[發明專利]旋挖鉆機及其整車重心控制方法、系統

有效

• 申請號: 201410146328.4
• 申請日: 2014-04-11
• 公開（公告）號: CN103912218A
• 公開（公告）日: 2014-07-09
• 發明（設計）人: 蘇暉
• 申請（專利權）人: 上海中聯重科樁工機械有限公司;中聯重科股份有限公司
• 主分類號: E21B7/02
• 分類號: E21B7/02;G05B19/04
• 代理公司: 北京潤平知識產權代理有限公司 11283
• 代理人: 黃志興;李翔

技術領域

本發明涉及工程機械領域，尤其涉及旋挖鉆機及其整車重心控制方法、系統。

背景技術

旋挖鉆機是一種基礎施工中的最常見的成孔設備，其主要包括底盤9、上車8以及工作裝置，其中，工作裝置主要包括桅桿1、鉆桿2、動力頭3、鉆具4、變幅機構5、卷揚機構等部件。請同時參閱圖1-圖3，圖1-圖3展示了旋挖鉆機經常所處的三種狀態，第一種狀態為工作裝置待折疊或者待展開的狀態，如圖1所示，鉆桿2、桅桿1及鉆具4相對上車8呈直立狀態，且靠近上車8；第二種狀態是工作裝置展開的狀態，如圖2所示，鉆桿2、桅桿1及鉆具4相對上車8呈直立狀態并與上車8間隔一定距離使得鉆具4與鉆孔6對中（此時可直接實施鉆孔操作）；第三種狀態是工作裝置折疊的狀態，如圖3所示，鉆桿2、桅桿1及鉆具4相對上車8呈水平狀態從而方便運輸。旋挖鉆機經常在上述三種狀態之間切換，從圖1-圖3中可以看出，旋挖鉆機在三種狀態下整車重心P的位置是變化的。

旋挖鉆機上車8后部設置有配重7，用于增強整機的穩定性，考慮到運輸和安裝的需要，目前的配重7一般是做成可裝卸的，所述配重7可根據自身需要相應的增加或減少配重7的數量，但配重7其相對整機的安裝位置是不變的。由于旋挖鉆機的工作裝置，即桅桿1、鉆桿2、動力頭3以及鉆具4等部件是運動的，其與上車8的水平距離時常在變化，且運動范圍較大，且配重7相對上車位置固定，如此會造成整車的整車重心不穩定，極限狀態下或操作不小心有翻車的隱患。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種旋挖鉆整車重心的控制方法，該控制方法可以使得旋挖鉆機的重心穩定，減小翻車等危險情況。

本發明提供的旋挖鉆機整車重心控制方法，該旋挖鉆機包括上車、位于上車前端的工作裝置和位于上車后端的配重，所述工作裝置包括變幅機構，所述變幅機構包括變幅油缸和動臂，該工作裝置通過變幅油缸與上車連接并通過變幅油缸的伸縮實現不同工作狀態的切換，所述控制方法包括：獲取所述工作裝置在不同工作狀態下與整車重心之間的力矩；通過所述力矩計算所述配重的目標位置；控制所述配重運動至所述目標位置。

進一步地，獲取所述工作裝置在不同工作狀態下與整車重心之間的力矩的步驟包括：獲取所述變幅機構的重心到所述整車重心之間的距離，并根據該距離計算出工作裝置的重心與所述整車重心之間的距離；根據所述工作裝置與所述整車重心之間的距離以及工作裝置的重量計算出所述工作裝置在不同工作狀態下與整車重心之間的力矩。

進一步地，所述獲取所述變幅機構的重心到所述整車重心之間的距離的步驟包括：獲取所述動臂的傾角；通過所述動臂的傾角計算所述變幅機構的重心到所述整車重心之間的距離。

進一步地，所述獲取所述動臂的傾角的步驟包括：檢測所述變幅油缸的長度；根據所述變幅油缸的長度與所述動臂的傾角的關系，計算出所述傾角。

進一步，所述旋挖鉆機還包括底盤，所述上車通過回轉中心相對所述底盤回轉，所述整車重心位于所述回轉中心處，根據所述工作裝置相對于該回轉中心處的力矩以及配重的重量，計算出所述配重的目標位置。

進一步，所述旋挖鉆機包括與所述配重連接且驅動配重前后運動的伸縮油缸；通過控制所述伸縮油缸的伸縮進而控制所述配重運動至所述目標位置。

進一步，控制所述配重運動至所述目標位置的步驟中，控制所述伸縮油缸與所述變幅油缸同步運動。

本發明還提供旋挖鉆機整車重心控制系統，該旋挖鉆機包括上車、位于上車前端的工作裝置和位于上車后端的配重，所述工作裝置包括變幅機構，所述變幅機構包括變幅油缸和動臂，該工作裝置通過變幅油缸與上車連接并通過變幅油缸的伸縮實現不同工作狀態的切換，所述控制系統包括：接收裝置，用于獲取所述工作裝置在不同工作狀態下的位置信息；控制裝置，用于根據所述位置信息計算所述工作裝置在不同工作狀態下與整車重心之間的力矩，通過所述力矩計算所述配重的目標位置，進而控制所述配重運動至所述目標位置。

進一步，所述控制裝置還包括角度檢測裝置，用于檢測所述動臂的傾角，所述動臂的傾角為所述工作裝置在不同工作狀態的位置信息；所述控制裝置用于通過所述動臂的傾角計算所述工作裝置的重心到所述整車重心之間的距離，并根據所述工作裝置的重心與所述整車重心之間的距離以及工作裝置的重量計算出所述工作裝置在不同工作狀態下與整車重心之間的力矩