鉆臂控制系統(tǒng)及鉆裝的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種鉆臂控制系統(tǒng)及鉆裝機。該鉆臂控制系統(tǒng)包括用于驅(qū)動鉆臂的液壓系統(tǒng)，還包括操控單元和鉆臂控制裝置，所述操控單元用于向所述鉆臂控制裝置發(fā)送第一操控信息或者第二操控信息，所述鉆臂控制裝置包括第一控制處理單元和第二控制處理單元，其中：所述第一控制處理單元用于根據(jù)所述第一操控信息，控制所述液壓系統(tǒng)處于第一狀態(tài)，第二控制處理單元用于根據(jù)所述第二操控信息，控制所述液壓系統(tǒng)處于第二狀態(tài)，鉆臂在所述液壓系統(tǒng)處于第一狀態(tài)時的移動速度大于在所述液壓系統(tǒng)處于第二狀態(tài)時的移動速度。實施本發(fā)明，可以同時兼顧鉆臂快速移動和慢速準確定位的需要，進而能夠在減少操作員勞動強度的同時，提高鉆裝機的鉆孔效率和質(zhì)量。
【專利說明】鉆臂彳￡制系統(tǒng)及鉆裝機

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及鉆裝機【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種鉆裝機及鉆臂控制系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]鉆裝機是一種集裝運、鉆孔功能于一體的礦用機械。典型的鉆裝機一般包括履帶行走裝置、履帶行走裝置上安裝有扒裝組件和鉆孔組件，鉆孔組件如鉆臂等用于在鉆裝機液壓系統(tǒng)的作用下在煤巖中打孔鉆進，扒裝組件用于裝運切割下的煤巖。在工作過程中，鉆臂能夠借助鉆臂油缸或者馬達實現(xiàn)多個自由度運動，例如升降動作、俯仰動作、前后移動、回轉(zhuǎn)動作和翻轉(zhuǎn)等動作，以適應(yīng)不同復雜條件下的鉆孔需要；扒裝組件能夠借助油缸或者馬達實現(xiàn)小臂動作、挖斗動作、一運(第一運輸機)動作和大臂動作等。
[0003]目前，鉆裝機的操縱一般采用手動方式，即在鉆孔作業(yè)過程中，操作員手動操控控制手柄，通過人眼和經(jīng)驗判斷、控制鉆裝機的鉆臂的位置，由于井下工況惡劣，粉塵較大，光線較差，鉆臂移動及鉆孔位置難以精確控制和判斷，不僅勞動強度大、有害健康，而且造成鉆孔效率和質(zhì)量低下。
[0004]因此，如何針對現(xiàn)有的技術(shù)的上述不足和缺陷進行改進，是本領(lǐng)域技術(shù)人員亟待解決的技術(shù)問題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]有鑒于此，本發(fā)明旨在提供一種鉆臂控制系統(tǒng)以及一種鉆裝機，以同時兼顧鉆臂快速移動和(慢速)準確定位的需要，進而能夠在有效減少鉆裝機操作員勞動強度的同時，提高鉆裝機的鉆孔效率和質(zhì)量。
[0006]具體地，該鉆臂控制系統(tǒng)包括用于驅(qū)動鉆臂的液壓系統(tǒng)，還包括操控單元和鉆臂控制裝置，所述操控單元用于向所述鉆臂控制裝置發(fā)送第一操控信息或者第二操控信息，所述鉆臂控制裝置包括第一控制處理單元和第二控制處理單元，其中:所述第一控制處理單元用于根據(jù)所述第一操控信息，控制所述液壓系統(tǒng)處于第一狀態(tài)，第二控制處理單元用于根據(jù)所述第二操控信息，控制所述液壓系統(tǒng)處于第二狀態(tài)，鉆臂在所述液壓系統(tǒng)處于第一狀態(tài)時的移動速度大于在所述液壓系統(tǒng)處于第二狀態(tài)時的移動速度；或者，所述液壓系統(tǒng)包括第一液壓系統(tǒng)和第二液壓系統(tǒng)，所述第一控制處理單元用于根據(jù)所述第一操控信息，控制所述第一液壓系統(tǒng)驅(qū)動鉆臂，第二控制處理單元用于根據(jù)所述第二操控信息，控制所述第二液壓系統(tǒng)驅(qū)動鉆臂，鉆臂在由所述第一液壓系統(tǒng)驅(qū)動時的移動速度大于由所述第二液壓系統(tǒng)驅(qū)動時的移動速度。
