[发明专利]自由下放卷扬自动连续夯冲控制系统及方法

说明书

本发明公开了一种自由下放卷扬自动连续夯冲控制系统及方法，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。本发明可满足不同的工程施工需求；自动连续夯冲作业时，能有效防止钢丝绳过放和过载，保证工作装置自由下放落地后再制动，防止钢丝绳崩断；有效提高了机械的安全性能与施工效率和质量，降低工人劳动强度。

技术领域

本发明涉及机电液一体化控制领域，更具体地，涉及一种基础工程装备自由下放卷扬自动连续夯冲控制系统及方法。

背景技术

在基础施工领域，基础工程装备通过卷扬吊载工装装置进行连续夯击加固地基或连续冲抓成孔作业，主要有两种实现方式：1.卷扬提升工作装置至一定高度后，通过脱钩装置将工作装置与钢丝绳分离，工作装置自由落体夯击或冲抓；2.利用带自由下放功能的卷扬提升工作装置至一定高度，卷扬离合、刹车打开，重力作用下工作装置拖拽钢丝绳一同快速下放，进行夯击或冲抓作业。

上述方式1需要人工复位脱钩器、挂工作装置，导致施工不连续、效率较低，工人操作强度大，施工安全性差。该种方式趋于淘汰。方式2利用装配带自由下放功能卷扬的桩架或起重机等作为主机，利用卷扬的自由下放功能实现工作装置与钢丝绳不分离夯冲作业。如图1所示，操作手操作带自由下放功能的卷扬1动作，通过钢丝绳4经过渡滑轮2和鹅头3(即顶部滑轮组部件)吊载工作装置5至一定高度，再操作带自由下放功能的卷扬1处于自由下放状态，在重力作用下工作装置5拖拽钢丝绳4一同快速下放，进行工作装置或冲抓作业。工作装置落地后，操作手控制带自由下放功能的卷扬1刹车制动，防止钢丝绳乱绳。再控制卷扬1处于正常状态上提，依次往复循环作业。相对方式1大大提高施工效率和灵活性，降低施工成本，目前已广泛应用。但是存在两个显著问题：1、上述操作指令全部由操作手给出，工作装置落地瞬间，如果操作手刹车制动不及时，惯性作用导致钢丝绳过放乱绳。如果刹车制动过早，工作装置还没有完全落地则会导致钢丝绳崩断或机身倾覆；2、夯冲作业中特别是夯击加固地基工程，对夯锤重量、夯击高度和夯击能均有明确要求，仅仅依靠操作手的主观判断难以保证施工质量要求；2.连续夯冲作业时，操作手手动循环操作，工作强度大。

经检索发现，申请号201320630437.4授权公告号CN203475410U的中国实用新型专利公开了一种全自动重夯机，采用卷扬机提升夯锤，在离合器控制电路中并联有时间继电器，通过时间控制提锤高度，在一定程度上提高了施工效率，然而采用时间控制夯锤动作，难以精确化控制，会出现钢丝绳过放乱绳等问题，并且其模式单一，难以适应不同的施工要求。

发明内容

针对上述问题，本发明提供一种自由下放卷扬自动连续夯冲控制系统及方法，具有手动控制，以及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模式，可满足不同的工程施工需求；自动连续夯冲作业时，能有效防止钢丝绳过放和过载，保证工作装置自由下放落地后再制动，防止钢丝绳崩断；有效提高了机械的安全性能与施工效率和质量，降低工人劳动强度。

本发明的技术方案如下：

一种自由下放卷扬自动连续夯冲控制系统，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，可满足不同的工程施工需求；