CN103061736B - 旋挖钻机施工管理系统及旋挖钻机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种旋挖钻机施工管理系统及旋挖钻机。该旋挖钻机施工管理系统包括：桩形信息预设单元，用于预设扩孔节点的扩孔参数和钻斗参数；扩孔状态获取单元，用于获取当前扩孔节点的扩孔状态数据；扩孔状态显示单元，用于根据所述扩孔参数和所述钻斗参数生成当前扩孔节点的扩孔模拟图形，并根据所述扩孔状态数据更新所述扩孔模拟图形；存储控制单元，用于存储所述扩孔参数、所述钻斗参数、所述扩孔模拟图像及其对应的桩形数据。实施本发明，能够直观地显示扩孔作业过程，为操作手提供决策参考，以便使扩孔作业结果满足设计要求；对于不同桩孔或者桩孔的不同节点，监控方便；能够对扩孔参数、钻斗参数和扩孔模拟图形等数据等进行存储管理。

Description

旋挖钻机施工管理系统及旋挖钻机

技术领域

本发明涉及桩工机械技术领域，特别涉及一种旋挖钻机施工管理系统及旋挖钻机。

背景技术

扩孔式旋挖钻机是在旋挖钻机的基础上加装扩孔功能，进而具有扩孔工法的桩工设备。扩孔式旋挖钻机的主体结构与旋挖钻机类似，除此之外还包括主回转接头、旋转平台和液压扩孔钻具。其中，回转接头第一旋转部分与动力头箱体固定在一起，旋转平台与回转接头的第二部分连接，在进行扩孔作业时，旋转平台及回转接头的第二部分随钻杆一起旋转；液压扩孔钻具设置于钻杆底端，扩孔作业时，液压扩孔钻具的扩孔油缸伸出，改变钻具的作业半径，从而完成扩孔作业。

扩孔油缸的液压油来自旋挖钻机动力头，从而无需增加额外的液压泵站作为油源。从动力头出来的液压油经过回转接头与旋转平台后，通过液压胶管连接至扩孔钻具上，为扩孔油缸提供液压油。在旋转平台上设置有液压卷管器，用于实现液压胶管的收放。

在扩孔式旋挖钻机作业过程中，扩孔油缸在桩孔底部动作，操作手无法直接观察到，需要凭经验进行操控，然而在一些情形下，扩孔过程受到多种因素的影响，因此，这种方式容易导致扩孔作业结果无法满足设计要求；另外，现有技术中，缺乏对扩孔参数、钻斗参数以及扩孔过程的桩形数据等进行统一管理，如记录、存储、拷贝等，给工程检验和统计结算带来不便，当再次施工时，获取这些数据也极为不便。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提出一种旋挖钻机施工管理系统及旋挖钻机，能够实现对扩孔作业过程的动态显示，为操作手提供决策参考，使扩孔作业结果满足设计要求，还能够实现对扩孔参数、钻斗参数和桩形数据等进行统一存放管理，从而便于这些数据的转移、备份和使用。

一方面，本发明提供了一种旋挖钻机施工管理系统，该旋挖钻机施工管理系统包括：桩形信息预设单元，用于预设扩孔节点的扩孔参数和钻斗参数；扩孔状态获取单元，用于获取当前扩孔节点的扩孔状态数据；扩孔状态显示单元，用于根据所述扩孔参数和所述钻斗参数生成当前扩孔节点的扩孔模拟图形，并根据所述扩孔状态数据更新所述扩孔模拟图形；存储控制单元，用于存储施工数据，所述施工数据包括所述扩孔参数、所述钻斗参数、所述扩孔模拟图像及其对应的桩形数据。

进一步地，还包括：扩孔作业控制单元，用于根据所述扩孔参数控制旋挖钻机实施扩孔作业。

进一步地，还包括：卷管显示控制单元，用于根据扩孔作业控制单元的运行数据显示卷管系统的当前运行状态，并且用于控制卷管系统的当前运行状态。

进一步地，在所述扩孔状态显示单元中，所述扩孔模拟图形包括扩孔节点桩形和钻斗图形，并且所述扩孔节点桩形和所述钻斗图形根据所述扩孔状态数据变化。

进一步地，还包括：切削量显示单元，用于根据所述扩孔状态数据显示钻斗的单斗切削量。

进一步地，所述存储控制单元包括：第一存储控制模块，用于存储所述扩孔参数和所述钻斗参数；第二存储控制模块，用于定时保存、在停止扩孔作业时保存、在收回钻斗扩孔油缸时保存或者在掉电时保存所述扩孔模拟图像及其对应的桩形数据。

