一种旋挖钻机的智能怠速系统
阅读说明：本技术 一种旋挖钻机的智能怠速系统 (Intelligent idling system of rotary drilling rig ) 是由 罗瑶 黎起富 滕召金 湛良传 马少焱 宁焕 于 2020-12-29 设计创作，主要内容包括：本发明提供一种旋挖钻机的智能怠速系统,包括梭阀组类怠速识别模块、解锁类怠速识别模块、切换类怠速识别模块、动作按钮类怠速识别模块和电气控制器,这些模块均将怠速识别信号输入到电气控制器,电气控制器接收各模块识别信号并转化成输出信号至发动机,梭阀组类怠速识别模块包括动力头先导部件、主卷扬先导部件和加压先导部件,解锁类怠速识别模块包括行走解锁按钮、平台回转解锁按钮和桅杆调垂解锁按钮,切换类怠速识别模块包括变幅切换按钮和副卷扬切换按钮,动作按钮类怠速识别模块包括履带油缸伸展按钮和履带油缸收缩按钮。本发明系统中仅需五个梭阀即可完成旋挖钻机的自动怠速工作。本发明提供的自动怠速系统成本低,系统故障率低。(The invention provides an intelligent idle speed system of a rotary drilling rig, which comprises a shuttle valve group idle speed identification module, an unlocking idle speed identification module, a switching idle speed identification module, an action button idle speed identification module and an electric controller, wherein idle speed identification signals are input into the electric controller by the modules, the electric controller receives the identification signals of the modules and converts the identification signals into output signals to an engine, the shuttle valve group idle speed identification module comprises a power head pilot component, a main winch pilot component and a pressurization pilot component, the unlocking idle speed identification module comprises a walking unlocking button, a platform rotation unlocking button and a mast verticality adjusting unlocking button, the switching idle speed identification module comprises a luffing switching button and an auxiliary winch switching button, and the action button idle speed identification module comprises a crawler cylinder stretching button and a crawler cylinder shrinking button. According to the system, the automatic idling operation of the rotary drilling rig can be completed only by five shuttle valves. The automatic idling system provided by the invention has low cost and low system failure rate.)
技术领域
本发明属于工程机械领域，具体涉及旋挖钻机的发动机转速控制系统。
背景技术
旋挖钻机都设计有发动机自动怠速系统，即当设备的发动机不熄火而液压系统又不工作的时候需要将发动机置于低怠速状态，但液压系统工作的时候又需要提高发动机转速，这样可以降低燃油消耗，提高发动机和液压元件的寿命。因此需要识别液压系统什么时候工作，什么时候不工作，这时一般会在液压系统先导上设计梭阀组，并通过压力开关提取压力信号作为电气系统控制器自动怠速系统的识别信号；
旋挖钻机的动作一般包括动力头、主卷扬、加压、行走、平台回转、桅杆调垂、变幅、副卷扬、履带油缸伸展和履带油缸收缩，如果这些动作全部通过梭阀取先导压力信号，那么梭阀组需要20个梭阀才能将所有动作的先导压力信号提取到。这样梭阀组不仅成本高，而且结构复杂，维修性差。
