[发明专利]旋挖钻机及其整车重心控制方法、系统

说明书

技术领域

本发明涉及工程机械领域，尤其涉及旋挖钻机及其整车重心控制方法、系统。

背景技术

旋挖钻机是一种基础施工中的最常见的成孔设备，其主要包括底盘9、上车8以及工作装置，其中，工作装置主要包括桅杆1、钻杆2、动力头3、钻具4、变幅机构5、卷扬机构等部件。请同时参阅图1-图3，图1-图3展示了旋挖钻机经常所处的三种状态，第一种状态为工作装置待折叠或者待展开的状态，如图1所示，钻杆2、桅杆1及钻具4相对上车8呈直立状态，且靠近上车8；第二种状态是工作装置展开的状态，如图2所示，钻杆2、桅杆1及钻具4相对上车8呈直立状态并与上车8间隔一定距离使得钻具4与钻孔6对中（此时可直接实施钻孔操作）；第三种状态是工作装置折叠的状态，如图3所示，钻杆2、桅杆1及钻具4相对上车8呈水平状态从而方便运输。旋挖钻机经常在上述三种状态之间切换，从图1-图3中可以看出，旋挖钻机在三种状态下整车重心P的位置是变化的。

旋挖钻机上车8后部设置有配重7，用于增强整机的稳定性，考虑到运输和安装的需要，目前的配重7一般是做成可装卸的，所述配重7可根据自身需要相应的增加或减少配重7的数量，但配重7其相对整机的安装位置是不变的。由于旋挖钻机的工作装置，即桅杆1、钻杆2、动力头3以及钻具4等部件是运动的，其与上车8的水平距离时常在变化，且运动范围较大，且配重7相对上车位置固定，如此会造成整车的整车重心不稳定，极限状态下或操作不小心有翻车的隐患。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种旋挖钻整车重心的控制方法，该控制方法可以使得旋挖钻机的重心稳定，减小翻车等危险情况。

本发明提供的旋挖钻机整车重心控制方法，该旋挖钻机包括上车、位于上车前端的工作装置和位于上车后端的配重，所述工作装置包括变幅机构，所述变幅机构包括变幅油缸和动臂，该工作装置通过变幅油缸与上车连接并通过变幅油缸的伸缩实现不同工作状态的切换，所述控制方法包括：获取所述工作装置在不同工作状态下与整车重心之间的力矩；通过所述力矩计算所述配重的目标位置；控制所述配重运动至所述目标位置。

进一步地，获取所述工作装置在不同工作状态下与整车重心之间的力矩的步骤包括：获取所述变幅机构的重心到所述整车重心之间的距离，并根据该距离计算出工作装置的重心与所述整车重心之间的距离；根据所述工作装置与所述整车重心之间的距离以及工作装置的重量计算出所述工作装置在不同工作状态下与整车重心之间的力矩。

进一步地，所述获取所述变幅机构的重心到所述整车重心之间的距离的步骤包括：获取所述动臂的倾角；通过所述动臂的倾角计算所述变幅机构的重心到所述整车重心之间的距离。

进一步地，所述获取所述动臂的倾角的步骤包括：检测所述变幅油缸的长度；根据所述变幅油缸的长度与所述动臂的倾角的关系，计算出所述倾角。

进一步，所述旋挖钻机还包括底盘，所述上车通过回转中心相对所述底盘回转，所述整车重心位于所述回转中心处，根据所述工作装置相对于该回转中心处的力矩以及配重的重量，计算出所述配重的目标位置。

进一步，所述旋挖钻机包括与所述配重连接且驱动配重前后运动的伸缩油缸；通过控制所述伸缩油缸的伸缩进而控制所述配重运动至所述目标位置。

进一步，控制所述配重运动至所述目标位置的步骤中，控制所述伸缩油缸与所述变幅油缸同步运动。

本发明还提供旋挖钻机整车重心控制系统，该旋挖钻机包括上车、位于上车前端的工作装置和位于上车后端的配重，所述工作装置包括变幅机构，所述变幅机构包括变幅油缸和动臂，该工作装置通过变幅油缸与上车连接并通过变幅油缸的伸缩实现不同工作状态的切换，所述控制系统包括：接收装置，用于获取所述工作装置在不同工作状态下的位置信息；控制装置，用于根据所述位置信息计算所述工作装置在不同工作状态下与整车重心之间的力矩，通过所述力矩计算所述配重的目标位置，进而控制所述配重运动至所述目标位置。

进一步，所述控制装置还包括角度检测装置，用于检测所述动臂的倾角，所述动臂的倾角为所述工作装置在不同工作状态的位置信息；所述控制装置用于通过所述动臂的倾角计算所述工作装置的重心到所述整车重心之间的距离，并根据所述工作装置的重心与所述整车重心之间的距离以及工作装置的重量计算出所述工作装置在不同工作状态下与整车重心之间的力矩