钻进装置、钻装设备和钻进装置的控制方法与流程

文档序号:26094289发布日期:2021-07-30 18:03阅读:99来源:国知局
钻进装置、钻装设备和钻进装置的控制方法与流程

本发明涉及工程机械设备技术领域,具体而言,涉及一种钻进装置、一种钻装设备和一种钻进装置的控制方法。



背景技术:

目前的钻装设备,在巷道内钻孔通常是单向操控遥控器实现的,具体地,正向扳动钻进退按钮让其钻进;回退时,需要反向扳动钻进退按钮让其回退。这样的操作,与直接操作手柄相似,使得整个操作过程人为干预较多,自动化程度较低。



技术实现要素:

有鉴于此,本发明提供了一种钻进装置、一种钻装设备和一种钻进装置的控制方法,以在钻进和回退过程中,降低人工参与度,提高自动化程度。

依据本发明的第一个方面,提供了一种钻进装置,包括:机座;推进器,与机座滑动连接;驱动系统,至少部分设置于机座上,与推进器相连接,并能够驱动推进器沿机座滑动;位置检测装置,设置于机座和驱动系统中的至少一个上,用于检测推进器的位置信息;控制器,与驱动系统和位置检测装置相连接,用于根据位置信息控制驱动系统驱动推进器推进或回退。

进一步地,驱动系统为液压系统,液压系统包括:液压缸,液压缸包括杆部和筒部,筒部包括有杆腔和无杆腔,杆部与推进器连接,筒部与机座连接;多路阀,包括第一阀组,第一阀组的第一工作口与无杆腔连通,第一阀组的第二工作口与有杆腔连通;控制器用于根据位置信息控制第一工作口和第二工作口切换工作状态。

进一步地,钻进装置还包括:压力检测装置,与无杆腔相连通,用于检测无杆腔的油液压强;控制器与压力检测装置相连接,设置为根据油液压强控制泵站停止工作。

进一步地,钻进装置还包括供水系统,推进器设置有出水口,供水系统包括供水阀和水源,供水阀包括第一端口、第二端口和第三端口,第一端口与水源连通,第二端口与出水口连通,第三端口内设有油液驱动动作的第一弹片,第一弹片能够连通和隔断第一端口和第二端口;液压系统还包括第一换向阀,泵站还包括油箱,第一换向阀包括第四端口、第五端口、第六端口,第四端口连接于第一工作口和无杆腔之间的管路上,第五端口连接于油箱,第六端口与第三端口相连通。

进一步地,多路阀还包括第二阀组,泵站与第二阀组相连通并为第二阀组供液,推进器包括马达,第二阀组包括与马达相连接的第三工作口和第四工作口;液压系统还包括:单向阀,单向阀包括第七端口、第八端口和第九端口,第七端口和第八端口依次连接于第一工作口和第四端口之间的管路上,第九端口连接于第三工作口和马达之间的管路上;其中,第九端口内设置有油液驱动动作的第二弹片,第二弹片能够连通和隔断第七端口和第八端口。

进一步地,压力检测装置包括:第二换向阀,设置于第二工作口和有杆腔之间的管路上,并用于根据有杆腔的油液压强切换工作状态。

进一步地,压力检测装置还包括发送装置,第二换向阀包括第十端口、第十一端口和第十二端口,第十端口连接于第二工作口和有杆腔之间的管路上,第十一端口连接于油箱上,第十二端口连接于发送装置上;其中,发送装置设置为在第十二端口由第一状态切换至第二状态时发送第三指令,第一状态为第十二端口和第十一端口连通状态,第二状态为第十二端口与第十端口连通状态。

进一步地,位置检测装置设置于机座上,位于机座朝向出水口的一侧,出水口用于适于为与推进器相连接的钻杆喷水,位置检测装置用于检测推进器与位置检测装置之间的距离。

进一步地,位置检测装置设置于液压缸的杆部上,用于检测杆部的伸出距离,且杆部的伸出距离与推进器沿机座的滑动距离相关联。

依据本发明的第二个方面提供了一种钻装设备,包括:设备主体,设备主体设置有臂架;以及第一方面任一项的钻进装置,机座与臂架相连接。

进一步地,钻进装置的数量为一个或至少两个;

输入装置包括相连接的面板和侧板,面板上设置有第一按钮,侧板上设置有第二按钮,第一按钮和第二按钮中的一个用于输入第四指令,另一个用于输入第五指令,其中,第四指令用于控制所有钻进装置联动,第五指令用于控制任一钻进装置工作。

依据本发明的第三个方面,提供了一种钻进装置的控制方法,用于控制如第一方面任一项的钻进装置,控制方法包括:获取推进器的位置信息;根据位置信息控制驱动系统驱动推进器推进或回退。

进一步地,驱动系统为液压系统,根据位置信息控制驱动系统驱动推进器推进或回退的步骤,具体包括:

