钻机自动控制方法、系统及存储介质技术方案

本发明专利技术公开了一种钻机自动控制方法、系统及存储介质，该钻机自动控制方法包括：接收工作参数；根据工作参数获取大臂的预期姿态，根据预期姿态或根据预期姿态和姿态调整依据计算各油缸的动作顺序及预期行程；根据动作顺序及预期行程控制各油缸动作，直到各油缸均达到预期行程；检测大臂的当前姿态，并对比当前姿态和预期姿态，判断大臂是否达到预期姿态，如果是，控制结束，如果否，则确定姿态调整依据后重复上述过程，直到大臂达到预期姿态。本发明专利技术的钻机自动控制方法、系统及存储介质中，能够控制大臂自动动作，可提高潜孔钻机的作业效率和智能化程度，并能对大臂的动作状态时刻进行反馈，精确控制大臂达到预期姿态。精确控制大臂达到预期姿态。精确控制大臂达到预期姿态。

【技术实现步骤摘要】
钻机自动控制方法、系统及存储介质


[0001]本专利技术涉及工程机械设备领域，尤其是涉及一种钻机自动控制方法、系统及存储介质。

技术介绍

[0002]潜孔钻机是一种主要的钻孔装备，广泛应用于冶金、煤炭、建材、铁路、水电建设、国防施工及土石方等工程中，随着市场的发展以及当今“低碳革命”兴起，低碳绿色的理念日趋深入人心，用户对潜孔钻机的性能要求也越来越高。高效、节能、绿色的潜孔钻机产品越来越受到市场的青睐。
[0003]一种智能一体化潜孔钻机在露天矿山的物联网应用系统包括视频系统、位移传感器、架速度传感器、GPS接收机、终端服务器和数据服务平台。通过本系统可将潜孔钻机与互联网相连，提供预警功能，实现人机远程实时的交互，及时了解掌握钻机的工作装填、钻孔质量、运行轨迹等情况。然而，这种智能一体化潜孔钻机在露天矿山的物联网应用系统只能对整机的运动参数和工作状态进行监测，无法检测钻机大臂的运动状态，也无法实现自动控制作业。
[0004]前面的叙述在于提供一般的背景信息，并不一定构成现有技术。
[0005]申请内容
[0006]本专利技术的目的在于提供一种钻机自动控制方法、系统，旨在解决现有钻机无法实现自动控制的问题。
[0007]本专利技术提供了一种钻机自动控制方法，适用于控制潜孔钻机，所述钻机自动控制方法包括：
[0008]接收工作参数；
[0009]根据所述工作参数获取大臂的预期姿态，并根据所述预期姿态或根据所述预期姿态和姿态调整依据计算大臂摆动油缸、大臂俯仰油缸、推进梁俯仰油缸的动作顺序及预期行程；
[0010]根据所述动作顺序及预期行程控制所述大臂摆动油缸、所述大臂俯仰油缸、所述推进梁俯仰油缸动作，直到所述大臂摆动油缸、所述大臂俯仰油缸、所述推进梁俯仰油缸均达到所述预期行程；
[0011]检测大臂的当前姿态，并对比所述当前姿态和所述预期姿态，判断大臂是否达到所述预期姿态，如果是，控制结束，如果否，则确定所述姿态调整依据后重复所述获取大臂的预期姿态、根据所述预期姿态和姿态调整依据计算大臂摆动油缸、大臂俯仰油缸、推进梁俯仰油缸的动作顺序及预期行程、控制大臂摆动油缸、大臂俯仰油缸、推进梁俯仰油缸动作和对比所述当前姿态和所述预期姿态的过程，直到大臂达到所述预期姿态。
[0012]在一种可实现的方式中，所述钻机自动控制方法还包括：
[0013]在接收所述工作参数之前，对潜孔钻机进行初始化。
[0014]在一种可实现的方式中，所述潜孔钻机包括大臂，所述大臂包括大臂主体、钻臂
座、大臂摆动油缸、大臂俯仰油缸、推进梁俯仰油缸和翻转头，所述翻转头上设有姿态传感器，所述大臂摆动油缸驱动所述大臂主体绕第一铰点转动，所述大臂俯仰油缸驱动所述大臂主体绕第二铰点转动，所述推进梁俯仰油缸驱动所述翻转头绕第三铰点转动，所述根据工作参数获取大臂预期姿态，并计算大臂摆动油缸、大臂俯仰油缸、推进梁俯仰油缸的动作顺序及预期行程具体包括：
[0015]获取所述第二铰点的初始位置和所述第三铰点的初始位置，根据所述工作参数获取翻转头中心目标位置，所述第二铰点和所述第三铰点的初始位置为钻机初始化后所述第二铰点和所述第三铰点的位置；
[0016]对大臂进行逆运动学分析得到所述第二铰点的目标位置、所述第三铰点的目标位置；
[0017]比较所述第二铰点的所述初始位置与所述目标位置，以及所述第三铰点的所述初始位置与所述目标位置，计算得到所述钻臂座、所述大臂主体和所述翻转头分别需要转动的角度；
