FI88426C - Foerfarande och anordning foer riktande av borrmaskins matarbalk - Google Patents

Description

1 88426

Menetelmä Ja laitteisto porakoneen syöttöpalkin suuntaamiseksi

Keksinnön kohteena on menetelmä kallionporauslait-5 teen syöttöpalkin suuntaamiseksi porattavan reiän suuntaiseksi, jossa menetelmässä syöttöpalkin kaltevuus mitataan kahden keskenään kulmassa olevan pystysuuntaisen mittaus-tason suunnassa kahdella syöttöpalkin asentoon verrannollisella, maan vetovoimaan perustuvalla anturilla, joista 10 kumpikin ilmaisee syöttöpalkin kaltevuuden yhden tason suunnassa, ja syöttöpalkki käännetään poratangon asettamiseksi haluttuun poraussuuntaan säätämällä syöttöpalkin kaltevuus mittaustasojen suhteen antureiden ilmaisemien kaltevuuden kulma-arvojen perusteella.

15 Edelleen keksinnön kohteena on kallionporauslaite patenttivaatimuksen 1 mukaisen menetelmän toteuttamiseksi, jossa laitteessa on alusta, alustaan nivelillä käänty-västi asennettu puomi ja puomin päähän toisiinsa nähden kohtisuorassa olevien nivelten ympäri käännettävästä asen-20 nettu porakoneen syöttöpalkki, kaksi maan vetovoimaan perustuvaa syöttöpalkin kaltevuus-anturia syöttöpalkin kaltevuuden mittaamiseksi kahden toisiinsa nähden kulmassa olevan pystysuuntaisen mittaustason suhteen ja ilmaisimet anturien ilmaisemien kaltevuuden kulma-arvojen osoittami-25 seksi.

Porattaessa reikiä kallioon syöttöpalkki suunnataan porattavan reikärivin muodostaman seinämän suuntaiseksi erityisesti silloin kun kiveä irrotetaan jatkojalostusta varten. Samoin joissakin tapauksissa pyritään 30 rei'itys poraamaan järjestelmällisenä, säännöllisenä rei- käkenttänä, jotta räjäytys voitaisiin suorittaa mahdollisimman tehokkaasti ja tarkasti. Porattaessa tietynsuun-taista reikäriviä määritellään yleensä poraussuunta niin sanotusti x- ja y -tasoin, jolloin tasot ovat pystysuoria 35 ja toisiinsa nähden kohtisuoria. Tyypillisesti poraus py- 2 88426 ritään suorittamaan niin, että y-taso on alustan pituusakselin suuntainen ja x-taso siihen nähden kohtisuorassa, jotta poratangon asettaminen suuntaansa olisi helpompaa. Suuntaukseen käytetään tyypillisesti apuna erilaisia täh-5 täimiä, joiden avulla suuntaus pyritään saamaan aikaan.

On tunnettua käyttää syöttöpalkin asennon määrittelemiseen maan vetovoimaan perustuvia anturilaitteita, jotka pyrkivät ilmaisemaan syöttöpalkin suunnan pystysuuntaan nähden. Tällainen on tunnettu mm SE-patentista 10 392 319, jossa on esitetty syöttöpalkkiin kiinnitetty pai novoima-anturin sisältämä anturilaatikko, josta tulee porarin edessä olevaan näyttötauluun sekä x-suuntainen että y-suuntainen kulmanäyttö. Puomin suunnan alustan suhteen ottamiseksi huomioon on painovoima-anturilaatikko kiinni-15 tetty syöttöpalkkiin poratangon suuntaisen akselin ympäri kääntyvästi ja porari voi kääntää anturilaatikon puomin kääntöön suhteessa niin, että antureiden mittasuunnat pysyvät alkuperäisen suoran tason suhteessa samana.

GB-patentissa 1 325 240 puolestaan on tunnettu rat-20 kaisu, jossa syöttöpalkkiin on asennettu maan veto-voimaan perustuvan painoanturin käyttämä ohjausventtiili, joka ohjaa syöttöpalkin kääntösylintereitä puomin liikkuessa niin, että syöttöpalkki pysyy aina olennaisesti samassa asennossa. Julkaisun ratkaisussa syöttöpalkki ja siten 25 poratanko ensin käännetään haluttuun kulma-asentoon puomin pään suhteen, jonka jälkeen painovoimatoiminen ohjausventtiili asetetaan pystysuoraan ja kiinnitetään paikalleen. Puomia siirrettäessä syöttöpalkin asennon poikkeaminen alkuperäisestä asennosta saa aikaan sen, että painovoima-30 anturi kytkee yhden tai useamman syöttöpalkkia kääntävän sylinterin toimintaan, kunnes syöttöpalkki on palautunut alkuperäiseen suuntaansa.

Edelleen on tunnettu muun muassa US-patentista 4,514,796 ja FR-patentista 82 00 648 ratkaisut, joissa 35 erilaisten antureiden avulla lasketaan poratangon suunta 3 88426 porauslaitteen alustan suhteen, mutta poratangon suuntaa maapallon pinnan suhteen tai maan vetovoiman suhteen el millään tavalla määritellä eikä siten alustan asemaa oteta millään tavalla huomioon.

