本發(fā)明涉及一種控制鉆機自動定位鉆孔的方法及裝置，屬于鉆機自動化技術領域。

背景技術：

隨著能源短缺日益嚴重，對清潔能源的需求越來越迫切，光伏電站的建設越來越受到更多的支持。在光伏電站的建設施工過程中，需要利用鉆機在平地上開設一系列成特定分布形狀的太陽能樁孔。而現(xiàn)有的鉆孔方法一般是通過人工事先放線定點，然后將鉆機移至預定點，人工控制鉆孔，完成所需鉆孔深度后行至下一定點。這種方法具有定點精度不高，需要的輔助人工較多，工作量大等缺陷。

因此，現(xiàn)有技術有待改進。

技術實現(xiàn)要素：

針對上述現(xiàn)有技術中存在的問題，本發(fā)明的目的在于提供一種控制鉆機自動定位鉆孔的方法，旨在克服現(xiàn)有鉆孔方法利用人工定點而導致精度低、工作量大的缺陷。

本發(fā)明的技術方案如下：一種控制鉆機自動定位鉆孔的方法，其中，具體包括以下步驟：

步驟s100：鉆機行走前的位置測量和打孔位置的確定：建立坐標系，利用定位裝置測量鉆機行走前的坐標，并設定第一個孔位的坐標；

步驟s200：鉆機自動行走至工作點：將鉆機切換至自動行走模式，通過監(jiān)測鉆機行走過程中的實時坐標p和行駛方位角α，自動調整鉆機的行駛方向，使其行至第一個孔位工作點；

步驟s300：推進梁自動調平豎立：達到第一個孔位工作點后，鉆機自動切斷行走模式，進入工作模式，利用角度傳感器檢測推進梁的傾斜角度，并根據(jù)其傾斜角度控制俯仰油缸和左右搖擺油缸工作，使推進梁自動調平豎立；

步驟s400：推進梁自動頂住工作地面：推進梁完成自動找平豎立后，補償油缸伸出，推動推進梁向地面方向移動，并通過檢測補償油缸的壓力，判斷推進梁是否完全頂住地面；

步驟s500：鉆孔作業(yè)：待推進梁頂住地面后，啟動回轉馬達，開始鉆孔，直至鉆具達到預設孔深，停止鉆孔；

步驟s600：推進梁自動提升：鉆機停止鉆孔后，推進梁自動提升，將鉆具抬離工作平面，然后重復步驟s100-s500，進行下一孔位的作業(yè)。

所述控制鉆機自動定位鉆孔的方法，步驟s100中，通過安裝在鉆機上的第一gps天線測量鉆機行走前的坐標。

所述控制鉆機自動定位鉆孔的方法，步驟s200具體通過以下步驟完成：

步驟s210：將鉆機行走前的坐標與第一個孔位的坐標之間的連線定義為直線l；

步驟s220：監(jiān)測鉆機行走過程中的實時坐標p和行駛方位角α；

步驟s230：當實時坐標p偏離直線l的距離超過預設值時，自動調整鉆機的行駛方位角α使其沿著直線l移動直至到達直線l的終點。

所述控制鉆機自動定位鉆孔的方法，所述步驟s220中，通過第一gps天線監(jiān)測鉆機行走過程中的實時坐標p，同時在鉆機上安裝第二gps天線，并使第二gps天線指向第一gps天線的方向與鉆機行駛方向相同，根據(jù)第一gps天線和第二gps天線的位置信息監(jiān)測鉆機行走過程中的行駛方位角α。

所述控制鉆機自動定位鉆孔的方法，所述步驟s230中，通過控制鉆機左右履帶的差速調整鉆機的行駛方位角α。

所述控制鉆機自動定位鉆孔的方法，所述步驟s400中，通過安裝在推進梁補償油缸上的壓力傳感器檢測補償油缸內(nèi)的壓力，當補償油缸內(nèi)持續(xù)增壓10s以上時，判定推進梁已經(jīng)完全頂住地面。

所述控制鉆機自動定位鉆孔的方法，所述步驟s500中，通過安裝在鉆具上的位移傳感器測量鉆孔深度。

本發(fā)明的另一目的是提供一種控制鉆機自動定位鉆孔的裝置，包括：坐標系模塊、數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)輸入模塊、中央控制模塊，其中，

坐標系模塊，用于建立坐標系；

數(shù)據(jù)采集模塊，同時連接坐標系模塊以及中央控制模塊，用于檢測鉆機行走前的坐標以及行走過程中的實時坐標和行駛方向，推進梁傾斜角度，推進梁補償油缸的壓力，及鉆具鉆孔深度，并傳送至中央控制模塊；

