CN110552618A - 一种水平定向钻机动力头自动减速及位置自动校准系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种水平定向钻机动力头自动减速及位置自动校准系统,其中的转速传感器安装在推拉马达上,用于检测推拉马达的正转及反转速度,进而得出动力头位置;限位开关Ⅰ、限位开关Ⅱ分别安装在钻架的前后端,用于对动力头位置进行自动校准,消除运行累积误差;通过操控推拉手柄实现控制器控制推拉马达电磁阀,从而实现控制推拉马达;显示器用于动力头位置的实时显示和减速区域的设定;当动力头运行至减速区域内时,控制器会根据其所处位置减小推拉主阀的输出电流,进而减小动力头的运行速度,直至停止。
Description
技术领域
本发明涉及一种水平定向钻机的控制装置,具体是一种水平定向钻机动力头自动减速及位置自动校准系统,属于水平定向钻机控制装置技术领域。
背景技术
水平定向钻机是一种在不开挖地表的条件下,铺设各种地下公用设施(管道,电缆等)的施工机械,已被广泛用于穿越公路、铁路、建筑物、河流,以及在闹市区、文物保护区、农作物和植被保护区等不易开挖地表的条件下进行供水、煤气、电力、电讯、天然气、石油等管线的铺设,目前,市场上销售的水平定向钻机中,动力头在钻架上的前后运行位置大都是依靠机手的目测及经验来判断的,而钻机经常会晚上施工,视线不好,特别是对于中大型钻机由于钻架较长,很难准确判断;另外有些钻机会虽然有动力头位置的显示,但由于在动力头来回的运动过程中,会产生累计误差,导致动力头位置不准确;当动力头运行到钻架前端或后端时,机手会突然停止动力头运行,极易对动力头造成很大冲击,或由于惯性撞坏钻架的机械限位,甚至会发生停止不及时导致动力头从钻架后端掉下的严重事故。
发明内容
针对上述现有技术存在的问题,本发明提供一种水平定向钻机动力头自动减速及位置自动校准系统,通过对动力头位置的自动校准,获得动力头在钻架上的精确位置,并通过显示器对减速区域进行设定,通过控制器控制动力头在减速区域逐步减速直至停止,减轻动力头的冲击,保证动力头运行在安全区域,避免动力头装置从钻架后方滑落,或者撞击钻架前端的前后虎钳总成,保证了施工的安全。
本发明按以下技术方案实现:
一种水平定向钻机动力头自动减速及位置自动校准系统,包括控制器以及分别与控制器相连的限位开关Ⅰ、限位开关Ⅱ、转速传感器、显示器、推拉手柄、推拉马达阀、推拉主阀;所述转速传感器安装在推拉马达上,用于检测推拉马达的正转及反转速度,进而得出动力头位置;所述限位开关Ⅰ、限位开关Ⅱ分别安装在钻架的前后端,用于对动力头位置进行自动校准,消除运行累积误差;通过操控推拉手柄实现控制器控制推拉马达电磁阀,从而实现控制推拉马达;所述显示器用于动力头位置的实时显示和减速区域的设定;当动力头运行至减速区域内时,控制器会根据其所处位置减小推拉主阀的输出电流,进而减小动力头的运行速度,直至停止。
进一步,所述转速传感器为双脉冲测速传感器。
进一步,所述控制器与显示器之间并联有120欧姆电阻。
进一步,所述控制器与推拉手柄之间并联有120欧姆电阻。
进一步,所述控制器的201、203、204、205端子、限位开关Ⅰ的1端子、限位开关Ⅱ的1端子、转速传感器的1端子、显示器的7端子以及推拉手柄的2端子均与24V直流电源的正极连接。
进一步,24V直流电源的负极分别与控制器的202、207、220、233端子、限位开关Ⅰ的3端子、限位开关Ⅱ的3端子、转速传感器的2端子、显示器的8端子以及推拉手柄的1端子连接。
进一步,所述转速传感器的3、4端子分别与控制器的110、111端子连接。
进一步,所述控制器的161、160端子分别与推拉手柄的3、4端子连接,控制器的215、216端子分别与显示器的6、5端子连接;控制器的248端子与限位开关Ⅰ的2端子连接;控制器的237端子与限位开关Ⅱ的2端子连接。
进一步,所述推拉主阀包括正转电磁阀和反转电磁阀;控制器的183、184端子分别与正转电磁阀和反转电磁阀的正极连接。
进一步,控制器的178、154、177、153端子分别与推拉马达电磁阀Ⅰ、推拉马达电磁阀Ⅱ、推拉马达电磁阀Ⅲ、推拉马达电磁阀Ⅳ正极连接。
本发明有益效果:
与现有技术相比,本发明通过采用双脉冲转速传感器检测的动力头马达正反转速度,再根据马达的减速比,马达齿数及齿轮半径计算出动力头向前或向后运行的距离,从而确定动力头在钻架上的具体位置;通过限位开关Ⅰ及限位开关Ⅱ信号对动力头位置进行自动校准,消除运行过程中产生的累计误差,保证动力头位置的精确;通过显示器实时显示动力头在钻架上的运行距离,并能够根据需求设定钻架前端及后端减速区域范围,当动力头运行至减速区域内时,控制器会根据其所处位置,按照既定算法逐步减小推拉主阀的输出电流,进而减小动力头的运行速度,直至停止;此项发明,既运用自动校准功能消除了动力头运行过程中的累积误差,保证动力头位置的精确,又通过减速区域速度的控制,实现动力头的自动减速,避免了因累计误差造成动力头位置不准或惯性冲击导致动力头撞坏钻架限位及钻架前端的前后虎钳总成,或从钻架后端掉下发生的危险,保证了施工的安全。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解,本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明,并不构成对本发明的不当限定。在附图中:
