CN116164010B - 液压打桩锤的控制方法、其控制系统及打桩机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种液压打桩锤的控制方法、其控制系统及打桩机，涉及打桩机技术领域。液压打桩锤的工作模式包括疲劳破坏打桩模式和快速推进打桩模式，液压打桩锤的控制方法包括以下步骤：监测加载油缸的活塞杆的行程、油压对活塞杆的作用力和锤体受到的作用力；当加载油缸的活塞杆的行程未达到设定行程，油压对活塞杆的作用力已经达到最大时，控制液压打桩锤进入疲劳破坏打桩模式；当加载油缸的活塞杆在设定行程内，锤体受到的作用力小于油压对活塞杆的作用力时，控制液压打桩锤进入快速推进打桩模式。该液压打桩锤的控制方法能判断液压打桩锤的作用工况，根据不同工况控制液压打桩锤进入不同的打桩模式，既能降低工作时的噪音，又能降低能耗。

Description

液压打桩锤的控制方法、其控制系统及打桩机

技术领域

本发明涉及打桩机技术领域，尤其涉及一种液压打桩锤的控制方法、其控制系统及打桩机。

背景技术

液压打桩锤具有热效率高、能量传递效率高、对打击能量的控制精确的优点，而且可以根据当前工况调整打桩能量，减少和杜绝了断桩，对环境无污染。

现有技术中的液压打桩锤通过电气控制系统对液压打桩锤的实时工作数据进行采集、分析和处理，实时对液压打桩锤的打击能量进行精准控制，解决了断桩的问题，通过压力控制可以实现打击能量的精准控制。但是在打桩时，障碍地质包括硬质地质、常规地质和软质地质，不同地质的阻力不同，即使通过不同的打击能量打桩，还是无法实现低阻力静力压桩施工法，在遇到硬质地质时，仅靠流量调节打击频率调节范围小、振幅受偏心块结构尺寸限制不可调节，噪音还是比较大；在遇到软质地质时，浪费能量。

发明内容

本发明的目的在于提供一种液压打桩锤的控制方法、其控制系统及打桩机，以实现加载可控和低阻力静力压桩施工法，降低打桩机工作时的噪音，降低能耗。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

液压打桩锤的控制方法，所述液压打桩锤的工作模式包括疲劳破坏打桩模式和快速推进打桩模式，所述液压打桩锤的控制方法包括以下步骤：

监测加载油缸的活塞杆的行程、油压对所述活塞杆的作用力和锤体受到的作用力；

当所述加载油缸的活塞杆的行程未达到设定行程，油压对所述活塞杆的作用力已经达到最大时，控制所述液压打桩锤进入所述疲劳破坏打桩模式；

当所述加载油缸的活塞杆在所述设定行程内，所述锤体受到的作用力小于油压对所述活塞杆的作用力时，控制所述液压打桩锤进入所述快速推进打桩模式。

作为液压打桩锤的控制方法的一个可选方案，油压对所述活塞杆的作用力等于进入所述加载油缸的油液对活塞的压强和油液对活塞的作用面积的乘积。

作为液压打桩锤的控制方法的一个可选方案，控制所述液压打桩锤进入所述疲劳破坏打桩模式的方法为：减小所述加载油缸的活塞杆的所述设定行程，且增加所述加载油缸的活塞杆的伸缩频率。

作为液压打桩锤的控制方法的一个可选方案，控制所述液压打桩锤进入所述快速推进打桩模式的方法为：增加所述加载油缸的活塞杆的所述设定行程，且减小所述加载油缸的活塞杆的伸缩频率。

作为液压打桩锤的控制方法的一个可选方案，通过调节液压换向阀的频率调节所述加载油缸的活塞杆的伸缩频率；

所述液压换向阀的频率增加，所述加载油缸的活塞杆的伸缩频率增加；

所述液压换向阀的频率减小，所述加载油缸的活塞杆的伸缩频率减小。

液压打桩锤的控制系统，包括泵源、液压换向阀、加载油缸和夹嘴，所述泵源通过所述液压换向阀与所述加载油缸连接，所述加载油缸的活塞杆与所述夹嘴连接，所述夹嘴夹持锤体进行打桩，液压打桩锤的控制系统采用如以上任一方案所述的液压打桩锤的控制方法，所述液压打桩锤的控制系统还包括位移传感器、油压传感器和作用力传感器，所述位移传感器用于检测所述加载油缸的活塞杆的位移；所述油压传感器设于所述液压换向阀的工作油口与所述加载油缸的无杆腔之间，用于检测进入所述加载油缸的油液对所述活塞的压强；所述作用力传感器设于所述加载油缸的活塞杆和所述夹嘴之间，用于检测所述锤体受到的作用力。

