CN108756781B - 一种车载钻机起重臂控制装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种车载钻机起重臂控制装置，包括传感器安装板、检测板和传感器，检测板安装在旋转柱上，传感器及传感器安装板装在旋转马达外壳不动部分，以旋转马达的轴心随着旋转马达的旋转而旋转；检测板整体为扇形结构，分为五块区域，其中区域①和区域③分别为内侧、外侧判断区域，区域①对应传感器得电时，判断工作在内侧位置；区域③对应传感器得电时，判断工作在外侧位置；区域②为工作区域，对应传感器在此区域，可向内或向外旋转；区域④和区域⑤为缓冲区域，用于防止向内或者向外旋转时对应传感器出了区域②而无法做相反动作。通过检测板的巧妙设计，用最简单的方法实现自动控制，不需要控制器，成本低、效果好。

Description

一种车载钻机起重臂控制装置
技术领域
本发明涉及车载钻机领域，具体涉及一种车载钻机起重臂控制装置。
背景技术
车载深井钻机一般配备吊装工具，工作时辅助吊装各种工具和钻具。由于安装空间限制，起重臂一般采用可折叠伸缩式结构，运输状态时起重臂需要回收到规定位置，防止运输过程中整车超高。工作中，起重臂通过变幅达到工作姿态，同时根据工作需求可以旋转。旋转过程中需要角度限制，防止与其他部件碰撞。
现有技术中，起重臂旋转角度和回收动作一般由人为观察操作、存在运动干涉的风险，或者采用昂贵的角度传感器，使整车成本提高。起重臂回收时，离操作平台较远，需要边观察边操作，操作较复杂。
现有技术的缺点：目前起重臂操作多为手动操作，步骤多，操作复杂，同时存在运动中碰撞的风险。国外设备一般安装昂贵的传感器，增加了整车成本。
发明内容
目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种车载钻机起重臂控制装置。
技术方案：为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：
一种车载钻机起重臂控制装置，其特征在于：包括传感器安装板、检测板和与检测板相对应设置的多个传感器，检测板安装在旋转柱上，传感器及传感器安装板装在旋转马达外壳不动部分，以旋转马达的轴心随着旋转马达的旋转而旋转；
所述检测板整体为扇形结构，分为五块区域，其中区域①和区域③分别为内侧、外侧判断区域（内外侧相对于起始位置区分），区域①对应传感器得电时，判断工作在内侧位置；区域③对应传感器得电时，判断工作在外侧位置；
区域②为工作区域，对应传感器在此区域，可向内或向外旋转；
区域④和区域⑤为缓冲区域，用于防止向内或者向外旋转时对应传感器出了区域②而无法做相反动作。
所述传感器包括传感器一、传感器二、传感器三、传感器四；传感器一对应检测检测板的区域①，传感器四对应检测检测板的区域③；当传感器一触发时判断起重臂在内侧位置，角度范围为α；当传感器四触发时判断起重臂在外侧位置，角度范围为β；当传感器一和传感器四同时不触发，判断起重臂在中间位置；
传感器二和传感器三安装在同一个圆面上，传感器二和传感器三对应检测检测板的区域②；当传感器二从区域②运动到区域⑤，并超过区域⑤时，传感器二触发，禁止继续旋转，同时传感器三还未触发，起重臂可反方向旋转；同理，当传感器三从区域②运动到区域④，并超过区域④时，传感器三触发，禁止起重臂继续旋转，同时传感器二还未触发，起重臂可反方向旋转。
