[发明专利]钻岩设备、钻岩方法以及钻岩设备的控制系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种钻岩设备，该钻岩设备包括设有一个或更多个钻臂的可移动载架。钻臂设有钻孔单元，钻孔单元包括钻岩机以用于在岩石中钻孔。钻岩设备可用于按照期望的图案钻出钻孔。

此外，本发明涉及用于钻岩的方法和控制系统，其中钻岩设备用于按照期望的图案钻出钻孔。

从独立权利要求的前序部分本发明的领域会更详细地显现出来。

可以以炮眼组的方式进行钻岩。于是，首先在岩石中钻出钻孔，然后钻孔被装填炸药并爆破。可通过在岩石中进行挖掘而形成各种隧道、地下储藏室、货柜、停车空间或其它相应的岩洞。但是，在岩石中挖掘这种岩洞的岩石并非天然地总是足够坚固、均匀且稳定。而且，爆破炮眼可能破碎或以其他方式弱化限定出岩洞的岩石，从而在挖掘之后，岩石的牢固性不足。因此，通常必须加强岩洞的岩顶和岩壁，有时候甚至是地面。通过在岩石上钻多个加强钻孔来完成加强，岩石锚杆、缆绳等加强构件或加强材料配合在多个加强钻孔中。加强孔通常被钻成扇形图案，使得其相对于隧道线交叉定向。在扇形钻孔中，钻孔单元与隧道线交叉地定位。不仅对于加强孔，而且当在利用所谓的生产钻孔设备在生产巷道的坑壁和坑顶中钻出挖掘孔时，都以扇形方式进行钻孔。在钻出钻孔扇形中，已经观察到的一个问题是钻孔单元的定位移动通常致使需要同时改变其它定位方向。因此，已经观察到，对于操作者来说，移动钻臂和定位钻孔单元是困难的。

发明内容

本发明的目的是提供一种新颖且改善的钻岩设备，以及钻岩方法和控制系统，其中按照钻孔图案钻出钻孔。

根据本发明的钻岩设备的特征在于：控制单元包括至少一个钻孔模式，其中控制构件的每个单独的运动方向被布置成提供钻孔单元相对于在钻孔图案中所确定的仅一个坐标或方向角的物理定位移动，而其余坐标和方向保持不变；以及在钻孔模式中，控制件的影响方向被选择成与钻孔单元的直观的运动方向相对应，由此在一个运动方向上移动控制件提供钻孔单元的在与控制件的移动相对应的的方向上的真实移动。

根据本发明的方法的特征在于：将手动控制件的每个单独的运动方向相关连，以影响钻孔单元相对于仅一个坐标或方向角的位置；在移动目标位置和控制件时使用直观的关连，由此钻孔单元和控制件的真实运动方向彼此相对应。

根据本发明的控制系统的特征在于：控制系统包括至少一个钻孔模式，其中，控制件的每个单独的运动方向受约束以相对于一个坐标或方向角控制钻孔单元；以及在钻孔模式中，控制件的运动方向被选择成与钻孔单元的直观的运动方向对应。

一个构思是钻岩设备的控制系统包括一个或更多个钻孔模式以用于由操作者手动地控制将钻孔单元定位在所要钻出的钻孔的起始点处。钻孔单元响应于控制件的移动而移动。移动手动控制件被布置成通过控制系统影响钻孔单元的位置和方向，由此控制件不直接控制任何单独的致动器或接头。控制系统确定钻臂的接头的目标位置并相应地控制影响钻孔单元的定位的致动器。当连接钻孔模式时，在一个方向上移动手动控制件致使钻孔单元相对于一个坐标或方向角的定位移动。其余的坐标和方向保持不变。另外，在每个钻孔模式中，控制件的运动方向被选择成与钻孔单元的直观的运动方向对应。

一个优点是：当使用钻孔模式来手动定位时，可比先前更有效地使用钻岩设备。操作者通过控制件将新的目标位置指示给钻孔单元，而控制系统致力于所要求的动作，利用这些动作在实践中实现由操作者表现的目标。操作者不需要考虑接头或钻臂的运动学来实现钻孔单元所需的移动，而是他/她可以仅专注于将钻孔单元的目标位置给予控制系统，控制系统根据该钻孔单元的目标位置自动地进行所需要的移动。操作者可定位钻孔单元，例如一次一个坐标方向和方向角。当钻孔单元的目标移动时，此时不被控制件影响的坐标和方向保持不变。例如，在扇形钻孔模式中，操作者可将钻孔单元定位在钻孔扇形平面上而不会错误地将钻孔单元定位在扇形平面之外。这降低了操作者的精神负荷并加速控制。由于在每个钻孔模式中，控制件的运动方向被选择成与钻孔单元的直观的运动方向对应，因此进一步本质上便利于控制并加速控制。因此，如果操作者在选定的运动方向上移动控制件，他/她始终容易理解钻孔单元正在哪个方向上移动。由于直观控制，操作者可需要较少的钻岩设备的控制系统经验。

实施例的构思在于，将相同的钻岩设备用于在隧道面中钻出挖掘钻孔和用于钻出加强扇形。