专利名称：一种小型旋挖钻机的桅杆控制装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种小型旋挖钻机，特别是一种小型旋挖钻机的桅杆控制装置。
背景技术：
我国改革开放以来，国民经济得到快速增长，以“科技创新，自主创新”已成为我国目前工业发展的主流，我国工业逐步向集约型，节能减排，低碳的方向发展。为了满足小型旋挖钻机整体运输的需要，没有采用平形四边形的变幅机构，为保持整体重心平衡，变幅行程小。而旋挖钻机的的桅杆是实现旋挖工况的一个重要的部件，小型旋挖钻机在工况时桅杆垂直地面，运输或停机时桅杆与地面成一定安全角度放置。而桅杆与地面小于一定角度时，桅杆会处在驾驶室侧面并相距很近，因此在倒立桅杆操作时，稍有不慎，就会造成桅杆与驾驶室干涉。大型旋挖钻机可以通过变幅运动把桅杆提升高出驾驶室而避免干涉；而小型旋挖钻机因变幅行程小，不能把桅杆提升至驾驶室上部。并且在桅杆工况垂直地面时，操作变幅动作，桅杆会随着动臂的运动，角度就会发生变化。此时需要操作机手不断的调整桅杆与地面垂直，从而严重影响工作效率。为了解决这一难题，科研单位和企业科技人员借鉴大型旋挖钻机具有平行四边形的变幅机构，桅杆角度不随动臂角度变化而变化的特征，在不断的研究、探索，利用现代科学技术，虽然在技术上取得了一些进步，但在实际运用中仍然存在着尚未克服的技术难题。
发明内容本实用新型的目的在于克服以上不足，提供一种小型旋挖钻机的桅杆控制装置，通过桅杆上设有的桅杆倾角传感器和动臂上设有的动臂角度仪实时监测桅杆和动臂与水平地面的角度，经过PCL控制器程序运算，避免桅杆与驾驶室发生干涉。该系统自动化程度高，反应速度快，安全性好，提高了小型旋挖钻机的工作效率。本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是:包括桅杆、桅杆倾角传感器、动臂角度仪、动臂、PLC控制器、桅杆停止倒桅、变幅后限位、变幅前限位、桅杆慢速起桅、桅杆程序左限位、桅杆快速起桅、桅杆限位开关左限位、桅杆自动调垂状态，桅杆上设有桅杆倾角传感器，动臂上设有动臂角度仪，桅杆倾角传感器和动臂角度仪与PLC控制器的输入端相连接，PLC控制器的输出端与桅杆慢速起桅、桅杆程序左限位和变幅前限位相连接，PLC控制器的输出端还与变幅后限位和桅杆停止倒桅相连接，桅杆慢速起桅与桅杆快速起桅、桅杆限位开关左限位相连接，桅杆快速起桅与桅杆自动调垂状态、变幅后限位相连接，组成了一种小型旋挖钻机的桅杆控制装置。本实用新型采用的技术原理是:通过桅杆上设有的桅杆倾角传感器和动臂上设有的动臂角度仪实时监测桅杆和动臂与水平地面的角度，经过PCL控制器程序运算，避免桅杆与驾驶室发生干涉。当在垂直工况操作动臂动作，桅杆自动进入桅杆自动调垂状态，使桅杆角度始终保持与地面垂直。桅杆自动调垂状态是指PLC控制器根据桅杆倾角传感器提供的桅杆角度数据，自动缓慢的操作桅杆进入垂直状态。变幅机构是指动臂，变幅油缸，支撑杆的组合体。可在小范围内调整桅杆前后的距离。同时也能提升和下落桅杆的高度。PLC控制器对桅杆的操控=PLC控制器对液压多路阀的控制，多路阀给桅杆油缸供油，实现桅杆动作。小型旋挖钻机:动力头扭矩小于lOOKN.m的旋挖钻机。