专利名称：旋挖钻机的防倾翻系统和旋挖钻机的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及工程机械技术领域，具体而言，涉及一种旋挖钻机的防倾翻系统和一种旋挖钻机。
背景技术：
目前，旋挖钻机的防倾翻装置及控制系统多数利用角度传感器检测整机重心，一旦重心超出安全范围即报警提示或者限制行驶、回转等动作，从而达到防止钻机倾翻的效果，但是这种方式存在很多技术问题比如钻机质量大，做相关动作时惯性也就大，一旦重心超出安全范围，由于大惯性，多数情况下无法及时操作钻机以使钻机重心回归安全范围，所以在类似的情况下，该系统同样无法做到防倾翻。因此需要一种新的防倾翻装置，可以确保钻机在进行行驶、回转等易造成钻机倾翻的动作时展宽履带，降低钻机重心，从根本上提高钻机安全性。
实用新型内容本实用新型正是基于上述问题，提出了一种新的防倾翻装置，可以确保钻机在进行行驶、回转等易造成钻机倾翻的动作时展宽履带，降低钻机重心，从根本上提高钻机安全性。有鉴于此，本实用新型提出了一种旋挖钻机的防倾翻系统，包括信号收发单元，设置于所述旋挖钻机的上车，用于发送检测信号，以及接收对应于所述检测信号的反馈信号；判断单元，连接至所述信号收发单元，用于在所述信号收发单元无法接收到反馈信号或接收到的反馈信号对应的测量距离大于预设的距离阈值的情况下，判断所述旋挖钻机处于履带展宽状态；以及处理单元，连接至所述判断单元，在所述旋挖钻机处于所述履带展宽状态的情况下，允许所述旋挖钻机完成预设的行驶动作。在该技术方案中，旋挖钻机在履带展宽时，整机的重心降低，在行驶、转弯等的过程中更为平稳，避免发生倾翻。因此，通过对钻机的履带是否展宽进行检测，在履带展宽时，才允许其进行相应的动作。这里可以由厂商或用户对行驶动作进行设定，比如对于行驶、转弯等易发生倾翻的动作进行设定，从而在履带未展宽时，不允许进行这些动作。在上述技术方案中，优选地，所述信号收发单元包括测距装置。在该技术方案中，测距装置可以进行检测信号的发送和对应的反馈信号的接收，从而完成对目标物的检测。在上述技术方案中，优选地，包括至少一个所述测距装置，设置于所述上车的底部一侧的第一履带活动区域。在该技术方案中，第一履带活动区域是指钻机的一侧履带在从缩回状态变为展宽状态的过程中移动的区域，将测距装置安装在对应于该区域的位置上，则当履带缩回时，测距装置发射出的检测信号可以经由履带返回反馈信号，而当履带展宽时，履带超出测距装置的检测信号的发射区域，则测距装置无法得到相应的反馈信号。或者，该测距装置可能得到由地面返回的反馈信号，但对应的距离远大于上车与履带之间的距离，因而也可以进行准确判断。[0009]在上述技术方案中，优选地，所述的旋挖钻机的防倾翻系统，包括多个所述测距装置，其中，至少一个所述测距装置设置于所述上车的底部一侧的第一履带活动区域，和/或至少一个所述测距装置设置于所述上车的底部另一侧的第二履带活动区域。在该技术方案中，第二履带活动区域是指旋挖钻机另一侧的履带的移动范围。在一条履带展宽而另一条履带未展宽的情况下，若仅设置了一个测距装置，则可能导致误判，而通过对两条履带的检测，可以有效避免这种情况。但在实际情况下，往往是两个履带一起变化状态，而极少存在仅一个展宽而另一个缩回的情况，因此只需要保证两个区域中至少有一个区域安装有测距装置，即可保证对履带的状态进行正确的检测。而通过在不同位置安装多个检测装置，还可以在上车旋转时，使得未安装在该第一履带活动区域或第二履带活动区域的测距装置被移动至可以对履带进行检测。在上述技术方案中，优选地，所述第一履带活动区域与所述第二履带活动区域之间存在最远距离和最近距离，以所述上车的转轴为圆心时，分别以所述最远距离和所述最近距离为直径的圆构成圆环区域；以及所述测距装置位于所述圆环区域中。在该技术方案中，最远距离是指两履带展宽时二者之间的距离，最近距离是指两履带缩回时二者之间的距离。通过将测距装置设置在这个圆环区域中，可以在上车进行旋转的过程中，依然保证测 距装置能够在一定角度内对履带是否展宽进行检测。