一种撬毛台车用锤头自动定位控制系统及其控制方法技术方案

本发明专利技术公开了一种撬毛台车用锤头自动定位控制系统及其控制方法，通过测距装置确定撬毛点的锤头需求位姿，并将锤头需求位姿反馈给控制器，通过回转减速机、各级变幅油缸和摆动油缸实现多自由度大臂机构与锤头的转动和位移，通过编码器和位移传感器获取实时的转角与位移的测量和反馈，通过控制器计算需求位移或转角，并输出控制信号，使锤头到达撬毛点的需求位姿。本发明专利技术实现了撬毛锤头的靶位自动、快速定点。相对于传统的人工操作多个阀组手柄定位的方式，定位速度、定位精度、操作疲劳性等方面都有大幅提高，提高作业效率，降低施工难度。降低施工难度。降低施工难度。

【技术实现步骤摘要】
一种撬毛台车用锤头自动定位控制系统及其控制方法


[0001]本专利技术属于矿山用机械
，更具体地，涉及一种撬毛台车用锤头自动定位控制系统及其控制方法。

技术介绍

[0002]撬毛台车属于矿山开采或隧道施工的辅助设备，主要配合钻爆法施工。巷道受爆破冲击影响，两帮及顶部存在不稳定的毛石，设备及人员进入之前需进行撬毛工艺处理，保证施工安全。随着矿采安全要求日益严格，撬毛台车设备更多的取代人工作业。
[0003]为实现更广的撬毛点覆盖，当前撬毛台车多采用多自由工作臂机构进行撬毛装置定位。但由于多自由度工作臂所需的驱动部件
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油缸、摆动缸、回转减速机等数量较多，驱动部件所需要的控制手柄也较多，甚至数量大于6个。人工操作时极为不便，严重影响了撬毛点定位速度，影响生产效率。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是针对以上不足，解决撬毛台车多自由度工作臂控制繁琐、生产效率低的行业难题，提供一种撬毛台车用锤头自动定位控制系统及其控制方法，实现锤头在撬毛点的快速准确定位、提高撬毛生产效率。
[0005]为实现上述目的，本专利技术是通过以下技术方案实现的：
[0006]第一方面，本专利技术公开了一种撬毛台车用撬毛点自动定位控制系统，包括测距装置、控制器和多自由度大臂机构，
[0007]所述多自由度大臂机构包括依次铰接的铰点座、多级工作臂和锤头，所述铰点座上设有回转减速机，所述多级工作臂包括依次铰接的各级工作臂和驱动各级工作臂的各级变幅油缸，所述锤头连接驱动其运动的摆动油缸；所述各级变幅油缸内均设有位移传感器，所述回转减速机和摆动油缸均安装编码器；
[0008]所述测距装置用于确定撬毛点的锤头需求位姿，并将锤头需求位姿反馈给控制器；
[0009]所述控制器的信号输入端连接测距装置、位移传感器和编码器，信号输出端连接回转减速机、各级变幅油缸和摆动油缸，接收测距装置、位移传感器和编码器的检测信号，通过计算后，输出控制信号至回转减速机、各级变幅油缸和摆动油缸，控制其运转。
[0010]本专利技术所述回转减速机和摆动缸可实现所连接结构的相对转动，回转减速机内安装回转编码器，摆动油缸内安装摆动编码器，能够给实现转动角度的测量和反馈。所述位移传感器可实现变幅油缸伸出位移的测量和反馈。所述控制器可实现空间坐标点之间的距离、角度计算。
[0011]进一步的，本专利技术所述测距装置可以为激光测距仪，所述激光测距仪可以选用手持激光测距仪，能够由工人远程携带射出两束光线寻找撬毛点，通过墙壁上投影的A、B两点空间坐标确定撬毛锤头钎杆的空间位姿，即撬毛点的锤头需求位姿，并将锤头需求位姿反
馈给控制器。
[0012]进一步的，所述多级工作臂包括依次铰接的工作臂一、工作臂二、工作臂三和工作臂四，所述工作臂一与铰点座铰接，工作臂四与连接架铰接，所述连接架与摆动油缸固定连接。
[0013]进一步的，所述各级变幅油缸包括分别铰接于铰点座和工作臂一的变幅油缸一，分别铰接于工作臂一和工作臂二的变幅油缸二，分别铰接于工作臂二和工作臂三的变幅油缸三，分别铰接于工作臂三和工作臂四的变幅油缸四。
[0014]进一步的，所述铰点座与工作臂一、各级工作臂之间、各级变幅油缸与各级工作臂之间、工作臂四与连接架之间，均通过销轴连接，可实现所连接部件的相对转动。
[0015]进一步的，所述回转减速机与铰点座之间、连接架与摆动油缸之间、以及摆动油缸与锤头之间，均通过螺栓连接。
[0016]进一步的，所述控制器的控制输出端连接电控比例阀，通过控制电控比例阀各联阀片的液压油流量比例输出和启停，来控制回转减速机、各级变幅油缸和摆动油缸的液压油路的启停和通油量，进而控制其运转。
[0017]第二方面，本专利技术提供了一种第一方面所述的撬毛台车用撬毛点自动定位控制系统的控制方法，包括：
[0018]获取激光测距仪确定的撬毛点的锤头需求位姿；
[0019]获取编码器传递的回转减速机和摆动油缸的实时信息，位移传感器传递的各级变幅油缸的信息；
