CN111058768A - 一种水平定向钻机动力头推拉、旋转定速巡航及退出控制技术 - Google Patents

一种水平定向钻机动力头推拉、旋转定速巡航及退出控制技术 Download PDF

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Abstract

一种水平定向钻机动力头推拉、旋转定速巡航及退出控制技术，包括钻架，钻架设有前限位开关、后限位开关和动力头，动力头的马达上设有转速传感器，还包括控制器，控制器的输入端连接有前限位开关、后限位开关、转速传感器、显示器和操作手柄，控制器输出端连接有控制动力头动作的电磁阀，操作手柄上设有速度锁定按钮。本发明的一种水平定向钻机动力头推拉、旋转定速巡航及退出控制技术，通过对动力头推拉和旋转速度进行锁定，定速巡航，保证了动力头运行速度的稳定，保证了施工效率和质量，降低了能耗，减轻了机手的劳动强度，另外通过减速区域和极限位置自动退出定速控制以及多种方式手动退出定速控制，保证了施工的安全。

Description

一种水平定向钻机动力头推拉、旋转定速巡航及退出控制 技术
技术领域
本发明涉及水平定向钻机控制装置技术领域，具体是一种水平定向钻机动力头推拉、旋转定速巡航及退出控制技术。
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，在施工过程中，动力头的推拉和旋转控制主要都是依靠操作人员通过手柄进行操作，在操作过程中，操作人员需要始终操控着手柄，这样会导致动力头推拉和旋转的速度不稳，影响施工效率和质量，并且导致操作人员很辛苦。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于克服上述现有技术之不足，提供一种方便使用、效果良好的水平定向钻机动力头推拉、旋转定速巡航及退出控制技术。
本发明是以如下技术方案实现的：一种水平定向钻机动力头推拉、旋转定速巡航及退出控制技术，包括钻架，所述钻架的前后端分别设有前限位开关和后限位开关，所述钻架上设有动力头，所述动力头的马达上设有转速传感器，还包括控制器，所述控制器的输入端连接有前限位开关、后限位开关、转速传感器、显示器和操作手柄，所述控制器输出端连接有控制动力头动作的电磁阀，所述操作手柄上设有速度锁定按钮。
其进一步是：所述转速传感器包括推拉转速传感器和旋转转速传感器。
所述转速传感器双脉冲测速传感器。
所述操作手柄包括推拉手柄和旋转手柄。
所述控制器与推拉手柄、旋转手柄之间并联有120欧姆电阻。
所述控制器与显示器之间并联有120欧姆电阻。
所述控制器输出端连接的电磁阀包括旋转反转电磁阀Ⅰ、旋转正转电磁阀Ⅰ、旋转反转电磁阀Ⅱ、旋转正转电磁阀Ⅱ、推拉反转电磁阀Ⅰ、推拉正转电磁阀Ⅰ、推拉反转电磁阀Ⅱ、推拉正转电磁阀Ⅱ、推拉马达电磁阀Ⅰ、推拉马达电磁阀Ⅱ、推拉马达电磁阀Ⅲ和推拉马达电磁阀Ⅳ。
所述控制器的201、203、204、205端子、前限位开关的1端子、后限位开关的1端子、转速传感器的1端子、显示器的7端子以及操作手柄的2端子均与24V直流电源的正极连接。
所述控制器的202、207、220、233端子、前限位开关的3端子、后限位开关的3端子、转速传感器的2端子、显示器的8端子以及操作手柄的1端子与24V直流电源的负极连接。
本发明具有以下优点：本发明的一种水平定向钻机动力头推拉、旋转定速巡航及退出控制技术，通过对动力头推拉和旋转速度进行锁定，定速巡航，保证了动力头运行速度的稳定，保证了施工效率和质量，降低了能耗，减轻了机手的劳动强度，另外通过减速区域和极限位置自动退出定速控制以及多种方式手动退出定速控制，保证了施工的安全。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明的电气系统原理图；
图3为本发明的液压系统原理图；
