钻机的防倾覆保护方法、装置、系统及钻机与流程

1.本发明涉及钻机技术领域，特别涉及一种钻机的防倾覆保护方法、装置、系统及钻机。


背景技术：

2.目前，煤矿井下环境通常存在巷道断面狭窄、局部灯光昏暗、操作盲区较大、巷道路面起伏和实际路况不明等问题，当煤矿用全液压履带式钻机在煤矿井下环境中进行转场或作业时，煤矿用全液压履带式钻机易发生倾覆的风险，进而造成操作人员以及钻机的安全问题。


技术实现要素：

3.为了解决上述技术问题或者至少部分地解决上述技术问题，本公开提供了一种钻机的防倾覆保护方法、装置、系统及钻机，提高了钻机作业的安全系数，进而保证了钻机和操作人员的安全，解决了钻机在转场或作业时容易发生倾覆的问题。
4.第一方面，本公开实施例提供了一种钻机的防倾覆保护方法，包括：
5.获取所述钻机运行过程中相对于空间水平面的倾角；
6.根据所述倾角控制所述钻机的设定工作参数；其中，所述设定工作参数包括预警参数和/或供电参数。
7.在一些实施例中，所述根据所述倾角控制所述钻机的设定工作参数，包括：
8.将所述倾角分别与第一预设倾角以及第二预设倾角进行比较；
9.根据比较结果控制所述钻机的设定工作参数。
10.在一些实施例中，所述根据比较结果控制所述钻机的设定工作参数，包括：
11.当判断所述倾角大于所述第一预设倾角，小于等于所述第二预设倾角时，控制所述钻机向用户进行预警提示；
12.当判断所述倾角大于所述第二预设倾角时，控制所述钻机切断供电来源并停止运行。
13.第二方面，本公开实施例还提供了一种钻机的防倾覆保护装置，包括：
14.倾角获取模块，用于获取所述钻机运行过程中相对于空间水平面的倾角；
15.参数控制模块，用于根据所述倾角控制所述钻机的设定工作参数；其中，所述设定工作参数包括预警参数和/或供电参数。
16.第三方面，本公开实施例还提供了一种钻机的防倾覆保护系统，包括：
17.倾角检测部件和处理器，所述倾角检测部件和所述处理器通信连接；
18.所述倾角检测部件用于检测所述钻机运行过程中相对于空间水平面的倾角，所述处理器用于执行如第一方面提供的任一种钻机的防倾覆保护方法的步骤。
19.在一些实施例中，所述倾角检测部件通过固定结构固定至所述钻机的水平测量面，所述倾角检测部件所在延伸平面平行于所述水平测量面。
20.在一些实施例中，所述倾角检测部件平行于所述水平测量面的平面内，所述倾角检测部件的中心轴线与所述水平测量面的中心轴线平行或垂直。
21.在一些实施例中，所述钻机的防倾覆保护系统还包括：
22.预警部件，所述预警部件与所述数据处理器的预警控制端电连接；其中，所述预警部件包括显示预警部件和/或声音预警部件。
23.在一些实施例中，所述钻机的防倾覆保护系统还包括：
24.馈电开关，所述馈电开关的第一端接入电源信号，所述馈电开关的第二端与钻机主体电连接，所述馈电开关的控制端与所述处理器的开关控制端电连接。
25.第四方面，本公开实施例还提供了一种钻机，包括如第三方面提供的任一种钻机的防倾覆保护系统，或者包括处理器和存储器，所述处理器通过调用所述存储器存储的程序或指令，执行如第一方面提供的任一种钻机的防倾覆保护方法的步骤。
26.本公开实施例提供的钻机的防倾覆保护方法，通过获取钻机运行过程中相对于空间水平面的倾角；根据倾角控制钻机的设定工作参数；其中，设定工作参数包括预警参数和/或供电参数。由此，通过获取钻机运行过程中相对于空间水平面的倾角，进而根据倾角判断钻机是否存在发生倾覆的风险；当根据倾角判断钻机存在发生倾覆的风险时，此刻控制钻机的预警参数和/或供电参数，来提醒操作人员当前钻机存在发生倾覆的危险，或者直接控制供电开关断开停止钻机的作业过程来消除钻机发生倾覆的危险，提高了钻机作业的安全系数，进而保证了钻机和操作人员的安全，解决了钻机在转场或作业时容易发生倾覆的问题。
