滑触辅助的作业机械、布置和方法与流程

1.本发明涉及滑触辅助的作业机械。在特定实施例中，本发明涉及滑触辅助的采矿车辆。在另一特定实施例中，本发明涉及滑触辅助的地下采矿车辆。


背景技术：

2.常见的滑触馈电的解决方案包括火车、有轨电车和无轨电车，它们在操作期间通常不从滑触设备脱离。作为地下采矿的一个特定示例，一些卡车和铁路应用已经在地下采矿中使用。作为一个共同的特征，这些滑触馈电的车辆不具有从滑触设备脱离的能力。
3.在滑触辅助的应用中，机械具有机载电源，从而允许它在没有连接到滑触系统时操作。例如，矿场可能具有安装在其主斜坡道中的滑触线，而在采矿操作区内的操作是利用机载电源来执行的。当向上拖运时，滑触辅助的机械能够连接到主斜坡道中的滑触设备，并从滑触设备汲取电力。
4.在操作期间，滑触辅助的机械需要从滑触设备分离，例如当它接近滑触线的末端时。接下来的问题是，当靠近该线的末端时，如何向机械发信号通知。可以使用视觉符号，但是万一机械操作者没有看到这些符号并且没有及时降低滑触设备，就会存在人为错误的空间。附加地是，任何安全裕度的使用意味着不是全部的滑触线都能够被使用。此外，任何自动化系统都将典型地需要更复杂的控制算法，以确保在滑触设备断开连接的情况期间的安全操作。


技术实现要素：

5.目的
6.一个目的是减轻上文提到的缺点。
7.特别是，本发明的目的是提供一种改进的方式，以在滑触辅助的作业机械在操作期间连接到滑触线时，向该滑触辅助的作业机械发信号通知靠近滑触线的末端。
8.附加地是，本发明的一个目的是以能够应用于自动化作业机械的自动化操作的方式提供这点。
9.附加地是，本发明的一个目的是以一种特别适用于采矿装备并最终适合用于地下采矿装备的方式提供上述发信号通知的方式。
10.发明概述
11.本公开提出利用滑触线向作业机械发信号通知其靠近或正在靠近滑触线的末端。可以将电信号调制到滑触线中。
12.根据本公开，“滑触辅助的作业机械”可以是如下的作业机械，当该作业机械耦合到滑触线时，其能够由滑触线供电，并且当该作业机械与滑触线分离时，其能够由作业机械的电源供电。对应地是，作业机械被配置用于在作业机械的操作期间与滑触线耦合和分离。耦合可以指作业机械到滑触线的附接，以用于将电力从滑触线转移到作业机械。对应地是，分离可以指作业机械从滑触线的脱离。在本公开中，对作业机械的位置的任何提及都可以
理解为作业机械与滑触线之间的耦合点的位置。应该理解的是，滑触辅助的作业机械可以被配置用于由电源供电，即使当作业机械完全或部分地耦合到滑触线时也是这样。附加地是或可替选地是，当作业机械耦合到滑触线时，滑触辅助的作业机械可以被配置用于从滑触线充电的电源的能量存储装置，诸如电池。
13.根据第一方面，公开了一种用于滑触辅助的作业机械的馈电布置。该布置包括用于向作业机械提供电力的滑触线。该布置还包括以下装置，该装置用于控制电信号沿着滑触线的发送以用于发信号通知作业机械靠近滑触线的末端，使得作业机械能够在滑触线的末端之前与滑触线分离。以这种方式，向作业机械提供电力的滑触线能够同时用于以电信号的形式向作业机械提供控制信息。由于电信号沿着能够用于向作业机械供电的同一电力线发送，因此该布置也可以实施为电力线通信布置。然而，重要的是，提供电力线的滑触线可以具有直流电力线，以用于向作业机械提供电力。
14.在一实施例中，该装置包括发送器，该发送器被配置用以使电信号被提供给滑触线。这允许馈电布置本身不断地或重复地使电信号被发送到滑触线，使得耦合到滑触线的滑触辅助的作业机械可以接收到所述信号，以用于确定它们是否靠近滑触线的末端。
15.在一实施例中，该装置包括耦合到滑触线的一个或多个陷波滤波器，以用于限制电信号沿着滑触线的发送。这允许以各种方式控制电信号沿着滑触线的发送，这是因为陷波滤波器可以根据电信号进行调谐。例如，一个或多个陷波滤波器可以沿着滑触线定位，以限定滑触线的靠近末端的区域，以用于开始分离。于是，可以由馈电布置的发送器提供的电信号在该靠近末端的区域中的存在可以用于指示在靠近末端的区域处耦合到滑触线的作业机械靠近滑触线的末端。为此，单个陷波滤波器可以定位在距滑触线的末端一定距离处，在这种情况下，靠近末端的区域可以从该陷波滤波器朝向滑触线的末端形成，例如作为滑触线的处在该陷波滤波器与滑触线的末端之间的那一部分。由于利用陷波滤波器创建靠近末端的区域，因此当作业机械进入该靠近末端的区域时，通过例如经过陷波滤波器，电信号可用于提供靠近滑触线的末端的指示。应当理解，在实践中，本文所指示的任何陷波滤波器都可能会泄漏一些信号，并且因此与陷波滤波器的位置相关的表述可以指陷波滤波器的确切物理位置和/或陷波滤波器的有效位置，该有效位置由以下位置确定，在该位置处，陷波滤波器将电信号有效地减小到阈值以下，使得该电信号不能再用于发信号通知作业机械靠近滑触线的末端。对应地是，经过陷波滤波器可以被认为是经过陷波滤波器的物理和/或有效位置。
