用于矿用钻机的遥控装置及控制方法
【技术领域】
[0001]本发明属于煤矿井下坑道煤层或岩层的钻孔机技术领域，具体涉及一种用于矿用钻机的遥控装置及控制方法。
【背景技术】
[0002]煤炭是中国的基础能源和重要的工业原料，在国民经济中具有重要的地位。中国的煤矿，露天煤矿较少，而且越来越少，大部分是井工生产。在井工生产的各个时期、各个过程中，需要钻探大量的工程孔，特别是巷道掘进孔与瓦斯抽采孔。当前大量使用的矿用钻机，采用操控人员直接坐在操作台上操控钻机的方式。井下坑道的工作环境差，地面也不平整，工作空间狭窄。钻机在坑道工作时，不论钻机的移动、钻杆的姿态调整还是工程孔的钻进，人在钻机的操作台上都会存在大量的安全隐患。例如:在进行成孔作业时，发生瓦斯突出的事故，高速喷出的煤粉、煤渣大量喷向钻车周围的操控人员；钻机行进的过程中，由于地面的不平整，极易造成钻机的侧翻事故；井下坑道工作空间狭窄，钻机旋转、调整时容易造成钻机对周围操控人员的碰撞、挤压。
【发明内容】
[0003]本发明主要针对现有的矿用钻机自动化水平低、存在安全隐患的问题，提供一种用于矿用钻机的遥控装置及控制方法。
[0004]本发明为解决上述问题而采取的技术方案为:
[0005]一种用于矿用钻机的遥控装置，包括钻机行走组件、钻机动力头组件、钻机动力头姿态调整组件、液压泵站，其中:还包括电磁控制阀组件、电气控制中心和遥控组件；
[0006]所述钻机行走组件包括左履带轮、左履带轮液压马达、右履带轮、右履带轮液压马达，左履带轮和右履带轮分别安装在钻机左侧和右侧的下部，左履带轮液压马达安装在左履带轮上用于驱动左履带轮，右履带轮液压马达安装在右履带轮上用于驱动右履带轮；
[0007]所述钻机动力头组件包括动力头、动力头座架，动力头液压马达，卡盘、卡盘油缸、推进油缸、夹持器、夹持器油缸、钻杆和钻头组成，动力头安装在动力头座架上，动力头液压马达安装在动力头上，推进油缸的底座与动力头座架相连接，推进油缸的伸缩杆与动力头相连接，卡盘安装在动力头的前端，卡盘油缸安装在卡盘上，夹持器安装在动力头座架的前端，夹持器油缸安装在夹持器上，钻杆贯穿在动力头、卡盘和夹持器的中心孔上，钻头与钻杆相连接；
[0008]所述钻机动力头姿态调整组件包括回转台、回转台液压马达、升降油缸、调角油缸、前支撑油缸和后支撑油缸，回转台在钻机行走组件上部，动力头座架安装在回转台上，回转台液压马达安装在回转台上，升降油缸的底座安装在回转台的上部，升降油缸的伸缩杆与动力头座架相连接，调角油缸的底座安装在回转台的上部，调角油缸的伸缩杆与动力头座架相连接，前支撑油缸固定在动力头座架的前部，后支撑油缸固定在动力头座架的后部；
[0009]所述电磁控制阀组件包括姿态控制阀、钻机移动控制阀和动力头组件控制阀，动力头组件控制阀包括推进油缸控制阀、动力头马达控制阀、卡盘油缸控制阀和夹持器油缸控制阀，在回转台液压马达、升降油缸、调角油缸、前支撑油缸和后支撑油缸的进油管路上各设一个姿态控制阀，姿态控制阀与电气控制中心相连接；在左履带轮液压马达和右履带轮液压马达的进油管路上各设一个钻机移动控制阀，钻机移动控制阀与电气控制中心相连接；推进油缸控制阀安装在推进油缸的进油管路上并与电气控制中心相连接，动力头马达控制阀安装在动力头液压马达的进油管路上并与电气控制中心相连接，卡盘油缸控制阀安装在卡盘油缸的进油管路上并与电气控制中心相连接，夹持器油缸控制阀安装在夹持器油缸的进油管路上并与电气控制中心相连接；
[0010]所述遥控组件包括手持机和遥控收发装置，遥控收发装置与手持机通信，遥控收发装置与电气控制中心相连接。
[0011]进一步地，本发明所述手持机的操控面板上设有钻机移动控制摇杆、升降油缸控制开关、回转台液压马达控制开关、调角油缸控制开关、前支撑油缸控制开关、上下钻杆控制开关、后支撑油缸控制开关、钻机作业控制摇杆和急停按钮；在钻机移动控制摇杆上设有前进、后退、左转和右转四个功能，在升降油缸控制开关上设有升、降和停三个功能，在回转台液压马达控制开关上设有正转、逆转和停三个功能，在调角油缸控制开关上设有仰、俯和停三个功能，在前支撑油缸控制开关上设有进、退和停三个功能，在上下钻杆控制开关上设有上杆、下杆和停三个功能，在后支撑油缸控制开关上设有进、退和停三个功能，在钻机作业控制摇杆上设有钻进和退杆两个功能，急停按钮按下时，设备停止所有动作。
