[发明专利]钻孔成桩控制方法、控制系统及使用该控制系统的钻机

权利要求书

1.一种钻孔成桩控制方法，用于CFG工法，其特征在于，包括钻进流程及提钻浇筑流程，其中，

所述钻进流程，包括：

实时获取钻杆的当前钻进深度；

判断所述钻杆当前钻进深度是否大于或等于预设钻进深度，若是，发出停钻控制信号，控制钻机执行机构停止工作；

所述提钻浇筑流程，包括：

实时获取钻机主卷扬的拉力；

根据所述主卷扬拉力，获取钻杆底部的泥浆压力；

将所述钻杆底部泥浆压力与钻杆底部泥浆目标压力比较，获取钻杆底部泥浆压力偏差；

以所述钻杆底部泥浆压力偏差为控制对象，控制钻机执行机构以相应速度提升钻杆；

所述提钻浇筑流程还包括：

实时获取灌浆系统的压力；

根据所述灌浆系统压力、钻杆底部泥浆压力，获取钻杆内外泥浆压差；

判断所述钻杆内外泥浆压差是否大于或等于预设堵钻压力阀值，若是，发出堵钻提示信号；

判断所述钻杆内外泥浆压差是否小于或等于预设空穴阀值，若是，发出空穴提示信号。

2.如权利要求1所述的钻孔成桩控制方法，其特征在于，所述钻进流程还包括：

在判断到所述当前钻进深度大于或等于预设钻进深度时，发出提钻浇筑提示信号。

3.如权利要求1所述的钻孔成桩控制方法，其特征在于，所述钻进流程还包括： 

在钻机执行机构停止工作后，发出提钻控制信号，控制钻杆回提一预设回提高度。

4.如权利要求1-3任一项所述的钻孔成桩控制方法，其特征在于，采用模糊PID调节方式控制钻机执行机构提升钻杆。

5.一种钻孔成桩控制系统，用于CFG工法，其特征在于，包括：

测深装置，用于实时检测并输出钻杆的当前钻进深度信号；

测力装置，用于实时检测并输出主卷扬的拉力信号；

混凝土压力传感器，用于实时检测并输出灌浆系统的压力信号；

控制器，用于接收所述各种检测信号，根据预定的控制策略，实时进行数据解算，并输出有关控制信号；所述控制器还存储有各种与控制有关的参数；

钻机执行机构，用于根据所述控制信号，驱动钻杆钻进或回提；

系统启动后，所述控制器按以下策略进行控制：在钻进过程中，不断获取钻杆当前钻进深度信号；在判断到所述钻杆当前钻进深度大于或等于预设钻进深度时，发出停钻控制信号，控制钻机执行机构停止工作；并且，在提钻浇筑过程中，不断获取检测钻机主卷扬的拉力；根据所述主卷扬拉力，获取钻杆底部的泥浆压力；将所述钻杆底部泥浆压力与钻杆底部泥浆目标压力比较，获取钻杆底部泥浆压力偏差；以所述钻杆底部泥浆压力偏差为控制对象，控制钻机执行机构以相应速度提升钻杆；

所述控制器在提钻浇筑过程中，还根据所述灌浆系统压力、钻杆底部泥浆压力，获取钻杆内外泥浆压差；判断所述钻杆内外泥浆压差是否大于或等于预设堵钻压力阀值，若是，发出堵钻提示信号；并且，判断所述钻杆内外泥浆压差是否小于或等于预设空穴阀值，若是，发出空穴提示信号。

6.如权利要求5所述的钻孔成桩控制系统，其特征在于，所述控制器在钻进过程中，还判断所述钻杆当前钻进深度是否大于或等于预设钻进深度，若是，发出提钻浇筑提示信号。

7.如权利要求5所述的钻孔成桩控制系统，其特征在于，所述控制器在 钻进过程中，还在钻机执行机构停止工作后，发出提钻控制信号，控制钻杆回提一预设回提高度。

8.如权利要求5所述的钻孔成桩控制系统，其特征在于，所述控制器输出PWM信号，用于控制钻机执行机构的比例阀动作。

9.如权利要求5所述的钻孔成桩控制系统，其特征在于，所述控制器为模糊PID控制器。

10.如权利要求5所述的钻孔成桩控制系统，其特征在于，所述测深装置通过检测提升钻杆的主卷扬钢丝绳收放长度，间接获取钻杆的当前钻进深度。

11.如权利要求10所述的钻孔成桩控制系统，其特征在于，所述测深装置通过皮带、齿轮、或链条机构连接钻机顶部吊锚架滑轮，该滑轮上绕有主卷扬钢丝绳；所述测深装置包括旋转编码器，用于通过检测旋转编码器光栅盘的输出脉冲，获取主卷扬钢丝绳收放长度。