挖土钻头用防尘喷圈、挖土防尘钻头控制系统及方法与流程

1.本发明涉及一种挖土钻头用防尘喷圈、挖土防尘钻头控制系统及方法，属于挖掘机技术领域。


背景技术：

2.公知的，挖土机，是一种工程施工机械。挖土机由行走底盘、旋转平台、大型铲子以及机械手臂组成。在进行破碎或者打孔时，需要在机械手臂上安装钎杆进行脉冲冲击，在干燥的情况下，作业容易产生大量的灰尘，容易造成环境污染和影响作业。
3.目前，通常采用在挖土机附近安装除尘设备进行扬尘处理，一是增加了设备投入，成本增加，二是不能从近距离对作业点进行除尘，效果差，精准性差，效率低。


技术实现要素：

4.为了克服现有技术的上述不足，本发明提供一种挖土钻头用防尘喷圈、挖土防尘钻头控制系统及方法，能够使钎杆的作业端作业形成的灰尘全部包裹，避免灰尘泄露，起到有效的防尘作用，同时能够对除尘过程实时调控，更加高效、节能。
5.本发明解决其技术问题采用的一种技术方案是：
6.一种挖土钻头用防尘喷圈，固定安装在所述挖土钻头的钎杆上，用于对作业点进行喷洒液体；
7.所述防尘喷圈包括套设在钎杆上的固定安装圈，所述固定安装圈上设有一端与高压液体源连通的连接管及与所述连接管另一端连通的喷洒头，所述喷洒头朝向钎杆的作业端布置。
8.可选的，所述固定安装圈包括喷洒圈、安装圈和安装件，安装圈可升降的同轴嵌套在喷洒圈的内侧，同时同轴嵌套在钎杆的外侧；安装件固定连接在安装圈上，用于将安装圈固定连接在钎杆上；
9.所述连接管和喷洒头均安装在所述喷洒圈上。
10.可选的，所述安装件包括固定圈和螺栓，固定圈同轴固定连接在安装圈上，螺栓周向配合嵌套在固定圈上，用于将其固定在钎杆上。
11.可选的，所述喷洒圈具有朝向和背离作业端的下安装端面和上安装端面，多个喷洒头环向均布在所述下安装端面上并与钎杆中心轴成夹角设置，至少一个连接管设置在所述上安装端面上。
12.可选的，所述喷洒圈的内部开设有安装腔，在所述安装腔的内部设有连接管组件，所述连接管组件一端与喷洒头一一对应并与其内端转动连通，另一端与连接管连通；且安装圈与连接管组件之间通过传动结构连接，可驱动安装圈和喷洒圈相对做轴向往复滑动并联动连接管组件在安装腔内往复转动。
13.可选的，所述连接管组件包括管状的固定部、驱动部和转动部，固定部固定设置在安装腔内部，固定部一端连通连接管，另一端与转动部或驱动部转动连通，转动部与驱动部
同轴固定连通，转动部转动处于安装腔内部，驱动部与传动结构固定连接，喷洒头转动连接在喷洒圈上，喷洒头的喷洒端伸出喷洒圈。
14.可选的，所述传动结构包括升降块、齿条和齿轮，升降块固定在安装圈的外壁上并可升降的处于安装腔的内部，齿条固定连接在升降块上，齿轮固定连接在驱动部的外壁上，齿条与齿轮相啮合；
15.或者，所述传动结构包括缆绳和扭簧，缆绳一端缠绕在驱动部上，且一端固定连接在安装圈上，扭簧安装在驱动部和安装腔之间使其相对转动。
16.根据上述技术方案的挖土钻头用防尘喷圈，能够从产生灰尘的作业端进行喷洒液体，有效地避免灰尘泄露，起到良好的防尘作用。
17.本发明解决其技术问题采用的另一种技术方案是：
18.一种挖土防尘钻头控制系统，包括：
19.控制阀，与上述任一的喷洒头一一对应设置，用于控制对应喷洒头的流量；
20.风向风力感应件，用于感应作业点的风速风向与风速v；
21.灰尘检测件，用于检测作业点空间的灰尘浓度c；
22.以及控制器，与控制阀、风向风力感应件、灰尘检测件连接，用于根据作业点风速、风向及灰尘浓度实时调控喷洒头的喷洒量。
23.可选的，所述风向风力感应件和灰尘检测件都安装在挖土机机械臂、钎杆或钎杆的安装基座上。
24.通过上述技术方案的挖土防尘钻头控制系统，利用控制器控制控制阀使工作的喷洒头进行液体定量喷洒，从而可以充分对灰尘进行喷淋，避免了灰尘造成污染，影响工作人员身体健康，并基于风向风力感应件、灰尘检测件考虑到了风速和风向的影响，可以节约液体的使用量，节约资源。
25.本发明解决其技术问题采用的再一种技术方案是：