在上述技术方案中，优选地，还包括所述圆环区域分别与所述第一履带活动区域、所述第二履带活动区域形成第一重叠区域和第二重叠区域；所述上车的底部设置有多个测距装置，其中，至少一个所述测距装置在所述上车绕所述转轴旋转的过程中位于所述第一重叠区域或所述第二重叠区域中。在该技术方案中，可以保证上车回转到任意角度时，始终存在至少一个测距装置可以对履带的展宽情况进行检测，消除上车旋转时可能产生的盲区。在上述技术方案中，优选地，所述上车的底部设置有位于同一个圆周的相邻两个四等分点上的两个测距装置，其中，所述圆周以所述转轴为圆心、与所述第一履带活动区域和所述第二履带活动区域共形成能将所述圆周四等分的四个端点。在该技术方案中，可以使用最少的(两个)测距装置，保证上车回转到任意角度时，始终存在至少一个测距装置可以对履带的展宽情况进行检测，消除上车旋转时可能产生的盲区。在上述技术方案中，优选地，所述测距装置包括超声波测距仪、激光测距仪和/或红外测距仪。在该技术方案中，当存在多个测距装置时，可以选用单一的种类，或多个种类混合使用。在上述技术方案中，优选地，所述测距装置包括接近开关。在该技术方案中，因为钻机工作环境差，使用接近开关大大提高可靠性。根据本实用新型的又一方面，还提出了一种旋挖钻机，其特征在于，包括如上述技术方案中任一项所述的旋挖钻机的防倾翻系统。通过以上技术方案，可以确保钻机在进行行驶、回转等易造成钻机倾翻的动作时展宽履带，降低钻机重心，从根本上提高钻机安全性。
图I示出了根据本实用新型的旋挖钻机的防倾翻系统的框图；[0018]图2示出了根据本实用新型的旋挖钻机的框图；图3A至图3D示出了根据本实用新型的实施例的旋挖钻机的示意图；图4示出了根据本实用新型的实施例的旋挖钻机的防倾翻系统的结构示意图。
具体实施方式
为了能够更清楚地理解本实用新型的上述目的、特征和优点，
以下结合附图和具体实施方式
对本实用新型进行进一步的详细描述。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型，但是，本实用新型还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本实用新型并不限于下面公开的具体实施例的限制。 图I示出了根据本实用新型的旋挖钻机的防倾翻系统的框图。如图I所示，根据本实用新型的旋挖钻机的防倾翻系统100，包括信号收发单元102，设置于旋挖钻机的上车，用于发送检测信号，以及接收对应于检测信号的反馈信号；判断单元104，连接至信号收发单元102，用于在信号收发单元102无法接收到反馈信号或接收到的反馈信号对应的测量距离大于预设的距离阈值的情况下，判断旋挖钻机处于履带展宽状态；以及处理单元106，连接至判断单元104，在旋挖钻机处于履带展宽状态的情况下，允许旋挖钻机完成预设的行驶动作。在该技术方案中，旋挖钻机在履带展宽时，整机的重心降低，在行驶、转弯等的过程中更为平稳，避免发生倾翻。因此，通过对钻机的履带是否展宽进行检测，在履带展宽时，才允许其进行相应的动作。这里可以由厂商或用户对行驶动作进行设定，比如对于行驶、转弯等易发生倾翻的动作进行设定，从而在履带未展宽时，不允许进行这些动作。在上述技术方案中，信号收发单元102包括测距装置。在该技术方案中，测距装置可以进行检测信号的发送和对应的反馈信号的接收，从而完成对目标物的检测。在上述技术方案中，包括至少一个测距装置，设置于上车的底部一侧的第一履带活动区域。在该技术方案中，第一履带活动区域是指钻机的一侧履带在从缩回状态变为展宽状态的过程中移动的区域，将测距装置安装在对应于该区域的位置上，则当履带缩回时，测距装置发射出的检测信号可以经由履带返回反馈信号，而当履带展宽时，履带超出测距装置的检测信号的发射区域，则测距装置无法得到相应的反馈信号。或者，该测距装置可能得到由地面返回的反馈信号，但对应的距离远大于上车与履带之间的距离，因而也可以进行准确判断。在上述技术方案中，旋挖钻机的防倾翻系统100，包括多个测距装置，其中，至少一个测距装置设置于上车的底部一侧的第一履带活动区域，和/或至少一个测距装置设置于上车的底部另一侧的第二履带活动区域。