旋挖钻机自动控制方法及系统、旋挖钻机设备与流程

本发明涉及工程机械技术领域，具体而言，涉及一种旋挖钻机自动控制方法及系统、旋挖钻机设备。

背景技术：

旋挖钻机是一种适合建筑基础工程中成孔作业的施工机械。旋挖钻机主要包括履带式底盘和可转动的设置在底盘上的上车平台，上车平台上安装有钻杆。旋挖钻机利用钻杆在地面上钻孔时，每隔一段时间就需要将钻杆从钻孔中移出，并通过上车平台在底盘上转动而带动钻杆离开钻孔位置，当上车平台转动至卸载位置后停止转动，然后使挖出的材料脱落，再控制上车平台带动钻杆回转至钻孔位置。

之前均采用人工控制液压手柄到达钻孔的位置，不仅工人的劳动强度大，而且精度不高且效率低。为此，现有技术中采用一种自动回转定位控制系统，其原理是：控制器根据检测到的回转马达的回转信息计算当前回转的相关参数(包括方向和/或速度)，并根据当前回转的相关参数控制输出电流来调节电控调节阀，以调节回转的相关参数。由于旋挖钻机本身的质量较大惯性也就较大，因此，在较大回转较大情况下自动回转的过程中，存在若回转速度较大则回转零位时很难平稳停止，在回转速度较小时比较耗费时间，也就是说，目前的自动回转控制方法存在控制精度低的问题，因此造成要不出现在零点位置很难停止要不比较耗费时间达不到自动控制的理想效率。

同样地，在旋挖钻机等的其他控制系统(比如深度控制和倾角控制)中也存在控制精度低的问题。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种旋挖钻机的自动控制方法及系统，其控制精度高。

本发明的实施例是这样实现的：

本发明实施例的一方面，提供一种旋挖钻机自动控制方法，包括以下步骤：

计算自预设第一位置运动预设时间至第二位置的实际参数变化值；

对比实际运动参数变化值和标准运动参数变化值，若不等，则按照运动参数的速度和输出的控制电流的调整关系来增大或者减小所述控制电流的大小值。

优选地，所述按照运动参数的速度和输出的控制电流的关系来增大或者减小所述控制电流的大小值，包括：

按照运动参数的速度和输出的控制电流的关系以固定值来增大或者减小所述控制电流的大小值。

优选地，还包括：

判断当前所在的第一位置是否在第一范围内，若是，则开始自动控制运动，并运动预设时间；

判断运动预设时间后的所述第二位置是否在第二范围内，若否，则进入所述对比实际运动参数变化值和对应的标准运动参数变化值的步骤且之后重复执行所述自动控制方法直至第二位置位于所述第二范围内；若是，则运动完成。

优选地，所述方法应用在旋挖钻机的回转控制运动、深度控制运动或倾角控制运动。

优选地，若所述实际运动参数变化值大于所述标准运动参数变化值，则减小所述控制电流；若实际运动参数变化值小于所述标准运动参数变化值，则增大所述控制电流。

作为本发明的另一个方面，还提供一种旋挖钻机自动控制系统，包括计算模块和对比调节模块，其中：

所述计算模块，用于获取自预设第一位置运动预设时间至第二位置的实际参数变化值；

所述对比调节模块，用于对比实际运动参数变化值和标准运动参数变化值，若不等，则按照运动参数的速度和输出的控制电流的调整关系来增大或者减小所述控制电流的大小值。

优选地，所述对比调节模块，用于按照运动参数的速度和输出的控制电流的调整关系以固定值来增大或者减小所述控制电流的大小值。

优选地，还包括：

判断模块，用于判断当前所在的第一位置是否在第一范围内，若是，则开始自动控制运动，并运动预设时间；判断运动预设时间后的第二位置是否在第二范围内，若否，则向所述对比调节模块发送启动信号并在对比调节模块工作完成后重复工作直至第二位置位于第二范围内；若判断第二位置位于第二范围内，则当前运动完成。

