潜孔钻机控制方法及潜孔钻机控制装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开一种潜孔钻机控制方法及潜孔钻机控制装置，该潜孔钻机控制方法包括：获取潜孔钻机的工作模式；获取潜孔钻机的实际姿态，接收潜孔钻机在相应工作模式下的期望姿态，并比较潜孔钻机的实际姿态和期望姿态是否一致，如果一致则结束，如果不一致则根据潜孔钻机的实际姿态和期望姿态差异计算执行机构调节参数值；根据调节参数值控制潜孔钻机的执行元件的状态以调整潜孔钻机的姿态，并返回比较潜孔钻机的实际姿态和期望姿态是否一致的步骤。本潜孔钻机控制方法及潜孔钻机控制装置中，能根据实时地形、实时工作模式等情况自动调整潜孔钻机的姿态，大大提高了潜孔钻机的安全性，且对驾驶员要求较低。

【技术实现步骤摘要】
潜孔钻机控制方法及潜孔钻机控制装置
本专利技术涉及地下施工设备
，特别是涉及一种潜孔钻机控制方法及潜孔钻机控制装置。
技术介绍
潜孔钻机是钻凿矿物和岩石的一种工程机械，是由冲击器潜入孔内直接冲击钻头而回转机构在孔外带动钻杆旋转向岩石钻进的设备，主要用于露天矿山开采、建筑基础、水利、电站、建材、交通及国防建设等多种工程中的凿岩钻孔；是凿岩机械的一种，目前钻凿炮孔作业广为使用的凿岩机械之一。常见的凿岩机，有钻孔深、钻孔直径大、钻孔效率高、适用范围广等特点，冲击、推进、回转和排渣是潜孔钻机凿岩工作的四个基本环节，其过程为由推进机构推进钻具依次包括钻杆、冲击器和钻头使钻头与孔底岩石紧密地接触由冲击器间歇冲击钻头，同时，回转机构使钻具连续回转。潜孔钻机的工作环境复杂，安全性能要求较高，在行走和打孔掘进根据不同的地形规定钻机要保持相应的姿态。例如行走时推进梁要水平放置，车身要与水平面平行，特殊情况如斜面行走，需将大臂系统竖直定位，并将其尽可能靠近整机的中心位置来保持重心平衡；打孔掘进后需将推进梁抬升到安全距地位置。目前市面上潜孔钻机的姿态调整基本由驾驶员根据经验来实现，存在一定的安全隐患。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种能根据实时地形实现自动调整姿态，提高潜孔钻机使用安全性的潜孔钻机控制方法及潜孔钻机控制装置。本专利技术提供一种潜孔钻机控制方法，包括：获取潜孔钻机的工作模式；获取潜孔钻机的实际姿态，接收潜孔钻机在相应工作模式下的期望姿态，并比较潜孔钻机的所述实际姿态和所述期望姿态是否一致，如果一致则结束，如果不一致则根据潜孔钻机的所述实际姿态和所述期望姿态差异计算执行机构调节参数值；根据所述调节参数值控制潜孔钻机的执行元件的状态以调整潜孔钻机的姿态，并返回获取潜孔钻机的实际姿态，接收潜孔钻机在相应工作模式下的期望姿态，并比较潜孔钻机的所述实际姿态和所述期望姿态是否一致的步骤。在其中一实施例中，所述潜孔钻机的工作模式包括行走模式和掘进模式，其中所述行走模式包括水平面行走模式、上坡行走模式、下坡行走模式和横越斜坡行走模式，所述水平面行走模式、所述上坡行走模式和所述下坡行走模式为常规行走模式；当工作模式为所述常规行走模式时，获取潜孔钻机的推进梁的实际姿态、车身实际姿态和推进梁实际距地距离，接收推进梁的期望姿态、车身期望姿态和推进梁期望距地距离，并分别比较所述推进梁的实际姿态与所述推进梁的期望姿态是否一致，所述车身实际姿态和所述车身期望姿态是否一致，所述推进梁实际距地距离和所述推进梁期望距地距离是否一致，如果均一致则结束，如果有任意一项不一致则判断为潜孔钻机的所述实际姿态和所述期望姿态不一致；当工作模式为所述横越斜坡行走模式时，获取潜孔钻机的推进梁的实际姿态、推进梁实际距地距离和推进梁与车身相对期望姿态，接收推进梁的实际姿态、推进梁实际距地距离和推进梁与车身相对实际姿态，并分别比较所述推进梁的实际姿态与所述推进梁的期望姿态是否一致，所述推进梁实际距地距离和所述推进梁期望距地距离是否一致，所述推进梁与车身相对期望姿态与所述推进梁与车身相对实际姿态，如果均一致则结束，如果有任意一项不一致则判断为潜孔钻机的所述实际姿态和所述期望姿态不一致；当工作模式为所述掘进模式时，获取潜孔钻机的推进梁的实际姿态、车身实际姿态，接收推进梁的期望姿态、车身期望姿态，并分别比较所述推进梁的实际姿态与所述推进梁的期望姿态是否一致，所述车身实际姿态和所述车身期望姿态是否一致，如果均一致则结束，如果有任意一项不一致则判断为潜孔钻机的所述实际姿态和所述期望姿态不一致。