專利名稱：旋挖鉆機(jī)自動回位控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種樁孔設(shè)備的，具體涉及一種旋挖鉆機(jī)鉆桿自動回位控制裝置。
背景技術(shù)：
目前旋挖鉆機(jī)在作業(yè)過程中，回轉(zhuǎn)控制部分采用人機(jī)相結(jié)合的控制方式，其控制 過程如下鉆機(jī)主卷下鉆時，將原作業(yè)位記為原始控制位置，作為卸料以后的上車回轉(zhuǎn)平臺 回位控制位，在卸料后，人工操作回轉(zhuǎn)手柄，上車回轉(zhuǎn)角度相對于控制位的實時角度被記錄 并實時顯示在駕駛室操作顯示屏上，操作人員通過駕駛室屏幕顯示角度，判斷鉆斗是否回 到原作業(yè)孔位，通過手柄及目測鉆具相對于實際孔位的偏差，進(jìn)行手動調(diào)整，滿足下鉆對中 的安全要求。上述現(xiàn)有技術(shù)的控制方法的不足之處在于A、整個回轉(zhuǎn)控制過程采用人機(jī)相結(jié)合的控制方法，對工人的操作熟練程度及操作 的注意力都有較高的要求，使主機(jī)使用效率下降。B、回轉(zhuǎn)對中控制精度不高，容易造成作業(yè)孔徑超方(實際作業(yè)孔徑大于工程要求 作業(yè)孔徑)。對工程質(zhì)量及造價產(chǎn)生影響。C、控制安全性不高，主要表現(xiàn)在以下兩點(diǎn)a、樁孔口無護(hù)桶保護(hù)狀態(tài)下，由于人工回轉(zhuǎn)控制精度不高，容易造成孔口成喇叭 口形狀，影響作業(yè)成孔質(zhì)量及主卷下鉆的安全性；b、在孔口有護(hù)桶保護(hù)的狀態(tài)下，由于操作人員在長時間、高強(qiáng)度節(jié)奏下工作，注意 力會逐漸下降，尤其在光線不好的情況下，如果鉆斗和作業(yè)孔位沒有對中，此時下主卷容易 造成砸爛護(hù)桶或碰壞鉆斗，使主卷揚(yáng)鋼絲繩松動，造成亂繩跳繩現(xiàn)象，嚴(yán)重影響主機(jī)的安全 性及可靠性。鑒于以上傳統(tǒng)方案的不足，找到一種間接，高效、安全的回轉(zhuǎn)控制技術(shù)尤為重要。發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的正是針對上述現(xiàn)有技術(shù)中所存在的不足之處而提供一種旋挖 鉆機(jī)鉆桿自動回位控制裝置。本實用新型的目的可通過下述技術(shù)措施來實現(xiàn)本實用新型的旋挖鉆機(jī)鉆桿自動回位控制裝置包括回轉(zhuǎn)控制手柄(電控手柄)、 控制器、電比例反饋閥、電磁溢流閥、電比例伺服控制換向閥、回轉(zhuǎn)馬達(dá)、回轉(zhuǎn)減速機(jī)、回轉(zhuǎn) 編碼器、液壓動力源，其中所述回轉(zhuǎn)控制手柄的左提升位(左回轉(zhuǎn)位)、右下降位(右回轉(zhuǎn) 位)和自動位的信號輸出端分別接入控制器相應(yīng)的控制信號輸入端，控制器的第一控制信 號輸出端、第二控制信號輸出端、第三控制信號輸出端依次分別與電比例伺服控制換向閥、 電比例反饋閥、電磁逆流閥的控制信號輸入端口電連接；電比例反饋閥的信號輸出端與液 壓動力源的信號輸入端口管路連接；液壓動力源的壓力油輸出口通過管路接入電比例伺服控制換向閥進(jìn)油端口 ；電比例伺服控制換向閥的回油口通過管路接入油箱，電比例伺服控 制換向閥的兩個出油端口分別通過管路接入回轉(zhuǎn)馬達(dá)的相應(yīng)工作油口 ；所述回轉(zhuǎn)馬達(dá)的出 輸出軸通過聯(lián)軸器接入回轉(zhuǎn)減速機(jī)的輸入軸，回轉(zhuǎn)馬達(dá)的下降腔壓力信號輸出端通過壓力 傳感器接入控制器的相應(yīng)信號輸入端；所述回轉(zhuǎn)減速機(jī)的中心軸旋轉(zhuǎn)信號輸出端通過回轉(zhuǎn) 編碼器接入控制器的相應(yīng)信號輸入端。