进一步地，还包括：施工记录查询单元，用于对所述施工数据进行查询处理。

进一步地，还包括：数据解析单元，配置于上位机上，用于对拷贝的施工数据进行解析复现。

另一方面，本发明还提供了一种旋挖钻机，所述旋挖钻机设置有上述任一项所述的旋挖钻机施工管理系统。

本发明的旋挖钻机施工管理系统能够预设桩孔扩孔节点的扩孔参数和钻斗参数，根据该扩孔参数和钻斗参数生成相应的扩孔模拟图形，当前扩孔节点处于扩孔状态时，能够获取当前扩孔节点的扩孔状态数据，并根据该扩孔状态数据更新扩孔模拟图形，这样直观地显示扩孔作业过程，进而为操作手提供决策参考，以便使扩孔作业结果容易满足设计要求；再者，对于不同桩孔或者桩孔的不同节点，监控方便，仅需通过该系统预设相应参数即可；此外，在作业过程中，能够对扩孔参数、钻斗参数和扩孔模拟图形等桩形数据等进行存储管理，从而便于这些数据的转移、备份和再次使用。

本发明的旋挖钻机设置有上述旋挖钻机施工管理系统，由于上述的旋挖钻机施工管理系统具有上述技术效果，因此该旋挖钻机也具有相应的技术效果。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，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。在附图中：

图1为本发明实施例提供的一种旋挖钻机施工管理系统的结构框图；

图2为本发明实施例的一种具体应用场景的扩孔工作状态的界面示意图；

图3为本发明实施例的一种具体应用场景的桩形信息预设单元的界面示意图；

图4为本发明实施例的一种具体应用场景的扩孔模拟图形示意图。

具体实施方式

应当指出，本部分中对具体结构的描述及描述顺序仅是对具体实施例的说明，不应视为对本发明的保护范围有任何限制作用。此外，在不冲突的情形下，本部分中的实施例以及实施例中的特征可以相互组合。

请参考图1、图2、图3和图4，下面将结合实施例对本发明作详细说明。

结合图1所示，该实施例的旋挖钻机施工管理系统包括桩形信息预设单元、扩孔状态获取单元、扩孔状态显示单元、扩孔作业控制单元和存储控制单元。

其中，桩形信息预设单元用于预设扩孔节点的扩孔参数和钻斗参数；扩孔作业控制单元与桩形信息预设单元信号连接，用于根据所述扩孔参数控制旋挖钻机实施扩孔作业，具体而言，当扩孔参数设置好之后，通过启用扩孔作业控制单元即可按照该扩孔参数驱动旋挖钻机执行相应的扩孔作业；扩孔状态获取单元与扩孔作业控制单元信号连接，用于获取当前扩孔节点的扩孔状态数据，具体而言，在扩孔作业过程中，扩孔状态获取单元可从扩孔作业控制单元获取与扩孔状态有关的数据，例如钻斗的尺寸信息、已扩尺寸信息等；扩孔状态显示单元与桩形信息预设单元、扩孔状态获取单元信号连接，用于根据所述扩孔参数和所述钻斗参数生成当前扩孔节点的扩孔模拟图形，并根据所述扩孔状态数据更新所述扩孔模拟图形；存储控制单元与桩形信息预设单元和扩孔状态显示单元信号连接，用于存储施工数据，所述施工数据包括所述扩孔参数、所述钻斗参数、所述扩孔模拟图像及其对应的桩形数据。

在具体实施过程中，在扩孔状态显示单元中，扩孔模拟图形包括扩孔节点桩形和钻斗图形，并且扩孔节点桩形和钻斗图形根据所述扩孔状态数据变化；具体而言，扩孔状态显示单元根据所述扩孔参数生成扩孔节点桩形，以及根据所述钻头参数生成钻斗图形，在扩孔作业过程中，根据收到的扩孔状态数据，在钻斗靠近扩孔节点时，显示钻斗图形在扩孔节点桩形的位置变化，在钻斗处于扩孔节点时，显示钻斗的形状变化（直径变化），在钻斗处于扩孔作业时，显示扩孔节点桩形的变化。另外，具体实施过程中，扩孔参数可以包括扩孔深度、扩点顶角、扩点直径、扩点底径和扩孔点高，而钻斗参数可以包括钻斗顶角、钻斗顶径、钻斗底径和钻斗底高。另外，在具体实施过程中，存储控制单元可分别将桩孔的每个节点扩孔参数、钻斗参数、扩孔模拟图像及其对应的桩形数据存储至相应的文件中，当系统掉电恢复后，可从该文件中加载相应数据。另外，在具体实施过程中，扩孔状态获取单元还可从用于检测扩孔作业状态的各种传感器获得相应数据。

从上述可知，该实施例的旋挖钻机施工管理系统能够实现对扩孔作业过程的动态显示，进而为操作手提供决策参考，以便使扩孔作业结果满足设计要求。另外，对于不同桩孔或者桩孔的不同节点，监控方便，仅需通过该系统调整预设参数即可。

优选地，上述实施例的旋挖钻机施工管理系统还包括施工记录查询单元，该施工记录查询单元与存储控制单元信号连接，用于对施工后的施工数据进行查询汇总等处理操作。

优选地，上述实施例的旋挖钻机施工管理系统还包括数据解析单元，该数据解析单元可配置于上位机（如运行windows平台）上，用于在将存储控制单元的施工数据通过其他存储设备（如U盘等）拷贝到上位机后，对拷贝的施工数据进行解析复现，便于用户对施工时间段内的所有桩孔数据信息进行查询、打印和汇总管理等操作。

优选地，上述实施例中，存储控制单元包括第一存储控制模块和第二存储控制模块，其中，第一存储控制模块可以为临时存储部分，用于存储当前桩孔状态和配置信息，例如扩孔参数和钻斗参数；第二存储控制模块用于保存当前节点的施工数据（如预设的扩孔参数和钻斗参数，以及实际施工的扩孔模拟图像及其对应的桩形数据）到对应的数据文件中，例如，可以用于定时保存、在停止扩孔作业时保存、在收回钻斗扩孔油缸时保存或者在掉电时保存所述扩孔模拟图像及其对应的桩形数据。

优选地，上述实施例的旋挖钻机施工管理系统还包括整桩状态显示单元及突出显示单元、卷管显示控制单元和/或切削量显示单元。

其中，整桩状态显示单元与桩形信息预设单元信号连接，用于根据各个扩孔节点的扩孔参数生成整桩的模拟图形；具体而言，通过桩形信息预设单元可对同一桩孔的多个节点的扩孔参数和钻斗参数进行预设，根据多个节点的扩孔参数，能够得出该桩孔的整体参数，进而将整桩的状态以模拟图形的形式显示出来。突出显示单元与整桩状态显示单元信号连接，用于在当前扩孔节点处于扩孔状态时将整桩的模拟图像上的当前扩孔节点对应的区域突出显示；具体而言，当对桩孔的某一节点进行扩孔作业时，突出显示单元从扩孔状态显示单元接收相应数据，判断哪个节点处于扩孔状态，在得出判断结果后，将整桩的模拟图像上的当前扩孔节点对应的区域突出显示，例如将该区域点亮，或者用醒目颜色框出等。

卷管显示控制单元与扩孔作业控制单元信号连接，用于根据扩孔作业控制单元的运行数据显示卷管系统的当前运行状态，并且用于控制卷管系统的当前运行状态。切削量显示单元于扩孔状态获取单元信号连接，用于根据所述扩孔状态数据显示钻斗的单斗切削量；具体而言，切削量显示单元根据扩孔状态获取单元获取的当前钻斗半径底径等数据计算出钻斗的切削量，并将该切削量与单斗体积的比值作为单斗切削量进行显示，例如以百分比的形式显示，通过显示每次所扩的单斗切削量，以免发生扩土量超限而无法提出孔口现象。存储控制单元与扩孔状态显示单元和扩孔状态获取单元信号连接，用于存储桩孔各个扩孔节点的扩孔参数和钻斗参数和/或者每间隔一段时间（预设时间）存储一次所述扩孔状态数据和当前扩孔节点的扩孔模拟图形。

下面结合图2、图3和图4给出上述实施例优选方式的一种具体应用场景。

图2显示了该场景的扩孔工作状态，其中，区域1为预设的桩形信息，该桩形信息包括桩号信息、总节点数目信息、当前节点信息、扩孔参数信息和钻斗参数信息。

区域2显示卷管的模拟图形，四个卷管分成两个窗口显示，卷管的控制可通过调用卷管显示控制单元实现。

区域3显示了整桩的模拟图形，从模拟图形也能看出，该整桩具有3个节点，第一节点的扩孔深度为Kh1，第二节点的扩孔深度为Kh2，而第三节点的扩孔深度为Kh3。

区域4显示了当前节点的扩孔模拟图形，其中，HB隐涵了区域3的扩孔模拟图形的纵向高度对应于实际扩孔的高度大小，即在施工过程中，当钻斗（底部中间包围形状）达到离孔底HB米时，扩孔模拟图像中才开始出现钻头图形，这样可以避免受到显示终端屏幕较小的限制。

区域5显示了单斗切削量（百分比形式）。

区域6显示了当前扩孔节点的扩孔状态数据，这些数据与区域4中的模拟图形均随着作业过程而变化。

区域7集中布置了各个单元的操作按键，例如扩孔作业启动、收斗、扩孔工作暂停等操作按键，或者对扩孔参数、钻斗参数或者扩孔模拟图形及其对应的桩形数据等进行存储的操作按键，在具体实施过程中，这些操作按键可以为薄膜按键或者触摸屏控制按键等方式。

结合图1和图3所示，图1中的区域1的桩形参数可以通过调用图3所示的桩形信息预设单元进行设置。例如，图中所示的预设桩形信息为：桩号0001共有3个节点，当前节点3处于扩孔工作状态，并且当前节点3的扩孔参数为：扩孔深度[Kh]：30m；扩点顶角[a]：12度；扩点直径[Dk]：1.5m；扩点顶径[Dt]：1.5m；扩点底径[Db]：2.5m；扩点底高[Zh]：1.04m；而当前节点3的钻斗参数为：钻斗顶角[a]：12度；钻斗顶径[dt]：0.97m；钻斗底径[db]：1.5m；钻斗底高[dh]：1.04m。

在图3所示的设置界面中，可在区域11中对前述的各种预设参数进行修改，相应地，在区域21中，各种扩孔参数和钻斗数据的具体定义均可通过节点桩形模拟图形和钻斗图形得到，而区域12则集中布置了多个按键操作按钮，用于参数修改、修改确定、参数保存等操作。

另外，图4示出了图2中的扩孔模拟图形的另一种状态，其中，区域31表示桩孔空间，区域32表示钻斗形状，区域33表示扩孔未扩部分，区域32与区域32之间的地带表示扩孔已扩部分，在具体实施时，可为上述三个区域填充不同颜色，从而在图2的主界面中，直观地显示哪些区域减少、哪些区域增加（即对应于钻斗半径增加或者扩孔未扩部分减少等）。

本发明实施例还提供了一种旋挖钻机，该旋挖钻机设置有上述实施例所述的旋挖钻机施工管理系统，由于上述的旋挖钻机施工管理系统具有上述技术效果，因此，该旋挖钻机也应具备相应的技术效果，其相应部分的具体实施过程与上述实施例类似，其他部分的具体实施过程可参见现有技术的相关描述，兹不赘述。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种旋挖钻机施工管理系统，其特征在于，包括：

桩形信息预设单元，用于预设扩孔节点的扩孔参数和钻斗参数；

扩孔状态获取单元，用于获取当前扩孔节点的扩孔状态数据；

扩孔状态显示单元，用于根据所述扩孔参数和所述钻斗参数生成当前扩孔节点的扩孔模拟图形，并根据所述扩孔状态数据更新所述扩孔模拟图形；

存储控制单元，用于存储施工数据，所述施工数据包括所述扩孔参数、所述钻斗参数、所述扩孔模拟图像及其对应的桩形数据。

2.如权利要求1所述的旋挖钻机施工管理系统，其特征在于，还包括：

扩孔作业控制单元，用于根据所述扩孔参数控制旋挖钻机实施扩孔作业。

3.如权利要求2所述的旋挖钻机施工管理系统，其特征在于，还包括：

卷管显示控制单元，用于根据扩孔作业控制单元的运行数据显示卷管系统的当前运行状态，并且用于控制卷管系统的当前运行状态。

4.如权利要求1所述的旋挖钻机施工管理系统，其特征在于，在所述扩孔状态显示单元中，所述扩孔模拟图形包括扩孔节点桩形和钻斗图形，并且所述扩孔节点桩形和所述钻斗图形根据所述扩孔状态数据变化。

5.如权利要求1所述的旋挖钻机施工管理系统，其特征在于，还包括：整桩状态显示单元，用于根据各个扩孔节点的扩孔参数生成整桩的模拟图形。

6.如权利要求1所述的旋挖钻机施工管理系统，其特征在于，还包括：切削量显示单元，用于根据所述扩孔状态数据显示钻斗的单斗切削量。

7.如权利要求1至6任一项所述的旋挖钻机施工管理系统，其特征在于，所述存储控制单元包括：

第一存储控制模块，用于存储所述扩孔参数和所述钻斗参数；

第二存储控制模块，用于定时保存、在停止扩孔作业时保存、在收回钻斗扩孔油缸时保存或者在掉电时保存所述扩孔模拟图像及其对应的桩形数据。

8.如权利要求1至6任一项所述的旋挖钻机施工管理系统，其特征在于， 还包括：施工记录查询单元，用于对所述施工数据进行查询处理。

9.如权利要求1至6任一项所述的旋挖钻机施工管理系统，其特征在于，还包括：数据解析单元，配置于上位机上，用于对拷贝的施工数据进行解析复现。

10.一种旋挖钻机，其特征在于，所述旋挖钻机设置有权利要求1至9任一项所述的旋挖钻机施工管理系统。