在其中一实施例中，所述推进梁的期望姿态包括推进梁期望俯仰角pte和推进梁期望滚转角rte，所述推进梁期望距地距离包括推进梁期望距地值Le，所述车身期望姿态包括车身期望俯仰角pce，所述推进梁和车身相对期望姿态包括推进梁期望偏航角yte和车身期望偏航角yce的相对期望关系，潜孔钻机的所述推进梁的实际姿态包括推进梁实际俯仰角ptr、推进梁实际滚转角rtr和推进梁实际偏航角ytr，所述推进梁实际距地距离包括推进梁实际距地值Lr，所述车身实际姿态包括车身实际俯仰角pcr，所述推进梁和车身相对实际姿态包括推进梁实际偏航角ytr和车身实际偏航角ycr的相对实际关系；当工作模式为所述水平面行走模式时，潜孔钻机的期望姿态为：pte＝90°，rte＝0°，pce＝0°，Le>0；当工作模式为所述上坡行走模式时，潜孔钻机的期望姿态为：pte＝90°，rte＝0°，pce＝0°，Le>0；当工作模式为所述下坡行走模式时，潜孔钻机的期望姿态为：pte＝90°，rte＝0°，pce＝0°，Le>0；当工作模式为所述横越斜坡行走模式时，潜孔钻机的期望姿态为pte＝0°，rte＝0°，yte＝ce，Le>0；当工作模式为所述掘进工作模式时，潜孔钻机的期望姿态为pte＝0°，rte＝0°，pce＝0°。在其中一实施例中，当工作模式为所述行走模式时，计算执行机构调节参数值的步骤具体包括计算控制推进梁姿态的调节参数值、计算控制推进梁距地距离的调节参数值和计算控制车身姿态的调节参数值；当工作模式为所述掘进模式时，计算执行机构调节参数值的步骤具体包括计算控制推进梁姿态的调节参数值和计算控制车身姿态的调节参数值。在其中一实施例中，所述计算控制推进梁姿态的调节参数值具体包括：接收推进梁期望角度，即推进梁期望俯仰角pte、推进梁期望滚转角rte和推进梁期望偏航角yte，并获取推进梁实际角度，即推进梁实际俯仰角ptr、推进梁实际滚转角rtr和推进梁实际偏航角ytr，并据此计算推进梁误差；根据所述推进梁姿态误差计算推进梁期望角速度，即推进梁俯仰角速度ωtpr、推进梁滚转角速度ωtre、推进梁偏航角ωtye；根据所述推进梁期望角速度和推进梁实际角速度计算推进梁驱动油缸的驱动量，即推进梁俯仰油缸驱动量Qtp1、推进梁摆动油缸驱动量Qtr、大臂俯仰油缸驱动量Qtp2、大臂摆动油缸驱动量Qty；或者，所述计算控制推进梁距地距离的调节参数值具体包括：接收推进梁期望距地距离Le和推进梁实际距地距离Lr，并据此计算推进梁距地误差；根据所述推进梁距离误差计算推进梁期望移动速度值ve；根据所述推进梁期望移动速度值ve和推进梁实际移动速度值vr计算推进梁补偿液压油缸的驱动量QL；或者，所述计算控制车身姿态的调节参数值具体包括：接收车身期望角度，即车身期望俯仰角pce，并获取车身实际角度，即车身实际俯仰角pcr，并据此计算车身姿态误差；根据所述车身姿态误差计算车身期望角速度ωcpe；根据所述车身期望角速度ωcpe和车身实际角速度ωcpr计算车架调平油缸驱动量Qcp。在其中一实施例中，所述计算推进梁姿态误差为：计算推进梁俯仰角速度ωtpe、推进梁滚转角速度ωtre、推进梁偏航角ωtye具体为：计算推进梁俯仰油缸驱动量Qtp，大臂俯仰油缸驱动量Qtp2，推进梁摆本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种潜孔钻机控制方法，其特征在于，包括：/n获取潜孔钻机的工作模式；/n获取潜孔钻机的实际姿态，接收潜孔钻机在相应工作模式下的期望姿态，并比较潜孔钻机的所述实际姿态和所述期望姿态是否一致，如果一致则结束，如果不一致则根据潜孔钻机的所述实际姿态和所述期望姿态差异计算执行机构调节参数值；/n根据所述调节参数值控制潜孔钻机的执行元件的状态以调整潜孔钻机的姿态，并返回获取潜孔钻机的实际姿态，接收潜孔钻机在相应工作模式下的期望姿态，并比较潜孔钻机的所述实际姿态和所述期望姿态是否一致的步骤。/n

