專利名稱：用于牙輪鉆機(jī)的自動測量孔深系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種牙輪鉆機(jī)，具體涉及一種牙輪鉆機(jī)測量孔深系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
為了便于電鏟在爆破后鏟裝礦石，要求牙輪鉆機(jī)每次爆破中所鉆孔的深度大致在同一個平面上，這就要求每鉆一個孔后都能確切的知道該鉆孔的孔深。剛開始每次鉆孔完畢后在一根皮尺下面吊一個鐵塊伸進(jìn)所鉆的孔來測量孔深。上世紀(jì)80年代后，隨著傳感技術(shù)和PLC的發(fā)展，牙輪鉆機(jī)開始使用孔位自動測深系統(tǒng)，自動測深的原理是在A型架主機(jī)構(gòu)加壓提升軸一端安裝測深傳感器，我們常用的測深傳感器是旋轉(zhuǎn)編碼器。A型架主機(jī)構(gòu)加壓提升軸每旋轉(zhuǎn)一周，旋轉(zhuǎn)編碼器就發(fā)出固定數(shù)量的脈沖a，與此同時安裝在主機(jī)構(gòu)加壓提升軸另一端的主動輪也旋轉(zhuǎn)一周并帶動鉆桿向下推進(jìn)一定的深度b，PLC將在整個鉆孔過程中接收到的脈沖數(shù)量除以a再乘以b就可以計算出鉆孔的深度，并將該數(shù)據(jù)顯示在數(shù)字顯示屏上。但在實(shí)際工作中，由于開鉆時機(jī)械傳動部分磨損極大，隨著主軸旋轉(zhuǎn)次數(shù)的增加， 鉆桿向下推進(jìn)的深度會逐步慢慢增加，也就是說實(shí)際鉆孔的深度要比數(shù)字顯示屏上顯示的鉆孔深度要高。例如一種最大鉆孔深度為18米的牙輪鉆機(jī)在用戶使用6個月后其測深累積誤差居然達(dá)到了 1.3米。針對這種情況，用戶一般依據(jù)孔深數(shù)字顯示和鉆孔時間長短來估計實(shí)際孔深；當(dāng)累積誤差太大而無法評估時，采用人工測量實(shí)際孔深來修正測深傳感器上位數(shù)顯示表的比例系數(shù)K值，一般一到兩個月就要調(diào)校一次。調(diào)校過程具體如下在鉆機(jī)鉆孔完畢時測量實(shí)際孔深數(shù)據(jù)A，同時記下同期測深傳感器采集的脈沖數(shù)B。A與B的比值即為K值，在測深上位數(shù)顯表上預(yù)置該K值，K值調(diào)校即完畢。采用這種方式，雖然能避免很大的累積誤差，但還是會有相當(dāng)大的累積誤差，然后人工調(diào)校過程也比較復(fù)雜。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型針對目前牙輪鉆機(jī)自動測量孔深系統(tǒng)誤差大的缺陷，提供一種精度較高的牙輪鉆機(jī)自動測量孔深系統(tǒng)。本實(shí)用新型包括PLC、開始接近開關(guān)、終了接近開關(guān)和感應(yīng)器，開始接近開關(guān)安裝在鉆架的頂部，終了接近開關(guān)與開始接近開關(guān)沿鉆架相差一個大于主動輪周長小于鉆頭懸空距離，且終了接近開關(guān)在開始接近開關(guān)的下方；感應(yīng)器安裝在鉆桿的尾部裝置上，用于使開始接近開關(guān)和終了接近開關(guān)向PLC發(fā)出脈沖信號，由PLC來計算這兩個開關(guān)之間的距離與PLC在這兩個開關(guān)之間接收到的脈沖信號數(shù)的比值。本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比增加了開始接近開關(guān)、終了接近開關(guān)和感應(yīng)器，安裝在鉆桿尾部裝置上的感應(yīng)器經(jīng)過安裝在鉆架上的開始接近開關(guān)和終了接近開關(guān)時，這兩個開關(guān)向PLC發(fā)出脈沖信號，PLC經(jīng)過運(yùn)算將兩個開關(guān)之間的距離除以在這兩個開關(guān)信號之間接收到的脈沖信號數(shù)值，得到一個系數(shù)值Kab，再將鉆頭觸接地后收到的旋轉(zhuǎn)脈沖數(shù)乘以該系數(shù)值即可得到鉆孔的實(shí)際深度。以最大鉆孔范圍為18米的牙輪鉆機(jī)為例，在一次滿量程的鉆孔過程中，由于機(jī)械部分的磨損可使牙輪鉆機(jī)下次鉆孔的實(shí)際深度比這一次最高多 5mm。如果采用以前的孔位自動測深系統(tǒng)，這個誤差會隨著牙輪鉆機(jī)的鉆孔次數(shù)的增加而成倍增加。而采用本實(shí)用新型所涉及的系統(tǒng)，則每次爆破中所有鉆孔的深度誤差都將控制在 5mm內(nèi)，大大提高了所測鉆孔深度的精度。采用該系統(tǒng) 還可為牙輪鉆機(jī)機(jī)械傳動部件的維護(hù)提供依據(jù)機(jī)械傳動部件磨損會隨著作業(yè)次數(shù)增多而增加，相應(yīng)的每次鉆機(jī)鉆孔時的Kab值也會隨之增加，當(dāng)Kab變大到一定程度時也就預(yù)示著機(jī)械傳動部件磨損達(dá)到了極限，找到這個Kab的極限值就為維護(hù)更換鉆孔機(jī)械傳動部件提供了最直觀的數(shù)值依據(jù)。

