CN107060725A - 一种桩基钻孔冲击钻的自动化操作系统及应用其的冲击钻 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种桩基钻孔冲击钻的自动化操作系统及应用其的冲击钻，桩基钻孔冲击钻的自动化操作系统，包括智能控制器、互感器、传感器探头、气泵以及磁块；应用自动化操作系统的冲击钻，还包括底架、一端固定在卷扬机轮盘的卷绳轴上另一端固定连接冲击锤的钢丝绳、撑杆以及设置在底架上的地滑轮组。本发明将传统的人工提绳放绳操作设计为智能自动化提绳放绳，智能控制器能够实现对放绳量和放绳速率等参数的及时获取和分析，并根据需要进行自动化调整，气泵对电动机的离合和刹车的控制，从而控制了卷扬轮盘的卷扬钢丝绳的长度和速度，提绳或放绳的速率保持平稳。

Description

一种桩基钻孔冲击钻的自动化操作系统及应用其的冲击钻

技术领域

本发明涉及一种桩基钻孔冲击钻的自动化操作系统及应用其的冲击钻。

背景技术

桥涵或者高楼进行施工时可能需要打地桩，可根据当地地质条件选用冲击钻施工，冲击钻为钻机的一种。主要用于地质较硬，有岩石等较硬地层的钻孔施工。现有的人工冲击钻成孔时，每台钻机需要配备至少3名操作人员，工作范围包括操作钻机的提绳和放绳，机械维护，造浆，排渣，施工记录等，其中对操作钻机的提绳放绳的人员要求极高，提绳或放绳的速率难以保持平稳，桥梁桩基设计桩长较长且要求入岩深度较深，人工放绳不仅进尺效率低、劳动强度大、操作困难，而且难以保证钻头进尺和提升的稳定性，不便于根据工况及时进行放绳量和放绳速度的调整。

发明内容

本发明的目的是提供一种提高效率、节省人工的桩基钻孔冲击钻的自动化操作系统及应用其的冲击钻。

为了实现上述目的，本发明采取的技术方案如下：

一种桩基钻孔冲击钻的自动化操作系统，包括智能控制器、互感器、传感器探头、气泵以及磁块；

所述磁块间隔设置在卷扬机轮盘的轮盘侧板外侧圆周；

所述传感器探头设置在轮盘侧板的侧部且其磁感面与磁块相对应设置，在轮盘侧板的旋转过程中，磁块与传感器探头之间发生电磁感应产生电流；

所述互感器连接在传感器探头与智能控制器之间，互感器将磁块与传感器探头电磁感应产生的电流按比例变换成标准小电流，智能控制器对互感器转换后的标准小电流进行分析运算，从而得到卷扬机轮盘的卷扬长度和卷扬速率；

所述气泵连接在智能控制器与电动机的刹车离合控制杆之间，智能控制器将分析运算所得的卷扬参数与实际工况所需的卷扬参数进行比对后，智能控制器将调整命令发送到气泵，气泵根据调整命令进行气压值的变化，气泵的气压端与刹车离合控制杆连接，刹车离合控制杆随着气泵的气压值的变化而发生转动，刹车离合控制杆的转动调整电动机的转速；