5 Tunnettujen ratkaisujen heikkoutena on, että suun taus on hankalaa sen vuoksi, että ollaan sidoksissa pelkästään x- y -tasoihin. Laitteistojen käsittely on hankalaa ja vaatii porarilta mekaanisia säätö- tms toimenpiteitä, jotta suuntaus edes jollain tavoin tapahtuisi halutul-10 la tavalla. Laitteistot eivät ota huomioon kulmavirhettä silloin, kun syöttöpalkkia käännetään sekä x- että y-suun-taan. Tunnetuilla laitteistolla voidaan kulmavirheet välttää vain tilanteissa, joissa syöttöpalkin kääntöakselit on käännetty täysin x- ja y-tasojen suuntaisiksi, jolloin 15 laitetta on jokaista reikää varten siirrettävä niin, että puomin pituussuunta saadaan y-akselin suuntaiseksi tai käyttämällä erillistä ylimääräistä niveltä, jolla syöttö-palkki ja sen tavanomaiset kääntönivelet voidaan kääntää kyseisten tasojen mukaan käännettäviksi. Jälkimmäisessä 20 tapauksessa tarvitaan ylimääräinen painava ja kallis ni-velrakenne sekä siihen ylimääräinen anturointi, jotta suunta voitaisiin aina ottaa huomioon. Lisäksi tämä rakenne tekee laitteistosta hankalan ohjattavan ja aiheuttaa ylimääräistä rasitusta niin puomille kuin muullekin raken-*’ 25 teelle. Myöskään tunnetut laitteistot eivät ota huomioon *' alustan kaltevuudesta johtuvaa virhettä silloin, kun syöt töpalkin kaltevuuden määrittelyssä käytetään maan vetovoiman vaikutukseen reagoivia antureita. Myöskään nykyisellä laitteilla ei poraussyvyyttä voida määritellä täsmällises-30 ti vaan se on laskettava erikseen ottaen huomioon seinämän kaltevuus.

Tämän keksinnön tarkoituksena on saada aikaan sellainen menetelmä ja laitteisto, joilla vältetään edellä esitettyjä hankaluuksia ja joilla sekä syöttöpalkin ja 35 siten poratangon suuntaus että tarvittaessa poraussyvyys * 88426 voidaan määritellä ja toteuttaa luotettavasti ja varmasti ja tarvittaessa täysin automaattisesti.

Tämä saadaan aikaan keksinnön mukaisella menetelmällä siten, että anturin ilmaisema kulma-arvo korjataan 5 laskemalla syöttöpalkin todellista kaltevuuskulmaa vastaavaksi ottamalla huomioon se virhevaikutus, joka syntyy syöttöpalkin kaltevuudesta anturin mittaustasoon kulmassa olevassa mittaustasossa ja että syöttöpalkki suunnataan ennalta määrättyyn suuntaan laskemalla korjatun anturin 10 kulma-arvon perusteella todellista kaltevuuskulmaa vastaavasti .

Keksinnön mukaisen menetelmän olennainen ajatus on, että syöttöpalkin kaltevuus maan pinnan suhteen mitataan kahdella toisiinsa nähden kohtisuoran tason mukaan kalte-15 vuutta mittaavalla anturilla ja että antureiden ilmaisemien kulma-arvojen ja syöttöpalkin todellisen kulman välinen ero tietyn tason suunnassa korjataan laskemalla se virhe eli ero tietyn anturin kulma-arvon ja syöttöpalkin todellisen kulman sen mittaustasossa, joka muodostuu sen 20 vuoksi, että syöttöpalkkia kallistetaan myös toisen tason suunnassa. Erään keksinnön edullisen toteutusmuodon mukaan syöttöpalkin kallistus puomin suhteen mitataan erikseen toisistaan erillisillä antureilla siten, että y-suunnan mittaus tapahtuu puomin ja syöttöpalkin välisen nivelen 25 kääntymäkulmana, joka on riippumaton x-kulmasta ja edelleen x-kulma mitataan syöttöpalkin ja puomin välisen nivelen suhteen ja laskennallisesti korjataan y-kulman aikaansaaman kulmavirheen huomioon ottaen todelliseksi x-kulmak-si ja, mikäli puomi poikkeaa y-tason suunnasta tehdään 30 vastaavat matemaattiset korjaukset sekä y-kulmaan että sen perusteella x-kulmaan todellisten suuntakulmien aikaansaamiseksi. Tällöin voidaan poratangon ja syöttöpalkin suunta aina määritellä todellisina suuntakulmina ja se on matemaattisesti toteutettavissa niin, että porari voi joko 35 nähdä näyttötaulusta todelliset kulmat tai laitteeseen 5 88426 voidaan antaa asetuskulmat ja se laskee todelliset kulmat sekä säätää syöttöpalkin aina asetettujen kulma-arvojen mukaan. Vastaavasti tällä menettelyllä voidaan poraus määritellä määrittelemällä se sylinterikoordinaatistossa si-5 ten, että määritellään poikkeamakulma y-akselilta sekä pystysuuntaisen maan vetovoiman suuntaisen akselin suhteen oleva kallistuskulma tässä suunnassa, jolloin poraus on helppo asettaa ja toteuttaa porausseinämän ja alustan aseman vaihtelusta huolimatta.