[0007]進一步地，所述操控單元為電液控制手柄或者比例控制手柄。
[0008]進一步地，所述操控單元和所述鉆臂控制裝置之間通過CAN總線進行通信。
[0009]進一步地，所述鉆臂控制系統(tǒng)還包括設(shè)置于鉆臂滑架上的用于指示鉆孔位置的激光儀。
[0010]進一步地，所述液壓系統(tǒng)包括油泵、鉆臂油缸以及設(shè)于所述油泵與所述鉆臂油缸之間的電磁比例閥，所述第一控制處理單元用于根據(jù)所述第一操控信息控制所述電磁比例閥處于第一得電狀態(tài)，所述第二控制處理單元用于根據(jù)所述第二操控信息控制所述電磁比例閥處于第二得電狀態(tài)，所述第一得電狀態(tài)和所述第二得電狀態(tài)分別與所述第一狀態(tài)和所述第二狀態(tài)相對應(yīng)。
[0011 ] 進一步地，所述鉆臂控制裝置設(shè)有PWM接口，所述鉆臂控制裝置通過PWM接口和所述電磁比例閥的電磁線圈相連。
[0012]進一步地，所述操控單元包括獲取模塊、判斷模塊和處理模塊，所述獲取模塊用于獲取鉆臂與目標鉆孔點的距離，所述判斷模塊用于判斷所述距離是否大于預定值，所述處理模塊用于在所述距離大于所述預定值時向所述鉆臂控制裝置發(fā)送所述第一操控信息，以及用于在所述距離小于所述預定值時向所述鉆臂控制裝置發(fā)送所述第二操控信息。
[0013]另外，在本發(fā)明提供的鉆裝機上，設(shè)置有上述任一項所述的鉆臂控制系統(tǒng)。
[0014]進一步地，所述鉆裝機為單臂鉆裝機或者雙臂鉆裝機。
[0015]進一步地，所述鉆裝機為三臂鉆裝機或者四臂鉆裝機。
[0016]采用本發(fā)明的技術(shù)方案時，在作業(yè)過程中，對于單液壓系統(tǒng)的情形，當鉆臂距離目標鉆孔點較遠時，操控單元向鉆臂控制裝置發(fā)送第一操控信息(快速操控信息)，鉆臂控制裝置的第一控制處理單元根據(jù)該第一操控信息控制液壓系統(tǒng)處于第一狀態(tài)，使鉆臂以較快的速度向目標鉆孔點移動，當鉆臂距離目標鉆孔點較近時，操控單元向鉆臂控制裝置發(fā)送第二操控信息(慢速操控信息)，鉆臂控制裝置的第二控制處理單元根據(jù)該第二操控信息控制液壓系統(tǒng)處于第二狀態(tài)，使鉆臂以較慢的速度向目標鉆孔點移動，以便于準確定位；對于雙液壓系統(tǒng)的情形，當鉆臂距離目標鉆孔點較遠時，鉆臂控制裝置的第一控制處理單元根據(jù)該第一操控信息控制第一液壓系統(tǒng)驅(qū)動鉆臂，使鉆臂以較快的速度向目標鉆孔點移動，當鉆臂距離目標鉆孔點較近時，鉆臂控制裝置的第二控制處理單元根據(jù)該第二操控信息控制第二液壓系統(tǒng)驅(qū)動鉆臂，使鉆臂以較慢的速度向目標鉆孔點移動，以便于準確定位。由此可知，實施本發(fā)明的技術(shù)方案，可以同時兼顧鉆臂快速移動和(慢速)準確定位的需要，即可以滿足快速粗調(diào)和慢速精確微調(diào)的需要，進而能夠在有效減少鉆裝機操作員勞動強度的同時，提高鉆裝機的鉆孔效率和質(zhì)量。
[0017]本發(fā)明的更多特點和優(yōu)勢將在之后的【具體實施方式】予以說明。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]構(gòu)成本發(fā)明的一部分的附圖用來提供對本發(fā)明的進一步理解，本發(fā)明的示意性實施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對本發(fā)明的不當限定。在附圖中:
