CN110984959A - 一种夹持器的自动夹持控制系统及其控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种夹持器的自动夹持控制系统及其控制方法，该控制系统具有包括前夹持器、后夹持器、检测模块和控制器，所述前夹持器、后夹持器和检测模块分别与所述控制器电连接；其中，所述前夹持器被控制的夹紧一钻杆，所述后夹持器被控制的夹紧和驱动另一钻杆，所述检测模块用于将所述前夹持器和后夹持器的运行数据转化为电信号输送至所述控制器，所述控制器用于接收和处理所述检测模块发出的电信号，并根据接收到的电信号控制所述前夹持器和后夹持器运动。本发明的控制系统及其控制方法，可以实现钻杆的自动装卸，杆与杆之间的装卸更加方便快捷。
Description
技术领域
本发明涉及水平定向钻机制造技术领域，尤其涉及一种夹持器的自动夹持控制系统及其控制方法。
背景技术
水平定向钻机作为一种非开挖钻孔设备，已经被广泛应用在非开挖行业。在施工过程中，钻杆到位后，操作者通过夹持器的分离、闭合、翻转、复位、前后夹松紧等一系列动作来实现上杆和卸杆的动作。但是在整个工程中需要反复的上杆和卸杆，操控夹持器的这些步骤就显得复杂和麻烦，若此过程可以实现自动夹持那么就会显得非常的方便和便捷。因此，结合上述存在的技术问题，有必要提供一种新的技术方案。
发明内容
为解决现有技术中存在的技术问题，本发明提供了一种夹持器的自动夹持控制系统，具体技术方案如下所述：
本发明的一种夹持器的自动夹持控制系统，包括前夹持器、后夹持器、检测模块和控制器，所述前夹持器、后夹持器和检测模块分别与所述控制器电连接；
其中，所述前夹持器被控制的夹紧一钻杆，所述后夹持器被控制的夹紧和驱动另一钻杆，所述检测模块用于将所述前夹持器、后夹持器和钻杆的运行数据转化为电信号输送至所述控制器，所述控制器用于接收和处理所述检测模块发出的电信号，并根据接收到的电信号控制所述前夹持器和后夹持器运动。
进一步地，所述控制器为PLC控制器。
进一步地，所述检测模块包括压力传感器和位置检测编码器，所述压力传感器用于检测所述前夹持器和后夹持器分别与各自所夹持钻杆之间产生的压力，所述位置检测编码器用于检测所述后夹持器的位置信息。
进一步地，其还包括显示器，所述显示器与所述控制器通讯连接。
进一步地，所述显示器为智能仪表。
本发明的一种夹持器的自动夹持控制方法，包括自动装杆和自动卸杆两种状态下的控制方法。
进一步地，在自动装杆时，具体控制方法步骤如下：
S1：控制系统切换至自动装杆模式；
S2：将待安装钻杆的一端安装至后夹持器内，待压力传感器检测到所述待安装钻杆安装到位后，控制器控制后夹持器夹紧所述待安装钻杆；
S3：待压力传感器检测到所述后夹持器夹紧待安装钻杆后，所述控制器控制所述后夹持器移动至装杆位置；
S4：待位置检测编码器检测到所述后夹持器到达装杆位置后，所述控制器控制前夹持器夹紧上一钻杆；
S5：待压力传感器检测到所述前夹持器夹紧上一钻杆后，所述控制器控制所述后夹持器正转和前推，直至压力传感器检测到所述待安装钻杆与上一钻杆之间拧紧，所述控制器控制所述前夹持器松开所述上一钻杆；
S6：待压力传感器检测到所述前夹持器松开上一钻杆后，所述控制器控制所述后夹持器继续正转和前推，直至位置检测编码器检测到所述后夹持器到达松杆位置，所述控制器控制所述后夹持器松开钻杆；
S7：待压力传感器检测到所述后夹持器松开钻杆后，所述控制器控制所述后夹持器复位至初始位置。
进一步地，在自动卸杆时，具体控制方法步骤如下：
P1：控制系统切换至自动卸杆模式；
P2：待位置检测编码器检测到后夹持器移动至卸杆位置后，控制器控制所述后夹持器停止运动，同时控制前夹持器夹紧后一钻杆；
P3：待压力传感器检测到所述前夹持器夹紧后一钻杆后，所述控制器控制所述后夹持器反转和后拉，直至压力传感器检测到所述待拆卸钻杆与后一钻杆之间松开，所述控制器控制所述后夹持器松开钻杆；
P4：待压力传感器检测到所述后夹持器内无钻杆后，所述控制器控制所述后夹持器前推，直至压力传感器检测到所述后一钻杆的一端安装至所述后夹持器内，所述控制器控制所述后夹持器夹紧所述后一钻杆，同时控制所述前夹持器松开所述后一钻杆；
P5：待压力传感器检测到所述后夹持器夹紧所述后一钻杆，所述前夹持器松开所述后一钻杆后，所述控制器控制所述后夹持器正转和后拉，直至所述后夹持器移动至卸杆位置。
本发明的自动夹持控制系统及其控制方法，其有益效果为：采用自动化控制系统代替人工操控夹持器动作，可以实现钻杆的自动装卸，使得杆与杆之间的装卸更加方便快捷，同时还避免了因人为失误所述带来地的损失。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的技术方案，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它附图。