所述的车载钻机起重臂控制装置，其特征在于：内旋开关S1与内旋电磁阀Y1连接，用于控制旋转马达向内旋转，带动起重臂内旋；当按下内旋开关S1时，起重臂向内旋转，最大位置到区域④。
所述的车载钻机起重臂控制装置，其特征在于：外旋开关S2与外旋电磁阀Y2连接，用于控制旋转马达向外旋转，带动起重臂外旋；按下外旋开关S2时，起重臂向外旋转，最大位置到区域⑤。
所述的车载钻机起重臂控制装置，其特征在于：回收开关S3与回收电磁阀Y3连接，用于控制油缸缩回，起重臂归位。
当传感器二SQ2在区域④与区域⑤之间的区域内，按下内旋开关S1，起重臂向内旋转，由区域⑤向区域④作内旋；
当传感器三SQ3在区域④与区域⑤之间的区域内，按下开关S2，起重臂向外旋转，由区域④向区域⑤作外旋；以上两种动作传感器超出区域将断开，无法进行动作；
当按下回收开关S3时，由于传感器一SQ1和传感器四SQ4的检测区域①和区域③不重合，在检测过程中有三种情况，传感器一SQ1闭合传感器四SQ4断开，传感器一SQ1断开传感器四SQ4闭合，传感器一SQ1与传感器四SQ4断开；
当按下回收开关S3时，若在区域①，传感器一SQ1的常开触点SQ1:1闭合，同时电磁阀Y2得电，起重臂外旋，当旋转到区域①与区域③交接位置时，SQ1:1与SQ4:1均不得电，SQ1:2与SQ4:2同时得电，电磁阀Y3得电，起重臂回收；
同理，当按下回收开关S3时，若在区域③，传感器四SQ4的常开触点SQ4:1闭合，同时电磁阀Y1得电，起重臂内旋，当旋转到区域①与区域③交接位置时，SQ1:1与SQ4:1均不得电，SQ1:2与SQ4:2同时得电，电磁阀Y3得电，起重臂回收。
作为优选方案，所述的车载钻机起重臂控制装置，其特征在于：所述传感器为接近开关。
作为优选方案，所述的车载钻机起重臂控制装置，其特征在于：传感器二与传感器三之间的夹角等于角a或者角b，角a、角b为缓冲角度，用于防止传感器二和传感器三出了区域②而无法正常返回。
有益效果：本发明提供的车载钻机起重臂控制装置，可以通过检测及控制保证起重臂向内向外在安全角度内作业，防止与其他物体碰撞。同时通过检测装置检测出中间位置，自动实现一键回收。本发明使用最常见的接近开关和半导体器件组合，通过检测板的巧妙设计，用最简单的方法实现自动控制，不需要控制器就能实现起重臂的安全操作和自动回收，成本低、效果好。
附图说明
图1 为起重臂示意图；
图2为起重臂检测装置安装示意图；
图3为传感器安装板及传感器安装示意图；
图4为检测板示意图；
图5为起重臂在中间位置时传感器与检测板之间的对应关系图；
图6为控制原理图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作更进一步的说明。
如图1、图2所示，为一种车载钻机起重臂控制装置，包括检测板5、传感器安装板4和四个传感器，检测板5安装在旋转柱2上，传感器及其安装板4装在旋转马达3外壳不动部分，以旋转马达3的轴心随着旋转马达3的旋转而旋转；起重臂通过油缸1变幅实现运输状态和工作状态，通过旋转马达3带动旋转柱2向内和向外旋转起重臂位置进行作业。
如图4所示，所述检测板整体为扇形结构，分为五块区域，其中区域①和区域③为内、外侧判断区域（内外侧相对于起始位置区分），区域①对应传感器得电时，说明工作在内侧，同理可判断是否工作在外侧；
区域②为工作区域，对应两个传感器只要在此区域就可以向内或向外旋转。
区域④和区域⑤为缓冲区域，用于防止向内或者向外旋转时对应传感器出了区域②而无法做相反动作。