基于位置检测装置检测的位置信息满足第一预设距离,控制液压系统的多路阀的第一阀组的第一工作口和第二工作口切换工作状态。

进一步地,控制方法还包括:

响应于第一指令,控制液压系统的泵站开始工作;

响应于第二指令,控制液压系统的多路阀的第一阀组的第一工作口出油,第二工作口回油,第二阀组的第三工作口出油,第四工作后回油,单向阀的第二弹片动作,第七端口和第八端口连通,第一换向阀的第四端口和第六端口连通,供水阀的第一弹片动作,第一端口和第二端口连通;

基于液压缸的无杆腔的油液压强满足第二预设距离,第二换向阀由第十一端口和第十二端口连通的第一状态,切换至第十端口与第十二端口连通的第二状态,压力检测装置发送第三指令;

响应于第三指令,控制泵站停止工作。

依据本发明的第四个方面,提供了一种存储介质,其上存储有计算机程序,计算机程序被处理器执行时实现第三方面中任一项所述的钻机装置的控制方法。

本发明实施例提供的钻进装置、钻装设备、钻进装置的控制方法和存储介质,推进器与机座滑动连接,至少部分驱动系统设置于机座上,并连接推进器,驱动系统工作能够驱动推进器沿机座滑动,以实现推进和回退。通过在机座和液压系统中的至少一个上设置位置检测装置,用于检测推进器的位置,控制器根据位置信息控制驱动系统的工作状态,使得通过驱动系统切换工作状态即可实现钻进装置的钻进状态和回退状态的自动切换,与相关技术中需要人为操控手柄、或人为扳动按钮切换钻进和回退状态相比,减少了人为干预,提高了自动化程度,同时,有利于节约工作时长,提高施工效率,降低误操作的可能性,适于推广应用。

上述说明仅是本发明技术方案的概述,为了能够更清楚了解本发明的技术手段,而可依照说明书的内容予以实施,并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂,以下特举本发明的具体实施方式。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述,各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的,而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中,用相同的参考符号表示相同的部件。其中:

图1示出了本发明一个实施例提供的钻进装置的结构示意图;

图2示出了本发明一个实施例提供的液压系统的液压示意图;

图3示出了图2所示实施例的部分示意图;

图4示出了本发明一个实施例提供的多路阀的液压示意图;

图5示出了本发明实施例提供的钻进装置的控制方法的流程示意图。

其中,图1至图4中附图标记与部件名称之间的对应关系为:

1机座,11滑轨,2推进器,21马达,3液压系统,31液压缸,311有杆腔,312无杆腔,33多路阀,331第一阀组,332第二阀组,333第一工作口,334第二工作口,335第三工作口,336第四工作口,337第三阀组,34泵站,35供水阀,351第一端口,352第二端口,353第三端口,36第一换向阀,361第四端口,362第五端口,363第六端口,37单向阀,371第七端口,372第八端口,373第九端口,38第二换向阀,381第十端口,382第十一端口,383第十二端口,39发送装置,4位置检测装置。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点,下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是,在不冲突的情况下,本发明的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明,但是,本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施,因此,本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。

钻装设备包括设备主体,设备主体设置有臂架,钻进装置是设置在钻装设备的臂架上的。钻孔前,将臂架移动至合适位置,然后将钻杆与钻进装置连接,钻进装置驱动钻杆前进实现钻进,当完成钻孔后,钻进装置带动钻杆后退使钻杆退出钻孔。而相关技术中的钻进装置的钻进和回退过程,大部分是通过单向操控遥控器实现的,其操控过程与手柄类似,需要正向扳动钻进退按钮让其钻进,需要反向扳动钻进退按钮让其回退,使得在整个钻进、回退过程中,人为干预较多,自动化程度较低。

下面参照图1至图5描述根据本发明一些实施例提供的钻进装置、钻装设备、钻进装置的控制方法和存储介质。

有鉴于此,本发明的第一个方面的实施例,提供了一种钻进装置,包括:机座1;推进器2,与机座1滑动连接;驱动系统,至少部分设置于机座1上,与推进器2相连接,并能够驱动推进器2沿机座1滑动;位置检测装置4,设置于机座1和驱动系统的至少一个上,用于检测推进器2的位置信息;控制器,与驱动系统和位置检测装置4相连接,用于根据位置信息控制驱动系统驱动推进器推进或回退。

本发明提供的钻进装置,如图1和图2所示,包括机座1、推进器2、驱动系统、位置检测装置4和控制器,其中,推进器2包括壳体和马达21,壳体与机座1连接,马达21转动带动钻杆转动,在一示例中,马达21可以是液压马达。推进器2与机座1滑动连接,至少部分驱动系统设置于机座1上,并与推进器2连接,驱动系统工作能够驱动推进器2沿机座1滑动,以实现钻进和回退,如驱动系统工作驱动推进器2向靠近工作面的方向滑动,即钻进装置处于钻进状态,驱动系统驱动推进器2向远离工作面的方向滑动,即钻进装置处于回退状态,其中,工作面可以为岩壁或巷道内壁。