中国专利CN201520191640公开一种基于检测液压泵出口压力的旋挖钻机自动怠速控制系统，包括主控制器、压力传感器、自动怠速使能开关、发动机控制器ECU及油门系统，压力传感器、自动怠速使能开关与主控制器的输入端连接；主控制器与发动机控制器ECU连接；发动机控制器ECU与油门系统连接；主控制器接收压力传感器检测到的液压泵出口压力信号、发动机控制器ECU发送的当前油门信号以及自动怠速使能开关信号，并进行处理判断，再向发动机控制器ECU发送不同的控制指令，发动机控制器ECU再根据指令控制油门开度大小。该实用新型用液压泵的出口压力替代了来自梭阀组的先导压力，减少了液压系统梭阀的使用，液压管路布置简单，减少了故障点。
中国专利CN201020294447公开一种旋挖钻机自动怠速控制系统。该控制系统包括控制器、压力传感器、油门电位计、自动怠速使能开关和发动机的油门系统，油门电位计、压力传感器和自动怠速使能开关与控制器的输入端连接，控制器的输出端与发动机的油门系统连接；所述的发动机的油门系统为发动机的控制器ECM；或者为发动机的油门电机系统。该种自动怠速系统直接利用现有的压力传感器、控制器，减少了液压系统的元器件即液压系统的梭阀的使用。优点是：1、结构简单，方便安装；2、性能可靠，减少了故障点；3、节约成本，降低能耗。但上述专利中的怠速系统仍然有较大的智能化提升空间。
因此，本领域需要一种新的旋挖钻机的智能怠速系统。
发明内容
本发明提供一种旋挖钻机的智能怠速系统，用于旋挖钻机，包括梭阀组类怠速识别模块、解锁类怠速识别模块、切换类怠速识别模块、动作按钮类怠速识别模块和电气控制器，所述梭阀组类怠速识别模块(1)、解锁类怠速识别模块(2)、切换类怠速识别模块(3)和动作按钮类怠速识别模块(4)将怠速识别信号输入到电气控制器，所述电气控制器接收各模块识别信号并转化成输出信号至发动机，所述梭阀组类怠速识别模块包括动力头先导部件、主卷扬先导部件和加压先导部件，所述解锁类怠速识别模块包括行走解锁按钮、平台回转解锁按钮和桅杆调垂解锁按钮，所述切换类怠速识别模块包括变幅切换按钮和副卷扬切换按钮，所述动作按钮类怠速识别模块包括履带油缸伸展按钮和履带油缸收缩按钮。
在一种具体的实施方式中，所述电气控制器(5)为可编程控制器，接收各模块识别信号并转化成输出信号至发动机(6)，用于实现发动机的转速控制。本发明中，发动机6控制旋挖钻机油门的大小。
在一种具体的实施方式中，所述梭阀组类怠速识别模块(1)还包括梭阀组(14)和压力开关(15)，所述梭阀组(14)包括梭阀一(141)、梭阀二(142)、梭阀三(143)、梭阀四(144)、梭阀五(145)、六个进油口A1～A6和六个出油口B1～B6，所述进油口A1、A2和出油口B1、B2均用于连接所述动力头先导部件(11)，所述进油口A3、A4和出油口B3、B4均用于连接所述主卷扬先导部件(12)，所述进油口A5、A6和出油口B5、B6均用于连接所述加压先导部件(13)，所述梭阀一(141)设置在进油口A1和A2之间，所述梭阀二(142)设置在进油口A3和A4之间，所述梭阀三(143)设置在进油口A5和A6之间，所述梭阀四(144)用于连接和设置在梭阀一(141)到梭阀三(143)这三个梭阀中的任意两个梭阀之间，所述梭阀五(145)用于连接和设置在梭阀一(141)到梭阀三(143)这三个梭阀中的另一个梭阀以及梭阀四(144)之间，所述梭阀五(145)通过出油口B7与压力开关(15)相连，所述压力开关(15)与所述电气控制器(5)连接。
本发明具备如下有益效果：本发明中将旋挖钻机动力系统与液压系统、电气系统的控制逻辑有机统一起来，对发动机自动怠速系统的信号提取方式和分类进行创新，使得本发明系统中仅需五个梭阀即可完成旋挖钻机的自动怠速工作。而一般的旋挖钻机的自动怠速系统中梭阀数量多，自动怠速系统成本大，系统的故障率也高。相应地，本发明提供的自动怠速系统成本低，系统故障率低。
附图说明
图1为本发明所述旋挖钻机的智能怠速系统结构示意图。
具体实施方式
如图1所示，本发明提供一种旋挖钻机的智能怠速系统，包括梭阀组类怠速识别模块(1)、解锁类怠速识别模块(2)、切换类怠速识别模块(3)、动作按钮类怠速识别模块(4)和电气控制器(5)，所述梭阀组类怠速识别模块(1)、解锁类怠速识别模块(2)、切换类怠速识别模块(3)和动作按钮类怠速识别模块(4)将怠速识别信号输入到电气控制器(5)，所述电气控制器(5)用于输出信号至发动机(6)，所述梭阀组类怠速识别模块(1)包括动力头先导部件(11)、主卷扬先导部件(12)和加压先导部件(13)，所述解锁类怠速识别模块(2)包括行走解锁按钮(21)、平台回转解锁按钮(22)和桅杆调垂解锁按钮(23)，所述切换类怠速识别模块(3)包括变幅切换按钮(31)和副卷扬切换按钮(32)，所述动作按钮类怠速识别模块(4)包括履带油缸伸展按钮(41)和履带油缸收缩按钮(42)。