10 Keksinnön mukaiselle laitteelle on ominaista, että siinä on laskinlaite, jossa on laskinosa ainakin toisen anturin ilmaiseman kulma-arvon korjaamiseksi laskemalla se syöttöpalkin todellista kaltevuuskulmaa vastaavaksi ottamalla huomioon syöttöpalkin kaltevuudesta anturin mittaus-15 tasoon nähden kulmassa olevassa mittaustasossa johtuva vaikutus anturin kulma-arvoon ja ohjausosa syöttöpalkin ohjaamiseksi laskemalla korjattujen kulma-arvojen perusteella ennalta määrättyyn suuntaan.

Keksinnön mukaiselle laitteelle olennainen ajatus 20 on, että syöttöpalkin kaltevuutta maan vetovoiman suhteen eli maan pinnan suhteen mitataan kahdella toisiinsa nähden kohtisuorassa ja maan vetovoimaan nähden saman suuntaisena elikkä maan pintaa vasten kohtisuorassa olevan tason suunnassa, ja että laitteessa on laskin, joka laskee anturin 25 ilmaiseman kulma-arvon ja syöttöpalkin todellisen kaltevuuden välisen virheen tai eron, joka johtuu siitä, että ’.· syöttöpalkkia kallistetaan myös mittaustasoa vastaan koh tisuorassa toisessa mittaustasossa, ja joka sitten näyttää laskemalla saadun syöttöpalkin todellisen kaltevuuden. 30 Keksinnön mukaisen laitteen erään edullisen toteutusmuodon olennainen ajatus on, että kaltevuutta mitataan puomin pituussuunnassa erillisellä painovoimaperusteisella anturilla, jonka antama kulma-arvo tällöin on riippumaton syöttö-palkin toisesta kaltevuuskulmasta ja syöttöpalkin kalte-35 vuutta puomin poikkisuunnassa mitataan toisella painovoi- 6 88426 maan perustuvalla anturilla, jonka antama kulma-arvo laskennallisesti voidaan sen jälkeen korjata ensimmäisen anturin kulma-arvon perusteella niin, että saadaan lopputulokseksi todellinen poikkitason suuntainen kulma-arvo.

5 Edelleen eräälle keksinnön edulliselle laitteen sovellu-tusmuodolle olennainen ajatus on, että siinä olevat las-kinlaitteet on kytketty laskemaan puomin ja alustan välisien kulmien sekä puomin geometristen mittojen eli puomin osien pituuksien ja puomin nivelten kulmien eli niveliin 10 asennettujen kulma-anturien ilmaisemien kulma-arvojen sekä laskinlaitteeseen asetettujen puomin geometristen pituus-arvojen perusteella korjatut kulma-arvot sekä syöttöpalkin kääntyessä puomin pituussuunnassa että siihen nähden poik-kisuuntaan, jolloin määriteltyjen perustasojen suhteen 15 saadaan aina todelliset kulma-arvot porattaessa reikiä tietyssä suunnassa peräkkäisessä rivissä.

Keksintöä selostetaan lähemmin oheisissa piirustuksissa, joissa kuvio 1 esittää kaavamaisesti keksinnön mukaista 20 kallionporauslaitteistoa perspektiivisesti nähtynä sil loin, kun menetelmää sovelletaan käyttäen syöttöpalkin kaltevuuden määrittelyyn toisiinsa kohtisuoria x- ja y-tasoja, kuvio 2 esittää keksinnön mukaista kallionporaus-25 laitetta perspektiivisesti nähtynä silloin, kun syöttö-palkin kaltevuus määritellään suuntakulmana ja kaltevuutena suuntakulman määräämässä tasossa, kuvio 3 esittää kaavamaisesti keksinnön kallion-porauslaitetta perspektiivisesti nähtynä silloin, kun 30 syöttöpalkin kaltevuus mitataan kahdella toisistaan erillisellä anturilla, joista toinen on asetettu mittaamaan syöttöpalkin kaltevuutta puomin pituussuunnassa ja toinen sen poikkisuunnassa ja kuvio 4 esittää kaavamaisesti syöttöpalkin kalte-35 vuuden mittausta silloin, kun kallionporauslaitteen alus- 7 88426 taan on asennettu erilliset sen kaltevuuden maan pinnan suhteen ilmaisemat painovoima-anturit.

Kuviossa 1 on esitetty kaavamaisesti kallionporaus-laite, Jossa on alusta 1 Ja siihen pystysuuntaisen nivelen 5 2 avulla pystyakselin ympäri kääntyvästi asennettu puomi 3. Puomin 3 päähän on edelleen vaakasuuntaisen akselin 4 ympäri kääntyvästi Ja edelleen akseliin 4 nähden kohtisuoran akselin 5 ympäri kääntyvästi syöttöpalkki 6, Jota pitkin porakone Ja Jonka suunnassa porakoneen käyttämä pora-10 tanko liikkuvat syöttöpalkin 6 pituusakselin suunnassa sinänsä tunnetulla tavalla, Jota ei sen vuoksi tässä tarkemmin selitetä.