通过在机座1和驱动系统中的至少一个上设置位置检测装置4,用于检测推进器2的位置信息,控制器分别与驱动系统和位置检测装置4相连接,并根据位置信息控制驱动系统的工作状态,使得通过驱动系统能够驱动推进器推进或回退,即可实现钻进装置的钻进状态和回退状态的自动切换,与相关技术中需要人为操控手柄、或人为扳动按钮切换钻进和回退状态相比,减少了人为干预,提高了自动化程度,同时,有利于节约工作时长,提高施工效率,降低误操作的可能性,适于推广应用。

进一步地,位置检测装置4可以设置在机座1上,或者设置在驱动系统上,或者同时设置在机座1和驱动系统上,位置检测装置4的不同设置位置,能够满足位置检测装置4不同结构、机座1不同结构、液压系统3不同结构的需求,扩大了产品的使用范围。其中,驱动系统可以为液压系统,也可以为满足要求的其他系统。

具体地,举例而言,如图2所示,推进器2上设置有出水口,出水口用于在钻进过程中将水喷向钻杆的,也就是说,出水口朝向工作面设置。位置检测装置4设置在机座1上,并位于机座1朝向出水口的一侧。当钻进装置处于钻进状态时,通过位置检测装置4检测推进器2的推进距离,在推进器2的推进距离达到第一预设距离距离后,控制器根据位置检测装置4检测到的推进器的位置信息,控制驱动系统切换工作状态,使驱动系统驱动推进器2向远离工作面的方向滑动,以使钻进装置处于回退状态。其中,第一预设距离距离包括推进器2与位置检测装置4之间的距离为10mm至15mm,具体地,推进器2与位置检测装置4之间的距离为10mm、12mm、13mm、15mm、或者满足要求的其他数值,本发明不做具体限定。也就是说,推进器2在第一预设距离时,推进器2靠近工作面,说明推进器2与位置检测装置4之间的距离较小,钻进深度较大。

具体地,位置检测装置4包括接近开关,如位移传感器、或满足要求的其他结构,本发明不做具体限定。

在本发明提供的一些可能实现的实施例中,如图1所示,驱动系统为液压系统3,液压系统3包括液压缸31、多路阀33和泵站34,其中,液压缸31包括杆部和筒部,筒部包括有杆腔311和无杆腔312,杆部与推进器2相连接,筒部与机座1相连接。多路阀33包括第一阀组331和第二阀组332,泵站46与第一阀组331和第二阀组332相连通,并为第一阀组331和第二阀组332供液。其中,第一阀组331的第一工作口333与无杆腔312连通,第一阀组331的第二工作口334与有杆腔311连通,推进器2还包括马达21,第二阀组332的第三工作口335和第四工作口336均与马达21连通。

也就是说,第一阀组331能够使液压缸31的杆部伸出和缩回。而第二阀组332能够带动马达32旋转,进而带动与马达32输出轴相连接的钻杆钻动,实现钻孔操作。通过控制器根据位置检测装置4检测的位置信息,控制第一工作口333和第二工作口334切换工作状态,即第一工作口333为出油口,第二工作口334为回油口,或第一工作口333为回油口,第二工作口334为出油口,能够对液压缸31的杆部的伸出和缩回状态进行切换,以实现钻进装置的钻进和回退状态的切换,简化了相关技术中,需要人为操控手柄或按钮来实现钻进和回退状态的切换,实现了钻进、回退过程的自动化。

具体地,第一工作口333和第二工作口334的工作状态包括第一状态和第二状态,其中,在第一状态下,第一工作口333为出油口,第二工作口334为回油口,液压缸31的无杆腔312进油,有杆腔311出油,杆部伸出,带动推进器2、马达32向靠近工作面的方向滑动,推进器推进,钻进装置处于钻进状态。在第二状态下,第一工作口333为回油口,第二工作口334为出油口,液压缸31有杆腔311进油,无杆腔312出油,杆部缩回,带动推进器2、马达32向远离工作面的方向滑动,推进器回退,钻进装置处于回退状态。

进一步地,在钻进和回退过程中,第二阀组332的第三工作口335出油,第四工作口336回油,马达32正向转动。

进一步地,如图2所示,机座1设置有滑轨11,推进器2设置有与滑轨11相适配的滑块,通过滑轨11和滑块相配合将推进器2与机座1滑动连接。

进一步地,如图4所示,多路阀33还包括第三阀组337,第三阀组337分别与泵站34、第一阀组331、第二阀组332相连接,第三阀组337与第一阀组331、第二阀组332相配合,以使第一阀组331和第二阀组332切换状态前后,泵站34能够正常供液,液压系统3能够正常运行。

具体地,如图1和图4所示,多路阀33为电控多路阀。泵站34的油泵出口通过管路连接电控多路阀的进油口p,电控多路阀的回油口r通过管路连接泵站34的油箱回油口,电控多路阀33的第一反馈油口ls通过管路连接泵站34的油泵的第二反馈油口。