26.一种基于所述挖土防尘钻头控制系统的喷洒控制方法，包括所述如下具体步骤：
27.s1、构建一个平面坐标系，将喷洒头置于平面坐标系中，并对喷洒头进行标记和获得喷洒头对应的角度坐标θi；
28.s2、接收风向风力感应件感应的当前风向坐标θ’和风速v，根据风速v查找一个预先设置的风速-喷洒范围信息表，获得喷洒角度φ；
29.s3、计算获得覆盖角度；
30.s4、判断角度坐标θi是否属于覆盖角度，如果是，则执行s5；
31.s5、标定该喷洒头为工作的喷洒头；
32.s6、计算获得工作的喷洒头的喷洒量，其中a为调整因子；
33.s7、控制工作的喷洒头进行液体喷洒，喷洒量为q。
34.本技术方案的基于所述挖土防尘钻头控制系统的喷洒控制方法，提供了上述控制器的控制方式，具体实现了喷洒头与风向风力感应件、灰尘检测件的协调配合，实现了对除尘过程实时调控，更加高效、节能。
附图说明
35.下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
36.图1是本发明实施例1的立体图。
37.图2是本发明实施例1的俯视图。
38.图3是图2中a-a处的剖视图。
39.图4是本发明实施例1中防尘喷圈的立体图。
40.图5是本发明实施例1中连接管组件的立体图。
41.图6是本发明实施例2的立体图。
42.图7是本发明实施例2的俯视图。
43.图8是图2中a-a处的剖视图。
44.图9是本发明实施例2中连接管组件的立体图。
45.图10是本发明实施例1和实施例2中控制系统的结构框图。
46.图中附图标记说明：10-防尘喷圈；11-固定安装圈；111-喷洒圈；1111-下安装端面；1112-上安装端面；1113-安装腔；1114-连接管组件；1114-1-固定部；1114-2-驱动部；1114-3-转动部；1115-传动结构；1115-1-升降块；1115-2-齿条；1115-3-齿轮；112-安装圈；113-安装件；1131-固定圈；1132-螺栓；12-连接管；13-喷洒头；20-钎杆；
47.101-控制阀；102-风向风力感应件；103-灰尘检测件；104-控制器。
具体实施方式
48.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。
49.实施例1：
50.图1至图5示出了本发明一个较佳的实施例1的结构示意图，图中的一种挖土钻头用防尘喷圈10，固定安装在所述挖土钻头的钎杆20上，用于对作业点进行喷洒液体；其中的液体可以是防尘剂或清水等。
51.所述防尘喷圈10包括套设在钎杆20上的固定安装圈11，所述固定安装圈11上设有一端与高压液体源连通的连接管12及与所述连接管12另一端连通的喷洒头13，所述喷洒头13朝向钎杆20的作业端布置。在本实施例中，连接管12的数量设置为一个，一端与多个喷洒头13共同连通，另一端用于连通高压液体源。
52.本发明实施例的一种具体实施方式，所述固定安装圈11包括喷洒圈111、安装圈112和安装件113，安装圈112可升降的同轴嵌套在喷洒圈111的内侧，同时同轴嵌套在钎杆20的外侧；安装件113固定连接在安装圈112上，用于将安装圈112固定连接在钎杆20上；
53.所述连接管12和喷洒头13均安装在所述喷洒圈111上。
54.实施例中喷洒圈111和安装圈112可以均是环状结构，当喷洒圈111是环状结构时，其下安装端面1111周向设置的多个喷洒头13可以是广角喷头，形成一个线性喷洒范围，多个喷洒头13的喷洒线可以在作业所在平面首尾相连形成一个闭合的喷洒圈111，所以喷洒头13就会形成圆筒或者圆锥筒的喷洒面，当然喷洒圈111也可以设为多棱筒或者多棱锥，具体在此不做赘述。
55.本发明实施例的一种具体实施方式，所述安装件113包括固定圈1131和螺栓1132，
固定圈1131同轴固定连接在安装圈112上，螺栓1132周向配合嵌套在固定圈1131上，用于将其固定在钎杆20上。拧动螺栓1132可以完成安装圈112的固定连接。
