CN109707365A - 旋挖钻机成孔动画显示的方法、装置及旋挖钻机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及建筑机械技术领域，具体涉及一种旋挖钻机成孔动画显示的方法、装置及旋挖钻机，该旋挖钻机还包括控制器、主卷扬编码器、加压卷扬编码器以及显示器。实际使用时，该控制器对处于初始位置的第一节钻杆和动力头进行标定分别得到钻孔深度标定值和动力头位置标定值，该主卷扬编码器用于实时检测钻孔深度，该加压卷扬编码器用于实时检测动力头位置，进而该控制器可根据钻孔深度标定值、动力头位置标定值、钻孔深度以及动力头位置确定钻杆相对于动力头位置的相对位移，并根据每节钻杆的长度以及相对位移确定当前钻杆的工作状态，最后通过显示器将钻杆的工作状态以动画形式实时显示出来。

Description

旋挖钻机成孔动画显示的方法、装置及旋挖钻机

技术领域

本发明涉及建筑机械技术领域，具体而言，涉及一种旋挖钻机成孔动画显示的方法、装置及旋挖钻机。

背景技术

目前的旋挖钻机进行作业打孔的时候，只能通过简单的深度传感器获取打孔深度数据值，对打孔的情况无法直接观察，也对钻杆的工作情况无法监测。由于目前手段检测得到的数据简单，同时及时了解钻杆的工作情况，有利于打孔工作安全有效地进行，可及时对危险情况进行调整，对工作进度和状态进行把控。因此，提供一种旋挖钻机成孔动画显示的方法是十分必要的。

发明内容

本发明的目的在于提供一种旋挖钻机成孔动画显示的方法，以实现对旋挖钻机打孔过程的实时监控。

本发明的另一目的在于提供一种旋挖钻机成孔动画显示的装置，以实现对旋挖钻机打孔过程的实时监控。

本发明的另一目的在于提供一种旋挖钻机，以实现对旋挖钻机打孔过程的实时监控。

为了实现上述目的，本发明实施例采用的技术方案如下：

第一方面，本发明实施例提供了一种旋挖钻机成孔动画显示的方法，所述旋挖钻机包括底座支架、动力头以及多节钻杆，所述动力头和多节钻杆均设置于所述底座支架上，且所述动力头和多节钻杆均可相对于所述底座支架滑动，所述方法包括：对处于初始位置的所述第一节钻杆和动力头进行标定分别得到钻孔深度标定值和动力头位置标定值；实时检测钻孔深度以及动力头位置；根据所述钻孔深度标定值、动力头位置标定值、钻孔深度以及动力头位置确定所述钻杆相对于所述动力头位置的相对位移；根据每节钻杆的长度以及所述相对位移确定当前钻杆的工作状态；将所述钻杆的工作状态以动画形式实时显示。

第二方面，本发明实施例还提供了一种旋挖钻机成孔动画显示的装置，所述旋挖钻机包括底座支架、动力头以及多节钻杆，所述动力头和多节钻杆均设置于所述底座支架上，所述装置包括控制器、主卷扬编码器、加压卷扬编码器以及显示器，所述控制器用于对处于初始位置的所述第一节钻杆和动力头进行标定分别得到钻孔深度标定值和动力头位置标定值；所述主卷扬编码器用于实时检测钻孔深度，所述加压卷扬编码器用于实时检测动力头位置；所述控制器还用于根据所述钻孔深度标定值、动力头位置标定值、钻孔深度以及动力头位置确定所述钻杆相对于所述动力头位置的相对位移；根据每节钻杆的长度以及所述相对位移确定当前钻杆的工作状态；所述显示器用于将所述钻杆的工作状态以动画形式实时显示。

第三方面，本发明实施例还提供了一种旋挖钻机，所述旋挖钻机包括底座支架、动力头、多节钻杆，所述动力头和多节钻杆均设置于所述底座支架上，所述旋挖钻机还包括控制器、主卷扬编码器、加压卷扬编码器以及显示器，所述控制器用于对处于初始位置的所述第一节钻杆和动力头进行标定分别得到钻孔深度标定值和动力头位置标定值；所述主卷扬编码器用于实时检测钻孔深度，所述加压卷扬编码器用于实时检测动力头位置；所述控制器还用于根据所述钻孔深度标定值、动力头位置标定值、钻孔深度以及动力头位置确定所述钻杆相对于所述动力头位置的相对位移；根据每节钻杆的长度以及所述相对位移确定当前钻杆的工作状态；所述显示器用于将所述钻杆的工作状态以动画形式实时显示。