附图说明
27.此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。
28.为了更清楚地说明本公开实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
29.图1为本公开实施例提供的一种钻机的防倾覆保护方法的流程示意图；
30.图2为本公开实施例提供的一种钻机的防倾覆保护装置的结构示意图；
31.图3为本公开实施例提供的一种钻机的防倾覆保护系统的结构示意图；
32.图4为本公开实施例提供的一种倾角检测部件与水平测量面的侧视剖面结构示意图；
33.图5为本公开实施例提供的一种倾角检测部件与水平测量面的俯视结构示意图；
34.图6为本公开实施例还提供的另一种钻机的防倾覆保护系统的结构示意图；
35.图7为本公开实施例提供的一种钻机的结构示意图。
具体实施方式
36.为了能够更清楚地理解本公开的上述目的、特征和优点，下面将对本公开的方案进行进一步描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本公开的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
37.在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本公开，但本公开还可以采用其他不同于在此描述的方式来实施；显然，说明书中的实施例只是本公开的一部分实施例，而不是全部的实施例。
38.本公开实施提供的钻机的防倾覆保护方法，通过获取钻机运行过程中相对于空间水平面的倾角，进而根据倾角判断钻机是否存在发生倾覆的风险；当根据倾角判断钻机存在发生倾覆的风险时，此刻控制钻机的预警参数和/或供电参数，来提醒操作人员当前钻机存在发生倾覆的危险，或者直接控制供电开关断开停止钻机的作业过程来消除钻机发生倾覆的危险，提高了钻机作业的安全系数，进而保证了钻机和操作人员的安全，解决了钻机在转场或作业时容易发生倾覆的问题。
39.下面结合附图对本公开实施例提供的钻机的防倾覆保护方法、装置、系统以及钻机进行示例性说明。
40.图1为本公开实施例提供的一种钻机的防倾覆保护方法的流程示意图。本方法适用于需要对钻机进行防倾覆保护的应用场景。本方法可以由本公开实施例提供的钻机的防倾覆保护装置来执行，该钻机的防倾覆装置可以采用软件和/或硬件的方式实现。如图1所示，该方法包括以下步骤：
41.s101、获取钻机运行过程中相对于空间水平面的倾角。
42.具体地，当钻机在煤矿井下环境中进行转场或作业时，通过设置倾角检测设备例如但不限定高精度动态倾角传感器实时检测钻机运行过程中相对于空间水平面的倾角。其中，空间水平面是以地表水平面作为基准面，钻机所在空间中与地表水平面平行的面。示例性地，当钻机在起伏路面上作业时，钻机所在路面的水平面与空间水平面存在一定倾角，即钻机机运行过程中相对于空间水平面的倾角。
43.示例性地，高精度动态倾角传感器可设置为bw-vg527型传感器，bw-vg527型传感器属于惯性测量设备，具有以下优点：可以测量运动载体的姿态参数例如横滚角和俯仰角，运动载体的姿态偏差通过具有适当增益的态卡尔曼滤波得到相应估计，适用于运动载体处于移动过或振动状态下的倾角测量。另外，bw-vg527型传感器采用高质量和可靠性的加速度计和陀螺仪，并通过算法保证测量精度，同时密封设计以及严格工艺保证bw-vg527型传感器在恶劣的环境下仍能精密地测量运动载体的横滚角及俯仰角姿态参数。通过非线性补偿、正交补偿、温度补偿和漂移补偿等多种补偿，可大大消除干扰产生的误差，进而提高bw-vg527型传感器的测量精度水平。
