CN218780297U - 一种钻机设备 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种钻机设备，所述的技术领域为工程机械技术。所述钻机设备包括钻臂、司机室和车体，分别设置于所述司机室和所述车体的多个监控装置；用于采集所述钻机设备的工作参数的传感器和控制器；分别与所述监控装置、所述传感器和所述控制器连接的通信终端，用于将所述监控装置的监控视野画面和所述工作参数传输至远程监控平台。通过上述设备可以实现远程监控钻机设备的工作状态，实现钻机设备的智能化作业。

Description

一种钻机设备

技术领域

本申请涉及工程机械技术领域，特别涉及一种钻机设备。

背景技术

钻凿爆破孔是矿山开采与隧道施工中的关键工序之一，现场钻凿条件非常恶劣，特别是钻爆现场地质条件千变万化，可能存在地震、滑坡、溶洞、地下暗河、泥石流、断层、破碎带等多种不良地质环境。相关技术中，主要依赖工作人员在现场对钻机设备的工作状态进行监测，但是由于钻机设备的工作环境较为恶劣，工作人员无法全面了解钻机设备的工作状态，且安全风险较高。

因此，如何远程监控钻机设备的工作状态，实现钻机设备的智能化作业是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。

实用新型内容

本申请的目的是提供一种钻机设备，能够远程监控钻机设备的工作状态，实现钻机设备的智能化作业。

为解决上述技术问题，本申请提供一种钻机设备，包括钻臂、司机室和车体，还包括：

分别设置于所述司机室和所述车体的多个监控装置；

用于采集所述钻机设备的工作参数的传感器和控制器；

分别与所述监控装置、所述传感器和所述控制器连接的通信终端，用于将所述监控装置的监控视野画面和所述工作参数传输至远程监控平台。

可选的，所述监控装置包括设置于所述车体边沿位置的全景摄像头；

其中，所述全景摄像头汇集形成的监控视野画面为所述车体所处位置的360°全景影像。

可选的，所述全景摄像头包括设置于所述车体头部的第一全景摄像头、设置于所述车体尾部的第二全景摄像头、设置于所述车体左侧的第三全景摄像头和设置于所述车体右侧的第四全景摄像头。

可选的，所述监控装置包括设置于所述司机室顶部的云台监控装置；

其中，所述云台监控装置的监控视野画面为钻孔过程画面、桅杆顶部画面和桅杆部件画面中的任一项或任几项的组合。

可选的，所述监控装置包括：

设置于所述车体尾部的桅杆摄像头；其中，所述桅杆摄像头的监控视野画面为桅杆向前立起的画面或桅杆向后放倒的画面；

和/或，设置于所述司机室顶部的倒桅摄像头；其中，所述倒桅摄像头的监控视野画面为桅杆向后放倒的画面或桅杆放倒后状态的画面；

和/或，设置于所述司机室顶部的钻臂摄像头；其中，所述钻臂摄像头的监控视野画面为钻臂状态画面；

和/或，设置于所述司机室下方的钻孔摄像头；其中，所述钻臂摄像头的监控视野画面为钻孔过程画面；

和/或，设置于所述车体侧面的侧面摄像头；其中，所述侧面摄像头的监控视野画面为车体侧面环境画面。

可选的，所述倒桅摄像头按照第一安装方式设置于所述司机室顶部，以使所述倒桅摄像头的拍摄方向为所述司机室的后方。

可选的，所述钻臂摄像头按照第二安装方式设置于所述司机室顶部，以使所述钻臂摄像头的拍摄方向为所述钻臂所在的位置。

可选的，所述钻臂设置于所述司机室的右侧；

相应的，所述侧面摄像头设置于所述车体的右侧。

可选的，还包括：

设置于所述车体侧边的防撞雷达，用于检测所述车体所处场地的地面障碍物。

可选的，所述远程监控平台包括显示屏和操作台，所述操作台用于设置所述显示屏的显示模式，所述显示模式用于控制所述显示屏当前显示的监控视野画面和工作参数。

本申请所提供的一种钻机设备，包括钻臂、司机室和车体，还包括：分别设置于所述司机室和所述车体的多个监控装置；用于采集所述钻机设备的工作参数的传感器和控制器；分别与所述监控装置、所述传感器和所述控制器连接的通信终端，用于将所述监控装置的监控视野画面和所述工作参数传输至远程监控平台。

