[发明专利]自由下放卷扬自动连续夯冲控制系统及方法

权利要求书

1.一种自由下放卷扬自动连续夯冲控制系统，其特征在于，包括深度检测装置、拉力传感器、压力开关、人机交互界面、卷扬滚筒制动油缸控制电磁阀、卷扬离合器控制电磁阀、卷扬控制电磁阀和控制器；所述拉力传感器、深度检测装置、压力开关、人机交互模块的输出端均与控制器的信号输入端相连；所述控制器的信号输出端与卷扬滚筒制动油缸控制电磁阀、卷扬离合器控制电磁阀和卷扬控制电磁阀的控制端相连；

人机交互界面用于选择控制器的控制模式及输入相应的控制参数；其中控制模式包括手动控制、定次数定高度自动夯冲、定贯入度定高度自动夯冲、定次数定高度差自动夯冲、定贯入度定高度差五种；

控制器根据人机交互界面的输入信号，再基于拉力传感器、深度检测装置和压力开关的输入信号，控制卷扬滚筒制动油缸控制电磁阀、卷扬离合器控制电磁阀和卷扬控制电磁阀，按选择的控制模式控制卷扬工作。

2.一种自由下放卷扬自动连续夯冲控制方法，其特征在于，采用权利要求1所述的系统，包括以下步骤：

步骤1、通过人机交互界面选择控制器的控制模式，并输入控制参数；其中控制模式包括手动控制、定次数定高度自动夯冲、定贯入度定高度自动夯冲、定次数定高度差自动夯冲、定贯入度定高度差五种；

步骤2、控制器根据人机交互界面的输入信号，再基于拉力传感器、深度检测装置和压力开关的输入信号，控制卷扬滚筒制动油缸控制电磁阀、卷扬离合器控制电磁阀和卷扬控制电磁阀，按选择的控制模式控制卷扬工作。

3.根据权利要求2所述的自由下放卷扬自动连续夯冲控制方法，其特征在于，所述定次数定高度自动夯冲模式的控制方法为：

步骤1、通过人机交互界面选择定次数定高度自动夯冲模式，输入夯冲次数M、工作装置提升距地面高度H，贯入度参考值X，工作装置实际重量G_实际、钢丝绳最大承受拉力G_max；设置当前夯击次数i＝0；

步骤2、控制器检测起夯信号，检测到起夯信号时进行下一步；

步骤3、判断当前夯击次数i是否超过设定的夯冲次数M，超过则结束，没有超过则令i＝i+1，并继续进行下一步；

步骤4、输出控制信号至卷扬离合器控制电磁阀、卷扬滚筒制动油缸控制电磁阀和卷扬控制电磁阀，使卷扬离合器闭合、卷扬滚筒制动油缸制动停止、卷扬控制电磁阀打开，卷扬滚筒在液压马达驱动下提升工作装置；通过拉力传感器检测钢丝绳拉力G，据此判断是否离地；在工作装置刚开始离地时，判断当前钢丝绳拉力G是否小于钢丝绳最大承受拉力G_max且大于工作装置实际重量G_实际的a倍，如果是则继续运行，同时通过深度检测装置检测并保存工作装置刚开始离地时的高度h；否则输出控制信号，使卷扬离合器闭合、卷扬滚筒制动油缸制动，并发出警报，结束；

步骤5、通过深度检测装置监测工作装置的离地高度，当工作装置提升至离地高度为H时，输出控制信号，使卷扬控制电磁阀中位、卷扬滚筒制动油缸制动、卷扬离合器分离；

步骤6、输出控制信号，使卷扬滚筒制动油缸制动停止，重力作用下工作装置拖拽钢丝绳一同快速下放；判断钢丝绳拉力G是否小于工作装置实际重量G_实际的b倍，如果小于说明工作装置已经触桩夯击完毕，输出控制信号，使卷扬滚筒制动油缸制动，防止钢丝绳过放；

步骤7、通过深度检测装置检测并保存当前工作装置离地高度h'；将h‐h'即为当次夯冲贯入度；判断h‐h'是否大于X，如果小于或等于X则有可能此高度下夯冲难以继续或者夯冲过程中遇到石块等偶然原因，在此种情况下再循环夯冲N次，如果h‐h'仍小于或等于X，则输出控制信号，使卷扬离合器闭合、卷扬滚筒制动油缸制动，并发出警报，结束；如果大于X则继续往下运行，循环至步骤3。