【技术特征摘要】
1.一种潜孔钻机控制方法，其特征在于，包括：
获取潜孔钻机的工作模式；
获取潜孔钻机的实际姿态，接收潜孔钻机在相应工作模式下的期望姿态，并比较潜孔钻机的所述实际姿态和所述期望姿态是否一致，如果一致则结束，如果不一致则根据潜孔钻机的所述实际姿态和所述期望姿态差异计算执行机构调节参数值；
根据所述调节参数值控制潜孔钻机的执行元件的状态以调整潜孔钻机的姿态，并返回获取潜孔钻机的实际姿态，接收潜孔钻机在相应工作模式下的期望姿态，并比较潜孔钻机的所述实际姿态和所述期望姿态是否一致的步骤。


2.如权利要求1所述的潜孔钻机控制方法，其特征在于，所述潜孔钻机的工作模式包括行走模式和掘进模式，其中所述行走模式包括水平面行走模式、上坡行走模式、下坡行走模式和横越斜坡行走模式，所述水平面行走模式、所述上坡行走模式和所述下坡行走模式为常规行走模式；
当工作模式为所述常规行走模式时，获取潜孔钻机的推进梁的实际姿态、车身实际姿态和推进梁实际距地距离，接收推进梁的期望姿态、车身期望姿态和推进梁期望距地距离，并分别比较所述推进梁的实际姿态与所述推进梁的期望姿态是否一致，所述车身实际姿态和所述车身期望姿态是否一致，所述推进梁实际距地距离和所述推进梁期望距地距离是否一致，如果均一致则结束，如果有任意一项不一致则判断为潜孔钻机的所述实际姿态和所述期望姿态不一致；当工作模式为所述横越斜坡行走模式时，获取潜孔钻机的推进梁的实际姿态、推进梁实际距地距离和推进梁与车身相对期望姿态，接收推进梁的实际姿态、推进梁实际距地距离和推进梁与车身相对实际姿态，并分别比较所述推进梁的实际姿态与所述推进梁的期望姿态是否一致，所述推进梁实际距地距离和所述推进梁期望距地距离是否一致，所述推进梁与车身相对期望姿态与所述推进梁与车身相对实际姿态，如果均一致则结束，如果有任意一项不一致则判断为潜孔钻机的所述实际姿态和所述期望姿态不一致；当工作模式为所述掘进模式时，获取潜孔钻机的推进梁的实际姿态、车身实际姿态，接收推进梁的期望姿态、车身期望姿态，并分别比较所述推进梁的实际姿态与所述推进梁的期望姿态是否一致，所述车身实际姿态和所述车身期望姿态是否一致，如果均一致则结束，如果有任意一项不一致则判断为潜孔钻机的所述实际姿态和所述期望姿态不一致。