數(shù)據(jù)輸入模塊，與中央控制模塊連接，用于設定工作孔位坐標和與預打孔的深度；

中央控制模塊，與鉆機的動力驅動裝置連接，根據(jù)數(shù)據(jù)采集模塊采集到的數(shù)據(jù)，向鉆機動力驅動裝置發(fā)送相應命令，調整鉆機行駛方向使其行駛至工作孔位，調整推進梁傾斜角度使其使其豎立，判定推進梁是否頂住工作地面，啟動回轉馬達開始鉆孔，并在鉆孔完成后，發(fā)送將推進梁提升出工作平面的命令。

控制鉆機自動定位鉆孔的裝置，其中，所述數(shù)據(jù)采集模塊包括安裝在鉆機上的第一gps天線和第二gps天線，安裝在推進梁上的角度傳感器，安裝在補償油缸上的壓力傳感器，和安裝在鉆具上的位移傳感器，其中，

所述第一gps天線用于檢測鉆機坐標，第二gps天線指向第一gps天線的方向與鉆機行駛方向相同，用于檢測鉆機行駛方向；

所述角度傳感器用于檢測推進梁的傾斜角度；

所述壓力傳感器用于檢測補償油缸內(nèi)的壓力；

所述位移傳感器用于檢測鉆具鉆孔的深度。

本發(fā)明的有益效果為：本發(fā)明提供一種控制鉆機自動定位鉆孔的方法及裝置，通過建立坐標系，實時監(jiān)測和控制鉆機的坐標和行駛方式向，并控制推進梁自動豎立，實現(xiàn)自動定位鉆孔，無需進行人工放線定位工序，實現(xiàn)自動化定位鉆孔功能。不僅大大提高工作效率，而且比人工放線定位更加精準。

附圖說明

圖1為本發(fā)明中控制鉆機自動定位鉆孔的方法流程示意圖。

圖2為本發(fā)明中控制鉆機自動定位鉆孔的裝置結構連接示意圖。

具體實施方式

為使本發(fā)明的目的、技術方案及效果更加清楚、明確，以下舉實例對本發(fā)明進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅用于解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

如圖1所示，一種控制鉆機自動定位鉆孔的方法，具體包括以下步驟：

步驟s100：鉆機行走前的位置測量和打孔位置的確定：建立坐標系，利用定位裝置測量鉆機行走前的坐標，并設定第一個孔位的坐標；

步驟s200：鉆機自動行走至工作點：將鉆機切換至自動行走模式，通過監(jiān)測鉆機行走過程中的實時坐標p和行駛方位角α，自動調整鉆機的行駛方向，使其行至第一個孔位工作點；

步驟s300：推進梁自動調平豎立：達到第一個孔位工作點后，鉆機自動切斷行走模式，進入工作模式，利用角度傳感器檢測推進梁的傾斜角度，并根據(jù)其傾斜角度控制俯仰油缸和左右搖擺油缸工作，使推進梁自動調平豎立；

步驟s400：推進梁自動頂住工作地面：推進梁完成自動找平豎立后，補償油缸伸出，推動推進梁向地面方向移動，并通過檢測補償油缸的壓力，判斷推進梁是否完全頂住地面；

步驟s500：鉆孔作業(yè)：待推進梁頂住地面后，啟動回轉馬達，開始鉆孔，直至鉆具達到預設孔深，停止鉆孔；

步驟s600：推進梁自動提升：鉆機停止鉆孔后，推進梁自動提升，將鉆具抬離工作平面，然后重復步驟s100-s500，進行下一孔位的作業(yè)。

本實施例通過建立坐標系，實時監(jiān)測和控制鉆機的坐標和行駛方式向，并控制推進梁自動找平豎立，實現(xiàn)自動定位鉆孔，無需進行人工放線定位工序。不僅大大提高工作效率，而且比人工放線定位更加精準。

以下基于具體實施例對上述各步驟進行具體說明：

第一步：鉆機行走前的位置測量和打孔位置的確定

建立坐標系后，通過安裝在鉆機上的第一gps天線測量鉆機行走前的坐標p0，并設定第一個孔位的坐標p1。實際應用中，由于需要開始的孔位分布（及孔與孔之間的距離及方位）已經(jīng)確定，因此，設定第一個孔位的坐標后，其它孔位的坐標即可確定。

