一种提高打桩机施工安全的控制系统及控制方法

技术领域

本发明涉及工程机械机械，具体涉及一种提高打桩机施工安全的控制系统的控制方法。

背景技术

目前打桩机控制系统中夹紧油路是在油缸前端增加保压阀来保持夹紧压力，通过拨动钮子开关来控制夹紧油缸的伸缩，从而控制夹嘴的开合。在实际施工过程中，需要将护筒桩或者钢板桩夹起来移动动到施工位置，驾驶员在工作过程中需要时刻将钮子开关拨到夹紧状态，防止护筒桩脱落。现在很多挖机驾驶员转行为打桩机驾驶员，两种机器操作方法差别很大，在实际施工过程中驾驶员还需要操作手柄动作来控制动臂和斗杆位置角度，极易忘记要保持钮子开关状态，甚至会出现将钮子开关拨动到松桩状态，造成安全施工事故。

现有的发明专利《CN115450210A_用于工程机械的夹紧装置的控制方法、控制器及夹紧装置》，该专利主要是通过获取振动踏板的状态，通过控制器可以持续输出电压值至夹紧电磁阀，以使得夹紧油缸持续执行伸出动作，从而避免振动打拔桩过程中可能因误操作引起的掉桩等安全隐患。

但是该专利方案中的控制逻辑和市场改制方案基本类似，此方案主要是针对的是在实际打桩或者拔桩时打桩锤振动产生较大的激振力，此激振力容易造成钢板桩或者护筒桩从夹嘴中脱出这种情况，所以在振动时会一直给夹紧油路供油，但是此方案不能检测在夹桩时夹紧油路实际压力状态，也不能根据不同的施工工况对夹紧油路是否适用此工况进行判断。

发明内容

针对上述现有技术存在的问题，本发明提供一种提高打桩机施工安全的控制系统的控制方法，通过在夹紧油路增加压力传感器，并将夹紧压力发送至控制器，通过在主控制器中增加判断逻辑，在仪表中显示夹紧油路状态，同时在控制器中给松桩动作增加判断逻辑，从而减少因驾驶员的误操作引起的安全事故。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种提高打桩机施工安全的控制系统，包括：液压油箱、液压泵、减压阀、三位四通换向阀、单向液压锁、双向液压锁、液压油缸、压力传感器、仪表显示器、控制器、自复位滑键、工作装置动作开关，控制器与液压泵、三位四通换向阀Y1电磁阀控制的油腔、压力传感器、仪表显示器、自复位滑键、工作装置动作开关电连接，所述液压油箱通过液压管道依次与液压泵、减压阀、三位四通换向阀Y2电磁阀控制的油腔、单向液压锁、双向液压锁、液压油缸连接，所述压力传感器用于检测单向液压锁出油口的油压，自复位滑键可向左和向右滑动，松开后滑键会自动恢复到中位。

进一步的，所述液压油箱的出油口通过液压管道依次连接液压泵、减压阀、三位四通换向阀Y1电磁阀控制的油腔、单向液压锁、双向液压锁、液压油缸的进油口，液压油缸的出油口通过液压管道依次连接与双向液压锁、单向液压锁、三位四通换向阀Y2电磁阀控制的油腔、减压阀、液压油箱的进油口。

一种提高打桩机施工安全的控制系统的控制方法，包括：

仪表显示器根据实际情况在页面内设定一定数量的工况供操作者选择，每次整机上电后，仪表页面出现弹框，显示当前工况状态，驾驶员可根据当前施工工况在页面上进行工况选择，选择完成后，工况设定好的夹紧压力范围信息会传递至控制器内，当驾驶室不在显示器上选择工况的时候，工作装置动作开工关闭，无法进行下一步操作；

机具夹紧控制逻辑：自复位滑键向左滑动，控制器接收到夹紧信号，三位四通换向阀上的电磁阀Y2得电，液压泵通过减压阀向液压系统供油，压力油通过单向液压锁和双向液压锁向夹紧油缸大腔供油，机具夹嘴开始夹紧；同时压力传感器将当前压力值c1传递至控制器，控制器将c1压力值与当前仪表显示器内设定的工况压力值做对比，判断c1压力值是否满足当前工况要求，进而限制驾驶员是否能进行下一步动作的操作；