44.由此，当钻机在煤矿井下环境中进行转场或作业时，钻机实时处于移动过或振动，即钻机处于动态中，设置bw-vg527型传感器可提高测量钻机运行过程中相对于空间水平面的倾角的准确性。
45.s102、根据倾角控制钻机的设定工作参数；其中，设定工作参数包括预警参数和/或供电参数。
46.具体地，当钻机在煤矿井下环境中进行转场或作业时，根据获取到的钻机相对于空间水平面的倾角来判断钻机是否存在发生倾覆的危险。若根据获取到的倾角判断钻机存在发生倾覆的危险，则需要控制钻机的设定工作参数来预防钻机发生倾覆的风险；若根据获取的倾角判断钻机不存在发生倾覆的危险，则无需控制钻机的设定工作参数，钻机可继续在煤矿井下环境中进行转场或作业。
47.其中，设定工作参数包括预警参数和/或供电参数。当钻机存在发生倾覆的危险时，可通过控制钻机的预警参数例如控制预警部件发出预警提示来提醒操作人员当前钻机存在发生倾覆的危险。或者，当钻机存在发生倾覆的危险时，可通过控制钻机的供电参数例如控制供电开关断开来停止钻机的转场或作业过程。又或者，当钻机存在发生倾覆的危险时，在控制供电开关断开的同时，控制预警部件发出预警提示。
48.在一些实施例中，根据倾角控制钻机的设定工作参数，包括：
49.将倾角分别与第一预设倾角以及第二预设倾角进行比较；
50.根据比较结果控制钻机的设定工作参数。
51.具体地，可设置第一预设倾角和第二预设倾角，其中第二预设倾角大于第一预设倾角，将获取到的钻机相对于空间水平面的倾角与第一预设倾角以及第二预设倾角进行比较，进一步地，根据比较结果来判断控制钻机的预警参数，或者控制钻机的供电参数。
52.在一些实施例中，根据比较结果控制钻机的设定工作参数，包括：
53.当判断倾角大于第一预设倾角，小于等于第二预设倾角时，控制钻机向用户进行预警提示；当判断倾角大于第二预设倾角时，控制钻机切断供电来源并停止运行。
54.具体地，当检测到的钻机相对于空间水平面的倾角大于第一预设倾角，且小于等于第二预设倾角时，此时可判断钻机存在发生倾覆的风险且风险较小，控制钻机向用户进行预警提示，以提醒操作人员当前需调整钻机作业，进而提高钻机操作的安全系数，以避免钻机发生倾覆对操作人员造成人身伤害；当钻机相对于空间水平面的倾角大于第二预设倾角时，此时可判断钻机存在发生倾覆的风险且风险较大，控制钻机切断供电来源并停止运行，由此在判断钻机存在发生倾覆的风险且风险较大时，直接控制钻机停止运行以避免钻机发生倾覆对操作人员以及钻机造成伤害。
55.示例性地，当检测到的钻机相对于空间水平面的倾角大于第一预设倾角，小于等于第二预设倾角时，此刻钻机存在发生倾覆的风险且风险较小，可通过钻机上设置的预警部件例如但不限于声光报警器进行灯光闪烁并发出警报声，提示钻机操作人员调整作业，进而提高钻机操作的安全系数。
56.示例性地，当检测到的钻机相对于空间水平面的倾角大于第二预设倾角时，此刻钻机存在发生倾覆的风险且风险较大，控制供电部件例如馈电开关断开，进而断开钻机的供电电源，使得钻机无法运行，从而保证钻机和操作人员的安全。
57.本公开实施例提供的钻机的防倾覆保护方法，通过获取钻机运行过程中相对于空间水平面的倾角，进而根据倾角判断钻机是否存在发生倾覆的风险。当根据倾角判断钻机存在发生倾覆的风险且风险较小时，此刻控制钻机的预警参数做出预警提示，来提醒操作人员当前钻机存在发生倾覆的危险，提示钻机操作人员调整作业，进而提高钻机操作的安全系数；当根据倾角判断钻机存在发生倾覆的风险且风险较大时，控制馈电开关断开，进而断开钻机的供电电源，使得钻机无法运行，从而保证钻机和操作人员的安全。由此，通过获取钻机运行过程中相对于空间水平面的倾角即可判断电机是否存在倾覆的风险，以及电机存在倾覆风险的大小程度，根据电机存在倾覆风险的大小程度来控制钻机的设定工作参数，提高了钻机作业的安全系数，进而保证了钻机和操作人员的安全，解决了钻机在转场或作业时容易发生倾覆的问题。