图中：1、控制器，2、前限位开关，3、后限位开关，4、推拉转速传感器，5、旋转转速传感器，6、显示器，7、推拉手柄， 8、旋转手柄，9、旋转反转电磁阀Ⅰ，10、旋转正转电磁阀Ⅰ，11、旋转反转电磁阀Ⅱ，12、旋转正转电磁阀Ⅱ，13、推拉反转电磁阀Ⅰ，14、推拉正转电磁阀Ⅰ，15、推拉反转电磁阀Ⅱ，16、推拉正转电磁阀Ⅱ，17、推拉马达电磁阀Ⅰ，18、推拉马达电磁阀Ⅱ，19、推拉马达电磁阀Ⅲ，20、推拉马达电磁阀Ⅳ，21、钻架，22、动力头。
具体实施方式
如图1至图3所示的一种水平定向钻机动力头推拉、旋转定速巡航及退出控制技术，包括钻架21，所述钻架21的前后端分别设有前限位开关2和后限位开关3，所述钻架21上设有动力头22，所述动力头22的马达上设有转速传感器，还包括控制器1，所述控制器1的输入端连接有前限位开关2、后限位开关3、转速传感器、显示器6和操作手柄，所述控制器1输出端连接有控制动力头22动作的电磁阀，所述操作手柄上设有速度锁定按钮。所述转速传感器包括推拉转速传感器4和旋转转速传感器5。所述转速传感器双脉冲测速传感器。本发明的水平定向钻机动力头推拉、旋转定速巡航及退出控制技术，通过操控推拉和旋转手柄，实现控制器对推拉主阀和旋转主阀的控制，进而控制动力头推拉和旋转的速度，并通过操控手柄上按钮，在合适的速度上对推拉或旋转速度进行锁定，进入定速巡航模式，保证了动力头运行速度的稳定，保证了施工效率和质量，降低了能耗，减轻了机手的劳动强度；为了防止定速巡航时发生施工事故，在钻架的两端设置前后限位传感器，当动力头触碰到前后限位开关时，通过控制器自动退出定速巡航模式，同时，还可以通过操控推拉或旋转手柄等多种方式随时手动退出定速巡航模式，最大限度的保证施工的安全；为了实现对动力头位置的精确控制，通过采用动力头双脉冲转速传感器检测的推拉马达正反转速度、马达的减速比，转速传感器安装在马达上，根据马达的减速比、马达齿数及齿轮半径计算出动力头推拉、旋转的速度，并根据脉冲传感器的特点，可获得动力头运行的时间，进而可获得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，通过显示器来实时显示动力头相对位置，并通过控制器设定减速区域范围，当动力头进入减速区域内时，通过控制器自动退出定速巡航模式。
如图1至图3所示的一种水平定向钻机动力头推拉、旋转定速巡航及退出控制技术，所述操作手柄包括推拉手柄7和旋转手柄8。所述控制器1与推拉手柄7、旋转手柄8之间并联有120欧姆电阻。所述控制器1与显示器6之间并联有120欧姆电阻。本发明的操作手柄和显示器在与控制器的连接上，均并联有电阻，用于保护操作手柄及显示器，防止电流过大被烧毁。
如图1至图3所示的一种水平定向钻机动力头推拉、旋转定速巡航及退出控制技术，所述控制器1输出端连接的电磁阀包括旋转反转电磁阀Ⅰ9、旋转正转电磁阀Ⅰ10、旋转反转电磁阀Ⅱ11、旋转正转电磁阀Ⅱ12、推拉反转电磁阀Ⅰ13、推拉正转电磁阀Ⅰ14、推拉反转电磁阀Ⅱ15、推拉正转电磁阀Ⅱ16、推拉马达电磁阀Ⅰ17、推拉马达电磁阀Ⅱ18、推拉马达电磁阀Ⅲ19和推拉马达电磁阀Ⅳ20。
如图1至图3所示的一种水平定向钻机动力头推拉、旋转定速巡航及退出控制技术，所述控制器的201、203、204、205端子、前限位开关2的1端子、后限位开关3的1端子、转速传感器的1端子、显示器6的7端子以及操作手柄的2端子均与24V直流电源的正极连接。所述控制器1的202、207、220、233端子、前限位开关2的3端子、后限位开关3的3端子、转速传感器的2端子、显示器6的8端子以及操作手柄的1端子与24V直流电源的负极连接。本发明旋转转速传感器的3、4端子分别与控制器的110、111端子连接；推拉转速传感器的3、4端子分别与控制器的113、112端子连接；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端子与前限位开关的2端子连接；控制器的237端子与后限位开关的2端子连接；推拉、旋转主阀包括正转电磁阀和反转电磁阀；控制器的183、184、185、186、149、173、150、174端子分别与正转电磁阀和反转电磁阀的正极连接，控制器的153、177、154、178端子分别于推拉马达电磁阀的正极连接。

Claims (9)

1.一种水平定向钻机动力头推拉、旋转定速巡航及退出控制技术，其特征在于：包括钻架（21），所述钻架（21）的前后端分别设有前限位开关（2）和后限位开关（3），所述钻架（21）上设有动力头（22），所述动力头（22）的马达上设有转速传感器，还包括控制器（1），所述控制器（1）的输入端连接有前限位开关（2）、后限位开关（3）、转速传感器、显示器（6）和操作手柄，所述控制器（1）输出端连接有控制动力头（22）动作的电磁阀，所述操作手柄上设有速度锁定按钮。
2.如权利要求1所述的一种水平定向钻机动力头推拉、旋转定速巡航及退出控制技术，其特征在于：所述转速传感器包括推拉转速传感器（4）和旋转转速传感器（5）。
3.如权利要求1所述的一种水平定向钻机动力头推拉、旋转定速巡航及退出控制技术，其特征在于：所述转速传感器双脉冲测速传感器。
4.如权利要求1所述的一种水平定向钻机动力头推拉、旋转定速巡航及退出控制技术，其特征在于：所述操作手柄包括推拉手柄（7）和旋转手柄（8）。
5.如权利要求4所述的一种水平定向钻机动力头推拉、旋转定速巡航及退出控制技术，其特征在于：所述控制器（1）与推拉手柄（7）、旋转手柄（8）之间并联有120欧姆电阻。
6.如权利要求1所述的一种水平定向钻机动力头推拉、旋转定速巡航及退出控制技术，其特征在于：所述控制器（1）与显示器（6）之间并联有120欧姆电阻。
7.如权利要求1所述的一种水平定向钻机动力头推拉、旋转定速巡航及退出控制技术，其特征在于：所述控制器（1）输出端连接的电磁阀包括旋转反转电磁阀Ⅰ（9）、旋转正转电磁阀Ⅰ（10）、旋转反转电磁阀Ⅱ（11）、旋转正转电磁阀Ⅱ（12）、推拉反转电磁阀Ⅰ（13）、推拉正转电磁阀Ⅰ（14）、推拉反转电磁阀Ⅱ（15）、推拉正转电磁阀Ⅱ（16）、推拉马达电磁阀Ⅰ（17）、推拉马达电磁阀Ⅱ（18）、推拉马达电磁阀Ⅲ（19）和推拉马达电磁阀Ⅳ（20）。
8.如权利要求1所述的一种水平定向钻机动力头推拉、旋转定速巡航及退出控制技术，其特征在于：所述控制器的201、203、204、205端子、前限位开关（2）的1端子、后限位开关（3）的1端子、转速传感器的1端子、显示器（6）的7端子以及操作手柄的2端子均与24V直流电源的正极连接。
9.如权利要求1所述的一种水平定向钻机动力头推拉、旋转定速巡航及退出控制技术，其特征在于：所述控制器（1）的202、207、220、233端子、前限位开关（2）的3端子、后限位开关（3）的3端子、转速传感器的2端子、显示器（6）的8端子以及操作手柄的1端子与24V直流电源的负极连接。
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