第三阀组337的作用首先是卸荷液压系统3总流量,当泵站34输出的油液流量较大,而液压系统3的执行元件工作所需的油液流量较小,即执行元件工作所需的油液流量小于泵站34输出的油液流量,第三阀组337开启,将多余的油液流量从电控多路阀的回油口r输送至泵站34的油箱内。

同时,第三阀组337也能够调节流经第一阀组331和第二阀组332的油液流量,以使流经第一阀组331的实际油液流量满足与第一阀组331相连接的执行元件(如液压缸)不同工况的需求,使流经第二阀组332的实际油液流量满足与第二阀组332相连接的执行元件(如推进器2的马达21)不同工况的需求,确保液压系统3可靠运行。

进一步地,第三阀组337还能够建立液压系统3所需的压力,由于控制器在操作第一阀组331或第二阀组332进行工作时,电控多路阀会从第一反馈油口ls反馈压力信号至泵站34的油泵的第二反馈油口,油泵会根据第二反馈油口接受到的压力信号和第三阀组337自身弹簧的压力,向液压系统3输出与其相匹配的压力,以使液压系统3的工作压力稳定。即油泵的输出压力等于执行元件经第一反馈口ls反馈至第二反馈口的压力与第三阀组337自身弹簧的压力之和。

在上述实施例中,第一阀组331包括一组电磁铁,第二阀组332包括一组电磁铁,其中,任一组电磁铁包括两个24v电线和一个0v电线,其中,同一组电磁铁中第一个24v电线得电,第二个24v电线失电,对应的第一阀组331或第二阀组332的阀芯处于第一状态,同一组电磁铁中第二个24v电线得电,第一个24v电线失电,对应的第一阀组331或第二阀组332的阀芯处于第二状态。即两个24v电线得电、失电状态的不同,能够决定其内部阀芯的位置,从而影响执行元件的工作状态。

在本发明提供的一些可能实现的实施例中,钻进装置还包括输入装置,输入装置设置于机座1上,用于输入第一指令和第二指令,其中,第一指令为开机指令,第二指令为自动钻孔指令。可以理解的是,输入装置可以为遥控器、控制面板、智能设备、或满足要求的其他结构,本发明不做具体限定。具体地,当输入装置为遥控器时,可以设置多个按钮,以输入第一指令和第二指令。

如图1所示,控制器与输入装置相连接,并用于根据第一指令控制泵站34开始工作,也就是说,当输入开机指令后,控制器控制泵站34向多路阀33供液,具体地,向第一阀组331、第二阀组332供液,以为液压缸31伸缩、马达32旋转做好准备。控制器根据第二指令控制第一阀组331和第二阀组332均以第一状态工作,其中,第一状态下,第一工作口333和第三工作口335为出油口,第二工作口334和第四工作口336为回油口,也就是说,根据第二指令,控制第一阀组331的第一工作口333出油、第二工作口334回油,液压缸31的无杆腔312进油,有杆腔311出油,杆部伸出,带动推进器2、马达32向靠近工作面的方向滑动,钻进装置处于钻进状态。同时,第二阀组332的第三工作口335出油,第四工作口336回油,马达32转动,以带动与马达32输出轴连接的钻杆转动,进行钻孔操作。

进一步地,液压系统3还包括压力检测装置,其中,压力检测装置与无杆腔312相连通,用于检测无杆腔312的油液压强。控制器与压力检测装置相连接,并根据油液压强控制泵站34停止工作,也就是说,当压力检测装置检测到无杆腔312中的油液压强满足第二预设距离,说明杆部回缩至较大距离,如杆部缩回至液压缸31的筒底,即推进器2无法再向远离工作面的方向滑动,即回退操作完成,此时,控制器控制泵站34停止工作,即停止对第一阀组331、第二阀组332供液,使得第一阀组331、第二阀组332恢复至初始状态,杆部停止伸缩,推进器2相对于机座1停止滑动,马达32停止转动,即钻进装置处于停机状态。其中,第二预设距离为无杆腔312中的油液压强值为1mpa至6mpa,具体地,如1mpa、3mpa、4mpa、6mpa、或满足要求的其他数值,本发明不做具体限定。

也就是说,本发明实施例提供的钻进装置,通过输入装置输入第一指令、第二指令后,并配合位置检测装置4检测的推进器2的位置信息、液压系统3的压力检测装置检测的无杆腔312的油液压强,钻进装置能够自主进行钻进、回退、停机整个过程的操作,即在整个钻进、回退、停机过程中,当人工输入第一指令完成开启,输入第二指令进行自动钻孔,不再需要人工操作,与相关技术中,需要人工操作手柄或按钮实现钻进、回退、停机相比,大大提高了自动钻孔的自动化,同时,避免了人工频繁操作影响工作时长的问题,也必须了人工频繁操作存在误操作的可能性,有利于节约工作时长,提高工作效率。

