CN105092127B - 旋挖钻机扭矩检测装置和旋挖钻机扭矩检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种旋挖钻机扭矩检测装置和旋挖钻机扭矩检测方法，旋挖钻机扭矩检测装置包括固定设置并用于与被测旋挖钻机的钻杆相连的扭力传感器，当所述钻杆转动时所述扭力传感器能够测量出所述钻杆的扭矩值。应用时，首先使被测旋挖钻机的钻杆与扭力传感器相连，然后利用预设的动力装置驱使钻杆转动，此时固定不动的扭力传感器会阻止钻杆转动，使得扭力传感器内部产生应力变化，扭力传感器将这些变化转换成扭矩值，从而测量出钻杆的扭矩值。也就是说，本发明的旋挖钻机扭矩检测装置能够利用扭力传感器直接获知被测旋挖钻机的钻杆的输出扭矩值，从而能够准确获知旋挖钻机的动力装置的输出扭矩值。

Description

旋挖钻机扭矩检测装置和旋挖钻机扭矩检测方法

技术领域

本发明涉及钻孔技术领域，更具体地说，涉及一种旋挖钻机扭矩检测装置，本发明还涉及旋挖钻机扭矩检测方法。

背景技术

目前，旋挖钻机的动力装置输出的扭矩值通常通过给定负载，读出旋挖钻机仪表当前系统的压力值，从而判定输出扭矩值大小。因为动力装置的液压管路系统存在压力损失，不能定量地说明当前系统输出压力所匹配扭矩值的大小，所以上述方式不能准确反映旋挖钻机输出扭矩值。

综上所述，如何准确获知旋挖钻机的动力装置的输出扭矩值，是目前本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种旋挖钻机扭矩检测装置，以准确获知旋挖钻机的动力装置的输出扭矩值。

本发明的另一目的在于提供一种旋挖钻机扭矩检测方法，以准确获知旋挖钻机的动力装置的输出扭矩值。

为了达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种旋挖钻机扭矩检测装置，包括固定设置并用于与被测旋挖钻机的钻杆相连的扭力传感器，当所述钻杆转动时所述扭力传感器能够测量出所述钻杆的扭矩值。

优选的，上述旋挖钻机扭矩检测装置中，所述扭力传感器通过固定板固定，所述固定板上设置有防止所述固定板活动的压紧装置。

优选的，上述旋挖钻机扭矩检测装置中，所述压紧装置为所述被测旋挖钻机。

优选的，上述旋挖钻机扭矩检测装置中，所述扭力传感器通过钻杆连接盘与所述钻杆相连，所述钻杆连接盘具有与所述钻杆配合的插入孔，所述扭力传感器与所述钻杆连接盘固定连接。

优选的，上述旋挖钻机扭矩检测装置中，所述扭力传感器通过第一法兰与所述钻杆连接盘同轴连接，并通过第二法兰与所述固定板连接，所述钻杆连接盘位于所述扭力传感器远离所述固定板的一侧。

优选的，上述旋挖钻机扭矩检测装置中，所述第一法兰与所述钻杆连接盘固定连接，并通过多个连接键与所述扭力传感器连接，所述连接键沿所述扭力传感器的周向均匀布置。

优选的，上述旋挖钻机扭矩检测装置还包括从远离所述固定板的一端到靠近所述固定板的一端依次外套于所述钻杆连接盘、所述第一法兰、所述扭力传感器和所述第二法兰的保护罩，所述保护罩的侧壁具有供所述扭力传感器的数据线通过的穿线孔。