16.在一实施例中，所述一个或多个陷波滤波器包括在滑触线的末端处的陷波滤波器。这允许滑触线与滑触辅助的作业机械一起高效地使用，该滑触辅助的作业机械本身具有用于使电信号被提供到滑触线的发送器。由这种作业机械从滑触线接收到的电信号的波幅和/或频率于是取决于作业机械离滑触线的末端处的陷波滤波器有多近。对应地是，电信号的波幅和/或频率于是可以用于指示到陷波滤波器的距离。例如，可以测量波幅，以实际确定从作业机械到陷波滤波器的距离，或者可以使用阈值来指示作业机械靠近陷波滤波器，并且从而也靠近滑触线的末端。应当理解的是，本文讨论的“在滑触线的末端处”可以指滑触线的最终端点，滑触线的电力线不延伸超过该最终端点，或者可以指在滑触线的末端处的、在此最终端点附近的滑触线的任何部分。因此，陷波滤波器也可以离最终端点有一些距离，但是通过将陷波滤波器定位在所述端点处或紧挨着该端点可以简化作业机械与滑触
线的重新耦合，因为这样于是可以避免在陷波滤波器与最终端点之间发生重新耦合的情形。在该实施例中重要的是，由于陷波滤波器的定位，因此当作业机械接近陷波滤波器时，即使作业机械还没有经过陷波滤波器，电信号也可以用来提供靠近或正在靠近滑触线的末端的指示。这可以例如由电信号的空间上变化的波幅和/或滑触线的空间上变化的共振频率来指示。在另一实施例中，该一个或多个陷波滤波器可以包括在滑触线的相对末端处的两个陷波滤波器或由在滑触线的相对末端处的两个陷波滤波器组成。这允许以简单的方式来发信号通知在任一末端处靠近滑触线的末端。
17.根据第二方面，公开了一种滑触辅助的作业机械，该滑触辅助的作业机械包括用于从滑触线接收电力的电力连接件。上文关于布置公开的内容也在此处适用，其中使用相同或对应的表述，并且反之亦然。该作业机械包括耦合到电力连接件的接收器，以用于接收来自滑触线的电信号，以发信号通知作业机械靠近滑触线的末端。作业机械还包括耦合到接收器的控制器，用于控制作业机械在滑触线的末端之前与滑触线分离。控制器可以利用从滑触线接收到的一个或多个电信号来执行这一操作。
18.在一实施例中，作业机械包括用于使电信号被提供到滑触线的发送器。这允许作业机械本身不断地或重复地使电信号被发送到滑触线，使得它可以接收到沿着滑触线发送的电信号，用于确定它们是否靠近滑触线的末端。
19.在一实施例中，控制器被配置用以基于电信号的波幅和/或频率来控制作业机械与滑触线的分离，其中电信号的频率可对应于滑触线的共振频率。电信号的波幅和/或滑触线的共振频率可以是空间上变化的。由于损耗，电信号的波幅可能沿着滑触线变化。另一方面，由于滑触线、即滑触线的电力线的导线总是具有非零电感，故而当作业机械的位置沿着滑触线变化时，滑触线的共振频率也可以变化，在该滑触线的共振频率下，波幅可以最大化。当滑触线电感较低时，这种影响可能能够忽略不计，但如果滑触线电感较大，其可能影响共振频率。波幅和/或频率的一个或多个阈值也可用于指示作业机械靠近滑触线的末端。例如，控制器可被配置用以响应于波幅经过阈值而使作业机械与滑触线分离。阈值的任何经过可以对应于上升到阈值之上或下降到阈值之下。
20.根据本公开，不同的指示器可用于确定作业机械靠近滑触线的第一末端和滑触线的第二末端。例如，可以使用第一指示器来确定电信号的波幅已经上升到第一阈值之上，并且/或者共振频率向滑触线的标称共振频率移动，该标称共振频率可以对应于一个或多个陷波滤波器的共振频率。该第一指示器可以用于确定靠近滑触线的第一末端。第二指示器可以用于确定电信号的波幅已经下降到第二阈值之下，并且/或者共振频率远离滑触线的标称共振频率移动。该第二指示器可以用于确定靠近滑触线的第二末端。第一阈值可以与第二阈值相同或基本相同。
21.在一实施例中，作业机械包括陷波滤波器，接收器耦合到该陷波滤波器，以接收电信号。这为接收器提供了一种简易且高效的捕获电信号的方式，因为陷波滤波器能够根据电信号进行调谐。
22.在一实施例中，作业机械包括用于将接收器与电力连接件电隔离的变压器。这允许接收器与滑触线的电压电平隔离，即使当作业机械耦合到滑触线以从滑触线接收电力时也是这样。
23.根据第三方面，一种系统包括根据第一方面或其实施例中的任一实施例的馈电布
置和根据第二方面或其实施例中的任一实施例的滑触辅助的作业机械。
24.应当注意，在该系统中，作业机械和该布置都可以包括它们自己的发送器。在这种情况下，发送器可以具有不同的发送频率。例如，该系统可以包括具有第一发送频率的第一发送器和具有对应于第一发送频率的共振频率的一个或多个陷波滤波器。该系统还可以包括具有不同于第一发送频率的第二发送频率的第二发送器，以及具有对应于第二发送器频率的共振频率的一个或多个陷波滤波器。然后，第一发送器和对应的陷波滤波器可用于指示作业机械靠近滑触线的第一末端，而第二发送器和对应的发送器可用于指示作业机械靠近滑触设备的第二末端。在一实施例中，只有作业机械或只有该布置包括发送器。
