專利名稱：液壓隨動(dòng)螺旋樁自動(dòng)控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種液壓隨動(dòng)螺旋樁自動(dòng)控制系統(tǒng)，適用于控制螺旋樁(螺絲樁)的施工設(shè)備。屬于建筑機(jī)械技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
螺旋樁又稱螺絲樁，是指在一條光柱(空心管)上，按照固定的導(dǎo)程、形成指定直徑的外螺紋樁柱。目前，這種螺旋樁以其承載力高、抗拔力大、抗剪力強(qiáng)、環(huán)保、成本低的特點(diǎn)，越來越受到人們的歡迎。這種樁的施工方法是先用預(yù)制好的鉆頭在現(xiàn)場(chǎng)鉆螺紋內(nèi)孔，然后一邊往上提鉆一邊往所鉆的螺紋內(nèi)孔澆注混凝土，經(jīng)生養(yǎng)后形成螺旋樁(螺絲樁)。這種樁的施工方法的關(guān)鍵是如何鉆好螺紋內(nèi)孔，而要快速、準(zhǔn)確鉆出合格的螺紋內(nèi)孔，除了要求有一套好的鉆具外，還需要配上一套控制鉆具工作的自動(dòng)控制系統(tǒng)，以使所述鉆具在不同的地質(zhì)條件下，按固定的導(dǎo)程生成指定直徑的外螺紋樁柱。
實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型需要解決的技術(shù)問題，即本實(shí)用新型的目的，為了提供一種液壓隨動(dòng)螺旋樁自動(dòng)控制系統(tǒng)，使形成螺旋樁的鉆具在不同的地質(zhì)條件下，按固定的導(dǎo)程生成指定直徑的外螺紋樁柱。
本實(shí)用新型的技術(shù)問題可以通過采取如下措施解決液壓隨動(dòng)螺旋樁自動(dòng)控制系統(tǒng)，其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是由回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、進(jìn)給機(jī)構(gòu)和檢測(cè)控制裝置組成；回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、進(jìn)給機(jī)構(gòu)的輸出端分別與螺絲鉆頭連接，由回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)控制螺絲鉆頭旋轉(zhuǎn)、進(jìn)給機(jī)構(gòu)控制螺絲鉆頭的直線進(jìn)給，回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)和進(jìn)給機(jī)構(gòu)的輸入端連接液壓隨動(dòng)系統(tǒng)的液壓輸出端；檢測(cè)控制裝置跨接在回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的控制輸入端與螺絲鉆頭之間、進(jìn)給機(jī)構(gòu)的控制輸入端與螺絲鉆頭之間，構(gòu)成兩路閉環(huán)控制回路，檢測(cè)控制裝置檢測(cè)螺絲鉆頭的旋轉(zhuǎn)角速度和進(jìn)給角速度，并根據(jù)實(shí)測(cè)角速度與設(shè)定值的對(duì)比值，調(diào)整回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)或進(jìn)給機(jī)構(gòu)的進(jìn)給量、實(shí)現(xiàn)螺絲鉆頭每旋轉(zhuǎn)一周進(jìn)給機(jī)構(gòu)走一個(gè)導(dǎo)程。
本實(shí)用新型的關(guān)鍵在于利用計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)將兩個(gè)獨(dú)立的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)有機(jī)地結(jié)合起來，實(shí)現(xiàn)鉆具每轉(zhuǎn)一周進(jìn)給機(jī)構(gòu)走一個(gè)導(dǎo)程，而且，可根據(jù)不同直徑不同導(dǎo)程的螺絲樁對(duì)回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)或進(jìn)給機(jī)構(gòu)進(jìn)行調(diào)整，排除復(fù)雜地質(zhì)條件對(duì)樁設(shè)備的干擾。
