一種連續(xù)墻抓斗雙卷?yè)P(yáng)控制系統(tǒng)及其控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種工程機(jī)械的卷?yè)P(yáng)控制系統(tǒng)，具體是一種連續(xù)墻抓斗雙卷?yè)P(yáng)控制系統(tǒng)及控制方法，屬于連續(xù)墻抓斗卷?yè)P(yáng)控制技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]連續(xù)墻抓斗是一種適合于建筑基礎(chǔ)工程混凝土灌注粧、地基成槽作業(yè)的施工機(jī)械，已被廣泛用于江河、湖泊、水庫(kù)的防滲，港口、船塢和污水處理廠的建設(shè)以及高層建筑的地下室、地下停車場(chǎng)、地鐵以及大橋建設(shè)等基礎(chǔ)的施工。
[0003]連續(xù)墻抓斗的雙卷?yè)P(yáng)控制對(duì)機(jī)器的正常施工十分重要，機(jī)器在作業(yè)期間，前、后卷?yè)P(yáng)始終通過(guò)鋼絲繩與抓斗連接在一起，其操作十分頻繁。目前，雙卷?yè)P(yáng)控制一般是通過(guò)安裝于卷?yè)P(yáng)端部的接近開關(guān)或編碼器，采集卷?yè)P(yáng)鋼絲繩的長(zhǎng)度信號(hào)，并進(jìn)行控制。但在實(shí)際施工過(guò)程中，因工況惡劣，振動(dòng)大，接近開關(guān)或編碼器故障率高，雙卷?yè)P(yáng)同步性不好，兩個(gè)卷?yè)P(yáng)鋼絲繩的測(cè)量誤差較大，測(cè)量精度低，使用一段時(shí)間后誤差會(huì)增大。此外，現(xiàn)有的雙卷?yè)P(yáng)控制沒有考慮如自由落鉤等附加功能的應(yīng)用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題，本發(fā)明提供一種連續(xù)墻抓斗雙卷?yè)P(yáng)控制系統(tǒng)，能解決連續(xù)墻抓斗的雙卷?yè)P(yáng)同步精度控制問(wèn)題，操作更加方便、靈活，可提高施工安全性，實(shí)現(xiàn)自由落鉤等附加功能的應(yīng)用。提供的控制方法，可使前后卷?yè)P(yáng)控制同步性好，可靠、精度尚O
[0005]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的一種連續(xù)墻抓斗雙卷?yè)P(yáng)控制系統(tǒng)，包括電源開關(guān)、蓄電池、電氣手柄、卷?yè)P(yáng)手動(dòng)/自動(dòng)切換開關(guān)、前/后卷?yè)P(yáng)切換開關(guān)、卷?yè)P(yáng)提升限位開關(guān)、銷軸傳感器、顯示器、前馬達(dá)測(cè)速傳感器、后馬達(dá)測(cè)速傳感器、控制器、前卷?yè)P(yáng)升電磁閥、前卷?yè)P(yáng)降電磁閥、后卷?yè)P(yáng)升電磁閥、后卷?yè)P(yáng)降電磁閥、前卷?yè)P(yáng)制動(dòng)電磁閥和后卷?yè)P(yáng)制動(dòng)電磁閥，
[0006]所述蓄電池的負(fù)極通過(guò)電源開關(guān)接地，蓄電池的正極連接控制器的電源端，蓄電池的正極同時(shí)連接卷?yè)P(yáng)手動(dòng)/自動(dòng)切換開關(guān)、前/后卷?yè)P(yáng)切換開關(guān)、卷?yè)P(yáng)提升限位開關(guān)的一端，蓄電池的正極還同時(shí)連接銷軸傳感器、顯示器、前、后馬達(dá)測(cè)速傳感器、的電源端；所述電氣手柄的E、E端、銷軸傳感器的接地端與控制器的模擬地端口對(duì)應(yīng)連接，電氣手柄的S、S信號(hào)端、銷軸傳感器的信號(hào)端與控制器的Al輸入端口對(duì)應(yīng)連接；所述卷?yè)P(yáng)手動(dòng)/自動(dòng)切換開關(guān)、前/后卷?yè)P(yáng)切換開關(guān)、卷?yè)P(yáng)提升限位開關(guān)的另一端分別連接控制器的DI輸入端；顯示器的CAN總線端口分別連接到控制器的CAN總線端口 ；前、后馬達(dá)測(cè)速傳感器、的信號(hào)端分別連接控制器的PI輸入端；控制器的四個(gè)PWM輸出端分別與前卷?yè)P(yáng)升電磁閥、前卷?yè)P(yáng)降電磁閥、后卷?yè)P(yáng)升電磁閥、后卷?yè)P(yáng)降電磁閥對(duì)應(yīng)連接；控制器的兩個(gè)DO輸出端分別與前卷?yè)P(yáng)制動(dòng)電磁閥、后卷?yè)P(yáng)制動(dòng)電磁閥對(duì)應(yīng)連接；顯示器、前、后馬達(dá)測(cè)速傳感器、的接地端接地；觸底指示燈的另一端、各個(gè)電磁閥的另一端、控制器的接地端分別接地。