如图3所示，四个传感器分别为传感器一6、传感器二7、传感器三8、传感器四9；传感器一6对应检测检测板的区域①内侧位置，传感器四9对应检测检测板的区域③外侧位置；当传感器一6触发时判断起重臂在内侧位置，角度范围为α；当传感器四9触发时判断起重臂在外侧位置，角度范围为β；当传感器一6和传感器四9同时不触发，判断起重臂在中间位置，如图5所示。
传感器二7和传感器三8安装在同一个圆面上，传感器二7和传感器三8之间夹角等于角a或者角b，传感器二7和传感器三8对应检测检测板的区域②。传感器二7从区域②运动到区域⑤，并超过区域⑤时，传感器二7触发，禁止继续旋转，同时传感器三8还未触发，起重臂可以反方向旋转；同理传感器三8从区域②运动到区域④，当超过区域④时，传感器三8触发，禁止起重臂继续旋转，同时传感器二7还未触发，起重臂可以反方向旋转。
角度a、b为缓冲角度，用于防止传感器二和传感器三出了区域②而无法正常返回。
内旋开关S1与内旋电磁阀Y1连接，用于控制旋转马达3向内旋转；
外旋开关S2与外旋电磁阀Y2连接，用于控制旋转马达3向外旋转；
回收开关S3与回收电磁阀Y3连接，用于控制油缸1缩回，起重臂归位。
如图6所示，Y1为内旋电磁阀， Y2为外旋电磁阀， Y3为回收电磁阀，V1、V2为二极管。当传感器二SQ2在区域④与⑤之间的区域内，按下开关S1，起重臂可以向内旋转（由区域⑤向④作内旋）。当传感器三SQ3在区域④与⑤之间的区域内，按下开关S2，起重臂可以向外旋转（由区域④向⑤作外旋）。以上两种动作传感器超出区域将断开，无法进行动作。当按下一键回收开关S3时，由于传感器一SQ1和传感器四SQ4区域①和③不重合，在检测过程中有三种情况，SQ1闭合SQ4断开，SQ1断开SQ4闭合，SQ1与SQ4断开。当按下一键回收开关S3时，若在区域①，SQ1的常开触点SQ1:1闭合，同时电磁阀Y2得电，起重臂外旋，当旋转到区域①与区域③交接位置时，SQ1:1与SQ4:1均不得电，SQ1:2与SQ4:2同时得电，电磁阀Y3得电，起重臂回收。同理，当按下一键回收开关S3时，若在区域③，SQ4的常开触点SQ4:1闭合，同时电磁阀Y1得电，起重臂内旋，当旋转到区域①与③交接位置时，SQ1:1与SQ4:1均不得电，SQ1:2与SQ4:2同时得电，电磁阀Y3得电，起重臂回收。
所以当按下内旋开关S1时，起重臂可以向内旋转，最大位置到区域④，同理，按下外旋开关S2时，起重臂可以向外旋转，最大位置到区域⑤。通过以上方式，规定旋转马达3旋转角度。
同时本发明设计一键操作，操作开关为S3。当按下一键回收按键时，若起重臂在内侧，即区域①，外旋电磁阀Y2得电，向外旋转，同时回收电磁阀因为互锁不得电，当向外旋转到中间区域时，传感器一6和传感器四9同时失电，SQ1:2 和SQ4:2得电，回收电磁阀Y3得电，油缸缩回，达到起重臂归位的目的。同理当按下一键回收按键时，若起重臂在外侧，即区域③，内旋电磁阀Y1得电，向内旋转，同时回收电磁阀Y3因为互锁不得电，当向内旋转到中间区域时，传感器一6和传感器四9同时失电，SQ1:2 和SQ4:2得电，回收电磁阀Y3得电，油缸缩回，起重臂归位。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种车载钻机起重臂控制装置，其特征在于：包括传感器安装板、检测板和与检测板相对应设置的多个传感器，检测板安装在旋转柱上，传感器及传感器安装板装在旋转马达外壳不动部分，以旋转马达的轴心随着旋转马达的旋转而旋转；
