CN104500022B - 钻装机及其控制系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种钻装机及其控制系统。该钻装机控制系统包括遥控器以及设置于钻装机上的遥控接收器和钻装机控制装置，其中，所述遥控接收器用于接收所述遥控器发出的操控信息并将其传送给所述钻装机控制装置，所述钻装机控制装置包括：解析单元，用于将所述操控信息解析为操控指令，所述操控指令包括设备动作控制指令和电机控制指令；设备动作控制单元，用于根据所述设备动作控制指令使相应的执行部件动作；电机控制单元，用于根据所述电机控制指令控制相应的电机。实施本发明，能够实现钻装机的全遥控操作，不仅使操控角度更加直观，而且能够在有效减少钻装机操作员劳动强度的同时，提高钻装机的作业效率和质量。
Description
技术领域
本发明涉及钻装机技术领域，特别涉及钻装机及其控制系统。
背景技术
钻装机是一种集装运、钻孔功能于一体的矿用机械。典型的钻装机一般包括履带行走装置、履带行走装置上安装有扒装组件和钻孔组件，钻孔组件用于在钻装机液压系统的作用下在煤岩中打孔钻进，扒装组件用于装运切割下的煤岩。在工作过程中，钻孔组件能够借助油缸或者马达实现多个自由度运动，例如升降动作、俯仰动作、前后移动、回转动作和翻转等动作，以适应不同复杂条件下的钻孔需要；扒装组件能够借助油缸或者马达实现小臂动作、挖斗动作、一运(第一运输机)动作和大臂动作等。
目前，钻装机的操纵一般采用手动方式，即在钻孔作业过程中，操作员手动操控控制手柄，通过人眼和经验判断、控制钻臂移动、钻孔及挖斗收料、一运运输物料等动作，由于井下工况恶劣，粉尘较大，光线较差，钻臂移动及钻孔位置难以精确控制和判断，收料不完全，整个操控过程不仅劳动强度大、有害健康，而且造成钻孔效率和质量低下。
因此，如何针对现有的技术的上述不足和缺陷进行改进，是本领域技术人员亟待解决的技术问题。
发明内容
有鉴于此，本发明旨在提供一种钻装机控制系统以及一种钻装机，以便实现钻装机的全遥控操作，不仅使操控角度更加直观，而且能够在有效减少钻装机操作员劳动强度的同时，提高钻装机作业效率和质量。
具体地，该钻装机控制系统包括遥控器以及设置于钻装机上的遥控接收器和钻装机控制装置，其中，所述遥控接收器用于接收所述遥控器发出的操控信息并将其传送给所述钻装机控制装置，所述钻装机控制装置包括：解析单元，用于将所述操控信息解析为操控指令，所述操控指令包括设备动作控制指令和电机控制指令；设备动作控制单元，用于根据所述设备动作控制指令使相应的执行部件动作；电机控制单元，用于根据所述电机控制指令控制相应的电机。
进一步地，所述设备控制单元包括钻孔动作控制子单元、装运动作控制子单元、行走动作控制子单元和后支撑动作控制子单元。
进一步地，所述装运动作控制子单元包括小臂动作控制模块、挖斗动作控制模块、铲板动作控制模块、一运动作控制模块和大臂动作控制模块。
进一步地，所述电机控制单元包括油泵电机控制模块和二运电机控制模块。
进一步地，所述钻装机控制系统还包括显示设备，所述钻装机控制装置还包括状态监控单元，所述状态监控单元用于监控钻装机的工作状态，所述显示设备用于显示钻装机的工作状态。
进一步地，所述状态监控单元包括设备自检监控子单元、电机状态监控子单元、遥控动作监控子单元、设备故障监控子单元和瓦斯状态监控子单元中的至少一种。
进一步地，所述电机状态监控子单元包括电机漏电监控模块、电机过流监控模块、电机过载监控模块和电机断相监控模块中的至少一种。
进一步地，所述遥控接收器、所述钻装机控制装置和所述显示设备通过CAN、MODBUS或者PROFIBUS总线进行通信。
另外，该钻装机设置有上述任一项所述的钻装机控制系统。