机具松开控制逻辑：自复位滑键向右滑动到极限位置后，随后松手滑键自动复位，从第一次向右滑动到极限位置开始计时，在t1秒内第二次将滑键向右滑动到极限位置，从第二次向右滑动到极限位置开始计时，滑键在最右侧极限位置持续t2秒后，仪表显示器上显示夹嘴即将松开提示，从第二次向右滑动到极限位置开始计时，滑键在最右侧极限位置持续t3秒后，控制器接收到松开信号，三位四通换向阀上的电磁阀Y1得电，液压泵通过减压阀向液压系统供油，压力油通过单向液压锁和双向液压锁向夹紧油缸小腔供油，机具夹嘴开始松开。

进一步的，仪表显示器内根据控制器反馈的信息可显示绿色安全图标并带有文字提示代表安全夹紧、红色危险图标并带有文字提示代表夹紧压力不满足当前工况要求、黄色安全图标并带有文字提示代表夹嘴即将松开。

进一步的，控制器将c1压力值与当前仪表显示器内设定的工况压力值做对比，具体的：当值满足当前工况要求时，仪表显示器页面显示绿色安全图标和文字提示安全夹紧，驾驶员可操作下一步的动作，当c1不满足当前工况要求时，仪表显示器页面显示红色危险图标和文字提示夹紧压力不满足当前工况要求，同时控制器向工作装置动作开关发送关闭信号，驾驶员无法操作下一步的动作。

进一步的，当仪表显示器设定为工况1时，当a1＜c1＜b1时，a1、b1为仪表显示器内设定的工况压力值的上下限值，控制器判断当前夹紧压力满足工作需求，仪表显示器页面显示绿色安全图标和文字提示安全夹紧，驾驶员可操作下一步动作，当c1＜a1或者c1＞b1时，控制器判断当前夹紧压力值不满足工况要求，仪表显示器页面显示红色危险图标和文字提示夹紧不满足当前工况要求，同时控制器向工作装置动作开关发送关闭信号，驾驶员无法操作下一步的动作。

进一步的，t1设定时间为2秒，t2设定时间为2秒，t3设定时间为5秒，自复位滑键11向右滑动到极限位置后，随后松手滑键自动复位，在2秒内第二次将滑键向右滑动到极限位置，第二次滑键在最右侧极限位置持续2秒后，仪表显示器页面显示黄色安全图标和文字提示，第二次滑键在最右侧极限位置持续5秒后，控制器接收到松开信号，三位四通换向阀上的电磁阀Y1得电，液压泵通过减压阀向液压系统供油，压力油通过单向液压锁和双向液压锁向夹紧油缸小腔供油，机具夹嘴开始松开，当不满足上述时间逻辑要求时，松开油路不通，机具夹嘴油路始终夹紧。

本发明的有益效果是：

（1）通过在加紧油路增加压力传感器，并将夹紧压力发送至控制器，通过在主控制器中增加判断逻辑，在仪表中显示夹紧油路状态，同时在控制器中给松桩动作增加判断逻辑，从而减少因驾驶员的误操作引起的安全事故；

（2）通过本方法可实现不同工况要求下的机具夹紧压力监控，当工作压力低于或高于设定压力时，仪表显示器会提醒驾驶员当前危险状态，同时会锁定工作装置动作，防止意外的发生；

（3）通过本方法在松桩时需要驾驶员操作2次滑键同时增加了时间限制及在仪表显示界面增加提醒，大大提高了整机操作的安全性。

附图说明

图1为本发明系统原理示意图；

图2为本发明控制方法流程图；

图中： 1、液压油箱；2、液压泵；3、减压阀；4、三位四通换向阀；5、单向液压锁；6、双向液压锁；7、液压油缸；8、压力传感器；9、仪表显示器；10、控制器；11、自复位滑键；12、工作装置动作开关。

实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面通过附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。但是应该理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限制本发明的范围。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术术语和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同，本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。

