CN112693533B - 一种旋挖钻机多模式行走底盘及其模式控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种旋挖钻机多模式行走底盘及其模式控制方法，该模式控制方法包括设置行走底盘的模式信息，其中所述模式包括运输模式、工作模式及行走底盘H架的横梁外端在支重轮外侧的正上方有利于旋挖钻机在施工工地进行行走的行走模式；根据设置的模式信息，确定所述行走底盘的模式；根据确定的行走底盘的模式，控制行走底盘的模式切换。本发明能够有效地避免旋挖钻机在施工工地行走时履带架及支重轮产生偏载的情况，有效降低了行走底盘在工地行走时的故障发生率，极大提高了行走底盘的零部件的使用寿命，为施工和售后节约了成本，另，本发明还采用了机械限位的方式对H架与履带架进行限位，提升了行走底盘的可靠性和安全性。

Description

一种旋挖钻机多模式行走底盘及其模式控制方法

技术领域

本发明涉及一种旋挖钻机多模式行走底盘及其模式控制方法，属于桩工机械领域。

背景技术

旋挖钻机是一种液压驱动设备，通过控制对动力头的旋转和加压来驱动钻杆钻斗的旋转和加压来切削土壤至钻斗内，然后依靠主卷扬钢丝绳的提升将钻斗带出孔外，再通过旋挖钻机的回转动作把钻斗带到偏离孔的位置，通过动力头的甩土盘打开钻斗斗门将土壤排出孔外的周期性作业设备。

旋挖钻机行走底盘分为两种模式，一种是履带架完全拓展的工作模式，另一种是履带架完全不拓展的运输模式。受道路交通运输对设备宽度的限制，运输模式时旋挖钻机底盘的宽度最小，有利于上下平板车实现转场运输。到达工地下了平板车之后，旋挖钻机履带架完全拓展此时进入工作模式，旋挖钻机在此状态下在施工工地进行行走及钻孔作业。

旋挖钻机在运输模式下行走时，因履带架完全被收缩，支撑点过于集中，旋挖钻机不能做回转、立桅等动作，同时地面需平坦，因此在工地时，禁止行走时将履带架完全收缩，否则会出现因重心偏离中心位置引起侧翻等事故。

支重轮是旋挖钻机所有重量的承受者，支重轮的宽度只占了履带宽度的三分之一到四分之一，当拓展油缸伸长，履带架和H架之间会发生相对运动，履带架相对H架会往外移动，H架的宽度是固定的，随着拓展油缸的伸长，履带架和H架之间重合的部分减少。

旋挖钻机在工作模式下行走时，为保证设备的最大稳定性，履带架拓展到极限位置，然后用定位销轴固定，由于H架和履带架的接触点不在支重轮上方，所以履带架、履带、支重轮等部件不可避免的出现偏载，在实际应用中履带呈现外八字形。旋挖钻机行走底盘各个相对运动的结构件之间是有一定间隙的，如夹轨器与链条之间一般单边有15毫米左右的间隙，支重轮与链轨有3毫米左右的单边间隙等，履带总成两轮中心的长度一般达到5-6米，两履带的拓展宽度也超过5米，任何一处结构件的微小形变，对行走底盘而言都会被放大数倍，因此旋挖钻机长期在外八字状态下行走对设备的伤害很大，会出现咬轨、磨轨、紧固件螺栓断裂、支重轮轴承破碎、驱动轮崩齿、夹轨器变形损坏、履带变形脱落等一系列设备故障。

旋挖钻机行走底盘的任何一个零部件损坏，维修起来特别不方便，如换支重轮、驱动轮、履带链轨等，大型设备总重一般超过100吨，维修时需借助起重设备装置，涉及许多人力、物力及财力，所以行走底盘的稳定可靠性尤其重要。

发明内容

本发明针对以上待解决的问题，提供一种旋挖钻机多模式行走底盘及其模式控制方法，其通过设置一种行走模式，使履带架部分拓展，且H架的横梁外端在支重轮外侧的正上方，H架与履带架的接触点完全在支重轮的正上方，能够有效地避免旋挖钻机在施工工地行走产生偏载的情况。