在本发明提供的一些可能实现的实施例中,如图1和图3所示,压力检测装置包括第二换向阀38,第二换向阀38设置于第二工作口334和有杆腔311之间的管路上,能够根据有杆腔311的油液压强切换工作状态。也就是说,当有杆腔311流向第二工作口334的油液压强满足第二预设距离时,说明杆部回缩至较大距离,如杆部缩回至液压缸31的筒底,即推进器2无法再向远离工作面的方向滑动,即回退操作完成,此时,第二换向阀38由第一状态切换至第二状态,因此,控制器控制泵站34停止供液,钻机装置处于停机状态。进一步地,压力检测装置还包括与第二换向阀38相连接的发送装置39,当第二换向阀38由第一状态切换至第二状态时,发送装置39向控制器发送第三指令,其中,第三指令为停机指令,使得控制器根据第三指令控制泵站34停止供液。即本发明实施例提供的钻进装置,通过在第二工作口334和有杆腔311之间的管路上设置第二换向阀38和与第二换向阀38相连接的发送装置39,即可实现压力检测装置的功能,并与液压系统3关联,进而能够通过液压系统3控制钻机装置自动停机,降低了人工参与度,提供了自动化程度。

在该实施例中,泵站34包括油箱,第二换向阀38包括第十端口381、第十一端口382和第十二端口383,第十端口381连接于第二工作口334和有杆腔311之间的管路上,第十一端口382连接于泵站34的油箱的回油口,第十二端口383连接于发送装置39上,其中,发送装置39设置为第十二端口383由第一状态切换至第二状态发送第三指令,而第一状态为第十二端口383与第十一端口382连通状态,第二状态为第十二端口383与第十端口381连通状态。也就是说,当有杆腔311流向第二工作口334的油液压强满足第二预设距离时,有杆腔311流向第二工作口334的油液有一部分流入第十端口381,使得第二换向阀38由第一状态切换至第二状态,即第十端口381与第十二端口383连通,由于第十二端口383的油液压强发生了变化,进而触发发送装置39向控制器发送第三指令。

具体地,第二换向阀为液控换向阀。

在本发明提供的一些可能实现的实施例中,如图1和图3所示,钻进装置还包括供水系统,可以理解的是,供水系统用于在钻进装置处于推进状态时,将水通过推进器2的出水口喷向钻杆。供水系统包括供水阀35和水源,供水阀35包括第一端口351、第二端口352和第三端口353,第一端口351与水源连通,第二端口352与出水口连通,第三端口353内设有第一弹片,其中,第一弹片由油液驱动动作,而第一弹片能够连通和隔断第一端口351和第二端口352。液压系统3包括第一换向阀36,第一换向阀36包括第四端口361、第五端口362、第六端口363,第四端口361连接于第一工作口333和无杆腔312之间的管路上,第五端口362连接于泵站34的油箱的回油口,第六端口363与第三端口353相连通。

在该实例中,通过在第一阀组331的第一工作口333和液压缸31的无杆腔312之间设置第一换向阀36,而第一换向阀的第六端口363和供水阀35的第三端口353相连通,以在钻进过程中,第三端口353内的第一弹片动作,第一端口351和第二端口352连通,水源中的水经出水口喷向钻杆、钻头,以对钻杆、钻头进行降温冷却,避免钻头、钻杆因钻进过程发热而损坏,同时,还有利于排出钻孔中的渣料。

具体地,在初始状态下,供水阀35的第三端口353没有油液,第一弹片处于初始位置,将第一端口351和第二端口352隔离,钻进过程中,经第一工作口333流入无杆腔312的油液,有一部分经第一换向阀36的第四端口361流向第六端口363,并经第六端口363流入供水阀35的第三端口353,油液作用于第三端口353内的第一弹片,使第一弹片动作,连通第一端口351和第二端口352,使得水源中的水流入出水口,并经出水口喷向钻杆、钻头。

在该实施例中,液压系统3还包括单向阀37,单向阀37包括第七端口371、第八端口372和第九端口373,第七端口371连接于第一工作口333和第四端口361之间的管路上,第八端口372连接于第一工作口333和第四端口361之间的管路上,且第七端口371连通第一工作口333和第八端口372,第八端口372连通第七端口371和第四端口361。也就是说,单向阀37设置在第一工作口333和第一换向阀36之间的管路上,单向阀37的第九端口373连接于第三工作口335和马达32之间的管路上,其中,第九端口373内设置有第二弹片,第二弹片在油液的作用下能够动作,且第二弹片能够连通和隔断第七端口371和第八端口372。这样的设置,使得油液经第二阀组332的第三工作口335流入马达32使马达32转动的过程中,一部分油液经第三工作口335流入第九端口373,油液作用于第九端口373内的第二弹片,使第二弹片动作,连通第七端口371和第八端口372,使得经第一工作口333流入的油液,由第七端口371、第八端口372、第四端口361、第六端口363、流入第三端口353,油液作用于第三端口353内的第一弹片,使第一弹片动作,连通第一端口351和第二端口352,使得水源中的水流入出水口,并经出水口喷向钻杆、钻头。也就是说,在钻进过程中,马达32转动与出水口出水同步进行,提高了出水口出水的及时性和有效性,有利于提高钻杆、钻头的使用寿命,提高设备的可靠性。