作为液压打桩锤的控制系统的一个可选方案，所述液压换向阀为高频响电液伺服阀，所述高频响电液伺服阀的频率量程范围为75 Hz～215 Hz。

作为液压打桩锤的控制系统的一个可选方案，所述液压打桩锤的控制系统还包括蓄能器，所述蓄能器的进出口与所述高频响电液伺服阀的进油口连通。

作为液压打桩锤的控制系统的一个可选方案，所述加载油缸为高速油缸，所述高速油缸的速度为0～15m/s。

打桩机，包括如以上方案所述的液压打桩锤的控制系统。

本发明的有益效果：

本发明提供的液压打桩锤的控制方法，通过监测加载油缸的活塞杆的行程、油压对活塞杆的作用力和锤体受到的作用力，油液进入加载油缸作用于活塞上驱动活塞杆往复运动，活塞杆带动锤体往复运动，以对桩体进行打桩。加载油缸的活塞杆的行程决定了液压打桩锤打桩时的振动幅度，当遇到硬质地质等大阻力工况时，在活塞杆的作用下，锤体无法推进，即使油压对活塞杆的作用力已经达到最大，锤体也无法达到设定行程，此时控制液压打桩锤进入疲劳破坏打桩模式，以实现障碍地质疲劳破坏，从而降低工作时的噪音。当遇到软质地质等小阻力工况时，锤体在设定行程内受到的作用力小于油压对活塞杆的作用力，甚至出现空打现象，此时控制液压打桩锤进入快速推进打桩模式，以降低能耗。本发明提供的液压打桩锤的控制方法能够判断液压打桩锤的作用工况，并根据不同工况控制液压打桩锤进入不同的打桩模式，既能降低工作时的噪音，又能降低能耗。

本发明提供的液压打桩锤的控制系统，采用上述的液压打桩锤的控制方法，通过位移传感器检测的加载油缸的活塞杆的位移判断锤体的实际行程是否达到设定行程。通过油压传感器检测油液作用于活塞上，活塞杆受到的压强，并计算油压对活塞杆的作用力。通过作用力传感器检测锤体受到的作用力。然后根据锤体的实际行程，并通过比较油压对活塞杆的作用力和锤体受到的作用力的大小，判断目前所处的工况，以实现在遇到大阻力工况时，通过疲劳破坏打桩模式将障碍地质疲劳破坏，以降低工作时的噪音。在遇到小阻力工况时，通过快速推进打桩模式将障碍地质冲击破坏，以降低能耗。

本发明提供的打桩机，应用上述的液压打桩锤的控制系统，能根据不同工况需求控制油压、打击频率和打击振幅，以使液压打桩锤进入不同的工作模式，既能降低工作时的噪音，又能降低能耗。

附图说明

图1是本发明实施例一提供的打桩机的结构示意图；

图2是本发明实施例一提供的液压打桩锤的结构示意图；

图3是本发明实施例一提供的液压打桩锤的控制系统的原理图；

图4是本发明实施例二提供的液压打桩锤的控制方法的流程图。

图中：

100、吊架；200、减震固定架；300、机体；400、夹嘴；500、导向柱；

1、泵源；2、加载油缸；3、液压换向阀；4、位移传感器；5、油压传感器；6、作用力传感器；7、蓄能器；8、控制器；9、工控机；

81、信息转换模块；82、控制转换模块。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，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。

除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接；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。

