[发明专利]一种控制钻机自动定位钻孔的方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种控制钻机自动定位钻孔的方法及装置，属于钻机自动化技术领域。

背景技术

随着能源短缺日益严重，对清洁能源的需求越来越迫切，光伏电站的建设越来越受到更多的支持。在光伏电站的建设施工过程中，需要利用钻机在平地上开设一系列成特定分布形状的太阳能桩孔。而现有的钻孔方法一般是通过人工事先放线定点，然后将钻机移至预定点，人工控制钻孔，完成所需钻孔深度后行至下一定点。这种方法具有定点精度不高，需要的辅助人工较多，工作量大等缺陷。

因此，现有技术有待改进。

发明内容

针对上述现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种控制钻机自动定位钻孔的方法，旨在克服现有钻孔方法利用人工定点而导致精度低、工作量大的缺陷。

本发明的技术方案如下：一种控制钻机自动定位钻孔的方法，其中，具体包括以下步骤：

步骤S100：钻机行走前的位置测量和打孔位置的确定：建立坐标系，利用定位装置测量钻机行走前的坐标，并设定第一个孔位的坐标；

步骤S200：钻机自动行走至工作点：将钻机切换至自动行走模式，通过监测钻机行走过程中的实时坐标P和行驶方位角α，自动调整钻机的行驶方向，使其行至第一个孔位工作点；

步骤S300：推进梁自动调平竖立：达到第一个孔位工作点后，钻机自动切断行走模式，进入工作模式，利用角度传感器检测推进梁的倾斜角度，并根据其倾斜角度控制俯仰油缸和左右摇摆油缸工作，使推进梁自动调平竖立；

步骤S400：推进梁自动顶住工作地面：推进梁完成自动找平竖立后，补偿油缸伸出，推动推进梁向地面方向移动，并通过检测补偿油缸的压力，判断推进梁是否完全顶住地面；

步骤S500：钻孔作业：待推进梁顶住地面后，启动回转马达，开始钻孔，直至钻具达到预设孔深，停止钻孔；

步骤S600：推进梁自动提升：钻机停止钻孔后，推进梁自动提升，将钻具抬离工作平面，然后重复步骤S100-S500，进行下一孔位的作业。

所述控制钻机自动定位钻孔的方法，步骤S100中，通过安装在钻机上的第一GPS天线测量钻机行走前的坐标。

所述控制钻机自动定位钻孔的方法，步骤S200具体通过以下步骤完成：

步骤S210：将钻机行走前的坐标与第一个孔位的坐标之间的连线定义为直线L；

步骤S220：监测钻机行走过程中的实时坐标P和行驶方位角α；

步骤S230：当实时坐标P偏离直线L的距离超过预设值时，自动调整钻机的行驶方位角α使其沿着直线L移动直至到达直线L的终点。

所述控制钻机自动定位钻孔的方法，所述步骤S220中，通过第一GPS天线监测钻机行走过程中的实时坐标P，同时在钻机上安装第二GPS天线，并使第二GPS天线指向第一GPS天线的方向与钻机行驶方向相同，根据第一GPS天线和第二GPS天线的位置信息监测钻机行走过程中的行驶方位角α。

所述控制钻机自动定位钻孔的方法，所述步骤S230中，通过控制钻机左右履带的差速调整钻机的行驶方位角α。

所述控制钻机自动定位钻孔的方法，所述步骤S400中，通过安装在推进梁补偿油缸上的压力传感器检测补偿油缸内的压力，当补偿油缸内持续增压10s以上时，判定推进梁已经完全顶住地面。

所述控制钻机自动定位钻孔的方法，所述步骤S500中，通过安装在钻具上的位移传感器测量钻孔深度。

本发明的另一目的是提供一种控制钻机自动定位钻孔的装置，包括：坐标系模块、数据采集模块、数据输入模块、中央控制模块，其中，

坐标系模块，用于建立坐标系；

数据采集模块，同时连接坐标系模块以及中央控制模块，用于检测钻机行走前的坐标以及行走过程中的实时坐标和行驶方向，推进梁倾斜角度，推进梁补偿油缸的压力，及钻具钻孔深度，并传送至中央控制模块；

数据输入模块，与中央控制模块连接，用于设定工作孔位坐标和与预打孔的深度；

中央控制模块，与钻机的动力驱动装置连接，根据数据采集模块采集到的数据，向钻机动力驱动装置发送相应命令，调整钻机行驶方向使其行驶至工作孔位，调整推进梁倾斜角度使其使其竖立，判定推进梁是否顶住工作地面，启动回转马达开始钻孔，并在钻孔完成后，发送将推进梁提升出工作平面的命令。

控制钻机自动定位钻孔的装置，其中，所述数据采集模块包括安装在钻机上的第一GPS天线和第二GPS天线，安装在推进梁上的角度传感器，安装在补偿油缸上的压力传感器，和安装在钻具上的位移传感器，其中，