[0018]根据所述钻臂座、所述大臂主体和所述翻转头需要转动的角度计算得到所述大臂摆动油缸、所述大臂俯仰油缸、所述推进梁俯仰油缸的所述预期行程，并规划所述大臂摆动油缸、所述大臂俯仰油缸、所述推进梁俯仰油缸的所述动作顺序。
[0019]在一种可实现的方式中，控制大臂摆动油缸、大臂俯仰油缸、推进梁俯仰油缸动作时，控制所述大臂摆动油缸先动作至其预期行程，再控制所述大臂俯仰油缸动作至其预期行程，最后控制所述推进梁俯仰油缸动作至其预期行程。
[0020]在一种可实现的方式中，所述检测大臂的当前姿态，并对比所述当前姿态和所述预期姿态，判断大臂是否达到所述预期姿态具体包括：
[0021]获取所述翻转头中心位置与所述姿态传感器之间的位置关系；
[0022]获取所述大臂摆动油缸、所述大臂俯仰油缸、所述推进梁俯仰油缸达到预期行程后所述姿态传感器的当前位置；
[0023]根据所述姿态传感器的所述当前位置以及所述翻转头中心与所述姿态传感器之间的位置关系获得所述翻转头中心的当前位置；
[0024]将所述翻转头中心的所述当前位置和所述翻转头中心的所述目标位置对比，计算所述翻转头中心的所述当前位置和所述翻转头中心的所述目标位置之间的绝对距离，根据所述大臂俯仰油缸和所述推进梁俯仰油缸的工作行程计算所述大臂主体绕所述第二铰点转动的第一角度，以及所述翻转头绕所述第三铰点转动的第二角度；
[0025]判断所述绝对距离是否大于预设距离值，判断所述第一角度与所述第二角度的绝对值之差是否大于预设角度值，当所述绝对距离小于等于所述预设距离值，且所述绝对值之差小于等于所述预设角度值时，判断大臂达到所述预期姿态，控制结束，否则判断大臂未达到所述预期姿态。
[0026]本专利技术还提供一种一种钻机自动控制系统，适用于控制潜孔钻机，其特征在于，所述钻机自动控制系统包括：
[0027]执行元件控制模块，用于控制大臂摆动油缸、大臂俯仰油缸、推进梁俯仰油缸的动作；
[0028]油缸动作检测模块，用于检测所述大臂摆动油缸、所述大臂俯仰油缸、所述推进梁
俯仰油缸的行程，所述油缸动作检测模块连接于所述执行元件控制模块，以将油缸的伸缩行程反馈给所述执行元件控制模块；
[0029]姿态传感器，用于检测大臂的当前姿态；
[0030]数据处理模块，连接于所述姿态传感器和所述执行元件控制模块，所述数据处理模块用于接收工作参数，根据所述工作参数获取大臂的预期姿态，并根据所述预期姿态或根据所述预期姿态和姿态调整依据得到所述大臂摆动油缸、所述大臂俯仰油缸、所述推进梁俯仰油缸的动作顺序及预期行程，并将所述大臂摆动油缸、所述大臂俯仰油缸、所述推进梁俯仰油缸的动作顺序及预期行程传输给所述执行元件控制模块，以根据所述动作顺序及预期行程控制所述大臂摆动油缸、所述大臂俯仰油缸、所述推进梁俯仰油缸动作，所述数据处理模块还用于接收所述姿态传感器检测的大臂的所述当前姿态，并对比所述当前姿态和所述预期姿态，判断大臂是否达到所述预期姿态，如果是，控制结束，如果否，则确定姿态调整依据后重复获取大臂的所述预期姿态、根据所述预期姿态和姿态调整依据计算大臂摆动油缸、大臂俯仰油缸、推进梁俯仰油缸的动作顺序及预期行程、控制所述大臂摆动油缸、所述大臂俯仰油缸、所述推进梁俯仰油缸动作和对比所述当前姿态和所述预期姿态的过程，直到大臂达到所述预期姿态。
[0031]在一种可实现的方式中，所述执行元件控制模块还本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种钻机自动控制方法，适用于控制潜孔钻机，其特征在于，所述钻机自动控制方法包括：接收工作参数；根据所述工作参数获取大臂的预期姿态，并根据所述预期姿态或根据所述预期姿态和姿态调整依据计算大臂摆动油缸(132)、大臂俯仰油缸(134)、推进梁俯仰油缸(136)的动作顺序及预期行程；根据所述动作顺序及预期行程控制所述大臂摆动油缸(132)、所述大臂俯仰油缸(134)、所述推进梁俯仰油缸(136)动作，直到所述大臂摆动油缸(132)、所述大臂俯仰油缸(134)、所述推进梁俯仰油缸(136)均达到所述预期行程；检测大臂的当前姿态，并对比所述当前姿态和所述预期姿态，判断大臂是否达到所述预期姿态，如果是，控制结束，如果否，则确定所述姿态调整依据后重复所述获取大臂的预期姿态、根据所述预期姿态和姿态调整依据计算大臂摆动油缸(132)、大臂俯仰油缸(134)、推进梁俯仰油缸(136)的动作顺序及预期行程、控制大臂摆动油缸(132)、大臂俯仰油缸(134)、推进梁俯仰油缸(136)动作和对比所述当前姿态和所述预期姿态的过程，直到大臂达到所述预期姿态。