CN203050633U - 一种钻机钻臂定位系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于井下作业机械领域，具体涉及一种潜孔钻机上的钻机钻臂定位系统。本实用新型至少包括输入单元、处理单元、感应单元以及执行单元；感应单元为传感器，执行单元为仰俯角及摆角电磁阀；处理单元输入端连通输入单元及感应单元输出端布置，处理单元输出端连通执行单元输入端布置；输入单元输入指定仰俯角及摆角信号，处理单元接收处理信号并发送至执行单元，执行单元执行钻机钻臂动作，感应单元适时感应钻机钻臂动作并传输信号至处理单元实现信号反馈，处理单元根据反馈信号校正执行单元动作。本实用新型操控简单，其定位效率和精度高，且无需额外人力实现频繁目测校准，直接外部输入角度信号即可实现钻机钻臂的准确校正，劳动强度低。

Description

一种钻机钻臂定位系统

技术领域

本实用新型属于井下作业机械领域，具体涉及一种潜孔钻机上的钻机钻臂定位系统。

背景技术

潜孔钻机实际结构如图1所示，是一种专为矿山巷道等工程中开凿炮孔而制造的设备，而开凿炮孔所定位的炮孔角度都是根据岩层的开采工艺所确定的，且大多数岩层钻孔定位角度都为钻机的钻臂垂直于岩面90°来进行开孔凿岩的。目前传统潜孔钻机定位控制方式还都是依赖人工完成，具体为首先通过手控先导液压阀控制或电控操作钻机钻臂摆正到大致角度，之后辅以量角器目测进行精确校准，此操作需反复多次，最终方才保证其钻孔角度的准确化。上述结构的缺陷显而易见：一方面，实际定位钻臂角度，必然需要一人通过外接操作台进行钻臂控制调整而另一人来执行量角操作，也即至少需要两人不断进行反复的钻臂角度校准动作，费时费力而劳动强度大；另一方面，钻臂角度的准确校准，对于操作及量角人员的经验要求极高，而即使是经验再丰富的操作及量角人员，也都会存在些微校准误差，从而导致开凿处的炮孔角度产生偏差，定位精度低；此外，由于井下打孔操作，往往是一系列的连续炮孔开凿，而每次钻机打完一个炮孔位而需要移动到下一炮孔位时，都不可避免需要收起钻臂并行进至下一炮孔位并重新执行角度校准，从而更是加大了钻孔操作的钻孔周期，从而给实际施工人员带来困扰。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种结构简单的钻机钻臂定位系统，其定位效率快且精度高，劳动强度低。

为实现上述目的，本实用新型采用了以下技术方案：一种钻机钻臂定位系统，至少包括输入单元、处理单元、感应单元以及执行单元；所述感应单元为传感器，所述执行单元为仰俯角及摆角电磁阀；所述处理单元输入端连通输入单元及感应单元输出端布置，所述处理单元输出端连通执行单元输入端布置；输入单元输入指定仰俯角及摆角信号，处理单元接收处理上述信号并发送相应执行信号至执行单元，所述执行单元执行钻机钻臂的仰俯角及摆角动作，感应单元适时感应钻机钻臂上述动作并传输信号至处理单元实现信号反馈，处理单元根据上述反馈信号校正执行单元的执行动作。

本实用新型的主要优点在于：通过布置上述传感反馈回路，从而保证钻机钻臂的摆角及仰俯角动作的位置精确性，而钻机钻臂的摆角及仰俯角位置也即决定了钻机钻臂的实际开孔角度。实际操作时，依旧可以通过传统的操作来实现对于钻机钻臂的初步对准，之后再于输入单元内输入指定的钻机钻臂的仰俯角及摆角信号，此时感应单元开始反馈当前钻机钻臂的位置并不断将其感应信号反馈至处理单元，处理单元对比该反馈信号与原始输入信号，以不断尝试并校正钻机钻臂的最终位置，从而完成整个校准操作。其操控简单，整个结构的液压及信号回路也保证了其定位的高效率性和高精度性，且无需额外人力实现频繁目测校准，直接外部输入角度信号即可实现钻机钻臂的准确校正，劳动强度低。

附图说明

图1为潜孔钻机的结构示意图；

图2为本实用新型的结构示意框图。

具体实施方式

一种钻机钻臂定位系统，至少包括输入单元、处理单元20、感应单元30以及执行单元40；所述感应单元30为传感器，所述执行单元40为仰俯角及摆角电磁阀；所述处理单元20输入端连通输入单元及感应单元30输出端布置，所述处理单元20输出端连通执行单元40输入端布置；输入单元输入指定仰俯角及摆角信号，处理单元20接收处理上述信号并发送相应执行信号至执行单元40，所述执行单元40执行钻机钻臂的仰俯角及摆角动作，感应单元30适时感应钻机钻臂上述动作并传输信号至处理单元20实现信号反馈，处理单元20根据上述反馈信号校正执行单元40的执行动作。

