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一种旋挖钻机及其旋挖钻机钻杆速度自动控制系统及方法

阅读：684发布：2021-04-11

专利汇可以提供一种旋挖钻机及其旋挖钻机钻杆速度自动控制系统及方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明公开了一种旋挖钻机及其旋挖钻机钻杆速度自动控制系统及方法，控制系统包括控制器、动力头称重传感器、拉线传感器、测深传感器、主卷升比例阀、主卷降比例阀；动力头称重传感器与控制器相连，通过动力头称重传感器的信号计算出落在动力头上的钻杆节数；拉线传感器与控制器相连，通过拉线传感器的信号计算出动力头的相对位移；测深传感器与控制器相连，通过测深传感器的信号计算出当前钻头位置；主卷升比例阀、主卷降比例阀分别与控制器相连。钻杆速度自动控制，降低了钻杆的冲击力，使得钻杆及主卷扬的可靠性大大提高。同时，钻杆自动下放及提升，降低了操作难度及劳动强度，提高了施工效率。，下面是一种旋挖钻机及其旋挖钻机钻杆速度自动控制系统及方法专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种旋挖钻机钻杆速度自动控制系统，其特征在于：包括控制器、动力头称重传感器、拉线传感器、测深传感器、主卷升比例阀、主卷降比例阀；
所述动力头称重传感器与控制器相连，通过动力头称重传感器的信号计算出落在动力头上的钻杆节数；
所述拉线传感器与控制器相连，通过拉线传感器的信号计算出动力头的相对位移；
所述测深传感器与控制器相连，通过测深传感器的信号计算出当前钻头位置；
所述主卷升比例阀、主卷降比例阀分别与控制器相连。
2.根据权利要求1所述的一种旋挖钻机钻杆速度自动控制系统，其特征在于：还包括手柄按钮，该手柄按钮与控制器相连；当钻头位于孔口处，按下手柄按钮后，进入钻杆自动下放模式；待钻孔完毕后，再次按下手柄按钮，进入钻杆自动提升模式。
3.根据权利要求2所述的一种旋挖钻机钻杆速度自动控制系统，其特征在于：还包括蓄电池和电源开关；所述电源开关通过蓄电池与动力头称重传感器、拉线传感器、测深传感器、手柄按钮相连。
4.一种基于权利要求2旋挖钻机及其旋挖钻机钻杆速度自动控制系统的控制方法，其特征在于：
在旋挖钻机调整好变幅及桅杆机构，使得钻头处于孔口处后，按下手柄使能按钮，进入钻杆自动下降模式。钻杆开始全速自动下放，当检测到当前运动杆即将完全伸出时，钻杆自动减速，下一节杆开始伸出后再加速。钻杆触底前开始减速直到触底时自动停止，同时推出自动模式。待操作手钻孔完毕后，再按下使能按钮，进入钻杆自动提升模式，首先动力头自动提升并反转，当检测到钻杆已完全解锁后开始自动提升，同样当前运动杆即将完全收回时自动减速，下一节杆运动后再加速，钻杆即将提到孔口时自动减速直到停止，并退出自动模式。
5.一种旋挖钻机，其特征在于：具有权利要求1至3任一项所述的旋挖钻机钻杆速度自动控制系统。

说明书全文

一种旋挖钻机及其旋挖钻机钻杆速度自动控制系统及方法

技术领域

[0001] 本发明涉及一种旋挖钻机钻杆速度自动控制系统，属于桩工机械控制领域。

背景技术

[0002] 旋挖钻机是用于桩基础工程中灌注桩施工的成孔机械，广泛应用于道路、桥梁、码头、高层建筑等工程桩基础的施工。

[0003] 随着日益广泛的应用，旋挖钻机的整机可靠性在不断提高，然而钻杆损坏故障依然频发，且维修或更换的成本较高，代价很大。钻杆损坏的因素中操作不规范、操作失误占到了很大的比例，研发一种自动控制系统就显得十分必要。

[0004] 随着人力成本的增加，以及对人机工程学的重视程度愈来愈高，减小机器操作难度，降低操作手的劳动强度等需求提的越来越多，使得工程机械在自动化无人化施工方面的发展步伐得以加快，在这个发展阶段，研发一种钻杆速度自动控制系统变得十分迫切。

发明内容

[0005] 针对上述现有控制系统存在的问题，本发明提供了一种旋挖钻机钻杆速度自动控制系统及方法。

[0006] 本发明按以下技术方案实现：一种旋挖钻机钻杆速度自动控制系统，包括控制器、动力头称重传感器、拉线传感器、测深传感器、主卷升比例阀、主卷降比例阀；所述动力头称重传感器与控制器相连，通过动力头称重传感器的信号计算出落在动力头上的钻杆节数；所述拉线传感器与控制器相连，通过拉线传感器的信号计算出动力头的相对位移；所述测深传感器与控制器相连，通过测深传感器的信号计算出当前钻头位置；所述主卷升比例阀、主卷降比例阀分别与控制器相连。

