[实用新型]一种钻车钻臂定位系统

说明书

技术领域

本实用新型属于矿山及隧道、水利等岩石工程机械领域，具体涉及一种潜孔凿岩钻车钻臂的定位系统。

背景技术

潜孔凿岩钻车是由冲击器潜入孔内,直接冲击钻头,而回转机构在孔外,带动钻杆旋转,向矿岩钻进的设备。它主要用于露天矿山开采,同时也广泛应用于建筑基础开挖、水电、交通、冶金、建材、港湾及国防建设等施工作业中。它是目前钻凿炮孔作业中广泛使用的凿岩机械之一,具有钻孔直径大、钻孔深、钻孔效率高、适用范围广等特点,是当前通用的大型凿岩钻孔设备。国际上知名企业在设计、选材和制造水平上都处于世界领先水平，国内技术水平与国外差距主要体现在研发设计、制造加工和生产过程管理等方面,在微电子技术方面差距更大。

潜孔凿岩钻车钻臂是由钻臂、推进器(包括凿岩机)及五个控制油缸通过一系列关节连接起来的连杆机构。凿岩工作时，计算机根据事先设计好的钻孔方案(钻每一个孔要求钻臂达到的位姿)来调整每一个关节所需的转动量(或移动量)，通过液压控制系统使钻臂达到要求的位姿，实现凿岩钻车的钻孔定位。

图1所示为钻车机械臂外形图，钻车机械臂互相均采用十字铰连接。机械臂的升降、摆动、和推进器的平行移动、俯仰和摆角动作由前、后变幅液压缸联合驱动完成。钻臂还可由内藏其中的液压缸实现伸缩动作，推进器翻转动作由螺旋幅式的液压缸驱动，推进器相对于大臂的大幅摆动，由倾翻液压缸实现。因机械摆角变化引起推进器前端离工作断面距离的变化则可由推进器的补偿液压缸补偿。

传统的潜孔凿岩钻车钻臂的定位，是测量人员在钻孔之前按照设计图纸要求先标出每一个孔的位置，然后通过人工操作的开关式液压控制系统完成的，其定位精度不高，而钻车钻臂定位精度直接影响炮孔的质量。炮孔的质量要求主要是炮孔的倾角、深度及在工作面上的布置，这些要求完全取决于凿岩钻车的钻臂定位精度。不同的凿岩工艺对钻臂定位精度有不同要求。当定位精度要求高时，只能选派技术熟练的操作工来完成，并需要专门的测角装置，这必然影响钻孔的精度、效率和自动化程度的提高。

现有潜孔凿岩钻车定位控制系统由于在角度测量中几乎全部使用倾角传感器，但其测量范围，导致在某些特殊角度条件下无法进行定位控制。因此有必要开发一种潜孔凿岩钻车钻臂的定位系统。

发明内容

本实用新型提供了一种钻车钻臂定位系统，其定位效率快且精度高，可实现全角度定位。具体技术方案为：

一种钻车钻臂定位系统，包括输入单元的键盘，中央处理器，感应器以及控制工作油缸的电磁阀，所述感应器分别是在关节同心设置的360°回转角位移传感器和在机械臂液压缸及钻臂上设置的倾角传感器。为了正确获得钻臂的位置信息，角度测量采用相对式测量与绝对式测量相结合的方式，先根据各关节的角位移，结合连杆结构尺寸计算获得钻臂相对于钻车车身的倾角值，再直接读取钻车的绝对倾角对其进行补偿，获取高精度的角度测量值，以保证钻孔的角度精确性。

 作为优选，一种钻车钻臂定位系统，所述的回转角位移传感器为角编码器，精度为2°。其关节转动变量由角编码器获得，将各关节获取的角度信息进行累加计算后，可获得钻臂与钻车车身的相对角度。所采用的角编码器可360度旋转，输出线性度高，精度达到2度。

 作为优选，一种钻车钻臂定位系统，所述的倾角传感器为测量方位为360°的双轴倾角传感器，精度为0.1°。可实现更大测量范围，和更高测量精度。

作为优选，一种钻车钻臂定位系统，所述倾角传感器分别设置在机械臂液压缸和钻臂的中部。因其安装在机械臂液压缸及钻臂上，为钻车上的大长度尺寸。这样结合角位移，就能取得更高的测量计算精度。

总之，该实用新型是一种适合于任何角度条件下工作的钻车定位控制系统，采用两种测量传感器相配合，可解决现有钻车在某些特殊角度条件下无法进行定位的问题，并提高测量精度。

附图说明

图1、现有技术（直接定位式机械臂）；

图2、本实用新型的原理图；

图3、本实用新型的实施例；

 图中：1.机械臂后变幅液压缸；2.机械臂液压缸；3.机械臂臂身；4.推进器补偿液压缸；5.推进器翻转液压缸；6.钻杆；7.液压凿岩机；8.钻臂；9.机械臂前变幅液压缸；10.推进器倾翻液压缸；11.双轴倾角传感器；12. 角编码器。

具体实施方式

下面结合附图说明钻车钻臂的定位系统。