所述电动机为卷扬机轮盘的旋转提供动力；

电动机的转速变化后，卷扬机轮盘的卷扬速度随之发生变化，轮盘侧板上的磁块与传感器探头电磁感应产生的电流也发生改变，互感器将变化后的电流转换后传输到智能控制器。

进一步的，相邻所述磁块在轮盘侧板上的间隔距离为10cm。

进一步的，所述智能控制器为电脑处理机。

进一步的，所述传感器探头与磁块在对应位置时，两者之间的距离为1-5cm。

一种应用自动化操作系统的冲击钻，包括上述操作系统。

进一步的，还包括底架、一端固定在卷扬机轮盘的卷绳轴上另一端固定连接冲击锤的钢丝绳、撑杆以及设置在底架上的地滑轮组。

进一步的，所述撑杆与卷扬机轮盘分别位于地滑轮组的两侧；

所述钢丝绳穿过地滑轮组后沿撑杆上升到撑杆顶部。

本发明将传统的人工提绳放绳操作设计为智能自动化提绳放绳，智能控制器能够实现对放绳量和放绳速率等参数的及时获取和分析，并根据需要进行自动化调整，气泵对电动机的离合和刹车的控制，从而控制了卷扬轮盘的卷扬钢丝绳的长度和速度，提绳或放绳的速率保持平稳，应用本发明的自动化操作系统不仅进尺效率高、劳动强度低、操作及时便捷，而且保证了钻头进尺和提升的稳定性，人工冲击钻成孔时每台钻机需要配备3名操作人员，工作范围包括操作钻机的提绳和放绳，机械维护，造浆，排渣，施工记录等。给冲击钻机安装自动化操作系统后减少了1名专职操作钻机提绳和放绳人员，每台钻机由3人减少为2人，并且降低了劳动强度，提高了进尺效率。

附图说明

附图1为本发明操作流程示意图；

附图2为本发明应用到冲击钻的结构示意图；

附图3为本发明卷扬机轮盘的结构示意图。

在附图中：

1底架、2撑杆、3卷扬机轮盘、3-1卷绳轴、3-2轮盘侧板、3-3磁块、4电动机、5刹车离合控制杆、6传感器探头、7钢丝绳、8冲击锤、9地滑轮组、10气泵、11智能控制器、12互感器。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本申请及其应用或使用的任何限制。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本申请的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

如附图1-3所示，一种桩基钻孔冲击钻的自动化操作系统，包括智能控制器11、互感器12、传感器探头6、气泵10以及磁块3-3；所述磁块3-3间隔设置在卷扬机轮盘3的轮盘侧板3-2外侧圆周；所述传感器探头6设置在轮盘侧板3-2的侧部且其磁感面与磁块3-3相对应设置，在轮盘侧板3-2的旋转过程中，磁块3-3与传感器探头6之间发生电磁感应产生电流；所述互感器12连接在传感器探头6与智能控制器11之间，互感器12将磁块3-3与传感器探头6电磁感应产生的电流按比例变换成标准小电流，即4-20mA的标准电流信号，智能控制器11对互感器12转换后的标准小电流进行分析运算，从而得到卷扬机轮盘3的卷扬长度和卷扬速率；所述气泵10连接在智能控制器11与电动机4的刹车离合控制杆5之间，智能控制器11将分析运算所得的卷扬参数与实际工况所需的卷扬参数进行比对后，智能控制器11将调整命令发送到气泵10，气泵10根据调整命令进行气压值的变化，气泵10的气压端与刹车离合控制杆5连接，刹车离合控制杆5随着气泵10的气压值的变化而发生转动，刹车离合控制杆5的转动调整电动机4的转速；

所述电动机4为卷扬机轮盘3的旋转提供动力；电动机4的转速变化后，卷扬机轮盘3的卷扬速度随之发生变化，轮盘侧板3-2上的磁块3-3与传感器探头6电磁感应产生的电流也发生改变，互感器12将变化后的电流转换后传输到智能控制器11。相邻所述磁块3-3在轮盘侧板3-2上的间隔距离为10cm。所述智能控制器11为电脑处理机。所述传感器探头6与磁块3-3在对应位置时，两者之间的距离为1-5cm。

一种应用自动化操作系统的冲击钻，包括上述操作系统，还包括底架1、一端固定在卷扬机轮盘3的卷绳轴3-1上另一端固定连接冲击锤8的钢丝绳7、撑杆2以及设置在底架1上的地滑轮组9。所述撑杆2与卷扬机轮盘3分别位于地滑轮组9的两侧；所述钢丝绳7穿过地滑轮组9后沿撑杆2上升到撑杆2顶部。

本发明将传统的人工提绳放绳操作设计为智能自动化提绳放绳，智能控制器能够实现对放绳量和放绳速率等参数的及时获取和分析，并根据需要进行自动化调整，气泵对电动机的离合和刹车的控制，从而控制了卷扬轮盘的卷扬钢丝绳的长度和速度，提绳或放绳的速率保持平稳，应用本发明的自动化操作系统不仅进尺效率高、劳动强度低、操作及时便捷，而且保证了钻头进尺和提升的稳定性，人工冲击钻成孔时每台钻机需要配备3名操作人员，工作范围包括操作钻机的提绳和放绳，机械维护，造浆，排渣，施工记录等。给冲击钻机安装自动化操作系统后减少了1名专职操作钻机提绳和放绳人员，每台钻机由3人减少为2人，并且降低了劳动强度，提高了进尺效率。

