螺旋桩机智能电气控制系统技术方案

本实用新型专利技术涉及一种螺旋桩机智能电气控制系统，其通过接入电控系统的光电编码器、行程开关及拉力传感器作检测反馈，并在电控系统中对反馈进行编程处理，能以变频控制方式同步控制卷扬电机、反压电机、变频电机一、变频电机二的协调运行，从而不断调节螺纹钻杆的旋转速度与卷扬电机转速之间的相对关系，其能减少人为不利因素影响，降低劳动强度，形成的内螺纹质量好，钻孔质量稳定，施工效率高，驱动装置故障率低，便于维护；在通过无线通讯模块与泵车建立连接后，能够方便地对施工参数进行记录、调取，实现有效监管，能及时发现工程问题，并及时补救，消除工程隐患；接入网络云端系统后，便于进行远程监管、维护，查询施工历史记录。

【技术实现步骤摘要】
螺旋桩机智能电气控制系统
本技术涉及工程建设施工机械领域，具体涉及到的是一种螺旋桩机智能电气控制系统。
技术介绍
现代公路、铁路、多层或者高层建筑，都要求严格的地基处理、适当的承重桩基，以承载建筑物，且防止地震等带来的对建筑物的伤害。一般可采用预制桩和灌注桩作为承重桩基。但预制桩只能预制长度适当的桩基，再根据实际的需要对接，对接的桩对于桩身横向的承载力很小，往往容易错位，只有上下纵向的承载力，且打桩对接过程费时费力费料，成本很高。灌注桩有二次成桩和一次成桩两种施工方法，二次成桩是在长螺旋钻机钻成桩孔之后，拔出钻机留下空孔，再向该空孔灌注混凝土同时振捣成桩。这种成桩方法必须保证所钻的孔不缩颈、不坍塌，故在地下水位以下或土层松散时均无法施工，其使用范围非常有限。一次成桩是在长螺旋钻机钻到设计深度后停机，用泵输送混凝土，通过中空的螺旋钻杆到钻头的出料口，进行压力灌注混凝土，并同步起拔螺旋钻杆成桩。这种成桩方式在任何时候所钻的孔均没有空置，所以不存在钻孔坍塌的问题，可应用于各种地质条件的灌注桩。螺杆桩是一种半挤土桩，经大量实验证明，其成桩土体发生隆起现象小、不取土、噪音小，是一种适应面广的新式桩。但是由于其电控系统设计的不足，需要人工控制放绳速度，桩孔很难形成好的内螺纹，特别是螺纹直段很难精准控制。因此施工操作时不仅需要操作人员具有熟练地操作技能，而且要消耗较大操作体力，施工质量不稳定。此外，目前对螺纹钻杆的驱动方式大部分采用直流控制，故障率高，需要经常维修，会显著影响到施工进度，特别是在恶劣的环境下施工，甚至会使施工无法进行。另外，因为目前对施工工程过程及施工质量缺乏必要的监控及检测手段，所以施工过程中往往存在因操作人员懒惰、图省事、为提前结束工作，导致的施工时灌浆量不足、灌浆压力低、打孔深度浅等工程质量问题，而且由于无法对施工过程中的各指标参数进行记录，所以对于完成的每个桩的施工质量情况无法查询，无法实时监管各指标参数，在出现参数问题时无法及时作出调整。所以施工后及施工时不能够及时发现有质量问题的桩，及时采取补救措施，使得施工留下巨大的安全隐患。
技术实现思路
鉴于以上所述现有技术的缺点，本技术提供了一种螺旋桩机智能电气控制系统，其的目的在于解决打桩时形成内螺纹质量差、质量难控制且不稳定、操作人员劳动强度大，驱动装置故障率高，要经常维护，施工效率低的问题。为实现上述目的及其他相关目的，本技术提供了一种螺旋桩机智能电气控制系统，包括了车体平台、设在车体平台上的立柱、卷扬电机、反压电机、与所述立柱的外侧壁体配合的动力头及安装在动力头下部的螺纹钻杆、安装在动力头上部的变频电机一、变频电机二，以及包括编程模块的电控系统。所述卷扬电机及反压电机均为变频式电机。优选地，所述电控系统的编程模块为可编程控制器。所述变频电机一、变频电机二对所述螺纹钻杆的驱动采取等负荷分配方式。在所述立柱的内侧壁体上设有能够垂直移动的滑块；在所述车体平台上且于滑块的下方设有光电编码器及与光电编码器配合的定滑轮组一；对应于与光电编码器配合的定滑轮组一，在所述滑块的下端设置相匹配的定滑轮组二；在所述卷扬电机的卷扬滚筒上缠绕的钢丝绳在所述定滑轮组一与定滑轮组二之间往复缠绕多圈，且在所述定滑轮组一与定滑轮组二之间的钢丝绳上设有拉力传感器；在所述车体平台上设有行程开关与跨置在所述卷扬电机和光电编码器之间的钢丝绳对应，来对钢丝绳的下垂状态进行检测；当该部分钢丝绳被拉紧或者松弛下垂时，会触及所述行程开关使其改变状态；行程开关最好置于该段钢丝绳的中间位置。在所述反压电机驱动下的卷扬滚筒上缠绕的钢丝绳，经设在所述车体平台左端的定滑轮后固定连接在所述动力头的下端；在所述滑块的上端与所述动力头的上端之间连接有一大背绳，所述大背绳经过设在所述立柱顶部的定滑轮；所述卷扬电机、反压电机、变频电机一、变频电机二、光电编码器、行程开关及拉力传感器均接入所述电控系统。上述涉及到的螺旋桩机智能电气控制系统放绳速度(即所涉及到的钢丝绳的收放速度)是自动控制的。具体来讲，对应钢丝绳布置的光电编码器、拉力传感器以及行程开关能够监测钢丝绳的放绳速度、拉紧及松弛程度，并且将监测的信号反馈给电控系统，在电控系统中对反馈信号作出编程处理后，分别向变频电机一、变频电机二、卷扬电机及反压电机发送指令，同步调控各电机的动作，使螺纹钻杆的旋转速度与卷扬电机的速度形成固定比值，来保证形成内螺纹的质量，形成好的内螺纹。反压电机起到根据地层情况来调控对动力头的反压拉力的作用，保证特殊情况下也能够自动形成好的内螺纹。优选地，在所述立柱的外侧壁体下部设有下限行程开关，在内侧壁体下部设有上限行程开关；所述下限行程开关及上限行程开关也均接入所述电控系统。优选地，在所述定滑轮组一与定滑轮组二之间缠绕的钢丝绳自下及上顺次往复缠绕至少十周。优选地，所述电控系统连接了无线通讯模块；所述无线通讯模块与和所述螺纹钻杆连接的泵车上设置的无线通讯模块连接；螺旋桩机的电控系统与泵车的电控系统通过无线通讯模块建立连接；所述电控系统还包括数据存储模块。通过无线通讯模块将螺旋桩机智能电气控制系统的电控系统与泵车的供料电控系统连接起来，使二者之间能实现数据交流，便于对施工的各中参数信息进行监管及存储，利于实现对供料情况的实时监管、自动调控，保证供料的及时性、准确性，有助于保证施工质量的可靠性、稳定性。通过数据存储模块对施工的各种参数信息，如泵料量、泵料的实时压力、泵料的次数等进行实时存储，所以在施工完成后也能够通过历史记录中的施工参数信息直观反映出施工情况。所以能够对施工质量实现事后检查，避免施工隐患存在。优选地，所述电控系统连入控制室的操作模块，操作模块与所述电控系统中数据存储模块、编程模块及控制室内的显示屏连接，显示屏可以为触屏，在显示屏上设置与操作模块匹配的触屏操作界面。进一步地，将所述操作模块连接设在控制室中的打印机，打印机连入电控系统中数据存储模块，通过操作模块能够调取数据存储模块内的数据进行打印。螺旋桩机的电控系统连接至控制室内的操作模块后，工程师能够在控制室监视施工进程、更改、调控编程程序，以便及时应对突发状况。螺旋桩机的电控系统连接至控制室，并且借助无线通讯传输技术与泵车连接后，能够将泵料过程的各种参数，如泵料量、泵料实时压力、泵料的时间、泵料的次数等参数反映在操作室内的显示屏上。