用于检测凿岩机旋转钻头的旋转状态的检测系统的制作方法

本实用新型涉及凿岩机械领域，具体而言，涉及一种用于检测凿岩机旋转钻头的旋转状态的检测系统。

背景技术：

凿岩机在凿岩过程中会出现卡钻现象，影响凿岩机的正常钻进工作，降低生产效率。目前，由于旋转钻头和操作者距离较远，需要有经验的操作者，通过人为视觉和听觉，远距离感知钻头的状态，从而做出下一步的操作，如反打或停机。然而，卡钻现象发生的往往很突然，人为观察会误判断或不及时，影响作业效率。同时，为了后期故障历史查询，人为观察无法做实时数据记录。

针对现有技术中所存在的上述问题，提供一种用于检测凿岩机旋转钻头的旋转状态的检测系统具有重要意义。

技术实现要素：

为解决上述问题，本实用新型提供一种用于检测凿岩机旋转钻头的旋转状态的检测系统，其能够及时得知旋转钻头的工作状态，提高工作效率。

为实现上述目的，本实用新型的用于检测凿岩机旋转钻头的旋转状态的检测系统，包括用于检测所述旋转钻头的转速和旋向的检测模块、控制器、用于显示所述旋转钻头的工作状态的状态指示灯、用于显示所述旋转钻头旋转方向的旋向指示灯和用于使操作者能够感知所述旋转钻头的转速变化的振动机构；所述检测模块能够将所述旋转钻头的转速信号和旋向信号发送给所述控制器；

所述控制器配置为：接收所述检测模块发送的转速信号和旋向信号；根据所述转速信号判断所述旋转钻头的工作状态，并根据判断结果控制所述状态指示灯的显示；根据所述旋向信号判断所述旋转钻头的旋转方向，并根据判断结果控制所述旋向指示灯的显示；根据所述转速信号计算所述振动机构的振动频率并控制所述振动机构振动，操作者能够通过所述振动机构的振动感知所述旋转钻头的转速变化。

优选地，所述旋转钻头的工作状态有多个，所述控制器将所述旋转钻头的转速划分为多个预设转速范围，各所述预设转速范围与各所述工作状态一一对应。

优选地，所述状态指示灯具有多个显示颜色，各所述显示颜色对应所述旋转钻头不同的工作状态。

优选地，所述旋向指示灯为箭头指示灯。

优选地，所述检测系统还包括用于记录所述旋转钻头的不同工作状态的运行时间的计时模块和用于存储各所述工作状态的运行时间的存储模块；

所述控制器还配置为：根据所述旋转钻头所处的工作状态来控制所述计时模块累积计时，并将所述计时模块记录的时间存储于所述存储模块中。

优选地，所述检测模块为双通道转速传感器。

优选地，所述振动机构为微型振动马达。

优选地，所述凿岩机具有操作手柄，所述振动机构设置于所述操作手柄内。

优选地，所述振动机构的振动频率与所述旋转钻头的转速成正比。

本实用新型的用于检测凿岩机旋转钻头的旋转状态的检测系统，采用检测模块检测旋转钻头的转速和旋转方向，并将旋转钻头的转速和旋转方向直观地反映在相应的指示灯上以供操作者判断，同时设置振动机构，可进一步及时提醒操作者去观察指示灯的显示，使操作者能够及时得知旋转钻头的工作状态，及时发现设备故障。并且，通过设置计时模块和存储模块，可实时进行数据记录以供后期查询，提高工作效率的同时也提升了设备的智能化。

附图说明

图1为本实用新型的用于检测凿岩机旋转钻头的旋转状态的检测系统的结构示意图；

图2为本实用新型的旋转钻头的各工作状态与各预设转速范围的对应关系图。

具体实施方式

下面，结合附图，对本实用新型的结构以及工作原理等作进一步的说明。

参见图1，本实用新型的用于检测凿岩机旋转钻头的旋转状态的检测系统，包括用于检测旋转钻头1的转速和旋向的检测模块2、控制器3、用于显示旋转钻头1的工作状态的状态指示灯4、用于显示旋转钻头1旋转方向的旋向指示灯5和用于使操作者能够感知旋转钻头1的转速变化的振动机构6。

上述检测模块2能够将旋转钻头1的转速信号和旋向信号发送给控制器3。优选地，该检测模块2可选用双通道转速传感器，其具有两路检测转速的通道，在检测旋转钻头1的转速的同时，可判断旋转钻头1的旋转方向。例如，双通道转速传感器可选用霍尔双通道转速传感器，当凿岩机的旋转钻头1旋转时，检测模块2会产生方波信号，由于其采用两路通道，可通过方波信号的相位差判断旋转钻头1的正反转。双通道转速传感器还可选用双通道电涡流转速传感器，例如，选用中国发明专利申请公开号为CN105277734A公开的双通道电涡流转速传感器。

上述控制器3配置为：接收检测模块2发送的转速信号和旋向信号；根据转速信号判断旋转钻头1的工作状态，并根据判断结果控制状态指示灯4的显示；根据旋向信号判断旋转钻头1的旋转方向，并根据判断结果控制旋向指示灯5的显示；根据转速信号计算振动机构6的振动频率并控制振动机构6振动，操作者能够通过振动机构6的振动感知旋转钻头1的转速变化。