本申请提供的钻机设备分别在司机室和车体上设置的多个监控装置，监控装置的监控视野画面通过通信终端传输至远程监控平台。上述钻机设备还利用传感器和控制器采集钻机设备的工作参数，工作参数通过通信终端传输至远程监控平台。通过上述方案，钻机设备能够将多个位置的监控视野画面和工作参数传输至远程监控平台，因此本申请能够远程监控钻机设备的工作状态，实现钻机设备的智能化作业。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例所提供的一种钻机设备的工作状态传输系统的结构示意图；

图2为本申请实施例所提供的一种远程监视系统构成示意框图；

图3为本申请实施例所提供的一种钻机设备的平面图；

图4为本申请实施例所提供的一种钻机设备的立体图。

具体实施方式

本申请的核心是提供一种钻机设备可以远程监控钻机设备的工作状态，实现钻机设备的智能化作业。

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本申请保护的范围。

本申请实施例提供了的一种钻机设备，该钻机设备包括钻臂、司机室和车体，钻臂和司机室设置于车体上。

请参见图1，图1为本申请实施例所提供的一种钻机设备的工作状态传输系统的结构示意图，如图1所示，上述钻机设备还包括监控装置、传感器、控制器和通信终端。

具体的，上述监控装置可以包括多种摄像头，各个摄像头分别设置于钻机设备的司机室和车体上，设置于各个位置的监控装置可以采集相应的监控视野画面。上述传感器和控制器可以采集和/或计算钻机设备的工作参数(温度、压力、关节位置/角度、电机转速等)。通信终端可以分别与监控装置、传感器和控制器连接，进而将各个监控装置的监控视野画面(即监控装置拍摄到的内容)、传感器采集的工作参数、控制器采集与计算的工作参数传输至远程监控平台。远程监控平台可以为工作人员显示上述监控视野画面和工作参数，工作人员可以在远程监控平台上下发控制指令以便远程控制钻机设备工作。

本实施例提供的钻机设备分别在司机室和车体上设置的多个监控装置，监控装置的监控视野画面通过通信终端传输至远程监控平台。上述钻机设备还利用传感器和控制器采集钻机设备的工作参数，工作参数通过通信终端传输至远程监控平台。通过上述方案，钻机设备能够将多个位置的监控视野画面和工作参数传输至远程监控平台，因此本实施例能够远程监控钻机设备的工作状态，实现钻机设备的智能化作业。

请参见图2，图2为本申请实施例所提供的一种远程监视系统构成示意框图，钻机设备可以包括设置于车体侧边的防撞雷达(包括雷达1～10)，用于检测所述车体所处场地的地面障碍物。钻机设备中的监控装置可以包括全景监控装置(包括全景摄像头1～4)、多机位摄像装置(包括摄像头1～5)和云台监控装置(包括云台和云台摄像头)。钻机设备中的通信终端可以为5G模块，通过总线与各个装置连接。控制器与传感器连接，控制器通过接口CAN1～CAN3传输工作参数，远程监控平台包括显示屏和操作台。

如图2所示，钻机设备的控制器与传感器采集工作参数；全景监控装置拍摄四周场景，构造车身所处的环境视景图；防撞雷达判断机身附近有无障碍物，有障碍物靠近时，给予报警提示；云台监控装置拍摄接卸杆及钻孔等工作过程；多机位摄像装置可以局部放大观察准备工作与作业工作过程中工作装置的环境与工作状况。远程监控平台可以远程遥控钻机设备机器，还可以远程监控机器所处环境、工作装置的位置与工作状况、环境障碍物情况、及钻孔作业参数等。远程监控平台的显示屏可根据不同操作模式与工况，自动切换不同的显示画面与显示参数。本实施例可降低作业风险，使人远离危险恶劣作业环境，实现无人化与智能化作业。

作为一种可行的实施方式，防撞雷达可以包括多个(如10个)雷达探头，分别安装在车体四周(如左侧4个、右侧3个，车体前侧1个、车体后侧2个)，可以检测车身周围的地面障碍物。