优选的，上述旋挖钻机扭矩检测装置中，所述保护罩为圆柱形，所述固定板为U形，且所述扭力传感器位于所述固定板的中间位置；

所述保护罩、所述钻杆连接盘、所述固定板均由钢板焊接而成。

优选的，上述旋挖钻机扭矩检测装置还包括能够显示所述钻杆的扭矩值的显示器，所述显示器与所述扭力传感器连接。

从上述的技术方案可以看出，本发明提供的旋挖钻机扭矩检测装置包括固定设置并用于与被测旋挖钻机的钻杆相连的扭力传感器，当钻杆转动时扭力传感器能够测量出钻杆的扭矩值。

应用时，首先使被测旋挖钻机的钻杆与扭力传感器相连，然后利用预设的动力装置驱使钻杆转动，此时固定不动的扭力传感器会阻止钻杆转动，使得扭力传感器内部产生应力变化，扭力传感器将这些变化转换成扭矩值，从而测量出钻杆的扭矩值。

综上可知，本发明的旋挖钻机扭矩检测装置能够利用扭力传感器直接获知被测旋挖钻机的钻杆的输出扭矩值，从而能够准确获知旋挖钻机的动力装置的输出扭矩值。

本发明还提供了一种旋挖钻机扭矩检测方法，包括步骤：

1)将被测旋挖钻机压放在具有扭力传感器的固定板上；

2)将所述钻杆被测旋挖钻机的钻杆放置到与所述扭力传感器固定连接的钻杆连接盘的插入孔中；

3)使所述钻杆转动，利用所述扭力传感器测量出所述钻杆的扭矩值；

4)通过显示器输出所述扭矩值。

本发明的旋挖钻机扭矩检测方法能够利用扭力传感器直接获知被测旋挖钻机的钻杆的输出扭矩值，从而能够准确获知旋挖钻机的动力装置的输出扭矩值。此外，本发明的检测方法简单方便。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的旋挖钻机扭矩检测装置的结构示意图；

图2是图1中A的局部放大结构图。

具体实施方式

本发明实施例提供了一种旋挖钻机扭矩检测装置，能够准确获知旋挖钻机的动力装置的输出扭矩值。

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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。

请参考附图1-2，本发明实施例提供的旋挖钻机扭矩检测装置包括固定设置并用于与被测旋挖钻机的钻杆相连的扭力传感器6，当钻杆转动时扭力传感器6能够测量出钻杆的扭矩值。

应用时，首先使被测旋挖钻机的钻杆与扭力传感器6相连，然后利用被测旋挖钻机的动力装置驱使钻杆转动，此时固定不动的扭力传感器6会阻止钻杆转动，使得扭力传感器6内部产生应力变化，扭力传感器6将这些变化转换成扭矩值，从而测量出钻杆的扭矩值。

综上可知，本发明的旋挖钻机扭矩检测装置能够利用扭力传感器6直接获知被测旋挖钻机的钻杆的输出扭矩值，从而能够准确获知旋挖钻机的动力装置的输出扭矩值。

本发明一优选的实施例中，扭力传感器6通过固定板1固定，固定板1上设置有防止固定板1活动的压紧装置。本发明利用压紧装置使固定板1保持不动，从而防止扭力传感器6活动，上述结构简单，便于装配，同时能够转场，方便检测不同位置的旋挖钻机。当然，本发明还可以将固定板1固定在一个较重的设备上，以达到同样的实现扭力传感器6固定设置的效果。本发明也可以不设置固定板1，通过设置预埋件，做成地锚形式。

为了进一步简化结构，上述压紧装置优选为被测旋挖钻机。本实施例利用被测旋挖钻机自重压放在固定板1上，以约束固定板1的相对运动，防止所发明的旋挖钻机扭矩检测装置失稳。本发明无需单独设置压紧装置，减少了零件个数，同时节省了成本。同时，扭力传感器6位于固定板1上方，这样利用重力就能压紧固定板1，简化了结构。可替换的，本发明还可以利用其他结构作为压紧装置，如钢块或其他重量较大的结构。