在该技术方案中，第二履带活动区域是指旋挖钻机另一侧的履带的移动范围。在一条履带展宽而另一条履带未展宽的情况下，若仅设置了一个测距装置，则可能导致误判，而通过对两条履带的检测，可以有效避免这种情况。但在实际情况下，往往是两个履带一起变化状态，而极少存在仅一个展宽而另一个缩回的情况，因此只需要保证两个区域中至少有一个区域安装有测距装置，即可保证对履带的状态进行正确的检测。而通过在不同位置安装多个检测装置，还可以在上车旋转时，使得未安装在该第一履带活动区域或第二履带活动区域的测距装置被移动至可以对履带进行检测。[0029]在上述技术方案中，第一履带活动区域与第二履带活动区域之间存在最远距离和最近距离，以上车的转轴为圆心时，分别以最远距离和最近距离为直径的圆构成圆环区域；以及测距装置位于圆环区域中。在该技术方案中，最远距离是指两履带展宽时二者之间的距离，最近距离是指两履带缩回时二者之间的距离。通过将测距装置设置在这个圆环区域中，可以在上车进行旋转的过程中，依然保证测距装置能够在一定角度内对履带是否展宽进行检测。在上述技术方案中，还包括圆环区域分别与第一履带活动区域、第二履带活动区域形成第一重叠区域和第二重叠区域；上车的底部设置有多个测距装置，其中，至少一个测距装置在上车绕转轴旋转的过程中位于第一重叠区域或第二重叠区域中。在该技术方案中，可以保证上车回转到任意角度时，始终存在至少一个测距装置可以对履带的展宽情况进行检测，消除上车旋转时可能产生的盲区。在上述技术方案中，上车的底部设置有位于同一个圆周的相邻两个四等分点上的两个测距装置，其中，圆周以转轴为圆心、与第一履带活动区域和第二履带活动区域共形成能将圆周四等分的四个端点。在该技术方案中，可以使用最少的(两个)测距装置，保证上 车回转到任意角度时，始终存在至少一个测距装置可以对履带的展宽情况进行检测，消除上车旋转时可能产生的盲区。在上述技术方案中，测距装置包括超声波测距仪、激光测距仪和/或红外测距仪。在该技术方案中，当存在多个测距装置时，可以选用单一的种类，或多个种类混合使用。在上述技术方案中，测距装置包括接近开关。在该技术方案中，因为钻机工作环境差，使用接近开关大大提高可靠性。图2示出了根据本实用新型的旋挖钻机的框图。如图2所示，根据本实用新型的旋挖钻机200，包括如图I所示的旋挖钻机的防倾翻系统100，可以确保旋挖钻机200在进行行驶、回转等易造成钻机倾翻的动作时展宽履带，降低钻机重心，从根本上提高旋挖钻机200的安全性。图3A至图3D示出了根据本实用新型的实施例的旋挖钻机的示意图。如图3A所示，旋挖钻机包括上车303和两条履带，其中，当履带处于缩回状态时，记为图中所示的缩回履带302，当履带处于展宽状态时，记为图中所示的展宽履带304。当然，在实际中进行履带的展宽与缩回时，并不会产生图中所示的在履带前进方向上的位移，这里只是为了更清楚地说明本实用新型的技术方案，因此进行了一些变化，但这对于本领域的技术人员而言，显然是完全能够理解的。下面结合该图3A，对本申请中提及的“第一履带活动区域”和“第二履带活动区域”进行详细说明缩回履带302处于缩回状态，当其进行展宽至展宽状态时，则移至展宽履带304，使得两个履带从宽度上发生变化，从最近距离314变为最远距离312，则形成了图中的第一区域306和第二区域308，而在上车303上相对应的区域，分别形成了第一履带活动区域307和第二履带活动区域309，当检测装置安装在上车303底部、对应于第一履带活动区域307的位置时，可以由缩回履带302返回反馈信号，而无法由展宽履带304返回反馈信号，从而识别出该履带当前所处的状态，对应的第二履带活动区域309为类似情形，不再赘述。当仅在第一履带活动区域307或第二履带活动区域309设置检测装置时，仅可以检测对应的履带所处的状态；但如果恰好没有安装检测装置的一侧的履带没有正常运动，则可能发生误判，因此，可以通过同时在第一履带活动区域307和第二履带活动区域309各安装至少一个检测装置，完成对两个履带的判断。