本實(shí)用新型的技術(shù)問題還可通過采取如下措施解決回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)包括液壓馬達(dá)、變速箱，液壓馬達(dá)的轉(zhuǎn)軸通過變速箱連接螺絲鉆頭、控制螺絲鉆頭的螺旋進(jìn)給，液壓馬達(dá)的液壓輸入端連接液壓隨動(dòng)系統(tǒng)的液壓輸出端；進(jìn)給機(jī)構(gòu)包括液壓進(jìn)給馬達(dá)和卷筒式卷揚(yáng)機(jī)，液壓進(jìn)給馬達(dá)的轉(zhuǎn)軸連接筒式卷揚(yáng)機(jī)，筒式卷揚(yáng)機(jī)的定滑輪固定在螺絲鉆頭的動(dòng)力頭上、控制螺絲鉆頭的直線進(jìn)給，檢測(cè)控制裝置包括角速度檢測(cè)器、邏輯判斷及控制器、比較放大器；角速度檢測(cè)器有兩個(gè)、其檢測(cè)端子分別與螺絲鉆頭和筒式卷揚(yáng)機(jī)的定滑輪接觸，分別測(cè)出螺絲鉆頭和定滑輪旋轉(zhuǎn)角速度，邏輯判斷及控制器的信號(hào)輸入端、輸出端分別連接角速度檢測(cè)器的信號(hào)輸出端和比較放大器的一個(gè)信號(hào)輸入端，比較放大器的另一個(gè)極性相反的信號(hào)輸入端連接給定輸入信號(hào)。
本實(shí)用新型具有如下突出效果1、本實(shí)用新型的突出優(yōu)點(diǎn)之一是利用成熟的計(jì)算機(jī)控制技術(shù)(包括數(shù)字控制、邏輯分析與綜合)和信息技術(shù)，構(gòu)成自動(dòng)控制系統(tǒng)，流體傳動(dòng)與控制技術(shù)實(shí)現(xiàn)機(jī)、電、液一體化，最終將液壓馬達(dá)(執(zhí)行單元)構(gòu)成的兩個(gè)基本動(dòng)作按需要協(xié)調(diào)起來完成成樁需要。
2、由于本實(shí)用新型由于主要采用電液伺服閥和馬達(dá)等液壓元件組成液壓隨動(dòng)系統(tǒng)，因此功率大、重量輕，能生產(chǎn)超大、超長(zhǎng)的螺旋樁。
3、由于本實(shí)用新型采用傳感器對(duì)鉆桿的進(jìn)給與回轉(zhuǎn)進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)，因此對(duì)成樁的速度和土層的軟硬干擾進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。
4、由于本實(shí)用新型由計(jì)算機(jī)控制全程，因此，一方面可任意設(shè)定螺旋樁的直徑螺紋、螺距，嚴(yán)格保證精確形成工作全長(zhǎng)螺紋，另一方面可配備打印設(shè)備、打印成樁過程的有關(guān)參數(shù)。
5、本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小、安裝方便，可配置在液壓履帶式樁架上，成樁移位和運(yùn)輸都很方便，大提高工作效率。


圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例1的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例1的結(jié)構(gòu)框圖。
具體實(shí)施方式
圖1、圖2構(gòu)成本實(shí)用新型的實(shí)施例1。
從圖1可知，本實(shí)施例由回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)1、進(jìn)給機(jī)構(gòu)2和檢測(cè)控制裝置3組成；回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)1、進(jìn)給機(jī)構(gòu)2的輸出端分別與螺絲鉆頭4連接，由回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)1控制螺絲鉆頭4旋轉(zhuǎn)、進(jìn)給機(jī)構(gòu)2控制螺絲鉆頭4的直線進(jìn)給，回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)1和進(jìn)給機(jī)構(gòu)2的輸入端連接液壓隨動(dòng)系統(tǒng)5的液壓輸出端；檢測(cè)控制裝置3跨接在回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)1的控制輸入端與螺絲鉆頭4之間、進(jìn)給機(jī)構(gòu)2的控制輸入端與螺絲鉆頭4之間，構(gòu)成兩路閉環(huán)控制回路。