进一步地,通过合理设置第一换向阀36和供水阀35,能够在钻进过程中实现自动供水,即水能够自动经出水口喷出,与相关技术中,需要人工操作手柄或按钮实现供水相比,降低了人工干预程度,提高了自动化程度。同时,自动供水与自动钻进、回退、停机相结合,能够实现自动钻进、回退、停机、供水,大大提高了自动钻孔的自动化,并提高了钻杆、钻头的使用寿命,有利于提高施工效率,并提高工作的可靠性。

具体地,单向阀为液控单向阀,第一换向阀为液控换向阀,供水阀为液控阀。

在本发明提供的一些可能实现的实施例中,位置检测装置4设置在液压缸的杆部上,用于检测杆部的伸出距离,由于杆部的伸出距离与推进器2沿机座1的滑动距离正相关,当杆部伸出距离达到预设距离时,控制器根据位置检测装置4检测到的位置信息,控制液压系统3切换工作状态,使液压系统3驱动推进器2向远离工作面的方向滑动,以使钻机装置处于回退状态。其中,预设范距离包括杆部的伸出距离为杆部最大伸出距离的90%至100%,具体地,杆部的伸出距离为杆部的最大伸出距离的90%、95%、97%、100%、或者满足要求的其他数值,本发明不做具体限定。

本发明第二个方面实施例,提供了一种钻装设备,包括:设备主体,设备主体设置有臂架;以及第一个方面任一项的钻进装置,机座1与臂架相连接。由于钻装设备包括第一个方面任一实施例的钻进装置,因此,具有该钻进装置的全部有益技术效果,在此不再一一赘述。

进一步地,设备主体还包括行走机构,以使设备主体能够移动至目标位置,如移动至工作面的前方位置。

进一步地,钻装设备包括一个钻进装置,或钻装设备包括至少两个钻进装置,钻装设备包括的钻进装置的数量不同,能够满足不同工况需求,扩大了产品的使用范围。

进一步地,钻装设备包括至少两个钻进装置,如钻装设备包括两个、三个、四个或满足要求的其他数量的钻进装置。输入装置包括相连接的面板和侧板,面板上设置有第一按钮,侧板上设置有第二按钮,第一按钮和第二按钮中的一个用于输入第四指令,另一个用于输入第五指令,其中,第四指令用于控制所有钻进装置联动,第五指令用于控制任一钻进装置工作。也就是说,将控制所有钻进装置联动的按钮和单独控制任一钻进装置工作的按钮分别布置在侧板和面板上,即分开设置,能够降低工人操作输入装置时,因刮碰到非执行动作的按钮而产生误操作导致工作时间长、工作效率低的可能性,进而有利于缩短工作时长,提高工作效率。

进一步地,也可以在钻装设备的控制程序内,将控制所有钻进装置联动的程序和单独控制任一钻进装置工作的程序形成互锁,这样也可以降低误操作的可能性。

可以理解的是,当钻装设备包括至少两个钻进装置时,通过输入装置输入第一指令后,即钻进装置开机后,并完成前期辅助功能(如定位寻孔、钻进与钻杆连接)做好的前提下,只需要按下控制所有钻进装置联动的按钮,即输入第四指令后,所有钻进装置即可自动进行钻进、回退操作,在一些可能实现的实施例中,输入第四指令后,所有钻进装置即可自动进行钻进、回退、停机、供水操作,即一个操作工人即可操作钻装设备上配套的所有钻进装置,既减少了巷道中的操作人员数量,也提高了工作效率。

进一步地,本发明实施例提供的钻装设备包括机载锚杆钻机或机载锚杆钻机组、凿岩机载钻机或凿岩机载钻机组、锚杆台车,以及满足要求的其他钻装设备。

在本发明提供的具体实施例中,钻装设备包括设备主体和钻进装置,设备主体设置有臂架,钻进装置是设置在臂架上的。

如图1和图2所示,钻进装置包括机座1、推进器2、液压系统3、位置检测装置4、输入装置、供水系统和控制器,机座1上设置有滑轨11,推进器2上设置有滑块,推进器2与机座1滑动连接,液压系统3包括液压缸31、多路阀33、泵站34、第一换向阀36、单向阀37、第二换向阀38、发送装置39。其中,液压缸31的杆部与推进器2连接,液压缸31的筒部与机座1连接,多路阀33包括第一阀组331和第二阀组332。推进器设置有在钻进过程中向钻杆喷水的出水口,位置检测装置4设置在机座1朝向出水口的一侧,用于检测推进器2与位置检测装置4之间的距离。供水系统包括水源和供水阀,供水阀的第一端口与水源连通,第二端口与出水口连通,第三端口内设置有第一弹片,并与第一换向阀的第六端口连通。

