピュレータが１つだけである、請求項１８から２０までのいずれ一項に記載の採鉱ツール。
【請求項２２】
前記コントローラが、プログラマブルロジックで作動してツールの使用を少なくとも部分的に自動化する、請求項１８から２１のいずれか一項に記載の採鉱ツール。
【外国語明細書】
2019124118000001.pdf