为了解决上述技术问题，本发明提供一种旋挖钻机多模式行走底盘的模式控制方法，所述模式控制方法包括：

设置行走底盘的模式信息，其中所述模式包括行走底盘的履带架完全不拓展有利于旋挖钻机上下平板车实现转场运输的运输模式、行走底盘的履带架完全拓展有利于旋挖钻机在施工工地作业的工作模式、行走底盘的履带架部分拓展且H架的横梁外端在支重轮外侧的正上方有利于旋挖钻机在施工工地行走的行走模式；

根据设置的模式信息，确定所述行走底盘的模式；

根据确定的行走底盘的模式，控制行走底盘的模式切换。

优选地，在所述行走模式的状态下，控制行走底盘的模式切换包括：确定行走模式下履带架的拓展距离；

控制器控制拓展液压油缸的伸缩，使得履带架左右移动；

测距传感器检测履带架的实时拓展距离并将实时拓展距离发送至控制器，当履带架的实时拓展距离达到行走模式下的拓展距离时，控制器控制拓展液压油缸停止伸缩，履带架停止左右移动；

通过驱动装置驱动驱动轮，驱动轮带动行走装置实现所述行走底盘行走。

优选地，在所述行走模式的状态下，控制行走底盘的模式切换还包括：履带架停止左右移动时，定位销轴穿插至行走限位孔，对履带架与H架进行限位。

优选地，在所述运输模式的状态下，控制行走底盘的模式切换包括：控制器控制拓展液压油缸的伸缩，使得履带架收缩；

当履带架完全收缩时，控制器控制拓展液压油缸停止伸缩，履带架停止收缩；

定位销轴穿插至运输限位孔，对履带架与H架进行限位。

优选地，在所述工作模式的状态下，控制行走底盘的模式切换包括：控制器控制拓展液压油缸的伸缩，使得履带架拓展；

当履带架完全拓展时，控制器控制拓展液压油缸停止伸缩，履带架则停止拓展；

定位销轴穿插至工作限位孔，对履带架与H架进行限位。

相应地，本发明还提供一种旋挖钻机用多模式行走底盘，所述行走底盘包括两个相对设置的履带架、H架及安装在履带架上的行走装置，行走装置包括履带总成、张紧装置、支重轮、托链轮、驱动轮、导向轮、夹轨器、紧固件、驱动装置，履带架与H架采用箱体结构连接，H架的四个横梁上分别设置三个限位孔，履带架上设置与限位孔相配合的定位销轴，定位销轴与限位孔的配合用于对履带架与H架进行限位，三个限位孔的中心在一条水平线上，三个限位孔的规格一致，三个限位孔由内向外依次为运输限位孔、行走限位孔和工作限位孔，行走限位孔与定位销轴配合限定H架的横梁外端在支重轮外侧的正上方；H架与每个履带架之间设置至少一个与履带架垂直用于拓展或收缩履带架的拓展液压油缸；H架上设置用于检测履带架的实时拓展距离的测距传感器，测距传感器与控制器连接，控制器与拓展液压油缸连接，测距传感器发送实时拓展距离信息至控制器，控制器控制拓展液压油缸的伸缩。

优选地，所述H架的每个横梁与履带架之间设置一个与履带架垂直的拓展液压油缸。

优选地，所述测距传感器为红外测距传感器，红外测距传感器的外部设置有保护装置。

优选地，所述H架和履带架上均设置有耐磨板。

优选地，所述耐磨板上设置有用来点焊缝的小孔。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：通过设置行走底盘的行走模式，使履带架部分拓展，且H架的横梁外端在支重轮外侧的正上方，H架与履带架的接触点完全在支重轮的正上方，能够有效地避免旋挖钻机在施工工地行走时履带架及支重轮产生偏载的情况，有效降低了行走底盘在工地行走时的故障发生率，极大提高了行走底盘的零部件的使用寿命，为施工和售后节约了成本，另，同时采用了机械限位的方式对H架与履带架进行限位，提升了行走底盘的合理性、可靠性和安全性。