本實用新型的有益效果如下a、現(xiàn)有系統(tǒng)操作由于采用的是液壓先導(dǎo)手柄+開關(guān)按鈕的方式，且設(shè)備功能多， 在操作時容易出現(xiàn)誤操作狀況，造成設(shè)備損害或人員傷害；同時需要將多路先導(dǎo)管路引入 駕駛室，造成安裝及維修不便；而采用電控手柄操作的本實用新型，則可以簡化安裝，維修 及故障診斷方便，同時可以通過程序?qū)崿F(xiàn)多個執(zhí)行機(jī)構(gòu)之間的邏輯互鎖或聯(lián)動控制，有效 的提高了機(jī)械的安全性。將操作人員從繁瑣的操作程序中解脫出來，降低鉆機(jī)回轉(zhuǎn)控制對 駕駛員的依賴程度，提高鉆機(jī)的可操作性。b、提高鉆機(jī)的回轉(zhuǎn)控制精度，使鉆機(jī)作業(yè)更加安全、可靠。C、避免傳統(tǒng)方案中由于回轉(zhuǎn)突然啟動、停車等惡劣工況所造成的整車沖擊，使鉆 機(jī)前桅桿等大型結(jié)構(gòu)件運(yùn)動更加穩(wěn)定，提高整機(jī)安全可靠性。

圖1是本實用新型的邏輯控制圖。圖2是本實用新型的電比例液壓控制主閥塊原理圖。圖2中序號1'、電磁溢流閥2'、電比例伺服控制換向閥3'、電比例減壓閥 4'、溢流閥5'、進(jìn)口壓力補(bǔ)償閥6'、梭閥7'、回轉(zhuǎn)回轉(zhuǎn)減速機(jī)制動油缸 8'、回 轉(zhuǎn)編碼器9'、回轉(zhuǎn)馬達(dá)10'、雙向溢流閥11'、雙向液壓鎖。圖3是本實用新型中主泵控制原理圖(以負(fù)流量控制為例)。
具體實施方式
本實用新型以下將結(jié)合實施例(附圖)作進(jìn)一步描述如圖1所示，本實用新型的旋挖鉆機(jī)鉆桿自動回位控制裝置包括回轉(zhuǎn)控制手柄 (電控手柄)、控制器、電比例反饋閥、電磁逆流閥、電比例伺服控制換向閥、回轉(zhuǎn)馬達(dá)、回轉(zhuǎn) 減速機(jī)、回轉(zhuǎn)編碼器、傳感器、液壓動力源，其中所述回轉(zhuǎn)控制手柄的左提升位、右提升位 和自動位的信號輸出端分別接入控制器相應(yīng)的控制信號輸入端，控制器的第一控制信號輸 出端、第二控制信號輸出端、第三控制信號輸出端依次分別與電比例伺服控制換向閥、電比 例反饋閥、電磁逆流閥的控制信號輸入端口電連接；電比例反饋閥的信號輸出端接入液壓 動力源的信號輸入端口 ；液壓動力源的壓力油輸出口通過管路接入電比例伺服控制換向 閥進(jìn)油端口 P ；電比例伺服控制換向閥的回油口 T通過管路接入油箱，電比例伺服控制換向 閥的兩個出油端口 Al、Bl分別通過管路接入回轉(zhuǎn)馬達(dá)的相應(yīng)工作油口 A2、B2 ；所述回轉(zhuǎn)馬 達(dá)的輸出軸通過聯(lián)軸器接入回轉(zhuǎn)減速機(jī)的輸入軸，所述回轉(zhuǎn)減速機(jī)的中心軸旋轉(zhuǎn)信號輸出 端輸出的信號12通過回轉(zhuǎn)編碼器接入控制器的相應(yīng)信號輸入端。本實用新型的工作原理如下鉆機(jī)在作業(yè)時，將原作業(yè)孔位置記為零點(diǎn)，鉆具在提鉆后，逆時針或順時針回轉(zhuǎn)卸
