CN102828738A - 潜孔钻机有线/无线遥控系统装置 - Google Patents

Abstract

一种潜孔钻机有线/无线遥控系统装置，它由四个单元组成：车载接收单元、手柄控制单元、液压系统接口单元和电气接口单元，该装置可实现对潜孔钻机的有线控制、无线视距控制及无线远程控制。它提高了打钻操作安全系数、钻孔精度和工作人员操作的灵活度，可以实时监控钻机状态从而实现打钻的智能化、连续化、自动化控制。

Description

潜孔钻机有线/无线遥控系统装置

一、所属技术领域

本发明涉及一种应用于地面、矿井井下、隧道等场合的潜孔钻机控制技术和控制方法。

二、背景技术

目前，国内外对潜孔钻机的控制方式主要有以下3种：

1.驾驶室集中控制：在驾驶室集中控制方式中，潜孔钻机的打钻、接钻、定位等动作由潜孔钻机上驾驶室内的集中控制台进行控制。操作员坐在驾驶室中，操作钻机上集中控制台上的手柄，实现对潜孔钻机的控制。在这种方式中操作者远离钻孔操作面，且驾驶室视线受到阻挡，不能清楚观察操作面的具体尺寸和钻孔位置，操作不方便，精确度受到视线影响。

2.车载集中控制：在车载集中控制方式中，潜孔钻机上没有驾驶室，而仅仅装配了一个集中控制台。操作者站在钻机旁边，通过操作钻机上的控制台手柄来控制钻机的各种动作和功能。此方式同样远离操作面，且由于钻探作业过程中灰尘、光线影响，很难看清前方工作状况。或者作业人员需要观察完前方情况之后，再回到钻机旁边进行操作，工作效率较低。

3.线缆集中控制：在线缆控制方式中，通过一根多芯线缆连接潜孔钻机和控制端。钻机操作者可以远离潜孔钻机，通过线缆集中控制端来操作潜孔钻机的各种动作和功能。但此种方式需要在控制端和钻机之间铺设一条多芯电缆，首先，该电缆一般比较粗，移动时拖动困难，行动不便；其次，现场作业环境复杂，地面往往堆积很多矿石、岩石、瓦砾，电缆容易夹在其中，拖动困难；再者，电缆在现场环境容易磨损，折弯，导致电缆出线故障、控制系统瘫痪；最后，电缆一般长度有限，不能将控制端移动到任意位置。

总之，现有的这些控制方式，都是基于有线的控制方式，无法实现无线视距内甚至远程的无线遥控控制，操作不够灵活，存在安全隐患，工作效率比较低；而且所有操作均需要人工判断，不能实现接杆、卸杆、定位等的智能化、连续化、自动化控制。

三、发明内容

为了克服现有潜孔钻机控制方式操作不便、安全性差、效率低等缺点，本发明提供了一种潜孔钻机有线/无线遥控系统装置，该装置所采用的方法不但提高了打钻操作安全系数和钻孔精度，而且可以实时监控钻机状态，从而实现了打钻智能化、连续化、自动化控制。

本发明所采用的技术方案是：潜孔钻机有线/无线遥控系统装置主要包括四个部门，分别是车载接收单元、手柄控制单元、液压系统接口单元和电气接口单元，本装置可工作于三种工作模式：有线控制、无线视距控制和无线远程控制。

1.有线控制模式

当电气接口单元工作模式旋钮旋转到有线控制模式时，潜孔钻机工作于有线控制接口方式。在此模式中，车载接收单元和手柄控制单元通过多芯控制电缆相连接，手柄控制发出的控制信号通过电缆发送到车载接收单元，而车载接收单元控制相应电气接口和液压系统接口单元执行动作，实现对潜孔钻机的控制。

2.无线视距遥控

在无线视距工作模式中，手柄控制单元可在视距范围内通过无线电磁波向车载接收单元发送控制指令。此时，手柄控制单元和车载接收单元工作Ad Hoc模式，两者组成无线通信网络，建立无线通信链接，互相收发信息。

3.远程无线遥控

基于WIFI无线通信网络，手柄控制单元可远离车载接收单元，实现远程对潜孔钻机的控制。为了及时获得现场信息，在潜孔钻机的前方工作区安装两个网络视频摄像头，在钻机后部安装一个网络视频摄像头，同时，在远程控制中心配置两台液晶显示屏，从而实现远程的无线遥控控制。