人工冲击钻成孔时每台钻机需要配备3名操作人员，工作范围包括操作钻机的提绳和放绳，机械维护，造浆，排渣，施工记录等。给冲击钻机安装自动化操作系统后减少了1名专职操作钻机提绳和放绳人员，每台钻机由3人减少为2人，福州绕城项目A11合同段桥梁工程共有桩基360棵，其中4棵为水磨钻成孔，356棵为冲击钻成孔，由于该项目桥梁桩基设计桩长较长且要求入岩深度较深，到目前为止已完成的290棵桩基，平均一棵桩成孔需要20.5天，每棵桩基成孔可节省操作人工20.5个，该项目按260棵桩基计算已累计节约人工5330个。应用本发明后产生的经济效益测算： 节约人工费用=200元/每人日工资×5330=1066000元 。

以上所述实施方式仅为本发明的优选实施例，而并非本发明可行实施的穷举。对于本领域一般技术人员而言，在不背离本发明原理和精神的前提下对其所作出的任何显而易见的改动，都应当被认为包含在本发明的权利要求保护范围之内。

Claims (7)

1.一种桩基钻孔冲击钻的自动化操作系统，其特征在于：其包括智能控制器（11）、互感器（12）、传感器探头（6）、气泵（10）以及磁块（3-3）；

所述磁块（3-3）间隔设置在卷扬机轮盘（3）的轮盘侧板（3-2）外侧圆周；

所述传感器探头（6）设置在轮盘侧板（3-2）的侧部且其磁感面与磁块（3-3）相对应设置，在轮盘侧板（3-2）的旋转过程中，磁块（3-3）与传感器探头（6）之间发生电磁感应产生电流；

所述互感器（12）连接在传感器探头（6）与智能控制器（11）之间，互感器（12）将磁块（3-3）与传感器探头（6）电磁感应产生的电流按比例变换成标准小电流，智能控制器（11）对互感器（12）转换后的标准小电流进行分析运算，从而得到卷扬机轮盘（3）的卷扬长度和卷扬速率；

所述气泵（10）连接在智能控制器（11）与电动机（4）的刹车离合控制杆（5）之间，智能控制器（11）将分析运算所得的卷扬参数与实际工况所需的卷扬参数进行比对后，智能控制器（11）将调整命令发送到气泵（10），气泵（10）根据调整命令进行气压值的变化，气泵（10）的气压端与刹车离合控制杆（5）连接，刹车离合控制杆（5）随着气泵（10）的气压值的变化而发生转动，刹车离合控制杆（5）的转动调整电动机（4）的转速；

所述电动机（4）为卷扬机轮盘（3）的旋转提供动力；

电动机（4）的转速变化后，卷扬机轮盘（3）的卷扬速度随之发生变化，轮盘侧板（3-2）上的磁块（3-3）与传感器探头（6）电磁感应产生的电流也发生改变，互感器（12）将变化后的电流转换后传输到智能控制器（11）。

2.根据权利要求1所述的一种桩基钻孔冲击钻的自动化操作系统，其特征在于：相邻所述磁块（3-3）在轮盘侧板（3-2）上的间隔距离为10cm。

3.根据权利要求1所述的一种桩基钻孔冲击钻的自动化操作系统，其特征在于：所述智能控制器（11）为电脑处理机。

4.根据权利要求1所述的一种桩基钻孔冲击钻的自动化操作系统，其特征在于：所述传感器探头（6）与磁块（3-3）在对应位置时，两者之间的距离为1-5cm。

5.一种应用自动化操作系统的冲击钻，其特征在于：包括如权利要求1-4任一项所述的操作系统。

6.根据权利要求5所述的一种应用自动化操作系统的冲击钻，其特征在于：其还包括底架（1）、一端固定在卷扬机轮盘（3）的卷绳轴（3-1）上另一端固定连接冲击锤（8）的钢丝绳（7）、撑杆（2）以及设置在底架（1）上的地滑轮组（9）。

7.根据权利要求6所述的一种应用自动化操作系统的冲击钻，其特征在于：所述撑杆（2）与卷扬机轮盘（3）分别位于地滑轮组（9）的两侧；

所述钢丝绳（7）穿过地滑轮组（9）后沿撑杆（2）上升到撑杆（2）顶部。