CN112681315A - 液压打桩机控制方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种液压打桩机控制方法及控制系统，液压打桩机包括人机交互装置、控制装置、液压装置以及驱动装置，控制方法包括以下步骤：输入信号获取步骤，获取能量输入信号，根据能量输入信号获取与能量输入信号匹配的连打频次输入信号，或，获取能量输入信号以及连打频次输入信号；控制信号获取步骤，根据能量输入信号以及连打频次输入信号获取液压装置控制参数以及驱动装置控制参数；液压装置以及控制装置控制步骤，根据液压装置控制参数以及驱动装置控制参数控制液压装置以及驱动装置。调整迅速便捷，减少人为失误不易出错，同时该控制方法可实现功率匹配，提高打桩效能，达到节能目的。
Description
技术领域
本发明属于桩工装备技术领域，尤其涉及一种液压打桩机控制方法及系统。
背景技术
液压打桩锤，是一种桩工施工设备，由于其与柴油锤相比具有打击能量大，节能环保等优势，逐步获得日益广泛的应用，尤其在海上工程施工过程中。
液压打桩锤打桩过程中，需要不断地调整液压打桩锤的打击能量和打击频次，以匹配桩不同的入泥深度和地质条件，如何更好地对打击能量、打击频率进行开给你治，以避免人为操作失误引起的工程质量问题是本领域亟待解决的问题。
发明内容
本发明提出了一种液压打桩机控制方法及系统，以解决现有技术中存在的上述的技术问题。
本发明的一种液压打桩机控制方法，所述液压打桩机包括人机交互装置、控制装置、液压装置以及驱动装置，所述控制方法包括以下步骤：
输入信号获取步骤，获取能量输入信号，根据所述能量输入信号获取与所述能量输入信号匹配的连打频次输入信号，或，获取能量输入信号以及连打频次输入信号；
控制信号获取步骤，根据所述能量输入信号以及所述连打频次输入信号获取液压装置控制参数以及驱动装置控制参数；
液压装置以及控制装置控制步骤，根据所述液压装置控制参数以及所述驱动装置控制参数控制所述液压装置以及所述驱动装置。
在其中的一个实施例中，所述人机交互装置用于获取能量输入信号或用于获取能量输入信号以及连打频次输入信号。
在其中的一个实施例中所述人机交互装置设有模块化能量输入端口以及模块化连打频次输入端口，用于输入模块化的能量输入信号以及模块化的连打频次输入信号。
在其中的一个实施例中，所述控制装置预设有模块化控制参数，所述控制装置根据所述模块化能量输入信号以及所述模块化连打频次输入信号与所述模块化控制参数匹配，获取与所述模块化能量输入信号以及所述模块化连打频次输入信号匹配的液压装置控制参数以及驱动装置控制参数。
在其中的一个实施例中，所述液压装置包括电子变量泵，所述驱动装置包括电控柴油机。
本发明还提出了一种液压打桩机控制系统，所述液压打桩机包括控制装置、液压装置以及驱动装置，所述控制系统包括以下模块：
输入信号获取模块，用于获取能量输入信号，根据所述能量输入信号获取与所述能量输入信号匹配的连打频次输入信号，或，获取能量输入信号以及连打频次输入信号；
控制信号获取模块，用于根据所述能量输入信号以及所述连打频次输入信号获取液压装置控制参数以及驱动装置控制参数；
液压装置以及控制装置控制模块，用于根据所述液压装置控制参数以及所述驱动装置控制参数控制所述液压装置以及所述驱动装置。
在其中的一个实施例中，所述控制装置预设有模块化控制参数，所述控制装置根据所述能量输入信号以及所述连打频次输入信号与所述模块化控制参数匹配，获取与所述能量输入信号以及所述连打频次输入信号匹配的液压装置控制参数以及驱动装置控制参数。
在其中的一个实施例中，所述液压打桩机还设有人机交互装置，所述人机交互装置用于获取能量输入信号或用于获取能量输入信号以及连打频次输入信号。
在其中的一个实施例中，所述人机交互装置设有模块化能量级别输入端口以及模块化连打频次输入端口，用于输入模块化的能量输入信号以及模块化的连打频次输入信号。
在其中的一个实施例中，所述液压装置包括电子变量泵，所述驱动装置包括电控柴油机。