3.如权利要求2所述的潜孔钻机控制方法，其特征在于，所述推进梁的期望姿态包括推进梁期望俯仰角pte和推进梁期望滚转角rte，所述推进梁期望距地距离包括推进梁期望距地值Le，所述车身期望姿态包括车身期望俯仰角pce，所述推进梁和车身相对期望姿态包括推进梁期望偏航角yte和车身期望偏航角yce的相对期望关系，潜孔钻机的所述推进梁的实际姿态包括推进梁实际俯仰角ptr、推进梁实际滚转角rtr和推进梁实际偏航角ytr，所述推进梁实际距地距离包括推进梁实际距地值Lr，所述车身实际姿态包括车身实际俯仰角pcr，所述推进梁和车身相对实际姿态包括推进梁实际偏航角ytr和车身实际偏航角ycr的相对实际关系；当工作模式为所述水平面行走模式时，潜孔钻机的期望姿态为：pte＝90°，rte＝0°，pce＝0°，Le>0；当工作模式为所述上坡行走模式时，潜孔钻机的期望姿态为：pte＝90°，rte＝0°，pce＝0°，Le>0；当工作模式为所述下坡行走模式时，潜孔钻机的期望姿态为：pte＝90°，rte＝0°，pce＝0°，Le>0；当工作模式为所述横越斜坡行走模式时，潜孔钻机的期望姿态为pte＝0°，rte＝0°，yte＝yce，Le>0；当工作模式为所述掘进工作模式时，潜孔钻机的期望姿态为pte＝0°，rte＝0°，pce＝0°。


4.如权利要求2所述的潜孔钻机控制方法，其特征在于，当工作模式为所述行走模式时，计算执行机构调节参数值的步骤具体包括计算控制推进梁姿态的调节参数值、计算控制推进梁距地距离的调节参数值和计算控制车身姿态的调节参数值；当工作模式为所述掘进模式时，计算执行机构调节参数值的步骤具体包括计算控制推进梁姿态的调节参数值和计算控制车身姿态的调节参数值。


5.如权利要求4所述的潜孔钻机控制方法，其特征在于，所述计算控制推进梁姿态的调节参数值具体包括：
接收推进梁期望角度，即推进梁期望俯仰角pte、推进梁期望滚转角rte和推进梁期望偏航角yte，并获取推进梁实际角度，即推进梁实际俯仰角ptr、推进梁实际滚转角rtr和推进梁实际偏航角ytr，并据此计算推进梁误差；
根据所述推进梁姿态误差计算推进梁期望角速度，即推进梁俯仰角速度ωtpe、推进梁滚转角速度ωtre、推进梁偏航角ωtye；
根据所述推进梁期望角速度和推进梁实际角速度计算推进梁驱动油缸的驱动量，即推进梁俯仰油缸驱动量Qtp1、推进梁摆动油缸驱动量Qtr、大臂俯仰油缸驱动量Qtp2、大臂摆动油缸驱动量Qty；或者，
所述计算控制推进梁距地距离的调节参数值具体包括：
接收推进梁期望距地距离Le和推进梁实际距地距离Lr，并据此计算推进梁距地误差；
根据所述推进梁距离误差计算推进梁期望移动速度值ve；
根据所述推进梁期望移动速度值ve和推进梁实际移动速度值vr计算推进梁补偿液压油缸的驱动量QL；或者，
所述计算控制车身姿态的调节参数值具体包括：
接收车身期望角度，即车身期望俯仰角pce，并获取车身实际角度，即车身实际俯仰角pcr，并据此计算车身姿态误差；
根据所述车身姿态误差计算车身期望角速度ωcpe；
根据所述车身期望角速度ωcpe和车身实际角速度ωcpr计算车架调平油缸驱动量Qcp。


6.如权利要求5所述的潜孔钻机控制方法，其特征在于，所述计算推进梁姿态误差为：



计算推进梁俯仰角速度ωtpe、推进梁滚转角速度ωtre、推进梁偏航角ωtye具体为：



计算推进梁俯仰油缸驱动量Qtp1，推进梁摆动油缸驱动量Qtr，大臂俯仰油缸驱动量Qtp2，大臂摆动油缸驱动量Qty具体为：

【专利技术属性】
技术研发人员：邓永恒，李烨楠，赵卓，
申请(专利权)人：中联重科股份有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南;43