第二步：鉆機自動行走至工作點

在步驟s100中輸入第一個孔位的坐標后，鉆機切換至自動行走模式，通過以下步驟控制鉆機的行駛路線：

步驟s210：將鉆機當行走前的坐標p0與輸入的第一個孔位的坐標p1之間的連線定義為直線l，即控制鉆機從直線l的起點移動至終點即可達到第一孔位工作點；

步驟s220：鉆機開始移動后，繼續(xù)通過安裝在鉆機上的第一gps天線監(jiān)測鉆機在行走過程中的實時坐標p，同時監(jiān)測鉆機的行駛方位角α；

步驟s230：鉆機行走前的坐標p0即為直線l的起點，在鉆機移動的過程中，當步驟s220監(jiān)測到其實時坐標p偏離直線l的距離超過50mm（可根據(jù)需要設置）時，則驅動鉆機自動調整行駛方位角α使其沿著直線l移動直至到達第一孔位坐標p1（即直線l的終點）。

具體地，上述步驟s220中，為了監(jiān)測鉆機的行駛方位角α，本實施例在鉆機上安裝了第二gps天線，并使第二gps天線指向第一gps天線的方向與鉆機行駛方向相同。比如，第一gps天線安裝在鉆機前端，第二gps方向安裝在鉆機尾端對應位置，第二gps天線指向第一gps天線的方向即為鉆機的行走方向，通過采集第一gps天線和第二gps天線的位置信息即可得到鉆機的行駛方位角α。

所述步驟s230中，本實施例通過控制鉆機左右履帶的差速調整鉆機的行駛方位角α。

第三步：推進梁自動找平豎立

鉆機到達第一孔位工作點（即直線l的終點）后，自動切斷行走模式，進入工作模式，利用安裝在推進梁上的角度傳感器檢測推進梁的傾斜角度，并根據(jù)其傾斜角度，自動驅動推進梁俯仰油缸工作，使推進梁的x軸處于水平方向；同時驅動推進梁左右搖擺油缸工作，使推進梁的y軸處于水平方向，直至推進梁在x-y平面處于水平狀態(tài)，即完成推進梁的豎立。

第四步：推進梁自動頂住工作地面

在推進梁的補償油缸上裝有壓力傳感器，完成推進梁豎立后，啟動補償油缸帶動推進梁向下移動，當檢測到補償油缸內(nèi)持續(xù)增壓10s以上時，則判定推進梁已經(jīng)完全頂住地面。

第五步：鉆孔作業(yè)

在鉆機的鉆具上安裝有位移傳感器，當推進梁完全頂住地面后，啟動回轉馬達開始鉆孔，當檢測到鉆具的位移達到設定的孔深時，停止鉆孔作業(yè)。

第六步：推進梁自動提升

鉆機停止鉆孔后，自動將推進梁提升，使鉆具抬離工作平面，然后重復步驟s100-s500。

如圖2所示，本實施例還提供一種控制鉆機自動定位鉆孔的裝置，包括：坐標系模塊、數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)輸入模塊、中央控制模塊，其中，

坐標系模塊，用于建立坐標系；

數(shù)據(jù)采集模塊，同時連接坐標系模塊以及中央控制模塊，用于檢測鉆機行走前的坐標以及行走過程中的實時坐標和行駛方向，推進梁傾斜角度，推進梁補償油缸的壓力，及鉆具鉆孔深度，并傳送至中央控制模塊；

數(shù)據(jù)輸入模塊，與中央控制模塊連接，用于設定工作孔位坐標和與預打孔的深度；

中央控制模塊，與鉆機的動力驅動裝置連接，根據(jù)數(shù)據(jù)采集模塊采集到的數(shù)據(jù)，向鉆機動力驅動裝置發(fā)送相應命令，調整鉆機行駛方向使其行駛至工作孔位，調整推進梁傾斜角度使其使其豎立，判定推進梁是否頂住工作地面，啟動回轉馬達開始鉆孔，并在鉆孔完成后，發(fā)送將推進梁提升出工作平面的命令。

具體地，控制鉆機自動定位鉆孔的裝置中，所述數(shù)據(jù)采集模塊包括安裝在鉆機上的第一gps天線和第二gps天線、安裝在推進梁上的角度傳感器、安裝在補償油缸上的壓力傳感器、和安裝在鉆具上的位移傳感器，其中，

所述第一gps天線用于檢測鉆機坐標，第二gps天線指向第一gps天線的方向與鉆機行駛方向相同，用于檢測鉆機行駛方向；

所述角度傳感器用于檢測推進梁的傾斜角度；

所述壓力傳感器用于檢測補償油缸內(nèi)的壓力；

所述位移傳感器用于檢測鉆具鉆孔的深度。

以上對本發(fā)明進行了詳細的介紹，對本領域普通技術人員來說，可以根據(jù)上述說明加以改進或變換，而所有這些改進和變換都應屬于本發(fā)明所附權利要求的保護范圍。