图1是本实施例的控制系统图；
图2是本实施例的自动装杆控制系统流程图；
图3是本实施例的自动卸杆控制系统流程图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其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。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。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或者元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
实施例
请参阅图1，图1是本实施例的控制系统图。如图所示，本实施例的一种夹持器的自动夹持控制系统，包括前夹持器、后夹持器、检测模块和控制器，所述前夹持器、后夹持器和检测模块分别与所述控制器电连接；
其中，所述前夹持器被控制的夹紧一钻杆，所述后夹持器被控制的夹紧和驱动另一钻杆，所述检测模块用于将所述前夹持器、后夹持器和钻杆的运行数据转化为电信号输送至所述控制器，所述控制器用于接收和处理所述检测模块发出的电信号，并根据接收到的电信号控制所述前夹持器和后夹持器运动。
本实施例中，优选地，所述控制器采用PLC控制器。
本实施例中，优选地，所述检测模块包括压力传感器和位置检测编码器，所述压力传感器用于检测所述前夹持器和后夹持器分别与各自所夹持钻杆之间产生的压力，所述位置检测编码器用于检测所述后夹持器的位置信息。
本实施例中，所述控制系统还包括显示器，优选地，所述显示器采用智能仪表，所述智能仪表通过通过CAN总线与所述PLC控制器连接，实现数据交换和通讯。待压力传感器和位置检测编码器将检测到的数据转化为电信号并传送给所述PLC控制器后，所述PLC控制器得到电信号后作为输入条件对所需的动作进行判断，所述智能仪表对实时的各种数据进行显示。
所述控制系统具有自动装杆和自动卸杆两种状态，具体地控制方法步骤如下：
请参阅图2，图2是本实施例的自动装杆控制系统流程图，具体的控制方法步骤如下：
S1：控制系统切换至自动装杆模式；
S2：将待安装钻杆的一端安装至后夹持器内，待压力传感器检测到所述待安装钻杆安装到位后，控制器控制后夹持器夹紧所述待安装钻杆；
S3：待压力传感器检测到所述后夹持器夹紧待安装钻杆后，所述控制器控制所述后夹持器移动至装杆位置；
S4：待位置检测编码器检测到所述后夹持器到达装杆位置后，所述控制器控制前夹持器夹紧上一钻杆；
S5：待压力传感器检测到所述前夹持器夹紧上一钻杆后，所述控制器控制所述后夹持器正转和前推，直至压力传感器检测到所述待安装钻杆与上一钻杆之间拧紧，所述控制器控制所述前夹持器松开所述上一钻杆；
S6：待压力传感器检测到所述前夹持器松开上一钻杆后，所述控制器控制所述后夹持器继续正转和前推，直至位置检测编码器检测到所述后夹持器到达松杆位置，所述控制器控制所述后夹持器松开钻杆；
S7：待压力传感器检测到所述后夹持器松开钻杆后，所述控制器控制所述后夹持器复位至初始位置。
请参阅图3，图3是本实施例的自动卸杆控制系统流程图，具体的控制方法步骤如下：
P1：控制系统切换至自动卸杆模式；
P2：待位置检测编码器检测到后夹持器移动至卸杆位置后，控制器控制所述后夹持器停止运动，同时控制前夹持器夹紧后一钻杆；
P3：待压力传感器检测到所述前夹持器夹紧后一钻杆后，所述控制器控制所述后夹持器反转和后拉，直至压力传感器检测到所述待拆卸钻杆与后一钻杆之间松开，所述控制器控制所述后夹持器松开钻杆；
P4：待压力传感器检测到所述后夹持器内无钻杆后，所述控制器控制所述后夹持器前推，直至压力传感器检测到所述后一钻杆的一端安装至所述后夹持器内，所述控制器控制所述后夹持器夹紧所述后一钻杆，同时控制所述前夹持器松开所述后一钻杆；
P5：待压力传感器检测到所述后夹持器夹紧所述后一钻杆，所述前夹持器松开所述后一钻杆后，所述控制器控制所述后夹持器正转和后拉，直至所述后夹持器移动至卸杆位置。
本发明的自动夹持控制系统及其控制方法，其有益效果为：采用自动化控制系统代替人工操控夹持器动作，可以实现钻杆的自动装卸，使得杆与杆之间的装卸更加方便快捷，同时还避免了因人为失误所述带来地的损失。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，本领域人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例进行接合和组合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改和变型。