25.本文关于这些方面或实施例中的任一个公开的内容(其中使用了相同或对应的表述)适用于任何其它方面或实施例。
26.在一实施例中，滑触线包括直流电力线或由直流电力线组成。这不仅允许减少用于滑触线的导线的数量。此外，它还允许减少来自用于指示靠近滑触线的末端的电信号的交流/直流转换的干扰。这可以为耦合了多台作业机械的滑触线提供特定的效果。
27.在一实施例中，滑触辅助的作业机械是采矿车辆或地下采矿车辆。这可以找到与先前的实施例的具体应用。
28.在一些实施例中，电信号的频率和/或波幅可以是时间上恒定的，即，当在沿着滑触线的固定点观察时是时间上恒定的。然而，在具体实施例中，电信号具有时间上变化的频率(其可以对应于频率扫描)和/或时间上变化的波幅。时间上变化的频率可以在滑触线的标称共振频率的两侧延伸，该标称共振频率可以对应于一个或多个陷波滤波器的共振频率。时间上变化的频率可以具有至少是滑触线的共振频率的宽度，例如至少从对应于共振频率一半的频率延伸到对应于共振频率两倍的频率。例如，时间上变化的波幅可用于确定从作业机械到滑触线的末端的距离。时间上变化的频率和/或波幅可以通过使电信号以时间上变化的频率和/或波幅被发送到滑触线来提供。这可以从作业机械的发送器和/或该布置的发送器来完成。
29.在一实施例中，该布置和/或作业机械包括如上文所描述的发送器和用于将发送器与滑触线电隔离(即使当作业机械耦合到滑触线以从滑触线接收电力时也是这样)的变压器。当作业机械和该布置都包括它们自己的发送器时，它们也都可以包括它们自己的对应变压器。
30.根据本公开，应当注意，甚至对于滑触线的一个末端，也可以使用多个陷波滤波器。这样的多个陷波滤波器可以具有不同的共振频率。例如，这可以用于补偿滑触线的空间上变化的共振频率。该多个陷波滤波器可以基本上位于沿着滑触线的相同位置处，或者它们可以间隔开，例如以基本上相等的距离间隔开，诸如在距滑触线的末端50m处、100m处、150m处。
31.根据第四方面，公开了一种用于向滑触辅助的作业机械发信号通知滑触线的末端的方法。该方法包括使电信号沿着滑触线被发送，以用于发信号通知滑触线的末端，使得当作业机械耦合到滑触线以从滑触线接收电力时，电信号能够被作业机械接收到。可以由作业机械或者由发送器使电信号被发送，其中该发送器例如作为包括滑触线的馈电布置的一部分而直接耦合到滑触线。可以使用一个或多个陷波滤波器来限制电信号沿着滑触线的发送，例如创建如上文所描述的末端区域，或者向正接近陷波滤波器的作业机械发信号通知
靠近滑触线的末端。该方法可以包括在滑触线的末端之前使作业机械与滑触线分离，这可以利用来自电信号的、靠近滑触线的末端的信息来执行。
32.根据第五方面，一种计算机程序产品包括指令，当计算机运行该计算机程序产品时，该指令使得计算机执行第四方面的方法和/或单独地或组合地执行其实施例中的任何实施例。本文描述的控制器可以包括计算机或由计算机组成。
33.如本文所公开的，可以向滑触辅助的作业机械提供靠近滑触线的末端的信号，使得作业机械可以在该末端之前与滑触线分离。作业机械可以是自动化的，使得在接收到信号后，它可以自动确定靠近滑触线的末端。随后，它可以自动与滑触线分离。
34.作业机械与滑触线的分离可以包括在将作业机械与滑触线分开之前使滑触集电器的电流被控制为零。分离还可以包括降低滑触集电器，这能够在作业机械仍然在滑触线下方时进行。因为当靠近滑触线的末端时，本公开允许向作业机械提供预先警告，所以在作业机械与滑触线分离之前，可以执行各种适当的规程。这些方面中的任何方面可以被布置用于多个操作，例如将集电器电流控制为零的一个操作和将作业机械与滑触线分开的另一个操作。不同的操作甚至可以基于例如在距滑触线的末端的不同距离处的不同的信号。本公开还允许跟踪作业机械相对于滑触线的位置，甚至允许基本上实时地跟踪作业机械相对于滑触线的位置。
35.此外，本公开允许在没有诸如无线网络通信等附加通信基础设施的情况下指示靠近滑触线的末端。利用本公开，电信号能够在由一个或多个陷波滤波器的定位所确定的滑触线的预定长度内传送。在这种情况下，不一定必需对作业机械进行位置跟踪。另一方面，电信号也可以从作业机械传送，这可以用来以简易且高效的方式对作业机械进行位置跟踪，这种情况不需要另外的装备。陷波滤波器可用作线末端指示器，或防止信号被过早接收到，从而将信号截留在滑触线的具体范围内。为此目的，也可以使用多于一个的陷波滤波器，例如具有不同共振频率的陷波滤波器。