与现有技术中的液压打桩机控制方法及控制系统相比，本发明的液压打桩机控制方法及系统根据能量级别输入信号或能量级别输入信号和连打频次输入信号进行计算，自动得到与输入的能量级别和连打频次相适应的驱动装置控制参数和液压装置控制参数并进行相应的控制，调整迅速便捷，减少人为失误不易出错，同时该控制方法可实现功率匹配，提高打桩效能，达到节能目的。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，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他的附图。
图1为本发明液压打桩机控制方法控制原理图；
图2为本发明一实施例的人机交互装置示意图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明中的技术方案，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。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，都应当属于本发明保护的范围。
本发明提出的一实施例的液压打桩机控制方法，液压打桩机包括控制装置、液压装置以及驱动装置，控制方法包括以下步骤：
输入信号获取步骤，获取能量输入信号，根据能量输入信号获取与能量输入信号匹配的连打频次输入信号，或，获取能量输入信号以及连打频次输入信号；
控制信号获取步骤，根据能量输入信号以及连打频次输入信号获取液压装置控制参数以及驱动装置控制参数；
液压装置以及控制装置控制步骤，根据液压装置控制参数以及驱动装置控制参数控制液压装置以及驱动装置。
该的液压打桩机控制方法根据能量输入信号或能量输入信号和连打频次输入信号进行计算，自动得到与输入的能量和连打频次相适应的驱动装置控制参数和液压装置控制参数并进行相应的控制，调整迅速便捷，减少人为失误不易出错，同时该控制方法可实现功率匹配，能够有效提高打桩效能，达到节能目的。
请参阅图1所示，本发明的液压打桩机控制方法控制原理如图所示输入信号获取步骤通过人机交互装置实现，即人机交互装置用于获取能量输入信号或用于获取能量输入信号以及连打频次输入信号。
人机交互装置将获取的能量输入信号和/或连打频次输入信号传送至控制装置，控制装置根据能量输入信号和/或连打频次输入信号计算需要的控制参数，在本实施例中，控制参数包括液压装置控制参数和驱动装置控制参数。
进一步可选的，在本实施例中，液压装置包括电子变量泵，液压装置控制参数主要为偏角控制参数，即控制装置根据能量输入信号和连打频次输入信号基于预存在控制装置内的计算方法计算出偏角控制参数，继而将偏角控制参数发送至电子变量泵以对电子变量泵实现控制，同时，电子变量泵还可将电子变量泵的压力、扭矩等参数反馈至控制装置，以便控制装置进一步根据电子变量泵的压力、扭矩等参数对控制参数进行进一步的调整。驱动装置包括电控柴油机，驱动装置控制参数主要为转速控制参数，即控制装置根据能量输入信号和连打频次输入信号基于预存在控制装置内的计算方法计算出转速控制参数，继而将转速控制参数发送至电控柴油机以对电控柴油机实现控制，同时，电控柴油机还可将电控柴油机的转速、扭矩等参数反馈至控制装置，以便控制装置及你不根据电控柴油机的转速、扭矩等参数对控制参数进行进一步的调整。
可选的，人机交互装置设有能量输入端口以及连打频次输入端口，使用时可通过人工输入需要的能量以及连打频次，继而向控制器发送能量输入信号和连打频次输入信号，控制器根据预存的匹配算法根据能量输入信号和连打频次输入信号计算相应的液压装置控制参数和驱动装置控制参数，进而对液压装置和驱动装置进行相应的控制。
