一种绞盘随动控制方法、控制装置及双轮铣槽机与流程

1.本发明涉及工程机械技术领域，具体涉及一种绞盘随动控制方法、控制装置及双轮铣槽机。


背景技术：

2.双轮铣槽机是一种地下连续墙施工专用设备，具有成槽施工效率高、成槽精度高、孔形规则、安全环保、适应地层地质范围广等优点。
3.现有的双轮铣槽机，一般包括泥浆管绞盘、泥浆管、油管绞盘、油管、刀架、泥浆管绞盘减速机和油管绞盘减速机，泥浆管的两端分别与泥浆管绞盘和刀架连接，油管的两端分别与油管绞盘和刀架连接。双轮铣槽机的随动控制过程中，一般采集泥浆管绞盘减速机和油管绞盘减速机的输出端的拉力值，该拉力值结合减速机速比、齿圈速比、泥浆管在绞盘当前所在层数对应的绞盘半径、油管在绞盘当前所在层数对应的绞盘半径、单位重量、软管浮力等信息计算转化为双轮铣槽机的随动控制拉力。但是，减速机的输出端的拉力值需要结合多种参数进行计算，计算结果误差较大，导致双轮铣槽机的随动控制精度较低。


技术实现要素：

4.因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中的随动控制精度较低的缺陷，从而提供一种随动控制精度较高的绞盘随动控制方法、控制装置及双轮铣槽机。
5.为了解决上述问题，本发明提供了一种绞盘随动控制方法，包括步骤一、解锁绞盘，获得绞盘上背压溢流阀的基础电流；步骤二、测量绞盘连接的管路组件的拉力值；步骤三、根据拉力值和绞盘的预设张紧力，获得背压溢流阀的补偿电流；步骤四、获取基础电流和补偿电流的和值，并将和值作用于背压溢流阀；步骤五、循环执行步骤二至步骤五以根据所述管路组件的实时拉力值对绞盘的工作张紧力进行实时调节。
6.本发明提供的绞盘随动控制方法，管路组件的一端与绞盘连接，另一端与刀架连接，基础电流根据刀架上的刀具当前所处的深度信息获得。
7.本发明提供的绞盘随动控制方法，绞盘包括泥浆管绞盘和油管绞盘，管路组件包括泥浆管和油管，泥浆管的两端与泥浆管绞盘和刀架的一侧分别连接，油管的两端与油管绞盘和刀架的另一侧分别连接；泥浆管的拉力值与油管的拉力值相同。
8.本发明提供的绞盘随动控制方法，获得背压溢流阀的补偿电流的步骤包括获取预设张紧力和拉力值之间的差值；根据差值和pid调节算法计算补偿电流。
9.本发明提供的绞盘随动控制方法，解锁绞盘的步骤包括：绞盘的解锁电磁阀得电开启，解锁油缸的推杆与绞盘分离。
10.本发明还提供一种绞盘随动控制装置，包括绞盘、背压溢流阀、管路组件、拉力传感器和控制器，背压溢流阀与绞盘的马达并联；拉力传感器设置在管路组件上；控制器与绞盘、背压溢流阀和拉力传感器分别通信连接，控制器用于执行绞盘随动控制方法。
11.本发明提供的绞盘随动控制装置，还包括刀架，刀架上设有刀具，管路组件远离绞
盘的一端与刀架连接，拉力传感器设置在管路组件与刀架的连接处。
12.本发明提供的绞盘随动控制装置，绞盘包括泥浆管绞盘和油管绞盘；背压溢流阀包括与泥浆管绞盘的马达并联的第一背压溢流阀，和与油管绞盘的马达并联的第二背压溢流阀；管路组件包括与泥浆管和油管，泥浆管的两端与泥浆管绞盘和刀架的一侧分别连接；油管的两端与油管绞盘和刀架的另一侧分别连接；拉力传感器包括设置在泥浆管与刀架的连接处的第一传感器，和设置在油管与刀架的连接处的至少一个第二传感器。
13.本发明提供的绞盘随动控制装置，还包括解锁油缸和解锁电磁阀；解锁油缸包括缸体和推杆，推杆的一端设置在缸体内，另一端伸出至缸体外，并具有与绞盘抵接的关闭位置，及与绞盘分离的解锁位置；解锁电磁阀与解锁油缸连通，适于控制推杆移动。
14.本发明还提供一种双轮铣槽机，包括上述的绞盘随动控制装置。
15.本发明具有以下优点：
16.1.本发明提供的绞盘随动控制方法，包括步骤一、解锁绞盘，获得绞盘上背压溢流阀的基础电流；步骤二、测量绞盘连接的管路组件的拉力值；步骤三、根据拉力值和绞盘的预设张紧力，获得背压溢流阀的补偿电流；步骤四、获取基础电流和补偿电流的和值，并将和值作用于背压溢流阀；
17.步骤五、循环执行步骤二至步骤五以根据所述管路组件的实时拉力值对绞盘的工作张紧力进行实时调节。
18.拉力值可直接表示管路组件受到的实时张紧力，通过实时获取的拉力值和预设张紧力的比较实时获得补偿电流，将基础电流和补偿电流的和值作用于背压溢流阀，通过背压溢流阀对绞盘的工作张紧力进行实时调节，使得绞盘的工作张紧力与预设张紧力之间的误差实时保持在恒定范围内，以使绞盘达到并保持在随动状态，既保证管路组件不被过大拉力损坏，也保证绞盘提供的拉力一直能够拉起管路组件。拉力值可直接测量获得，无需结合多种参数进行计算，步骤简单，且随动控制精度较高。
19.2.本发明提供的绞盘随动控制方法，管路组件的一端与绞盘连接，另一端与刀架连接，基础电流根据刀架上的刀具当前所处的深度信息获得。
20.刀具当前所处的深度信息为开启工作时，刀具深入泥浆中的深度，根据该深度信息可得出浮力信息和绞盘受到的重力信息等，根据上述信息得出的基础电流比较适应当前的实际信息，适用于刀具处于泥浆中重新开机时的绞盘随动控制。
21.3.本发明提供的绞盘随动控制方法，绞盘包括泥浆管绞盘和油管绞盘，管路组件包括泥浆管和油管，泥浆管的两端与泥浆管绞盘和刀架的一侧分别连接，油管的两端与油管绞盘和刀架的另一侧分别连接；泥浆管的拉力值与油管的拉力值相同。保证刀架两侧受到的拉力均衡，防止刀架倾斜，防止刀架受力不均。
附图说明
22.为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式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，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。
23.图1示出了本发明的绞盘随动控制方法的流程图；
24.图2示出了本发明的绞盘随动控制装置的局部示意图；
25.图3示出了本发明的绞盘随动控制装置的电气硬件连接示意图；
26.图4示出了本发明的泥浆管绞盘的液压控制示意图；
27.图5示出了本发明的油管绞盘的液压控制示意图。
28.附图标记说明：
29.1、泥浆管；2、第一传感器；3、油管；4、第二传感器；5、刀架；6、控制器；7、第一背压溢流阀；8、第二背压溢流阀；9、泥浆管绞盘；10、油管绞盘；11、马达；12、第一解锁电磁阀；13、第二解锁电磁阀；14、随动开关；15、第一解锁油缸；16、第二解锁油缸。
具体实施方式
30.下面将结合附图对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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他实施例，都属于本发明保护的范围。
31.在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，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。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
32.在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。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。
33.此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
34.如图1至图5所示，本实施例中提供了一种绞盘随动控制装置，包括绞盘、背压溢流阀、管路组件、拉力传感器和控制器6，背压溢流阀与绞盘的马达11并联；拉力传感器设置在管路组件上；控制器6与绞盘、背压溢流阀和拉力传感器分别通信连接，控制器6用于执行绞盘随动控制方法。
35.拉力传感器设置在管路组件上，直接对管路组件的张紧力进行测量，测量结果无需与其他参数进行计算，测量结果准确。如图4和图5所示，背压溢流阀与绞盘的马达11并联，背压溢流阀与马达11的电压相同，改变背压溢流阀的工作电流，进而可改变背压溢流阀和马达11的工作电压，马达11的工作电压的改变可改变马达11扭矩，进而改变绞盘的工作张紧力。本实施例中的通信连接包括通过导线等导电结构有线连接，通过2g、3g、4g和wifi等网络通无线连接。
36.如图3所示，本实施例中，绞盘随动控制装置还包括随动开关14，控制器6与随动开关14通信连接，在接受到随动开关14的打开信号后，控制器6开始执行绞盘随动控制方法。
37.目前现有的双轮铣槽机，随动控制过程中，一般采集泥浆管绞盘9减速机和油管绞盘10减速机的输出端的拉力值，该拉力值结合减速机速比、齿圈速比、泥浆管1和油管3对应
半径、单位重量、软管浮力等信息计算转化为双轮铣槽机的随动控制拉力。但是，减速机的输出端的拉力值需要结合多种参数进行计算，计算结果误差较大，导致双轮铣槽机的随动控制精度较低。
38.为此，本实施例提供一种绞盘随动控制方法，如图1所示，包括以下步骤：
39.步骤一、解锁绞盘，获得绞盘上背压溢流阀的基础电流；
40.步骤二、测量绞盘连接的管路组件的拉力值；
41.步骤三、根据拉力值和绞盘的预设张紧力，获得背压溢流阀的补偿电流；
