[发明专利]车载钻机作业控制系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及工程机械领域，尤其涉及一种车载钻机作业控制系统及方法。

背景技术

随着经济的高速、快速增长，石油和天然气资源不断枯竭，各国均在积极地寻求新的替代能源。能源战略是重大战略，是国家支持的产业。我国“十一五”规划纲要中也明确指出：加大石油和天然气资源的勘探力度，重点开拓油页岩等非常规油气资源调查勘探，推进油气勘探开发主体多元化。国家能源战略的实施中，钻探设备的现代化水平成为重要因素，其中的车载钻机具有轻便、灵活、高效、高机动性等特点，是集勘探、钻井、抢救等多种功能于一体，主要应用于煤层气、油页岩气的开采的专用车辆。

图1是车载钻机的结构示意图。如图1所示，车载钻机按功能可以分为底盘A和上车B，其中：底盘A的作用是道路行驶及支撑上车B，并为上车B提供动力、电源。上车B用于完成钻探作业。底盘A和上车B共用一套安装在底盘A的动力系统，该动力系统包括发动机C。上车B所需要的动力来自于发动机C。

图2是发动机的动力输出流向图。如图2所示，发动机C的动力依次输送给变速箱D、分动箱E。分动箱E具有动力输入口E1以及动力输出口E2、动力输出口E3和动力输出口E4。也就是说，变速箱D的动力输出具有以下三种输送渠道：

1、发动机C、变速箱D、分动箱E的输入口E1、输出口E2、驱动桥F及轮胎G；2、发动机C、变速箱D、分动箱E的输入口E1、输出口E3、驱动桥F及轮胎G；3、发动机C、变速箱D、分动箱E的输入口E1、输出口E4及上车B；

其中：前面两种动力输送渠道对应的是下车工作模式，即车载钻机行驶状态。从分动箱E的输出口E2和E3输出的动力均供底盘A行驶使用，输出口E2和E3的区别仅仅是输出的扭矩不同，以满足不同的路况行驶要求。

后面一种动力输送渠道对应的是上车工作模式：当需要上车B作业时，上车B绕着旋转绞点H（如图1所示）顺时针旋转90°，至垂直于地面的位置。操作者按下取力开关，同时将分动箱E置于空档，便可以将发动机C的动力从分动箱E的输出口E4切换到上车B，从而可以开始实施钻探操作。

但是，车载钻机在行驶的过程中进行上车切换操作的时候，即按下取力开关同时使分动箱E置于空档状态的时候，发动机C的动力无法立刻从分动箱E的输出口E4切换到上车B，这样会导致车辆发生窜动等危险情况，操作的安全性将严重受到影响。

此外，目前的车载钻机的分动箱取力电磁阀和分动箱空档电磁阀分别由各自相应的开关进行控制，控制方式较为复杂。

发明内容

本发明的目的是提出一种车载钻机作业控制系统及方法，其能够提高上车作业切换操作的安全性能。

为实现上述目的，本发明提供了以下技术方案：一种车载钻机作业控制系统，包括控制单元、检测单元、开关单元、上车作业模式切换单元、变速箱控制器和分动箱电磁阀单元，其中：所述开关单元包括取力开关子单元；所述分动箱电磁阀单元包括分动箱取力电磁阀和分动箱空档电磁阀；所述检测单元用于检测所述车载钻机的刹车状态以及分动箱的档位状态；当所述车载钻机处于刹车状态时，所述取力开关子单元向所述控制单元发出取力信号，所述控制单元接收到所述取力信号后控制所述分动箱取力电磁阀和分动箱空档电磁阀同时得电，此时所述分动箱处于空档状态；所述空档信号由所述检测单元发送给所述控制单元，所述控制单元接收到所述空档信号后产生一驱动信号，所述驱动信号通过所述上车作业模式切换单元输送给所述变速箱控制器，所述变速箱控制器将输出模式转换成上车作业模式。

进一步地，所述检测单元包括手刹车检测子单元和分动箱档位检测子单元；其中：所述手刹车检测子单元用于检测所述车载钻机的刹车状态，并将检测到的所述车载钻机刹车信号输入所述控制单元；所述分动箱档位检测子单元用于检测所述分动箱的档位状态。

进一步地，还包括手刹车状态显示单元，所述控制单元接收到所述手刹车检测子单元检测到的所述车载钻机刹车信号后，驱动所述手刹车状态显示单元进行显示。

进一步地，还包括上车作业显示单元，所述分动箱的动力切换至所述上车时，所述变速箱控制器驱动所述上车作业显示单元进行显示。

进一步地，所述车载钻机作业控制系统还包括分动箱低档显示单元；所述开关单元还包括分动箱低档开关子单元；所述分动箱电磁阀单元还包括分动箱低档电磁阀；所述车载钻机爬坡需要大扭矩输出时，所述分动箱低档开关子单元向所述控制单元输送低档信号；所述分动箱档位检测子单元检测到所述分动箱处于低档状态，将检测到的所述分动箱低档信号输入所述控制单元，所述控制单元驱动所述分动箱低档显示单元进行显示。