CN214697817U - 潜孔钻机推进组件的监测系统和潜孔钻机 - Google Patents

Abstract

本实用新型实施例提供一种潜孔钻机推进组件的监测系统，属于钻机技术领域。所述推进组件包括设置在推进梁上的跟管装置、回转动力头、管道和液压马达、以及链条传动装置，所述潜孔钻机推进组件的监测系统包括：第一检测模块，用于检测所述跟管装置和所述回转动力头的行程差；第二检测模块，用于检测所述回转动力头的绝对位移；以及控制模块，电性连接所述第一检测模块和所述第二检测模块，用于根据所检测的行程差和绝对位移，判断所述跟管装置和所述回转动力头的运动状态是否异常。通过上述技术方案，本实用新型实施例解决了由于回转动力头与跟管装置之间行程差不匹配对管道以及液压元件等造成的损伤问题，还能有效预防链传卡齿现象。

Description

潜孔钻机推进组件的监测系统和潜孔钻机

技术领域

本实用新型涉及钻机技术领域，具体地涉及一种潜孔钻机推进组件的监测系统和潜孔钻机。

背景技术

潜孔钻机作为一种常用于工程的机械设备，需要对其各组件进行监测以保证其正常、安全运行。现有的可以用于针对潜孔钻机的组件进行监测的系统具有以下缺点：

1)目前不能实现针对潜孔钻机推进组件异常的有效监测；

2)现有针对潜孔钻机等液压钻机的监测系统使用的传感器较多，监测系统组成相对复杂，以难以保证针对各个组件监测实时性。

发明内容

本实用新型实施例的目的是提供一种潜孔钻机推进组件的监测系统，该潜孔钻机推进组件的监测系统可以实现针对潜孔钻机推进组件异常的有效监测。

为了实现上述目的，本实用新型实施例提供一种潜孔钻机推进组件的监测系统，所述推进组件包括设置在推进梁上的跟管装置、回转动力头、管道和液压马达，所述潜孔钻机推进组件的监测系统包括：第一检测模块，用于检测所述跟管装置和所述回转动力头的行程差；第二检测模块，用于检测所述回转动力头的绝对位移；以及控制模块，电性连接所述第一检测模块和所述第二检测模块，用于根据所检测的行程差和绝对位移，判断所述跟管装置和所述回转动力头的运动状态是否异常。

可选的，所述第一检测模块设置在所述跟管装置上，并与所述回转动力头连接。

可选的，所述第一检测模块为拉线位移传感器。

可选的，所述第二检测模块为液压流量传感器。

可选的，所述控制模块包括：数据获取模块，用于获取所检测的行程差和绝对位移；数据处理模块，用于将所述行程差和所述绝对位移转换成对应的数字信号；以及判断模块，用于根据所述行程差和所述绝对位位移的预设关系，以及所述预设关系的预设误差阈值，判断所述跟管装置和所述回转动力头的运动状态是否异常。

可选的，所述潜孔钻机推进组件的监测系统还包括：操作模块，电性连接所述控制模块，用于在所述跟管装置和所述回转动力头的运动状态异常时，获取操作指令对所述推进组件进行调整。

可选的，所述操作模块包括按钮或液压手柄。

可选的，所述潜孔钻机推进组件的监测系统还包括：警示模块，电性连接所述控制模块，用于显示所述推进组件的工作状态，还用于显示所述控制模块对于所述跟管装置和所述回转动力头的运动状态的判断结果。

可选的，所述警示模块包括显示模块和/或语音警示模块。

本实用新型实施例还提供一种潜孔钻机，所述潜孔钻机包括上述任意一项所述的潜孔钻机推进组件的监测系统。

通过上述技术方案，本实用新型实施例解决了由于回转动力头与跟管装置之间行程差不匹配对管道以及液压元件等造成的损伤问题，还能有效预防链传卡齿现象。

本实用新型实施例的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本实用新型实施例的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本实用新型实施例，但并不构成对本实用新型实施例的限制。在附图中：

图1是潜孔钻机推进组件的结构示意图；

图2是本实用新型实施例提供的潜孔钻机推进组件的监测系统的结构示意图；

图3是图2监测系统中控制模块的结构示意图；

图4是本实用新型优选实施例提供的潜孔钻机推进组件的监测系统的结构示意图；

图5是潜孔钻机推进组件的监测系统的一个示例的结构示意图；以及

图6是图5示例的控制模块进行异常判断过程的流程示意图。

附图标记说明

1回转动力头 2液压马达

3跟管装置 4拉线位移传感器

5管道 6链传动装置

11第一检测模块

12第二检测模块 20控制模块

21数据获取模块 22数据处理模块

23判断模块 30操作模块

40警示模块

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型实施例的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本实用新型实施例，并不用于限制本实用新型实施例。