上述全景监控装置可以为设置于所述车体边沿位置的全景摄像头(如全景广角摄像头)；其中，所述全景摄像头的监控视野画面为所述车体所处位置的360°全景影像。全景监控装置包括4个全景摄像头安装在钻机车身前后左右4个边沿位置，拍摄四周场景，构造车身所处的环境视景图。本实施例也可以额外增加全景摄像头，可实现装备周边视角的全覆盖。作为一种可行的实施方式，上述全景摄像头包括设置于所述车体头部的第一全景摄像头、设置于所述车体尾部的第二全景摄像头、设置于所述车体左侧的第三全景摄像头和设置于所述车体右侧的第四全景摄像头。

进一步的，上述监控装置包括设置于所述司机室顶部的云台监控装置；云台监控装置包括云台和云台摄像头。其中，所述云台监控装置监控视野画面为钻孔过程画面、桅杆顶部画面和桅杆部件画面中的任一项或任几项的组合。具体的，云台摄像头可以安装在司机室顶部的前方，云台摄像头的拍摄方向为司机室的前方(即司机工作时面部的朝向)，云台可上下摆动和左右摆动，向下可观察到钻孔位置及钻孔工作状况，向上可观察到桅杆立起时的顶部，桅杆横倒时，云台向左或向右摆动，可局部放大桅杆上各部件及工作情况。

多机位摄像装置可以包括以下5种摄像头(1)～(5)中的任一个或任几个的组合：

(1)设置于所述车体尾部的桅杆摄像头；其中，所述桅杆摄像头的监控视野画面为桅杆向前立起的画面或桅杆向后放倒的画面。

(2)设置于所述司机室顶部的倒桅摄像头；其中，所述倒桅摄像头的监控视野画面为桅杆向后放倒的画面或桅杆放倒后状态的画面；倒桅摄像头按照第一安装方式设置于所述司机室顶部，以使所述倒桅摄像头的拍摄方向为所述司机室的后方。

(3)设置于所述司机室顶部的钻臂摄像头；其中，所述钻臂摄像头的监控视野画面为钻臂状态画面；所述钻臂摄像头按照第二安装方式设置于所述司机室顶部，以使所述钻臂摄像头的拍摄方向为所述钻臂所在的位置。

(4)设置于所述司机室下方的钻孔摄像头；其中，所述钻臂摄像头的监控视野画面为钻孔过程画面。

(5)设置于所述车体侧面的侧面摄像头；其中，所述侧面摄像头的监控视野画面为车体侧面环境画面。

请参见图3和图4，图3为本申请实施例所提供的一种钻机设备的平面图，图4为本申请实施例所提供的一种钻机设备的立体图。图中的1表示全景摄像头(即全景摄像头)1所在的位置，2表示全景摄像头2所在的位置，3表示全景摄像头3所在的位置，4表示全景摄像头4所在的位置，5表示雷达(即防撞雷达)1所在的位置，6表示雷达2所在的位置，7表示雷达3所在的位置，8表示雷达4所在的位置，9表示雷达5所在的位置，10表示雷达6所在的位置，11表示雷达7所在的位置，12表示雷达8所在的位置，13表示雷达9所在的位置，14表示雷达10所在的位置，15表示云台(即云台监控装置)所在的位置，16表示摄像头1(即桅杆摄像头)所在的位置，17表示摄像头2(即倒桅摄像头)所在的位置，18表示摄像头3(即钻臂摄像头)所在的位置，19表示摄像头4(即钻孔摄像头)所在的位置，20表示摄像头5(即右侧摄像头、上述侧面摄像头)所在的位置。

多机位摄像装置可以包括如下5个监控摄像头：

安装在车身尾部顶上向上观察桅杆的桅杆摄像头，用于观察桅杆向前立起及向后放倒的过程，避免立桅和收桅过程中与周围物体碰撞。

安装在司机室前方顶部观察后方的倒桅摄像头，用于向后观察桅杆放倒过程及放倒后状态，观察移机过程中桅杆尾部与环境的干涉情况。

安装在司机室顶部观察前方的钻臂摄像头，用于向右前观察钻臂(包括臂架和桅杆)，重点观察钻杆，尤其在接卸钻杆过程中，钻杆顶部与动力头的接合，钻杆下部夹钳的夹紧及与前一钻杆的接合。桅杆侧倾时，仍可观察桅杆横倒的全景。