[0007]優(yōu)選地，所述控制器采用TTC控制器。
[0008]進(jìn)一步，還包括自由落鉤升降電磁閥和自由落鉤制動(dòng)電磁閥，所述自由落鉤升降電磁閥的一端和自由落鉤制動(dòng)電磁閥的一端與控制器的兩個(gè)DO輸出端對(duì)應(yīng)連接，自由落鉤升降電磁閥的另一端和自由落鉤制動(dòng)電磁閥的另一端接地；所述顯示器上設(shè)有用于控制自由落鉤模式工作的自由鉤模式按鈕。
[0009]進(jìn)一步，還包括第一終端電阻和第二終端電阻，所述第一終端電阻和第二終端電阻并聯(lián)，并連接在顯示器的CAN總線端口與控制器的CAN總線端口之間。
[0010]進(jìn)一步，還包括觸底指示燈，所述觸底指示燈的一端與控制器的一個(gè)DO輸出端連接；觸底指示燈的另一端接地。
[0011 ] 優(yōu)選地，所述電氣手柄為雙軸電位計(jì)式手柄。
[0012]一種連續(xù)墻抓斗雙卷?yè)P(yáng)控制系統(tǒng)的控制方法，前、后卷?yè)P(yáng)通過(guò)鋼絲繩與抓斗連接，其控制方法如下:
[0013]利用前馬達(dá)測(cè)速傳感器、后馬達(dá)測(cè)速傳感器獲取與前、后卷?yè)P(yáng)連接鋼絲繩的行程信息；
[0014]前后操作電氣手柄同時(shí)控制前、后卷?yè)P(yáng)動(dòng)作，控制器根據(jù)所測(cè)鋼絲繩行程，輸出相應(yīng)的比例信號(hào)控制前卷?yè)P(yáng)升電磁閥和后卷?yè)P(yáng)升電磁閥或前卷?yè)P(yáng)降電磁閥和后卷?yè)P(yáng)降電磁閥，前、后卷?yè)P(yáng)制動(dòng)電磁閥得電，打開前、后卷?yè)P(yáng)制動(dòng)器，兩個(gè)鋼絲繩行程保持一致，前、后卷?yè)P(yáng)同步提升。
[0015]優(yōu)選地，通過(guò)前后操作電氣手柄控制卷?yè)P(yáng)的升降，利用卷?yè)P(yáng)手動(dòng)/自動(dòng)切換開關(guān)的通斷控制卷?yè)P(yáng)手動(dòng)或自動(dòng)控制狀態(tài)的轉(zhuǎn)換；
[0016]當(dāng)卷?yè)P(yáng)手動(dòng)/自動(dòng)切換開關(guān)斷開時(shí)，卷?yè)P(yáng)為自動(dòng)控制狀態(tài)，前后操作電氣手柄將控制前、后卷?yè)P(yáng)同步動(dòng)作，向后或向前操作電氣手柄時(shí)，控制器接收到信號(hào)，并根據(jù)前馬達(dá)測(cè)速傳感器、后馬達(dá)測(cè)速傳感器所測(cè)得的鋼絲繩行程，閉環(huán)調(diào)節(jié)輸出相應(yīng)的比例信號(hào)控制前、后卷?yè)P(yáng)升電磁閥或前、后卷?yè)P(yáng)降電磁閥，輸出電流的大小取決于電氣手柄操作的幅度，同時(shí)使前、后卷?yè)P(yáng)制動(dòng)電磁閥得電，打開前、后卷?yè)P(yáng)制動(dòng)器，前、后卷?yè)P(yáng)同步提升或下降；當(dāng)電氣手柄停止前后操作回到中位時(shí)，控制器控制前、后卷?yè)P(yáng)制動(dòng)電磁閥延時(shí)失電；
[0017]當(dāng)卷?yè)P(yáng)手動(dòng)/自動(dòng)切換開關(guān)閉合時(shí)，卷?yè)P(yáng)為手動(dòng)控制狀態(tài)；根據(jù)前/后卷?yè)P(yáng)切換開關(guān)的狀態(tài)，前后操作電氣手柄將單獨(dú)控制前卷?yè)P(yáng)或后卷?yè)P(yáng)動(dòng)作，當(dāng)前/后卷?yè)P(yáng)切換開關(guān)斷開時(shí)，操作電氣手柄，前卷?yè)P(yáng)動(dòng)作；前/后卷?yè)P(yáng)切換開關(guān)閉合時(shí)，操作電氣手柄，后卷?yè)P(yáng)動(dòng)作；卷?yè)P(yáng)提升限位開關(guān)用于限制卷?yè)P(yáng)提升的最高點(diǎn)，保證施工安全。
