CN203869676U - 一种动力头位置测量装置及具有其的旋挖钻机 - Google Patents

Abstract

本实用新型为一种动力头位置测量装置及具有其的旋挖钻机，动力头以可相对滑动的方式固定至旋挖钻机的桅杆上，动力头位置测量装置包括上滑轮、下滑轮、连接绳、角度测量装置及控制器，上滑轮及下滑轮分别设于桅杆的上部及下部，且通过连接绳相连，连接绳位于上滑轮和下滑轮之间的一部分固定在动力头上，可随动力头上下移动，角度测量装置设于上滑轮或下滑轮上且与控制器信号连接。本实用新型利用连接绳将动力头的直线运动转换为滑轮的转动，通过角度测量装置测得滑轮的转动角度而得到动力头的位置。角度测量装置设于桅杆的顶部或底部，距离加压油缸及动力头较远，可以减少加压油缸及动力头振动对角度测量装置的影响，提高了整个装置的耐用性。

Description

一种动力头位置测量装置及具有其的旋挖钻机

技术领域

本实用新型涉及工程机械领域，尤其是涉及一种动力头位置测量装置及具有其的旋挖钻机。

背景技术

旋挖钻机是一种用于桩基础工程现场灌注桩钻孔施工的桩工机械，旋挖钻机工作时是通过动力头的旋转来带动钻杆转动，动力头可以根据需要在桅杆上上下滑动，钻杆头部与动力头在接触时由于钻杆自身重力的原因，会对动力头产生很大的冲击，造成动力头与导轨接触不良或形变。为了减少这种冲击的发生，需要在动力头上加上动力头位置测量装置。

发明内容

有鉴于此，本实用新型提供一种动力头位置测量装置及具有其的旋挖钻机。

本实用新型提供的动力头位置测量装置用于测量桅杆上动力头的位置，所述动力头以可以相对滑动的方式固定至所述桅杆上，所述动力头位置测量装置包括上滑轮、下滑轮、连接绳、角度测量装置及控制器，所述上滑轮及所述下滑轮分别设于所述桅杆的上部及下部，且所述上滑轮和所述下滑轮通过所述连接绳相连，所述连接绳的位于所述上滑轮和所述下滑轮之间的一部分固定在所述动力头上，所述角度测量装置设于所述上滑轮和所述下滑轮的其中之一上且与所述控制器信号连接。

根据本实用新型的一个实施例，所述上滑轮、所述下滑轮、所述连接绳及所述角度测量装置均设于所述桅杆内。

根据本实用新型的一个实施例，所述动力头包括设于所述桅杆外部的主体部分及伸入所述桅杆内部的连接部，所述动力头的主体部分以可相对滑动的方式固定至所述桅杆外部，所述连接绳的所述一部分固定于所述动力头的连接部。

根据本实用新型的一个实施例，所述动力头的主体部分与设于所述桅杆外部的加压油缸相连。

根据本实用新型的一个实施例，所述连接绳的所述与所述动力头连接的部分穿过所述动力头的连接部，并通过位于所述连接部上下两侧的双扣件固定。

根据本实用新型的一个实施例，所述上滑轮位于所述桅杆的上部高于动力头上行终端的位置，所述下滑轮位于所述桅杆的下部低于动力头下行终端的位置。

根据本实用新型的一个实施例，所述角度测量装置为角度编码器或角度传感器。

根据本实用新型的一个实施例，所述角度测量装置的中心与对应滑轮的中心重合。

本实用新型还提供了一种旋挖钻机，包括桅杆、动力头、钻杆及动力头位置测量装置，所述动力头设于所述桅杆上且可相对所述桅杆滑动，所述钻杆穿设于所述动力头中，且可相对所述动力头滑动，所述动力头位置测量装置设于所述桅杆上，所述的动力头位置测量装置为上述的动力头位置测量装置。

在本实用新型中，通过上滑轮和下滑轮的设置将直接测量动力头的位置转换为通过测量滑轮的转动圈数及转动角度来得出动力头的位置，使控制器可以根据动力头的位置和钻杆头部的位置来控制主卷扬上升或下降的速度，而减少或避免钻杆头部与动力头碰撞。

上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的构造，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本实用新型的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。

附图说明

图1为本实用新型的一个实施例的示意图。

具体实施方式

为更进一步阐述本实用新型为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本实用新型提出的动力头位置测量装置及具有其的旋挖钻机，详细说明如下。

