專利名稱：用于牙輪鉆機的自動測量孔深系統的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種牙輪鉆機，具體涉及一種牙輪鉆機測量孔深系統。
背景技術：
為了便于電鏟在爆破后鏟裝礦石，要求牙輪鉆機每次爆破中所鉆孔的深度大致在同一個平面上，這就要求每鉆一個孔后都能確切的知道該鉆孔的孔深。剛開始每次鉆孔完畢后在一根皮尺下面吊一個鐵塊伸進所鉆的孔來測量孔深。上世紀80年代后，隨著傳感技術和PLC的發展，牙輪鉆機開始使用孔位自動測深系統，自動測深的原理是在A型架主機構加壓提升軸一端安裝測深傳感器，我們常用的測深傳感器是旋轉編碼器。A型架主機構加壓提升軸每旋轉一周，旋轉編碼器就發出固定數量的脈沖a，與此同時安裝在主機構加壓提升軸另一端的主動輪也旋轉一周并帶動鉆桿向下推進一定的深度b，PLC將在整個鉆孔過程中接收到的脈沖數量除以a再乘以b就可以計算出鉆孔的深度，并將該數據顯示在數字顯示屏上。但在實際工作中，由于開鉆時機械傳動部分磨損極大，隨著主軸旋轉次數的增加， 鉆桿向下推進的深度會逐步慢慢增加，也就是說實際鉆孔的深度要比數字顯示屏上顯示的鉆孔深度要高。例如一種最大鉆孔深度為18米的牙輪鉆機在用戶使用6個月后其測深累積誤差居然達到了 1.3米。針對這種情況，用戶一般依據孔深數字顯示和鉆孔時間長短來估計實際孔深；當累積誤差太大而無法評估時，采用人工測量實際孔深來修正測深傳感器上位數顯示表的比例系數K值，一般一到兩個月就要調校一次。調校過程具體如下在鉆機鉆孔完畢時測量實際孔深數據A，同時記下同期測深傳感器采集的脈沖數B。A與B的比值即為K值，在測深上位數顯表上預置該K值，K值調校即完畢。采用這種方式，雖然能避免很大的累積誤差，但還是會有相當大的累積誤差，然后人工調校過程也比較復雜。
實用新型內容本實用新型針對目前牙輪鉆機自動測量孔深系統誤差大的缺陷，提供一種精度較高的牙輪鉆機自動測量孔深系統。本實用新型包括PLC、開始接近開關、終了接近開關和感應器，開始接近開關安裝在鉆架的頂部，終了接近開關與開始接近開關沿鉆架相差一個大于主動輪周長小于鉆頭懸空距離，且終了接近開關在開始接近開關的下方；感應器安裝在鉆桿的尾部裝置上，用于使開始接近開關和終了接近開關向PLC發出脈沖信號，由PLC來計算這兩個開關之間的距離與PLC在這兩個開關之間接收到的脈沖信號數的比值。本實用新型與現有技術相比增加了開始接近開關、終了接近開關和感應器，安裝在鉆桿尾部裝置上的感應器經過安裝在鉆架上的開始接近開關和終了接近開關時，這兩個開關向PLC發出脈沖信號，PLC經過運算將兩個開關之間的距離除以在這兩個開關信號之間接收到的脈沖信號數值，得到一個系數值Kab，再將鉆頭觸接地后收到的旋轉脈沖數乘以該系數值即可得到鉆孔的實際深度。以最大鉆孔范圍為18米的牙輪鉆機為例，在一次滿量程的鉆孔過程中，由于機械部分的磨損可使牙輪鉆機下次鉆孔的實際深度比這一次最高多 5mm。如果采用以前的孔位自動測深系統，這個誤差會隨著牙輪鉆機的鉆孔次數的增加而成倍增加。而采用本實用新型所涉及的系統，則每次爆破中所有鉆孔的深度誤差都將控制在 5mm內，大大提高了所測鉆孔深度的精度。采用該系統 還可為牙輪鉆機機械傳動部件的維護提供依據機械傳動部件磨損會隨著作業次數增多而增加，相應的每次鉆機鉆孔時的Kab值也會隨之增加，當Kab變大到一定程度時也就預示著機械傳動部件磨損達到了極限，找到這個Kab的極限值就為維護更換鉆孔機械傳動部件提供了最直觀的數值依據。