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

实施例一：

如图1-图3所示，本实施例提供了一种打桩机，包括机体300、吊架100、减震固定架200和液压打桩锤的控制系统。液压打桩锤的控制系统包括泵源1、液压换向阀3、加载油缸2和夹嘴400，泵源1通过液压换向阀3与加载油缸2连接，加载油缸2的活塞杆与夹嘴400连接，夹嘴400夹持锤体进行打桩。吊架100固定于机体300上，减震固定架200通过减震器与吊架100连接，减震固定架200上还设置有两个导向柱500，两个导向柱500和加载油缸2沿减震固定架200的竖直方向平行设置，两个导向柱500分别位于加载油缸2的两侧，加载油缸2的活塞杆所在一端设有连接架，连接架的两端分别与两个导向柱500滑动连接，两个导向柱500为加载油缸2的活塞杆的移动提供导向作用，使得活塞杆驱动锤体沿竖直方向往复运动。泵源1和液压换向阀3固定于机体300上，与打桩机的控制器8电连接，控制器8通过控制泵源1的转速控制油液的流量，以根据不同负载提供不同流量和压力的油液。另外，泵源1也可以根据负载反馈自调整排量，以便调整流量。控制器8通过控制液压换向阀3换向实现活塞杆的往复运动，进而实现锤体的往复运动。

在本实施例中，为了实现对液压打桩锤的打击能量的精准控制，在泵源1与液压换向阀3之间还设置有电磁比例调压阀，控制器8可根据获取的实时工作数据控制电磁比例调压阀的开度，控制进入液压换向阀3的油液压强，进而控制进入加载油缸2的油液压强，以精确控制锤体的打击能量。

由于障碍地质包括硬质地质、常规地质和软质地质，不同地质的阻力不同。虽然通过电磁比例调压阀能够控制打击能量，但是锤体的振动频率和振幅是固定的，对于硬质地质，虽然增加了打击能量，但是由于阻力较大，产生的噪音也会很大。对于软质地质，虽然减小了打击能量，但是由于阻力较小，依然可能出现桩体推进速度过快，导致的空打现象，造成能量浪费。

如图3所示，为解决上述问题，本实施例还提供了一种液压打桩锤的控制系统，应用于上述的打桩机。液压打桩锤的控制系统还包括位移传感器4、油压传感器5和作用力传感器6，位移传感器4用于检测加载油缸2的活塞杆的位移；油压传感器5设于液压换向阀3的工作油口与加载油缸2的无杆腔之间，用于检测进入加载油缸2的油液对活塞的压强；作用力传感器6设于加载油缸2的活塞杆和夹嘴400之间，用于检测锤体受到的作用力。

位移传感器4为电位器式位移传感器，电位器式位移传感器的本体固定于加载油缸2的缸体上，电位器式位移传感器的可动电刷与加载油缸2的活塞连接，活塞杆移动引起电位器式位移传感器的可动电刷的电阻变化，阻值的变化量反映了位移的量值，阻值的增加或减小则表明了位移的方向。位移传感器4检测的位移为活塞杆的微动位移，排除了吊架100和减震固定架200移动导致的活塞杆的位移，更准确的检测锤体的行程，从而可以通过控制锤体的行程控制锤体打桩时的振幅。

控制器8与工控机9连接，控制器8包括信息转换模块81和控制转换模块82，电位器式位移传感器与信息转换模块81电连接，能够将其电阻变化发送给信息转换模块81，信息转换模块81将接收到的信息转换成位移的量值，然后将位移的量值发送控制器8，控制器8根据程序发送指令给控制转换模块82，控制转换模块82与泵源1、电磁比例调压阀和液压换向阀3均电连接，用于根据接收到的指令控制泵源1、电磁比例调压阀和液压换向阀3。

活塞杆推动锤体往复运动，是由进入加载油缸2内的油液驱动的，而锤体在打桩时，受到油液作用力的同时还受到自身重力的影响，因此在锤体受到的作用力等于油压对活塞杆的作用力和锤体自身的重力之和，损耗忽略不计。油压对活塞杆的作用力等于进入加载油缸2的油液对活塞的压强和油液对活塞的作用面积的乘积。作用力传感器6检测锤体在打桩过程中实际受到的作用力。

假设在常规地质打桩时，锤体的行程为设定行程，锤体的打桩频率为设定频率。液压打桩锤的初始状态为：将加载油缸2的活塞杆的位移设置为设定行程，锤体的打桩频率为设定频率，锤体以设定行程和设定频率开始打桩工作。加载油缸2的活塞杆的行程决定了液压打桩锤打桩时的振动幅度。