优选地，所述系统应用在回转控制运动、深度控制运动或倾角控制运动中。

作为本发明的另一个方面，本发明还提供一种旋挖钻机设备，包括旋挖钻机和本发明上述提供的旋挖钻机自动控制系统。

本发明实施例的有益效果包括：

本发明实施例提供的一种旋挖钻机自动控制方法及系统、旋挖钻机设备，通过在自动控制的过程中增加计算自预设第一位置运动预设时间至第二位置的实际参数变化值；对比实际运动参数变化值和标准运动参数变化值，若不等，则按照运动参数的速度和输出的控制电流的调整关系来增大或者减小所述控制电流的大小值，在自动控制中增加了调节过程，从而提高了自动控制的控制精度，具体地，通过设置预设标准回转角度，对回转过程可以在一定程度上改善要不出现零点不平稳要不时间花费较长的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明实施例提供的旋挖钻机自动控制方法的一种流程示意图；

图2为本发明实施例提供的旋挖钻机自动控制方法的另一种流程示意图；

图3为本发明实施例提供的旋挖钻机自动控制系统的一种原理框图；

图4为本发明实施例提供的旋挖钻机自动控制系统的另一种原理框图；

图5为本发明实施例提供的旋挖钻机设备的原理框图。

具体实施方式

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一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

图1为本发明实施例提供的旋挖钻机自动控制方法的流程示意图，请参照图1，本发明实施例提供的旋挖钻机自动控制方法应用于控制器，控制器包括但不限于pid控制器(proportionintegrationdifferentiation，比例-积分-微分控制器)，该旋挖钻机自动控制方法应用在但不限于旋挖钻机的回转控制运动、深度控制运动或倾角控制运动。

该旋挖钻机自动控制方法包括以下步骤：

s1，计算自预设第一位置运动预设时间至第二位置的实际参数变化值。

具体地，若运动为回转控制运动，则当前实际参数为回转角度值；若运动为深度控制运动，则当前实际参数为深度值；若运动为倾角控制运动，则当前实际参数为倾角角度值；当然，运动还可以为其他控制运动，在此不一一列举。

更具体地，根据检测装于回转马达上的转速传感器输出的脉冲来计算第一位置或第二位置对应的实际参数值，并基于二者的实际参数值计算实际参数变化值。下文中以应用在回转控制运动中为例进行详细说明书。

还具体地，预设时间可以根据具体运动时间参数进行设置，例如，可以为2秒。

s2，对比实际运动参数变化值和标准运动参数变化值，若不等，则按照运动参数速度和输出的控制电流的调整关系来增大或者减小所述控制电流的大小值。

具体地，对比第一位置运动至第二位置回转的角度和对应的标准运动参数变化值，计算二者差值并取绝对值，对比该绝对值和标准运动参数变化值的大小。回转运动中，输出的控制电流的大小和回转速度的调整关系是正相关关系，即控制电流越大则回转速度越大，控制电流越小则回转速度越小，因此，若实际运动参数变化值大于标准运动参数变化值，则减少控制电流的大小，若实际运动参数变化值小于标准运动参数变化值，则增大控制电流的大小。

优选地，按照运动参数的速度和输出的控制电流的调整关系以固定值增大或者减小所述控制电流。更优选地，优选地固定值为15毫安。

综上所述，本发明提供的旋挖钻机自动控制方法，通过在自动控制的过程中增加步骤s1和s2，在自动控制中增加了调节过程，从而提高了自动控制的控制精度，具体地，通过设置预设标准回转角度，对回转过程可以在一定程度上改善要不出现零点不平稳要不时间花费较长的问题。