圖1為本實用新型的電控示意圖。圖2為本實用新型的測深傳感器安裝示意圖。圖3為本實用新型的感應裝置安裝示意圖。
具體實施方式
如圖1、圖2和圖3所示，本實用新型包括測深傳感器1、PLC4、數字顯示器5，開始接近開關2、終了接近開關3和感應器13。測深傳感器1的轉動軸8通過螺栓9與主機構加壓提升軸7固定連接，隨主機構加壓提升軸7轉動；測深傳感器1的外殼10下端通過螺釘與豎直彈簧11的上端固定連接，其可隨彈簧11上下擺動但不能轉動，彈簧11的下端通過螺栓與加強板12固定，加強板12豎直焊接在A型架6的斜支架上，PLC4安裝在機棚的電控柜內，數字顯示器5安裝在司機室，開始接近開關2安裝在鉆架16的頂部，離開始接近開關2沿鉆架向下一個大于主動輪周長小于鉆頭懸空距離的位置安裝終了接近開關3，鉆桿15的尾部裝置14上安裝有感應器13。該系統的工作原理是主機構加壓提升軸7每旋轉一周，測深傳感器1的旋轉編碼器就發出固定數量的脈沖，PLC4不斷接收這些脈沖，鉆桿15的尾部裝置14上的感應器13 經過開始接近開關2和終了接近開關3時，這兩個開關向PLC4發出信號，PLC4經過運算將這兩個開關之間的距離a除以在這兩個開關信號之間接收到的脈沖信號數值b，得到一個系數值Kab，將鉆頭觸地后接收到的旋轉脈沖數乘以Kab得到實際鉆孔的深度用數字顯示器5顯示出來。本實用新型不局限于上述的具體結構，只要能產生與本實用新型相同或者等同效果的結構都行。
權利要求1. 一種用于牙輪鉆機的自動測量孔深系統，它包括PLC (4)，其特征在于它還包括開始接近開關(2)、終了接近開關(3)和感應器(13)，開始接近開關(2)安裝在鉆架的頂部，終了接近開關(3)與開始接近開關(2)沿鉆架相差一個大于主動輪周長小于鉆頭懸空高度的距離，且終了接近開關(3)在開始接近開關(2)的下方；感應器(13)安裝在鉆桿的尾部裝置上，用于使開始接近開關(2)和終了接近開關(3)向PLC (4)發出脈沖信號，由PLC (4)來計算這兩個開關之間的距離與PLC在這兩個開關之間接收到的脈沖信號數的比值。
專利摘要本實用新型公開了一種用于牙輪鉆機的自動測量孔深系統，它包括PLC、開始接近開關、終了接近開關和感應器，開始接近開關安裝在鉆架的頂部，終了接近開關與開始接近開關沿鉆架相差一個大于主動輪周長小于鉆頭懸空距離，且終了接近開關在開始接近開關的下方；本實用新型增加了開始接近開關、終了接近開關和感應器，安裝在鉆桿尾部裝置上的感應器經過開始接近開關和終了接近開關時，這兩個開關向PLC發出信號，PLC經過運算將這兩個開關之間的距離a除以這兩個開關信號之間接收到的脈沖信號數值b，得到一個系數值Kab，再將接鉆頭觸地后收到的旋轉脈沖數乘以Kab即可得到鉆孔的實際深度用數字顯示器顯示出來，消除了現有技術存在的累積誤差，精度較高。
文檔編號E21B47/04GK202209171SQ20112034311
公開日2012年5月2日 申請日期2011年9月14日 優先權日2011年9月14日
發明者劉淮建 申請人:中鋼集團衡陽重機有限公司