钻进装置工作过程如下:

输入装置输入第一指令,即开机指令,启动泵站34开始工作,将油液从泵站34输送到多路阀33,具体地,输入到多路阀33的第一阀组331和第二阀组332。当钻装设备包括一个钻进装置时,在输入装置输入第二指令,即自动钻孔指令。当钻装设备包括至少两个钻进装置时,在输入装置输入第四指令,第四指令为所有钻进装置的联动指令,如第四指令为所有钻进装置全部自动钻孔指令,可以理解的是,为避免所有钻进装置的全自动钻孔工作过程中的误操作,控制程序中设置了所有钻进装置联动时的全自动钻孔工作与单个钻进装置单独动作的互锁功能,所以启动第四指令后(如按下全部自动钻孔指令对应的按钮后),输入装置(如遥控器)上的其他按钮均不能使用(除了电源开关外)。

根据第二指令,油液经第一阀组331的第一工作口333流入液压缸31的无杆腔312,并经液压缸31的有杆腔311返回至第二工作口334,使得杆部向外伸出,带动推进器2和马达32沿着机座1向接近位置检测装置4的方向移动。油液经第二阀组332的第三工作口335流入马达32,并经第四工作口336回油,以使马达32转动,并带动与马达32输出轴连接的钻杆转动。同时,第三工作口335流出的部分油液流向单向阀37的第九端口373,并推动第九端口373内的第二弹片动作,使得单向阀37开启,第七端口371和第八端口372连通,有油液将第一换向阀36开启,即第一换向阀36的a1和a2油路接通,即第一换向阀36的第四端口361和第六端口363连通,油液输送至供水阀35的第三端口353,即供水阀35的控制口,油液推动第一弹片工作,使供水阀35开启,即第一端口351和第二端口352连通,即b1和b2油路接通,此时水源中的水经过供水阀35被输送至推进器2的出水口,即钻机的出水口。使得钻进过程中一直有水喷出,保证了钻杆钻头处于冷却状态,钻头不会因钻进过程发热而损坏,还有利于排出孔中的渣料。

当液压缸31的杆部全部伸出时,由于机械设计的结构所致,此时钻机的推进器2与位置检测装置4之间的距离为10mm。当推进器2与位置检测装置4之间的距离小于15mm时,位置检测装置4会发出信号且会触发钻进装置回退程序,回退程序启动后,发出信号自动反向开启电控多路阀33第一阀组331,即第一工作口333回油,第二工作口334出油。此时液压缸31开始进行回退动作。此时不再执行推进钻孔操作,即第一换向阀36的第四端口361和第六端口363之间的油压也变为0mpa,在第一换向阀36内部原有弹簧作用下复位,即a4和a3接通,即第五端口362和第六端口363连通,供水阀35的第三端口353的油压变为0mpa,供水阀35在内部弹簧作用下复位,b2和b1断开,水无法通过供水阀35供给至推进器2的出水口,钻机停止供水。

当液压缸31的杆部回退较长,如回退至接近筒底时,有杆腔311中的油液压强升高,此时,有杆腔311中的油液使第二换向阀38由初始状态切换至工作状态,即开启第二换向阀38,即由c3和c4接通切换至c2和c1接通,油液经第二换向阀38的第十端口381流向第十二端口383,发送装置39发出第三指令,触发全自动钻孔程序停止。第三指令出发后,发出信号使得全自动钻孔按钮复位,钻装设备正在执行的动作停止,即泵站34停止供液,马达32停止转动,杆部停止回缩。这样就完成了钻装设备的全自动钻进、回退、供水、停机整个工作过程。

本发明实施例提供的钻进装置,使得钻进、回退、供水、停机功能均由原来的半自动化变为全自动化,降低了人工参与度,有利于节省时间,提高工作效率,同时,降低误操作发生的可能性,且在钻装设备包括至少两个钻进装置时,不需要较多操作人员去执行操作,可减少人力成本,适于推广应用。

本发明第三个方面的实施例,提供了一种钻进装置的控制方法,用于控制如第一方面任一实施例的钻进装置,如图5所示,该控制方法包括:

步骤102:获取推进器的位置信息;

步骤104:根据所述位置信息控制驱动系统驱动推进器推进或回退。

本发明提供的钻进装置的控制方法,由于驱动系统能够驱动推进器沿机座滑动,通过根据推进器在机座上的位置信息控制驱动系统的工作状态,使得通过驱动系统切换工作状态即可实现钻进装置的钻进状态和回退状态的自动切换,与相关技术中需要人为操控手柄、或人为扳动按钮切换钻进和回退状态相比,减少了人为干预,提高了自动化程度,同时,有利于节约工作时长,提高施工效率,适于推广应用。

进一步地,驱动系统为液压系统,步骤104具体包括:

