[发明专利]一种根据地层自动控制钻进的旋挖钻机控制系统

说明书

本发明涉及一种根据地层自动控制钻进的旋挖钻机控制系统，所述旋挖钻机控制系统包括钻具，带动所述钻具钻进的钻杆,拉动所述钻杆上下动作的主卷扬钢丝绳，与所述主卷扬钢丝绳连接的主卷扬，与所述主卷扬连接的主卷扬马达，与所述主卷扬马达连接的主卷扬比例电磁阀，驱动所述钻杆旋转动作的动力头，与所述动力头连接的动力头液压马达。与所述液压马达连接的动力头电液比例阀，与所述动力头连接的加压油缸，与所述加压油缸连接的加压电液比例阀；与所述主卷扬钢丝绳连接的主卷扬拉力传感器，用于获取所述钢丝绳所受的拉力；与所述主卷扬钢丝绳连接的测深传感器，用于测量所述钢丝绳下放的长度与速度，获取钻孔的速度、深度与钻具的位置。

技术领域

本发明涉及一种控制系统，尤其是涉及一种根据地层自动控制钻进的旋挖钻机控制系统，属于工程机械技术领域。

背景技术

旋挖钻机是一种多用途的建筑基础桩施工设备，可以在各种地层下进行施工，不同的地层对旋挖钻机钻进工法的要求不同。我国幅员辽阔，地层各异，且在同一位置不同深度的地层也不同。旋挖钻机施工主要以人工建立为主。因地下施工，在钻进时需要依靠建立机手实时的观察钻进速度、感知先导手柄压力的变化来调整加压压力、动力头扭矩来改变钻进方法，建立机手的经验积累成为一个安全高效施工十分重要的因素，近几年来随着施工经验的不断积累和总结，有关部门和企业在此基础上形成了系统的施工工法文件，用以指导现场施工，施工工法的规范和应用很大程度上为旋挖钻机的应用起到了推广作用，但施工工法是需要学习、掌握并熟练应用才能有效果的，国外市场也有相关的旋挖钻机，但是这些结构大都比较复杂，成本较高，一旦出现问题，维修成本较高，因此迫切的需要一种新的方案解决上述技术问题。

发明内容

本发明正是针对现有技术设计中存在的问题，提供了一种根据地层自动控制钻进的旋挖钻机控制系统，该技术方案把旋挖钻机钻进建立的部份施工方法通过软硬件的方式固化到设备的电液控制系统中，让一个新的旋挖钻机建立机手能通过简单的建立就能很好的应用成熟的施工工法钻进施工，降低了工作难度，提高了工作效率。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下，一种根据地层自动控制钻进的旋挖钻机控制系统，其特征在于，所述旋挖钻机控制系统包括钻具，带动所述钻具钻进的钻杆,拉动所述钻杆上下动作的主卷扬钢丝绳，与所述主卷扬钢丝绳连接的主卷扬，与所述主卷扬连接的主卷扬马达，与所述主卷扬马达连接的主卷扬比例电磁阀，驱动所述钻杆旋转动作的动力头，与所述动力头连接的动力头液压马达，与所述液压马达连接的动力头电液比例阀，与所述动力头连接的加压油缸，与所述加压油缸连接的加压电液比例阀；与所述主卷扬钢丝绳连接的主卷扬拉力传感器，用于获取所述钢丝绳所受的拉力；与所述主卷扬钢丝绳连接的测深传感器，用于测量所述钢丝绳下放的长度与速度，获取钻孔的速度、深度与钻具的位置；与所述动力头连接的动力头扭矩传感器，用于测量所述动力头马达的动作压力，通过计算获取所述动力头的扭矩变化数据；与所述加压油缸连接的加压压力传感器，用于测量所述加压油缸的压力变化，获取所述加压油缸对所述动力头的加压力变化数据，与所述主卷扬拉力传感器、测深传感器、动力头扭矩传感器、加压压力传感器连接的控制器（CPU）通过收集和分析所述拉力传感器、测深传感器、动力头扭矩传感器、加压压力传感器的数据并结合数据库分析再驱动所述主卷扬比例电磁阀、动力头比例电磁阀和加压比例电磁阀动作，实现旋挖钻机根据地层自动控制钻进功能。所述主卷扬驱动所述主卷扬钢丝绳下放所述钻杆和钻具到孔底部，启动自动钻进，主卷扬浮动，在标准加压力和标准扭矩下旋挖钻机开始钻进工作。

所述动力头扭矩传感器监测动力头马达进口压力的变化，并将所述压力变化传递强所述控制器（CPU），以使所述控制器（CPU）根据所述动力头马达进口压力变化计算出动力头扭矩变化，根据所述扭矩变化做为判断所述钻具钻进的地层的依据之一。

所述测深传感器监测所述主卷扬钢丝绳的下放速度，即所述钻具的钻进速度。并将所述钻进速度传递到所述控制器（CPU），以使所述控制器（CPU）根据所述钻进速度做为钻具钻进的地层的判断依据之一。