安装在司机室下方的钻孔摄像头，用于向下观察钻孔过程。

作为一种可行的实施方式，钻臂可以设置于所述司机室的右侧；相应的，所述侧面摄像头设置于所述车体的右侧。

安装在车体右侧向前观察的右侧摄像头，用于从钻臂右侧向前观察钻臂和车体右外侧，还用于观察机器工作或移到过程中右侧与右前方的环境。

所述远程监控平台包括显示屏和操作台，所述操作台用于设置所述显示屏的显示模式，所述显示模式用于控制所述显示屏当前显示的监控视野画面和工作参数。操作台上有操作模式选择开关，选择开关信号发送给显示屏，显示屏上有操作模式选择菜单，系统设置有行走、调整、钻孔、接卸杆、先导等操作模式，系统可根据操作台或显示屏菜单所做操作模式的选择，在主窗口和辅助窗口及工况数据显示窗口分别显示不同的监控视野和不同的参数项目。

下面通过实际应用中一种带视频监控与雷达防撞功能的臂架式钻机及远程监视系统，

上述臂架式钻机的钻臂布置在司机室右侧，钻臂包括臂架和桅杆，臂架与车体连接，可相对车体左右摆动和俯仰运动，桅杆安装在臂架另一端，可相对臂架前后俯仰和左右侧倾运动。臂架式钻机还包括全景监控装置、多机位摄像装置、云台监控装置、防撞雷达、5G通信终端等设备。全景监控装置拍摄四周场景，构造车身所处的环境视景图；防撞雷达判断机身附近障碍物，有障碍物靠近时，给予报警提示；多机位摄像装置观察准备工作与作业工作过程工作装置的位置与工作状况。云台监控装置可旋转选择拍摄并放大显示接卸杆及钻孔等工作过程。5G通信终端可以将全景监控装置、多机位摄像装置、云台监控装置、防撞雷达、传感器信号及机器工作参数，传送到远程监控平台。远程监控平台包括显示屏与操作台，显示屏显示机器所处环境、工作装置的位置与工作状况、环境障碍物情况、及钻孔作业参数等。显示屏可根据操作台选择的不同操作模式，或者采集智能钻机防撞雷达、传感器信号，自动切换不同的显示画面。

上述远程监控平台监控臂架式钻机工作状态的过程如下：

操作台检测到先导手柄接通，车辆处于准备状态时，显示屏进入先导显示模式。显示屏的主窗口显示全景监控装置所构造的车身所处的环境影像图。显示屏还可以显示所有监控视野画面，可查看所有摄像头画面。显示器的工况数据显示界面主要显示发动机相关参数数据与工作统计数据。

操作台检测到车辆处于行驶工况时，或者在显示界面选择行走模式时，显示屏进入行走显示模式。主窗口显示全景监控装置所构造的车身所处的环境影像图，以便提前规避与提前规划行驶路径。工况数据显示界面主要显示发动机、变速箱及行驶相关参数数据。前进时主要监视正前方视野，左右前方视野，云台摄像头观察前方视野，右侧摄像头观察车体右侧、臂架外侧。倒车时主要监视后视野，桅杆倒桅视野。钻桅没倒下时桅杆摄像头和云台摄像头观察钻架整体。钻桅倒下时倒桅摄像头、钻臂摄像头监测钻桅前后环境情况，避免发生碰撞。桅杆侧倾时，钻臂摄像头观察桅杆横倒的全景。右侧摄像头检测车身与钻桅右外侧环境情况，避免发生碰撞。防撞雷达检测车身周围地面有无障碍物，以便进行避让或停车。

操作台检测到车辆处于桅杆姿态调整工况时，或者在显示界面选择调整模式时，显示屏进入调整显示模式。主窗口显示云台摄像头视野，观察钻架整体。桅杆摄像头，观察桅杆向前立起及向后放倒的过程。工况数据显示界面主要显示：钻杆落地点位置，桅杆的姿态角度，各角度与长度传感器值。

