CN105350955A - 一种钻头定位装置及包括该钻头定位装置的挤挖旋扩钻机 - Google Patents

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吴江苏
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Abstract

本发明涉及一种钻头定位装置及包括该钻头定位装置的挤挖旋扩钻机，钻头定位装置包括：角度位置传感器、传感器安装机构、卷筒、轴承座、绳子、监测系统，所述角度位置传感器包括紧定螺钉、磁环座、磁环、感应码盘，所述传感器安装机构包括磁环座连接轴、固定板，所述卷筒包括卷筒主体和卷筒输出轴，轴承座用于支撑传感器安装机构和卷筒，所述绳子的一端固定在所述卷筒主体上，另一端与挤挖旋扩钻机的钻头连接，监测系统用于处理角度位置传感器反馈的信息，将该钻头定位装置应用在挤挖旋扩钻机上，解决了现有技术中接近开关或编码器安装、维修不方便，容易损坏及测量精度较低等技术问题，且能精确显示钻头位置信息，提高长期工作的可靠性、稳定性。

Description

一种钻头定位装置及包括该钻头定位装置的挤挖旋扩钻机
技术领域
本发明涉及工程机械钻探技术领域，特别涉及一种挤挖旋扩钻机的钻头定位装置及包括该钻头定位装置的挤挖旋扩钻机。
背景技术
挤挖旋扩钻机是旋挖钻机的扩展性应用，集挤挖、旋扩、钻孔于一体，因工作效率高、环境适应能力强、功能特点多等优势，在灌注桩、连续墙、基础加固等多种地基基础施工中得到广泛应用。
目前，钻头定位检测有两种方式：第一种为安装在卷扬机架主滑轮侧的两个接近开关和齿轮盘，齿轮盘在卷扬做提升或下落动作时，同步转动。齿轮盘上的齿连续转动的过程中，接近开关内的传感器将记录脉冲，通过对这些脉冲的处理，对钻头进行定位。此方式安装或维修不方便，容易损坏且测量精度较低。另一种为编码器测量。用联轴器、齿轮或皮带轮与滑轮中心轴连接带动此旋转编码器。但编码器安装以及维护不方便，成本过高，防护等级和抗震性能很难达到旋挖恶劣的工况要求，容易损坏，故障率高。
发明内容
本发明的目的就在于克服现有技术的不足，提供了一种钻头定位装置及包括该钻头定位装置的挤挖旋扩钻机，解决了现有技术中接近开关或编码器安装、维修不方便，容易损坏及测量精度较低等技术问题。
为了实现上述目的，本发明提供的一种钻头定位装置，包括：
角度位置传感器，所述角度位置传感器为非接触式，包括紧定螺钉、磁环座、磁环、感应码盘，
传感器安装机构，所述传感器安装机构包括磁环座连接轴、固定板，
卷筒，所述卷筒包括卷筒主体和卷筒输出轴，
轴承座，用于支撑传感器安装机构和卷筒，
绳子，所述绳子的一端固定在所述卷筒主体上，另一端与挤挖旋扩钻机的钻头连接，
监测系统，用于处理角度位置传感器反馈的信息，
所述卷筒主体通过轴承设置在所述轴承座内，所述卷筒输出轴一端中心设有螺纹孔，所述磁环座连接轴一端通过自带螺纹连接于所述卷筒输出轴的螺纹孔处，另一端通过紧定螺钉与所述磁环座连接，所述磁环镶嵌在磁环座内，所述固定板通过螺钉固定在所述轴承座上，所述固定板中心为圆孔，所述感应码盘通过自带螺母固定在所述固定板中心的圆孔处。
进一步的，所述绳子为钢丝绳。
进一步的，所述钻头定位装置周围设置有防护罩。
进一步的，所述监测系统包括显示屏，用于实时显示钻头的位置信息。
一种包括该钻头定位装置的挤挖旋扩钻机，包括钻头定位装置及钻头和机架，所述机架安装在挤挖旋扩钻机上，所述机架上设置有钻头定位装置安装空间，所述钻头定位装置安装在所述钻头定位装置安装空间内，所述钻头定位装置的轴承座与所述机架螺栓连接，所述防护罩通过螺钉安装在所述机架上。
本发明的有益效果：本发明的钻头定位装置及包括该钻头定位装置的挤挖旋扩钻机，在工作时，将卷筒的旋转通过卷筒输出轴传递给角度位置传感器，由角度位置传感器计算脉冲后，由监测系统得出深度参数和卷扬机转速，从而确定钻头的位置信息，在传递旋转运动的同时，由于角度位置传感器为非接触感应，释放了对角度位置传感器的轴向、径向束缚，减少了硬性连接对角度位置传感器内部结构的不间歇和不规则的震动，提高了角度位置传感器的寿命。
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，下面描述中的附图仅仅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为本发明实施例钻头定位装置的结构示意图。
图2为图1中的角度位置传感器结构示意图。
图3为本发明实施例钻头定位装置的监测系统的结构框图。
上述附图标记：
1、卷筒主体；2、绳子；3、卷筒轴出轴；4、轴承；5、轴承座；6、机架；7、防护罩；8、磁环座连接轴；9、角度位置传感器；10、固定板；11、紧定螺钉；12、磁环座；13、磁环；14、感应码盘；15、监测系统；16、显示屏。
具体实施方式
下面结合附图对发明进一步说明，但不用来限制本发明的范围。
实施例
如图1、2所示，本发明提供的一种钻头定位装置，包括：角度位置传感器9、传感器安装机构、卷筒、轴承座5、绳子2、监测系统15，角度位置传感器9为非接触式，包括紧定螺钉11、磁环座12、磁环13、感应码盘14；传感器安装机构包括磁环座连接轴8、固定板10。
卷筒包括卷筒主体1和卷筒输出轴3，卷筒主体1和卷筒输出轴3可以一体式设计，还可以为分体式设计，分体式设计通过焊接或螺栓连接，本发明优选的是用螺栓将卷筒主体1和卷筒输出轴3固定在一起。
卷筒主体通过轴承4设置在轴承座5内，卷筒输出轴3一端中心设有螺纹孔，磁环座连接轴8一端通过自带螺纹连接于卷筒输出轴3的螺纹孔处，另一端通过紧定螺钉11与磁环座12连接，磁环13镶嵌在磁环座12内，固定板10通过螺钉固定在轴承座5上，固定板10中心为圆孔，感应码盘14通过自带螺母固定在固定板10中心的圆孔处。
轴承座5主要起到支撑作用，一方面通过轴承4支撑卷筒输出轴3，进而支撑卷筒主体1，另一方面用于支撑安装角度位置传感器9的固定板10。
如图3所示，监测系统15用于处理角度位置传感器9反馈的信息，监测系统15包括显示屏16，用于实时显示钻头的位置信息，监测系统15将处理后的钻头位置信息，发送给显示屏16进行显示，或者发送给语音系统，通过语音系统通知操作人员该钻头位置信息，本发明中优选的是显示屏16，用于实时显示钻头的位置信息。
绳子2一端固定在卷筒主体1上，另一端与挤挖旋扩钻机的钻头相连，卷筒主体1旋转过程中可实现绳子2的收放，本发明绳子2优选为钢丝绳，通过测算绳子2的长度信息，就可以实时监测钻头的位置信息，并实时显示在显示屏16上。
本发明提供的一种包括该钻头定位装置的挤挖旋扩钻机，包括钻头定位装置及钻头和机架6，机架6安装在挤挖旋扩钻机上，一方面承受绳子2的拉力，另一方面支撑卷筒主体1和钻头定位装置。
机架6上设置有钻头定位装置安装空间，钻头定位装置安装在钻头定位装置安装空间内，钻头定位装置的轴承座5与机架6螺栓连接。
本发明中为了有效的保护角度位置传感器9不受损伤，在角度位置传感器9外侧设置有防护罩7，防护罩7通过螺钉安装在机架6上。
本发明的工作过程：当挤挖旋扩钻机的钻头施工过程中，在绳子2的带动下卷筒主体1开始旋转，由于卷筒主体1和卷筒输出轴3固定连接，卷筒输出轴3通过轴承4安装在轴承座5内，因此卷筒主体1在旋转过程中不会发生打滑现象及磨损，且绳子2是缠绕在卷筒主体1上，绳子2也不易磨损，卷筒输出轴3将扭矩通过磁环座连接轴8传递给磁环座12，从而带动镶嵌在磁环座12上的磁环13旋转，固定在轴承座5的固定板10上的感应码盘14可以实时监测到磁环13的角度信息，通过监测系统15处理后，把卷筒主体1的实时位置信息显示在显示屏16上，由于卷筒主体1和磁环13为同轴转动，所以缠绕在卷筒主体1上绳子2的实时长度就能及时显示在显示屏16上。
本发明实施例提供的一种钻头定位装置，能精确显示钻头位置信息，提高长期工作的可靠性、稳定性，同时采用非接触式角度位置传感器9，消除了震动和磨损的影响，确保了长期工作的可靠性和稳定性，且结构紧凑、安装简便，测量精度准确。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。