优选的，人机交互装置设有模块化能量输入端口以及模块化连打频次输入端口，用于输入模块化的能量输入信号以及模块化的连打频次输入信号。例如，如图2所示，人机交互装置根据液压打桩机能够实现的能量范围将能量等级划分为10级，在人机交互装置上设有1至10级的模块化的能量输入端口；根据液压打桩机能够实现的连打频次将连打频次划分为3级，分别为低频、中频以及高频，在人机交互装置上设有低频、中频以及高频3种模块化的连打频次输入端口。用户在使用时可直接从人机交互装置上选择相应的能量输入端口和连打频次输入端口，以避免人为输入由于经验不足等原因造成失误，输入错误的能量值或连打频次值，实现液压打桩机打桩过程中随着能量、连打频次不同自动匹配液压装置的压力和流量，保证连续打击及每次打击能量的一致性。
进一步优选的，在人机交互装置的控制界面上，预先设置有不同能量等级的能量输入端口和连打频次输入端口。根据工程实际，连打频次设置有低频、中频和高频三挡连打频次输入端口，每一档连打频次输入端口又根据能量等级具有不同的打击次数，
即对应不同能量等级的能量输入，低频对应的连打频次是不同的；同理，对应不同能量等级的能量输入，中频对应的连打频次是不同的；对应不同能量等级的能量输入，高频对应的连打频次是不同的。不同的能量等级和连打频次所需要的的系统流量不相同，即控制装置需要预存由相应的控制算法和匹配算法，能够根据能量能级和连打品系计算出所需的系统流量，不同的打击能量和打击频次所需的系统流量也不相同，操作系统内预置控制和匹配算法，可以根据需要计算出所需的流量，并根据电控柴油机的转速和扭矩匹配出电子变量泵的输出，不同的输出通过控制电子变量泵偏角实现。操作人员只需要在人机交互装置的界面上选择所需的能量等级和连打频次即可。
更进一步地，采用模块化的能量输入信号以及连打频次输入信号，控制装置内预存有与模块化的能量输入信号以及连打频次输入信号匹配的控制信号，在人机交互装置将模块化的能量输入信号以及连打频次输入信号传送至控制装置后，控制装置能够更快速地匹配与之匹配的控制参数进而能够更快速地控制液压装置和驱动装置。
进一步优选的，控制装置预设有模块化控制参数，控制装置根据模块化能量输入信号以及模块化连打频次输入信号与模块化控制参数匹配，获取与模块化能量输入信号以及模块化连打频次输入信号匹配的液压装置控制参数以及驱动装置控制参数。即在液压打桩机工作时，根据工作需要在人机交互装置上选择适宜的能量级别输入，控制装置自动匹配连打频次，继而匹配相应的模块化控制参数，实现对液压打桩机的模块化控制。
本发明的第二大方面提出了一种液压打桩机控制系统，液压打桩机包括控制装置、液压装置以及驱动装置，控制系统包括以下模块：
输入信号获取模块，用于获取能量输入信号，根据能量输入信号获取与能量输入信号匹配的连打频次输入信号，或，获取能量输入信号以及连打频次输入信号；
控制信号获取模块，用于根据能量输入信号以及连打频次输入信号获取液压装置控制参数以及驱动装置控制参数；
液压装置以及控制装置控制模块，用于根据液压装置控制参数以及驱动装置控制参数控制液压装置以及驱动装置。
该的液压打桩机控制系统根据能量输入信号或能量输入信号和连打频次输入信号进行计算，自动得到与输入的能量和连打频次相适应的驱动装置控制参数和液压装置控制参数并进行相应的控制，调整迅速便捷，减少人为失误不易出错，同时该控制方法实现了功率匹配，能够有效提高打桩效能，达到节能目的。
请参阅图1所示，本发明的液压打桩机控制系统控制原理如图所示输入信号获取步骤通过人机交互装置实现，即人机交互装置用于获取能量输入信号或用于获取能量输入信号以及连打频次输入信号。
人机交互装置将获取的能量输入信号和/或连打频次输入信号传送至控制装置，控制装置根据能量输入信号和/或连打频次输入信号计算需要的控制参数，在本实施例中，控制参数包括液压装置控制参数和驱动装置控制参数。
进一步可选的，在本实施例中，液压装置包括电子变量泵，液压装置控制参数主要为偏角控制参数，即控制装置根据能量输入信号和连打频次输入信号基于预存在控制装置内的计算方法计算出偏角控制参数，继而将偏角控制参数发送至电子变量泵以对电子变量泵实现控制，同时，电子变量泵还可将电子变量泵的压力、扭矩等参数反馈至控制装置，以便控制装置进一步根据电子变量泵的压力、扭矩等参数对控制参数进行进一步的调整。驱动装置包括电控柴油机，驱动装置控制参数主要为转速控制参数，即控制装置根据能量输入信号和连打频次输入信号基于预存在控制装置内的计算方法计算出转速控制参数，继而将转速控制参数发送至电控柴油机以对电控柴油机实现控制，同时，电控柴油机还可将电控柴油机的转速、扭矩等参数反馈至控制装置，以便控制装置及你不根据电控柴油机的转速、扭矩等参数对控制参数进行进一步的调整。
可选的，人机交互装置设有能量输入端口以及连打频次输入端口，使用时可通过人工输入需要的能量以及连打频次，继而向控制器发送能量输入信号和连打频次输入信号，控制器根据预存的匹配算法根据能量输入信号和连打频次输入信号计算相应的液压装置控制参数和驱动装置控制参数，进而对液压装置和驱动装置进行相应的控制。
优选的，人机交互装置设有模块化能量输入端口以及模块化连打频次输入端口，用于输入模块化的能量输入信号以及模块化的连打频次输入信号。例如，如图2所示，人机交互装置根据液压打桩机能够实现的能量范围将能量等级划分为10级，在人机交互装置上设有1至10级的模块化的能量输入端口；根据液压打桩机能够实现的连打频次将连打频次划分为3级，分别为低频、中频以及高频，在人机交互装置上设有低频、中频以及高频3种模块化的连打频次输入端口。用户在使用时可直接从人机交互装置上选择相应的能量输入端口和连打频次输入端口，以避免人为输入由于经验不足等原因造成失误，输入错误的能量值或连打频次值，实现液压打桩机打桩过程中随着能量、连打频次不同自动匹配液压装置的压力和流量，保证连续打击及每次打击能量的一致性。
进一步优选的，在人机交互装置的控制界面上，预先设置有不同能量等级的能量输入端口和连打频次输入端口。根据工程实际，连打频次设置有低频、中频和高频三挡连打频次输入端口，每一档连打频次输入端口又根据能量等级具有不同的打击次数，
即对应不同能量等级的能量输入，低频对应的连打频次是不同的；同理，对应不同能量等级的能量输入，中频对应的连打频次是不同的；对应不同能量等级的能量输入，高频对应的连打频次是不同的。不同的能量等级和连打频次所需要的的系统流量不相同，即控制装置需要预存由相应的控制算法和匹配算法，能够根据能量能级和连打品系计算出所需的系统流量，不同的打击能量和打击频次所需的系统流量也不相同，操作系统内预置控制和匹配算法，可以根据需要计算出所需的流量，并根据电控柴油机的转速和扭矩匹配出电子变量泵的输出，不同的输出通过控制电子变量泵偏角实现。操作人员只需要在人机交互装置的界面上选择所需的能量等级和连打频次即可。
更进一步地，采用模块化的能量输入信号以及连打频次输入信号，控制装置内预存有与模块化的能量输入信号以及连打频次输入信号匹配的控制信号，在人机交互装置将模块化的能量输入信号以及连打频次输入信号传送至控制装置后，控制装置能够更快速地匹配与之匹配的控制参数进而能够更快速地控制液压装置和驱动装置。
进一步优选的，控制装置预设有模块化控制参数，控制装置根据模块化能量输入信号以及模块化连打频次输入信号与模块化控制参数匹配，获取与模块化能量输入信号以及模块化连打频次输入信号匹配的液压装置控制参数以及驱动装置控制参数。即在液压打桩机工作时，根据工作需要在人机交互装置上选择适宜的能量级别输入，控制装置自动匹配连打频次，继而匹配相应的模块化控制参数，实现对液压打桩机的模块化控制。
本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于装置或系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述得比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。以上所描述的装置及系统实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。