通过位移传感器4检测的加载油缸2的活塞杆的位移判断锤体的实际行程是否达到设定行程。通过油压传感器5检测油液作用于活塞上，活塞杆受到的压强，并计算油压对活塞杆的作用力。通过作用力传感器6检测锤体受到的作用力。然后根据锤体的实际行程，并通过比较油压对活塞杆的作用力和锤体受到的作用力的大小，判断目前所处的工况。当遇到硬质地质等大阻力工况时，在活塞杆的作用下，锤体无法推进，即使油压对活塞杆的作用力已经达到最大，锤体也无法达到设定行程，此时控制液压打桩锤进入疲劳破坏打桩模式，以实现障碍地质疲劳破坏，从而降低了工作时的噪音。当遇到软质地质等小阻力工况时，锤体在设定行程内受到的作用力小于油压对活塞杆的作用力，甚至出现空打现象，此时控制液压打桩锤进入快速推进打桩模式，能够降低能耗。

疲劳破坏打桩模式为高频高压微幅反复振动产生高频交变作用力，通过提高加载油缸2的作用频率，降低振幅实现大阻力障碍地质疲劳损坏。快速推进打桩模式为低频低压大幅振动，通过降低加载油缸2的作用频率，增加振幅实现快速推进，实现小阻力障碍地质冲击损坏。

由于液压驱动相对于气动和电动速度较慢，为了实现加载油缸2的活塞杆的高频率反复运动，需要提高液压换向阀3的换向频率，在换向频率较高时，加载油缸2在瞬间承受的压力较大，需保证加载油缸2的受压能力。

作为液压打桩锤的控制系统的一个可选方案，液压换向阀3为高频响电液伺服阀，高频响电液伺服阀的频率量程范围为75Hz～215Hz。液压打桩锤的控制系统还包括蓄能器7，蓄能器7的进出口与高频响电液伺服阀的进油口连通，换向冲击产生的能量通过蓄能器7吸收。

高频响电液伺服阀的额定量程有75Hz、115Hz、200Hz、215Hz等，额定量程为75Hz的高频响电液伺服阀，频率的调节范围为1Hz～75Hz；额定量程为115Hz的高频响电液伺服阀，频率的调节范围为1Hz～115Hz；额定量程为200Hz的高频响电液伺服阀，频率的调节范围为1Hz～200Hz；额定量程为215Hz的高频响电液伺服阀，频率的调节范围为1Hz～215Hz；本领域技术人员可根据实际需求选择高频响电液伺服阀的额定量程。而常规的高响液压换向阀3的额定量程一般小于5Hz，频率的调节范围为1Hz～5Hz。通过使用高频响电液伺服阀，能够实现在遇到硬质地质等大阻力工况时，提高了高响液压换向阀3的换向频率，以增加锤体的打桩频率，进而实现高频高压低幅振动，使得硬质地质等大阻力障碍地质疲劳损坏，降低了打桩时的噪音。

高频响电液伺服阀区别于普通换向阀重点在于：高频响电液伺服阀能够长期快速换向工作，采用高速密封，能够承受油液的高压冲击力。另外，高频响电液伺服阀连接蓄能器7，蓄能器7的作用是可快速提供高频换向的能量，减弱液压响应慢的不足，另外可以吸收高频换向时“急刹车”产生的冲击能量，避免元件损坏，延长使用寿命。

作为液压打桩锤的控制系统的一个可选方案，加载油缸2为高速油缸，高速油缸的速度为0～15m/s。高速油缸采用高速密封件，高速密封件由聚四氟乙烯+青铜和丁晴橡胶制成，在高速油缸的活塞杆的运动速度为15m/s时，能够适应高频应变，满足疲劳破坏打桩模式的要求。由于高速油缸在高速运动时，高速油缸内的温度也会很高，因此高速密封件的材质也能耐高温，能承受的最高温度为200℃。而常规的液压油缸的密封件能承受的最高温度不超过85℃。同时，泵源1提供的油液为抗燃液压油，耐高温。