58.在上述实施方式的基础上，本公开实施例还提供了一种钻机的防倾覆保护装置。
图2为本公开实施例提供的一种钻机的防倾覆保护装置的结构示意图，如图2所示，该防倾覆保护装置包括：
59.倾角获取模块21，用于获取钻机运行过程中相对于空间水平面的倾角；参数控制模块22，用于根据倾角控制钻机的设定工作参数；其中，设定工作参数包括预警参数和/或供电参数。
60.在一些实施例中，参数控制模块22还用于将倾角分别与第一预设倾角以及第二预设倾角进行比较；根据比较结果控制钻机的设定工作参数。
61.在一些实施例中，参数控制模块22还用于当判断倾角大于第一预设倾角，小于等于第二预设倾角时，控制钻机向用户进行预警提示；当判断倾角大于第二预设倾角时，控制钻机切断供电来源并停止运行。
62.上述实施方式中提供的钻机的防倾覆保护装置用于执行上述各实施方式中提供的钻机的防倾覆保护方法的步骤，具有相同或相似的有益效果，在此不再一一赘述。
63.本公开实施例还提供了一种存储介质，存储介质存储程序或指令，程序或指令使计算机执行上述实施方式中提供的任一种钻机的防倾覆保护方法的步骤。
64.示例性地，程序或指令使计算机执行一种钻机的防倾覆保护方法，该方法包括：
65.获取钻机运行过程中相对于空间水平面的倾角；
66.根据倾角控制钻机的设定工作参数；其中，设定工作参数包括预警参数和/或供电参数。
67.在一些实施例中，该计算机可执行指令在由计算机处理器执行时还可以用于执行本公开实施例所提供的上述任一种剪力墙结构的智能养护方法的技术方案，实现对应的有益效果。
68.通过以上关于实施方式的描述，所属领域的技术人员可以清楚地了解到，本公开可借助软件及必需的通用硬件来实现，当然也可以通过硬件实现，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本公开的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如计算机的软盘、只读存储器(read-only memory，rom)、随机存取存储器(random access memory，ram)、闪存(flash)、硬盘或光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本公开各个实施例的方法。
69.在上述实施方式的基础上，本公开实施例还提供了一种防倾覆保护系统，图3为本公开实施例提供的一种钻机的防倾覆保护系统的结构示意图。如图3所示，该防倾覆保护系统包括：倾角检测部件31和处理器32，倾角检测部件31和处理器32通信连接；倾角检测部件31用于检测钻机运行过程中相对于空间水平面的倾角，处理器32用于执行如上述实施方式中提供的任一种钻机的防倾覆保护方法的步骤，因此具备相同或相似的有益效果，在此不再一一赘述。
70.具体地，当钻机在煤矿井下环境中进行转场或作业时，通过设置倾角检测部件31例如但不限定高精度动态倾角传感器来实时检测钻机相对于空间水平面的倾角，进一步地，倾角检测部件31将检测到的倾角发送至处理器32，相应地处理器32获取到倾角，进一步地，处理器32根据倾角控制钻机的设定工作参数，即处理器32用于执行如上述实施方式中提供的任一种钻机的防倾覆保护方法的步骤。
71.其中，倾角检测部件31和处理器32通信连接可设置为无线连接方式，也可设置为有线连接方式，本公开实施例对此不作具体限定。
72.需要说明的是，本公开实施例优先设置为无线连接方式，有线通讯的局限性较大，在一些比较特殊复杂的应用场合下，对线缆的布线工程具有很高的要求，而无线数据传输方式则不受这些条件的限制，具有更广泛的适应性。
73.在一些实施例中，倾角检测部件通过固定结构固定至钻机的水平测量面，倾角检测部件所在延伸平面平行于水平测量面。