此外，上车303会沿转轴310进行旋转，则可以发现，图中示出的圆环区域316始终会与第一区域306和第二区域308存在固定的重叠区域，因此，当在该圆环上合理设置多个检测装置时，可以确保无论上车303如何旋转，始终会存在至少一个检测装置可以对履带的状态进行检测。两个缩回履带302的内侧边之间的距离为最近距离314，两个展宽履带304的内侧边之间的距离为最远距离312，以这两个距离为直径的圆之间的区域构成了圆环区域316。对于上车303进行旋转时的情况，下面结合图3B至图3D进行详细说明。在图3B中，上车303还没有进行旋转，此时在上车303的底部安装第一感应装置320、第三感应装置324、第四感应装置326、第五感应装置328、第六感应装置330，其中，第一感应装置320、第五感应装置328、第六感应装置330位于第一履带活动区域307或第二·履带活动区域309中，而第三感应装置324、第四感应装置326则位于其他部位；并且，第一感应装置320、第三感应装置324位于新圆环区域317中。这里的新圆环区域317区域于图3A中的圆环区域316，其外环的直径小于圆环区域316，是为了配合第一感应装置320、第三感应装置324的设置位置而形成的。第一感应装置320、第三感应装置324均位于该区域的外环圆周上，且均为该外环圆周的四等分点，且该外环圆周与第一履带活动区域307、第二履带活动区域309共形成四个交点318，也是该外环圆周的四等分点。上述六个感应装置中，在该图3B所示的状态下，第三感应装置324与缩回履带302和展宽履带304均不对应，无法进行检测；第四感应装置326位于缩回履带302和展宽履带304的重合部分，始终能够得到反馈信号，因此也无法进行检测。上车303沿转轴310进行旋转后，得到如图3C所示的情况。如图3C所示，此时第一感应装置320将要移出第一区域306，而第三感应装置324则将要移入第一区域306，则在该状态下，这两个感应装置均可以对履带的状态进行检测。第四感应装置326和第五感应装置328均位于第一区域306或第二区域308之外；第六感应装置330则从第二区域308移至第一区域306，仍然可以对该履带进行状态检测。上车303沿转轴310继续进行旋转，达到如图3D所示的状态。如图3D所示，此时第一感应装置320移出了第一区域306，而第三感应装置304仍然处于第一区域306，可以对该履带进行状态检测。第四感应装置326此时移至了第一区域306，可以对该履带进行状态检测，而第五感应装置328和第六感应装置330均不处于第一区域306或第二区域308，均不能够对履带的状态进行检测。由于在实际使用时，两侧履带往往同时发生状态的变化，而极少出现一侧履带展宽而另一侧履带缩回的状态，因此，综合图3B至图3D，可见由第一感应装置320和第三感应装置324的组合，就可以在上车303任意旋转的情况下，均能够保证有至少一个感应装置处于第一区域306或第二区域308对应的位置，能够对履带进行状态监测。当然，这是由于比如这两个个感应装置位于该圆周的同一套四等分点、该圆周与第一履带活动区域307和第二履带活动区域309形成四个四等分点，从而确保了仅由这三个感应装置，确保上车303能够任意旋转的同时，能够对履带进行状态检测。当然，并不一定需要按照上述这两个个感应装置的方式进行安装，而是通过安装在不同位置、不同数量的感应装置，以达到上述效果。图4示出了根据本实用新型的实施例的旋挖钻机的防倾翻系统的结构示意图。如图4所示，根据本实用新型的实施例的旋挖钻机的防倾翻系统400，包括传感器402、控制及显示部分404和执行元件406，其中，传感器402可以使用测距装置，比如超声波传感器、激光传感器、红外传感器、接近开关等。传感器402通过向履带发送检测信号，并在接收到反馈信号或接收到正常数值范围内的反馈信号时，生成如图所示的履带展宽信号4022，并发送至控制及显示部分404。控制器4042接收履带展宽信号4022，并由控制器4042生成显示信号，发送至显示器4044，进行相应数据的显示。 由控制器4042生成驱动信号，发送至驱动阀4046。这里的驱动阀4046包括如电动阀、比例阀等。