需要说明的是，在本文中，术语“包括”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物品或者设备所固有的要素。同时，本文中使用的术语“连接”等应做广义理解，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，可以是直接相连，也可以通过中间部件间接相连。此外，本文中“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”、“内”、“外”等均以附图中表示的放置状态为参照。
还需要说明的是，以上实施例仅用于说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明的范围。
Claims (10)
1.一种液压打桩机控制方法，其特征在于，所述液压打桩机包括人机交互装置、控制装置、液压装置以及驱动装置，所述控制方法包括以下步骤：
输入信号获取步骤，获取能量输入信号，根据所述能量输入信号获取与所述能量输入信号匹配的连打频次输入信号，或，获取能量输入信号以及连打频次输入信号；
控制信号获取步骤，根据所述能量输入信号以及所述连打频次输入信号获取液压装置控制参数以及驱动装置控制参数；
液压装置以及控制装置控制步骤，根据所述液压装置控制参数以及所述驱动装置控制参数控制所述液压装置以及所述驱动装置。
2.根据权利要求1所述的液压打桩机控制方法，其特征在于，所述人机交互装置用于获取能量输入信号或用于获取能量输入信号以及连打频次输入信号。
3.根据权利要求2所述的液压打桩机控制方法，其特征在于，所述人机交互装置设有模块化能量输入端口以及模块化连打频次输入端口，用于输入模块化的能量输入信号以及模块化的连打频次输入信号。
4.根据权利要求3所述的液压打桩机控制方法，其特征在于，所述控制装置预设有模块化控制参数，所述控制装置根据所述模块化能量输入信号以及所述模块化连打频次输入信号与所述模块化控制参数匹配，获取与所述模块化能量输入信号以及所述模块化连打频次输入信号匹配的液压装置控制参数以及驱动装置控制参数。
5.根据权利要求1至4任意一项所述的液压打桩机控制方法，其特征在于，所述液压装置包括电子变量泵，所述驱动装置包括电控柴油机。
6.一种液压打桩机控制系统，其特征在于，所述液压打桩机包括控制装置、液压装置以及驱动装置，所述控制系统包括以下模块：
输入信号获取模块，用于获取能量输入信号，根据所述能量输入信号获取与所述能量输入信号匹配的连打频次输入信号，或，获取能量输入信号以及连打频次输入信号；
控制信号获取模块，用于根据所述能量输入信号以及所述连打频次输入信号获取液压装置控制参数以及驱动装置控制参数；
液压装置以及控制装置控制模块，用于根据所述液压装置控制参数以及所述驱动装置控制参数控制所述液压装置以及所述驱动装置。
7.根据权利要求6所述的液压打桩机控制系统，其特征在于，所述控制装置预设有模块化控制参数，所述控制装置根据所述能量输入信号以及所述连打频次输入信号与所述模块化控制参数匹配，获取与所述能量输入信号以及所述连打频次输入信号匹配的液压装置控制参数以及驱动装置控制参数。
8.根据权利要求6所述的液压打桩机控制系统，其特征在于，所述液压打桩机还设有人机交互装置，所述人机交互装置用于获取能量输入信号或用于获取能量输入信号以及连打频次输入信号。
9.根据权利要求6所述的液压打桩机控制系统，其特征在于，所述人机交互装置设有模块化能量级别输入端口以及模块化连打频次输入端口，用于输入模块化的能量输入信号以及模块化的连打频次输入信号。
10.根据权利要求6所述的液压打桩机控制系统，其特征在于，所述液压装置包括电子变量泵，所述驱动装置包括电控柴油机。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20210420 |
|
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |