一种自动锚杆钻机控制系统的制作方法

本发明涉及锚杆钻车控制，更具体的说是涉及一种自动锚杆钻机控制系统。

背景技术：

1、目前，煤矿井下巷道掘进与支护是井工开采的关键技术之一，随着煤矿井下巷道掘进装备机械化程度的提高，对煤矿井下支护装备的自动化程度要求越来越高，现在锚杆支护技术流程主要包括定位、打孔、填装锚固剂、安装锚杆/索、搅拌锚固、紧固锚杆的多个环节，很多工序需要人工手动操作，锚杆支护时间和操作人员数量都占巷道掘进的百分之七十以上，锚杆支护自动化程度低，较难实现锚杆的自动化支护。

2、因此，实现锚杆支护的自动化控制是本领域技术人员亟需解决的问题。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明提供了一种自动锚杆钻机控制系统，通过引入自动化技术，能够实现全自动操作，操作人员只需简单设置参数，机器就能自动完成系统所下达的工作，大大提高了施工效率和准确性。

2、为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

3、一种自动锚杆钻机控制系统，包括：执行机构、电磁阀组、遥控器、传感器组、上位机显示器、控制器、断电仪、气体检测装置，所述执行机构为锚杆钻机各部分组件；所述传感器组收集所述执行机构的作动数据，并传输至所述上位机显示器；所述遥控器遥控控制器选择波段，集成有自动钻孔按键、自动锚固按键、急停按键及电源按键；根据所述上位机显示器显示的各传感器的数据操作所述遥控器；所述控制器内预设控制参数，根据相应控制参数通过所述遥控器的按键操作完成相应操作；所述控制器通过所述电磁阀组控制所述执行机构；所述气体检测装置检测整机内的有害气体发送至所述上位机显示器同时控制所述断电仪切断电源。

4、优选的，所述执行机构包括：动力头推进油缸、动力头马达、钻杆仓旋摆油缸、前机械手夹紧油缸、后机械手夹紧油缸、后机械手推进油缸、机械手摆动油缸、前夹持器油缸、后夹持器油缸、前夹持器摆动油缸导向机构、装药装置摆动油缸、装药装置推进油缸、动力头摆动油缸、液压卡盘，所述电磁阀组中包含若干电磁阀，与所述执行机构中油缸数量一一对应，各所述电磁阀通过控制内部液压油的流动来控制各油缸的运动；所述动力头推进油缸控制动力头推进或后退，所述动力头马达控制正转或反转，所述钻杆仓旋摆油缸控制钻杆仓正旋或反旋，所述前机械手夹紧油缸控制前机械手夹紧或松开，所述后机械手夹紧油缸控制后机械手夹紧或松开，所述后机械手推进油缸控制后机械手推进或后退，所述机械手摆动油缸控制前机械手与后机械手共同摆进或摆出，所述前夹持器油缸控制前夹持器夹紧或松开，所述后夹持器油缸控制后夹持器夹紧或松开，所述前夹持器摆动油缸导向机构控制前夹持器正摆导向机构打开或前夹持器松扣导向机构闭合，所述装药装置摆动油缸控制装药装置摆入或摆出，所述装药装置推进油缸控制装药装置推进或后退，所述动力头摆动油缸控制动力头摆入或摆出，所述液压卡盘控制液压卡盘松开或卡紧。

5、优选的，所述传感器组包括：转速传感器、两个位移传感器、两个接近开关、九个压力传感器，所述动力头马达设置有压力传感器和转速传感器，采集动力头旋转压力和转速；所述动力头推进油缸设置有压力传感器和位移传感器，采集动力头推进压力和位移；所述前机械手夹紧油缸设置有压力传感器，采集前机械手夹紧压力；所述后机械手夹紧油缸设置有压力传感器，采集后机械手夹紧压力；所述前夹持器油缸设置有压力传感器，采集前夹持器夹紧压力；所述后夹持器油缸设置有压力传感器，采集后夹持器夹紧压力；所述前夹持器摆动油缸导向机构设置有压力传感器，采集前夹持器摆动压力；所述动力头摆动油缸设置有压力传感器，采集钻箱摆动压力；所述后机械手推进油缸、机械手摆动油缸、装药装置摆动油缸、装药装置推进油缸、液压卡盘通过一个压力传感器采集数据，根据所述控制器内预设的控制参数，顺序采集对应压力；所述后机械手推进油缸设置有位移传感器，采集后机械手位移；所述钻杆仓旋摆油缸设置有接近开关，采集钻杆仓位置；所述装药装置推进油缸设置有接近开关，采集装药装置位置。