[0012]所述电气控制中心采用单片机控制单元、PLC控制单元或者嵌入式系统控制单元。
[0013]所述的钻机移动控制阀和推进油缸控制阀为电磁换向阀或者电磁比例换向阀。
[0014]所述的姿态控制阀、动力头马达控制阀、卡盘油缸控制阀和夹持器油缸控制阀为电磁换向阀。
[0015]所述手持机与所述遥控收发装置的通信连接方式使用有线遥控、无线电遥控或者红外线遥控连接。
[0016]本发明用于矿用钻机的遥控装置的控制方法是:钻机移动控制摇杆上设有前进、后退、左转和右转四个功能，当钻机移动控制摇杆向前进方向拨动，钻机移动控制摇杆发出前进信号，该前进信号通过遥控收发装置发送给电气控制中心，电气控制中心接收该前进信号后打开左履带轮液压马达上的钻机移动控制阀和右履带轮液压马达上的钻机移动控制阀以控制左履带轮液压马达和右履带轮液压马达同时前进；当钻机移动控制摇杆向后退方向拨动，钻机移动控制摇杆发出后退信号，该后退信号通过遥控收发装置发送给电气控制中心，电气控制中心接收该后退信号后打开左履带轮液压马达上的钻机移动控制阀和右履带轮液压马达上的钻机移动控制阀以控制左履带轮液压马达和右履带轮液压马达同时后退；当钻机移动控制摇杆向左转方向拨动，钻机移动控制摇杆发出左转信号，该左转信号通过遥控收发装置发送给电气控制中心，电气控制中心接收该左转信号后打开右履带轮液压马达上的钻机移动控制阀以控制右履带轮液压马达前进完成左转；当钻机移动控制摇杆向右转方向拨动，钻机移动控制摇杆发出右转信号，该右转信号通过遥控收发装置发送给电气控制中心，电气控制中心接收该右转信号后打开左履带轮液压马达2-1上的钻机移动控制阀以控制左履带轮液压马达2-1前进完成右转；
[0017]升降油缸控制开关上设有升、降和停三个功能，当升降油缸控制开关向升的方向拨动，升降油缸控制开关发出升信号，该升信号通过遥控收发装置发送给电气控制中心，电气控制中心接收该升信号后打开升降油缸上的姿态控制阀以控制升降油缸的伸缩杆伸出，升降油缸的伸缩杆带动动力头座架上升，进而带动动力头的水平位置升高；当升降油缸控制开关向降的方向拨动，升降油缸控制开关发出降信号，该降信号通过遥控收发装置发送给电气控制中心，电气控制中心接收该降信号后打开升降油缸上的姿态控制阀以控制升降油缸的伸缩杆缩回，升降油缸的伸缩杆带动动力头座架下降，进而带动动力头的水平位置下降；当升降油缸控制开关向停的方向拨动，升降油缸控制开关发出停信号，该停信号通过遥控收发装置发送给电气控制中心，电气控制中心接收该停信号后关闭升降油缸上的姿态控制阀以控制升降油缸的伸缩杆停止，升降油缸的伸缩杆带动动力头座架停止，进而带动动力头的水平位置停止；
[0018]回转台液压马达控制开关上设有正转、逆转和停三个功能，当回转台液压马达控制开关向正转的方向拨动，回转台液压马达控制开关发出正转信号，该正转信号通过遥控收发装置发送给电气控制中心，电气控制中心接收该正转信号后打开回转台液压马达上的姿态控制阀以驱动回转台液压马达顺时针转动，回转台液压马达带动动力头座架顺时针转动，进而带动动力头沿水平方向顺时针转动；当回转台液压马达控制开关向逆转的方向拨动，回转台液压马达控制开关发出逆转信号，该逆转信号通过遥控收发装置发送给电气控制中心，电气控制中心接收该逆转信号后打开回转台液压马达上的姿态控制阀以驱动回转台液压马达逆时针转动，回转台液压马达带动动力头座架逆时针转动，进而带动动力头沿水平方向逆时针转动；当回转台液压马达控制开关向停的方向拨动，回转台液压马达控制开关发出停信号，该停信号通过遥控收发装置发送给电气控制中心，电气控制中心接收该停信号后关闭回转台液压马达上的姿态控制阀以控制回转台液压马达停止转动，回转台液压马达带动动力头座架停止转动，进而带动动力头沿水平方向停止转动；
[0019]调角油缸控制开关上设有仰、俯和停三个功能，当调角油缸控制开关向仰的方向拨动，调角油缸控制开关发出仰信号，该仰信号通过遥控收发装置发送给电气控制中心，电气控制中心接收该仰信号后打开调角油缸上的姿态控制阀以驱动调角油缸的伸缩杆伸出，调角油缸带动动力头座架在竖直方向偏转上仰，进而带动动力头在竖直方向偏转上仰；当调角油缸控制开关向俯的方向拨动，调角油缸控制开关发出俯信号，该俯信号通过遥控收发装置发送给电气控制中心，电气控制中心接收该俯信号后打开调角油缸上的姿态控