如图2所示，本发明一具体实施例中，扭力传感器6通过钻杆连接盘3与钻杆相连，钻杆连接盘3具有与钻杆配合的插入孔31，扭力传感器6与钻杆连接盘3固定连接。应用时，首先利用被测旋挖钻机自重压放在固定板1上，以约束固定板1的相对运动，防止旋挖钻机扭矩检测装置失稳；然后将钻杆的头部放置到钻杆连接盘3的插入孔31中，具体的，如果钻杆的头部为方头，相配合的，钻杆连接盘3的插入孔31为方孔；最后利用被测旋挖钻机的动力系统输出压力使钻杆转动，此时本发明的装置阻止钻杆转动，使得扭力传感器6内部产生应力变化，扭力传感器6将这些变化转换成扭矩值，从而测量出钻杆的扭矩值。

本实施例的钻杆连接盘3能够避免钻杆直接对扭力传感器6施力，从而对扭力传感器6进行保护，同时针对不同形状的钻杆可以采用具有不同形状插入孔31的钻杆连接盘3；钻杆连接盘3的插入孔31是依据被检测钻杆的形式制定，可以为圆形、三角形、多边形等其他形式。如果钻杆头部为圆形头，则选择具有圆形的插入孔31的钻杆连接盘3，如果钻杆头部为方头，则选择具有方形的插入孔31的钻杆连接盘3，从而扩大了扭力传感器6的应用范围。可以理解的是，本发明还可以将扭力传感器6直接与钻杆相连，但是这样做，会导致钻杆需要定制，成本也很高。

为了进一步优化上述技术方案，扭力传感器6通过第一法兰4与钻杆连接盘3同轴连接，并通过第二法兰7与固定板1连接，钻杆连接盘3位于扭力传感器6远离固定板1的一侧。具体的，第一法兰4与钻杆连接盘3之间、第二法兰7与固定板1之间均采用螺栓、螺母固定连接，结构简单，成本也较低。本发明利用第一法兰4、第二法兰7使得扭力传感器6拆装方便，方便维护、装配、转运。当然，上述扭力传感器6与钻杆连接盘3以及固定板1之间还可以采用螺纹连接或者焊接等。

优选的，上述第一法兰4与钻杆连接盘3固定连接，并通过多个连接键5与扭力传感器6连接，连接键5沿扭力传感器6的周向均匀布置。本发明使第一法兰4与扭力传感器6采用键连接方式，结构比较简单，组装和后期保养维护也比较方便。可替换的，上述第一法兰4与扭力传感器6之间也可以直接采用焊接、螺栓连接等固定形式。

综上，本发明利用扭力传感器6、第一法兰4、连接键5、第二法兰7组合形成扭力传感器6总成，结构简单，总体上有四个部件装配而成，拆装、维护、转场地都很方便。

如图1所示，旋挖钻机扭矩检测装置还包括从远离固定板1的一端到靠近固定板1的一端依次外套于钻杆连接盘3、第一法兰4、扭力传感器6和第二法兰7的保护罩2，保护罩2的侧壁具有供扭力传感器6的数据线通过的穿线孔。本发明利用保护罩2对旋挖钻机扭矩检测装置的整体起到遮风挡雨、防碰撞的作用，提高了使用寿命。

为了便于加工，上述保护罩2为圆柱形，当然，还可以为方形、椭圆形或者能起到保护作用的其他不规则形状。

上述固定板1为U形，且扭力传感器6位于固定板1的中间位置，即U形的固定板1的两个平行边相连接的位置；本发明是根据旋挖钻机的底部形状设置成U形，能够最大限度节约材料。该固定板1也可以是圆形、方形等结构形式。

为了提高旋挖钻机扭矩检测装置的使用强度，保护罩2、钻杆连接盘3、固定板1均由钢板焊接而成。具体的，保护罩2主要使用3mm-5mm的钢板卷圆焊接而成，质量较轻，节约材料。而采用钢板焊接而成的固定板1，具有较好的承重能力，保证了使用寿命。