Syöttöpalkkiin 6 on kiinnitetty anturilaatikko 7, Jonka sisällä on sinänsä tunnetut maan vetovoimaan perus-15 tuvat anturit 7x Ja 7y. Antureiden rakenne ja toiminta ovat sinänsä tunnetut ja ne voivat toimia esimerkiksi SE-patentin 392 319 esittämien maan vetovoimaan perustuvien antureiden osoittamalla tavalla tai vastaavalla periaatteella sinänsä tunnetusti. Kuviossa 1 on maan vetovoiman 20 ilmaisema kohtisuora linja merkitty kirjaimella P ja kuvion 1 osoittamassa tapauksessa on alusta 1 vaakasuorassa asennossa eli alustan määräämä taso on kohtisuorassa linjaa P vastaan. Samoin on kaltevuusmittauksessa käytettävä ensimmäinen mittaustaso eli y-taso puomin 3 pituusakselin 25 suuntainen ja linjan P suuntainen, jolloin anturi 7y ilmaisee syöttöpalkin kaltevuuden y-tasossa syöttöpalkin pituusakselin ja pystyakselin P välisenä kulmana β. Vastaavasti toinen mittaustaso eli x-taso on kohtisuorassa y-tasoa vastaan ja linjan P suuntainen ja anturi 7x ilmaisee 30 syöttöpalkin kaltevuuden sen pituusakselin ja linjan P välisenä kulmana a x-tasossa. Silloin, kun syöttöpalkkia kallistetaan pelkästään yhden mittaustason esimerkiksi y-tason suunnassa, ilmaisee vastaavan tason kulma-anturi täsmälleen syöttöpalkin kaltevuuden. Käännettäessä syöttö-35 palkkia lisäksi x-tason suunnassa, antaa anturi 7y suurem- 8 33426 man kulma-arvon vaikka kulma y-suunnasta todellisuudessa säilyy samana. Näin ollen on todellinen syöttöpalkin suunta laskettava ottamalla huomioon toisen tason suuntaisen kaltevuuden vaikutus, jotta vältyttäisiin virheelliseltä 5 poraussuunnalta. Kuviossa 1 tilannetta on yksinkertaistettu monella tavalla sikäli, että alustan 1 on oletettu olevan vaakasuuntaisessa asennossa ja puomin 3 on katsottu olevan alustan tason suuntainen, jotta tilanteen havainnollistaminen olisi helpompaa. Keksinnön mukaisessa lait-10 teessä on laskinyksikkö 8, johon anturikotelossa 7 olevat kulma-anturit on kytketty ja joka laskee molempien anturien antaman kulmatiedon a ja β perusteella syöttöpalkin todellisen kaltevuuskulman. Laskinlaitteeseen 8 edelleen liitetyllä näyttölaitteella 9 voidaan ilmaista syöttöpal-15 kin suunta todellisuudessa, jolloin sinänsä tunnetuilla ja sen vuoksi ei esitetyillä ohjauslaitteella voidaan syöttö-palkkia kääntää haluttuihin suuntiin, kunnes sen todelliset lasketut kulma-arvot ja ennalta määrätyn porareiän suunnan kulma-arvot ovat samat.

20 Kuviossa 2 on esitetty kuvion 1 mukainen yksinker taistettu porauslaitteisto, jossa syöttöpalkin 6 suuntaa on mitattu kuvion 1 mukaisella tavalla määriteltyjen x- y -tasojen kaltevuuksien perusteella. Syöttöpalkin pituusakselin suunta on kuitenkin määritelty niin sanotussa sylin-25 terikoordinaatistossa, jolloin pituusakselille on annettu suuntakulma^, joka on määritelty P-linjaa vastaan kohtisuorassa tasossa eli olennaisesti maan pinnan tasossa y-tasosta alkaen ja edelleen syöttöpalkin 6 pituusakselin kääntymäkulmana <5 B-linjasta poispäin suuntakulman^ja B-30 linjan määrittelemässä tasossa.

Kuviossa 3 on esitetty kuvion 1 mukainen yksinkertaistettu ratkaisu, jossa x-tasossa kaltevuuden määrittelevä anturi 7x ja y-tasossa kaltevuuden määrittelevä anturi 7y on asennettu erikseen niin, että anturi 7x sijaitsee 35 syöttöpalkin 6 sivussa, jolloin se reagoi sekä x- että y- 9 88426 tasojen kaltevuuden muutoksiin, kun anturi 7y on asennettu syöttöpalkin 6 ja puomin 3 väliin niin, että siihen vaikuttaa pelkästään akselin 4 ympäri tapahtuva kaltevuuden muutos y-tasossa. Tällöin laskeminen yksinkertaistuu, kos-5 ka vain x-tason kulma-arvoissa täytyy ottaa huomioon y-tason kulma-arvojen muutokset ja y-taso puolestaan säilyy oikeassa arvossa x-tason muutoksista riippumatta.