图1为潜孔钻机推进组件的结构示意图，请参考图1，该推进组件包括设置在推进梁上的跟管装置3、回转动力头1、管道5、液压马达2、以及链传动装置6等部件。现有的监测系统无法测得回转动力头1与跟管装置3之间的位移差，因此不能防止回转动力头1与跟管装置3两者行程不匹配而导致管道5被过度拉扯、以及链传动卡死等异常现象。

因此，本实用新型提供一种潜孔钻机推进组件的监测系统，请结合图1和图2，该潜孔钻机推进组件的监测系统可以包括：第一检测模块11，用于检测所述跟管装置3和所述回转动力头1的行程差；第二检测模块12，用于检测所述回转动力头1的绝对位移；以及控制模块20，电性连接所述第一检测模块11和所述第二检测模块12，用于根据所检测的行程差和绝对位移，判断所述跟管装置和所述回转动力头的运动状态是否异常。

且在判断回转动力头与跟管装置的运动状态是否异常的同时，还可以判断管道5是否被过度拉扯、以及链传动过程中是否会出现卡齿现象。

优选的，所述第一检测模块11设置在所述跟管装置上，并与所述回转动力头连接，优选为拉线位移传感器4。

优选的，所述第二检测模块12为液压流量传感器，用于监测流入液压马达2的液压流量以检测回转动力头1的绝对位移。

优选的，所述控制模块为PLC控制器。该PLC控制器可以是该潜孔钻机现有的控制器，也可以是另外设置的控制器。

进一步地，请参考图3，所述控制模块20可以包括：数据获取模块21，用于获取所检测的行程差和绝对位移；数据处理模块22，用于将所述行程差和所述绝对位移转换成对应的数字信号；以及判断模块23，用于根据所述行程差和所述绝对位位移的预设关系，以及所述预设关系的预设误差阈值，判断所述跟管装置和所述回转动力头的运动状态是否异常。

以控制模块20为PLC控制器举例说明：

1)针对数据获取模块21的数据获取：利用第二检测模块12，例如液压流量传感器监测流过液压马达2的液压油流量，获得相应的电信号；利用设置在跟管装置3上并与回转动力头1连接的第一检测模块，例如拉线位移传感器4获取因两者位移差而产生的电信号。

2)针对数据处理模块22的数据处理：通过PLC的模数转换功能将液压流量传感器与拉线位移传感器获取的电信号分别转换成代表回转动力头1的绝对位移数字量a和回转动力头1与跟管装置3之间的位移差数字量b。

3)针对判断模块22的异常判断：为了保证传动的稳定性，回转动力头1与跟管装置3的行程比应严格保证为a:b＝2:1；考虑到拉线位移传感器与液压流量传感器的测量精度，该系统的预设误差阈值设定为0.02，并在满足预设关系：0.98≤(a-b)/b≤1.02时，判定该推进组件的工作状态为正常，否则为异常。

所述控制模块20还可以包括其他模块，例如存储模块，可以存储所检测的行程差和绝对位移，还可以存储所述控制模块对于所述跟管装置和所述回转动力头的运动状态的判断结果。用以后续针对该潜孔钻机推进组件的异常进行数据分析。

优选的，请参考图4，所述潜孔钻机推进组件的监测系统还可以包括：操作模块30，电性连接所述控制模块20，用于在所述跟管装置3和所述回转动力头1的运动状态异常时，获取操作指令对所述推进组件进行调整。

其中，所述操作模块30可以包括按钮或液压手柄。

优选的，所述潜孔钻机推进组件的监测系统还包括：警示模块40，电性连接所述控制模块20，用于显示所述推进组件的工作状态，还用于显示所述控制模块20对于所述跟管装置3和所述回转动力头1的运动状态的判断结果。

举例说明，警示模块40可以设置在驾驶室内，其可以为操作员提供推进组件的当前工作状态，当检测到跟管装置3和回转动力头1的运动状态为异常时，驾驶室内的并且操作员可以通过操作模块30对该潜孔钻机推进组件的工作状态进行调整。

据此，本实用新型实施例提供的潜孔钻机推进组件的监测系统包括的上述内容，可以实现以下效果：

1、解决了由于回转动力头与跟管装置之间行程差不匹配对管道以及液压元件等造成的损伤问题，并且有效的预防了链传动的卡齿现象；

2、由于跟管装置无直接液压动力源，现有技术所用传感器无法获取动力回转头和跟管装置之间的位移差，本实用新型实施例的拉线位移传感器可直接获取该数据；

3、现有技术首先对潜孔钻机作业时各项参数进行测定，并针对所测的各单项参数对潜孔钻机的工作状态进行评估，但未考虑各个参数对潜孔钻机的工作状态的综合影响，具有一定的局限性；本实用新型实施例提出了一种具有数据融合特征的第一检测模块和第二检测模块等，综合了两种及以上的传感器数据，对潜孔钻机的工作状态进行评估，具有更高的可靠性和科学性；