圖1為本實(shí)用新型的電控示意圖。圖2為本實(shí)用新型的測深傳感器安裝示意圖。圖3為本實(shí)用新型的感應(yīng)裝置安裝示意圖。
具體實(shí)施方式
如圖1、圖2和圖3所示，本實(shí)用新型包括測深傳感器1、PLC4、數(shù)字顯示器5，開始接近開關(guān)2、終了接近開關(guān)3和感應(yīng)器13。測深傳感器1的轉(zhuǎn)動軸8通過螺栓9與主機(jī)構(gòu)加壓提升軸7固定連接，隨主機(jī)構(gòu)加壓提升軸7轉(zhuǎn)動；測深傳感器1的外殼10下端通過螺釘與豎直彈簧11的上端固定連接，其可隨彈簧11上下擺動但不能轉(zhuǎn)動，彈簧11的下端通過螺栓與加強(qiáng)板12固定，加強(qiáng)板12豎直焊接在A型架6的斜支架上，PLC4安裝在機(jī)棚的電控柜內(nèi)，數(shù)字顯示器5安裝在司機(jī)室，開始接近開關(guān)2安裝在鉆架16的頂部，離開始接近開關(guān)2沿鉆架向下一個大于主動輪周長小于鉆頭懸空距離的位置安裝終了接近開關(guān)3，鉆桿15的尾部裝置14上安裝有感應(yīng)器13。該系統(tǒng)的工作原理是主機(jī)構(gòu)加壓提升軸7每旋轉(zhuǎn)一周，測深傳感器1的旋轉(zhuǎn)編碼器就發(fā)出固定數(shù)量的脈沖，PLC4不斷接收這些脈沖，鉆桿15的尾部裝置14上的感應(yīng)器13 經(jīng)過開始接近開關(guān)2和終了接近開關(guān)3時，這兩個開關(guān)向PLC4發(fā)出信號，PLC4經(jīng)過運(yùn)算將這兩個開關(guān)之間的距離a除以在這兩個開關(guān)信號之間接收到的脈沖信號數(shù)值b，得到一個系數(shù)值Kab，將鉆頭觸地后接收到的旋轉(zhuǎn)脈沖數(shù)乘以Kab得到實(shí)際鉆孔的深度用數(shù)字顯示器5顯示出來。本實(shí)用新型不局限于上述的具體結(jié)構(gòu)，只要能產(chǎn)生與本實(shí)用新型相同或者等同效果的結(jié)構(gòu)都行。
權(quán)利要求1. 一種用于牙輪鉆機(jī)的自動測量孔深系統(tǒng)，它包括PLC (4)，其特征在于它還包括開始接近開關(guān)(2)、終了接近開關(guān)(3)和感應(yīng)器(13)，開始接近開關(guān)(2)安裝在鉆架的頂部，終了接近開關(guān)(3)與開始接近開關(guān)(2)沿鉆架相差一個大于主動輪周長小于鉆頭懸空高度的距離，且終了接近開關(guān)(3)在開始接近開關(guān)(2)的下方；感應(yīng)器(13)安裝在鉆桿的尾部裝置上，用于使開始接近開關(guān)(2)和終了接近開關(guān)(3)向PLC (4)發(fā)出脈沖信號，由PLC (4)來計算這兩個開關(guān)之間的距離與PLC在這兩個開關(guān)之間接收到的脈沖信號數(shù)的比值。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種用于牙輪鉆機(jī)的自動測量孔深系統(tǒng)，它包括PLC、開始接近開關(guān)、終了接近開關(guān)和感應(yīng)器，開始接近開關(guān)安裝在鉆架的頂部，終了接近開關(guān)與開始接近開關(guān)沿鉆架相差一個大于主動輪周長小于鉆頭懸空距離，且終了接近開關(guān)在開始接近開關(guān)的下方；本實(shí)用新型增加了開始接近開關(guān)、終了接近開關(guān)和感應(yīng)器，安裝在鉆桿尾部裝置上的感應(yīng)器經(jīng)過開始接近開關(guān)和終了接近開關(guān)時，這兩個開關(guān)向PLC發(fā)出信號，PLC經(jīng)過運(yùn)算將這兩個開關(guān)之間的距離a除以這兩個開關(guān)信號之間接收到的脈沖信號數(shù)值b，得到一個系數(shù)值Kab，再將接鉆頭觸地后收到的旋轉(zhuǎn)脈沖數(shù)乘以Kab即可得到鉆孔的實(shí)際深度用數(shù)字顯示器顯示出來，消除了現(xiàn)有技術(shù)存在的累積誤差，精度較高。
文檔編號E21B47/04GK202209171SQ20112034311
公開日2012年5月2日 申請日期2011年9月14日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月14日
發(fā)明者劉淮建 申請人:中鋼集團(tuán)衡陽重機(jī)有限公司