下面結(jié)構(gòu)附圖詳細(xì)描述本實(shí)施例的工作原理如圖1所示，一組液壓馬達(dá)通過變箱6(動(dòng)力頭)帶動(dòng)鉆頭4旋轉(zhuǎn)、構(gòu)成回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，另一組液壓馬達(dá)帶動(dòng)雙卷筒2卷揚(yáng)機(jī)構(gòu)成進(jìn)給機(jī)構(gòu)。當(dāng)一個(gè)卷揚(yáng)提升、另一卷揚(yáng)浮動(dòng)放繩時(shí)，變速箱帶動(dòng)鉆具上升，反之變速箱帶動(dòng)鉆具下降。在提升鉆頭4的過程中，一邊往上提鉆，水泥灌漿系統(tǒng)7一邊往所鉆的螺紋內(nèi)孔澆注混凝土，經(jīng)生養(yǎng)后形成螺旋樁(螺絲樁)。
從圖1、圖2可知，檢測(cè)控制裝置3包括角速度檢測(cè)器31、邏輯判斷及控制器32、比較放大器33；角速度檢測(cè)器31有兩個(gè)、其檢測(cè)端子分別與螺絲鉆頭和筒式卷揚(yáng)機(jī)22的定滑輪接觸，分別測(cè)出螺絲鉆頭角速度ω1和定滑輪旋轉(zhuǎn)角速度ω2，即測(cè)得回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的角速度ω1和進(jìn)給機(jī)構(gòu)的角速度ω2。角速度檢測(cè)器31將檢測(cè)到的與回轉(zhuǎn)馬達(dá)和進(jìn)給馬達(dá)對(duì)應(yīng)兩個(gè)轉(zhuǎn)速信號(hào)送到邏輯判斷及控制器32，由邏輯判斷及控制器32對(duì)其工況作出判斷1)如果ω2低于設(shè)定值，ω1與設(shè)定值相等時(shí)，說明鉆到較堅(jiān)硬的地層，邏輯判斷及控制器32發(fā)出控制命令，控制系統(tǒng)以采集到的ω2值為參考值，去調(diào)整ω1值，以此實(shí)現(xiàn)“每轉(zhuǎn)一周進(jìn)給一個(gè)導(dǎo)程h”。邏輯判斷及控制器32先將參考值ω2換算成所對(duì)應(yīng)的給定值ω再將其與采集到的ω1值求差值為Δω2，然后通過電壓變換成流量放大去推動(dòng)伺服閥或比例閥去打開一個(gè)閥口，這時(shí)一定的流量使該馬達(dá)輸出一個(gè)轉(zhuǎn)速，由該轉(zhuǎn)速實(shí)現(xiàn)“每轉(zhuǎn)一周進(jìn)給一個(gè)導(dǎo)程h”。
2)如果ω1低于設(shè)定值，而ω2與設(shè)定值相等時(shí)，則調(diào)節(jié)過程與1)相似。
從上述分析可知，本實(shí)用新型是一個(gè)閉環(huán)調(diào)節(jié)系統(tǒng)。
權(quán)利要求1.液壓隨動(dòng)螺旋樁自動(dòng)控制系統(tǒng)，其特征是由回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)(1)、進(jìn)給機(jī)構(gòu)(2)和檢測(cè)控制裝置(3)組成；回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)(1)、進(jìn)給機(jī)構(gòu)(2)的輸出端分別與螺絲鉆頭連接，由回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)(1)控制螺絲鉆頭旋轉(zhuǎn)、進(jìn)給機(jī)構(gòu)(2)控制螺絲鉆頭的直線進(jìn)給，回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)(1)和進(jìn)給機(jī)構(gòu)(2)的輸入端連接液壓隨動(dòng)系統(tǒng)(5)的液壓輸出端；檢測(cè)控制裝置(3)跨接在回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)(1)的控制輸入端與螺絲鉆頭之間、進(jìn)給機(jī)構(gòu)(2)的控制輸入端與螺絲鉆頭之間，構(gòu)成兩路閉環(huán)控制回路，檢測(cè)控制裝置(3)檢測(cè)螺絲鉆頭的旋轉(zhuǎn)角速度和進(jìn)給角速度，并根據(jù)實(shí)測(cè)角速度與設(shè)定值的對(duì)比值，調(diào)整回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)(1)或進(jìn)給機(jī)構(gòu)(2)的進(jìn)給量、實(shí)現(xiàn)螺絲鉆頭每旋轉(zhuǎn)一周進(jìn)給機(jī)構(gòu)(2)走一個(gè)導(dǎo)程。