4、采用可靠性更高且适用性更强的机械式传感器，大大地降低了对工作环境的要求，且监测系统结构简单，实时性较好。

进一步地，请参考图5和图6，以一个示例描述该潜孔钻机推进组件的监测系统及其监测过程。

该潜孔钻机推进组件的监测系统可以包括检测模块(即第一检测模块，例如拉线位移传感器，及第二检测模块，例如液压流量传感器)、控制模块(例如，PLC控制器)、警示模块(例如显示模块、和/或声音警示模块)、及操控模块(例如按钮、或液压手柄等)。

其中，拉线位移传感器可以检测跟管装置与回转动力头之间的行程差；液压流量传感器通过监测流入液压马达3的液压油流量可以检测回转动力头的绝对位移；通过PLC控制器对两者之间行程差以及回转动力头的绝对位移数据进行处理，可得到用于判断管道是否被过度拉扯、以及回转动力头与跟管装置的运动状态是否异常的数据；驾驶室内的警示模块可以为操作员提供推进组件的当前工作状态，且操作员可以通过操控模块对该推进装置的工作状态进行调整。

进一步地，PLC控制器针对管道是否被过度拉扯、以及回转动力头与跟管装置的运动状态是否异常的判断过程可以包括以下步骤：

步骤S11：通过检测模块获取数据，该数据包括跟管装置与回转动力头之间的行程差和回转动力头的绝对位移。

步骤S12：处理数据，将上述行程差和绝对位移对应的电信号转换为对应的行程差数字量b和据对位移数字量a；

步骤S13：形成误差判断，该系统的误差阈值可以设定为0.02，并在满足预设关系：0.98≤(a-b)/b≤1.02时，判定该推进组件的工作状态为正常，否则为异常。

步骤S14：检查异常原因，并调整该推进组件至合适的位置。

本实用新型实施例还提供一种潜孔钻机，该潜孔钻机包括上述的潜孔钻机推进组件的监测系统。

该潜孔钻机的技术内容和效果与上述潜孔钻机推进组件的监测系统的实施例类似，此处不再赘述。

还需要说明的是，术语“包括”、“包含”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过程、方法、商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过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。

Claims (10)

1.一种潜孔钻机推进组件的监测系统，所述推进组件包括设置在推进梁上的跟管装置、回转动力头、管道和液压马达、以及链条传动装置，其特征在于，所述潜孔钻机推进组件的监测系统包括：

第一检测模块，用于检测所述跟管装置和所述回转动力头的行程差；

第二检测模块，用于检测所述回转动力头的绝对位移；以及

控制模块，电性连接所述第一检测模块和所述第二检测模块，用于根据所检测的行程差和绝对位移，判断所述跟管装置和所述回转动力头的运动状态是否异常。

2.根据权利要求1所述的潜孔钻机推进组件的监测系统，其特征在于，所述第一检测模块设置在所述跟管装置上，并与所述回转动力头连接。

3.根据权利要求2所述的潜孔钻机推进组件的监测系统，其特征在于，所述第一检测模块为拉线位移传感器。

4.根据权利要求1所述的潜孔钻机推进组件的监测系统，其特征在于，所述第二检测模块为液压流量传感器。

5.根据权利要求1所述的潜孔钻机推进组件的监测系统，其特征在于，所述控制模块包括：

数据获取模块，用于获取所检测的行程差和绝对位移；

数据处理模块，用于将所述行程差和所述绝对位移转换成对应的数字信号；以及判断模块，用于根据所述行程差和所述绝对位位移的预设关系，以及所述预设关系的预设误差阈值，判断所述跟管装置和所述回转动力头的运动状态是否异常。

6.根据权利要求1所述的潜孔钻机推进组件的监测系统，其特征在于，所述潜孔钻机推进组件的监测系统还包括：

操作模块，电性连接所述控制模块，用于在所述跟管装置和所述回转动力头的运动状态异常时，获取操作指令对所述推进组件进行调整。

7.根据权利要求6所述的潜孔钻机推进组件的监测系统，其特征在于，所述操作模块包括按钮或液压手柄。

8.根据权利要求1所述的潜孔钻机推进组件的监测系统，其特征在于，所述潜孔钻机推进组件的监测系统还包括：

警示模块，电性连接所述控制模块，用于显示所述推进组件的工作状态，还用于显示所述控制模块对于所述跟管装置和所述回转动力头的运动状态的判断结果。

9.根据权利要求8所述的潜孔钻机推进组件的监测系统，其特征在于，所述警示模块包括显示模块和/或语音警示模块。

10.一种潜孔钻机，其特征在于，所述潜孔钻机包括权利要求1-9任意一项所述的潜孔钻机推进组件的监测系统。

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