所述检测板整体为扇形结构，分为五块区域，其中区域①和区域③分别为内侧、外侧判断区域，区域①对应传感器得电时，判断工作在内侧位置；区域③对应传感器得电时，判断工作在外侧位置；
区域②为工作区域，对应传感器在此区域，可向内或向外旋转；
区域④和区域⑤为缓冲区域，用于防止向内或者向外旋转时对应传感器出了区域②而无法做相反动作；
所述传感器包括传感器一、传感器二、传感器三、传感器四；传感器一对应检测检测板的区域①，传感器四对应检测检测板的区域③；当传感器一触发时判断起重臂在内侧位置，角度范围为α；当传感器四触发时判断起重臂在外侧位置，角度范围为β；当传感器一和传感器四同时不触发，判断起重臂在中间位置；
传感器二和传感器三安装在同一个圆面上，传感器二和传感器三对应检测检测板的区域②；当传感器二从区域②运动到区域⑤，并超过区域⑤时，传感器二触发，禁止继续旋转，同时传感器三还未触发，起重臂可反方向旋转；同理，当传感器三从区域②运动到区域④，并超过区域④时，传感器三触发，禁止起重臂继续旋转，同时传感器二还未触发，起重臂可反方向旋转；
区域①的左端为内凹半圆结构且与圆形传感器一的结构相对应，区域③的右端为内凹半圆结构且与圆形传感器四的结构相对应；
区域⑤、区域④分别位于区域②的周向左右两侧；区域①位于区域②的径向上侧，区域③位于区域②的径向下侧。
2.根据权利要求1所述的车载钻机起重臂控制装置，其特征在于：内旋开关S1与内旋电磁阀Y1连接，用于控制旋转马达向内旋转，带动起重臂内旋；当按下内旋开关S1时，起重臂向内旋转，最大位置到区域④。
3.根据权利要求1所述的车载钻机起重臂控制装置，其特征在于：外旋开关S2与外旋电磁阀Y2连接，用于控制旋转马达向外旋转，带动起重臂外旋；按下外旋开关S2时，起重臂向外旋转，最大位置到区域⑤。
4.根据权利要求1所述的车载钻机起重臂控制装置，其特征在于：回收开关S3与回收电磁阀Y3连接，用于控制油缸缩回，起重臂归位。
5.根据权利要求1所述的车载钻机起重臂控制装置，其特征在于：当传感器二SQ2在区域④与区域⑤之间的区域内，按下内旋开关S1，起重臂向内旋转，由区域⑤向区域④作内旋；当传感器三SQ3在区域④与区域⑤之间的区域内，按下开关S2，起重臂向外旋转，由区域④向区域⑤作外旋。
6.根据权利要求1所述的车载钻机起重臂控制装置，其特征在于：当按下回收开关S3时，由于传感器一SQ1和传感器四SQ4的检测区域①和区域③不重合，在检测过程中有三种情况：传感器一SQ1闭合传感器四SQ4断开，传感器一SQ1断开传感器四SQ4闭合，传感器一SQ1与传感器四SQ4断开；
当按下回收开关S3时，若在区域①，传感器一SQ1的常开触点SQ1:1闭合，同时电磁阀Y2得电，起重臂外旋，当旋转到区域①与区域③交接位置时，SQ1:1与SQ4:1均不得电，SQ1:2与SQ4:2同时得电，电磁阀Y3得电，起重臂回收；
同理，当按下回收开关S3时，若在区域③，传感器四SQ4的常开触点SQ4:1闭合，同时电磁阀Y1得电，起重臂内旋，当旋转到区域①与区域③交接位置时，SQ1:1与SQ4:1均不得电，SQ1:2与SQ4:2同时得电，电磁阀Y3得电，起重臂回收。
7.根据权利要求1所述的车载钻机起重臂控制装置，其特征在于：所述传感器为接近开关。
8.根据权利要求1所述的车载钻机起重臂控制装置，其特征在于：所述传感器二与传感器三之间的夹角等于角a或者角b，角a、角b为缓冲角度，用于防止传感器二和传感器三出了区域②而无法正常返回。
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