56.本发明实施例的一种具体实施方式，所述喷洒圈111具有朝向和背离作业端的下安装端面1111和上安装端面1112，多个喷洒头13环向均布在所述下安装端面1111上并与钎杆20中心轴成夹角设置，一个连接管12设置在所述上安装端面1112上。其中，单个所述喷洒头13的喷洒角度为θ，则喷洒头13数量为n，且
57.在高压的作用下，液体从连接管12进入到固定安装圈11的内部，最后从多个喷洒头13喷洒出，喷洒头13喷出的液体形成一个锥形防尘面，从而使钎杆20作业端作业形成的灰尘全部包裹，更好地避免了灰尘泄露。
58.本发明实施例的一种具体实施方式，所述喷洒圈111的内部开设有安装腔1113，在所述安装腔1113的内部设有连接管组件1114，所述连接管组件1114一端与喷洒头13一一对应并与其内端转动连通，另一端与连接管12连通；且安装圈112与连接管组件1114之间通过传动结构1115连接，可驱动安装圈112和喷洒圈111相对做轴向往复滑动并联动连接管组件1114在安装腔1113内往复转动。
59.当钎杆20进行脉冲作业，可以驱动安装圈112和喷洒圈111周向往复滑动，在惯性的作用下，安装圈112和喷洒圈111相互轴向往复滑动，以此可以使传动结构1115驱动连接管组件1114在安装腔1113的内部往复转动，以此使多个喷洒头13同步转动，使喷洒头13喷出的液体形成锥形防尘面，锥角不停的往复变大变小，不仅可以将钎杆20产生灰尘进行隔离，同时可以将锥形防尘面内部的灰尘进行除尘。
60.本发明实施例的一种具体实施方式，所述连接管组件1114包括管状的固定部1114-1、驱动部1114-2和转动部1114-3，固定部1114-1固定设置在安装腔1113内部，固定部1114-1一端连通连接管12，另一端与转动部1114-3转动连通，转动部1114-3与驱动部1114-2同轴固定连通，转动部1114-3转动处于安装腔1113内部，从而使连接管12转动稳定；驱动部1114-2与传动结构1115固定连接，喷洒头13转动连接在喷洒圈111上，喷洒头13的喷洒端伸出喷洒圈111。其中的转动部1114-3设置为两个，分别连接在驱动部1114-2的两侧。当传动结构1115带动驱动部1114-2转动，从而使管道12转动，完成喷洒。
61.所述传动结构1115包括升降块1115-1、齿条1115-2和齿轮1115-3，升降块1115-1固定在安装圈112的外壁上并可升降的处于安装腔1113的内部，齿条1115-2固定连接在升降块1115-1上，齿轮1115-3固定连接在驱动部1114-2的外壁上，齿条1115-2与齿轮1115-3相啮合；
62.或者，所述传动结构1115包括缆绳和扭簧，缆绳一端缠绕在驱动部1114-2上，且一端固定连接在安装圈112上，扭簧安装在驱动部1114-2和安装腔1113之间使其相对转动。
63.当升降块1115-1随着安装圈112在安装腔1113内部升降，经过齿条1115-2和齿轮1115-3传动，从而驱动喷洒头13转动，当然传动结构1115为缆绳和扭簧时，扭簧使驱动部1114-2转动，具体在此不做赘述。
64.实施2：
65.图6至图9示出了本发明一个较佳的实施例2的结构示意图，图中一种挖土钻头用防尘喷圈10，不同于实施例1的结构在于，设有多个连接管12，具体为六个设置在所述上安
装端面1112上。连接管12的数量可以与喷洒头13一一对应连接，另外一端共同连通到高压液体源。
66.本实施例2区别与实施例1的结构还在于，转动部1114-3设置为一个，同轴连接在驱动部1114-2的一侧，驱动部1114-2的另一侧与固定部1114-1连接；同时所述固定部1114-1的构造比实施例1中的固定部1114-1增加了侧部连通管，用于导通连接管12。
67.本实施例2同样可以实现：当钎杆20进行脉冲作业，可以驱动安装圈112和喷洒圈111周向往复滑动，在惯性的作用下，安装圈112和喷洒圈111相互轴向往复滑动，以此可以使传动结构1115驱动连接管组件1114在安装腔1113的内部往复转动，以此使多个喷洒头13同步转动，使喷洒头13喷出的液体形成锥形防尘面，锥角不停的往复变大变小，不仅可以将钎杆20产生灰尘进行隔离，同时可以将锥形防尘面内部的灰尘进行除尘。
