CN111119745A - 一种智能提示旋挖钻机换斗的方法 - Google Patents

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黎起富
吴江苏
罗瑶
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Abstract

本发明公开了一种智能提示旋挖钻机换斗的方法，包括使用一种智能提示旋挖钻机换斗的装置，所述装置包括用于测量钻孔深度的测深传感器组、用于测量动力头压力的动力头压力传感器、控制器和显示屏，测深传感器组和动力头压力传感器分别通过传输导线将所测得的钻孔深度和动力头压力传输至控制器；所述方法包括设置为：当动力头压力连续t1秒大于k1MPa且钻孔深度小于h1毫米时，则控制器通过传输导线在显示屏上提示更换入岩钻斗，即装置能自动判断出地质过硬需要更换钻斗。本发明与原始旋挖钻机依靠人工经验换斗相比，增加了系统可靠性，能避免因扭矩过大而导致钻杆断裂或者斗齿损坏现象出现，让施工作业更高效、更安全。

Description

一种智能提示旋挖钻机换斗的方法
技术领域
本发明属于桩工机械技术领域，具体涉及一种智能提示旋挖钻机换斗的方法。
背景技术
旋挖钻机在作业过程中，因不同地点或不同地深，地质硬度和湿度及岩土成分各不相同，施工过程中存在钻孔不入的现象，具体原因是钻斗打滑还是地质过硬的判断较为困难，且旋挖钻机机手在施工中常常无法第一时间发现钻孔不入现象，也常常无法准确更换钻具类型。不仅造成燃油浪费施工延迟，而且可能造成斗齿或者截齿等钻筒部件和整体钻杆断裂的后果。目前，市场上销售的旋挖钻机更换钻斗指导说明均采用纸质档使用说明书。因而为保证旋挖钻机的安全作业，往往需要对旋挖钻机机手提出更高的要求，否则可能会因操作过程中未及时发现钻孔不入现象或未及时更换钻具而对旋挖钻机造成一定的损坏。
同时，旋挖钻机的施工工况越来越恶劣，客户对设备的要求也越来越高，同时人工成本不断升高，这些市场反馈的信息进一步督促主机厂设备性能应该具备更高的要求，以降低对旋挖钻机机手操作熟练程度的要求。
因此，从切身实际出发，迫切需要设计一种能智能发现钻孔不入现象并提醒更换钻具的方法。
发明内容
本发明的目的在于提供一种智能提示旋挖钻机换斗的方法，以解决背景技术中提出的操作过程中未及时发现钻孔不入现象或未及时更换钻具而对旋挖钻机造成一定的破坏的问题。
为实现上述目的，本发明提供了一种智能提示旋挖钻机换斗的方法，所述智能提示旋挖钻机换斗的方法包括使用一种智能提示旋挖钻机换斗的装置，所述装置包括用于测量钻孔深度的测深传感器组、用于测量动力头压力的动力头压力传感器、控制器和显示屏，测深传感器组和动力头压力传感器分别通过传输导线将所测得的钻孔深度和动力头压力传输至控制器；所述方法包括设置为：当动力头压力连续t1秒大于k1 MPa且钻孔深度小于h1毫米时，则控制器通过传输导线在显示屏上提示更换入岩钻斗，即装置能自动判断出地质过硬需要更换钻斗；所述t1的取值范围为25～90，所述k1的取值范围为23～28，所述h1的取值范围为20～200。
在一种具体的实施方式中，所述智能提示旋挖钻机换斗的装置中还包括用于测量动力头转速的动力头转速传感器，动力头转速传感器通过传输导线将所测得的动力头转速传输至控制器；所述方法包括设置为：当所述动力头转速大于x rpm时，则即使满足“动力头压力连续t1秒大于k1 MPa且钻孔深度小于h1毫米”这个条件，控制器也不会通过传输导线在显示屏上提示地质过硬更换入岩钻斗；而当所述动力头转速小于等于x rpm时，则控制器通过传输导线在显示屏上提示更换入岩钻斗；即在增加动力头转速传感器后，所述装置能更为精确地自动判断出是否地质过硬需要更换钻斗；所述x的取值范围为1～4。
在一种具体的实施方式中，所述智能提示旋挖钻机换斗的装置中还包括用于测量动力头转速的动力头转速传感器，动力头转速传感器通过传输导线将所测得的动力头转速传输至控制器；所述方法包括设置为：当动力头压力值连续t2秒大于k2 MPa、钻孔深度小于h2毫米且动力头转速高于y rpm时，则控制器通过传输导线在显示屏上提示更换入岩钻斗，即装置还能自动判断出地质湿滑需要更换钻斗；所述t2的取值范围为25～90，所述k2的取值范围为23～28，所述h2的取值范围为20～200；所述y的取值范围为9～15。
在一种具体的实施方式中，所述测深传感器组包括主卷扬滚筒和非接触式编码器。
相比于现有技术，本发明具有以下有益效果：
本发明与原始旋挖钻机依靠人工经验换斗相比，增加了系统可靠性，能避免因扭矩过大而导致钻杆断裂或者斗齿损坏现象出现，让施工作业更高效、更安全。
本发明通过采用动力头压力传感器测量动力头压力值，与纯粹依靠单位时间内钻孔深度判断，换斗依据更加充分，能防止误报或者错报情况的发生。
本发明能减少不当操作，实现节约燃油，延长了钻斗、钻杆及桅杆的使用寿命，降低了用机成本，改善了客户钻斗更换效率，减少了客户停机时间，提高了整体施工效率，进而起到了降本增效的作用。
本发明在钻孔困难时显示屏具备智能闪烁换斗指示功能，能通过显示屏界面指导客户选择更换钻斗的类型；而新增换斗指示界面，采取了人性化设计，从提示客户换斗到更换何种钻斗，促进了换斗效率，提升客户了利润，为产品赢得了口碑。
除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本发明作进一步详细的说明。
附图说明
构成本申请的一部分的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是本发明一种实施例的智能提示旋挖钻机换斗的装置的示意图；
图2是本发明另一种实施例的智能提示旋挖钻机换斗的装置的示意图；
图3是本发明中测深传感器组的示意图；
图4是本发明中的显示屏提示界面；
其中，1、测深传感器组；2、动力头压力传感器；3、控制器；4、显示屏；5、动力头转速传感器。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以根据权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。
实施例1
本发明提供了一种智能提示旋挖钻机换斗的方法，所述智能提示旋挖钻机换斗的装置包括用于测量钻孔深度的测深传感器组1、用于测量动力头压力的动力头压力传感器2、控制器3和显示屏4。测深传感器组1配套的插接件DT四芯母插头通过传输导线AVSS-0.85日标汽车线与控制器3的插接件AMP23芯母插头进行连接，动力头压力传感器2的插接件AMP三芯母插头通过传输导线AVSS-0.85日标汽车线与控制器3的插接件AMP23芯母插头进行连接；控制器3的接插件AMP八芯母插头通过传输导线CAN通讯电缆与显示屏4的接插件AMP26芯母插头进行连接。
所述测深传感器组1采用申请人的在先专利文献CN201621297261.5公开的一种旋挖钻机新型测深装置，包括主卷扬机架、主卷扬筒、行星减速机、控制器和非接触式编码器，主卷扬筒转动安装于主卷扬机架的上支板和下支板之间，行星减速机与主卷扬机架的上支板相连接，主卷扬筒与行星减速机相连接；主卷扬筒中心线的下端连接有末端轴，末端轴下端面的中心通过中心轴安装有磁环，主卷扬机架的下支板上安装有末端轴承套，末端轴承套通过轴承与末端轴转动安装，末端轴承套上安装有非接触式编码器，磁环与非接触式编码器的感应轴同轴，磁环的下端面与非接触式编码器的感应轴的上端面有间距，非接触式编码器与控制器相连接。
所述智能提示旋挖钻机换斗的装置，动力头压力传感器和测深传感器的模拟量信号输出端分别与控制器的指定模拟量输入接口连接，控制器CAN通讯接口和显示屏的CAN通讯接口连接。本发明通过动力头压力传感器、测深传感器组检测出当前旋挖钻机动力头的压力、钻孔深度，整机控制器A/D转换后，通过如下逻辑作为判断依据：
动力头压力值连续30s大于25MPa且该时间段内钻孔深度小于25mm，则判定为地质过硬，控制器经CAN通讯总线传递变量状态给显示屏，开关变量触发换斗指示方框跳出，换斗指示方框如图4所示，并进行指定频率闪烁，提示地质过硬，更换入岩钻斗的报警画面。
实施例2
