[发明专利]一种吊臂垂直钻孔的控制系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种垂直钻孔的控制系统，特别是涉及一种对钻杆安装在吊臂上的一类吊装一体设备的控制系统。

背景技术

目前，国内对于这种钻杆安装在吊臂上面的钻孔设备实现钻孔垂直的方法是利用钻杆及连接处的活动铰链实现小部分调整，或者是通过液压系统同时操作几个动作组合完成。以上方法，对于施工来说，操作复杂危险，且前一种方法因其调节范围小，只能针对钻浅孔，对深孔有将钻杆折弯和折断危险。后一种方法可以实现对深孔钻进的调整，因为要同时操作几个动作同时动作，且需要人肉眼判断调整多少，同样存在有折弯钻杆风险，且对操作人员要求较高，施工效率低。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种实现自动控制、能提高作业的安全性和效率的吊臂垂直钻孔的控制系统。

为了解决上述技术问题，本发明提供的吊臂垂直钻孔的控制系统，包括转台、吊臂、变幅油缸和钻杆，摆臂的中部铰接在所述的吊臂上，推拉油缸的一端铰接在所述的吊臂上，所述的推拉油缸的另一端与所述的摆臂的一端铰接，所述的摆臂的另一端与所述的钻杆的动力部分铰接，液压泵的出口连接有电液比例伺服阀和溢流阀，所述的电液比例伺服阀的液压出口与双向液压平衡阀的进口连接，所述的双向液压平衡阀的出口与所述的推拉油缸连接，在所述的钻杆的动力部分安装有垂直角度传感器，所述的垂直角度传感器通过比例放大器与所述的电液比例伺服阀的电控端通信连接。

采用上述技术方案的吊臂垂直钻孔的控制系统，吊臂的根部通过销轴铰接在吊车的转台上，吊臂下部跟变幅油缸一端铰接，变幅油缸另一端铰接在转台上，通过变幅油缸的伸缩实现吊臂角度的变化，同时也实现了钻杆的下压与提升。钻杆上面的动力部分通过铰接在吊臂上的摆臂铰接在吊臂的下方，摆臂的另一端通过销轴跟推拉油缸铰接，推拉油缸的根部也是通过固定在吊臂的支座铰接。通过推拉油缸4的伸缩实现了钻杆的姿态调整。垂直角度传感器安装在钻杆的动力头上，通过检测钻杆的垂直度，从而发出相应控制信号驱动电液比例伺服阀动作，从而调整钻杆的垂直。

本发明保证钻杆安装在吊臂上的一类吊装一体设备，钻孔的垂直度，降低操作难度，从而降低钻杆折弯或折断等的风险，提高钻孔效率。

本发明优点及效果是：

a)避免钻孔过深时，钻杆折弯或折断；

b)保证钻孔垂度度，解决靠扩大孔径办法来保证孔垂直度的问题。

c)自动控制过程连续、平稳，控制精度高，可一次性垂直钻深孔，提高施工效率。

d)控制系统智能化高，大大降低操作人员操作难度。

综上所述，本发明是一种利用垂直角度出传感器检测同时驱动电液比例伺服阀来调整安装在吊臂上方的推拉油缸实现的钻孔垂直的控制系统，实现自动控制，以提高作业的安全性和效率。

附图说明

图1是本发明应用设备结构图。

图2是本发明机电液控制原理图。

具体实现方式

下面结合附图，说明本发明具体控制方法。

参见图1和图2，吊臂3内设有伸缩吊臂8，伸缩吊臂8上设有吊钩7，吊臂3的根部通过销轴铰接在吊车的转台1上，吊臂3下部跟变幅油缸2的一端铰接，变幅油缸2的另一端铰接在转台1上，摆臂5的中部铰接在吊臂3上，推拉油缸4的一端铰接在吊臂3上，推拉油缸4的另一端与摆臂5的一端铰接，摆臂5的另一端与钻杆6的动力部分铰接，液压泵9的出口连接有电液比例伺服阀11和溢流阀10，所述的电液比例伺服阀11的液压出口与双向液压平衡阀12的进口连接，所述的双向液压平衡阀12的出口与所述的推拉油缸4连接，在所述的钻杆6的动力部分安装有垂直角度传感器14，所述的垂直角度传感器14通过比例放大器13与所述的电液比例伺服阀11的电控端通信连接。

参见图1和图2，吊臂3的根部通过销轴铰接在吊车的转台1上，吊臂3下部跟变幅油缸2一端铰接，变幅油缸2另一端铰接在转台1上，通过变幅油缸2的伸缩实现吊臂3角度的变化，同时也实现了钻杆6的下压与提升。钻杆6上面的动力部分通过铰接在吊臂3上的摆臂5铰接在吊臂3的下方，摆臂5的另一端通过销轴跟推拉油缸4铰接，推拉油缸4的根部也是通过固定在吊臂3的支座铰接。通过推拉油缸4的伸缩实现了钻杆6的姿态调整。垂直角度传感器14安装在钻杆6的动力部分上，通过检测钻杆6的垂直度，从而发出相应控制信号驱动电液比例伺服阀11动作，从而调整钻杆6的垂直。

参见图1和图2，设备钻孔时，开动钻机，钻杆6旋转，操作液压系统使变幅油缸2向里回缩，开始钻进。钻进到一定深度时，钻杆6开始倾斜，此时安装在钻杆6动力头上面的垂直角度传感器14检测到角度信号，并输出相应大小的信号，经过比例放大器13放大、判定方向后，由驱动电路输入到电液比例伺服阀11中相应的电磁铁，电液比例伺服阀11的阀芯产生相应位移，输出压力油，压力油的流量与控制电流成正比，即与钻杆6的垂直角度成正比，压力油进入推拉油缸4两腔中的一腔，使活塞杆伸出或是缩短，通过摆臂5作用与钻杆6上端，控制钻杆6与原倾斜方向相反的转动，钻杆6恢复到垂直状态。在钻杆6倾斜角度减小的过程中，垂直角度传感器14输出的信号变小，压力油流量减小。钻杆6倾斜角度大时，系统恢复垂直的速度快，钻杆6倾斜角度小时，系统恢复垂直的速度慢，因此，此控制过程是连续、平稳的，垂直度控制性能好、控制精度高、动态响应快。