如图1所示，本实用新型所提供的动力头位置测量装置设于旋挖钻机中，用以测量旋挖钻机桅杆10上动力头20的位置。该动力头位置测量装置包括上滑轮30、下滑轮40，连接绳50、角度测量装置60及控制器70。

桅杆10固定于旋挖钻机主体上，动力头20固定于桅杆10上，且可沿桅杆10上下滑动。桅杆10的上下部分别装有上滑轮30及下滑轮40，下滑轮40通过绕过上滑轮30和下滑轮40的连接绳50与上滑轮30相连。连接绳50的一部分固定在动力头20上，使动力头20能够带动连接绳50向上或向下运动，并可通过连接绳50的运动带动上滑轮30及下滑轮40转动。角度测量装置60位于上滑轮30或下滑轮40上，且与控制器70信号连接。

具体而言，动力头20的主体部分21设于桅杆10的外部，桅杆10沿其长度方向设有可供动力头20在其内部滑动的滑槽(图未示)。动力头20的主体部分21通过销钉等固定元件与设于桅杆10外部的加压油缸80的活塞杆相连，从而可以在加压油缸80的带动下在桅杆10上一定范围之内上下滑动。钻杆90穿设于动力头20中并可在主卷扬钢丝绳的带动下相对于动力头20的主体部分21上下运动。动力头20的另外一部分(下文称之为连接部22)延伸至桅杆10的内部，而与连接绳50固定在一起，可以理解的，桅杆10上还设有可供动力头20的连接部22在其内部滑动的滑槽。动力头20的连接部22与连接绳50的固定方式不限，只要可以使连接绳50随动力头20上下移动，且不影响其它元件工作即可。动力头20的连接部22与连接绳50的其中一种固定方式是将连接绳50穿过动力头20的连接部22，并通过位于连接部22上下两侧的双扣件(图未示)固定。

上滑轮30及下滑轮40同样位于桅杆10的内部。上滑轮30位于桅杆10内部的顶部，高于动力头20的上行终端的位置，下滑轮40位于桅杆10内部的底部，低于动力头20的下行终端的位置，优选地，上滑轮30及下滑轮40在不影响其它部件的基础上尽量远离动力头20和加压油缸80。

连接绳50的材料不限，但在实际应用中优选钢丝绳。连接绳50环绕在上滑轮30及下滑轮40上，并且，连接绳50的位于上滑轮30和下滑轮40之间且靠近动力头20的一部分固定在动力头20的连接部22上，通过连接绳50的运动，带动上滑轮30和下滑轮40一起转动。

角度测量装置60设置于下滑轮40或上滑轮30上，用于记录下滑轮40或上滑轮30旋转的方向、旋转的圈数及旋转角度。在本实施例中，角度测量装置60为设于下滑轮40上的角度编码器，该角度测量装置60的中心与下滑轮40的中心重合，并且，该角度测量装置60与旋挖钻机本身的控制器70信号连接，可以将下滑轮40的旋转方向及旋转圈数、旋转角度传递给控制器70。可以理解的，在本实用新型的其它实施例中，角度测量装置60也可以为角度传感器，并且，无论角度测量装置60是设于下滑轮40还是上滑轮30上，其中心都应与对应的滑轮中心重合，以保证角度测量的准确性。

当旋挖钻机工作时，动力头20在加压油缸80的带动下，在桅杆10上上下滑动，通过连接绳50带动上滑轮30及下滑轮40转动。在本实施例中，当动力头20向下运动时，能够通过连接绳50带动上滑轮30及下滑轮40做顺时针转动，角度测量装置60记录下滑轮40顺时针转动的圈数及角度，并将上述信息传递给控制器70，控制器70可根据该下滑轮40转动的圈数和角度以及下滑轮40的半径计算出动力头20向下运动的距离，并根据事先标定好的参照点计算出动力头20的当前位置(参照点的标定可以采用绝对标定或相对标定的方式，绝对标定指选取某一特定的位置作为参照点，相对标定指选取动力头运动前的初始位置作为参照点)，同时根据主卷扬钢丝绳的长度得知钻杆头部的当前位置，从而确定钻杆头部与动力头之间的距离，而可以根据钻杆头部与动力头20之间的距离输出控制信号来控制旋挖钻机主卷扬的下降速度，在钻杆头部快要靠近动力头20之前提前减速，避免钻杆头部与动力头20碰撞。