Claims (8)
1.一种夹持器的自动夹持控制系统，其特征在于，包括前夹持器、后夹持器、检测模块和控制器，所述前夹持器、后夹持器和检测模块分别与所述控制器电连接；
其中，所述前夹持器被控制的夹紧一钻杆，所述后夹持器被控制的夹紧和驱动另一钻杆，所述检测模块用于将所述前夹持器、后夹持器和钻杆的运行数据转化为电信号输送至所述控制器，所述控制器用于接收和处理所述检测模块发出的电信号，并根据接收到的电信号控制所述前夹持器和后夹持器运动。
2.根据权利要求1所述的自动夹持控制系统，其特征在于，所述控制器为PLC控制器。
3.根据权利要求1所述的自动夹持控制系统，其特征在于，所述检测模块包括压力传感器和位置检测编码器，所述压力传感器用于检测所述前夹持器和后夹持器分别与各自所夹持钻杆之间产生的压力，所述位置检测编码器用于检测所述后夹持器的位置信息。
4.根据权利要求1所述的自动夹持控制系统，其特征在于，其还包括显示器，所述显示器与所述控制器通讯连接。
5.根据权利要求4所述的自动夹持控制系统，其特征在于，所述显示器为智能仪表。
6.一种夹持器的自动夹持控制方法，其特征在于，包括自动装杆和自动卸杆两种状态下的控制方法。
7.根据权利要求6所述的自动夹持控制方法，其特征在于，在自动装杆时，具体控制方法步骤如下：
S1：控制系统切换至自动装杆模式；
S2：将待安装钻杆的一端安装至后夹持器内，待压力传感器检测到所述待安装钻杆安装到位后，控制器控制后夹持器夹紧所述待安装钻杆；
S3：待压力传感器检测到所述后夹持器夹紧待安装钻杆后，所述控制器控制所述后夹持器移动至装杆位置；
S4：待位置检测编码器检测到所述后夹持器到达装杆位置后，所述控制器控制前夹持器夹紧上一钻杆；
S5：待压力传感器检测到所述前夹持器夹紧上一钻杆后，所述控制器控制所述后夹持器正转和前推，直至压力传感器检测到所述待安装钻杆与上一钻杆之间拧紧，所述控制器控制所述前夹持器松开所述上一钻杆；
S6：待压力传感器检测到所述前夹持器松开上一钻杆后，所述控制器控制所述后夹持器继续正转和前推，直至位置检测编码器检测到所述后夹持器到达松杆位置，所述控制器控制所述后夹持器松开钻杆；
S7：待压力传感器检测到所述后夹持器松开钻杆后，所述控制器控制所述后夹持器复位至初始位置。
8.根据权利要求6所述的自动夹持控制方法，其特征在于，在自动卸杆时，具体控制方法步骤如下：
P1：控制系统切换至自动卸杆模式；
P2：待位置检测编码器检测到后夹持器移动至卸杆位置后，控制器控制所述后夹持器停止运动，同时控制前夹持器夹紧后一钻杆；
P3：待压力传感器检测到所述前夹持器夹紧后一钻杆后，所述控制器控制所述后夹持器反转和后拉，直至压力传感器检测到所述待拆卸钻杆与后一钻杆之间松开，所述控制器控制所述后夹持器松开钻杆；
P4：待压力传感器检测到所述后夹持器内无钻杆后，所述控制器控制所述后夹持器前推，直至压力传感器检测到所述后一钻杆的一端安装至所述后夹持器内，所述控制器控制所述后夹持器夹紧所述后一钻杆，同时控制所述前夹持器松开所述后一钻杆；
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| CB02 | Change of applicant information |
Address after: 224100 south of Weisan Road, Dafeng Development Zone, Yancheng City, Jiangsu Province Applicant after: Jiangsu Gudeng Heavy Machinery Technology Co.,Ltd. Address before: 224100 south of Weisan Road, Dafeng Development Zone, Yancheng City, Jiangsu Province Applicant before: JIANGSU GUDENG HEAVY MACHINERY EQUIPMENT TECHNOLOGY Co.,Ltd. |
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| CB02 | Change of applicant information | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |