[發明專利]鉆臂控制系統及鉆裝機

在審

• 申請號: 201410636622.3
• 申請日: 2014-11-11
• 公開（公告）號: CN104594875A
• 公開（公告）日: 2015-05-06
• 發明（設計）人: 楊潔;付曉
• 申請（專利權）人: 三一重型裝備有限公司
• 主分類號: E21B44/00
• 分類號: E21B44/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及鉆裝機技術領域，特別涉及一種鉆裝機及鉆臂控制系統。

背景技術

鉆裝機是一種集裝運、鉆孔功能于一體的礦用機械。典型的鉆裝機一般包括履帶行走裝置、履帶行走裝置上安裝有扒裝組件和鉆臂(組件)，鉆臂用于在鉆裝機液壓系統的作用下在煤巖中打孔鉆進，扒裝組件用于裝運切割下的煤巖。目前，鉆臂能夠借助鉆臂油缸或者回轉馬達實現多個自由度運動，例如升降動作、俯仰動作、前后移動、回轉動作和翻轉等動作，以適應不同復雜條件下的鉆孔需要。

目前，鉆裝機的操縱一般采用手動方式，即在鉆孔作業過程中，操作員手動操控控制手柄，通過人眼和經驗判斷、控制鉆裝機的鉆臂的位置，由于井下工況惡劣，粉塵較大，光線較差，鉆臂移動及鉆孔位置難以精確控制和判斷，不僅勞動強度大、有害健康，而且造成鉆孔效率和質量低下。

因此，如何針對現有的技術的上述不足和缺陷進行改進，是本領域技術人員亟待解決的技術問題。

發明內容

有鑒于此，本發明旨在提供一種鉆臂控制系統以及一種鉆裝機，以便能夠在有效減少鉆裝機操作員勞動強度的同時，提高鉆裝機的鉆孔效率和質量。

具體地，該鉆臂控制系統包括輸入裝置、鉆臂控制裝置和位置檢測裝置，其中，鉆臂控制裝置包括：手動控制處理單元，用于根據手動操控信息，控制鉆裝機液壓系統的電磁比例閥，使鉆臂完成鉆孔作業；基準點確定單元，用于將手動控制處理單元完成的鉆孔點確定為基準點；目標點確定單元，用于根據輸入裝置獲取的目標點位置信息和基準點確定單元形成的基準點位置信息，確定目標點和基準點的相對距離；自動控制處理單元，用于根據目標點和基準點的相對距離以及位置檢測裝置檢測的鉆臂位置信息，控制鉆裝機液壓系統的電磁比例閥，使鉆臂完成目標點鉆孔作業。

進一步地，自動控制處理單元包括：判斷模塊，用于判斷鉆臂與目標點的距離是否大于第一預定值，或者是否小于第二預定值；粗調模塊，用于在鉆臂與目標點的距離大于第一預定值時，控制鉆裝機的電磁比例閥處于第一狀態；微調模塊，用于在鉆臂與目標點的距離小于第二預定值時，控制電磁比例閥處于第二狀態，鉆臂在電磁比例閥處于第一狀態時的移動速度大于在電磁比例閥處于第二狀態時的移動速度。

進一步地，鉆臂控制系統還包括顯示裝置，顯示裝置與輸入裝置、鉆臂控制系統信號連接，用于顯示輸入裝置獲取的目標點位置信息，并將目標點位置信息傳送給鉆臂控制裝置。

進一步地，鉆臂控制裝置與位置檢測裝置、顯示裝置通過CAN總線相連。

進一步地，輸入裝置和顯示裝置通過RS485方式通訊連接。

進一步地，位置檢測裝置包括用于檢測鉆臂油缸的伸縮狀態的位移傳感器以及用于檢測鉆臂可轉動組件的轉動狀態的角度傳感器。

進一步地，位移傳感器為磁滯位移傳感器或者拉線位移傳感器。

進一步地，角度傳感器為旋轉編碼器。

進一步地，鉆臂控制裝置設有PWM接口，鉆臂控制裝置通過PWM接口和電磁比例閥的電磁線圈相連。

另外，該鉆裝機包括鉆臂、鉆裝機液壓系統，還包括上述任一項所述的鉆臂控制系統。

采用本發明的技術方案時，操作員可以通過手動控制處理單元將鉆臂移動至第一鉆孔點并完成鉆孔作業，基準點確定單元將該第一鉆孔點確定為基準點，之后操作員可以通過輸入裝置輸入目標點位置信息，進而由目標點確定單元確定目標點和基準點的相對距離，并由自動控制處理單元根據該相對距離和位置檢測裝置檢測的鉆臂位置信息，控制鉆裝機液壓系統的電磁比例閥，使鉆臂移動至目標點位置，完成目標點(第二鉆孔點)的鉆孔作業，在完成第二鉆孔點的鉆孔后，操作員還可以通過輸入裝置繼續輸入下一目標點(第三鉆孔點)的位置信息，由自動控制處理單元完成第三鉆孔點的鉆孔作業，直至完成所有鉆孔作業。由此可知，與現有技術相比，實施本發明，在整個鉆孔作業中，無需操作員全程介入，即無需操作人員實時通過人眼和經驗判斷、控制鉆裝機鉆臂的位置和狀態，而只需操作人員手動操控完成第一次鉆孔以及依次輸入目標點的位置信息，即可實現所有的鉆孔作業，因此減少了過多的人為因素，在有效降低操作員勞動強度的同時，還提高了鉆裝機鉆孔的效率和質量。

本發明的更多特點和優勢將在之后的具體實施方式予以說明。

附圖說明

構成本發明的一部分的附圖用來提供對本發明的進一步理解，本發明的示意性實施例及其說明用于解釋本發明，并不構成對本發明的不當限定。在附圖中：

圖1為本發明實施例的鉆臂控制系統的原理框圖；

圖2為圖1中鉆臂控制裝置的結構框圖；