同样，当动力头20向上运动时，能够通过连接绳50带动上滑轮30及下滑轮40做逆时针转动，角度测量装置60记录下滑轮40逆时针转动的圈数及角度，并将上述信息传递给控制器70，控制器70可根据上述信息得出动力头20向上运动的距离，判断此时动力头20的具体位置，并根据主卷扬钢丝绳的长度判断钻杆头部的当前位置，确定钻杆头部与动力头20之间的距离，而根据钻杆头部与动力头20之间的距离输出控制信号来控制旋挖钻机主卷扬上升的速度，避免钻杆头部与动力头20碰撞。

在本实用新型中，通过上滑轮和下滑轮的设置将直接测量动力头的位置转换为通过测量滑轮的转动圈数及转动角度来得出动力头的位置，使控制器可以根据动力头的位置和钻杆头部的位置来控制主卷扬上升或下降的速度，而减少或避免钻杆头部与动力头碰撞。

在本实用新型中，将动力头位置测量装置设置于桅杆内部，可以为动力头位置测量装置提供更好的工作环境，降低动力头位置测量装置对IP(INGRESS PROTECTION)防护等级的要求，从而降低了元件成本。

在本实用新型中，角度测量装置设于桅杆的顶部或底部，离加压油缸和动力头的距离较远，从而可以减少因加压油缸工作、动力头转动以及钻杆头部与动力头碰撞产生的震动对角度测量装置寿命的影响，使角度测量装置在长时间使用后还可以保持较高的测量精度，提高了动力头位置测量装置的耐用性。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，虽然本实用新型已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本实用新型，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本实用新型技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本实用新型技术方案内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。

Claims (9)

1.一种动力头位置测量装置，用于测量桅杆(10)上动力头(20)的位置，所述动力头(20)以可相对滑动的方式固定至所述桅杆(10)上，其特征在于：所述动力头位置测量装置包括上滑轮(30)、下滑轮(40)、连接绳(50)、角度测量装置(60)及控制器(70)，所述上滑轮(30)及所述下滑轮(40)分别设于所述桅杆(10)的上部及下部，且所述上滑轮(30)和所述下滑轮(40)通过所述连接绳(50)相连，所述连接绳(50)的位于所述上滑轮(30)和所述下滑轮(40)之间的一部分固定在所述动力头(20)上，所述角度测量装置(60)设于所述上滑轮(30)和所述下滑轮(40)的其中之一上且与所述控制器(70)信号连接。

2.根据权利要求1所述的动力头位置测量装置，其特征在于：所述上滑轮(30)、所述下滑轮(40)、所述连接绳(50)及所述角度测量装置(60)均设于所述桅杆(10)内。

3.根据权利要求1所述的动力头位置测量装置，其特征在于：所述动力头(20)包括设于所述桅杆(10)外部的主体部分(21)及伸入所述桅杆(10)内部的连接部(22)，所述动力头(20)的主体部分(21)以可相对滑动的方式固定至所述桅杆(10)外部，所述连接绳(50)的所述一部分固定于所述动力头(20)的连接部(22)。

4.根据权利要求3所述的动力头位置测量装置，其特征在于：所述动力头(20)的主体部分(21)与设于所述桅杆(10)外部的加压油缸(80)相连。

5.根据权利要求3所述的动力头位置测量装置，其特征在于：所述连接绳(50)的与所述动力头(20)连接的部分穿过所述动力头(20)的连接部(22)，并通过位于所述连接部(22)上下两侧的双扣件固定。

6.根据权利要求1所述的动力头位置测量装置，其特征在于：所述上滑轮(30)位于所述桅杆(10)的上部高于动力头(20)上行终端的位置，所述下滑轮(40)位于所述桅杆(10)的下部低于动力头(20)下行终端的位置。

7.根据权利要求1所述的动力头位置测量装置，其特征在于：所述角度测量装置(60)为角度编码器或角度传感器。

8.根据权利要求1所述的动力头位置测量装置，其特征在于：所述角度测量装置(60)的中心与对应滑轮的中心重合。

9.一种旋挖钻机，包括桅杆(10)、动力头(20)、钻杆(90)及动力头位置测量装置，所述动力头(20)设于所述桅杆(10)上且可相对所述桅杆(10)滑动，所述钻杆(90)穿设于所述动力头(20)中，且可相对所述动力头(20)滑动，所述动力头位置测量装置设于所述桅杆(10)上，其特征在于，所述的动力头位置测量装置为权利要求1至8中任一项所述的动力头位置测量装置。