[0018]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明系統(tǒng)和方法采用前后卷?yè)P(yáng)的兩個(gè)馬達(dá)測(cè)速傳感器進(jìn)行鋼絲繩的長(zhǎng)度測(cè)量，精度高，可靠性高，連續(xù)墻抓斗的雙卷?yè)P(yáng)控制同步性好。而卷?yè)P(yáng)手動(dòng)/自動(dòng)切換功能可使操作更加方便、靈活，卷?yè)P(yáng)提升限位、觸底保護(hù)及報(bào)警功能等提高了施工的安全性。此外，增加了附加的自由落鉤功能，提高了連續(xù)墻抓斗施工的適應(yīng)性，提高了施工效率。卷?yè)P(yáng)及自由落鉤制動(dòng)控制減少了制動(dòng)對(duì)液壓系統(tǒng)的沖擊，保證了制動(dòng)的平穩(wěn)。
【附圖說(shuō)明】
[0019]圖1為本發(fā)明的電路結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]圖中:1、電源開關(guān)，2、蓄電池，3、電氣手柄，4、卷?yè)P(yáng)手動(dòng)/自動(dòng)切換開關(guān)，5、前/后卷?yè)P(yáng)切換開關(guān)，6、卷?yè)P(yáng)提升限位開關(guān)，7、銷軸傳感器，8、顯示器，9、第一終端電阻，10、第二終端電阻，11、前馬達(dá)測(cè)速傳感器，12、后馬達(dá)測(cè)速傳感器，13、控制器，14、觸底指示燈，15、前卷?yè)P(yáng)升電磁閥，16、前卷?yè)P(yáng)降電磁閥，17、后卷?yè)P(yáng)升電磁閥，18、后卷?yè)P(yáng)降電磁閥，19、前卷?yè)P(yáng)制動(dòng)電磁閥，20、后卷?yè)P(yáng)制動(dòng)電磁閥，21、自由落鉤升降電磁閥，22、自由落鉤制動(dòng)電磁閥。
【具體實(shí)施方式】
[0021]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。
[0022]如圖1所示，一種連續(xù)墻抓斗雙卷?yè)P(yáng)控制系統(tǒng)，包括電源開關(guān)1、蓄電池2、電氣手柄3、卷?yè)P(yáng)手動(dòng)/自動(dòng)切換開關(guān)4、前/后卷?yè)P(yáng)切換開關(guān)5、卷?yè)P(yáng)提升限位開關(guān)6、銷軸傳感器7、顯示器8、前馬達(dá)測(cè)速傳感器11、后馬達(dá)測(cè)速傳感器12、控制器13、前卷?yè)P(yáng)升電磁閥15、前卷?yè)P(yáng)降電磁閥16、后卷?yè)P(yáng)升電磁閥17、后卷?yè)P(yáng)降電磁閥18、前卷?yè)P(yáng)制動(dòng)電磁閥19和后卷?yè)P(yáng)制動(dòng)電磁閥20，
[0023]所述蓄電池2的負(fù)極通過(guò)電源開關(guān)I接地，蓄電池2的正極連接控制器13的電源端，蓄電池2的正極同時(shí)連接卷?yè)P(yáng)手動(dòng)/自動(dòng)切換開關(guān)4、前/后卷?yè)P(yáng)切換開關(guān)5、卷?yè)P(yáng)提升限位開關(guān)6的一端，蓄電池2的正極還同時(shí)連接銷軸傳感器7、顯示器8、前、后馬達(dá)測(cè)速傳感器11、12的電源端；所述電氣手柄3的E1、E2端、銷軸傳感器7的接地端與控制器13的模擬地端口對(duì)應(yīng)連接，電氣手柄3的S1、S2信號(hào)端、銷軸傳感器7的信號(hào)端與控制器13的Al輸入端口對(duì)應(yīng)連接；所述卷?yè)P(yáng)手動(dòng)/自動(dòng)切換開關(guān)4、前/后卷?yè)P(yáng)切換開關(guān)5、卷?yè)P(yáng)提升限位開關(guān)6的另一端分別連接控制器13的DI輸入端；顯示器8的CAN總線端口分別連接到控制器13的CAN總線端口 ；前、后馬達(dá)測(cè)速傳感器11、12的信號(hào)端分別連接控制器13的PI輸入端；控制器13的四個(gè)PffM輸出端分別與前卷?yè)P(yáng)升電磁閥15、前卷?yè)P(yáng)降電磁閥16、后卷?yè)P(yáng)升電磁閥17、后卷?yè)P(yáng)降電磁閥18對(duì)應(yīng)連接；控制器13的兩個(gè)DO輸出端分別與前卷?yè)P(yáng)制動(dòng)電磁閥19、后卷?yè)P(yáng)制動(dòng)電磁閥20對(duì)應(yīng)連接；顯示器8、前、后馬達(dá)測(cè)速傳感器11、12的接地端接地；觸底指示燈14的另一端、各個(gè)電磁閥的另一端、控制器13的接地端分別接地。
[0024]優(yōu)選地，所述控制器13采用TTC60控制器。此時(shí)，如圖1所示，控制器13的端口133、134、137、138與電氣手柄3的E1、E2、S1、S2端對(duì)應(yīng)連接，控制器13的端口 152、133與銷軸傳感器7的接地端(端口 2)、信號(hào)端(端口 3)對(duì)應(yīng)連接；控制器13的端口 253、260、254與卷?yè)P(yáng)手動(dòng)/自動(dòng)切換開關(guān)4、前/后卷?yè)P(yáng)切換開關(guān)5、卷?yè)P(yáng)提升限位開關(guān)6對(duì)應(yīng)連接；控制器13的274、267、275、268端與前馬達(dá)測(cè)速傳感器11的端口 2、3、后馬達(dá)測(cè)速傳感器12的端口 2、3對(duì)應(yīng)連接；控制器13的四個(gè)PffM輸出端118、106、115、103分別與前卷?yè)P(yáng)升電磁閥15、前卷?yè)P(yáng)降電磁閥16、后卷?yè)P(yáng)升電磁閥17、后卷?yè)P(yáng)降電磁閥18對(duì)應(yīng)連接；控制器13的DO輸出端144、132分別與前卷?yè)P(yáng)制動(dòng)電磁閥19、后卷?yè)P(yáng)制動(dòng)電磁閥20對(duì)應(yīng)連接。
[0025]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，還可包括自由落鉤升降電磁閥21和自由落鉤制動(dòng)電磁閥22，所述自由落鉤升降電磁閥21的一端和自由落鉤制動(dòng)電磁閥22的一端與控制器13的端口 143、131對(duì)應(yīng)連接，自由落鉤升降電磁閥21的另一端和自由落鉤制動(dòng)電磁閥22的另一端接地；所述顯示器8上設(shè)有用于控制自由落鉤模式工作的自由鉤模式按鈕。按下按鈕，即切換到自由落鉤模式，自由落鉤升降電磁閥21得電，此時(shí)可進(jìn)行該功能的操作。其中，自由落鉤功能是利用連續(xù)墻抓斗自由落體的沖擊力，在地層復(fù)雜、土層中多有石塊、大石頭等影響成槽質(zhì)量、而普通抓斗無(wú)法解決時(shí)使用的。此處直接在連續(xù)墻抓斗上增加了自由落鉤功能，使抓斗入土更深，抓土更多，大大提高了施工效率，節(jié)省了現(xiàn)場(chǎng)施工時(shí)間和施工成本。同時(shí)，自由落鉤制動(dòng)電磁閥22采取延時(shí)制動(dòng)，當(dāng)自由落鉤操作停止時(shí)，延時(shí)時(shí)間T2后，控制器13的131管腳停止輸出DO信號(hào)，自由落鉤制動(dòng)電磁閥22失電，關(guān)閉自由落鉤制動(dòng)器；延時(shí)關(guān)閉自由落鉤制動(dòng)器的作用是為了減少制動(dòng)對(duì)液壓系統(tǒng)的沖擊，延長(zhǎng)液壓件的使用壽命，原理同前/后卷?yè)P(yáng)制動(dòng)電磁閥。
[0026]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述顯示器8的CAN總線端口與控制器13的CAN總線端口之間還連接有并聯(lián)第一終端電阻9和第二終端電阻10。為了提高總線信號(hào)傳輸?shù)目煽啃裕龅谝唤K端電阻9和第二終端電阻10可選用120歐姆的電阻。
[0027]作為本發(fā)明的