Claims (5)

1.一种钻头定位装置，其特征在于，包括：
角度位置传感器，所述角度位置传感器为非接触式，包括紧定螺钉、磁环座、磁环、感应码盘，
传感器安装机构，所述传感器安装机构包括磁环座连接轴、固定板，
卷筒，所述卷筒包括卷筒主体和卷筒输出轴，
轴承座，用于支撑传感器安装机构和卷筒，
绳子，所述绳子的一端固定在所述卷筒主体上，另一端与挤挖旋扩钻机的钻头连接，
监测系统，用于处理角度位置传感器反馈的信息，
所述卷筒主体通过轴承设置在所述轴承座内，所述卷筒输出轴一端中心设有螺纹孔，所述磁环座连接轴一端通过自带螺纹连接于所述卷筒输出轴的螺纹孔处，另一端通过紧定螺钉与所述磁环座连接，所述磁环镶嵌在磁环座内，所述固定板通过螺钉固定在所述轴承座上，所述固定板中心为圆孔，所述感应码盘通过自带螺母固定在所述固定板中心的圆孔处。
2.根据权利要求1所述的钻头定位装置，其特征在于，所述绳子为钢丝绳。
3.根据权利要求1所述的钻头定位装置，其特征在于，所述钻头定位装置周围设置有防护罩。
4.根据权利要求1所述的钻头定位装置，其特征在于，所述监测系统包括显示屏，用于实时显示钻头的位置信息。
5.一种包括该钻头定位装置的挤挖旋扩钻机，其特征在于，包括权利要求1～3任一项所述的钻头定位装置及钻头和机架，所述机架安装在挤挖旋扩钻机上，所述机架上设置有钻头定位装置安装空间，所述钻头定位装置安装在所述钻头定位装置安装空间内，所述钻头定位装置的轴承座与所述机架螺栓连接，所述防护罩通过螺钉安装在所述机架上。
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