74.具体地，倾角检测部件与钻机的水平测量面完全紧靠且平行设置，可避免倾角检测部件和钻机的水平测量面之间产生夹角，即倾角检测部件所在延伸平面平行于水平测量面，进而可避免造成检测到的钻机相对于空间水平面的倾角存在不准确的问题。其中，钻机的水平测量面为与钻机所在地面平行的面，当钻机在起伏路面上作业时，钻机的水平测量面与空间水平面存在一定倾角，即钻机运行过程中相对于空间水平面的倾角。
75.示例性地，图4为本公开实施例提供的一种倾角检测部件与水平测量面的侧视剖面结构示意图。如图4所示，左边附图中的倾角检测部件31与水平测量面33之间存在倾角，倾角以30示出，即倾角检测部件31与水平测量面33未完全紧靠；右边附图中倾角检测部件31与水平测量面33完全紧靠且平行设置。
76.另外，倾角检测部件31的安装面，即倾角检测部件31朝向水平测量面33的表面与水平测量面33必须固定紧密，通过固定结构例如粘胶或螺钉将倾角检测部件31紧密固定在水平测量面33上，确保钻机在作业时保持倾角检测部件31的稳定性，避免钻机在运行过程中由于钻机转动以及振动对倾角检测部件31造成测量误差。
77.其中，水平测量面33要尽可能水平，由此可实现倾角检测部件31与水平测量面33接触平整，提高倾角检测部件31检测倾角的准确度。钻机的中心位置接近钻机的重心位置，由此在钻机的中心位置处选择水平测量面33，并获取钻机的倾角，根据倾角来判断钻机发生倾覆的风险，可提高判断准确度。
78.在一些实施例中，倾角检测部件平行于水平测量面的平面内，倾角检测部件的中心轴线与水平测量面的中心轴线平行或垂直。
79.具体地，当将倾角检测部件平行固定在钻机的水平测量面时，应保持倾角检测部件的中心轴线与水平测量面的中心轴线平行或垂直，有利于提高获取到的钻机相对于空间水平面的倾角的准确性。示例性地，图5为本公开实施例提供的一种倾角检测部件与水平测量面的俯视结构示意图。如图5所示，左边附图中设置的倾角检测部件31的中心轴线与水平测量面33的中心轴线不平行或不垂直，如左边附图中示出的虚线可判断，容易造成获取到的钻机相对于空间水平面的倾角存在误差；右边附图中设置的倾角检测部件31的中心轴线与水平测量面33的中心轴线平行或垂直，如右边附图中示出的虚线可判断，可确保获取到的钻机相对于空间水平面的倾角的准确度。
80.在一些实施例中，图6为本公开实施例提供的另一种钻机的防倾覆保护系统的结构示意图。如图6所示，防倾覆保护系统还包括预警部件34，预警部件34与处理器32的预警控制端a电连接；其中，预警部件34包括显示预警部件和/或声音预警部件。
81.具体地，当处理器32根据钻机相对于空间水平面的倾角判断钻机存在发生倾覆的风险且风险较小时，需要控制钻机的预警参数，此刻处理器34可通过预警控制端a控制预警
部件34做出预警提示。示例性地，可将预警部件34设置为显示预警部件例如但不限于报警灯，通过报警灯进行灯光闪烁来提示钻机操作人员调整操作，进而提高设备操作的安全系数。还可将预警部件34设置为声音预警部件例如但不限于报警扬声器，通过报警扬声器发出报警声来提示钻机操作人员调整操作，进而提高设备操作的安全系数。还可将预警部件34设置显示预警部件和声音预警部件，例如将报警灯和报警扬声器结合起来，从而预警部件34进行灯光闪烁的同时发出警报声。
82.在一些实施例中，继续参照图6，防倾覆保护系统还包括馈电开关35，馈电开关的第一端c1接入电源信号ui，馈电开关35的第二端c2与钻机主体36电连接，馈电开关35的控制端c3与处理器32的开关控制端b电连接。
83.具体地，当处理器32根据钻机相对于空间水平面的倾角判断钻机存在发生倾覆的风险且风险较大时，需要控制钻机的供电参数，此刻处理器34可通过开关控制端b控制馈电开关35断开，从而切断钻机主体36与电源信号ui的连接。由此，通过控制馈电开关35断开即可控制钻机停止运行，从而保证钻机和操作人员的安全。