旋转钻头1的工作状态有多个，控制器3将旋转钻头1的转速划分为多个预设转速范围，各预设转速范围与各工作状态一一对应。具体地，旋转钻头1的工作状态可以包括：正常钻进、缓慢钻进、停止钻进、空打钻进以及停止钻进与缓慢钻进之间的第一过渡状态、缓慢钻进与正常钻进之间的第二过渡状态、正常钻进与空打钻进之间的第三过渡状态。

相应地，如图2所示，多个预设转速范围包括第一预设转速范围0≤n≤n1、第二预设转速范围n2≤n≤n3、第三预设转速范围n4≤n≤n5和第四预设转速范围n≥n6，其中，n为旋转钻头1的转速，0＜n1＜n2＜n3＜n4＜n5＜n6。当然，还可以包括其他预设转速范围：n1＜n＜n2、n3＜n＜n4和n5＜n＜n6。

用于显示旋转钻头1的工作状态的状态指示灯4可采用多种形式来向操作者显示旋转钻头1所处的工作状态，作为优选，该状态指示灯4具有多个显示颜色，各显示颜色对应旋转钻头1不同的工作状态，例如，红色表示停止钻进，绿色表示正常钻进，黄色表示缓慢钻进，蓝色表示空打钻进，紫色表示第一过渡状态、第二过渡状态和第三过渡状态。

具体地，当检测模块2检测到的旋转钻头1的转速处于第一预设转速范围时，控制器3判断旋转钻头1的工作状态为停止钻进，控制器3控制状态指示灯4显示为红色，操作者看到状态指示灯4显示为红色，得知旋转钻头1停止钻进，有可能发生了卡钻现象，则操作者会采取下一步措施；当检测模块2检测到的旋转钻头1的转速处于第二预设转速范围时，控制器3判断旋转钻头1的工作状态为缓慢钻进，控制器3控制状态指示灯4显示为黄色；当检测模块2检测到的旋转钻头1的转速处于第三预设转速范围时，控制器3判断旋转钻头1的工作状态为正常钻进，控制器3控制状态指示灯4显示为绿色；当检测模块2检测到的旋转钻头1的转速处于第四预设转速范围时，控制器3判断旋转钻头1的工作状态为空打钻进，控制器3控制状态指示灯4显示为蓝色。

当检测模块2检测到的旋转钻头1的转速处于n1＜n＜n2、n3＜n＜n4或n5＜n＜n6的预设转速范围时，控制器3判断旋转钻头1的工作状态为第一过渡状态、第二过渡状态、第三过渡状态，控制器3控制状态指示灯4显示为紫色，当然，一般情况下，这三个过渡状态的存在时间很短，控制器3亦可不必控制状态指示灯4做出相应的显示。

同样，用于显示旋转钻头1旋转方向的旋向指示灯5亦可采用多种形式来向操作者显示旋转钻头1的旋转方向，作为优选，其可以采用箭头指示灯，可以设置箭头方向相反的两个箭头指示灯来分别表示旋转钻头1的正反转。

为了方便后期故障历史查询，上述检测系统还包括多个用于记录旋转钻头1的不同工作状态的运行时间的计时模块7和用于存储各工作状态的运行时间的存储模块8，上述控制器3还配置为：根据旋转钻头1所处的工作状态来控制计时模块7累积计时，并将计时模块7记录的时间存储于存储模块8中。以记录旋转钻头1正常钻进的运行时间为例，当检测模块2检测到旋转钻头1的转速处于第三预设转速范围时，控制器3判断旋转钻头1的工作状态为正常钻进，控制器3则控制用于记录正常钻进的运行时间的计时模块7计时，并将正常钻进的运行时间实时存储于存储模块8中，若转速超出第三预设转速范围，则用于记录正常钻进的运行时间的计时模块7不计时，若转速再次处于第三预设转速范围，则用于记录正常钻进的运行时间的计时模块7继续累积计时。

上述振动机构6的振动频率与旋转钻头1的转速成正比，其计算公式为：f＝k×n，其中，f为振动机构6的频率，n为旋转钻头1的转速，k为比例系数。控制器3可根据上述计算公式计算振动机构6的振动频率，并控制振动机构6以这个振动频率振动。

上述振动机构6可设置于凿岩机的驾驶舱内操作者任意能够触及的位置，例如，为了使操作者能够直观地感知旋转钻头1的转速变化，该振动机构6可设置于凿岩机的操作手柄内，操作者能够通过触觉直接感受到旋转钻头1转速的变化。该振动机构6可选用振动幅度较小的振动结构，例如，可以选用手机上使用的微型振动马达，以防止该振动机构6的振动对操作手柄的操作造成影响。

上述比例系数k的大小可调，操作者可根据自己的需求将振动机构6调节至合适的振动感受。当操作者感受到振动机构6的振动频率发生变化时，可有意识地去观察状态指示灯4和旋向指示灯5的显示，及时得知旋转钻头1的工作状态。

本实用新型的用于检测凿岩机旋转钻头的旋转状态的检测系统，采用检测模块2检测旋转钻头1的转速和旋转方向，并将旋转钻头1的转速和旋转方向直观地反映在相应的指示灯上以供操作者判断，同时设置振动机构6，可进一步及时提醒操作者去观察指示灯的显示，使操作者能够及时得知旋转钻头1的工作状态，及时发现设备故障。并且，通过设置计时模块7和存储模块8，可实时进行数据记录以供后期查询，提高工作效率的同时也提升了设备的智能化。

以上，仅为本实用新型的示意性描述，本领域技术人员应该知道，在不偏离本实用新型的工作原理的基础上，可以对本实用新型作出多种改进，这均属于本实用新型的保护范围。