36.所公开的解决方案的效果是，能够在滑触线的具体长度上准确地发送指示靠近滑触线的末端的电信号。附加地是，该系统能够做得相当简易和牢固耐用。所提出的解决方案允许使用自动化系统和操作者辅助，例如在接收到电信号之后进行自动化滑触设备降低。
37.应该理解的是，上述方面和实施例可以彼此以任意组合使用。这些方面和实施例中的若干方面和实施例可以组合在一起，以形成本发明的另外的实施例。
附图说明
38.所包括以提供进一步理解并构成本说明书的一部分的附图图示了示例，并且与描述一起帮助解释本公开的原理。在附图中：
39.图1示意性地图示了根据一示例的包括作业机械和布置的系统，
40.图2示意性地图示了先前系统的示例，
41.图3示意性地图示了根据另一示例的包括作业机械和布置的系统，
42.图4示意性地图示了先前系统的示例，
43.图5示意性地图示了包括作业机械和布置的系统的又一示例，以及
44.图6示意性地图示了包括作业机械和布置的系统的再一个示例。
45.在附图中，相似的附图标记用于指代等同的或至少功能等效的部件。
具体实施方式
46.下面结合附图提供的详细描述旨在作为示例的描述，并且不旨在表示可构造或利用该示例的唯一形式。然而，相同或等同的功能和结构可以通过不同的示例来实现。
47.图1和图3示出了包括作业机械200和布置100的系统10的两个示例。本文公开的任何功能也能够作为方法来应用。
48.作业机械200是滑触辅助的作业机械，即，当耦合到滑触线110时，它既能够由滑触线110供电，并且即使当与滑触线110分离时，也能够由它自己的电源供电。作业机械200可以是采矿车辆或地下采矿车辆。附加地是或可替选地是，它可以是卡车。作业机械包括用于从滑触线接收电力的电力连接件。电力连接件可以包括用于耦合到滑触线110以从滑触线110接收电力的集电器210或由这种集电器210组成。作为它自己的电源，它可以包括诸如电池和/或电容器的能量存储装置或由这样的能量存储装置组成。能量存储装置可耦合到电力连接件，从而当作业机械耦合到滑触线时，能量存储装置能够从滑触线充电。
49.滑触线110被配置用于向滑触辅助的作业机械提供电力，使得作业机械200可以在操作期间与滑触线110耦合和分离。它可以是地下滑触线，在这种情况下，它被配置用于部分或全部安装在地下。滑触线包括电力线或由电力线组成，该电力线可以是直流(dc)电力线或交流(ac)电力线。对应地是，滑触线可以包括用于电力发送的两根或多根导线，例如用于单极电力线的两根导线，或者用于双极电力线或交流电力线的三根导线。本发明可以与各种电压的滑触线一起使用。在一些示例中，滑触线包括低压电力线，例如具有等于或低于1000v(直流)或1500v(双极或交流)的电压，用于向作业机械提供电力。在一些示例中，滑触线包括用于向作业机械提供电力的中压电力线。在许多有用的示例中，滑触线包括电压为5kv或更低的电力线。
50.布置100是用于滑触辅助机械200的馈电布置。然而，该布置也能够用作利用滑触线110的电力线的发信号布置，该发信号布置用于向耦合到滑触线的作业机械200发信号通知其靠近滑触线的末端112、116。
51.根据本公开，电信号能够沿着滑触线110被发送，以用于发信号通知作业机械200靠近滑触线的末端112、116。当在作业机械处接收到电信号时，该电信号能够用于控制作业机械在滑触线的末端之前与滑触线的分离。
52.电信号是能够沿着电力线发送的通信信号。它可以是恒定频率或可变频率的信号。例如，电信号可以包括频率扫描。电信号可以是恒定信号，或者它可以包括一个或多个脉冲。例如，可以以规则的间隔向滑触线110提供脉冲信号。电信号可以是高频信号，例如20khz。电信号可以具有任何适用的形状。例如，它可以包括正弦波、三角波或方波或由正弦波、三角波或方波组成。它也可以具有多种形状的混合，例如包括上文提到的形状的任何组合。电信号可以通过调制来整形，该调制可以包括波幅调制、频率调制和相位调制的任何组合。
53.作业机械200包括接收器，该接收器耦合到作业机械的电力连接件，用于从滑触线110接收电信号。接收器可以包括陷波滤波器或由陷波滤波器组成。接收器可以被配置用以捕获恒定的频率或频率间隔。在接收之后，作业机械可以使用电信号来确定作业机械靠近滑触线的末端112、116。为此目的，作业机械包括控制器，该控制器耦合到接收器，用于控制作业机械在滑触线的末端之前从滑触线的脱离。控制器可以是作业机械的车辆控制器。控
制器可以包括一个或多个处理器。它还可以包括一个或多个存储器和计算机程序代码，该计算机程序代码用于执行本文公开的可适用的操作中的任何操作。作业机械还可以包括变压器，用于将接收器与电力连接件电隔离。这允许接收器与滑触线的电压电平隔离。