[0019]圖1為本發(fā)明實施例的鉆臂控制系統(tǒng)的原理框圖；
[0020]圖2為圖1中鉆臂控制裝置的結(jié)構(gòu)框圖；
[0021]圖3為圖1所示鉆臂控制系統(tǒng)的一些組成部分在鉆裝機上的布置結(jié)構(gòu)示意圖。
[0022]圖中標號說明:
[0023]I激光指向儀
[0024]2電液控制手柄
[0025]3液壓系統(tǒng)
[0026]4鉆臂控制裝置
[0027]31電磁比例閥
[0028]41第一控制處理單元
[0029]42第二控制處理單元

【具體實施方式】
[0030]應(yīng)當指出，本部分中對具體結(jié)構(gòu)的描述及描述順序僅是對具體實施例的說明，不應(yīng)視為對本發(fā)明的保護范圍有任何限制作用。此外，在不沖突的情形下，本部分中的實施例以及實施例中的特征可以相互組合。
[0031]請同時參考圖1至圖3，下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明實施例作詳細說明。
[0032]結(jié)合圖1所示，該實施例的鉆臂控制系統(tǒng)可以包括操控單元、鉆臂控制裝置4以及用于驅(qū)動鉆臂的液壓系統(tǒng)3。
[0033]其中，操控單元具體為電液操控手柄2，電液操控手柄2用于供操作員進行操控，可以根據(jù)操作員的快速操控信號輸出第一操控信息或者根據(jù)操作員的慢速操控信號輸出第二操控信息，并將第一操控信息或者第二操控信息發(fā)送給鉆臂控制裝置4。
[0034]鉆臂控制裝置4可以包括第一控制處理單元41和第二控制處理單元42，其中，第一控制處理單元41用于根據(jù)來自于電液操控手柄2的第一操控信息控制液壓系統(tǒng)3處于第一狀態(tài)，第二控制處理單元用于根據(jù)來自于電液操控手柄2的第二操控信息控制液壓系統(tǒng)3處于第二狀態(tài)，鉆臂在液壓系統(tǒng)3處于第一狀態(tài)時的移動速度比在液壓系統(tǒng)3處于第二狀態(tài)時的移動速度大預定值。
[0035]需要說明的是，在鉆裝機中，鉆臂的各種動作通常借助多個鉆臂油缸或者馬達等液壓元件實現(xiàn)，而鉆臂油缸或者馬達的狀態(tài)和液壓系統(tǒng)中對應(yīng)的電磁比例閥31的狀態(tài)一一對應(yīng)，具體地，液壓系統(tǒng)3通常包括油泵、鉆臂油缸以及設(shè)于油泵與鉆臂油缸之間的電磁比例閥，通過控制電磁比例閥的得電狀態(tài)可以調(diào)整油泵向鉆臂油缸的供油速度，進而可以控制鉆臂油缸的狀態(tài)，因而，第一控制處理單元41和第二控制處理單元42均可以通過控制電磁比例閥31的得電狀態(tài)來調(diào)整鉆臂的狀態(tài)，例如，第一控制處理單元可以根據(jù)第一操控信息控制電磁比例閥31處于第一得電狀態(tài)，第二控制處理單元可以根據(jù)第二操控信息控制電磁比例閥31處于第二得電狀態(tài)，電磁比例閥31的第一得電狀態(tài)和第二得電狀態(tài)分別和液壓系統(tǒng)3的第一狀態(tài)和第二狀態(tài)相對應(yīng)；另外，圖3所示的鉆裝機僅是一種示例說明，有關(guān)鉆裝機的具體結(jié)構(gòu)，如鉆臂、鉆臂油缸、電液控制手柄2、液壓系統(tǒng)3和鉆臂滑架等組成部分的結(jié)構(gòu)和具體設(shè)置方式可參考現(xiàn)有技術(shù)的相關(guān)描述，在此不再展開。