68.实施例3：
69.参照图10，本发明实施例3提供了一种挖土防尘钻头控制系统，包括：
70.控制阀101，与上述任一实施例的喷洒头13一一对应设置，用于控制对应喷洒头13的流量；
71.风向风力感应件102，用于感应作业点的风速风向与风速v；
72.灰尘检测件103，用于检测作业点空间的灰尘浓度c；
73.以及控制器104，与控制阀101、风向风力感应件102、灰尘检测件103连接，用于根据作业点风速、风向及灰尘浓度实时调控喷洒头13的喷洒量。
74.具体实施例中，控制阀101、风向风力感应件102、灰尘检测件103均可以基于现有技术直接获得，因此具体构造不进行详细描述。
75.上述灰尘浓度c的单位可以是mg/m3，也可以是其他单位，上述的作业点空间是覆盖作业点的一个空间，可以是多个采集点，并分布在钎杆20的周围，当然也可以设置一个采集点，采集点可以是相对作业点的一个位置。
76.上述控制器104可以与控制阀101、风向风力感应件102、灰尘检测件103电连接或者无线连接，控制器104用于构建一个平面坐标系，所述的平面坐标系可以是以作业点为原点的极坐标系，所在平面坐标系还可以垂直钎杆20的轴线，当然并不排除一个直角坐标系。控制器104将喷洒头13置于平面坐标系中，并对喷洒头13进行标记和获得喷洒头13对应的角度坐标θi。
77.上述控制器104用于接收风向风力感应件102感应的当前风向坐标θ’和风速v，控制器104根据风速v查找一个预先设置的风速-喷洒范围信息表，从而获得喷洒角度φ，风速-喷洒范围信息表可以通过实验制作，制作过程可以以风速为自变量，喷洒角度φ为因变量，从而保证在风速v的吹动下，灰尘被喷洒角度φ全部覆盖，例如此处无风或者风速小于1.5m/s，喷洒角度φ为2π，其他风速具体不再赘述。
78.上述控制器104用于获取工作的喷洒头13。具体方法为，获取当前风向坐标θ’和喷洒角度φ，计算覆盖角度为判断角度坐标θi是否属于如果是，则标定该喷洒头13为工作的喷洒头13。
79.上述控制器104用于接收灰尘检测件103感应的作业点空间的灰尘浓度c，当为多个采集点时，可以是多个采集点的平均值，控制器104计算获得工作的喷洒头13的喷洒量q
＝ac，其中a为调整因子。
80.控制器104用于控制控制阀101使工作的喷洒头13进行液体喷洒，喷洒量为q，从而可以充分对灰尘进行喷淋，避免了灰尘造成污染，影响工作人员身体健康，并考虑风速和风向的影响，可以节约液体的使用量，节约资源。
81.本发明实施例的一种具体实施方式，所述风向风力感应件102和灰尘检测件103都可以安装在挖土机机械臂、钎杆20或钎杆20的安装基座上。
82.实施例4：
83.本发明实施例4提供了一种基于实施例3所述挖土防尘钻头控制系统的喷洒控制方法，包括所述如下具体步骤：
84.s1、构建一个平面坐标系，将喷洒头13置于平面坐标系中，并对喷洒头13进行标记和获得喷洒头13对应的角度坐标θi；
85.s2、接收风向风力感应件102感应的当前风向坐标θ’和风速v，根据风速v查找一个预先设置的风速-喷洒范围信息表，获得喷洒角度φ；
86.s3、计算获得覆盖角度；
87.s4、判断角度坐标θi是否属于覆盖角度，如果是，则执行s5；
88.s5、标定该喷洒头13为工作的喷洒头；
89.s6、计算获得工作的喷洒头13的喷洒量，其中a为调整因子；
90.s7、控制工作的喷洒头13进行液体喷洒，喷洒量为q。
91.以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明做任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质，对以上实施例所做出任何简单修改和同等变化，均落入本发明的保护范围之内。