专利名称：用于牙轮钻机的自动测量孔深系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种牙轮钻机，具体涉及一种牙轮钻机测量孔深系统。
背景技术：
为了便于电铲在爆破后铲装矿石，要求牙轮钻机每次爆破中所钻孔的深度大致在同一个平面上，这就要求每钻一个孔后都能确切的知道该钻孔的孔深。刚开始每次钻孔完毕后在一根皮尺下面吊一个铁块伸进所钻的孔来测量孔深。上世纪80年代后，随着传感技术和PLC的发展，牙轮钻机开始使用孔位自动测深系统，自动测深的原理是在A型架主机构加压提升轴一端安装测深传感器，我们常用的测深传感器是旋转编码器。A型架主机构加压提升轴每旋转一周，旋转编码器就发出固定数量的脉冲a，与此同时安装在主机构加压提升轴另一端的主动轮也旋转一周并带动钻杆向下推进一定的深度b，PLC将在整个钻孔过程中接收到的脉冲数量除以a再乘以b就可以计算出钻孔的深度，并将该数据显示在数字显示屏上。但在实际工作中，由于开钻时机械传动部分磨损极大，随着主轴旋转次数的增加， 钻杆向下推进的深度会逐步慢慢增加，也就是说实际钻孔的深度要比数字显示屏上显示的钻孔深度要高。例如一种最大钻孔深度为18米的牙轮钻机在用户使用6个月后其测深累积误差居然达到了 1.3米。针对这种情况，用户一般依据孔深数字显示和钻孔时间长短来估计实际孔深；当累积误差太大而无法评估时，采用人工测量实际孔深来修正测深传感器上位数显示表的比例系数K值，一般一到两个月就要调校一次。调校过程具体如下在钻机钻孔完毕时测量实际孔深数据A，同时记下同期测深传感器采集的脉冲数B。A与B的比值即为K值，在测深上位数显表上预置该K值，K值调校即完毕。采用这种方式，虽然能避免很大的累积误差，但还是会有相当大的累积误差，然后人工调校过程也比较复杂。
实用新型内容本实用新型针对目前牙轮钻机自动测量孔深系统误差大的缺陷，提供一种精度较高的牙轮钻机自动测量孔深系统。本实用新型包括PLC、开始接近开关、终了接近开关和感应器，开始接近开关安装在钻架的顶部，终了接近开关与开始接近开关沿钻架相差一个大于主动轮周长小于钻头悬空距离，且终了接近开关在开始接近开关的下方；感应器安装在钻杆的尾部装置上，用于使开始接近开关和终了接近开关向PLC发出脉冲信号，由PLC来计算这两个开关之间的距离与PLC在这两个开关之间接收到的脉冲信号数的比值。本实用新型与现有技术相比增加了开始接近开关、终了接近开关和感应器，安装在钻杆尾部装置上的感应器经过安装在钻架上的开始接近开关和终了接近开关时，这两个开关向PLC发出脉冲信号，PLC经过运算将两个开关之间的距离除以在这两个开关信号之间接收到的脉冲信号数值，得到一个系数值Kab，再将钻头触接地后收到的旋转脉冲数乘以该系数值即可得到钻孔的实际深度。以最大钻孔范围为18米的牙轮钻机为例，在一次满量程的钻孔过程中，由于机械部分的磨损可使牙轮钻机下次钻孔的实际深度比这一次最高多 5mm。如果采用以前的孔位自动测深系统，这个误差会随着牙轮钻机的钻孔次数的增加而成倍增加。而采用本实用新型所涉及的系统，则每次爆破中所有钻孔的深度误差都将控制在 5mm内，大大提高了所测钻孔深度的精度。采用该系统 还可为牙轮钻机机械传动部件的维护提供依据机械传动部件磨损会随着作业次数增多而增加，相应的每次钻机钻孔时的Kab值也会随之增加，当Kab变大到一定程度时也就预示着机械传动部件磨损达到了极限，找到这个Kab的极限值就为维护更换钻孔机械传动部件提供了最直观的数值依据。
图1为本实用新型的电控示意图。图2为本实用新型的测深传感器安装示意图。图3为本实用新型的感应装置安装示意图。
具体实施方式
如图1、图2和图3所示，本实用新型包括测深传感器1、PLC4、数字显示器5，开始接近开关2、终了接近开关3和感应器13。测深传感器1的转动轴8通过螺栓9与主机构加压提升轴7固定连接，随主机构加压提升轴7转动；测深传感器1的外壳10下端通过螺钉与竖直弹簧11的上端固定连接，其可随弹簧11上下摆动但不能转动，弹簧11的下端通过螺栓与加强板12固定，加强板12竖直焊接在A型架6的斜支架上，PLC4安装在机棚的电控柜内，数字显示器5安装在司机室，开始接近开关2安装在钻架16的顶部，离开始接近开关2沿钻架向下一个大于主动轮周长小于钻头悬空距离的位置安装终了接近开关3，钻杆15的尾部装置14上安装有感应器13。该系统的工作原理是主机构加压提升轴7每旋转一周，测深传感器1的旋转编码器就发出固定数量的脉冲，PLC4不断接收这些脉冲，钻杆15的尾部装置14上的感应器13 经过开始接近开关2和终了接近开关3时，这两个开关向PLC4发出信号，PLC4经过运算将这两个开关之间的距离a除以在这两个开关信号之间接收到的脉冲信号数值b，得到一个系数值Kab，将钻头触地后接收到的旋转脉冲数乘以Kab得到实际钻孔的深度用数字显示器5显示出来。本实用新型不局限于上述的具体结构，只要能产生与本实用新型相同或者等同效果的结构都行。
权利要求1. 一种用于牙轮钻机的自动测量孔深系统，它包括PLC (4)，其特征在于它还包括开始接近开关(2)、终了接近开关(3)和感应器(13)，开始接近开关(2)安装在钻架的顶部，终了接近开关(3)与开始接近开关(2)沿钻架相差一个大于主动轮周长小于钻头悬空高度的距离，且终了接近开关(3)在开始接近开关(2)的下方；感应器(13)安装在钻杆的尾部装置上，用于使开始接近开关(2)和终了接近开关(3)向PLC (4)发出脉冲信号，由PLC (4)来计算这两个开关之间的距离与PLC在这两个开关之间接收到的脉冲信号数的比值。
专利摘要本实用新型公开了一种用于牙轮钻机的自动测量孔深系统，它包括PLC、开始接近开关、终了接近开关和感应器，开始接近开关安装在钻架的顶部，终了接近开关与开始接近开关沿钻架相差一个大于主动轮周长小于钻头悬空距离，且终了接近开关在开始接近开关的下方；本实用新型增加了开始接近开关、终了接近开关和感应器，安装在钻杆尾部装置上的感应器经过开始接近开关和终了接近开关时，这两个开关向PLC发出信号，PLC经过运算将这两个开关之间的距离a除以这两个开关信号之间接收到的脉冲信号数值b，得到一个系数值Kab，再将接钻头触地后收到的旋转脉冲数乘以Kab即可得到钻孔的实际深度用数字显示器显示出来，消除了现有技术存在的累积误差，精度较高。
文档编号E21B47/04GK202209171SQ20112034311
公开日2012年5月2日 申请日期2011年9月14日 优先权日2011年9月14日
发明者刘淮建 申请人:中钢集团衡阳重机有限公司