采用本发明的技术方案时，操作员可以手持遥控器，在直观的位置处操控遥控器，继而钻装机上的遥控接收器收到遥控器发出的操控信息后将其传送给钻装机控制装置，钻装机控制装置通过解析单元将该操控信息解析为操控指令，并在操控指令为设备动作控制指令时通过设备动作控制单元使相应的执行部件按照该设备动作控制指令动作，或者在操控指令为电机控制指令时通过电机控制单元控制相应的电机处于对应的状态，从而能够完成钻孔或者装运等作业。因此，与现有技术相比，本发明能够实现钻装机的全遥控操作，不仅操控位置选取空间大、操控角度更加直观、操控简单，而且在有效降低操作员劳动强度的同时，提高了钻装机的作业效率和质量。
本发明的更多特点和优势将在之后的具体实施方式予以说明。
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为本发明实施例的钻装机控制系统的原理框图；
图2为图1中钻装机控制装置的结构框图；
图3为图1所示钻装机控制系统的一些组成部分在钻装机上的布置结构示意图。
图中标号说明：
1 小臂
2 挖斗
3 铲板
4 钻机
5 钻臂
6 控制手柄
7 显示设备
8 行走部
9 遥控接收器
10 钻装机控制装置
11 一运
12 一运马达
13 后支撑
14 遥控器
101 解析单元
102 设备控制单元
103 电机控制单元
104 状态监控单元
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。
请同时参考图1至图3，下面将结合附图对本发明实施例作详细说明。
结合图1所示，该实施例的钻装机控制系统可以包括遥控器14、遥控接收器9和钻装机控制装置10。
其中，结合图3所示，遥控接收器9和钻装机控制装置10设置于钻装机上，遥控器14用于供操作员手持输入操控信息，并将该操控信息发送给钻装机上的遥控接收器9，遥控接收器9接收该操控信息并将其传送给钻装机控制装置10。
结合图2所示，钻装机控制装置10可以包括解析单元101、设备动作控制单元102和电机控制单元103，其中，解析单元101用于将遥控接收器9传送的操控信息解析为操控指令，该操控指令可以包括设备动作控制指令和电机控制指令；设备动作控制单元102用于根据该设备动作控制指令控制钻装机相应的执行部件动作；电机控制单元103用于根据该电机控制指令控制相应的电机以预定的转速运转或者停止。
在工作过程中，操作员可以手持遥控器14，在直观的位置操控遥控器14，进而钻装机上的遥控接收器9收到遥控器14发出的操控信息后将其传送给钻装机控制装置10，之后钻装机控制装置10通过解析单元101将该操控信息解析为操控指令，并在操控指令为设备动作控制指令时通过设备动作控制单元102使钻装机相应的执行部件按照该设备动作控制指令动作，或者在操控指令为电机控制指令时通过电机控制单元103控制相应的电机工作于对应的状态，从而能够完成钻孔或者装运等动作。
从上述可知，与现有技术相比，本发明实施例的钻装机控制系统能够实现钻装机的全遥控操作，不仅操控位置选取空间大、操控角度更加直观、操控简单，而且在有效降低操作员劳动强度的同时，提高了钻装机的作业效率和质量。
需要说明的是，在钻装机中，钻装机的各种动作通常借助油缸或者马达等液压元件实现，例如，结合图3所示，小臂1、挖斗2、钻臂5等部件的动作分别通过相应的油缸实现动作，而一运11等部件的动作分别通过一运马达12等实现动作，而油缸或者马达的状态和钻装机液压系统中对应的电磁比例阀的状态一一对应，因而，设备动作控制单元102尅通过控制电磁比例阀的状态来实现相应动作的控制；另外，图3所示的钻装机仅是一种示例说明，有关钻装机的具体结构，如小臂1、挖斗2、铲板3、控制手柄6、行走部8、一运11、一运马达12、后支撑13、钻机4、大臂(图中示出但未标出)、滑架等组成部分的具体结构及设置方式可参见现有技术的相关描述，在此不再展开。
结合图1和图3所示，为了提高钻装机全遥控的综合性能，钻装机控制系统还可以包括显示设备7，相应地结合图2所示，钻装机控制装置10可以状态监控单元104，其中，状态监控单元104可以和解析单元101、设备动作控制单元102和电机控制单元信号连接，还可以与钻装机各状态检测装置信号连接，以便监控钻装机的实时工作状态，显示设备7可以和状态监控单元104信号连接，用于实时显示钻装机的工作状态。