桅杆角度:当桅杆垂直地面时，前后运动表示为Y方向，左右运动表示为X方向，PLC控制器判断为X:0度；Y:0度。前倾时Y值为正，后倾时Y值为负；左倾(驾驶室侧)时X值为负；右倾时X值为正。桅杆上设有桅杆倾角传感器，桅杆倾角传感器用于检测桅杆左右倾斜(X角度)和前后倾斜(Y角度) ’动臂上设有动臂角度仪，动臂角度仪用于检测动臂前后角度(Y角度)，PLC控制器接收处理桅杆倾角传感器和动臂角度仪的角度信号。当X <_0.5°时，表示桅杆向左偏(驾驶室侧倾斜)，PLC控制器控制桅杆停止左偏，并提出桅杆程序左限位。当-90° < Y < -65°时，桅杆处于驾驶室右侧(离右侧很近)，此时PLC控制器控制桅杆慢速起桅，并控制变幅后限位，防止升变幅时，桅杆<_90°而与车体发生干涉。当Y>3°时，桅杆垂直并前倾3° , PLC控制器控制变幅前限位，禁止变幅下落使桅杆再次前倾。当X >_2°和-75°〈Y <-5。时，桅杆处于安全空间，PLC控制器控制桅杆快速起桅，提高效率。当桅杆在-2°〈Y <2。和-5° <5。时，桅杆基本垂直，PLC控制器控制桅杆进入桅杆自动调垂状态(速度转慢)，防止桅杆过快而难以垂直。当动臂角度16° >Υ>8°时，即桅杆停止倒桅，防止车体重心太靠后，而存在安全隐患。本实用新型有益效果是:通过桅杆上设有的桅杆倾角传感器和动臂上设有的动臂角度仪实时监测桅杆和动臂与水平地面的角度，经过PCL控制器程序运算，避免桅杆与驾驶室发生干涉。该系统自动化程度高，反应速度快，安全性高，可提高小型旋挖钻机的工作效率。
下面是结合附图和实施例对本实用新型进一步描述:图1是本实用新型的小型旋挖钻机结构示意图图2是本实用新型的PLC控制器控制装置流程图在图中:1.桅杆、2.桅杆倾角传感器、3.动臂角度仪、4.动臂、5.PLC控制器、6.桅杆停止倒桅、7.变幅后限位、8.变幅前限位、9.桅杆慢速起桅、10.桅杆程序左限位、11.桅杆快速起桅、12.桅杆限位开关左限位、13.桅杆自动调垂状态。
具体实施方式
在图1、图2中:桅杆I上设有桅杆倾角传感器2，动臂4上设有动臂角度仪3，桅杆倾角传感器2和动臂角度仪3与PLC控制器5的输入端相连接，PLC控制器5的输出端与桅杆慢速起桅9、桅杆程序左限位10和变幅前限位8相连接，PLC控制器5的输出端还与变幅后限位7和桅杆停止倒桅6相连接，桅杆慢速起桅9与桅杆快速起桅11、桅杆限位开关左限位12相连接，桅杆快速起桅11与桅杆自动调垂状态13、变幅后限位7相连接，组成了一种小型旋挖钻机的桅杆控制装置。一种小型旋挖钻机的桅杆控制装置，通过桅杆I上设有的桅杆倾角传感器2和动臂4上设有的动臂角度仪3实时监测桅杆I和动臂4与水平地面的角度，经过PCL控制器5程序运算， 避免桅杆I与驾驶室发生干涉。当在垂直工况操作动臂4动作，桅杆I自动进入桅杆自动调垂状态13，使桅杆I角度始终保持与地面垂直。桅杆自动调垂状态13是指PLC控制器5根据桅杆倾角传感器2提供的桅杆I角度数据，自动缓慢的操作桅杆I进入垂直状态。变幅机构是指动臂4，变幅油缸，支撑杆的组合体。可在小范围内调整桅杆I前后的距离。同时也能提升和下落桅杆I的高度。