4料后，需要自動會中并要求準(zhǔn)確的回到原作業(yè)零點(diǎn)位置，此時鉆機(jī)逆時針或順時針回轉(zhuǎn)卸 料角度通過減速機(jī)的中心軸旋轉(zhuǎn)信號輸出端輸出信號，經(jīng)過回轉(zhuǎn)編碼器，輸送給控制器，控 制器通過運(yùn)算記錄累計卸料回轉(zhuǎn)角度，并將此角度作為自動會中參考控制角度Rl計入控 制器。按動回轉(zhuǎn)操作手柄上的自動位控制按鈕后，操作手柄自動位輸出信號，將該信號 輸入控制器的自動會中輸入端子后，控制器通過和原始記錄參考角度Rl對比，輸出控制信 號5、6、7三路指令。第二路指令信號6從控制器的比例閥反饋輸出端子輸出，輸送給電比 例反饋閥，通過電比例反饋閥輸出反饋信號10給液壓動力源，液壓動力源按照信號的大小 輸出不同壓力、流量的油源，提供給比例伺服閥；第三路指令信號7通過控制器相應(yīng)控制端 子輸送給電比例溢流閥控制端子，使電磁溢閥保證系統(tǒng)在正常壓力范圍內(nèi)工作；第一路控 制信號5通過控制器相應(yīng)的輸出端子，輸送給電比例伺服控制換向閥的控制端口，使邏輯 圖中電比例閥P 口和Al 口相同，壓力油源通過比例伺服閥Al 口進(jìn)入馬達(dá)A2 口，馬達(dá)B2 口
通過比例伺服閥T 口，回到油箱，壓力油源從P------Al-----A2------B2------T 口的運(yùn)行
中實現(xiàn)馬達(dá)自動順時鐘或逆時針往原始零位記錄位置回轉(zhuǎn)，在回轉(zhuǎn)過程中，回轉(zhuǎn)減速機(jī)輸 出實時角度信號12，通過回轉(zhuǎn)編碼器轉(zhuǎn)換為信號9，信號9輸入控制器反饋端子，控制器通 過實時檢測運(yùn)算，計算出實際回轉(zhuǎn)角度R2大小，Rl和R2通過控制器比較，如果Rl原大于 R2，則馬達(dá)帶動回轉(zhuǎn)減速機(jī)實現(xiàn)上車快速會中；如果Rl和R2比較接近，則控制器輸出信號 隨之遞減，使馬達(dá)速度降低，通過回轉(zhuǎn)減速機(jī)實現(xiàn)上車減速控制；如果Rl和R2相等，則信號 5、6、7同時終止，閥口 P和Al間關(guān)死，馬達(dá)和上車停止運(yùn)行，通過以上邏輯過程，使上車自動 回位到原作業(yè)零點(diǎn)位置，實現(xiàn)自動會中功能。本實用新型以下將結(jié)合附圖2、圖3(即一鍵自動回中原理)作進(jìn)一步詳述鉆機(jī)提鉆到作業(yè)孔面以上，上車回轉(zhuǎn)平臺如果逆時針回轉(zhuǎn)卸料，在回轉(zhuǎn)過程中，回 轉(zhuǎn)減速機(jī)7'通過回轉(zhuǎn)編碼器8'，輸出回轉(zhuǎn)卸料信號⑦，通過控制器運(yùn)算計算出實際的卸 料回轉(zhuǎn)角度Rl，此角度作為自動會中控制參考角度被記錄在控制器中。卸料合斗以后，按手柄一鍵會中按鈕，手柄自動位控制端子輸出控制信號③，該信 號輸入控制器(總線控制器)的自動回位端子，控制接收到信號③后，通過控制器運(yùn)算，輸 出信號①、⑤、⑥；信號①輸送給電比例反饋閥3'，電比例反饋閥3'根據(jù)信號①的大小， 輸出不同的壓力信號，通過閥口 PL反饋給變量泵控制口(圖3的PL 口)，控制泵輸出相應(yīng) 壓力和流量的油源；信號⑤輸送給電比例伺服控制換向閥2'，控制電比例伺服控制換向 閥2'的P 口和A 口相通，B 口和T 口相通，壓力油源通過P-—A-—Al-—A2-—Cl-—C2-— B2--T各回路口實現(xiàn)連續(xù)運(yùn)行，推動回轉(zhuǎn)馬達(dá)9'運(yùn)動，回轉(zhuǎn)馬達(dá)9'帶動回轉(zhuǎn)回轉(zhuǎn)減速機(jī) 及上車回轉(zhuǎn)平坦順時鐘返回原作業(yè)零點(diǎn)；信號⑥反饋給電比例溢流閥Γ，保證系統(tǒng)最高 輸出壓力，使系統(tǒng)壓力處于安全要求的范圍之內(nèi)。在上車回轉(zhuǎn)過程中，回轉(zhuǎn)減速機(jī)輸出轉(zhuǎn)角信號，通過回轉(zhuǎn)編碼器轉(zhuǎn)換為控制信號 ⑦，信號7通過控制器運(yùn)算，計算出實時回轉(zhuǎn)角度R2，角度R2和參考控制角度進(jìn)行對比。