本发明实施例提供的一种旋挖钻机成孔动画显示的方法、装置及旋挖钻机，该旋挖钻机包括底座支架、动力头以及多节钻杆，该动力头和多节钻杆均设置于底座支架上。该旋挖钻机还包括控制器、主卷扬编码器、加压卷扬编码器以及显示器。实际使用时，该控制器对处于初始位置的第一节钻杆和动力头进行标定分别得到钻孔深度标定值和动力头位置标定值，该主卷扬编码器用于实时检测钻孔深度，该加压卷扬编码器用于实时检测动力头位置，进而该控制器可根据钻孔深度标定值、动力头位置标定值、钻孔深度以及动力头位置确定钻杆相对于动力头位置的相对位移，并根据每节钻杆的长度以及相对位移确定当前钻杆的工作状态，最后通过显示器将钻杆的工作状态以动画形式实时显示出来。由此可见，本方案通过实时监测钻杆的工作状态，以实现对钻孔全过程进行安全把控。

为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

图1示出了本发明实施例提供的一种旋挖钻机的工作场景示意图。

图2示出了本发明实施例提供的一种旋挖钻机成孔动画显示的装置的功能模块示意图。

图3示出了本发明实施例提供的一种旋挖钻机成孔动画显示的方法的流程示意图。

图示：110-底座支架；120-动力头；130-钻杆；200-旋挖钻机成孔动画显示的装置；210-控制器；220-主卷扬编码器；230-加卷扬编码器；240-显示器。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的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。

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定义和解释。同时，在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

请参照图1，是本发明实施例提供的一种旋挖钻机的工作场景示意图，该旋挖钻机包括底座支架110、动力头120以及多节钻杆130，该动力头120相对于底座支架110滑动连接，该多节钻杆130穿过动力头120且相对于动力头120滑动连接。需要说明的是，该旋挖钻机的多节钻杆130类似于天线的结构，即是说，该多节钻杆130最开始全部收纳于第一节钻杆130中，当打孔逐步深入时，其余钻杆130在控制下依次从前一节钻杆130中伸出，且钻杆130之间有防往回伸缩结构，以防止已经伸出的钻杆130缩回，以无法开展打孔操作。容易理解的，该钻杆130可以向前伸出打孔，在打孔作业满足要求，即打孔结束后，还可在控制下回缩，以便于作业操作。

除此之外，该旋挖钻机上还设置有旋挖钻机成孔动画显示的装置200，请参照图2，是本发明实施例提供的一种旋挖钻机成孔动画显示装置200的功能模块示意图，该装置包括控制器210、主卷扬编码器220、加卷扬编码器230以及显示器240。在本发明实施例中，该控制器210为PLC控制器，即可编程逻辑控制器，其为一种具有微处理机的数字电子设备，用于自动化控制的数字逻辑控制器，可以将控制指令随时加载内存进行执行。

其实际使用时，该控制器210用于对初始位置的第一节钻杆130和动力头120进行标定以得到钻孔深度标定值和动力头位置标定值。进一步地，每一节钻杆130上设置有多个加压台，当第一节钻杆130上设置的位于底端的加压台与动力头120的底端平行的时候，该控制器210进行标定，此时将得到钻孔深度标定值以及动力头位置标定值。该钻孔深度标定值为孔底距离地面的深度，由于第一节钻杆130的初始位置在地面以上，故将钻孔深度标定值以负数形式进行统计，该动力头位置标定值为动力头120距离底座支架110下端的距离。

该主卷扬编码器220用于实时检测钻杆130进行打孔作业的钻孔深度，该加卷扬编码器230用于实时检测动力头位置，该两个编码器均将测得的数值发送至控制器210中。进而控制器210将根据打孔过程中实时测得的钻孔深度、动力头位置以及前期确定的标定值，钻孔深度标定值和动力头位置标定值，计算钻杆130相对于动力头120的相对位移，以进一步根据该相对位移和钻杆130的长度确定当前钻杆130的伸出状态，如有几根钻杆130完全伸出，部分伸出的钻杆130伸出程度等，并通过显示器240以动画形式及时展现于用户，以便于用户及时查看打孔进度，以提高工作效率和准确度。

请参照图3，是本发明实施例提供的一种旋挖钻机成孔动画显示的方法的流程示意图，该方法包括：

S110，对处于初始位置的第一节钻杆和动力头进行标定分别得到钻孔深度标定值和动力头位置标定值。

具体为，每一节钻杆130上设置有多个加压台，当第一节钻杆130上设置的位于底端的加压台与动力头120的底端平行的时候，该控制器210进行标定，此时将得到钻孔深度标定值以及动力头位置标定值。该钻孔深度标定值为孔底距离地面的深度，由于第一节钻杆130的初始位置在地面以上，故将钻孔深度标定值以负数形式进行统计，该动力头位置标定值为动力头120距离底座支架110下端的距离。

S120，实时检测钻孔深度以及动力头位置。

具体为，在旋挖钻机打孔的过程中，将实时控制主卷扬编码器220检测钻孔深度，同时，实时控制加卷扬编码器230检测动力头位置。

S130，根据钻孔深度标定值、动力头位置标定值、钻孔深度以及动力头位置确定钻杆相对于动力头的相对位移。

具体为，首先计算钻孔深度与钻孔深度标定值的差值为第一位移，即若钻孔深度标定值为H1，钻孔深度为H2，则该第一位移为H2-H1；其次，计算动力头位置与动力头位置标定值的差值为第二位移，即若该动力头位置为X2，动力头位置标定值为X1，则第二位移为X2-X1。最后，确定第一位移和第二位移之和为钻杆130相对于动力头120的相对位移，若该相对位移以Q1表示，则该Q1为(H2-H1)+(X2-X1)。该相对位移即表征当前钻杆130的伸出程度。

S140，根据每节钻杆的长度以及相对位移确定当前钻杆的工作状态。

具体为，一般来说，每节钻杆130的长度都是一致的，但是也存在不同钻杆130的长度不一致的情况，亦即是说，一台旋挖钻机上安装的钻杆130，其每节长度可能一致，也可能不一致，但是无论属于哪种情况，都会将每节钻杆130的长度事先录入控制器210中。进而将根据相对位移以及每节钻杆的长度确定当前钻杆130的工作状态，该工作状态为钻杆130的伸出程度，如目前完全伸出的节数以及部分伸出的钻杆130的程度。以旋挖钻机上的每节钻杆的长度都一致的情况进行举例说明，如每节钻杆130的长度均为Y，相对位移为Q1，则当0<Q1<Y，表明钻杆130的状态为第一节钻杆部分伸出，当Y<＝Q1<2Y，表明钻杆130的状态为第一节钻杆完全伸出，第二节钻杆部分伸出，当2Y<＝Q1<＝3Y，表明钻杆130的状态为第一节和第二钻杆均完全伸出，第三节钻杆部分伸出，以此类推。同时，通过相对位移减去伸出完整的钻杆130的总长度可得到部分伸出的钻杆130的长度。换句话说，可通过相对位移和每节钻杆130的长度确定出目前一共完整地伸出的钻杆130的数量，以及部分伸出的钻杆130的长度，以帮助工作人员及时了解打孔进程，此时控制器210即可根据伸出的钻杆总长度确定当前打孔的深度。

S150，将钻杆的工作状态以动画形式实时显示。

具体为，由于本方案是实时检测钻杆130相对于动力头120的相对位移，并依据该相对位移确定出钻杆130的工作状态，因此控制器210也同步地将该钻杆130的工作状态控制显示器240进行显示。如目前为第一节钻杆130伸出，则将第一节钻杆130显示于显示器240上，同时，若此时第二节钻杆130正从第一节钻杆130中缓慢伸出，则也将该动态伸出过程显示于显示器240上，以便于工作人员进行直观地观察。

由此可见，本发明实施例提供的一种旋挖钻机成孔动画显示的方法，通过对钻孔深度进行实时测量，以确定出钻杆的打孔进度，并将该打孔进度通过多节钻杆的伸缩量进行反应，并动画显示于显示器240上，以便于用户及时查看，提高了操作效率和准确度。

综上所述，本发明实施例提供的一种旋挖钻机成孔动画显示的方法、装置及旋挖钻机，该旋挖钻机包括底座支架、动力头以及多节钻杆，该动力头和多节钻杆均设置于底座支架上。该旋挖钻机还包括控制器、主卷扬编码器、加压卷扬编码器以及显示器。实际使用时，该控制器对处于初始位置的第一节钻杆和动力头进行标定分别得到钻孔深度标定值和动力头位置标定值，该主卷扬编码器用于实时检测钻孔深度，该加压卷扬编码器用于实时检测动力头位置，进而该控制器可根据钻孔深度标定值、动力头位置标定值、钻孔深度以及动力头位置确定钻杆相对于动力头位置的相对位移，并根据每节钻杆的长度以及相对位移确定当前钻杆的工作状态，最后通过显示器将钻杆的工作状态以动画形式实时显示出来。由此可见，本方案通过实时监测钻杆的工作状态，以实现对钻孔全过程进行安全把控。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，也可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，附图中的流程图和框图显示了根据本发明的多个实施例的装置、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分，所述模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现方式中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。

另外，在本发明各个实施例中的各功能模块可以集成在一起形成一个独立的部分，也可以是各个模块单独存在，也可以两个或两个以上模块集成形成一个独立的部分。

所述功能如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。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。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定义和解释。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种旋挖钻机成孔动画显示的方法，所述旋挖钻机包括底座支架、动力头以及多节钻杆，所述动力头和多节钻杆均设置于所述底座支架上，且所述动力头和多节钻杆均可相对于所述底座支架滑动，其特征在于，所述方法包括：

对处于初始位置的第一节钻杆和动力头进行标定分别得到钻孔深度标定值和动力头位置标定值；

实时检测钻孔深度以及动力头位置；

根据所述钻孔深度标定值、动力头位置标定值、钻孔深度以及动力头位置确定所述钻杆相对于所述动力头的相对位移；

根据每节钻杆的长度以及所述相对位移确定当前钻杆的工作状态；

将所述钻杆的工作状态以动画形式实时显示。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，每节所述钻杆上均设置有多个加压台，

所述对处于初始位置的所述第一节钻杆和动力头进行标定分别得到钻孔深度标定值和动力头位置标定值的步骤包括：

当所述第一节钻杆末端的加压台与所述动力头底部平行时，对所述第一节钻杆和动力头进行标定分别得到钻孔深度标定值和动力头位置标定值。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述钻孔深度标定值、动力头位置标定值、钻孔深度以及动力头位置确定所述钻杆相对于所述动力头位置的相对位移的步骤包括：

计算所述钻孔深度与所述钻孔深度标定值的差值为第一位移；

计算所述动力头位置与所述动力头位置标定值的差值为第二位移；

计算所述第一位移与第二位移之和为所述钻杆相对于所述动力头位置的相对位移。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据每节钻杆的长度以及所述相对位移确定当前钻杆的工作状态的步骤包括：

根据每节钻杆的长度、钻杆的节数以及所述相对位移确定当前钻杆的伸出状态。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将所述钻杆的工作状态以动画形式实时显示的步骤包括：

根据所述钻杆的工作状态控制每节钻杆的动画进行相应变化。

6.一种旋挖钻机成孔动画显示的装置，所述旋挖钻机包括底座支架、动力头以及多节钻杆，所述动力头和多节钻杆均设置于所述底座支架上，其特征在于，所述装置包括控制器、主卷扬编码器、加压卷扬编码器以及显示器，

所述控制器用于对处于初始位置的所述第一节钻杆和动力头进行标定分别得到钻孔深度标定值和动力头位置标定值；

所述主卷扬编码器用于实时检测钻孔深度，所述加压卷扬编码器用于实时检测动力头位置；

所述控制器还用于根据所述钻孔深度标定值、动力头位置标定值、钻孔深度以及动力头位置确定所述钻杆相对于所述动力头的相对位移；根据每节钻杆的长度以及所述相对位移确定当前钻杆的工作状态；

所述显示器用于将所述钻杆的工作状态以动画形式实时显示。

7.如权利要求6所述的装置，其特征在于，每节所述钻杆上均设置有多个加压台，

所述控制器具体用于当所述第一节钻杆末端的加压台与所述动力头底部平行时，对所述第一节钻杆和动力头进行标定分别得到钻孔深度标定值和动力头位置标定值。

8.如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述控制器还用于计算所述钻孔深度与所述钻孔深度标定值的差值为第一位移；计算所述动力头位置与所述动力头位置标定值的差值为第二位移；计算所述第一位移与第二位移之和为所述钻杆相对于所述动力头位置的相对位移。

9.如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述显示器用于根据所述钻杆的工作状态控制每节钻杆的动画进行相应变化。

10.一种旋挖钻机，其特征在于，所述旋挖钻机包括底座支架、动力头、多节钻杆，所述动力头和多节钻杆均设置于所述底座支架上，所述旋挖钻机还包括控制器、主卷扬编码器、加压卷扬编码器以及显示器，

所述控制器用于对处于初始位置的所述第一节钻杆和动力头进行标定分别得到钻孔深度标定值和动力头位置标定值；

所述主卷扬编码器用于实时检测钻孔深度，所述加压卷扬编码器用于实时检测动力头位置；

所述控制器还用于根据所述钻孔深度标定值、动力头位置标定值、钻孔深度以及动力头位置确定所述钻杆相对于所述动力头的相对位移；根据每节钻杆的长度以及所述相对位移确定当前钻杆的工作状态；

所述显示器用于将所述钻杆的工作状态以动画形式实时显示。