[发明专利]用于矿用卡车功率系统的自动受电弓控制

说明书

技术领域

本发明总体涉及适用于滑触辅助操作的这类矿用卡车，并更具体地涉及根据开启滑触操作的矿用卡车的适宜性自主调节矿用卡车的受电弓。

背景技术

大规模材料开采往往是能源密集型的努力。在许多露天矿区中，大型矿用卡车的车队几乎可以连续操作，以便将矿石和过载物从提取区域运输到倾卸或加工地点。许多这样的矿用卡车经由柴油供能的发动机操作。两种直接驱动柴油发动机和柴油-电驱动系统已使用了多年。与许多其他重型设备系统一样，矿用卡车的燃料成本可能是巨大的。此外，许多矿区都位于偏远地区，并且运输燃料到矿场的成本可以显著增加操作费用。不考虑成本，甚至获得足够燃料供应也是具有挑战性的。对于这些和其他原因，采矿工业中的工程师和矿用设备制造商正在不断寻找方法来降低燃料消耗。鉴于商品(其中开采材料和石油燃料是两个例子)的历史价格波动，以及矿区的地质和地形的变化，用于采矿活动的供应和消耗能源的经济性往往是复杂而多变的。

几十年来，矿区经营者已经尝试了使用现场产生的或从公用电网供应电功率，以便为采矿设备供能。现场发电也有直接通过石油燃料为设备提供燃料的类似成本和可用性的担忧。由于许多矿区遥远和其他因素，与单独依赖石油燃料相比，至少对于一些矿区，甚至在相对长的距离上从电网提供电功率已经证明是持续有利的。不过，电功率成本会因市场波动而变化，并根据用于发电的化石燃料、地热或水力发电或其他当地或可获得能源的区域可用性，在矿区之间也存在不同。因此，即使为矿用设备提供电功率是可行的，仍有充足的动力去尽可能有效地使用它，既要控制成本，也要在经济不明朗的面前优化可预见性。

虽然几十年前首次提出，在矿区的电功率使用的一个当前例子是滑触系统，其具有架空滑触线来提供电功率，从而辅助矿用卡车，特别是在上坡坡度负载行驶时。许多露天矿区包括从矿石的提取地点延伸到远程倾卸地点或加工位置的运输道路。在这种地点使用的矿用卡车可能需要在几公里长或可能甚至更长的运输道路上沿着上坡坡度行驶。将理解到，使用柴油或其他石油燃料来沿着这种坡度推进承载数百吨矿石的矿用卡车可以是相当昂贵的，因此这种滑触系统近年来重新受到人们的兴趣。

被构造成通过来自滑触线的电功率辅助的矿用卡车通常包括已知为受电弓的机构，受电弓可以用来从矿用卡车向上和/或向外伸出以电接触滑触线，并因此提供用于推进的电功率，而不是在矿用卡车本身上产生功率。在传统实践中，操作者视觉监视其矿用卡车与架空滑触线接近，并致动受电弓以便在希望位置接合滑触线，接着在其端部使受电弓与滑触线脱离接合。矿用卡车的操作者已有的任务在于使近乎于极为大型和沉重的机器转向并通过其他方式控制。因此，具有深入训练和经验的高度技能化的操作者通常被选择以操作矿用卡车。尽管有这种技能和训练，操作者趋于使其注意力更多地指向避让障碍物和碰撞，而不是最佳地确定受电弓致动的时刻。此外，使矿用卡车转向以使其保持与滑触线电连接本身会是挑战性的尝试。因此，与其最佳情况相比，许多矿用卡车通常较少地或更保守地开启滑触。对于这些挑战进一步加入的是滑触线不总能得到的事实。在卡车意外转向脱离或接触滑触线的情况下产生的维护、修理和电故障会需要滑触线临时断电，中断矿区操作的平稳和可预测流程。

授予Takei等人的美国专利号4,694,125针对一种用于具有受电弓电路的滑触辅助车辆的收集器装置。电路在驾驶员离开车辆时使得控制受电弓位置的阀断电。换言之，Takei等人似乎提出了在操作者停止卡车并打算离开时使受电弓与滑触线脱离连接。虽然防止操作者受到电击当然是有用的目的，Takei等人似乎没有提供现代矿区的能源消耗、成本和效率的挑战的解决方案。

发明内容

在一个方面，用于控制滑触辅助启用矿用卡车中的功率系统的方法包括接收指示用于开启滑触操作的矿用卡车的适宜性的期望变化的数据，并响应于数据并在期望适宜性变化出现之前，输出控制指令到用于功率系统的受电弓的致动机构。该方法还包括响应于控制指令，在用于经由来自架空滑触线的电功率为矿用卡车的电推进马达供能的开启滑触构型和静置构型之间调节受电弓。