如 果R2遠(yuǎn)大于Rl，則信號①以最大信號量輸入電比例伺服控制換向閥2'，使閥口 P與A開 口保持最大，此時系統(tǒng)通過控制器輸出信號①、⑥確保最大流量油源通過馬達(dá)，使馬達(dá)快速 順時針回轉(zhuǎn)；如果Rl和R2接近，則信號①以最大到最小遞減信號量輸入電比例伺服控制 換向閥2'，使馬達(dá)9'速度降低，上車回轉(zhuǎn)實現(xiàn)勻減速控制功能；如果Rl和R2相等，則信號①、⑤、⑥同時停止，閥口 P與A間開口截至，馬達(dá)9'在沒有壓力油源輸入的情況下停車， 使上車回轉(zhuǎn)平臺停止在原零點(diǎn)作業(yè)位置。 以上控制過程有機(jī)結(jié)合，可以實現(xiàn)鉆機(jī)回轉(zhuǎn)平臺自動回位中功能。本實用新型 中所述的回轉(zhuǎn)控制手柄的型號為JC6000-A2LBRS英國P & J ；所述回轉(zhuǎn)編碼器的型號為 Kubler 8. 5868. 322A. 2112 德國 Kiibler 或 RSA597 瑞典 LEINE LINDE ；所述的控制器型號為 TTC 200 德國 TTControl。
權(quán)利要求1. 一種旋挖鉆機(jī)鉆桿自動回位控制裝置，其特征在于所述裝置包括回轉(zhuǎn)控制手柄、 控制器、電比例反饋閥、電磁溢流閥、電比例伺服控制換向閥、回轉(zhuǎn)馬達(dá)、回轉(zhuǎn)減速機(jī)、回轉(zhuǎn) 編碼器、傳感器、液壓動力源，其中所述回轉(zhuǎn)控制手柄的左提升位、右下降位和自動位的信 號輸出端分別接入控制器相應(yīng)的控制信號輸入端，控制器的第一控制信號輸出端、第二控 制信號輸出端、第三控制信號輸出端依次分別與電比例伺服控制換向閥、電比例反饋閥、電 磁溢流閥的控制信號輸入端口電連接；電比例反饋閥的信號輸出端與液壓動力源的信號輸 入端口液連接；液壓動力源的壓力油輸出口通過管路接入電比例伺服控制換向閥進(jìn)油端 口 ；電比例伺服控制換向閥的回油口通過管路接入油箱，電比例伺服控制換向閥的兩個出 油端口分別通過管路接入回轉(zhuǎn)馬達(dá)的相應(yīng)工作油口 ；所述回轉(zhuǎn)馬達(dá)的輸出軸通過聯(lián)軸器和 減速機(jī)輸入軸連接，回轉(zhuǎn)馬達(dá)的下降腔壓力信號輸出端通過壓力傳感器接入控制器的相應(yīng) 信號輸入端；所述回轉(zhuǎn)減速機(jī)的中心軸旋轉(zhuǎn)信號輸出端通過回轉(zhuǎn)編碼器接入控制器的相應(yīng) 信號輸入端。
專利摘要一種旋挖鉆機(jī)鉆桿自動回位控制裝置，所述裝置中的回轉(zhuǎn)控制手柄的左回轉(zhuǎn)、右回轉(zhuǎn)位和自動位的信號輸出端分別接入控制器相應(yīng)的控制信號輸入端，控制器的各輸出端依次分別與電比例伺服控制換向閥、電比例反饋閥、電磁溢流閥的輸入端口電連接；電比例反饋閥的信號輸出端與液壓動力源的信號輸入端口液連接；液壓動力源的壓力油輸出口接入電比例伺服控制換向閥進(jìn)油端口；電比例伺服控制換向閥的兩個出油端口分別接入回轉(zhuǎn)馬達(dá)的相應(yīng)工作油口；回轉(zhuǎn)馬達(dá)的輸出軸通過聯(lián)軸器接入回轉(zhuǎn)減速機(jī)的輸入軸，所述回轉(zhuǎn)減速機(jī)的中心軸旋轉(zhuǎn)信號輸出端通過回轉(zhuǎn)編碼器接入控制器的相應(yīng)信號輸入端。
文檔編號E21B17/00GK201865654SQ20102026461
公開日2011年6月15日 申請日期2010年7月21日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月21日
發(fā)明者仝文歡, 劉春鵬, 孟慶蓮, 張同生, 曹國振, 李建新, 王成虎, 申麗, 白浩偉 申請人:鄭州宇通重工有限公司