專利名稱：旋挖鉆機(jī)鉆桿帶桿卡桿監(jiān)控系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種旋挖鉆機(jī)，尤其涉及一種旋挖鉆機(jī)鉆桿帶桿卡桿監(jiān)控系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
旋挖鉆機(jī)的鉆桿通常是一種伸縮桿，以四節(jié)結(jié)構(gòu)為例，最外層為第一節(jié)，次外層為第二節(jié)，再里面一層為第三節(jié)，最里層為第四節(jié)。但是，在施工過程中，如果因操作不當(dāng)或其他原因會發(fā)生帶桿故障，如果對帶桿故障處理不當(dāng)，進(jìn)而會發(fā)展成卡桿故障(即相鄰的兩節(jié)鉆桿被卡在一起，相互之間不能轉(zhuǎn)動和軸向滑動)。以鉆桿收縮過程為例，在鉆進(jìn)結(jié)束提鉆時(shí)，旋挖鉆機(jī)的主卷揚(yáng)鋼絲繩提升，鉆桿的第四節(jié)帶著鉆具一起向上提升，同時(shí)第四節(jié)向鉆桿的第三節(jié)內(nèi)縮進(jìn)，當(dāng)被提升的第四節(jié)完全縮進(jìn)第三節(jié)內(nèi)時(shí)，安裝在第四節(jié)上的動力頭的上托盤緩沖彈簧將第三節(jié)托起，并帶著第三節(jié)一起向上提升，同時(shí)第三節(jié)向鉆桿的第二節(jié)內(nèi)縮進(jìn)，如此下去，直 至第四節(jié)、第三節(jié)和第二節(jié)全部完全縮進(jìn)第一節(jié)，因此，如果在次過程中，出現(xiàn)帶桿或卡桿故障，從而進(jìn)一步會導(dǎo)致嚴(yán)重的砸桿事件而損壞鉆桿和動力頭。然而，目前的旋挖鉆機(jī)均未設(shè)有可監(jiān)測旋挖鉆機(jī)鉆桿的設(shè)備或系統(tǒng)，以便及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障及時(shí)處理。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于提供一種可監(jiān)測旋挖鉆機(jī)鉆桿伸縮狀態(tài)的旋挖鉆機(jī)鉆桿帶桿卡桿監(jiān)控系統(tǒng)。為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型、提供了一種旋挖鉆機(jī)鉆桿帶桿卡桿監(jiān)控系統(tǒng)，包括第一位移傳感器，用于監(jiān)測鉆頭相對于地面的第一位移；第二位移傳感器，用于監(jiān)測動力頭相對于地面的第二位移；第三位移傳感器，用于監(jiān)測所述動力頭的上托盤緩沖彈簧的實(shí)際形變量；PLC，用于根據(jù)接收到的所述第一位移和所述第二位移獲取鉆桿的伸縮總長度，根據(jù)所述鉆桿的伸縮總長度以及所述鉆桿中每節(jié)鉆桿的長度和重量獲取所述鉆桿的伸縮總長度的重量，根據(jù)所述鉆桿的伸縮總長度的重量和所述上托盤緩沖彈簧的彈性系數(shù)獲取所述上托盤緩沖彈簧的設(shè)定形變量，將所述設(shè)定形變量與接收到的所述實(shí)際形變量進(jìn)行比較，當(dāng)所述實(shí)際形變量小于所述設(shè)定形變量則輸出帶桿報(bào)警觸發(fā)信號，當(dāng)所述實(shí)際形變量大于所述設(shè)定形變量則輸出卡桿報(bào)警觸發(fā)信號；報(bào)警模塊，用于根據(jù)接收到的所述帶桿報(bào)警觸發(fā)信號或所述卡桿報(bào)警觸發(fā)信號對應(yīng)輸出帶桿報(bào)警信號或卡桿報(bào)警信號。本實(shí)用新型的旋挖鉆機(jī)鉆桿帶桿卡桿監(jiān)控系統(tǒng)，所述第一位移傳感器為一旋轉(zhuǎn)編碼器，所述旋轉(zhuǎn)編碼器固定于卷揚(yáng)中心軸上。本實(shí)用新型的旋挖鉆機(jī)鉆桿帶桿卡桿監(jiān)控系統(tǒng)，所述第二位移傳感器為一超聲波傳感器，所述超聲波傳感器通過連桿固定于所述動力頭上，其探頭垂直朝向地面，且其探頭中心至所述動力頭軸線的距離大于鉆頭的成孔半徑。本實(shí)用新型的旋挖鉆機(jī)鉆桿帶桿卡桿監(jiān)控系統(tǒng)，所述第三位移傳感器為兩個(gè)超聲波傳感器，兩個(gè)所述超聲波傳感器分別通過一個(gè)減震墊對稱安裝在所述動力頭的左、右聯(lián)板上，且其探頭向下垂直朝向所述上托 盤緩沖彈簧。本實(shí)用新型的旋挖鉆機(jī)鉆桿帶桿卡桿監(jiān)控系統(tǒng)，還包括顯示屏，用于接收所述PLC同步輸出的所述鉆桿的伸縮總長度、所述實(shí)際形變量和所述第一、二、三位移，并且其上設(shè)置有所述報(bào)警模塊。