通过提高高频响电液伺服阀的频率，控制高速油缸的活塞杆高频低幅运动，以控制液压打桩锤进入疲劳破坏打桩模式。通过降低高频响电液伺服阀的频率，控制高速油缸的活塞杆低频高幅运动，以控制液压打桩锤进入快速推进打桩模式。在本实施例中，高速油缸的活塞杆高频低幅运动时，高速油缸的速度可以达到15m/s（但不限于15m/s），活塞杆的行程小于3mm。高速油缸的活塞杆低频高幅运动时，高速油缸的速度控制在1m/s以内，否则可能造成事故。

信息转换模块81通过将接收到的位移传感器4、油压传感器5和作用力传感器6的信息进行转换，发送给控制器8，控制器8根据程序输出指令给控制转换模块82，控制转换模块82控制高频响电液伺服阀动作，通过高频响电液伺服阀控制油液的流动方向、油压和流量，实现活塞杆的高频低幅或低频高幅。油压传感器5能够检测高频响电液伺服阀控制后所得的油压，并能发送给信息转换模块81，信息转换模块81转换后，通过控制器8程序逻辑输出指令发送给控制转换模块82，控制转换模块82再控制电磁比例调压阀调整油压。作用力传感器6检测高速油缸工作状态时的作用力，该作用力可实现高频高压正反向交变作用，以实现大阻力障碍地质的疲劳损坏。位移传感器4能检测活塞杆的微动位移，以达到通过高频响电液伺服阀控制后得到高频低幅的交变应力疲劳损坏大阻力的障碍地质。

本实施例提供的液压打桩锤的控制系统，采用上述的液压打桩锤的控制方法，通过位移传感器4检测的加载油缸2的活塞杆的位移判断锤体的实际行程是否达到设定行程。通过油压传感器5检测油液作用于活塞上，活塞杆受到的压强，并计算油压对活塞杆的作用力。通过作用力传感器6检测锤体受到的作用力。然后根据锤体的实际行程，并通过比较油压对活塞杆的作用力和锤体受到的作用力的大小，判断目前所处的工况，以实现在遇到大阻力工况时，通过疲劳破坏打桩模式将障碍地质疲劳破坏，以降低工作时的噪音。在遇到小阻力工况时，通过快速推进打桩模式将障碍地质冲击破坏，以降低能耗。

本实施例提供的打桩机，应用上述的液压打桩锤的控制系统，能根据不同工况需求控制液压打桩锤进入不同的工作模式，既能降低工作时的噪音，又能降低能耗。

实施例二：

如图4所示，本实施例提供了一种液压打桩锤的控制方法，应用于实施例一提供的液压打桩锤的控制系统。液压打桩锤的工作模式包括疲劳破坏打桩模式和快速推进打桩模式，液压打桩锤的控制方法包括以下步骤：

S10、监测加载油缸2的活塞杆的行程、油压对活塞杆的作用力和锤体受到的作用力。

位移传感器4实时检测加载油缸2的活塞杆的行程，油压传感器5用于检测油液作用于活塞上的压强，油压对活塞杆的作用力等于进入加载油缸2的油液对活塞的压强和油液对活塞的作用面积的乘积。油液对活塞的作用面积是已知的，将油压传感器5检测的油液对活塞的压强乘以油液对活塞的作用面积等于油压对活塞杆的作用力。

通过实时监测加载油缸2的活塞杆的行程、油压对活塞杆的作用力和锤体受到的作用力，判断液压打桩锤的作用工况，以根据液压打桩锤遇到的不同阻力的障碍地质进入不同的打桩模式，以实现既能降低噪音，又能降低能耗。

S20、判断加载油缸2的活塞杆的行程是否达到设定行程，若是，则执行S31；若否，则执行S32。

设定行程为本领域技术人员针对常规地质的打桩设置，在针对常规地质打桩时，电磁比例调压阀的开度和高频响电液伺服阀的频率一定的情况下，加载油缸2的活塞杆以设定行程和设定频率打桩，能够实现常规地质的冲击破坏，噪音小且不浪费能量。