Kuviossa 4 on kaavamaisesti esitetty keksinnön toinen toteutusmuoto, jossa alustaan 1 on asennettu kulma-10 anturit sisältävä anturilaatikko 10, joka ilmaisee alustan 1 kaltevuuden maan vetovoiman määrittelemän linjan P suhteen linjan P ja alustan pituusakselin y' määräämässä kolmannessa mittaustasossa eli y'-tasossa kulma-arvona β' ja vastaavasti linjan P suhteen linjan P määräämän tasoa y' 15 vastaan kohtisuorassa olevassa neljännessä mittaustasossa eli tasossa x' kulma-arvona a'. Näin saatujen kulma-arvojen a’ ja β' avulla voidaan laskea käyttäen hyväksi puomin 3 nivelen 2 kääntymäkulmaa nivelen 2 ympäri sekä puomin geometrisia pituusarvoja, mikä on puomin 3 syöttöpalkin 6 20 puoleisen pään asema ja puomin suunta sekä kaltevuus, jolloin tiedetään puomin 3 päähän määritellyn vertailupisteen eli syöttöpalkin 6 nivelpisteen sijainti porattavien reikiin nähden ja samalla voidaan laskea, kuinka paljon puomin 3 pituussuuntainen y-taso ja sitä vastaan kohtisuora 25 x-taso, joiden leikkauslinja Z on kohtisuorassa alustan tasoa kohtaan, poikkeavat maan vetovoiman määrittelemästä linjasta P ja näin ollen kulma-antureiden 7y ja 7x antamat kulma-arvot voidaan laskemalla korjata niin, että syöttö-palkin suuntaa ja kaltevuutta ilmaisevat kulma-arvot saa-30 daan maan vetovoiman määrittelemän linjan P mukaan oikein määriteltyä. Tämän jälkeen voidaan ohjauslaitteella suunnata syöttöpalkki ennalta määrättyjen kulma-arvojen mukaiseksi joko käsin tai automaattisesti.

Kuviossa 5 on kaavamaisesti esitetty keksinnön mu-' 35 kaisen laitteen toiminnallinen lohkokaavio, jossa on esi- ίο 88426 tetty kuinka maan vetovoimaan perustuvat syöttöpalkin kulma-anturit 7x ja 7y sekä vastaavasti alustan maan vetovoimaan perustuvat kulma-anturit 9x ja 9y sekä puomin nivel-anturit 11 ja poratangon ja syöttöpalkin asema-anturit 12 5 on kytketty laskinosaan 13. Laskinosaan on myös ennalta syötetty puomin nivelten väliset etäisyydet ja muut puomin konstruktioon sekä alustan ja puomin välisiin liittymiin liittyvät tiedot eli geometriset mitat niin, että laskin-osa voi edellä esitetyillä periaatteilla laskea tarvitta-10 vat tiedot antureiden antamien asemaja kulmatietojen perusteella. Tällainen puomin suunnan ja asennon mittaaminen ja laskeminen alustan suhteen on sinänsä tunnettua ja alan ammattimiehelle itsestään selvää esimerkiksi US-patentin 4,514,796 tai FR-patentin 8200648 perusteella eikä sitä 15 sen vuoksi ole tässä tarkemmin selostettu. Laskinosan 13 antamien arvojen perusteella voidaan joko automaattisesti laskinosaan 13 kytketyllä ohjausosalla 14 tai sitä käsi-säätöisesti käyttäen ohjata puomin ja syöttöpalkin toimilaitteita ohjausosasta 14 tulevilla ohjaussignaaleilla 14a 20 niin, että syöttöpalkki saadaan haluttuun asemaan ja haluttuun suuntaan asetetuksi. Keksinnön mukaisessa laitteessa ja ohjausmenetelmässä ohjaus- ja säätöpiirit on tavallaan jaettu kahteen toisistaan riippumattomaan osaan, joista ensimmäinen osa kattaa alustan 1 ja puomin 3 aseman 25 ja liikkeiden määrittelyn sekä puomin 3 syöttöpalkin 6 puoleisen pään eli sen vertailupisteen aseman ja suunnan sekä kaltevuuden mittaamisen ja laskemisen. Tämä voidaan tehdä niin, että alusta 1 aina asetetaan vaakasuuntaiseen asentoon, jolloin puomin 3 pää on aina vaakasuuntaisen 30 tason mukainen ja sen asema on laskettavissa suoraan alustan suhteen nivelten kulma-arvojen ja puomin geometrian perusteella. Vastaavasti, mikäli alusta saa olla kallellaan, voidaan alustan kaltevuusantureiden antaman kalte-vuustiedon perusteella laskea alustan todellinen kaltevuus 35 ja tämän perusteella laskea vastaavasti puomin pään suunta 11 83426 ja kaltevuus sekä sijainti. Toinen säätöjärjestelmä tai säätöalue kattaa syöttöpalkin 6 kaltevuusasettelun siten, että syöttöpalkin 6 kaltevuustasot on määritelty syöttö-palkin suhteen tietyllä tavalla kiinteäksi, jolloin syöt-5 töpalkin kaltevuusanturit 7x ja 7y ilmaisevat syöttöpalkin kaltevuuden nimenomaan tämän x- ja y-tasojen määrittelemän koordinaatiston avulla. Mikäli alusta 1 on vaakasuorassa asennossa, voidaan pelkästään syöttöpalkin kaltevuusan-tureiden 7x ja 7y avulla määritellä laskemalla syöttöpal-10 kin todellinen suunta Joko x- y- koordinaatistossa tai maan vetovoiman määrittelemän akselin P suhteen sylinteri-koordinaatistossa. Mikäli alusta 1 on kaltevasti, voidaan syöttöpalkin 6 kaltevuusantureiden 7x ja 7y ilmoittamat kaltevuusarvot puomin 3 pään eli aiemmin mainitun vertai-15 lupisteen suhteen kiinteässä koordinaatistossa korjata alustan kaltevuusantureiden perusteella laskettujen puomin pään asema- ja kaltevuusarvojen perusteella laskemalla ja siten saada jälleen syöttöpalkin kaltevuudet maan vetovoiman määräämässä B-akselin suhteen suorakulmaisessa koordi-20 naatistossa.