基于位置检测装置检测的位置信息满足第一预设距离,控制液压系统的多路阀的第一阀组的第一工作口和第二工作口切换工作状态。

在该实施例中,由于第一阀组的第一工作口与无杆腔连通,第一阀组的第二工作口与有杆腔连通,即第一阀组与液压缸连通,能够使液压缸的杆部伸出和缩回。因此,通过根据位置检测装置检测的位置信息,控制第一工作口和第二工作口切换工作状态,能够对液压缸的杆部的伸出、缩回状态进行切换,进而在杆部伸出使推进器由向靠近工作面的方向滑动的状态下,通过第一工作口和第二工作口切换状态,能够使杆部缩回使推进器向远离工作面的方向滑动,以实现钻进装置的钻进和回退状态的切换,简化了相关技术中,需要人为操控手柄或按钮来实现钻进和回退状态的切换,实现了钻进、回退过程的自动化。

在本发明提供的一些可能实现的实施例中,该控制方法包括:

响应于第一指令,控制所述液压系统的泵站开始工作。

在该实施例中,第一指令为开机指令,根据第一指令控制泵站开始工作,也就是说,当输入开机指令后,控制泵站向多路阀供液,具体地,向第一阀组、第二阀组供液,以为液压缸伸缩、马达旋转做好准备。

在本发明提供的一些可能实现的实施例中,该控制方法包括:

响应于第二指令,控制第一工作口出油,第二工作口回油,第二阀组的第三工作口出油,第四工作口回油,第三工作口流出的部分油液流入单向阀的第九端口驱动第二弹片动作,第七端口和第八端口连通,第一换向阀的第四端口和第六端口连通,油液经所述第六端口流向供水阀的第三端口驱动第一弹片动作,第一端口和第二端口连通。

在该实施例中,第二指令为自动自动钻孔指令,即根据第二指令,控制第一阀组的第一工作口出油、第二工作口回油,液压缸的无杆腔进油,有杆腔出油,杆部伸出,带动推进器向靠近工作面的方向滑动,钻进装置处于钻进状态。同时,第二阀组的第三工作口出油,第四工作口回油,马达转动,具体地,马达正转,以带动与马达输出轴连接的钻杆转动,进行钻孔操作。同时,第三工作口流入的部分油液流入第九端口,油液作用于第九端口内的第二弹片,使第二弹片动作,连通第七端口和第八端口,使得经第一工作口流入的油液,由第七端口、第八端口、第四端口、第六端口、流入第三端口,油液作用于第三端口内的第一弹片,使第一弹片动作,连通第一端口和第二端口,使得水源中的水流入推进器的出水口,并经出水口喷向钻杆、钻头,对钻杆、钻头进行降温冷却,避免钻头、钻杆因钻进过程发热而损坏,同时,还有利于排出钻孔中的渣料。

在本发明提供的一些可能实现的实施例中,该控制方法包括:

基于液压缸的无杆腔的油液压强满足第二预设距离,第二换向阀由第十一端口和第十二端口连通的初始状态,切换至第十端口与第十二端口连通的工作态,发送装置发送第三指令;

响应于第三指令,控制泵站停止工作。

在该实施例中,当液压缸的无杆腔的油液压强满足第二预设距离,第二换向阀由初始状态切换至工作状态,说明液压缸的杆部回缩至较大距离,如杆部缩回至液压缸的筒底,即推进器无法再向远离工作面的方向滑动,即回退操作完成,此时,发送装置发送第三指令,即停机指令,使得控制器控制泵站停止工作,即泵站停止供液,钻机装置处于停机状态。

也就是说,本发明实施例提供的钻进装置,能够自主进行钻进、回退、停机、供水整个过程的操作,即在整个钻进、回退、停机、供水的过程中,当人工输入第一指令、第二指令,完成开启、并下达自动钻孔指令后,不再需要人工操作,与相关技术中,需要人工操作手柄或按钮实现钻进、回退、停机、供水相比,大大提高了自动钻孔的自动化,同时,避免了人工频繁操作影响工作时长的问题,也避免了人工频繁操作存在误操作的可能性,有利于节约工作时长,提高工作效率。

基于上述如图5所示的钻进装置的控制方法,相应的,本发明的第四个方面,提供了一种存储介质,其上存储有计算机程序,计算机程序被处理器执行时实现第三个方面中任一实施例的钻机装置的控制方法的步骤;因此,具有如上述任一实施例的钻进装置的控制方法的全部有益技术效果,在此,不再赘述。

基于这样的理解,本发明的技术方案可以以软件产品的形式体现出来,该软件产品可以存储在一个非易失性存储介质(可以是cd-rom,u盘,移动硬盘等)中,包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机,服务器,或者网络设备等)执行本申请各个实施场景所述的方法。

本发明的描述中,术语“多个”则指两个或两个以上,除非另有明确的限定,术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所述的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制;术语“连接”、“安装”、“固定”等均应做广义理解,例如,“连接”可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明的描述中,术语“一个实施例”、“一些实施例”、“具体实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本发明中,对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或实例。而且,描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,对于本领域的技术人员来说,本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

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