84.在上述实施方式的基础上，本公开实施例还提供了一种钻机，包括如上述实施方式中提供的任一种钻机的防倾覆保护系统，或者包括处理器和存储器，处理器通过调用存储器存储的程序或指令，执行如上述各实施方式中提供的任一种钻机的防倾覆保护方法的步骤，具有相同或相似的有益效果，在此不再赘述。
85.图7为本公开实施例提供的一种钻机的结构示意图。如图7所示，包括处理器32和存储器702，处理器32通过调用存储器存储的程序或指令，执行本公开各个实施例的方法，因此具备上述实施例的有益效果，这里不再赘述。
86.如图7所示，可以设置钻机包括至少一个处理器32、至少一个存储器702和至少一个通信接口703。钻机中的各个组件通过总线系统704耦合在一起。通信接口703用于与外部设备之间的信息传输。可理解，总线系统704用于实现这些组件之间的连接通信。总线系统704除包括数据总线之外，还包括电源总线、控制总线和状态信号总线。但为了清楚说明起见，在图7中将各种总线都标为总线系统704。
87.可以理解，本实施例中的存储器702可以是易失性存储器或非易失性存储器，或可包括易失性和非易失性存储器两者。在一些实施方式中，存储器702存储了如下的元素：可执行单元或者数据结构，或者他们的子集，或者他们的扩展集操作系统和应用程序。在本发明实施例中，处理器32通过调用存储器702存储的程序或指令，执行本公开实施例提供的钻机的防倾覆保护方法各实施例的步骤。
88.本公开实施例提供的方法可以应用于处理器32中，或者由处理器32实现。处理器32可以是一种集成电路芯片，具有信号的处理能力。在实现过程中，上述方法的各步骤可以通过处理器32中的硬件的集成逻辑电路或者软件形式的指令完成。上述的处理器32可以是通用处理器、数字信号处理器(digital signal processor，dsp)、专用集成电路(application specific integrated circuit，asic)、现成可编程门阵列(field programmable gate array，fpga)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。
89.本公开实施例提供的钻机的防倾覆保护方法的步骤可以直接体现为硬件译码处理器执行完成，或者用译码处理器中的硬件及软件单元组合执行完成。软件单元可以位于
随机存储器，闪存、只读存储器，可编程只读存储器或者电可擦写可编程存储器、寄存器等本领域成熟的存储介质中。该存储介质位于存储器702，处理器32读取存储器702中的信息，结合其硬件完成钻机的防倾覆保护方法的步骤。
90.该钻机还可以包括一个实体部件，或者多个实体部件，以根据处理器32在执行本公开实施例提供的方法时生成的指令。不同的实体部件可以设置到钻机内，或者钻机外，例如云端服务器等。各个实体部件与处理器32和存储器702共同配合实现本实施例中钻机的功能。
91.需要说明的是，在本文中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
92.以上仅是本公开的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本公开。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本公开的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本公开将不会被限制于本文的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。