54.能够利用发送器20将电信号提供给滑触线。在一个示例中，也如图1中所图示的那样，发送器是布置200的一部分，从而一体地耦合到滑触线110，而在另一个示例中，也如图3中所图示的那样，它是作业机械200的一部分，从而与滑触线110分开。自然，在布置100和作业机械200两者中都包括发送器20也是可能的。这也可以允许作业机械与包括发送器的滑触线和不包括发送器的滑触线一起使用。当馈电布置100包括发送器时，该布置可以包括用于将发送器与滑触线电隔离的变压器。类似地是，当作业机械200包括发送器时，作业机械可以包括用于将发送器与滑触线电隔离的变压器。在这两种情况下，这都允许发送器与滑触线的电压电平隔离。当发送器是作业机械的一部分时，它可以是单独的，或与接收器集成在一起，并且在与接收器集成在一起的情况下，两者可以一起形成发送器-接收器。
55.不管发送器定位如何，发送器20可以被配置用于使电信号以恒定或变化的波幅被提供到滑触线。此处，该变化对应于时间上的变化，即使当作业机械相对于滑触线固定时，也可以观察到该时间上的变化。作业机械200从滑触线接收到的电信号的波幅可用于确定作业机械的位置或其相对于装置120、130的距离，例如相对于发送器20或相对于一个或多个陷波滤波器120的距离。
56.布置100包括滑触线110和用于控制电信号沿着滑触线的发送的装置120、130。该装置能够用于发信号通知作业机械靠近滑触线的末端，使得作业机械能够在滑触线的末端112、116之前与滑触线分离。
57.该装置可以包括一个或多个陷波滤波器120。这些可以一体地耦合到滑触线110，用于限制电信号沿着滑触线的发送。陷波滤波器可定位在滑触线的末端112、116处，在这种情况下，电信号可指示作业机械200靠近陷波滤波器，从而靠近滑触线的末端。该指示可以例如从电信号的波幅获得，例如通过波幅超过阈值来获得。可替选地是或附加地是，该指示可以从电信号的频率获得，例如通过确定频率对应于共振频率，例如对应于最大和/或最小电流。共振频率可以相对于滑触线来确定，并且当作业机械的位置沿着滑触线变化时，共振频率可以在空间上变化。可以为串联共振和/或并联共振确定共振频率，其中所述串联共振可对应于最大电流，而所述并联共振可对应于最小电流。共振频率的变化可用于指示从作业机械到发送器和/或陷波滤波器的距离。
58.所公开的解决方案允许在接收到电信号时简单地计算出该指示，但是可替选地是或附加地是，也可以利用一个或多个测试测量来执行配置。陷波滤波器也可以定位于距滑触线一定距离处，用于限定在滑触线的末端之前的靠近末端的区域。在这种情况下，电信号可以指示作业机械处在所述靠近末端的区域内，从而靠近滑触线的末端。该距离应该足够得长，使得作业机械在接收到电信号之后但在它到达滑触线的末端之前能够与滑触线分离。自然地是，所需的最小距离取决于环境情况，诸如正接近滑触线的末端的作业机械的最大速度，但是作为示例，该距离可为至少5至10米。在许多应用中，可以使用25至100米，例如50米的距离。本发明允许通过定位陷波滤波器并且从而最大化滑触线的使用来基于应用调整该距离。
59.根据第一示例，也如图1中所图示的那样，该装置包括发送器20，该发送器20被配
置用以使得电信号从布置100被提供到滑触线110。此外，该装置包括沿着滑触线定位的陷波滤波器120，以限定如上文所描述的靠近末端的区域。发送器20被定位成使电信号被提供到滑触线的靠近末端的区域中，即在陷波滤波器与滑触线的末端之间。陷波滤波器可以基本上防止电信号离开该靠近末端的区域。这样，作业机械200可以仅在它移动到靠近末端的区域时才接收到电信号，使得电信号的接收可以用作作业机械靠近滑触线的末端的指示，而不一定需要任何另外的信息。靠近末端的区域可以形成在滑触线的两个相对末端中的每个末端处，在这种情况下，可以使用两个单独的发送器，每个末端一个。这些发送器可以被调谐用于相同的发送频率或不同的发送频率。如上文所提到的是，应该理解的是，一定量的信号可能会泄漏超出陷波滤波器，使得此处提到的任何防止都可以是部分的，只要它足以用于提供靠近滑触线的末端的指示的目的即可。
60.根据第二示例，也如图3中所图示的那样，作业机械200包括发送器20，该发送器20被配置成使电信号从作业机械200被提供到滑触线110。在此示例中，作业机械200可以由此自身使电信号被发送至滑触线并从滑触线接收该电信号，以确定作业机械是否靠近滑触线的末端112、116。在接收到电信号之后，可以基于电信号的性质，例如其波幅和/或频率，来执行该确定。在频率的情况下，例如，可以基于频率是共振频率或者频率是最小化或最大化波幅的频率来执行该确定。这些性质也可以用于确定例如作业机械沿着滑触线的位置。这些性质可能会受到用于控制电信号沿着滑触线的发送的所述装置的影响。特别是，所述装置此处可以包括一个或多个陷波滤波器120或由一个或多个陷波滤波器120组成。此处，如上文所描述的那样，陷波滤波器可以定位在滑触线的末端处。对应地是，一个陷波滤波器可以定位在滑触线的相对末端112、116中的每个末端处，用于控制电信号的发送，使电信号从作业机械被发送。这样，该装置可以包括两个陷波滤波器，并且不是必需需要另外的装备。