[0020]计算锤头需求位姿与锤头当前位姿之间的差值，得到各级变幅油缸、回转减速机和摆动油缸的需求位移或转角；
[0021]控制各级变幅油缸、回转减速机和摆动油缸运转，至需求位移或转角，使锤头到达撬毛点需求位姿。
[0022]进一步的，所述测距装置为激光测距仪，所述获取激光测距仪确定的锤头需求位姿的方法为：
[0023]通过激光测距仪射出两线光束寻找撬毛点；
[0024]通过墙壁上投影的两点空间坐标确定撬毛点的锤头需求位姿；
[0025]将锤头需求位姿反馈给控制器。
[0026]进一步的，所述方法还包括:
[0027]控制器计算得到各级变幅油缸、回转减速机和摆动油缸的需求位移或转角后，输出匹配结果至电控比例阀，控制各级变幅油缸、回转减速机和摆动油缸的液压油路启停，逼近需求位移或转角；
[0028]当各级变幅油缸、回转减速机和摆动油缸到达需求位移或转交后，控制器获取位移传感器和编码器传递的信号，通过电控比例阀关停各级变幅油缸、回转减速机和摆动油缸的液压油路。
[0029]与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：
[0030]本专利技术所述锤头自动定位控制系统通过回转减速机、铰点座、多级工作臂、变幅油缸以及摆动油缸实现多自由度，通过测距装置、位移传感器、编码器和控制器的配合，可快速匹配撬毛点的锤头需求位姿，实现了撬毛锤头的靶位自动、快速定点。相对于传统的人工
操作多个阀组手柄定位的方式，定位速度、定位精度、操作疲劳性等方面都有大幅提高；
[0031]本专利技术所述方法通过撬毛点获取、控制器运算、电控比例阀控制等实现撬毛点的自动、快速定位，相对于当前的手动控制定位可大大提高作业效率，降低施工难度；
[0032]本专利技术采用人工手持激光测距仪可处于相对撬毛点较远的位置，施工安全得到保证。
附图说明
[0033]图1为本专利技术所述撬毛台车用锤头自动定位控制系统的结构示意图；
[0034]图2为本专利技术所述撬毛台车用锤头自动定位控制系统的控制结构图；
[0035]图3为本专利技术所述撬毛台车用锤头自动定位控制系统的控制原理图。
[0036]图中：1、手持激光测距仪；2、控制器；3、电控比例阀；4、回转编码器；5、回转减速机；6、铰点座；7、锤头；8、摆动油缸；9、连接架；10、工作臂四；11、变幅油缸四；12、工作臂三；13、变幅油缸三；14、变幅油缸二；15、工作臂二；16、工作臂一；17、变幅油缸一；18、位移传感器；19、摆动编码器。
具体实施方式
[0037]下面将结合附图和具体实施例更详细地描述本专利技术的优选实施方式。
[0038]在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种撬毛台车用锤头自动定位控制系统，其特征在于，包括测距装置、控制器和多自由度大臂机构，所述多自由度大臂机构包括依次铰接的铰点座、多级工作臂和锤头，所述铰点座上设有回转减速机，所述多级工作臂包括依次铰接的各级工作臂和驱动各级工作臂的各级变幅油缸，所述锤头连接驱动其运动的摆动油缸；所述各级变幅油缸内均设有位移传感器，所述回转减速机和摆动油缸均安装编码器；所述测距装置用于确定撬毛点的锤头需求位姿，并将锤头需求位姿反馈给控制器；所述控制器的信号输入端连接测距装置、位移传感器和编码器，信号输出端连接回转减速机、各级变幅油缸和摆动油缸，接收测距装置、位移传感器和编码器的检测信号，通过计算后，输出控制信号至回转减速机、各级变幅油缸和摆动油缸，控制其运转。2.根据权利要求1所述的撬毛台车用锤头自动定位控制系统，其特征在于，所述测距装置为激光测距仪。3.根据权利要求1所述的撬毛台车用锤头自动定位控制系统，其特征在于，所述多级工作臂包括依次铰接的工作臂一、工作臂二、工作臂三和工作臂四，所述工作臂一与铰点座铰接，工作臂四与连接架铰接，所述连接架与摆动油缸固定连接。4.根据权利要求3所述的撬毛台车用锤头自动定位控制系统，其特征在于，所述各级变幅油缸包括分别铰接于铰点座和工作臂一的变幅油缸一，分别铰接于工作臂一和工作臂二的变幅油缸二，分别铰接于工作臂二和工作臂三的变幅油缸三，分别铰接于工作臂三和工作臂四的变幅油缸四。5.根据权利要求4所述的撬毛台车用锤头自动定位控制系统，其特征在于，所述铰点座与工作臂一、各级工作臂之间、各级变幅油缸与各级工作臂之间、工作臂四与连接架之间，均通过销轴连接。6.根据权利要求1所述的撬毛台车用锤头自动定位控制系统，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：豆林瑞，王卿权，孙杰，李明，李文登，曹洋，王帅，赵红红，师鑫，王子光，褚晓涛，
申请(专利权)人：徐州徐工基础工程机械有限公司，
类型：发明
国别省市：