Erillisten alustan kaltevuutta ilmaisevien kaltevuusantureiden 9x ja 9y sijaan voidaan käyttää syöttöpalkin kaltevuutta ilmaisevia antureita 7x ja 7y siten, että syöttöpalkille ja puomille on tietyt kiinteät esimerkiksi 25 mekaanisilla rajoittimilla määritellyt asemat, joihin puomi ja syöttöpalkki voidaan asettaa alustan kaltevuuden määrittelemiseksi. Tällöin puomin ja syöttöpalkin ollessa näissä asennoissa saadaan syöttöpalkin kaltevuusantureilta suoraan alustan kaltevuudet sen pituus- ja poikkisuuntai-30 sissa tasoissa, jolloin nämä arvot voidaan asettaa laskin- osan muistiin ja suorittaa sen jälkeen syöttöpalkin ja puomin suuntauksessa tarvittavat korjauslaskennat muistiin asetettujen alustan kaltevuusarvojen perusteella niin kauan, kun alustaa ei siirretä paikaltaan.

35 Vaikka edellä kuvioissa 1-5 onkin kaavamaisesti 12 88426 esitetty kallionporauslaite sellaisena, että puomi 3 on käännettävissä vain alustan suhteen pystysuuntaisen akselin ympäri ja puomi on tietyn mittainen yhtenäinen palkki ilman niveliä, voi puomi olla sinänsä minkälainen tunnettu 5 puomiratkaisu tahansa, kunhan puomin nivelten kulmat ovat mitattavissa niihin liitetyillä antureilla ja puomin geometriset pituudet on määritelty tai teleskooppimaisesti pidentyvän puomin tapauksessa mitattavissa pituusanturilla laskemista varten. Samoin laskenta voidaan toteuttaa mate-10 maattisesti eri tavoin erityisesti silloin, kun alustan kaltevuus otetaan huomioon, jolloin esimerkiksi puomin päässä voi olla määriteltynä matemaattinen vertailupiste, jonka asema alustan suhteen ja alustan tason suunta maan vetovoiman suhteen on määritelty. Tämän jälkeen voidaan 15 syöttölaitteen kaltevuus määritellä laskemalla joko puomin vertailupisteen suhteen kiinteässä koordinaatistossa tai syöttöpalkin kaltevuuskoordinaatisto voidaan laskennallisesti muuttaa niin, että sen pystyakseli on maan vetovoima-akselin P suuntainen, jonka jälkeen syöttöpalkin asema 20 määritellään tässä laskennallisesti korjatussa koordinaatistossa laskemalla antureiden antamat kulma-arvot todellista syöttöpalkin kaltevuuskulmaa vastaavaksi.

Edellä selityksessä ja piirustuksissa on keksintöä selostettu vain esimerkinomaisesti ja yksinkertaistaen sen 25 havainnollisuuden selventämiseksi. Keksintöä ei millään tavalla kuitenkaan ole rajoitettu siihen, mitä edellä on esitetty. Alustan rakenne ja siihen liittyvän puomin rakenne ja mitoitus voi olla mikä tahansa tarkoitukseen sopiva. Laitteen ohjaus ja syöttöpalkin suuntaus sekä poraus 30 voidaan toteuttaa joko automaattisesti tai käsin ohjauksena tilanteesta tai tarpeesta riippuen. Kun puomin vertailupisteen asema on määritelty esimerkiksi porattavan rei-kärivin tason suhteen, voidaan porattava reikäsyvyys määritellä erilaisilla mittauslaitteilla ja referenssilait-35 teillä. Syöttöpalkki voidaan esimerkiksi suunnata halut- ia 88426 tuun poraussuuntaan, jonka jälkeen sitä voidaan siirtää pituussuunnassaan niin, että syöttöpalkin päässä oleva referenssi-ilmaisin osuu niin sanotun sinänsä tunnetun referenssltason muodostavan esimerkiksi lasersäteen koh-5 dalle ja siten ilmaisee syöttöpalkin pään olevan tietyllä korkeudella. Korkeustaso voidaan tietenkin ilmaista myös jollakin muulla tavalla. Tämän jälkeen voidaan syöttöpalk-kia siirtää poraussuuntaan, kunnes se koskettaa kallioon ja mittaamalla tämä siirtomatka sekä vähentämällä se halu-10 tusta poraussyvyyden arvosta em laserlaitteen ilmoittamaan vertailutasoon nähden voidaan laskea, kuinka pitkä reikä juuri siinä kohdassa täytyy porata, jotta kaikkien reikien pää osuisi samalle korkeudelle referenssitasoon verrattuna. Myös tämä poraussyvyyden mittaus ja laskenta voidaan 15 kytkeä laitteen laskinosaan kunkin reiän poraussyvyyden laskemiseksi ja porauksen ohjaamiseksi edelleen ohjausosan kautta halutulla tavalla. Tällöin syöttöpalkin ja porakoneen liikkeiden mittaamiseksi on käytettävä mitta-anturei-ta, joilta saadaan riittävän tarkka tieto laskinosan käy-20 tettäväksi.

Claims (11)

1. Menetelmä kallionporauslaitteen syöttöpalkin suuntaamiseksi porattavan reiän suuntaiseksi, jossa mene- 5 telmässä syöttöpalkin (6) kaltevuus mitataan kahden keskenään kulmassa olevan pystysuuntaisen mittaustason (x, y) suunnassa kahdella syöttöpalkin asentoon verrannollisella, maan vetovoimaan perustuvalla anturilla (7x, 7y), joista kumpikin ilmaisee syöttöpalkin (6) kaltevuuden yhden tason 10 (y, x) suunnassa, ja syöttöpalkki (6) käännetään poratan- gon asettamiseksi haluttuun poraussuuntaan säätämällä syöttöpalkin (6) kaltevuus mittaustasojen (x, y) suhteen antureiden (7x, 7y) ilmaisemien kaltevuuden kulma-arvojen perusteella, tunnettu siitä, että anturin (7x, 7y) 15 ilmaisema kulma-arvo (α, β) korjataan laskemalla syöttö-palkin (6) todellista kaltevuuskulmaa vastaavaksi ottamalla huomioon se virhevaikutus, joka syntyy syöttöpalkin (6) kaltevuudesta anturin mittaustasoon (x, y) kulmassa olevassa mittaustasossa (y, x) ja että syöttöpalkki (6) suun-20 nataan ennalta määrättyyn suuntaan laskemalla korjatun anturin kulma-arvon perusteella todellista kaltevuuskulmaa vastaavasti.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että porareiän paikka ja syvyys määri- 25 tellään asettamalla porauslaitteen puomin (3) syöttöpalk-kiin (6) liittyvä pää puomin (3) ja alustan (1) nivelten (2) mitattujen kulma-arvojen ja puomin (3) geometristen mittojen perusteella ennaltamäärättyyn kohtaan porattavan kallion yläpuolella ja että syöttöpalkki (6) suunnataan 30 puomin (3) suhteen korjattujen kulma-arvojen perusteella porattavan seinämän porareikien suuntaiseksi.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että alustan (1) kaltevuus kahden keskenään kulmassa olevan alustan (1) tasoa vastaan kohti- 35 suoran mittaustason (x', y') suunnassa mitataan kahdella is 88426 alustan (1) asentoon verrannollisella maan vetovoimaan perustuvalla anturilla (9x, 9y), joista kumpikin ilmaisee kaltevuuden yhden mittaustason (x', y') suunnassa, että syöttöpalkin (6) kaltevuuden kulma-arvot (α, β) korjataan 5 pystysuoran akselin (P) suhteen todellisia kulmia vastaaviksi laskemalla alustan (1) kaltevuuden vaikutus syöttö-palkin (6) antureiden (7x, 7y) kulma-arvoihin (α, β) ja että syöttöpalkki (6) suunnataan näin korjattujen kulma-arvojen perusteella.

4. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että alustan (1) kaltevuus mitataan siten, että puomi (2) ja syöttöpalkki (6) asetetaan alustan (1) suhteen tiettyyn ennalta määrättyyn asentoon ja että alustan (1) kaltevuus sen pituusakselin suunnassa 15 alustan (1) tasoa vastaan kohtisuorassa tasossa (y') ja vastaavasti alustan (1) poikkisuunnassa sen tasoa vastaan kohtisuorassa tasossa (y') mitataan syöttöpalkin kalte-vuusantureiden (7x, 7y) avulla.

5. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen 20 menetelmä, tunnettu siitä, että syöttöpalkin suunta ilmaistaan laskemisen jälkeen kääntökulmana (^) puomin syöttöpalkin puoleisen pään kautta kulkevan pystyakselin (P) ympäri ja suuntakulmana (6) kääntökulman (j**) ja pys-: tyakselin (P) määräämässä tasossa.

6. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että syöttöpalkin (6) kaltevuutta mittaavat anturit (7x, 7y) asetetaan mittaa-maan syöttöpalkin (6) kaltevuutta mittaus tasojen (x, y) suhteen niin, että ensimmäinen anturi (7y) mittaa syöt-30 töpalkin (6) kaltevuutta puomin (3) pituussuuntaisessa ja alustan (1) tasoon nähden kohtisuorassa ensimmäisessä mit-taustasossa (y) syöttöpalkkiin (6) nähden poikkisuuntaisen - ensimmäisen nivelen ja ensimmäiseen niveleen (4) nähden kohtisuoran toisen nivelen (5) välillä, jolloin syöttöpal-35 kin (6) kääntäminen toisen nivelen (5) suhteen ei vaikuta 16 8 8 426 ensimmäiseen anturiin (7y), ja että toinen anturi (7x) asetetaan mittaamaan syöttöpalkin (6) kaltevuutta toisen nivelen (5) suhteen ensimmäiseen mittaustasoon (y) ja alustan (1) tasoon nähden kohtisuorassa toisessa mittaus-5 tasossa (x), jolloin toisen anturin (7x) antama kulma-arvo (P) korjataan laskemalla se syöttöpalkin (6) ensimmäisessä mittaustasossa (y) olevan kaltevuuden perusteella.