61.在这两种情况下，作业机械200的控制器都可以利用来自电信号的关于作业机械靠近滑触线100的末端112、116的指示，以使作业机械与滑触线分离。例如，控制器可被配置用以基于电信号的存在和/或电信号的波幅来控制作业机械与滑触线的分离。例如，当检测到电信号或者当电信号的波幅超过阈值波幅时，可以引发分离。也可以使用电信号的任何频率信息。
62.图2示出了包括作业机械200和布置100的系统10的示例。在此示例中，包括发送器20的布置在这方面可以对应于图1的布置。该示例是根据滑触线110的直流电力线来图示的，但是该电力线也可以是交流电力线。对于作业机械，图中仅图示了电气系统的示例。
63.该布置100此处包括滑触线110和发送器20。如上文所叙述，该布置还可以包括用于将发送器与滑触线电隔离的变压器。在所图示的示例中，发送器通过lc电路130耦合到滑触线，该lc电路130可以包括与变压器串联连接的电感和电容。附加地是，该布置可以包括一个或多个陷波滤波器120。如所图示的那样，本公开中提及的任何布置的任何陷波滤波器可以包括用于捕获电信号的lc电路或由lc电路组成。lc电路可以包括串联连接的电感和电容，或者由串联连接的电感和电容组成，该串联连接的电感和电容可以耦合到滑触线，用于电连接滑触线的电力线的两条单独的导线。陷波滤波器因此可以具有用于捕获电信号的串联共振频率。此处，该一个或多个陷波滤波器120可以定位在距滑触线的末端一定距离处，用于形成如上文所描述的靠近末端的区域。该一个或多个陷波滤波器可以包括具有不同共振频率的两个或更多个陷波滤波器。
64.如上文所描述的那样，作业机械200包括接收器210、控制器220和电力连接件250。这些形成了作业机械的电气系统的一部分，该电气系统可另外包括电源，诸如电池270。电气系统还可以包括一个或多个子系统280，诸如用于牵引的子系统、用于液压装置的子系统等等。作业机械可以包括用于在作业机械内发送电力的总线260。对应地是，电源和电力连接件可以电耦合到总线。当诸如电池的能量存储装置例如通过总线电耦合到电力连接件时，当作业机械耦合到滑触线110时，该能量存储装置能够通过电力连接件充电。总线可以是直流总线。
65.作业机械200可以包括陷波滤波器240，接收器210耦合到该陷波滤波器240，用于接收电信号。陷波滤波器可以耦合到总线260，用于接收电信号。如所图示的那样，本公开中提及的任何作业机械的任何陷波滤波器可以包括用于捕获电信号的lc电路或由用于捕获电信号的lc电路组成。lc电路可以包括串联连接的电感和电容，或者由串联连接的电感和电容组成，该串联连接的电感和电容可以电耦合到电力连接件250或总线260，用于电连接其两条单独的导线。这在作业机械耦合到滑触线110时允许创建信号路径30，以促进将电信号从发送器20发送到接收器210。陷波滤波器因此可以具有用于捕获电信号的串联共振频率。如所图示的那样，作业机械可另外包括变压器230，用于将接收器与电力连接件电隔离，从而与电力连接件和滑触线的电压电平电隔离。变压器可以与陷波滤波器240集成一体，使得陷波滤波器的电感为变压器提供初级电感，而变压器包括耦合到该初级电感的变压器的次级电感，用于提供变压器功能。
66.图4示出了包括作业机械200和布置100的系统10的示例。在此示例中，作业机械包括发送器20，并且系统此处在这方面可以对应于图3的系统。该示例是根据滑触线110的直流电力线来图示的，但是该电力线也可以是交流电力线。对于作业机械，图中仅图示了电气系统的示例。
67.在此示例中，作业机械200包括发送器20，而不是布置100包括。对应地是，作业机械包括发送器和接收器210两者，它们被图示为集成的发送器-接收器。如上文所描述的那样，上文结合图2的示例提到的作业机械的其它部件中的任何部件也可以包括在本文中。例如，陷波滤波器240和/或变压器230可以以与接收器相同的方式耦合到发送器。相同的陷波滤波器240和/或变压器230可以服务于发送器和接收器两者。
