[发明专利]螺旋桩机智能电气控制系统及控制方法

摘要

本发明涉及一种螺旋桩机智能电气控制系统及控制方法，其通过接入电控系统的光电编码器、行程开关及拉力传感器作检测反馈，并在电控系统中对反馈进行编程处理，能以变频控制方式同步控制卷扬电机、反压电机、变频电机一、变频电机二的协调运行，从而不断调节螺纹钻杆的旋转速度与卷扬电机转速之间的相对关系，其能减少人为不利因素影响，降低劳动强度，形成的内螺纹质量好，钻孔质量稳定，施工效率高，驱动装置故障率低，便于维护；在通过无线通讯模块与泵车建立连接后，能够方便地对施工参数进行记录、调取，实现有效监管，能及时发现工程问题，并及时补救，消除工程隐患；接入网络云端系统后，便于进行远程监管、维护，查询施工历史记录。 1

主权项

1.一种螺旋桩机智能电气控制系统，包括车体平台、设在车体平台上的立柱、与所述立柱的外侧壁体配合的动力头及安装在动力头下部的螺纹钻杆，其特征在于：

还包括卷扬电机、反压电机、安装在动力头上部的变频电机一、变频电机二、以及包括编程模块的电控系统；所述卷扬电机及反压电机均为变频式电机；

在所述立柱的内侧壁体上设有能够垂直移动的滑块；

在所述车体平台上且于滑块的下方设有光电编码器及与光电编码器配合的定滑轮组一；

对应于与光电编码器配合的定滑轮组一，在所述滑块的下端设置相匹配的定滑轮组二；

在所述卷扬电机的卷扬滚筒上缠绕的钢丝绳在所述定滑轮组一与定滑轮组二之间往复缠绕多圈，且在所述定滑轮组一与定滑轮组二之间的钢丝绳上设有拉力传感器；

在所述车体平台上设有行程开关与跨置在卷扬电机和光电编码器之间的钢丝绳对应；

所述反压电机驱动下的卷扬滚筒上缠绕的钢丝绳经设在所述车体平台左端的定滑轮后固定连接在所述动力头的下端；

在所述滑块的上端与所述动力头的上端之间连接有一大背绳，所述大背绳经过设在所述立柱顶部的定滑轮；

所述卷扬电机、反压电机、变频电机一、变频电机二、光电编码器、行程开关及拉力传感器均接入了所述电控系统。

2.根据权利要求1所述的螺旋桩机智能电气控制系统，其特征在于：在所述立柱的外侧壁体下部设有下限行程开关，在内侧壁体下部设有上限行程开关；所述下限行程开关及上限行程开关均接入所述电控系统。

3.根据权利要求1或2所述的螺旋桩机智能电气控制系统，其特征在于：在所述定滑轮组一与定滑轮组二之间缠绕的钢丝绳自下及上顺次往复缠绕至少十周。

4.根据权利要求1或2所述的螺旋桩机智能电气控制系统，其特征在于：所述电控系统连接无线通讯模块，所述无线通讯模块与和所述螺纹钻杆连接的泵车上设置的无线通讯模块连接；螺旋桩机智能电气控制系统的电控系统与泵车的电控系统通过无线通讯模块建立连接；所述螺旋桩机智能电气控制系统的电控系统还包括数据存储模块。

5.根据权利要求4所述的螺旋桩机智能电气控制系统，其特征在于：所述螺旋桩机智能电气控制系统的电控系统连入控制室的操作模块，所述操作模块连接所述电控系统中的数据存储模块、编程模块及在电控系统外部设置的打印机。

6.根据权利要求5所述的螺旋桩机智能电气控制系统，其特征在于：所述电控系统连入了以太网发射器与电脑和/或手机建立网络连接。

7.基于权利要求1所涉及的螺旋桩机智能电气控制系统的控制方法，其特征在于：变频电机一与变频电机二以等负荷分配的方式控制螺纹钻杆的旋转速度；在动力头的移动速度受到外界环境影响改变时，光电编码器、行程开关及拉力传感器会分别向电控系统反馈一实时信号；电控系统接收到来自光电编码器、行程开关及拉力传感器反馈的实时信号后会对各实时信号进行处理，用来调控卷扬电机及反压电机的实时转速，进而对动力头的速度实现控制；动力头的实时速度参数经处理被分配给变频电机一的变频器及变频电机二的变频器，进而调控变频电机一及变频电机二的运行速度；使螺纹钻杆的旋转速度与卷扬电机的转速形成固定比值。

8.根据权利要求7所述的控制方法，其特征在于：

给定在动力头的速度参数经分配器分给变频电机一的变频器及变频电机二的变频器，调控变频电机一及变频电机二的运行速度；

行程开关反馈的实时信号与拉力传感器反馈的实时信号在电控系统的编程模块中经过逻辑运算处理后，汇同光电编码器反馈的实时信号在电控系统的编程模块中经过逻辑运算处理形成一附加变量信号，该附加变量信号与给定在卷扬电机上的速度参数在电控系统的编程模块中经过逻辑运算处理形成一叠加变量信号，最终该叠加变量信号被传送到卷扬电机的变频器，来调节卷扬电机的运行；

行程开关反馈的实时信号与拉力传感器反馈的实时信号在电控系统的编程模块中经过逻辑运算处理后，形成速度或者力矩信号传送给反压电机的变频器，来调节反压电机的运行。

9.根据权利要求8所述的控制方法，其特征在于：动力头及卷扬电机给定的速度参数分为自动给定和手动给定两种模式；

在自动给定模式下，给定的速度为动力头速度参数，动力头速度参数经电控系统的编程模块进行变量转换处理后形成卷扬电机的速度给定参数；

在手动给定模式下，分别手动控制给定动力头和卷扬电机以各自的速度参数。

10.根据权利要求7所述的控制方法，其特征在于：将所述电控系统连入无线通讯模块，使无线通讯模块与和所述螺纹钻杆连接的泵车通过无线通讯手段建立连接；施工过程中把泵车运行的参数传送至电控系统，进行存储与调控。