2.如权利要求1所述的钻机自动控制方法，其特征在于，所述钻机自动控制方法还包括：在接收所述工作参数之前，对潜孔钻机进行初始化。3.如权利要求2所述的钻机自动控制方法，其特征在于，所述潜孔钻机包括大臂(13)，所述大臂(13)包括大臂主体(130)、钻臂座(131)、大臂摆动油缸(132)、大臂俯仰油缸(134)、推进梁俯仰油缸(136)和翻转头(138)，所述翻转头(138)上设有姿态传感器(139)，所述大臂摆动油缸(132)驱动所述大臂主体(130)绕第一铰点(A)转动，所述大臂俯仰油缸(134)驱动所述大臂主体(130)绕第二铰点(B)转动，所述推进梁俯仰油缸(134)驱动所述翻转头(138)绕第三铰点(C)转动，所述根据工作参数获取大臂预期姿态，并计算大臂摆动油缸(132)、大臂俯仰油缸(134)、推进梁俯仰油缸(136)的动作顺序及预期行程具体包括：获取所述第二铰点(B)的初始位置和所述第三铰点(C)的初始位置，根据所述工作参数获取翻转头(138)中心目标位置，所述第二铰点(B)和所述第三铰点(C)的初始位置为钻机初始化后所述第二铰点(B)和所述第三铰点(C)的位置；对大臂进行逆运动学分析得到所述第二铰点(B)的目标位置、所述第三铰点(C)的目标位置；比较所述第二铰点(B)的所述初始位置与所述目标位置，以及所述第三铰点(C)的所述初始位置与所述目标位置，计算得到所述钻臂座(131)、所述大臂主体(130)和所述翻转头(138)分别需要转动的角度；根据所述钻臂座(131)、所述大臂主体(130)和所述翻转头(138)需要转动的角度计算得到所述大臂摆动油缸(132)、所述大臂俯仰油缸(134)、所述推进梁俯仰油缸(136)的所述预期行程，并规划所述大臂摆动油缸(132)、所述大臂俯仰油缸(134)、所述推进梁俯仰油缸(136)的所述动作顺序。4.如权利要求3所述的钻机自动控制方法，其特征在于，控制大臂摆动油缸(132)、大臂俯仰油缸(134)、推进梁俯仰油缸(136)动作时，控制所述大臂摆动油缸(132)先动作至其预
期行程，再控制所述大臂俯仰油缸(134)动作至其预期行程，最后控制所述推进梁俯仰油缸(136)动作至其预期行程。5.如权利要求3所述的钻机自动控制方法，其特征在于，所述检测大臂的当前姿态，并对比所述当前姿态和所述预期姿态，判断大臂是否达到所述预期姿态具体包括：获取所述翻转头(138)中心位置与所述姿态传感器(139)之间的位置关系；获取所述大臂摆动油缸(132)、所述大臂俯仰油缸(134)、所述推进梁俯仰油缸(136)达到预期行程后所述姿态传感器(139)的当前位置；根据所述姿态传感器(139)的所述当前位置以及所述翻转头(138)中心与所述姿态传感器(139)之间的位置关系获得所述翻转头(138)中心的当前位置；将所述翻转头(138)中心的所述当前位置和所述翻转头(138)中心的所述目标位置对比，计算所述翻转头(138)中心的所述当前位置和所述翻转头(138)中心的所述目标位置之间的绝对距离，根据所述大臂俯仰油缸(134)和所述推进梁俯仰油缸(136)的工作行程计算所述大臂主体(132)绕所述第二铰点(B)转动的第一角度(A1)，以及所述翻转头(138)绕所述第三铰点(C)转动的第二角度(A2)；判断所述绝对距离是否大于预设距离值，判断所述第一角度(A1)与所述第二角度(A2)的绝对值之差是否大于预设角度值，当所述绝对距离小于等于所述预设距离值，且所述绝对值之差小于等于所述预设角度值时，判断大臂达到所述预期姿态，控制结束...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴桥鸿，梁向京，易炜峰，汤亮，苏明明，张洪涛，
申请(专利权)人：中联重科股份有限公司，
类型：发明
国别省市：