[0036]在工作過程中，操作員可以手動操控電液控制手柄2，當鉆臂距離目標鉆孔點較遠時，操作員可以快速操控電液操控手柄2，進而電液操控手柄2向鉆臂控制裝置4發(fā)送第一操控信息(快速操控信息)，鉆臂控制裝置4的第一控制處理單元41根據(jù)該第一操控信息控制液壓系統(tǒng)3處于第一狀態(tài)，使鉆臂以較快的速度向目標鉆孔點移動，當鉆臂距離目標鉆孔點較近時，操作員可以慢速操控電液操控手柄2，進而電液操控手柄2向鉆臂控制裝置4發(fā)送第二操控信息(慢速操控信息)，鉆臂控制裝置4的第二控制處理單元42根據(jù)該第二操控信息控制液壓系統(tǒng)處于第二狀態(tài)，使鉆臂以較慢的速度向目標鉆孔點移動，以便于準確定位。由此可知，與現(xiàn)有技術(shù)相比，上述實施例的鉆臂控制系統(tǒng)可以同時兼顧鉆臂快速移動和慢速準確定位的需要，即可以滿足快速粗調(diào)和慢速精確微調(diào)的需要，進而能夠在有效減少鉆裝機操作員勞動強度的同時，提高鉆裝機的鉆孔效率和質(zhì)量。
[0037]結(jié)合圖1所示，在具體實施過程中，鉆臂控制裝置4和電液控制手柄2之間可以通過CAN(ControIIer Area Network，控制器局域網(wǎng))總線實現(xiàn)通信，以保證傳輸?shù)姆€(wěn)定性和抗干擾性。鉆臂控制裝置4上可以設(shè)置有PWM(Pulse Width Modulat1n，脈寬調(diào)制)接口，鉆臂控制裝置4可以通過該PWM接口和液壓系統(tǒng)3的電磁比例閥31的電磁線圈相連，即鉆臂控制裝置4通過PWM的方式驅(qū)動電磁比例閥31，這樣能夠提高電磁比例閥31的控制精度和穩(wěn)定性。
[0038]此外，為了直觀呈現(xiàn)鉆臂當前位置和目標鉆孔點的位置差距，上述實施例的鉆臂控制系統(tǒng)還可以包括設(shè)置于鉆臂滑架上的激光儀，該激光儀用于指示鉆孔位置，以指引操作員控制鉆臂準確移動，進一步提高了作業(yè)效率和質(zhì)量。
[0039]需要說明的是，上述實施例中，操控單元為電液控制手柄，但在其他實施例中，操控單元可以采用比例控制手柄。另外，操控單元也可以包括獲取模塊、判斷模塊和處理模塊，其中，獲取模塊用于獲取鉆臂與目標鉆孔點的距離，判斷模塊用于判斷所述距離是否大于預定值，處理模塊用于在所述距離大于所述預定值時向鉆臂控制裝置4發(fā)送第一操控信息，以及用于在所述距離小于所述預定值時向鉆臂控制裝置4發(fā)送第二操控信；采用這種方案后，能夠?qū)崿F(xiàn)鉆臂快慢移動的自動選擇，進一步提高了作業(yè)效率和質(zhì)量。
[0040]需要說明的是，前述各種實施例中，鉆臂控制裝置4的第一控制處理單元41和第二控制處理單元42分別控制液壓系統(tǒng)3處于第一狀態(tài)和第二狀態(tài)，但在其他實施例中，并不受限于此，例如，液壓系統(tǒng)3也可以包括第一液壓系統(tǒng)和第二液壓系統(tǒng)，第一控制處理單元可以根據(jù)來自于操控單元的第一操控信息控制第一液壓系統(tǒng)驅(qū)動鉆臂，第二控制處理單元可以根據(jù)來自于操控單元的第二操控信息控制第二液壓系統(tǒng)驅(qū)動鉆臂，鉆臂在由第一液壓系統(tǒng)驅(qū)動時的移動速度比由第二液壓系統(tǒng)驅(qū)動時的移動速度大預定值。結(jié)合前述可知，采用這種方案也能實現(xiàn)相應(yīng)的技術(shù)效果。
[0041]本發(fā)明其他實施例還提供了一種鉆裝機，如單臂鉆裝機、雙臂鉆裝機、三臂鉆裝機或者四臂鉆裝機等，該鉆裝機上設(shè)置有上述實施例所述的鉆臂控制系統(tǒng)，由于上述的鉆臂控制系統(tǒng)具有上述技術(shù)效果，因此，該鉆裝機也應(yīng)具備相應(yīng)的技術(shù)效果，其相應(yīng)部分的具體實施過程與上述實施例類似，其他部分的具體實施過程可參見現(xiàn)有技術(shù)的相關(guān)描述，茲不贅述。