本實(shí)用新型的旋挖鉆機(jī)鉆桿帶桿卡桿監(jiān)控系統(tǒng)包括，第一位移傳感器，監(jiān)測鉆頭相對于地面的第一位移；第二位移傳感器，監(jiān)測動力頭相對于地面的第二位移；第三位移傳感器，監(jiān)測動力頭的上托盤緩沖彈簧的實(shí)際形變量；PLC，根據(jù)接收到的第一位移和第二位移獲取鉆桿的伸縮總長度，根據(jù)鉆桿的伸縮總長度以及鉆桿中每節(jié)鉆桿的長度和重量獲取鉆桿的伸縮總長度的重量，根據(jù)鉆桿的伸縮總長度的重量和上托盤緩沖彈簧的彈性系數(shù)獲取上托盤緩沖彈簧的設(shè)定形變量，將設(shè)定形變量與接收到的實(shí)際形變量進(jìn)行比較，當(dāng)實(shí)際形變量小于設(shè)定形變量則輸出帶桿報(bào)警觸發(fā)信號，當(dāng)實(shí)際形變量大于設(shè)定形變量則輸出卡桿報(bào)警觸發(fā)信號，報(bào)警模塊，根據(jù)接收到的帶桿報(bào)警觸發(fā)信號或卡桿報(bào)警觸發(fā)信號對應(yīng)輸出帶桿報(bào)警信號或卡桿報(bào)警信號從而實(shí)現(xiàn)了對旋挖鉆機(jī)鉆桿帶桿卡桿的監(jiān)控，便于及時(shí)發(fā)現(xiàn)帶桿卡桿故障及時(shí)作出反應(yīng)。

圖I為本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例的旋挖鉆機(jī)鉆桿帶桿卡桿監(jiān)控系統(tǒng)的電氣結(jié)構(gòu)圖。
具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖對本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式
進(jìn)行詳細(xì)描述參考圖I所示，本實(shí)施例的旋挖鉆機(jī)鉆桿帶桿卡桿監(jiān)控系統(tǒng)包括一個(gè)用于監(jiān)測鉆頭相對于地面的第一位移的旋轉(zhuǎn)編碼器，一個(gè)用于監(jiān)測動力頭相對于地面的第二位移的超聲波傳感器A，兩個(gè)用于監(jiān)測動力頭的上托盤緩沖彈簧的實(shí)際形變量的超聲波傳感器B，以及旋挖鉆機(jī)的PLC和其上設(shè)置有報(bào)警模塊的顯示器，其中，PLC用于根據(jù)接收到的第二位移和所述第二位移獲取鉆桿的伸縮總長度，根據(jù)鉆桿的伸縮總長度以及鉆桿中每節(jié)鉆桿的長度和重量獲取鉆桿的伸縮總長度的重量，根據(jù)鉆桿的伸縮總長度的重量和上托盤緩沖彈簧的彈性系數(shù)獲取上托盤緩沖彈簧的設(shè)定形變量，將設(shè)定形變量與接收到的實(shí)際形變量進(jìn)行比較，當(dāng)實(shí)際形變量小于設(shè)定形變量則輸出帶桿報(bào)警觸發(fā)信號，當(dāng)實(shí)際形變量大于設(shè)定形變量則輸出卡桿報(bào)警觸發(fā)信號；顯示屏上的報(bào)警模塊則根據(jù)接收到的帶桿報(bào)警觸發(fā)信號或卡桿報(bào)警觸發(fā)信號對應(yīng)輸出帶桿報(bào)警信號或卡桿報(bào)警信號，而顯示屏還用于接收PLC同步輸出的鉆桿的伸縮總長度、實(shí)際形變量和第一、二、三位移，以便查看。其中，旋轉(zhuǎn)編碼器I固定于卷揚(yáng)中心軸上，旋轉(zhuǎn)編碼器I理論上也可以采用拉繩傳感器，但是，但拉繩傳感器對拉繩受力方向要求嚴(yán)格，安裝不當(dāng)極易造成拉繩斷裂或傳感器損壞。超聲波傳感器A通過連桿固定于動力頭上，其探頭垂直朝向地面，且其探頭中心至動力頭軸線的距離大于鉆頭的成孔半徑，以避免鉆孔對距離測量的干擾。兩個(gè)超聲波傳感器B分別通過一個(gè)減震墊(如膠墊)對稱安裝在動力頭的左、右聯(lián)板上(圖中僅示出其中一個(gè))，且其探頭向下垂直朝向上托盤緩沖彈簧。需要說明的是，之所以采用兩個(gè)超聲波傳感器B是為了盡可能減小測量誤差，PLC會對兩個(gè)超聲波傳感器B輸出的實(shí)際形變量取平均值，減震墊可以很好的減弱動力頭震動時(shí)對超聲波傳感器B的不利影響。此外，上述超聲波傳感器A和上述超聲波傳感器B理論上也可以采用光電傳感器，但光電傳感器易受表面臟污影響，不太適合旋挖鉆機(jī)的工作環(huán)境。