42.步骤四、获取基础电流和补偿电流的和值，并将和值作用于背压溢流阀；
43.步骤五、循环执行步骤二至步骤五，以根据管路组件的实时拉力值对绞盘的工作张紧力进行实时调节。
44.拉力值可直接表示管路组件受到的实时张紧力，通过实时获取的拉力值和预设张紧力的比较实时获得补偿电流，将基础电流和补偿电流的和值作用于背压溢流阀，通过背压溢流阀对绞盘的工作张紧力进行实时调节，使得绞盘的工作张紧力与预设张紧力之间的误差实时保持在恒定范围内，以使绞盘达到并保持在随动状态，既保证管路组件不被过大拉力损坏，也保证绞盘提供的拉力一直能够拉起管路组件。拉力值可直接测量获得，无需结合多种参数进行计算，步骤简单，且随动控制精度较高。
45.如图3所示，本实施例中，绞盘随动控制装置还包括随动开关14，控制器6与随动开关14通信连接，在接受到随动开关14的打开信号后，控制器6开始执行步骤s1。
46.本实施例提供的绞盘随动控制方法，管路组件的一端与绞盘连接，另一端与刀架5连接，基础电流根据刀架5上的刀具当前所处的深度信息获得。
47.刀具当前所处的深度信息为开启工作时，刀具深入泥浆中的深度，根据该深度信息可得出浮力信息和绞盘受到的重力信息等，根据上述信息得出的基础电流比较适应当前的实际信息，适用于刀具处于泥浆中重新开机时的绞盘随动控制。
48.本实施例提供的绞盘随动控制方法，绞盘包括泥浆管绞盘9和油管绞盘10，管路组件包括泥浆管1和油管3，泥浆管1的两端与泥浆管绞盘9和刀架5的一侧分别连接，油管3的两端与油管绞盘10和刀架5的另一侧分别连接；泥浆管1的拉力值与油管3的拉力值相同。保证刀架5两侧受到的拉力均衡，防止刀架5倾斜，防止刀架5受力不均。
49.本实施例提供的绞盘随动控制方法，获得背压溢流阀的补偿电流的步骤包括：
50.s31、获取预设张紧力和拉力值之间的差值；
51.s32、根据差值和pid调节算法计算补偿电流。本步骤中，也可采用其他算法计算补偿电流，可根据实际需要进行选择。
52.本实施例提供的绞盘随动控制方法，解锁绞盘的步骤包括：绞盘的解锁电磁阀得电开启，解锁油缸的推杆与绞盘分离，绞盘不在受到推杆的锁定，可向管路组件施加张紧力。
53.本实施例提供的绞盘随动控制装置，还包括刀架5，刀架5上设有刀具，管路组件远离绞盘的一端与刀架5连接，拉力传感器设置在管路组件与刀架5的连接处。拉力传感器测得的拉力更精确，不会受到其他压力的影响。
54.本实施例提供的绞盘随动控制装置，绞盘包括泥浆管绞盘9和油管绞盘10；背压溢流阀包括与泥浆管绞盘9的马达11并联的第一背压溢流阀7，和与油管绞盘10的马达11并联
的第二背压溢流阀8；管路组件包括与泥浆管1和油管3，泥浆管1的两端与泥浆管绞盘9和刀架5的一侧分别连接；油管3的两端与油管绞盘10和刀架5的另一侧分别连接；拉力传感器包括设置在泥浆管1与刀架5的连接处的第一传感器2，和设置在油管3与刀架5的连接处的至少一个第二传感器4。
55.泥浆管绞盘9与泥浆管1连接，并向泥浆管1施加不同的张紧力；油管绞盘10与油管3连接，并向油管3施加不同的张紧力。泥浆管绞盘9通过第一背压溢流阀7调节工作压力，油管绞盘10通过第二背压溢流阀8调节工作压力，实现泥浆管绞盘9和油管绞盘10的分别控制。泥浆管1和油管3分别与刀架5的两侧连接，并对刀架5施加相同的拉力，防止刀架5倾斜，防止刀架5受力不均。优选地实施方式中，油管3与刀架5的连接处设有两个第二传感器4，两个第二传感器4对称布置。
56.本实施例提供的绞盘随动控制装置，还包括解锁油缸和解锁电磁阀，解锁油缸包括缸体和推杆，推杆的一端设置在缸体内，另一端伸出至缸体外，并具有与绞盘抵接的关闭位置，及与绞盘分离的解锁位置；解锁电磁阀与解锁油缸连通，适于控制推杆移动。
57.解锁油缸和解锁电磁阀的运行过程包括：解锁过程，随动开关14打开，解锁电磁阀得电开启，制动油口通过解锁电磁阀进油通道向解锁油缸的缸体进油，解锁推杆在油液的推动下移动至解锁位置，推杆的另一端与绞盘分离，绞盘可在马达11的作用下制动；锁定过程，随动开关14关闭，解锁电磁阀关闭，缸体内的油液通过解锁电磁阀的回油通道回油，推杆在缸体内的弹性元件的作用下移动至关闭位置，推杆的另一端与绞盘抵接，绞盘无法制动。
58.具体地实施方式中，解锁油缸包括与泥浆管绞盘9配合的第一解锁油缸15，和与油管绞盘10配合的第二解锁油缸16；解锁电磁阀包括与第一解锁油缸15连通的第一解锁电磁阀12，和与第二解锁油缸16连通的第二解锁电磁阀13。
59.本实施例还提供一种双轮铣槽机，包括上述的绞盘随动控制装置。
60.显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。