[發明專利]液壓驅動鉆機的控制系統

在審

• 申請號: 201410106853.3
• 申請日: 2014-03-20
• 公開（公告）號: CN103850672A
• 公開（公告）日: 2014-06-11
• 發明（設計）人: 沈文寶
• 申請（專利權）人: 湖州市千金寶云機械鑄件有限公司
• 主分類號: E21B44/00
• 分類號: E21B44/00
• 代理公司: 杭州新源專利事務所(普通合伙) 33234
• 代理人: 李大剛

技術領域

本發明涉及一種水平定向鉆機，特別是一種通過液壓驅動鉆桿進給的水平定向鉆機。?

背景技術

目前，隨著現代文明意識和環保意識的逐漸加強，開挖路面進行各類地下管線施工導致的社會問題，交通問題和環境污染問題已越來越受人民的關注，城市限制開挖施工的法規將陸續出臺，這給非開挖水平定向鉆提供了廣闊的舞臺?，F有的水平定向鉆機在鉆地過程中，一旦遇到堅硬的石塊，鉆桿的轉動就會減慢，甚至停止轉動，導致驅動鉆桿的電機損壞甚至燒毀。目前的研究通過電機與鉆桿進給速度的反饋來解決上述問題，但是研究中的反饋控制系統較不成熟，使得穩定性和響應速度都較不理想，仍未能完全解決電機損壞甚至燒毀的問題。?

發明內容

本發明的目的在于，提供一種液壓驅動鉆機的控制系統。本發明可以有效防止鉆桿電機過載而引起的設備故障，同時可以提高鉆地的效率。?

本發明的技術方案：一種液壓驅動鉆機的控制系統，包括機架，機架的下方設有履帶，機架的上方設有駕駛室；機架的側面設有水平定向鉆機組，水平定向鉆機組包括一底座，底座的前部與機架的側面轉動連接，底座的后部經一升降活塞與機架相連；所述的底座的側面設有軌道，底座的上方設有與軌道配合的移動滑塊，移動滑塊的上方設有一鉆桿電機，鉆桿電機的輸出端固定一鉆桿；所述的底座的底部?設有一液壓缸，液壓缸的伸出端與移動滑塊連接；該鉆機還包括一油泵，油泵經P油路連接有一三位四通電磁閥，三位四通電磁閥的A油路和B油路分別與液壓缸的兩端連接，三位四通電磁閥的T油路與油箱相連；所述的B油路上連接有一比例調速閥，比例調速閥連接有一比例閥控制放大器，比例閥控制放大器連接有一電流互感器，電流互感器經電路與轉桿電機相連；所述的比例閥控制放大器包括與電流互感器相連的輸入接口單元，輸入接口單元連接有一信號處理單元，信號處理單元連接一功率放大單元，功率放大單元與比例調速閥連接；所述的比例調速閥上設有位移傳感器，位移傳感器連接有一信號調理電路，信號調理電路與信號處理單元相連。?

上述的液壓驅動鉆機的控制系統中，所述的P油路上還連接有一溢流閥。?

前述的液壓驅動鉆機的控制系統中，其特征在于：所述的信號處理單元與功率放大單元之間還設有信號調節單元。?

前述的液壓驅動鉆機的控制系統中，所述的信號處理單元為FPGA。?

前述的液壓驅動鉆機的控制系統中，所述的信號調節單元包括運算放大器U1，U1的負輸入端經電阻R0與信號處理單元(19)相連，U1的負輸入端還經電阻R1和電容C與U1的輸出端相連，U1的輸出端與功率放大單元相連。?

與現有技術相比，本發明具有以下技術效果：?

（1）通過與轉動電機相連的電流互感器和與比例調速閥的反饋控制，即在鉆機鉆地過程中，當鉆到堅硬的石塊，鉆桿電機轉動異常，電流互感器檢測電機的相電流發生變化，電流互感器將信號發送給比例閥控制放大器，比例閥控制放大器將信號放大后再將信號發送給比例調速閥，比例調速閥通過控制液壓油流速，減緩鉆桿的進給速度，?減小鉆桿所受到的負荷，避免由于過載而引起的設備故障，同時本發明也能保證在鉆地過程中鉆桿始終以一定轉速旋轉，保證了鉆地效果的一致性。?

（2）本發明還對比例閥控制放大器進行了改進，改進后的比例閥控制放大器具有良好的穩態控制特性、動態響應快，頻帶寬、功率放大級的功耗小、抗干擾能力強，有很好的穩定性和可靠性等效果。因此液壓缸的運行穩定且可靠，使得鉆地的穩定性和響應速度，理想地解決了電機損壞甚至燒毀的問題。?

（3）本發明還對信號調節單元進行了改進，改進后的信號調節單元既能快速地抑制干擾量，又能進行精確的調整，消除靜差。?

附圖說明

圖1是本發明的結構示意圖；?

圖2是本發明的開環控制示意圖；?

圖3是比例閥控制放大器的結構示意圖；?

圖4是信號調節單元的結構示意圖；?

圖5是信號調理電路的結構示意圖。?

具體實施方式

下面結合實施例對本發明作進一步的詳細說明，但不作為對本發明的限制。?