6、优选的，所述气体检测装置包括甲烷传感器、一氧化碳传感器，将所述气体检测装置检测到的气体数据传输至所述上位机显示器，由所述上位机显示器进行显示。

7、优选的，所述遥控器与所述控制器之间通过接收器连接，所述遥控器与所述接收器信号连接方式为窄带fsk调制，所述接收器与所述控制器通讯方式为profinet。

8、优选的，还包括行走油缸，所述行走油缸与所述电磁阀组连接，通过所述遥控器手动控制锚杆钻机移动。

9、优选的，还包括主臂变幅油缸、主臂伸缩油缸、主臂摆动油缸，均与所述遥控器连接，通过所述遥控器手动控制，所述主臂变幅油缸控制主臂起升或下降，所述主臂伸缩油缸控制主臂伸出或缩回，所述主臂摆动油缸控制主臂左摆或右摆。

10、优选的，还包括钻架调平油缸、钻架垂直旋转支撑油缸、钻架水平旋转油缸，均与所述遥控器连接，通过所述遥控器手动控制，所述钻架调平油缸控制钻架伸出或缩回，所述钻架垂直旋转支撑油缸控制钻架上旋或下旋，所述钻架水平旋转油缸控制钻架左旋或右旋。

11、优选的，还包括急停装置，所述急停装置与所述传感器组连接，当所述传感器组收集的作动数据错误时停止锚杆钻机动作，并发出警报至所述遥控器。

12、优选的，还包括水阀，当所述执行机构中的动力头马达控制动力头开始工作时，所述水阀提供水流降温。

13、经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明公开提供了一种自动锚杆钻机控制系统，解决了现有的一种锚杆钻架的自动化控制问题，减轻了操作人员的劳动强度，可以使操作人员远离钻架，提高锚杆施工的安全系数，将锚杆支护作业中钻孔、输送锚固剂、安装锚杆、搅拌及预紧等作业流程通过控制系统自动完成，并为锚杆钻车的自动化技术提供支撑，提高煤矿井下巷道的掘进效率。

技术特征：

1.一种自动锚杆钻机控制系统，其特征在于，包括：执行机构、电磁阀组、遥控器、传感器组、上位机显示器、控制器、断电仪、气体检测装置，所述执行机构为锚杆钻机各部分组件；所述传感器组收集所述执行机构的作动数据，并传输至所述上位机显示器；所述遥控器遥控控制器选择波段，集成有自动钻孔按键、自动锚固按键、急停按键及电源按键；根据所述上位机显示器显示的各传感器的数据操作所述遥控器；所述控制器内预设控制参数，根据相应控制参数通过所述遥控器的按键操作完成相应操作；所述控制器通过所述电磁阀组控制所述执行机构；所述气体检测装置检测整机内的有害气体发送至所述上位机显示器同时控制所述断电仪切断电源。

2.根据权利要求1所述的一种自动锚杆钻机控制系统，其特征在于，所述执行机构包括：动力头推进油缸、动力头马达、钻杆仓旋摆油缸、前机械手夹紧油缸、后机械手夹紧油缸、后机械手推进油缸、机械手摆动油缸、前夹持器油缸、后夹持器油缸、前夹持器摆动油缸导向机构、装药装置摆动油缸、装药装置推进油缸、动力头摆动油缸、液压卡盘，所述电磁阀组中包含若干电磁阀，与所述执行机构中油缸数量一一对应，各所述电磁阀通过控制内部液压油的流动来控制各油缸的运动；所述动力头推进油缸控制动力头推进或后退，所述动力头马达控制正转或反转，所述钻杆仓旋摆油缸控制钻杆仓正旋或反旋，所述前机械手夹紧油缸控制前机械手夹紧或松开，所述后机械手夹紧油缸控制后机械手夹紧或松开，所述后机械手推进油缸控制后机械手推进或后退，所述机械手摆动油缸控制前机械手与后机械手共同摆进或摆出，所述前夹持器油缸控制前夹持器夹紧或松开，所述后夹持器油缸控制后夹持器夹紧或松开，所述前夹持器摆动油缸导向机构控制前夹持器正摆导向机构打开或前夹持器松扣导向机构闭合，所述装药装置摆动油缸控制装药装置摆入或摆出，所述装药装置推进油缸控制装药装置推进或后退，所述动力头摆动油缸控制动力头摆入或摆出，所述液压卡盘控制液压卡盘松开或卡紧。