上述旋挖钻机扭矩检测装置还包括能够显示钻杆的扭矩值的显示器8，显示器8与扭力传感器6连接。本发明只需要将被测旋挖钻机的钻杆放置在钻杆连接盘3内，启动设备运转钻杆，从显示器8读取数值即可，使用方便。当然，本发明也可以不设置显示器8，利用语音读取器将上述扭矩值读出来。

本发明实施例还提供了一种旋挖钻机扭矩检测方法，包括步骤：

S1、将被测旋挖钻机压放在具有扭力传感器6的固定板1上；

S2、将钻杆被测旋挖钻机的钻杆放置到与扭力传感器6固定连接的钻杆连接盘3的插入孔31中；

S3、使钻杆转动，利用扭力传感器6测量出钻杆的扭矩值；

S4、通过显示器8输出扭矩值。

本发明的旋挖钻机扭矩检测方法能够利用扭力传感器6直接获知被测旋挖钻机的钻杆的输出扭矩值，从而能够准确获知旋挖钻机的动力装置的输出扭矩值。此外，本发明的检测方法简单方便。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (7)

1.一种旋挖钻机扭矩检测装置，其特征在于，包括固定设置并用于与被测旋挖钻机的钻杆相连的扭力传感器(6)，当所述钻杆转动时所述扭力传感器(6)能够测量出所述钻杆的扭矩值；

所述扭力传感器(6)通过固定板(1)固定，所述固定板(1)上设置有防止所述固定板(1)活动的压紧装置；

所述扭力传感器(6)通过钻杆连接盘(3)与所述钻杆相连，所述钻杆连接盘(3)具有与所述钻杆配合的插入孔(31)；

所述扭力传感器(6)通过第一法兰(4)与所述钻杆连接盘(3)同轴连接，并通过第二法兰(7)与所述固定板(1)连接，所述钻杆连接盘(3)位于所述扭力传感器(6)远离所述固定板(1)的一侧。

2.如权利要求1所述的旋挖钻机扭矩检测装置，其特征在于，所述压紧装置为所述被测旋挖钻机。

3.如权利要求1所述的旋挖钻机扭矩检测装置，其特征在于，所述第一法兰(4)与所述钻杆连接盘(3)固定连接，并通过多个连接键(5)与所述扭力传感器(6)连接，所述连接键(5)沿所述扭力传感器(6)的周向均匀布置。

4.如权利要求1所述的旋挖钻机扭矩检测装置，其特征在于，还包括从远离所述固定板(1)的一端到靠近所述固定板(1)的一端依次外套于所述钻杆连接盘(3)、所述第一法兰(4)、所述扭力传感器(6)和所述第二法兰(7)的保护罩(2)，所述保护罩(2)的侧壁具有供所述扭力传感器(6)的数据线通过的穿线孔。

5.如权利要求4所述的旋挖钻机扭矩检测装置，其特征在于，所述保护罩(2)为圆柱形，所述固定板(1)为U形，且所述扭力传感器(6)位于所述固定板(1)的中间位置；

所述保护罩(2)、所述钻杆连接盘(3)、所述固定板(1)均由钢板焊接而成。

6.如权利要求1-5任一项所述的旋挖钻机扭矩检测装置，其特征在于，还包括能够显示所述钻杆的扭矩值的显示器(8)，所述显示器(8)与所述扭力传感器(6)连接。

7.一种旋挖钻机扭矩检测方法，其特征在于，应用如权利要求1所述的旋挖钻机扭矩检测装置，包括步骤：

1)将被测旋挖钻机压放在具有扭力传感器(6)的固定板(1)上；

2)将所述被测旋挖钻机的钻杆放置到与所述扭力传感器(6)固定连接的钻杆连接盘(3)的插入孔(31)中；

3)使所述钻杆转动，利用所述扭力传感器(6)测量出所述钻杆的扭矩值；

4)通过显示器(8)输出所述扭矩值。