[0042]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種鉆臂控制系統(tǒng)，包括用于驅(qū)動鉆臂的液壓系統(tǒng)，其特征在于，還包括操控單元和鉆臂控制裝置，所述操控單元用于向所述鉆臂控制裝置發(fā)送第一操控信息或者第二操控信息，所述鉆臂控制裝置包括第一控制處理單元和第二控制處理單元，其中: 所述第一控制處理單元用于根據(jù)所述第一操控信息，控制所述液壓系統(tǒng)處于第一狀態(tài)，第二控制處理單元用于根據(jù)所述第二操控信息，控制所述液壓系統(tǒng)處于第二狀態(tài)，鉆臂在所述液壓系統(tǒng)處于第一狀態(tài)時的移動速度大于在所述液壓系統(tǒng)處于第二狀態(tài)時的移動速度；或者 所述液壓系統(tǒng)包括第一液壓系統(tǒng)和第二液壓系統(tǒng)，所述第一控制處理單元用于根據(jù)所述第一操控信息，控制所述第一液壓系統(tǒng)驅(qū)動鉆臂，第二控制處理單元用于根據(jù)所述第二操控信息，控制所述第二液壓系統(tǒng)驅(qū)動鉆臂，鉆臂在由所述第一液壓系統(tǒng)驅(qū)動時的移動速度大于由所述第二液壓系統(tǒng)驅(qū)動時的移動速度。
2.如權(quán)利要求1所述的鉆臂控制系統(tǒng)，其特征在于，所述操控單元為電液控制手柄或者比例控制手柄。
3.如權(quán)利要求2所述的鉆臂控制系統(tǒng)，其特征在于，所述操控單元和所述鉆臂控制裝置之間通過CAN總線進行通信。
4.如權(quán)利要求1所述的鉆臂控制系統(tǒng)，其特征在于，所述鉆臂控制系統(tǒng)還包括設(shè)置于鉆臂滑架上的用于指示鉆孔位置的激光儀。
5.如權(quán)利要求3所述的鉆臂控制系統(tǒng)，其特征在于，所述液壓系統(tǒng)包括油泵、鉆臂油缸以及設(shè)于所述油泵與所述鉆臂油缸之間的電磁比例閥，所述第一控制處理單元用于根據(jù)所述第一操控信息控制所述電磁比例閥處于第一得電狀態(tài)，所述第二控制處理單元用于根據(jù)所述第二操控信息控制所述電磁比例閥處于第二得電狀態(tài)，所述第一得電狀態(tài)和所述第二得電狀態(tài)分別與所述第一狀態(tài)和所述第二狀態(tài)相對應(yīng)。
6.如權(quán)利要求5所述的鉆臂控制系統(tǒng)，其特征在于，所述鉆臂控制裝置設(shè)有PWM接口，所述鉆臂控制裝置通過PWM接口和所述電磁比例閥的電磁線圈相連。
7.如權(quán)利要求1所述的鉆臂控制系統(tǒng)，其特征在于，所述操控單元包括獲取模塊、判斷模塊和處理模塊，所述獲取模塊用于獲取鉆臂與目標鉆孔點的距離，所述判斷模塊用于判斷所述距離是否大于預定值，所述處理模塊用于在所述距離大于所述預定值時向所述鉆臂控制裝置發(fā)送所述第一操控信息，以及用于在所述距離小于所述預定值時向所述鉆臂控制裝置發(fā)送所述第二操控信息。
8.一種鉆裝機，其特征在于，所述鉆裝機上設(shè)置有權(quán)利要求1至7任一項所述的鉆臂控制系統(tǒng)。
9.如權(quán)利要求8所述的鉆裝機，其特征在于，所述鉆裝機為單臂鉆裝機或者雙臂鉆裝機。
10.如權(quán)利要求8所述的鉆裝機，其特征在于，所述鉆裝機為三臂鉆裝機或者四臂鉆裝機。
【文檔編號】E21B44/00GK104453844SQ201410649677
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年11月14日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月14日
【發(fā)明者】楊潔, 付曉 申請人:三一重型裝備有限公司