附图说明

图1为本发明一种旋挖钻机多模式行走底盘的模式控制方法的流程图。

图2为本发明一种旋挖钻机多模式行走底盘的结构示意图。

图3为本发明一种旋挖钻机多模式行走底盘的俯视图。

附图标记：H架1、履带架2、测距传感器3、运输限位孔4、行走限位孔5、工作限位孔6、拓展液压油缸7、定位销轴8、驱动装置9、行走装置10。

具体实施方式

以下将结合实施例与附图来详细说明本发明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

如图1所示，一种旋挖钻机多模式行走底盘的模式控制方法，所述模式控制方法包括：

S101设置行走底盘的模式信息，其中所述模式包括行走底盘的履带架2完全不拓展有利于旋挖钻机上下平板车实现转场运输的运输模式、行走底盘的履带架2完全拓展有利于旋挖钻机在施工工地作业的工作模式、行走底盘的履带架2部分拓展且H架1的横梁外端在支重轮外侧的正上方有利于旋挖钻机在施工工地行走的行走模式；

S102根据设置的模式信息，确定所述行走底盘的模式；

S103根据确定的行走底盘的模式，控制行走底盘的模式切换。

行走底盘包含运输模式、工作模式和行走模式，控制器上做了相应的设置，操作者根据需求，在控制器上设置合适的模式信息，控制器根据操作者设置的模式确定行走底盘的模式，并针对此模式控制履带架2的伸缩，从而实现模式的切换，以符合操作者的需求。

进一步的，在所述行走模式的状态下，控制行走底盘的模式切换包括：确定行走模式下履带架2的拓展距离；

控制器控制拓展液压油缸7的伸缩，使得履带架2左右移动；

测距传感器3检测履带架2的实时拓展距离并将实时拓展距离发送至控制器，当履带架2的实时拓展距离达到行走模式下的拓展距离时，控制器控制拓展液压油缸7停止伸缩，履带架2停止左右移动；

通过驱动装置9驱动驱动轮，驱动轮带动行走装置10实现所述行走底盘行走。

旋挖钻机在施工工地进行行走时，操作者需将行走底盘的模式切换成行走模式，此时禁止使用运输模式及工作模式，以避免出现侧翻或偏载情况，从而保护了行走底盘的零部件不受损坏，降低了行走底盘的故障率，节约了施工及售后成本。

进一步的，在所述行走模式的状态下，控制行走底盘的模式切换还包括：履带架2停止左右移动时，定位销轴8穿插至行走限位孔5，对履带架2与H架1进行限位，通过此机械限位方式，可避免操作者在行走模式下的误操作进入其他的模式，提升了行走底盘的可靠性和安全性。