还优选地，如图2所示，该旋挖钻机自动控制方法包括以下步骤：

s10，判断当前所在的第一位置是否在第一范围内，若是，则开始自动控制运动，并运动预设时间；

s20，计算自预设第一位置运动预设时间至第二位置的实际参数变化值；

s30，判断运动预设时间后的所述第二位置是否在第二范围内，若否，则进入步骤s40，并之后重复执行该自动控制方法直至第二位置位于所述第二范围内；若是，则运动完成。

s40，对比实际运动参数变化值和对应的标准运动参数变化值，若不等，则按照运动参数的速度和输出的控制电流的调整关系来增大或者减小所述控制电流的大小值。

可以理解的是，第一范围定义为开始执行自动控制运动的参数所处的范围，例如0.5°～30°，-0.5°～-30°，该范围为自动控制范围；第二范围定义为可认定运动完成的参数所处的范围，例如±0.5°，该范围是影响运动的精度的参数之一。

借助步骤s10～s40，在回转角度在第一范围内时自动进行回转控制，在回转预设时间后到达第二范围内时认为回转运动完成；若回转预设时间后还处于第一范围内，重复执行该s10～s40直至位于第二范围内，则回转运动完成。在实际应用中，通过合理设置第一范围，可在步骤s1和s2的基础上进一步来解决由于旋挖钻机惯性大造成在回转速度较大时回转至零位时很难平稳或者在回转速度较小时速度花费较长的问题。

实施例2

图3为本发明实施例提供的旋挖钻机自动控制系统的原理框图，请参阅图3，本发明实施例提供的旋挖钻机自动控制系统系统应用在但不限于在回转控制运动、深度控制运动或倾角控制运动中。该系统包括计算模块10和对比调节模块20，其中：计算模块10用于获取自预设第一位置运动预设时间至第二位置的实际参数变化值；对比调节模块20用于对比实际运动参数变化值和标准运动参数变化值，若不等，则按照运动参数的速度和输出的控制电流的调整关系来增大或者减小所述控制电流的大小值。

优选地，对比调节模块20用于按照运动参数的速度和输出的控制电流的调整关系以固定值来增大或者减小所述控制电流的大小值。

综上所述，本发明提供的旋挖钻机自动控制系统，借助增加计算模块10和对比调节模块20，可通过在自动控制的过程中增加上述步骤s1和s2，在自动控制中增加了调节过程，从而提高了自动控制的控制精度，具体地，通过设置预设标准回转角度，对回转过程可以在一定程度上改善要不出现零点不平稳要不时间花费较长的问题。

优选地，如图4所示，旋挖钻机自动控制系统还包括判断模块30，该判断模块30用于判断当前所在的第一位置是否在第一范围内，若是，则开始自动控制运动，并运动预设时间；判断运动预设时间后的第二位置是否在第二范围内，若否，则向所述对比调节模块20发送启动信号并在对比调节模块20工作完成后重复工作直至第二位置位于第二范围内；若判断第二位置位于第二范围内，则当前运动完成。

借助判断模块30，在回转角度在第一范围内时自动进行回转控制，在回转预设时间后到达第二范围内时认为回转运动完成；若回转预设时间后还处于第一范围内，重复执行该s10～s40直至第二位置位于第二范围内，则回转运动完成。在实际应用中，通过合理设置第一范围，可在步骤s1和s2的基础上进一步来解决由于旋挖钻机惯性大造成在回转速度较大时回转至零位时很难平稳或者在回转速度较小时速度花费较长的问题。

实施例3

图5为本发明实施例提供的旋挖钻机设备的原理框图，请参阅图5，该发明实施例提供的旋挖钻机设备包括旋挖钻机100和实施例2提供的旋挖钻机自动控制系统200。

优选地，还可以包括显示器，显示器与自动控制系统200相连，用以实时显示当前回转角度(即当前运动参数)。

还可以包括自动回转开关，与自动控制系统200相连，用于自动回转清零，在自动回转开关打开时自动控制系统200开始输出控制电流。

还包括转速传感器，与自动控制系统200相连，自动控制系统200根据转速感器输出的脉冲数来计算出回转的角度并发送给显示器进行显示。

还包括电控阀，与自动控制系统200相连，自动控制系统200根据控制电流控制调节阀的阀芯开度。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。