S31、判断锤体受到的作用力是否小于油压对活塞杆的作用力，若是，则执行S41，即控制液压打桩锤进入快速推进打桩模式，若否，则返回S10。

当遇到软质地质等小阻力工况时，电磁比例调压阀的开度和高频响电液伺服阀的频率一定的情况下，加载油缸2的活塞杆很快就达到了设定行程，而且在设定行程内锤体受到的作用力小于油压对活塞杆的作用力，此时为了降低能耗，控制液压打桩锤进入快速推进打桩模式。

作为液压打桩锤的控制方法的一个可选方案，控制液压打桩锤进入快速推进打桩模式的方法为：增加加载油缸2的活塞杆的设定行程，且减小加载油缸2的活塞杆的伸缩频率。即通过加载油缸2的活塞杆驱动锤体进行低频高幅运动，采用低频低压大幅度推进。

具体地，液压换向阀3的频率减小，加载油缸2的活塞杆的伸缩频率减小。通过降低高频响电液伺服阀的频率，增大活塞杆的位移，实现低频高幅。通过电磁比例调压阀控制油液的流量和油压，使得高速油缸内的油压减小，以使锤体进入快速推进打桩模式。

S32、判断油压对活塞杆的作用力是否已经达到最大，若是，则执行S42，即控制液压打桩锤进入疲劳破坏打桩模式，若否，则返回S10。

当遇到硬质地质等大阻力工况时，电磁比例调压阀的开度和高频响电液伺服阀的频率一定的情况下，出现推进困难甚至打不动的情况，出现锤体所受的作用力与活塞杆所受的作用力相接近，甚至由于受到冲击的反作用力，造成锤体所受到的作用力大于油压对活塞杆的作用力。加载油缸2的活塞杆无法达到设定行程，而且在油压对活塞杆的作用力已经达到最大时，仍然无法达到设定行程，甚至会出现锤体所受的作用力大于油压对活塞杆的作用力的情况，此时控制液压打桩锤进入疲劳破坏打桩模式。

作为液压打桩锤的控制方法的一个可选方案，控制液压打桩锤进入疲劳破坏打桩模式的方法为：减小加载油缸2的活塞杆的设定行程，且增加加载油缸2的活塞杆的伸缩频率。即通过加载油缸2的活塞杆驱动锤体进行高频低幅运动，采用高频高压低幅的交变应力疲劳破坏障碍地质。

具体地，通过调节高频响电液伺服阀的频率调节加载油缸2的活塞杆的伸缩频率。高频响电液伺服阀的频率增加，加载油缸2的活塞杆的伸缩频率增加。通过提高高频响电液伺服阀的频率，减小活塞杆的位移，实现高频低幅。通过电磁比例调压阀控制油液的流量和油压，使得高速油缸内的油压接近或等于额定压力，甚至可以采用增压状态，以使液压打桩锤进入疲劳破坏打桩模式。

通过监测加载油缸2的活塞杆的行程、油压对活塞杆的作用力和锤体受到的作用力，油液进入加载油缸2作用于活塞上驱动活塞杆往复运动，活塞杆带动锤体往复运动，以对桩体进行打桩。加载油缸2的活塞杆的行程决定了液压打桩锤打桩时的振动幅度，当遇到硬质地质等大阻力工况时，在活塞杆的作用下，锤体无法推进，即使油压对活塞杆的作用力已经达到最大，锤体也无法达到设定行程，此时控制液压打桩锤进入疲劳破坏打桩模式，以实现障碍地质疲劳破坏，以降低工作时的噪音。当遇到软质地质等小阻力工况时，锤体在设定行程内受到的作用力小于油压对活塞杆的作用力，甚至出现空打现象，此时控制液压打桩锤进入快速推进打桩模式，以降低能耗。该液压打桩锤的控制方法能够判断液压打桩锤的作用工况，并根据不同工况控制油压、打击频率和打击振幅，以使液压打桩锤进入不同的打桩模式，既能降低工作时的噪音，又能降低能耗。

本实施例提供的液压打桩锤的控制方法应用于实施例一提供的液压打桩锤的控制系统，控制器8根据位移传感器4、油压传感器5和作用力传感器6反馈的信息，控制电磁比例调压阀的开度大小、高频响电液伺服阀的频率和活塞杆的行程，从而控制锤体的频率和行程，以实现针对不同障碍地质工况进入不同的打桩模式，灵活可变。采用上述的液压打桩锤的控制系统的打桩机，可以降低工作时的噪音，降低能耗。