68.布置100此处不是必需包括发送器20。而是，如上文所描述的那样，该布置可以包括在滑触线110的末端处的陷波滤波器120。这允许：当作业机械耦合到滑触线110时，创建信号路径30，以促进通过该布置的陷波滤波器120将电信号从发送器20发送到接收器210。当信号行进通过该信号路径时，总存在有一定程度的耗散，这种耗散甚至可能因信号的诸如频率的性质而变化。当作业机械接近陷波滤波器时，电信号的波幅可能变得更大，并且/或者对应最大波幅的频率可能变化，从而允许信号的波幅和/或频率用于确定作业机械靠近陷波滤波器，因而靠近滑触线的末端。于是，用于控制电信号沿着滑触线的发送的装置可以包括例如位于滑触线的相对末端处的两个陷波滤波器或由位于滑触线的相对末端处的两个陷波滤波器组成。为简便起见，在这种情况下，该两个陷波滤波器可以彼此相同。特别是，它们可以具有相同的电容和/或电感。该布置可以是基本对称的，使得对于第一陷波滤波器与作业机械之间的所有距离，电信号的对应波幅与对于第二陷波滤波器与作业机械之间的所有等同距离的电信号的波幅基本相同。在任何情况下，可以为这两个陷波滤波器形
成单独的信号路径30、32。这允许由在滑触线的相对末端处具有最大值的凸函数来表示电信号的相对于作业机械沿着滑触线的位置的波幅。
69.图5和6示出了包括作业机械200和布置100的系统10的示例。这些示例是根据滑触线110的交流电力线来图示的。
70.在第一示例中，如图5中所图示，该布置100包括发送器20。对应地是，结合图2中公开的所有替选方案也适用于此处。作为例外，作业机械200此处可以包括耦合到电力连接件250的整流器290，用于将来自滑触线110的交流电流转换成直流电流。整流器然后可以耦合到总线260，用于向总线提供电力。整流器允许包括直流总线在内的直流电气系统用于作业机械。如所图示的那样，接收器210此处可以直接耦合到电力连接件，用于从滑触线接收交流电流。对应地是，作业机械的陷波滤波器240和/或变压器230也可以耦合到电力连接件，用于从滑触线接收交流电流。因此，接收器可以位于任何整流器之前，用于从滑触线接收交流电流。
71.在第二示例中，如图6中所图示，作业机械200包括发送器20。对应地是，结合图4公开的所有替选方案也适用于此处。作为例外，作业机械200此处可以包括耦合到电力连接件250的整流器290，用于将来自滑触线110的交流电流转换成直流电流。整流器然后可以耦合到总线260，用于向总线提供电力。整流器允许包括直流总线在内的直流电气系统用于作业机械。如所图示的那样，接收器210此处可以直接耦合到电力连接件，用于从滑触线接收交流电流。对应地，作业机械的陷波滤波器240和/或变压器230也可以耦合到电力连接件，用于从滑触线接收交流电流。类似地是，发送器20可以直接耦合到电力连接件，用于使电信号被提供到滑触线，该电信号已经直接进入到电力连接件的交流布线中。自然，此处发送器和接收器也可以集成为发送器-接收器，如所图示的那样。因此，发送器和/或接收器可以位于任何整流器之前，用于使电信号被发送到滑触线并且/或者从滑触线接收交流电流。
72.如上文所描述的控制器可以用软件、硬件、应用逻辑或者软件、硬件和应用逻辑的组合来实施。应用逻辑、软件或指令集可以保存在各种常规计算机可读介质中的任何一种常规计算机可读介质上。“计算机可读介质”可以是能够包含、存储、通信、传播或传输指令以由诸如计算机的指令执行系统、装置或设备使用或与其结合使用的任何介质或装置。计算机可读介质可以包括计算机可读存储介质，其可以是能够包含或存储指令以由诸如计算机的指令执行系统、装置或设备使用或与其结合使用的任何介质或装置。这些示例能够存储与本文描述的各种过程相关的信息。这些信息能够存储在一个或多个存储器中，诸如存储在硬盘、光盘、磁光盘、ram等中。一个或多个数据库能够存储用于实施这些实施例的信息。能够使用包括在本文列出的一个或多个存储器或存储设备中的数据结构(例如，记录、表格、数组、字段、图形、树、列表等)来组织数据库。数据库可以位于一个或多个设备上，该一个或多个设备包括诸如服务器的本地和/或远程设备。关于实施例描述的过程能够包括适当的数据结构，用于在一个或多个数据库中存储由实施例的设备和子系统的过程收集并且/或者生成的数据。
73.正如计算机和/或软件领域中的技术人员将领会到的那样，能够使用根据实施例的教导编程的一个或多个通用处理器、微处理器、数字信号处理器、微控制器等来实施所有实施例或实施例的一部分。正如软件领域的技术人员可以领会到的那样，基于实施例的教导，普通技术的程序员能够容易地制备出适当的软件。此外，正如电气领域的技术人员可以
领会到的那样，可以通过准备专用集成电路或者通过使常规组件电路组成的适当网络互连来实施这些实施例。因此，实施例不限于硬件和/或软件的任何具体组合。
74.本文讨论的不同功能可以以不同的顺序执行并且/或者彼此同时执行。
75.除非另有指示，否则在不失去所寻求的效果的情况下，本文给出的任何范围或设备值都可以扩展或改变。此外，任何示例都可以与另一示例相组合，除非明确地不允许组合。
76.尽管已经用特定于结构特征和/或动作的语言描述了主题，但应当理解，在所附权利要求书中限定的主题不一定限于上述具体特征或动作。相反，上述具体特征和动作作为实施权利要求书的示例被公开，并且其它等同的特征和动作旨在落在权利要求书的范围内。
