[发明专利]一种破岩试验机的电控系统

说明书

技术领域

本发明涉及土工试验工程技术领域，尤其涉及一种破岩试验机的电控系统。

背景技术

传统的破岩方法，例如爆破法、机械冲击法等，存在着工作的安全性及其对环境的负面影响等问题，为促使破岩技术不断地得到发展，涌现出诸如高能电子束法、水射流破岩法、微波破岩、喷气破岩、等离子焰法、静态破碎法等大批新的破岩技术，由于其分别具有的可控性好，扰动性小、无噪声、无飞石等特点，已广泛地应用于隧道掘进、钻石开采、岩石切割、地质勘探等有关工程领域。破岩机是一种隧道专用的岩石破碎工程机械，综合机械、电子、液压、传感器、信息等技术，具有开挖、输送、拼装、衬砌、测量导向、纠偏等功能，与传统碎石施工方法相比具有高效、优质、安全、经济等优点，在市政、地铁、公路、铁路、水电隧道等工程建设中已得到了大量的应用。

破岩试验机是一种土工试验工程机械装置，可针对不同的破岩对象开展实验研究，获得最佳施工参数，为破岩机理研究、施工方案确定、机械设备选择、工程优化设计等提供服务。破岩试验机技术与机械工程及基础设施建设的发展紧密相关，其关键技术目前仍由德国、美国、日本等少数国家所掌握。随着我国基础设施建设的发展，对破岩试验机的需求不断增长，而这仅能通过进口来解决，国内破岩试验机的发展还不能够完全满足市场需求。因此，研究主机技术，开发出具有自主知识产权的破岩试验机是非常必要的。破岩试验机是一种综合多种技术的复杂的机械工程试验设备，开发出性能优良的电控系统对其研发至关重要。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种破岩试验机的电控系统，具有体积小、控制功能稳定、功耗低、环境适应能力强、扩展灵活和使用方便等优点。

为了达到上述目的，本发明采取的技术方案为：

一种破岩试验机的电控系统，包括单片机，安装在主轴上的扭矩传感器、位移传感器的信号输出端和单片机的相应信号输入端连接，安装在主轴刀盘上的压力传感器的信号输出端和单片机的相应信号输入端连接，单片机连接有显示器和键盘，单片机与破岩试验机的变频器控制端连接；

扭矩传感器采集主轴工作时产生的扭矩，将其输送给单片机；位移传感器采集主轴工作时产生的位移，将其输送给单片机；压力传感器采集刀盘工作时产生的压力，将其输送给单片机；单片机将从扭矩传感器、位移传感器和压力传感器输入的模拟参数信号转换为数字参数信号；显示器将从单片机输入的扭矩、位移和压力数字参数信号显示出来；键盘用于控制单片机分别实现扭矩、位移和压力参数的A/D转换。

所述单片机将从扭矩传感器、位移传感器和压力传感器输入的模拟电压信号通过内部的ADC电路转换为数字信号存入RAM，调出转换显示程序，将转换后的二进制数字信号再转换成十进制数并输出到LCD液晶显示器。

所述扭矩传感器将从主轴采集到的扭矩转换为0～5V的模拟电压信号输送给单片机。

所述位移传感器将从主轴采集到的位移转换为0～5V的模拟电压信号输送给单片机。

所述压力传感器将从刀盘采集到的切削力转换为0～5V的模拟电压信号输送给单片机。

所述显示器为字符型LCD液晶显示器，显示器的引脚4、引脚5、引脚6分别接单片机的端口PC4、端口PC5、端口PC6作为输入端，显示器的引脚7～引脚14接单片机的端口PB0～端口PB7作为输出端，液晶显示器将从单片机输入的扭矩、位移和压力等数字参数信号显示出来。

所述键盘具有三个按键，分别控制单片机中扭矩、位移和压力参数的A/D转换，当按下其中某一个按键时，单片机则开始执行与该按键对应的参数的A/D转化工作，将从传感器输入进来的模拟信号转换为数字信号，并将其实时输出到显示器，如果A/D转换结束，则进入中断并进行数据处理，按下其中任意一个按键，则其他两个参数转换系统不工作。

本发明的有益效果是：提供一种基于单片机的破岩试验机电控系统，利用扭矩传感器、位移传感器从破岩试验机主轴上分别采集扭矩和位移模拟信号，利用压力传感器从刀盘上采集压力模拟信号，通过单片机的ADC将其转换为数字信号，并在显示器上显示出来，该电控系统可以在设备工作时实现对其主轴扭矩、位移参数，刀盘压力参数的实时采集和显示，获取三个参数的变动范围。同时，该系统具有体积小、控制功能稳定、功耗低、环境适应能力强、扩展灵活和使用方便等优点。

附图说明

图1为破岩试验机电控系统结构示意图。

图2为破岩试验机键盘按键流程图。

具体实施方式