3.根据权利要求2所述的一种自动锚杆钻机控制系统，其特征在于，所述传感器组包括：转速传感器、两个位移传感器、两个接近开关、九个压力传感器，所述动力头马达设置有压力传感器和转速传感器，采集动力头旋转压力和转速；所述动力头推进油缸设置有压力传感器和位移传感器，采集动力头推进压力和位移；所述前机械手夹紧油缸设置有压力传感器，采集前机械手夹紧压力；所述后机械手夹紧油缸设置有压力传感器，采集后机械手夹紧压力；所述前夹持器油缸设置有压力传感器，采集前夹持器夹紧压力；所述后夹持器油缸设置有压力传感器，采集后夹持器夹紧压力；所述前夹持器摆动油缸导向机构设置有压力传感器，采集前夹持器摆动压力；所述动力头摆动油缸设置有压力传感器，采集钻箱摆动压力；所述后机械手推进油缸、机械手摆动油缸、装药装置摆动油缸、装药装置推进油缸、液压卡盘通过一个压力传感器采集数据，根据所述控制器内预设的控制参数，顺序采集对应压力；所述后机械手推进油缸设置有位移传感器，采集后机械手位移；所述钻杆仓旋摆油缸设置有接近开关，采集钻杆仓位置；所述装药装置推进油缸设置有接近开关，采集装药装置位置。

4.根据权利要求1所述的一种自动锚杆钻机控制系统，其特征在于，所述气体检测装置包括甲烷传感器、一氧化碳传感器，将所述气体检测装置检测到的气体数据传输至所述上位机显示器，由所述上位机显示器进行显示。

5.根据权利要求1所述的一种自动锚杆钻机控制系统，其特征在于，所述遥控器与所述控制器之间通过接收器连接，所述遥控器与所述接收器信号连接方式为窄带fsk调制，所述接收器与所述控制器通讯方式为profinet。

6.根据权利要求1所述的一种自动锚杆钻机控制系统，其特征在于，还包括行走油缸，所述行走油缸与所述电磁阀组连接，通过所述遥控器手动控制锚杆钻机移动。

7.根据权利要求1所述的一种自动锚杆钻机控制系统，其特征在于，还包括主臂变幅油缸、主臂伸缩油缸、主臂摆动油缸，均与所述遥控器连接，通过所述遥控器手动控制，所述主臂变幅油缸控制主臂起升或下降，所述主臂伸缩油缸控制主臂伸出或缩回，所述主臂摆动油缸控制主臂左摆或右摆。

8.根据权利要求1所述的一种自动锚杆钻机控制系统，其特征在于，还包括钻架调平油缸、钻架垂直旋转支撑油缸、钻架水平旋转油缸，均与所述遥控器连接，通过所述遥控器手动控制，所述钻架调平油缸控制钻架伸出或缩回，所述钻架垂直旋转支撑油缸控制钻架上旋或下旋，所述钻架水平旋转油缸控制钻架左旋或右旋。

9.根据权利要求1所述的一种自动锚杆钻机控制系统，其特征在于，还包括急停装置，所述急停装置与所述传感器组连接，当所述传感器组收集的作动数据错误时停止锚杆钻机动作，并发出警报至所述遥控器。

10.根据权利要求2所述的一种自动锚杆钻机控制系统，其特征在于，还包括水阀，当所述执行机构中的动力头马达控制动力头开始工作时，所述水阀提供水流降温。

技术总结本发明公开了一种自动锚杆钻机控制系统，涉及锚杆钻车控制技术领域，包括：执行机构、电磁阀组、遥控器、传感器组、上位机显示器、控制器、气体检测装置，执行机构为锚杆钻机各部分组件；传感器组收集执行机构的作动数据，并传输至上位机显示器；遥控器遥控控制器选择波段，集成有自动钻孔、自动锚固、急停及电源按键；根据上位机显示器显示的数据操作遥控器；控制器内预设控制参数，根据相应控制参数通过遥控器的按键完成相应操作；控制器通过电磁阀组控制执行机构；气体检测装置检测整机内的有害气体发送至上位机显示器。本发明通过引入自动化技术，操作人员只需简单设置参数，机器就能自动完成系统所下达的工作，大大提高了施工效率和准确性。技术研发人员：焦召明,焦显阳,杨杰伟,王壮壮,苏志超,王石磊,王喆,成兢辉,王巾宁受保护的技术使用者：山东鲁新重型装备有限公司技术研发日：技术公布日：2024/6/18