本发明的有益效果是：

1.提高了打钻操作安全系数

使用本套系统对钻机进行操作时，操作者完全脱离钻机驾驶舱束缚，可以在钻机周围的安全位置自由活动。一旦工作环境周围出现危险，如岩壁崩塌等状况，操作者可以迅速地撤离现场，节省了逃离座舱所需要的时间，人身安全更有保障。

2.提高了钻孔精度

使用本套系统对钻机进行钻孔时，操作者可以选择从不同角度观察钻孔操作面，可以多方位观察钻孔的位置、角度、深度，解决了在驾驶室中视线受机体阻挡的问题，全面提高钻孔精确度。

3.提高了工作人员操作灵活度

使用本套系统对钻机进行操作时，手柄单元随着操作者自由移动，任何位置随时都可以进行操作，没有有线线路的限制，也没有固定操作端的限制，充分体现了无线设备便携的特点。

4.可以实时监控钻机状态

与钻机相连的车载单元提供输入接口，如有需要可以将若干机车状态接入到车载单元，车载单元将采集这些状态信息，发送给手柄单元进行声音或LED指示，方便操作者随时获取机车运行状态信息，掌握机车工作状态，及时发现故障情况。

5、实现了打钻智能化、连续化、自动化控制

使用本系统进行操作时，可以事先设定好自动工作流程，随后只需进入自动模式，即可自动完成一系列定制动作，其每个动作的幅度，维持时间，都可以精确设定，真正实现了打钻智能化、连续化、自动化控制。

四、具体实施方式

1.使用视距遥控模式时，不需要任何准备工作；而使用远程遥控模式时，需要事先准备一个AP，对其进行网络配置(需要与遥控系统的配置一致)；

2.为车载单元上电；

3.在切换之前确保车载单元的电源指示灯和准备指示灯为点亮状态，说明其已经正确上电，并准备好与手柄单元进行连接；

4.离开钻机，前进到手柄控制单元；

5.检查按键和手柄是否处于期望位置；

6.检查急停按钮是否为旋起状态，如果不是，将其旋起；

7.确认上述操作无误后，将钥匙插进钥匙开关锁孔，旋动钥匙给手柄单元上电，上电时电源指示灯和准备指示灯应该亮起；

8.等待3到10秒，如果连接指示灯亮起(绿色)，说明无线通信已经成功建立，这时就可以将钥匙拔下来，通过手柄单元对钻机进行操作；

9.使用完毕后，可以直接用钥匙开关关闭手柄单元。

Claims (6)

1.一种潜孔钻机有线/无线遥控系统装置，由四个单元组成：车载接收单元、手柄控制单元、液压系统接口单元和电气接口单元，其特征是：克服了现有潜孔钻机控制方式操作不便、安全性差、效率低的缺点，可实现对潜孔钻机的有线控制、无线视距控制及无线远程控制。

2.根据权利要求1所述的潜孔钻机有线/无线遥控系统装置，其特征是：提高了打钻操作安全系数，使用本套系统对钻机进行操作时，操作者完全脱离钻机驾驶舱束缚，可以在钻机周围的安全位置自由活动，一旦工作环境周围出现危险，如岩壁崩塌等状况，操作者可以迅速地撤离现场，节省了逃离座舱所需要的时间，人身安全更有保障。

3.根据权利要求1所述的潜孔钻机有线/无线遥控系统装置，其特征是：提高了钻孔精度，使用本套系统对钻机进行钻孔时，操作者可以选择从不同角度观察钻孔操作面，可以多方位观察钻孔的位置、角度、深度，解决了在驾驶室中视线受机体阻挡的问题，全面提高钻孔精确度。

4.根据权利要求1所述的潜孔钻机有线/无线遥控系统装置，其特征是：提高了工作人员操作灵活度，使用本套系统对钻机进行操作时，手柄单元随着操作者自由移动，任何位置随时都可以进行操作，没有有线线路的限制，也没有固定操作端的限制，充分体现了无线设备便携的特点。

5.根据权利要求1所述的潜孔钻机有线/无线遥控系统装置，其特征是：可以实时监控钻机状态，与钻机相连的车载单元提供输入接口，如有需要可以将若干机车状态接入到车载单元，车载单元将采集这些状态信息，发送给手柄单元进行声音或LED指示，方便操作者随时获取机车运行状态信息，掌握机车工作状态，及时发现故障情况。

6.根据权利要求1所述的潜孔钻机有线/无线遥控系统装置，其特征是：实现了打钻智能化、连续化、自动化控制，使用本系统进行操作时，可以事先设定自动工作流程，随后只需进入自动模式，即可自动完成一系列定制动作，其每个动作的幅度，维持时间，都可以精确设定，真正实现了打钻智能化、连续化、自动化控制。