本发明还提供了另一种智能提示旋挖钻机换斗的方法，所述智能提示旋挖钻机换斗的装置包括用于测量钻孔深度的测深传感器组1、用于测量动力头压力的动力头压力传感器2、用于测量动力头转速的动力头转速传感器5、控制器3和显示屏4。测深传感器组1配套的插接件DT四芯母插头通过传输导线AVSS-0.85日标汽车线与控制器3的插接件AMP23芯母插头进行连接，动力头压力传感器2的插接件AMP三芯母插头通过传输导线AVSS-0.85日标汽车线与控制器3的插接件AMP23芯母插头进行连接，动力头转速传感器5的插接件AMP三芯母插头通过传输导线AVSS-0.85日标汽车线与控制器3的插接件AMP23芯母插头进行连接；控制器3的接插件AMP八芯母插头通过传输导线CAN通讯电缆与显示屏4的接插件AMP26芯母插头进行连接。
所述智能提示旋挖钻机换斗的装置，动力头压力传感器、动力头转速传感器和测深传感器组的模拟量信号输出端分别与控制器的指定模拟量输入接口连接，控制器CAN通讯接口和显示屏的CAN通讯接口连接。本发明通过动力头压力传感器、动力头转速传感器和测深传感器检测出当前旋挖钻机动力头的压力、动力头转速和钻孔深度，整机控制器A/D转换后，通过如下逻辑作为判断依据：
动力头压力值连续30s大于25MPa和动力头转速低于3rpm且钻孔深度小于50mm，则判定为地质过硬，控制器经CAN通讯总线传递变量状态给显示屏，开关变量触发换斗指示方框跳出并进行指定频率闪烁，提示地质过硬，更换入岩钻斗的报警画面。
动力头压力值连续30s大于25MPa和动力头转速高于10rpm且钻孔深度小于50mm，则判定为钻孔打滑，控制器经CAN通讯总线传递变量状态给显示屏，开关变量触发换斗指示方框跳出并进行指定频率闪烁，提示地质湿滑，更换入岩钻斗的报警画面。
本发明中的动力头压力传感器、动力头转速传感器和测深传感器组均可通过商购获得。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演和替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种智能提示旋挖钻机换斗的方法，其特征在于，所述智能提示旋挖钻机换斗的方法包括使用一种智能提示旋挖钻机换斗的装置，所述装置包括用于测量钻孔深度的测深传感器组(1)、用于测量动力头压力的动力头压力传感器(2)、控制器(3)和显示屏(4)，测深传感器组(1)和动力头压力传感器(2)分别通过传输导线将所测得的钻孔深度和动力头压力传输至控制器(3)；所述方法包括设置为：当动力头压力连续t1秒大于k1 MPa且钻孔深度小于h1毫米时，则控制器(3)通过传输导线在显示屏(4)上提示更换入岩钻斗，即装置能自动判断出地质过硬需要更换钻斗；所述t1的取值范围为25～90，所述k1的取值范围为23～28，所述h1的取值范围为20～200。
2.根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述智能提示旋挖钻机换斗的装置中还包括用于测量动力头转速的动力头转速传感器(5)，动力头转速传感器(5)通过传输导线将所测得的动力头转速传输至控制器(3)；所述方法包括设置为：当所述动力头转速大于x rpm时，则即使满足“动力头压力连续t1秒大于k1 MPa且钻孔深度小于h1毫米”这个条件，控制器(3)也不会通过传输导线在显示屏(4)上提示地质过硬更换入岩钻斗；而当所述动力头转速小于等于x rpm时，则控制器(3)通过传输导线在显示屏(4)上提示更换入岩钻斗；即在增加动力头转速传感器(5)后，所述装置能更为精确地自动判断出是否地质过硬需要更换钻斗；所述x的取值范围为1～4。
3.根据权利要求1或2所述方法，其特征在于，所述智能提示旋挖钻机换斗的装置中还包括用于测量动力头转速的动力头转速传感器(5)，动力头转速传感器(5)通过传输导线将所测得的动力头转速传输至控制器(3)；所述方法包括设置为：当动力头压力值连续t2秒大于k2 MPa、钻孔深度小于h2毫米且动力头转速高于y rpm时，则控制器(3)通过传输导线在显示屏(4)上提示更换入岩钻斗，即装置还能自动判断出地质湿滑需要更换钻斗；所述t2的取值范围为25～90，所述k2的取值范围为23～28，所述h2的取值范围为20～200；所述y的取值范围为9～15。
4.根据权利要求1～3中任意一项所述方法，其特征在于，所述测深传感器组(1)包括主卷扬滚筒和非接触式编码器。
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