进一步的，在所述运输模式的状态下，控制行走底盘的模式切换包括：控制器控制拓展液压油缸7的伸缩，使得履带架2收缩；

当履带架2完全收缩时，控制器控制拓展液压油缸7停止伸缩，履带架2停止收缩；

定位销轴8穿插至运输限位孔4，对履带架2与H架1进行限位。

在运输模式下，履带架2完全收缩，行走底盘的宽度最小，有利于上下平板车实现转场运输，在该模式下禁止使用回转等危险动作。

进一步的，在所述工作模式的状态下，控制行走底盘的模式切换包括：控制器控制拓展液压油缸7的伸缩，使得履带架2拓展；

当履带架2完全拓展时，控制器控制拓展液压油缸7停止伸缩，履带架2则停止拓展；

定位销轴8穿插至工作限位孔6，对履带架2与H架1进行限位。

在工作模式下，履带架2完全拓展，旋挖钻机状态稳定，有利于旋挖钻机在施工场地作业，在该模式下不可让旋挖钻机行走。

如图2和图3所示，一种旋挖钻机用多模式行走底盘，所述行走底盘包括两个相对设置的履带架2、H架1及安装在履带架上的行走装置10，行走装置10包括履带总成、张紧装置、支重轮、托链轮、驱动轮、导向轮、夹轨器、紧固件、驱动装置9，履带架2与H架1采用箱体结构连接，H架1的四个横梁上分别设置三个限位孔，履带架2上设置与限位孔相配合的定位销轴8，定位销轴8与限位孔的配合用于对履带架2与H架1进行限位，三个限位孔的中心在一条水平线上，三个限位孔的规格一致，限位孔的规格包括深度和大小，这样，定位销轴8在三个限位孔通用，三个限位孔由内向外依次为运输限位孔4、行走限位孔5和工作限位孔6，行走限位孔5与定位销轴8配合限定H架1的横梁外端在支重轮外侧的正上方；H架1与每个履带架2之间设置至少一个与履带架2垂直用于拓展或收缩履带架2的拓展液压油缸7；H架1上设置用于测量履带架的实时拓展距离的测距传感器3，测距传感器3与控制器连接，控制器与拓展液压油缸7连接，测距传感器3发送实时拓展距离信息至控制器，控制器控制拓展液压油缸7的伸缩。

当操作者需要行走底盘处于行走模式下时，控制器控制拓展液压油缸7的伸缩，拓展液压油缸7的伸缩带动履带架2的左右移动，测距传感器3检测履带架2实时拓展距离，并将此实时拓展距离发送至控制器，当实时拓展距离与行走模式下履带架的拓展距离一致时，控制器控制拓展液压油缸7停止伸缩，履带架2停止移动，行走底盘处于行走模式，驱动装置9驱动驱动轮，驱动轮带动行走装置10实现所述行走底盘行走。由于行走模式下，H架1的横梁外端在支重轮外侧的正上方，行走底盘不会发生支重轮的偏载，避免了行走底盘的支重轮和履带架2因载荷分布不均而产生的变形，有效降低了行走底盘在工地行走时的故障发生率，极大提高了行走底盘的零部件的使用寿命。同时，定位销轴8穿插至行走限位孔5，实现履带架2与H架1的机械限位，有效地避免了旋挖钻机在行走时操作者的误操作使设备产生偏载形变的情况，提升了行走底盘的可靠性和安全性。

履带架2：用于安装各零部件，连接H架1同时起支撑设备重量的作用，张紧装置：通过打入黄油来伸出张紧油缸，起履带总成张紧的作用，托链轮：安装在履带架2顶部，用于托起履带链轨，支重轮：一面与履带架2连接一面与链轨接触，用于支撑设备重量及实现行走功能，夹轨器：安装在履带架2上，用于矫正履带避免行走时履带总成脱轨，驱动轮：由行走减速机、马达、平衡阀及管路组成，安装在驱动装置9上，用于驱动履带总成行走装置实现整机行走，紧固件：用于连接各零部件，根据长度及大小等级的不同其拧紧的预紧力也不同，H架1：连接履带架2，对整机起支撑和连接作用。

进一步的，所述H架1的每个横梁与履带架2之间设置一个与履带架2垂直的拓展液压油缸7。拓展液压油缸7设置四个，缸体部分安装在H架1的横梁内，撑杆部分安装在履带架2上，用于拓展和收缩履带架2。

进一步的，所述测距传感器3为红外测距传感器，红外测距传感器安装于H架1的起吊板上，通过发射及接收的频率时差来检测履带架2的实时拓展距离，并将实时拓展距离发送至控制器，且在显示屏上显示，给操作者带来方便，因红外测距传感器是易损部件，在红外测距传感器的外部设置保护装置以避免红外测距传感器遭受碰撞及泥土污染。

进一步的，所述H架1和履带架2上均设置有耐磨板，有效降低了H架1和履带架2发生相互运动时，对H架1和履带架2造成磨损，进一步提升H架1和履带架2的使用寿命。

进一步的，所述耐磨板上设置有用来点焊缝的小孔，使耐磨板更好地固定在H架1和履带架2上。

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 (8)