[0007] 进一步，还包括手柄按钮，该手柄按钮与控制器相连；当钻头位于孔口处，按下手柄按钮后，进入钻杆自动下放模式；待钻孔完毕后，再次按下手柄按钮，进入钻杆自动提升模式。

[0008] 进一步，还包括蓄电池和电源开关；所述电源开关通过蓄电池与动力头称重传感器、拉线传感器、测深传感器、手柄按钮相连。

[0009] 一种旋挖钻机及其旋挖钻机钻杆速度自动控制方法，在旋挖钻机调整好变幅及桅杆机构，使得钻头处于孔口处后，按下手柄使能按钮，进入钻杆自动下降模式。钻杆开始全速自动下放，当检测到当前运动杆即将完全伸出时，钻杆自动减速，下一节杆开始伸出后再加速。钻杆触底前开始减速直到触底时自动停止，同时推出自动模式。待操作手钻孔完毕后，再按下使能按钮，进入钻杆自动提升模式，首先动力头自动提升并反转，当检测到钻杆已完全解锁后开始自动提升，同样当前运动杆即将完全收回时自动减速，下一节杆运动后再加速，钻杆即将提到孔口时自动减速直到停止，并退出自动模式。

[0010] 一种旋挖钻机，具有上述的旋挖钻机钻杆速度自动控制系统。

[0011] 本发明有益效果：钻杆速度自动控制，降低了钻杆的冲击力，使得钻杆及主卷扬的可靠性大大提高。同时，钻杆自动下放及提升，降低了操作难度及劳动强度，提高了施工效率。钻杆速度自动控制系统也为后续旋挖钻机的全自动化施工提供了关键的技术基础及储备。
附图说明

[0012] 此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。下面结合附图及实施例对本发明进行详细说明。

[0013] 图1为本发明的实施系统图。

[0014] 图中：1、电源开关，2、蓄电池，3、动力头称重传感器，4、拉线传感器，5、测深传感器，6、手柄按钮，7、控制器，8、主卷升比例阀，9、主卷降比例阀。

具体实施方式

[0015] 下面将结合本发明实施例中的附图，对实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

[0016] 如图1所示，一种旋挖钻机钻杆速度自动控制系统，包括控制器7、动力头称重传感器3、拉线传感器4、测深传感器5、主卷升比例阀8、主卷降比例阀9；所述动力头称重传感器3与控制器7相连，通过动力头称重传感器3的信号计算出落在动力头上的钻杆节数；所述拉线传感器4与控制器7相连，通过拉线传感器4的信号计算出动力头的相对位移；所述测深传感器5与控制器7相连，通过测深传感器5的信号计算出当前钻头位置；所述主卷升比例阀8、主卷降比例阀9分别与控制器7相连。

[0017] 手柄按钮6与控制器7相连；当钻头位于孔口处，按下手柄按钮后，进入钻杆自动下放模式；待钻孔完毕后，再次按下手柄按钮，进入钻杆自动提升模式。

[0018] 电源开关1通过蓄电池2与动力头称重传感器3、拉线传感器4、测深传感器5、手柄按钮6相连。

[0019] 一种旋挖钻机及其旋挖钻机钻杆速度自动控制方法，控制器内存入当前钻杆的尺寸及重量信息，通过动力头称重传感器的信号计算出落在动力头上的钻杆节数，通过拉线传感器的信号计算出动力头的相对位移，通过测深传感器的信号计算出当前钻头位置，将钻头位置与动力头相对位移的信息相结合，计算出当前运动杆，将当前运动杆与落在动力头上的钻杆节数相对比并分析，得出是否带杆；当钻头位于孔口处，按下手柄上的使能按钮后，进入钻杆自动下放模式，主卷降比例阀满电流输出，当控制器通过钻头位置与钻杆尺寸信息计算出当前运动杆即将完全伸出时，主卷降比例阀开始减电流，当计算出下一节杆开始运动后，再恢复到满电流输出；通过钻头位置与孔深比较，得出钻头即将触底前开始自动减速直到停止并退出自动模式，待钻孔完毕后，再次按下手柄使能按钮，进入钻杆自动提升模式；动力头自动提升150mm后开始自动反转，直到控制器检测到钻杆完全解锁后，主卷升比例阀满电流输出，钻杆开始自动提升，同样当前运动杆即将完全收回时主卷升比例阀自动减电流，下一节杆开始运动后再恢复到满电流输出，控制器检测到钻头即将到孔口时开始自动减电流直到停止并退出自动模式。

[0020] 综上，钻杆速度自动控制，降低了钻杆的冲击力，使得钻杆及主卷扬的可靠性大大提高。同时，钻杆自动下放及提升，降低了操作难度及劳动强度，提高了施工效率。钻杆速度自动控制系统也为后续旋挖钻机的全自动化施工提供了关键的技术基础及储备。

[0021] 本发明还提供一种旋挖钻机，具有上述的旋挖钻机钻杆速度自动控制系统。

[0022] 最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制;尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解:依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换;而不脱离本发明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。

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