操作台检测到车辆进入钻孔作业工况时，或者在显示界面选择作业模式时，显示屏进入作业显示模式。主窗口显示钻孔摄像头视野，向下观察钻孔过程。云台摄像头，观察钻架整体。工况数据显示界面主要显示：钻进深度，动力头位移，推进-回转压力、空压机气压、姿态角度、常规动作压力值等。

在作业模式下检测到车辆处于接卸杆工况时，全景监控装置控制显示屏进入接卸杆显示模式。主窗口显示钻臂摄像头视野，观察钻杆整体画面，观察机械爪、钻杆进出库、动力头接杆等动作。云台摄像头视野局部放大观察接卸杆过程，局部放大观察桅杆及动力头接卸杆，夹钳夹紧钻杆及底部接卸杆过程。

因为情况复杂，无法一一列举进行阐述，本领域技术人员应能意识到根据本申请提供的基本原理结合实际情况可以存在很多的例子，在不付出足够的创造性劳动下，应均在本申请的保护范围内。

说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方案及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以对本申请进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本申请权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种钻机设备，包括钻臂、司机室和车体，其特征在于，还包括：

分别设置于所述司机室和所述车体的多个监控装置；

用于采集所述钻机设备的工作参数的传感器和控制器；

分别与所述监控装置、所述传感器和所述控制器连接的通信终端，用于将所述监控装置的监控视野画面和所述工作参数传输至远程监控平台。

2.根据权利要求1所述钻机设备，其特征在于，所述监控装置包括设置于所述车体边沿位置的全景摄像头；

其中，所述全景摄像头汇集形成的监控视野画面为所述车体所处位置的360°全景影像。

3.根据权利要求2所述钻机设备，其特征在于，所述全景摄像头包括设置于所述车体头部的第一全景摄像头、设置于所述车体尾部的第二全景摄像头、设置于所述车体左侧的第三全景摄像头和设置于所述车体右侧的第四全景摄像头。

4.根据权利要求1所述钻机设备，其特征在于，所述监控装置包括设置于所述司机室顶部的云台监控装置；

其中，所述云台监控装置的监控视野画面为钻孔过程画面、桅杆顶部画面和桅杆部件画面中的任一项或任几项的组合。

5.根据权利要求1所述钻机设备，其特征在于，所述监控装置包括：

设置于所述车体尾部的桅杆摄像头；其中，所述桅杆摄像头的监控视野画面为桅杆向前立起的画面或桅杆向后放倒的画面；

和/或，设置于所述司机室顶部的倒桅摄像头；其中，所述倒桅摄像头的监控视野画面为桅杆向后放倒的画面或桅杆放倒后状态的画面；

和/或，设置于所述司机室顶部的钻臂摄像头；其中，所述钻臂摄像头的监控视野画面为钻臂状态画面；

和/或，设置于所述司机室下方的钻孔摄像头；其中，所述钻臂摄像头的监控视野画面为钻孔过程画面；

和/或，设置于所述车体侧面的侧面摄像头；其中，所述侧面摄像头的监控视野画面为车体侧面环境画面。

6.根据权利要求5所述钻机设备，其特征在于，所述倒桅摄像头按照第一安装方式设置于所述司机室顶部，以使所述倒桅摄像头的拍摄方向为所述司机室的后方。

7.根据权利要求5所述钻机设备，其特征在于，所述钻臂摄像头按照第二安装方式设置于所述司机室顶部，以使所述钻臂摄像头的拍摄方向为所述钻臂所在的位置。

8.根据权利要求5所述钻机设备，其特征在于，所述钻臂设置于所述司机室的右侧；

相应的，所述侧面摄像头设置于所述车体的右侧。

9.根据权利要求1所述钻机设备，其特征在于，还包括：

设置于所述车体侧边的防撞雷达，用于检测所述车体所处场地的地面障碍物。

10.根据权利要求1所述钻机设备，其特征在于，所述远程监控平台包括显示屏和操作台，所述操作台用于设置所述显示屏的显示模式，所述显示模式用于控制所述显示屏当前显示的监控视野画面和工作参数。

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