技术人员可以实时监看各施工参数，保证泵料量、泵料时间等的技术性、准确性。而且在发生突发状况时，能够技术发现，及时采取应对的补救措施。能够在控制室实现对打料工序的远程控制，避免打料工疏忽，造成的打料过早或过晚、打料量不准确等情况。连接打印机后，能够将施工参数调出进行打印，形成纸件文本记录。优选地，所述电控系统连入了以太网发射器，与电脑和/或手机等具有联网功能的电子设备建立网络连接，从而提高其智能化水平，满足远程、异地多界面操控水平。连入以太网发射器后电控系统能够与远程的电脑、手机、平板电脑等建立连接，实现多种终端操作界面操控，增加使用的便利性，提高用户体验水平。接入以太网后，通过云端平台传输功能，螺旋桩机的实时运行状况及泵料的实时情况(特别是各运行过程中的参数)能够实现异地传输，工程师能够远程/异地通过电脑、手机或者平板本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种螺旋桩机智能电气控制系统，包括车体平台、设在车体平台上的立柱、与所述立柱的外侧壁体配合的动力头及安装在动力头下部的螺纹钻杆，其特征在于：还包括卷扬电机、反压电机、安装在动力头上部的变频电机一、变频电机二、以及包括编程模块的电控系统；所述卷扬电机及反压电机均为变频式电机；在所述立柱的内侧壁体上设有能够垂直移动的滑块；在所述车体平台上且于滑块的下方设有光电编码器及与光电编码器配合的定滑轮组一；对应于与光电编码器配合的定滑轮组一，在所述滑块的下端设置相匹配的定滑轮组二；在所述卷扬电机的卷扬滚筒上缠绕的钢丝绳在所述定滑轮组一与定滑轮组二之间往复缠绕多圈，且在所述定滑轮组一与定滑轮组二之间的钢丝绳上设有拉力传感器；在所述车体平台上设有行程开关与跨置在卷扬电机和光电编码器之间的钢丝绳对应；所述反压电机驱动下的卷扬滚筒上缠绕的钢丝绳经设在所述车体平台左端的定滑轮后固定连接在所述动力头的下端；在所述滑块的上端与所述动力头的上端之间连接有一大背绳，所述大背绳经过设在所述立柱顶部的定滑轮；所述卷扬电机、反压电机、变频电机一、变频电机二、光电编码器、行程开关及拉力传感器均接入了所述电控系统。

【技术特征摘要】
1.一种螺旋桩机智能电气控制系统，包括车体平台、设在车体平台上的立柱、与所述立柱的外侧壁体配合的动力头及安装在动力头下部的螺纹钻杆，其特征在于：还包括卷扬电机、反压电机、安装在动力头上部的变频电机一、变频电机二、以及包括编程模块的电控系统；所述卷扬电机及反压电机均为变频式电机；在所述立柱的内侧壁体上设有能够垂直移动的滑块；在所述车体平台上且于滑块的下方设有光电编码器及与光电编码器配合的定滑轮组一；对应于与光电编码器配合的定滑轮组一，在所述滑块的下端设置相匹配的定滑轮组二；在所述卷扬电机的卷扬滚筒上缠绕的钢丝绳在所述定滑轮组一与定滑轮组二之间往复缠绕多圈，且在所述定滑轮组一与定滑轮组二之间的钢丝绳上设有拉力传感器；在所述车体平台上设有行程开关与跨置在卷扬电机和光电编码器之间的钢丝绳对应；所述反压电机驱动下的卷扬滚筒上缠绕的钢丝绳经设在所述车体平台左端的定滑轮后固定连接在所述动力头的下端；在所述滑块的上端与所述动力头的上端之间连接有一大背绳，所述大背绳经过设在所述立柱顶部的定滑轮；所述卷扬电机、反压电机、变频电机一、变频电机二、光电编码...

【专利技术属性】
技术研发人员：杜宪春，张光胜，
申请(专利权)人：杜宪春，张光胜，
类型：新型
国别省市：山东,37