77.应当理解，上述益处和优点可以涉及一个实施例，或者可以涉及若干实施例。实施例不限于解决所叙述的问题中的任何或全部问题的那些实施例或具有所叙述的益处和优点中的任何或全部益处和优点的那些实施例。还应当理解，对“一”物品的引用可以指一个或多个这样的物品。
78.术语“包括”在本文中用来意指包括所标识的方法、块或元素，但是这样的块或元素不包括排他性列表，并且方法或装置可以包含附加的块或元素。
79.在本文中使用诸如“第一”、“第二”等数字描述符仅仅是作为区分原本具有相似名称的部件的方式。数字描述符不应被解释为指示任何特定的顺序，诸如偏好、制造或在任何特定结构中出现的顺序。
80.尽管已经结合特定类型的装置和/或方法描述了本发明，但是应当理解，本发明不限于任何特定类型的装置和/或方法。虽然已经结合多个示例、实施例和实施方式描述了本发明，但是本发明并不局限于此，而是覆盖了落入权利要求书的范围内的各种修改和等同布置。尽管上文已经以一定程度的特殊性或参考一个或多个单独实施例描述了各种实施例，但本领域技术人员可以在不脱离本说明书的范围的情况下对所公开的实施例进行许多修改。

技术特征：
1.一种用于滑触辅助的作业机械的馈电布置，包括滑触线，所述滑触线用于向所述作业机械提供电力，其特征在于，所述布置包括如下装置，所述装置用于控制电信号沿着所述滑触线的发送，以用于发信号通知所述作业机械靠近所述滑触线的末端，使得所述作业机械能够在所述滑触线的所述末端之前从所述滑触线脱离。2.根据权利要求1所述的布置，其中，所述装置包括发送器，所述发送器被配置用以使所述电信号被提供给所述滑触线。3.根据权利要求1或2所述的布置，其中，所述装置包括耦合到所述滑触线的一个或多个陷波滤波器，用于限制所述电信号沿着所述滑触线的发送。4.根据权利要求3所述的布置，其中，所述一个或多个陷波滤波器包括在所述滑触线的相对末端处的两个陷波滤波器，或者由所述两个陷波滤波器组成。5.一种滑触辅助的作业机械，包括电力连接件，所述电力连接件用于从滑触线接收电力，所述作业机械的特征在于包括接收器，所述接收器耦合到所述电力连接件，用于接收来自所述滑触线的电信号，以用于发信号通知所述作业机械靠近所述滑触线的末端；和控制器，所述控制器耦合到所述接收器，以在所述滑触线的所述末端之前，控制所述作业机械从所述滑触线的脱离。6.根据权利要求5所述的作业机械，包括发送器，所述发送器用于使所述电信号被提供到所述滑触线。7.根据权利要求5或6所述的作业机械，其中，所述控制器被配置用以基于所述电信号的波幅和/或频率来控制所述作业机械从所述滑触线的脱离。8.根据权利要求5至7中的任一项所述的作业机械，其中，所述接收器包括用于接收所述电信号的陷波滤波器。9.根据权利要求5至8中的任一项所述的作业机械，包括变压器，所述变压器用于将所述接收器与所述电力连接件电隔离。10.一种系统，包括根据权利要求1至4中的任一项所述的馈电布置和根据权利要求5至9中的任一项所述的滑触辅助的作业机械。11.根据权利要求1至4中的任一项所述的布置、根据权利要求5至9中的任一项所述的滑触辅助的作业机械或根据权利要求10所述的系统，其中，所述滑触线是直流电力线。12.根据权利要求1至4中的任一项所述的布置、根据权利要求5至9中的任一项所述的滑触辅助的作业机械或根据权利要求10所述的系统，其中，所述滑触辅助作业机械是采矿车辆或地下采矿车辆。13.根据权利要求1至4中的任一项所述的布置，根据权利要求5至9中的任一项所述的滑触辅助的作业机械，或根据权利要求10所述的系统，其中，所述电信号具有时间上变化的频率和/或时间上变化的波幅。14.根据从属于权利要求2时的权利要求1至4中的任一项所述的布置，根据从属于权利要求6时的权利要求5至9中的任一项所述的滑触辅助的作业机械，或者根据从属于权利要求2和/或6时的权利要求10所述的系统，包括变压器，所述变压器用于将所述发送器与所述滑触线电隔离。15.一种用于向滑触辅助的作业机械发信号通知滑触线的末端的方法，其中，所述方法
包括：使电信号沿着所述滑触线被发送，以用于发信号通知所述滑触线的所述末端，使得当所述作业机械耦合到所述滑触线以从所述滑触线接收电力时，所述电信号能够被所述作业机械接收到。

技术总结
公开了一种用于向滑触辅助的作业机械发信号通知滑触线的末端的解决方案。使电信号沿着所述滑触线被发送，用于发信号通知所述滑触线的末端，使得当所述作业机械被耦合到所述滑触线以从所述滑触线接收电力时，所述电信号能够被所述作业机械接收到。够被所述作业机械接收到。够被所述作业机械接收到。


技术研发人员：拉伊莫
受保护的技术使用者：山特维克矿山工程机械有限公司
技术研发日：2020.10.01
技术公布日：2023/7/6