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液壓隨動(dòng)螺旋樁自動(dòng)控制系統(tǒng)，其特征是回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)(1)包括液壓電機(jī)(11)、變速箱(12)，液壓電機(jī)(11)的轉(zhuǎn)軸通過變速箱(12)連接螺絲鉆頭、控制螺絲鉆頭的螺旋進(jìn)給，液壓電機(jī)(11)的液壓輸入端連接液壓隨動(dòng)系統(tǒng)的液壓輸出端；進(jìn)給機(jī)構(gòu)(2)包括液壓進(jìn)給電機(jī)(21)和卷筒式卷揚(yáng)機(jī)(22)，液壓進(jìn)給電機(jī)(21)的轉(zhuǎn)軸連接筒式卷揚(yáng)機(jī)(22)，筒式卷揚(yáng)機(jī)(22)的定滑輪固定在螺絲鉆頭的動(dòng)力頭上、控制螺絲鉆頭的直線進(jìn)給，檢測(cè)控制裝置(3)包括角速度檢測(cè)器(31)、邏輯判斷及控制器(32)、比較放大器(33)；角速度檢測(cè)器(31)有兩個(gè)、其檢測(cè)端子分別與螺絲鉆頭和筒式卷揚(yáng)機(jī)(22)的定滑輪接觸，分別測(cè)出螺絲鉆頭和定滑輪旋轉(zhuǎn)角速度，邏輯判斷及控制器(32)的信號(hào)輸入端、輸出端分別連接角速度檢測(cè)器的信號(hào)輸出端和比較放大器(33)的一個(gè)信號(hào)輸入端，比較放大器(33)的另一個(gè)極性相反的信號(hào)輸入端連接給定輸入信號(hào)。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種液壓隨動(dòng)螺旋樁自動(dòng)控制系統(tǒng)，其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是由回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)(1)、進(jìn)給機(jī)構(gòu)(2)和檢測(cè)控制裝置(3)組成；回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)(1)、進(jìn)給機(jī)構(gòu)(2)的輸出端分別與螺絲鉆頭連接，回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)(1)和進(jìn)給機(jī)構(gòu)(2)的輸入端連接液壓隨動(dòng)系統(tǒng)(5)的液壓輸出端；檢測(cè)控制裝置(3)跨接在回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)(1)的控制輸入端與螺絲鉆頭之間、進(jìn)給機(jī)構(gòu)(2)的控制輸入端與螺絲鉆頭之間。本實(shí)用新型的關(guān)鍵在于利用計(jì)算機(jī)控制將兩個(gè)獨(dú)立的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)有機(jī)地結(jié)合起來，實(shí)現(xiàn)鉆具每轉(zhuǎn)一周進(jìn)給機(jī)構(gòu)走一個(gè)導(dǎo)程，而且，可根據(jù)不同直徑不同導(dǎo)程的螺絲樁對(duì)回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)或進(jìn)給機(jī)構(gòu)進(jìn)行調(diào)整，排除復(fù)雜地質(zhì)條件對(duì)樁設(shè)備的干擾。
文檔編號(hào)E02D5/56GK2732995SQ200420088268
公開日2005年10月12日 申請(qǐng)日期2004年9月16日 優(yōu)先權(quán)日2004年9月16日
發(fā)明者陳書杰, 黎勇軍, 楊春生 申請(qǐng)人:佛山市順德區(qū)力源液壓機(jī)械有限公司