PLC控制器5对桅杆I的操控:PLC控制器5对液压多路阀的控制，多路阀给桅杆I油缸供油，实现桅杆I动作。小型旋挖钻机:动力头扭矩小于100KN.m的旋挖钻机。桅杆I角度:当桅杆I垂直地面时，前后运动表示为Y方向，左右运动表示为X方向，PLC控制器5判断为X:0度；Y:0度。前倾时Y值为正，后倾时Y值为负；左倾(驾驶室侧)时X值为负；右倾时X值为正。桅杆I上设有桅杆倾角传感器2，桅杆倾角传感器2用于检测桅杆I左右倾斜(X角度)和前后倾斜(Y角度)；动臂4上设有动臂角度仪3，动臂角度仪3用于检测动臂4前后角度(Y角度)，PLC控制器5接收处理桅杆倾角传感器2和动臂角度仪3的角度信号。当X < -0.5°时，表示桅杆I向左偏(驾驶室侧倾斜)，PLC控制器5控制桅杆I停止左偏，并提出桅杆程序左限位10。当-90° < Y<-65°时，桅杆I处于驾驶室右侧(离右侧很近)，此时PLC控制器5控制桅杆慢速起桅9，并控制变幅后限位7，防止升变幅时，桅杆I <-90°而与车体发生干涉。当Y>3°时，桅杆I垂直并前倾3°，PLC控制器5控制变幅前限位8，禁止变幅下落使桅杆I再次前倾。当Χ>-2°和-75° <Υ<-5°时，桅杆I处于安全空间，PLC控制器5控制桅杆快速起桅11，提高效率。当桅杆I在-2° <Υ<2°和-5° <5°时，桅杆I基本垂直，PLC控制器5控制桅杆I进入桅杆自动调垂状态13 (速度转慢)，防止桅杆I过快而难以垂直。当动臂4角度16° > Y > 8。时，即桅杆停止倒桅6，防止车体重心太靠后，而存在安全隐患。
权利要求1.小型旋挖钻机的桅杆控制装置，包括桅杆、桅杆倾角传感器、动臂角度仪、动臂、PLC控制器、桅杆停止倒桅、变幅后限位、变幅前限位、桅杆慢速起桅、桅杆程序左限位、桅杆快速起桅、桅杆限位开关左限位、桅杆自动调垂状态，其特征是:桅杆上设有桅杆倾角传感器，动臂上设有动臂角度仪，桅杆倾角传感器和动臂角度仪与PLC控制器的输入端相连接，PLC控制器的输出端与桅杆慢速起桅、桅杆程序左限位和变幅前限位相连接，PLC控制器的输出端还与变幅后限位和桅杆停止倒桅相连接，桅杆慢速起桅与桅杆快速起桅、桅杆限位开关左限位相连接，桅杆快速起桅与桅杆自动调垂状态、变幅后限位相连接，组成了一种小型旋挖钻机的桅杆控制装置。
专利摘要一种小型旋挖钻机的桅杆控制装置，涉及一种小型旋挖钻机，桅杆上设有桅杆倾角传感器，动臂上设有动臂角度仪，桅杆倾角传感器和动臂角度仪与PLC控制器的输入端相连接，PLC控制器的输出端与桅杆慢速起桅、桅杆程序左限位和变幅前限位相连接，PLC控制器的输出端还与变幅后限位和桅杆停止倒桅相连接，桅杆慢速起桅与桅杆快速起桅、桅杆限位开关左限位相连接，桅杆快速起桅与桅杆自动调垂状态、变幅后限位相连接。它通过桅杆上设有的桅杆倾角传感器和动臂上设有的动臂角度仪实时监测桅杆和动臂与水平地面的角度，经过PCL控制器程序运算，避免桅杆与驾驶室发生干涉。该系统自动化程度高，反应速度快，安全性高，可提高小型旋挖钻机的工作效率。
文档编号E21B15/00GK202954805SQ20122070436
公开日2013年5月29日 申请日期2012年12月1日 优先权日2012年12月1日
发明者辛鹏, 李小胜, 周辉 申请人:江苏平汉重工有限公司