实际结构如图2所示，从而通过布置上述传感反馈回路，进而保证了钻机钻臂的摆角及仰俯角动作的位置精确性，而钻机钻臂的摆角及仰俯角位置也即决定了钻机钻臂的实际开孔角度。实际操作时，依旧可以通过传统的操作来实现对于钻机钻臂的初步对准，也可以直接通过系统的自动功能来实现对于输入信号的自行校准，之后再于输入单元内输入指定的钻机钻臂的仰俯角及摆角信号，此时感应单元30开始反馈当前钻机钻臂的位置并不断将其感应信号反馈至处理单元20，处理单元20对比该反馈信号与原始输入信号，以不断尝试并校正钻机钻臂的最终位置，从而完成整个校准操作。其操控简单，整个结构的液压及信号回路也保证了其定位的高效率性和高精度性，且无需额外人力实现频繁目测校准，直接外部输入角度信号即可实现钻机钻臂的准确校正，劳动强度低。

作为本实用新型的进一步优选方案：所述输入单元包括输入模块11及连接于输入模块11输出端的液晶显示模块12，所述液晶显示模块12与处理单元20间双向连通布置。这样，通过液晶显示模块12，一方面在操作时工作人员可以很清楚的看到其输入的信号数值；另一方面，液晶显示模块12也能适时的显示由处理单元20发送来的相关钻机钻臂角度信息，以方便随时操控。

进一步的，所述钻机钻臂定位系统还包括用于存储钻机钻臂当前仰俯角及摆角位置的存储单元50。存储单元50的设置，可参考图2所示，实际上即为钻机钻臂的仰俯角及摆角位置的适时的自定义记忆，这样，通过将其布置为如图2所示的归零模块结构，在钻机钻臂完全校准完毕后，通过存储单元50记忆钻机钻臂的当前角度信息，并在钻机收起钻臂以运行至下一炮孔处时，通过再次按动归零模块，从而实现“一键式”的钻机钻臂对中打孔目的，以适合井下的呈一条直线的前行式打孔操作，其打孔效率可得到飞跃性提升。

更进一步的，所述感应单元30为双轴倾角传感器，而感应单元30的布置位置，在实际操作中对于校准精度的影响性较大；显然的，钻机钻臂作为转动执行部件而无法安装感应单元30，而作为钻臂承载基体的摆动臂则可进行感应单元30的安设：感应单元30过于靠近摆动臂端部，其在摆动臂作俯仰及旋转操作时的震颤幅度也就越大，从而越不利于感应单元30对于钻机钻臂当前位置的数据获取；感应单元30过于靠近摆动臂轴心，固然摆动臂动作时的震颤幅度变小，然而该处的角度及幅度变化不大，感应单元30同样也是比较难以准确获取相关信息，本实用新型针对上述情况，此处设置为：所述感应单元30布置于钻机上摆动臂臂长的1/4处，以依靠在上述位置处安设感应单元30来避免前述现象的发生。

实际操作如图2所示，由于潜孔钻机的钻臂定位是通过两个方位角来实现定位工作的，一个是仰俯角，另一个是摆动角，图2中采用一块ESX-3XL控制器作为处理单元20，通过执行单元40控制液压系统驱动液压油缸来实现潜孔钻机的钻臂定位动作。其操作控制采用“一键式”定位操作方式，所谓“一键式”定位即潜孔钻机的钻臂未处在于地面垂直状态或指定角度状态时，按一下所要执行的“仰俯角回零”或“摆动角回零”按钮（也即存储单元40），潜孔钻机的钻臂通过PLC模块所存储的记忆信息，自动控制钻机钻臂定位于地面垂直或指定角度状态，并在到达预定工位后并自动解除执行程序；如在途中要解除运行可再次按一下“仰俯角回零”或“摆动角回零”按钮即可停止运行。本实用新型可节省定位时的辅助时间，提高定位精准度，操作简便，摒弃了目前潜孔钻机的手动定位方式，其定位效率快而人员劳动强度低。

Claims (4)

1.一种钻机钻臂定位系统，其特征在于：至少包括输入单元、处理单元（20）、感应单元（30）以及执行单元（40）；所述感应单元（30）为传感器，所述执行单元（40）为仰俯角及摆角电磁阀；所述处理单元（20）输入端连通输入单元及感应单元（30）输出端布置，所述处理单元（20）输出端连通执行单元（40）输入端布置；输入单元输入指定仰俯角及摆角信号，处理单元（20）接收处理上述信号并发送相应执行信号至执行单元（40），所述执行单元（40）执行钻机钻臂的仰俯角及摆角动作，感应单元（30）适时感应钻机钻臂上述动作并传输信号至处理单元（20）实现信号反馈，处理单元（20）根据上述反馈信号校正执行单元（40）的执行动作。

2.根据权利要求1所述的钻机钻臂定位系统，其特征在于：所述输入单元包括输入模块（11）及连接于输入模块（11）输出端的液晶显示模块（12），所述液晶显示模块（12）与处理单元（20）间双向连通布置。

3.根据权利要求1所述的钻机钻臂定位系统，其特征在于：所述钻机钻臂定位系统还包括用于存储钻机钻臂当前仰俯角及摆角位置的存储单元（50）。

4.根据权利要求1或2或3所述的钻机钻臂定位系统，其特征在于：所述感应单元（30）为双轴倾角传感器，所述感应单元（30）布置于钻机上摆动臂臂长的1/4处。

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