1.一种旋挖钻机多模式行走底盘的模式控制方法，其特征在于，所述模式控制方法包括：

设置行走底盘的模式信息，其中所述模式包括行走底盘的履带架(2)完全不拓展有利于旋挖钻机上下平板车实现转场运输的运输模式、行走底盘的履带架(2)完全拓展有利于旋挖钻机在施工工地作业的工作模式、行走底盘的履带架(2)部分拓展且H架(1)的横梁外端在支重轮外侧的正上方有利于旋挖钻机在施工工地行走的行走模式；

根据设置的模式信息，确定所述行走底盘的模式；

根据确定的行走底盘的模式，控制行走底盘的模式切换；

在所述行走模式的状态下，控制行走底盘的模式切换包括：确定行走模式下履带架(2)的拓展距离；

控制器控制拓展液压油缸(7)的伸缩，使得履带架(2)左右移动；

测距传感器(3)检测履带架(2)的实时拓展距离并将实时拓展距离发送至控制器，当履带架(2)的实时拓展距离与行走模式下的拓展距离一致时，控制器控制拓展液压油缸(7)停止伸缩，履带架(2)停止左右移动；

通过驱动装置(9)驱动驱动轮，驱动轮带动行走装置(10)实现所述行走底盘行走；

履带架(2)停止左右移动时，定位销轴(8)穿插至行走限位孔(5)，对履带架(2)与H架(1)进行限位。

2.如权利要求1所述的模式控制方法，其特征在于，在所述运输模式的状态下，控制行走底盘的模式切换包括：控制器控制拓展液压油缸(7)的伸缩，使得履带架(2)收缩；

当履带架(2)完全收缩时，控制器控制拓展液压油缸(7)停止伸缩，履带架(2)停止收缩；

定位销轴(8)穿插至运输限位孔(4)，对履带架(2)与H架(1)进行限位。

3.如权利要求2所述的模式控制方法，其特征在于，在所述工作模式的状态下，控制行走底盘的模式切换包括：控制器控制拓展液压油缸(7)的伸缩，使得履带架(2)拓展；

当履带架(2)完全拓展时，控制器控制拓展液压油缸(7)停止伸缩，履带架(2)则停止拓展；

定位销轴(8)穿插至工作限位孔(6)，对履带架(2)与H架(1)进行限位。

4.一种旋挖钻机用多模式行走底盘，所述行走底盘包括两个相对设置的履带架(2)、H架(1)及安装在履带架(2)上的行走装置(10)，行走装置(10)包括履带总成、张紧装置、支重轮、托链轮、驱动轮、导向轮、夹轨器、紧固件、驱动装置(9)，履带架(2)与H架(1)采用箱体结构连接，其特征在于，H架(1)的四个横梁上分别设置三个限位孔，履带架(2)上设置与限位孔相配合的定位销轴(8)，定位销轴(8)与限位孔的配合用于对履带架(2)与H架(1)进行限位，三个限位孔的中心在一条水平线上，三个限位孔的规格一致，三个限位孔由内向外依次为运输限位孔(4)、行走限位孔(5)和工作限位孔(6)，行走限位孔(5)与定位销轴(8)配合限定H架(1)的横梁外端在支重轮外侧的正上方；H架(1)与每个履带架(2)之间设置至少一个与履带架(2)垂直用于拓展或收缩履带架(2)的拓展液压油缸(7)；H架(1)上设置用于检测履带架的实时拓展距离的测距传感器(3)，测距传感器(3)与控制器连接，控制器与拓展液压油缸(7)连接，测距传感器(3)发送实时拓展距离信息至控制器，控制器控制拓展液压油缸(7)的伸缩。

5.根据权利要求4所述的多模式行走底盘，其特征在于，所述H架(1)的每个横梁与履带架(2)之间设置一个与履带架(2)垂直的拓展液压油缸(7)。

6.根据权利要求5所述的多模式行走底盘，其特征在于，所述测距传感器(3)为红外测距传感器，红外测距传感器的外部设置有保护装置。

7.根据权利要求6所述的多模式行走底盘，其特征在于，所述H架(1)和履带架(2)上均设置有耐磨板。

8.根据权利要求7所述的多模式行走底盘，其特征在于，所述耐磨板上设置有用来点焊缝的小孔。

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