图1为本发明的电气系统部分原理图;
图2为本发明的液压系统部分原理图;
图3为本发明的部分结构示意图。
图中:1、控制器,2、限位开关Ⅰ,3、限位开关Ⅱ,4、转速传感器,5、显示器,6、推拉手柄, 7、反转电磁阀,8、正转电磁阀,9、推拉马达电磁阀Ⅰ,10、推拉马达电磁阀Ⅱ,11、推拉马达电磁阀Ⅲ,12、推拉马达电磁阀Ⅳ,13、推拉马达,14、推拉泵,15、前后虎钳总成,16、钻架,17、动力头。
具体实施方式
为使本发明实施的目的、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更加详细的描述。在附图中,自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。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。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的,旨在用于解释本发明,而不能理解为对本发明的限制。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。下面结合附图对本发明的实施例进行详细说明。
如图1至图3所示,一种水平定向钻机动力头自动减速及位置自动校准系统,包括控制器1、限位开关Ⅰ2和限位开关Ⅱ3、转速传感器4、显示器5、推拉手柄6、推拉主阀。转速传感器4安装在推拉马达13上,用于检测推拉马达13的正转及反转速度,进而得出动力头17位置;限位开关Ⅰ2、限位开关Ⅱ3分别安装在钻架16的前后端,用于对动力头17位置进行自动校准,消除运行累积误差;通过操控推拉手柄6实现控制器1控制推拉马达电磁阀,从而实现控制推拉马达13;显示器5用于动力头17位置的实时显示和减速区域的设定;当动力头17运行至减速区域内时,控制器1会根据其所处位置减小推拉主阀的输出电流,进而减小动力头17的运行速度,直至停止。
需要进一步说明的是,转速传感器4用于检测推拉马达13的正转及反转速度;控制器1的201、203、204、205等端子、限位开关Ⅰ2的1端子、限位开关Ⅱ3的1端子、转速传感器4的1端子、显示器5的7端子以及推拉手柄6的2端子均与24V直流电源的正极连接。
24V直流电源的负极分别与控制器1的202、207、220、233等端子、限位开关Ⅰ2的3端子、限位开关Ⅱ3的3端子、转速传感器4的2端子、显示器5的8端子以及推拉手柄6的1端子连接。
转速传感器4的3、4端子分别与控制器1的110、111端子连接;控制器1的161、160端子分别与推拉手柄6的3、4端子连接,控制器1的215、216端子分别与显示器5的6、5端子连接;控制器1的248端子与限位开关Ⅰ2的2端子连接;控制器1的237端子与限位开关Ⅱ3的2端子连接;控制器1的183、184端子分别与推拉主阀的正转电磁阀8和反转电磁阀7的正极连接;控制器1的178、154、177、153端子分别与推拉马达电磁阀Ⅰ9、推拉马达电磁阀Ⅱ10、推拉马达电磁阀Ⅲ11、推拉马达电磁阀Ⅳ12正极连接。
转速传感器4为双脉冲测速传感器,可以检测推拉马达13正转及反转速度。
为了实现对推拉泵14及推拉马达13的控制,当向前或向后推动推拉手柄3时,动力头在钻架16上向前或向后运行,推拉手柄3向前或向后推拉的角度越大,动力头17的运行速度越快。
为了实现对动力头17位置的精确控制,通过采用动力头双脉冲转速传感器检测的推拉马达13正反转速度、马达的减速比,马达齿数及齿轮半径计算出动力头17向前或向后运行的距离,从而确定动力头17在钻架16上的具体位置,在动力头17运行过程中通过限位开关Ⅰ2及限位开关Ⅱ3的信号对动力头17位置进行自动校准,消除运行过程中产生的累计误差,保证动力头17位置的精确无误。
为了减少动力头17突然停止运行造成的冲击,避免停止不及时或惯性冲击造成撞击事故,可在显示器5上实时显示动力头17精确位置,并可根据需求设定钻架16前端和后端的减速区域范围,并通过控制器1来根据算法来控制推拉主阀的输出电流,使得动力头17在进入减速区域时能够逐步减速,直至停止运行。
为了保证控制器1与显示器5之间可以更稳定的正常通信,如图1所示,可在控制器1的215、216端子与显示器5的6、5端子之间并联有120欧姆电阻;控制器1的161、160端子与推拉手柄6的3、4端子之间并联有120欧姆电阻。
综上,本发明通过采用双脉冲转速传感器检测的动力头马达正反转速度,再根据马达的减速比,马达齿数及齿轮半径计算出动力头向前或向后运行的距离,从而确定动力头在钻架上的具体位置;通过限位开关Ⅰ及限位开关Ⅱ信号对动力头位置进行自动校准,消除运行过程中产生的累计误差,保证动力头位置的精确;通过显示器实时显示动力头在钻架上的运行距离,并能够根据需求设定钻架前端及后端减速区域范围,当动力头运行至减速区域内时,控制器会根据其所处位置,按照既定算法逐步减小推拉主阀的输出电流,进而减小动力头的运行速度,直至停止;此项发明,既运用自动校准功能消除了动力头运行过程中的累积误差,保证动力头位置的精确,又通过减速区域速度的控制,实现动力头的自动减速,避免了因累计误差造成动力头位置不准或惯性冲击导致动力头撞坏钻架限位及钻架前端的前后虎钳总成15,或从钻架后端掉下发生的危险,保证了施工的安全。
最后应当说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制;尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明,所属领域的普通技术人员应当理解:依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换;而不脱离本发明技术方案的精神,其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。
Claims (10)
1.一种水平定向钻机动力头自动减速及位置自动校准系统,其特征在于:包括控制器以及分别与控制器相连的限位开关Ⅰ、限位开关Ⅱ、转速传感器、显示器、推拉手柄、推拉马达阀、推拉主阀;
所述转速传感器安装在推拉马达上,用于检测推拉马达的正转及反转速度,进而得出动力头位置;
所述限位开关Ⅰ、限位开关Ⅱ分别安装在钻架的前后端,用于对动力头位置进行自动校准,消除运行累积误差;
通过操控推拉手柄实现控制器控制推拉马达电磁阀,从而实现控制推拉马达;
所述显示器用于动力头位置的实时显示和减速区域的设定;当动力头运行至减速区域内时,控制器会根据其所处位置减小推拉主阀的输出电流,进而减小动力头的运行速度,直至停止。
2.根据权利要求1所述的一种水平定向钻机动力头自动减速及位置自动校准系统,其特征在于:所述转速传感器为双脉冲测速传感器。
3.根据权利要求1所述的一种水平定向钻机动力头自动减速及位置自动校准系统,其特征在于:所述控制器与显示器之间并联有120欧姆电阻。
4.根据权利要求1所述的一种水平定向钻机动力头自动减速及位置自动校准系统,其特征在于:所述控制器与推拉手柄之间并联有120欧姆电阻。
5.根据权利要求1所述的一种水平定向钻机动力头自动减速及位置自动校准系统,其特征在于:所述控制器的201、203、204、205端子、限位开关Ⅰ的1端子、限位开关Ⅱ的1端子、转速传感器的1端子、显示器的7端子以及推拉手柄的2端子均与24V直流电源的正极连接。
6.根据权利要求1所述的一种水平定向钻机动力头自动减速及位置自动校准系统,其特征在于:24V直流电源的负极分别与控制器的202、207、220、233端子、限位开关Ⅰ的3端子、限位开关Ⅱ的3端子、转速传感器的2端子、显示器的8端子以及推拉手柄的1端子连接。
7.根据权利要求1所述的一种水平定向钻机动力头自动减速及位置自动校准系统,其特征在于:所述转速传感器的3、4端子分别与控制器的110、111端子连接。
8.根据权利要求1所述的一种水平定向钻机动力头自动减速及位置自动校准系统,其特征在于:所述控制器的161、160端子分别与推拉手柄的3、4端子连接,控制器的215、216端子分别与显示器的6、5端子连接;控制器的248端子与限位开关Ⅰ的2端子连接;控制器的237端子与限位开关Ⅱ的2端子连接。
9.根据权利要求1所述的一种水平定向钻机动力头自动减速及位置自动校准系统,其特征在于:所述推拉主阀包括正转电磁阀和反转电磁阀;
控制器的183、184端子分别与正转电磁阀和反转电磁阀的正极连接。
10.根据权利要求1所述的一种水平定向钻机动力头自动减速及位置自动校准系统,其特征在于:控制器的178、154、177、153端子分别与推拉马达电磁阀Ⅰ、推拉马达电磁阀Ⅱ、推拉马达电磁阀Ⅲ、推拉马达电磁阀Ⅳ正极连接。
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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