7. Kallionporauslaite patenttivaatimuksen 1 mukaisen menetelmän toteuttamiseksi, jossa laitteessa on alusta 10 (1), alustaan (1) nivelillä (2) kääntyvästi asennettu puo mi (3) ja puomin (3) päähän toisiinsa nähden kohtisuorassa olevien nivelten (4, 5) ympäri käännettävästi asennettu porakoneen syöttöpalkki (6), kaksi maan vetovoimaan perustuvaa syöttöpalkin (6) kaltevuus-anturia (7x, 7y) syöttö-15 palkin (6) kaltevuuden mittaamiseksi kahden toisiinsa nähden kulmassa olevan pystysuuntaisen mittaustason (x, y) suhteen ja ilmaisimet (9) anturien (7x, 7y) ilmaisemien kaltevuuden kulma-arvojen (α, β) osoittamiseksi, tunnettu siitä, että siinä on laskinlaite (8), jossa on 20 laskinosa (10) ainakin toisen anturin (7x, 7y) ilmaiseman kulma-arvon (α, β) korjaamiseksi laskemalla se syöttöpalkin (6) todellista kaltevuuskulmaa vastaavaksi ottamalla huomioon syöttöpalkin (6) kaltevuudesta anturin (7x, 7y) mittaustasoon nähden kulmassa olevassa mittaustasossa (y, 25 x) johtuva vaikutus anturin (7x, 7y) kulma-arvoon (α, β) ja ohjausosa (11) syöttöpalkin (6) ohjaamiseksi laskemalla korjattujen kulma-arvojen perusteella ennalta määrättyyn suuntaan.

8. Patenttivaatimuksen 7 mukainen kallionporaus-30 laite, tunnettu siitä, että alustan (1) kaltevuutta mittaavat anturit (9x, 9y) on asetettu mittaamaan alustan (1) kaltevuutta alustan (1) pituussuunnassa sitä vastaan kohtisuorassa kolmannessa mittaustasossa (y’) ja vastaavasti alustan (1) poikkisuunnassa kolmanteen mit- 35 taustasoon (y') nähden kohtisuorassa ja alustan (1) tasoon 17 8 8 426 nähden kohtisuorassa neljännessä mittaustasossa (x' ) ja että anturit (9x, 9y) on kytketty laskinosaan (8) syöttö-palkin (6) kaltevuuskulmien (α, β) korjaamiseksi todellisia syöttöpalkin kaltevuuskulmia vastaaviksi alustan (1) 5 kaltevuuskulmien (α', β') perusteella.

9. Jonkin patenttivaatimuksen 7-8 mukainen kal-lionporauslaite, tunnettu siitä, että syöttöpalkin (6) kaltevuutta mittaava ensimmäinen anturi (7y) on asetettu mittaamaan syöttöpalkin (6) kaltevuutta puomin (3) 10 pituussuunnassa alustan (1) tason suhteen kohtisuorassa ensimmäisessä mittaustasossa (y), jolloin anturi (7y) sijaitsee mittaustasoon (y) nähden kohtisuoran puomin (3) ja syöttöpalkin (6) välillä sijaitsevan ensimmäisen nivelen (4) ja ensimmäiseen niveleen (4) nähden kohtisuoran toisen 15 nivelen (5) välissä ja että toinen anturi (7x) on asetettu mittaamaan syöttöpalkin (6) kaltevuutta ensimmäiseen mittaustasoon (y) ja alustan (1) tasoon nähden kohtisuorassa toisessa mittaustasossa (x).

10. Jonkin patenttivaatimuksen 7-9 mukainen kal-20 lionporauslaite, jossa on alustan (1) ja puomin (3) nivelten (2) kulmat ja puomin (3) geometristen osien pituudet ilmaisevat anturit, jotka on kytketty laskinosaan (10) puomin (3) syöttöpalkin (6) puoleisen pään aseman ja suunnan laskemiseksi alustan (1) suhteen, tunnettu 25 siitä, että alustaan (1) on asennettu alustan (1) suhteen kahdessa toisiinsa vastaan kohtisuorassa tasossa alustan (1) kaltevuuden maan vetovoiman suhteen ilmaisevat alustan (1) kaltevuusanturit (9x, 9y), että laskinelin (8) kytkettävissä laskemaan puomin (3) pään todellinen asema ja 30 suunta alustan (1) kaltevuusantureiden (9x, 9y) kulma-arvojen (σ', β') perusteella, että syöttöpalkin (6) mittaus-tasot (x, y) on määritelty alustan (1) tasoon nähden kohtisuoran akselin (z) suuntaisiksi ja että laskinlaite (8) on kytkettävissä laskemaan syöttöpalkin (6) todellinen ____ 35 suunta ja asema maan vetovoiman suuntaan nähden alustan ie 88426 (1) kaltevuuden kulma-arvojen (α', β') ja puomin (3) nivelten (2) kulma-arvojen sekä puomin (3) geometristen mittojen perusteella.

11. Jonkin patenttivaatimuksen 7-10 mukainen kal-5 lionporauslaite, tunnettu siitä, että laskinlaite (8) on kytketty osoittamaan syöttöpalkin suunta kääntökul-mana (f-) puomin (3) syöttöpalkin ( 6) puoleisen pään kautta kulkevan pystyakselin (P, Z) ympäri ja suuntakulmana (6) kääntökulman(β)ja pystyakselin (P, Z) määräämässä ta-10 sossa. 19 8 8 426