以上内容仅为本发明的较佳实施例，对于本领域的普通技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (8)

1.液压打桩锤的控制方法，其特征在于，所述液压打桩锤的工作模式包括疲劳破坏打桩模式和快速推进打桩模式，所述疲劳破坏打桩模式为高频高压微幅反复振动产生高频交变作用力，通过提高加载油缸(2)的作用频率，降低振幅实现大阻力障碍地质疲劳损坏；所述快速推进打桩模式为低频低压大幅振动，通过降低所述加载油缸(2)的作用频率，增加振幅实现快速推进，实现小阻力障碍地质冲击损坏；所述液压打桩锤的控制方法包括以下步骤：

监测所述加载油缸(2)的活塞杆的行程、油压对所述活塞杆的作用力和锤体受到的作用力；

当所述加载油缸(2)的活塞杆的行程未达到设定行程，油压对所述活塞杆的作用力已经达到最大时，控制所述液压打桩锤进入所述疲劳破坏打桩模式；控制所述液压打桩锤进入所述疲劳破坏打桩模式的方法为：减小所述加载油缸(2)的活塞杆的所述设定行程，且增加所述加载油缸(2)的活塞杆的伸缩频率；

当所述加载油缸(2)的活塞杆在所述设定行程内，所述锤体受到的作用力小于油压对所述活塞杆的作用力时，控制所述液压打桩锤进入所述快速推进打桩模式；控制所述液压打桩锤进入所述快速推进打桩模式的方法为：增加所述加载油缸(2)的活塞杆的所述设定行程，且减小所述加载油缸(2)的活塞杆的伸缩频率。

2.根据权利要求1所述的液压打桩锤的控制方法，其特征在于，所述油压对活塞杆的作用力等于进入所述加载油缸(2)的油液对活塞的压强和油液对活塞的作用面积的乘积。

3.根据权利要求1所述的液压打桩锤的控制方法，其特征在于，通过调节液压换向阀(3)的频率调节所述加载油缸(2)的活塞杆的伸缩频率；

所述液压换向阀(3)的频率增加，所述加载油缸(2)的活塞杆的伸缩频率增加；

所述液压换向阀(3)的频率减小，所述加载油缸(2)的活塞杆的伸缩频率减小。

4.液压打桩锤的控制系统，包括泵源(1)、液压换向阀(3)、加载油缸(2)和夹嘴(400)，所述泵源(1)通过所述液压换向阀(3)与所述加载油缸(2)连接，所述加载油缸(2)的活塞杆与所述夹嘴(400)连接，所述夹嘴(400)夹持锤体进行打桩，其特征在于，采用如权利要求1-3任一项所述的液压打桩锤的控制方法，所述液压打桩锤的控制系统还包括位移传感器(4)、油压传感器(5)和作用力传感器(6)，所述位移传感器(4)用于检测所述加载油缸(2)的活塞杆的位移；所述油压传感器(5)设于所述液压换向阀(3)的工作油口与所述加载油缸(2)的无杆腔之间，用于检测进入所述加载油缸(2)的油液对所述活塞的压强；所述作用力传感器(6)设于所述加载油缸(2)的活塞杆和所述夹嘴(400)之间，用于检测所述锤体受到的作用力。

5.根据权利要求4所述的液压打桩锤的控制系统，其特征在于，所述液压换向阀(3)为高频响电液伺服阀，所述高频响电液伺服阀的频率量程范围为75 Hz～215 Hz。

6.根据权利要求5所述的液压打桩锤的控制系统，其特征在于，所述液压打桩锤的控制系统还包括蓄能器(7)，所述蓄能器(7)的进出口与所述高频响电液伺服阀的进油口连通。

7.根据权利要求5所述的液压打桩锤的控制系统，其特征在于，所述加载油缸(2)为高速油缸，所述高速油缸的速度为0～15m/s。

8.打桩机，其特征在于，包括如权利要求4-7任一项所述的液压打桩锤的控制系统。