具体地，结合图1所示，状态监控单元104包括设备自检监控子单元、电机状态监控子单元、遥控动作监控子单元、设备故障监控子单元和瓦斯状态监控子单元中的至少一种。进一步地，电机状态监控子单元包括电机漏电监控模块、电机过流监控模块、电机过载监控模块和电机断相监控模块的至少一种。
结合图1所示，钻装机控制装置10和显示设备7以及钻装机控制装置10和遥控接收器9之间可以通过CAN(Controller Area Network，控制器局域网)总线实现通信，以保证传输的稳定性和抗干扰性。当然在其他情形下，并不受限于此，例如还可以通过MODBUS或者PROFIBUS总线进行通信。另外，钻装机控制装置10上可以设置有PWM(Pulse WidthModulation，脉宽调制)接口，钻装机控制装置10可以通过该PWM接口和各设备动作对应的电磁比例阀的电磁线圈相连，即钻装机控制装置10通过PWM的方式驱动电磁比例阀，这样能够提高电磁比例阀的控制精度和稳定性，使各设备动作更加平稳和可靠。
结合图1所示，设备控制单元102可以包括钻孔动作控制子单元、装运动作控制子单元、行走动作控制子单元和后支撑动作控制子单元。进一步地，钻孔动作控制子单元可以包括钻臂动作控制模块、钻臂旋转控制模块、滑架动作控制模块、补偿动作控制模块和钻机动作控制模块；装运动作控制子单元可以包括小臂动作控制模块、挖斗动作控制模块、铲板动作控制模块、一运动作控制模块和大臂动作控制模块。
另外，结合图1所示，电机控制单元103可以包括油泵电机控制模块和二运电机控制模块，当钻装机控制装置10采用硬件搭建时，油泵电机控制模块和二运电机控制模块均可以与钻装机控制装置10的I/O接口相连。
本发明实施例还提供了一种钻装机，例如图3所示的钻装机，该钻装机包括钻臂5、挖斗2、铲板3、行走部8和钻装机液压系统等，在该钻装机上还配备有上述实施例所述的钻装机控制系统，由于上述的钻装机控制系统具有上述技术效果，因此，该钻装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 (7)
1.一种钻装机控制系统，其特征在于，包括遥控器、显示设备以及设置于钻装机上的遥控接收器和钻装机控制装置，其中，所述遥控接收器用于接收所述遥控器发出的操控信息并将其传送给所述钻装机控制装置，所述钻装机控制装置包括：
解析单元，用于将所述操控信息解析为操控指令，所述操控指令包括设备动作控制指令和电机控制指令；
设备动作控制单元，用于根据所述设备动作控制指令使相应的执行部件动作，所述设备动作控制单元包括钻孔动作控制子单元、装运动作控制子单元、行走动作控制子单元和后支撑动作控制子单元；
电机控制单元，用于根据所述电机控制指令控制相应的电机；
状态监控单元，用于监控钻装机的工作状态，以使所述工作状态通过所述显示设备显示，所述状态监控单元包括设备自检监控子单元、电机状态监控子单元、遥控动作监控子单元、设备故障监控子单元和瓦斯状态监控子单元中的至少一种。
2.如权利要求1所述的钻装机控制系统，其特征在于，所述钻孔动作控制子单元包括钻臂动作控制模块、钻臂旋转控制模块、滑架动作控制模块、补偿动作控制模块和钻机动作控制模块。
3.如权利要求1所述的钻装机控制系统，其特征在于，所述装运动作控制子单元包括小臂动作控制模块、挖斗动作控制模块、铲板动作控制模块、一运动作控制模块和大臂动作控制模块。
4.如权利要求1所述的钻装机控制系统，其特征在于，所述电机控制单元包括油泵电机控制模块和二运电机控制模块。
5.如权利要求1所述的钻装机控制系统，其特征在于，所述电机状态监控子单元包括电机漏电监控模块、电机过流监控模块、电机过载监控模块和电机断相监控模块的至少一种。
6.如权利要求1所述的钻装机控制系统，其特征在于，所述遥控接收器、钻装机控制装置和所述显示设备通过CAN、MODBUS或者PROFIBUS总线进行通讯。
7.一种钻装机，其特征在于，所述钻装机设置有权利要求1～6任意一项所述的钻装机控制系统。
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