驱动阀4046对执行元件406中的驱动装置4062,比如液压油缸、液压马达等，从而产生相应的驱动效果。在该控制过程中，如果在履带处于展宽的状态下，则允许对旋挖钻机进行行驶、转弯等动作，如果履带处于缩回的状态下，则不允许执行如上述动作，以避免旋挖钻机发生倾翻。以上结合附图详细说明了本实用新型的技术方案，考虑到相关技术中，无法对履带状态进行较好的判断，因此，本实用新型提供了一种旋挖钻机的防倾翻系统和一种旋挖钻机，可以确保钻机在进行行驶、回转等易造成钻机倾翻的动作时展宽履带，降低钻机重心，从根本上提高钻机安全性。以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
权利要求1.ー种旋挖钻机的防倾翻系统，其特征在于，包括 信号收发单元(102)，设置于所述旋挖钻机的上车，用于发送检测信号，以及接收对应于所述检测信号的反馈信号； 判断単元(104)，连接至所述信号收发单元(102)，用于在所述信号收发单元(102)无法接收到反馈信号或接收到的反馈信号对应的測量距离大于预设的距离阈值的情况下，判断所述旋挖钻机处于履带展宽状态；以及 处理单元(106)，连接至所述判断単元(104)，在所述旋挖钻机处于所述履带展宽状态的情况下，允许所述旋挖钻机完成预设的行驶动作。
2.根据权利要求I所述的旋挖钻机的防倾翻系统，其特征在于，所述信号收发单元(102)包括测距装置。
3.根据权利要求2所述的旋挖钻机的防倾翻系统，其特征在于，包括 至少ー个所述测距装置，设置于所述上车的底部ー侧的第一履带活动区域。
4.根据权利要求2所述的旋挖钻机的防倾翻系统，其特征在于，包括 多个所述测距装置，其中，至少ー个所述测距装置设置于所述上车的底部ー侧的第一履带活动区域，和/或至少ー个所述测距装置设置于所述上车的底部另ー侧的第二履带活动区域。
5.根据权利要求4所述的旋挖钻机的防倾翻系统，其特征在于，还包括 所述第一履带活动区域与所述第二履带活动区域之间存在最远距离和最近距离，以所述上车的转轴为圆心时，分别以所述最远距离和所述最近距离为直径的圆构成圆环区域；以及 所述测距装置位于所述圆环区域中。
6.根据权利要求5所述的旋挖钻机的防倾翻系统，其特征在于，还包括 所述圆环区域分别与所述第一履带活动区域、所述第二履带活动区域形成第一重叠区域和第二重叠区域； 所述上车的底部设置有多个测距装置，其中，至少ー个所述测距装置在所述上车绕所述转轴旋转的过程中位于所述第一重叠区域或所述第二重叠区域中。
7.根据权利要求6所述的旋挖钻机的防倾翻系统，其特征在干，所述上车的底部设置有位于同一个圆周的相邻两个四等分点上的两个测距装置，其中，所述圆周以所述转轴为圆心、与所述第一履带活动区域和所述第二履带活动区域共形成能将所述圆周四等分的四个端点。
8.根据权利要求2至7中任一项所述的旋挖钻机的防倾翻系统，其特征在于，所述测距装置包括超声波测距仪、激光测距仪和/或红外测距仪。
9.根据权利要求2至7中任一项所述的旋挖钻机的防倾翻系统，其特征在于，所述测距装置包括接近开关。
10.ー种旋挖钻机，其特征在于，包括如权利要求I至9中任一项所述的旋挖钻机的防倾翻系统。
专利摘要本实用新型提供了一种旋挖钻机的防倾翻系统，包括信号收发单元，设置于所述旋挖钻机的上车，用于发送检测信号，以及接收对应于所述检测信号的反馈信号；判断单元，连接至所述信号收发单元，用于在所述信号收发单元无法接收到反馈信号或接收到的反馈信号对应的测量距离大于预设的距离阈值的情况下，判断所述旋挖钻机处于履带展宽状态；处理单元，连接至所述判断单元，在所述旋挖钻机处于所述履带展宽状态的情况下，允许所述旋挖钻机完成预设的行驶动作。相应地，本实用新型还提出了一种旋转钻机。通过本实用新型的技术方案，可以确保钻机在进行行驶、回转等易造成钻机倾翻的动作时展宽履带，降低钻机重心，从根本上提高钻机安全性。
文档编号E21B44/00GK202645530SQ201220083359
公开日2013年1月2日 申请日期2012年3月7日 优先权日2012年3月7日
发明者刘振岳, 高凤翔, 蒋颖 申请人:北京市三一重机有限公司