本发明中，本领域技术人员知晓的，所述动力头包括驱动钻杆正转或反转，给钻杆提供扭矩。所述主卷扬用于将钻杆放入钻孔中或从钻孔中提起钻杆，所述副卷扬用于旋挖钻机的辅助施工，例如起吊钢筋笼。所述加压即为对钻杆施加压力，使得钻杆可以向下钻进；所述变幅能使得钻杆与钻孔对准。所述“先导”的意思是这些操作都是在驾驶室中液压远程控制完成，而不是直接在相应的动作设备上完成。所述平台回转是指驾驶室平台在旋挖钻机的底盘上旋转。所述桅杆调垂是指在钻杆钻孔时，桅杆需要调成垂直状态；而在旋挖钻机运输或转场时，桅杆呈倒下放置状态。所述履带油缸伸展和收缩为履带油缸的两个不同状态，履带油缸伸展使得旋挖钻机的两条平行履带之间距离较宽，旋挖钻机工作时一般是该状态；履带油缸收缩时使得两条平行的履带之间距离较窄，旋挖钻机处于运输状时一般是该状态。
旋挖钻机有些动作出于安全考虑，在电气上会有锁定功能，相关动作的时候必须电气解锁才能做，包括行走、平台回转、桅杆调垂。本发明中对行走、平台回转、桅杆调垂都设置解锁操作按钮作为电气系统控制器的解锁输入信号，得到解锁信号控制器才有输出动作。行走、平台回转、桅杆调垂的解锁信号可以作为这些动作的识别信号。
旋挖钻机有些动作是通过先导切换实现同一个手柄动作操作，本发明中设置变幅切换和副卷扬切换按钮，按下切换按钮，电气控制器得到切换动作的输入信号，控制器就输出切换到另一个动作。比如加压和变幅，按下切换按钮切换，则由加压动作切换到变幅动作；再比如主卷扬和副卷扬，按下切换按钮则由主卷扬切换到副卷扬工作。变幅、副卷扬的切换信号可作为这些动作的识别信号。
旋挖钻机有些动作是由先导电磁阀控制换向阀实现动作，在电气上设置动作按钮，操作动作按钮，并通过电气系统控制器输出信号控制先导电磁阀实现动作。比如履带油缸伸展动作，设置履带油缸伸和履带油缸收两个按钮，按下按钮，电气系统控制器接收到动作信号即输出控制信号实现履带油缸的伸展和收缩。这两个动作按钮信号可作为履带伸展动作的识别信号。
本发明提供了一种旋挖钻机的智能怠速系统，设置梭阀组类怠速识别信号、解锁类怠速识别信号、切换类怠速识别信号、动作按钮类怠速识别信号，将这些信号作为电气控制器各动作识别信号，通过控制器实现发动机的转速控制。梭阀组类怠速识别信号包括动力头、主卷扬、加压几个动作，这几个动作总共只需要五个梭阀即可实现信号的提取；解锁类怠速识别信号包括行走、平台回转、桅杆调垂几个动作；切换类怠速识别信号包括变幅、副卷扬动作；动作按钮类怠速识别信号包括履带油缸伸展和收缩动作。
本发明具体包括三个解锁操作类按钮、两个切换类按钮和两个动作类按钮，这些按钮一般都设置在手柄上或显示屏上，设置在驾驶室内这些人机交互的位置。例如按一下变幅切换按钮31则钻杆由加压状态切换为变幅状态。按一下副卷扬切换按钮32则由主卷扬状态切换为副卷扬状态。这些按钮一般并不设置在电气控制器5上，电气控制器5为可编程控制器。本发明中的梭阀组类怠速识别模块(1)中自动提取信号，它不需要设置任何按钮。
本发明中，梭阀组类怠速识别模块中的信号提取过程包括如下原理步骤。
1、动力头怠速识别信号提取：动力头先导经梭阀组A1、A2进油，B1、B2出油，一个接动力头正转先导，一个接动力头反转先导。例如A1和B1接动力头正转先导，则A2和B2接动力头反转先导。当A1进油，则动力头先导从B1出油的同时将梭阀组内梭阀一和梭阀五推向右位，压力油经梭阀一、梭阀五后到达压力开关，压力开关接收到压力后转换成压力信号输入控制器；当A2进油，则动力头先导从B2出油的同时将梭阀组内梭阀一推向左位，梭阀五推向右位，压力油经梭阀一、梭阀五后到达压力开关，压力开关接收到压力后转换成压力信号输入控制器。
2、主卷扬怠速识别信号提取：主卷扬先导经梭阀组A3、A4进油，B3、B4出油，一个接主卷扬提升先导，一个接主卷扬下放先导。当A3进油，则主卷扬先导从B3出油的同时将梭阀组内梭阀二和梭阀四推向右位，梭阀五推向左位，压力油经梭阀二、梭阀四、梭阀五后到达压力开关，压力开关接收到压力后转换成压力信号输入控制器；当A4进油，则主卷扬先导从B4出油的同时将梭阀组内梭阀二推向左位，梭阀四推向右位，梭阀五推向左位，压力油经梭阀二、梭阀四、梭阀五后到达压力开关，压力开关接收到压力后转换成压力信号输入控制器。
3、加压怠速识别信号提取：加压先导经梭阀组A5、A6进油，B5、B6出油，一个接加压起拔先导，一个接加压下压先导。当A5进油，则加压先导从B5出油的同时将梭阀组内梭阀三推向右位，梭阀四推向左位和梭阀五推向左位，压力油经梭阀三、梭阀四、梭阀五后到达压力开关，压力开关接收到压力后转换成压力信号输入控制器；当A6进油，则加压先导从B6出油的同时将梭阀组内梭阀三、梭阀四、梭阀五推向左位，压力油经梭阀三、梭阀四、梭阀五后到达压力开关，压力开关接收到压力后转换成压力信号输入控制器。
上述实施例仅为清楚地说明本发明技术方案所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。在不改变本发明基本构思和实质的情况下，任何其它等同技术特征的变换或修改，都应属于本发明权利要求的保护范围。
- 上一篇：一种医用注射器针头装配设备
- 下一篇：一种低怠速发动机转速控制方法