以上的實(shí)施例僅僅是對本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式進(jìn)行描述，并非對本實(shí)用新型 的范圍進(jìn)行限定，在不脫離本實(shí)用新型設(shè)計(jì)精神的前提下，本領(lǐng)域普通工程技術(shù)人員對本實(shí)用新型的技術(shù)方案作出的各種變形和改進(jìn)，均應(yīng)落入本實(shí)用新型的權(quán)利要求書確定的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種旋挖鉆機(jī)鉆桿帶桿卡桿監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，包括 第一位移傳感器，用于監(jiān)測鉆頭相對于地面的第一位移； 第二位移傳感器，用于監(jiān)測動力頭相對于地面的第二位移； 第三位移傳感器，用于監(jiān)測所述動力頭的上托盤緩沖彈簧的實(shí)際形變量； PLC，用于根據(jù)接收到的所述第一位移和所述第二位移獲取鉆桿的伸縮總長度，根據(jù)所述鉆桿的伸縮總長度以及所述鉆桿中每節(jié)鉆桿的長度和重量獲取所述鉆桿的伸縮總長度的重量，根據(jù)所述鉆桿的伸縮總長度的重量和所述上托盤緩沖彈簧的彈性系數(shù)獲取所述上托盤緩沖彈簧的設(shè)定形變量，將所述設(shè)定形變量與接收到的所述實(shí)際形變量進(jìn)行比較，當(dāng)所述實(shí)際形變量小于所述設(shè)定形變量則輸出帶桿報(bào)警觸發(fā)信號，當(dāng)所述實(shí)際形變量大于所述設(shè)定形變量則輸出卡桿報(bào)警觸發(fā)信號； 報(bào)警模塊，用于根據(jù)接收到的所述帶桿報(bào)警觸發(fā)信號或所述卡桿報(bào)警觸發(fā)信號對應(yīng)輸出帶桿報(bào)警信號或卡桿報(bào)警信號。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的旋挖鉆機(jī)鉆桿帶桿卡桿監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，所述第一位移傳感器為一旋轉(zhuǎn)編碼器，所述旋轉(zhuǎn)編碼器固定于卷揚(yáng)中心軸上。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的旋挖鉆機(jī)鉆桿帶桿卡桿監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，所述第二位移傳感器為一超聲波傳感器，所述超聲波傳感器通過連桿固定于所述動力頭上，其探頭垂直朝向地面，且其探頭中心至所述動力頭軸線的距離大于鉆頭的成孔半徑。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的旋挖鉆機(jī)鉆桿帶桿卡桿監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，所述第三位移傳感器為兩個(gè)超聲波傳感器，兩個(gè)所述超聲波傳感器分別通過一個(gè)減震墊對稱安裝在所述動力頭的左、右聯(lián)板上，且其探頭向下垂直朝向所述上托盤緩沖彈簧。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的旋挖鉆機(jī)鉆桿帶桿卡桿監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，還包括 顯示屏，用于接收所述PLC同步輸出的所述鉆桿的伸縮總長度、所述實(shí)際形變量和所述第二位移，并且其上設(shè)置有所述報(bào)警模塊。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種旋挖鉆機(jī)鉆桿帶桿卡桿監(jiān)控系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括，第一位移傳感器，監(jiān)測鉆頭相對于地面的第一位移；第二位移傳感器，監(jiān)測動力頭相對于地面的第二位移；第三位移傳感器，監(jiān)測動力頭的上托盤緩沖彈簧的實(shí)際形變量；PLC，根據(jù)接收到的第一位移和第二位移獲取鉆桿的伸縮總長度，根據(jù)鉆桿的伸縮總長度以及鉆桿中每節(jié)鉆桿的長度和重量獲取鉆桿的伸縮總長度的重量，根據(jù)鉆桿的伸縮總長度的重量和上托盤緩沖彈簧的彈性系數(shù)獲取上托盤緩沖彈簧的設(shè)定形變量，將設(shè)定形變量與接收到的實(shí)際形變量進(jìn)行比較，當(dāng)實(shí)際形變量小于設(shè)定形變量則輸出帶桿報(bào)警觸發(fā)信號，當(dāng)實(shí)際形變量大于設(shè)定形變量則輸出卡桿報(bào)警觸發(fā)信號，從而實(shí)現(xiàn)對旋挖鉆機(jī)鉆桿帶桿卡桿的監(jiān)控。
文檔編號E21B44/00GK202360081SQ20112050366
公開日2012年8月1日 申請日期2011年12月6日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月6日
發(fā)明者叢叢, 劉振岳, 張晨亮 申請人:北京市三一重機(jī)有限公司