如图1所示，一种提高打桩机施工安全的控制系统，包括：液压油箱1、液压泵2、减压阀3、三位四通换向阀4、单向液压锁5、双向液压锁6、液压油缸7、压力传感器8、仪表显示器9、控制器10、自复位滑键11、工作装置动作开关12，控制器10与液压泵2、三位四通换向阀4Y1电磁阀控制的油腔、压力传感器8、仪表显示器9、自复位滑键11、工作装置动作开关12电连接，所述液压油箱1通过液压管道依次与液压泵2、减压阀3、三位四通换向阀4Y2电磁阀控制的油腔、单向液压锁5、双向液压锁6、液压油缸7连接，所述压力传感器8用于检测单向液压锁5出油口的油压，自复位滑键11可向左和向右滑动，松开后滑键会自动恢复到中位。

压力传感器8设置在夹紧油缸大腔进油油路的单向液压锁5、双向液压锁6之间，可将夹紧油路大腔进油的压力数值传至控制器10。

如图2所示，一种提高打桩机施工安全的控制系统的控制方法，包括：

仪表显示器9可根据实际情况在页面内设定一定数量的工况供操作者选择，每次整机上电后，仪表页面出现弹框，显示当前工况状态，驾驶员可根据当前施工工况在页面上进行工况选择，选择完成后，工况设定好的夹紧压力范围信息会传递至控制器10内，当驾驶室不在显示器上选择工况的时候，工作装置动作开工关闭，无法进行下一步操作；例如工况1夹紧压力范围值（小于a1压力，大于b1压力），工况2夹紧压力范围值（小于a2压力，大于b2压力），工况3夹紧压力范围值（小于a3压力，大于b3压力）……；

仪表显示器9内根据控制器10反馈的信息可显示绿色安全图标并带有文字提示（安全夹紧）、红色危险图标并带有文字提示（夹紧压力不满足当前工况要求）、黄色安全图标并带有文字提示（夹嘴即将松开）；带有文字提示（夹紧压力不满足当前工况要求）还可以进一步细化，带有文字提示（压力高或压力低），体香驾驶人员具体是因为什么问题造成无法进行操作的。

机具夹紧控制逻辑：自复位滑键11向左滑动，控制器10接收到夹紧信号，三位四通换向阀4上的电磁阀Y2得电，液压泵2通过减压阀3向液压系统供油，压力油通过单向液压锁5和双向液压锁6向夹紧油缸7大腔供油，机具夹嘴开始夹紧；同时压力传感器8将当前压力值c1传递至控制器10，控制器10将c1压力值与当前仪表显示器9内设定的工况压力值做对比，当c1值满足当前工况要求时，仪表显示器9页面显示绿色安全图标和文字提示安全夹紧，驾驶员可操作下一步的动作，当c1不满足当前工况要求时，仪表显示器9页面显示红色危险图标和文字提示夹紧压力不满足当前工况要求，同时控制器10向工作装置动作开关12发送关闭信号，驾驶员无法操作下一步的动作（例如当仪表显示器9设定为工况1时，当a1＜c1＜b1时，控制器10判断当前夹紧压力满足工作需求，仪表显示器9页面显示绿色安全图标和文字提示安全夹紧，驾驶员可操作下一步动作，当c1＜a1或者c1＞b1时，控制器10判断当前夹紧压力值不满足工况要求，仪表显示器9页面显示红色危险图标和文字提示夹紧压力不满足当前工况要求，同时控制器10向工作装置动作开关12发送关闭信号，驾驶员无法操作下一步的动作)；

机具松开控制逻辑：自复位滑键11向右滑动到极限位置后，随后松手滑键自动复位，从第一次向右滑动到极限位置开始计时，在t1秒内第二次将滑键向右滑动到极限位置，从第二次向右滑动到极限位置开始计时，滑键在最右侧极限位置持续t2秒后，仪表显示器9页面显示黄色安全图标和文字提示夹嘴即将松开，从第二次向右滑动到极限位置开始计时，滑键在最右侧极限位置持续t3秒后，控制器10接收到松开信号，三位四通换向阀4上的电磁阀Y1得电，液压泵2通过减压阀3向液压系统供油，压力油通过单向液压锁5和双向液压锁6向夹紧油缸7小腔供油，机具夹嘴开始松开（例如t1设定时间为2秒，t2设定时间为2秒，t3设定时间为5秒，自复位滑键11向右滑动到极限位置后，随后松手滑键自动复位，在2秒内第二次将滑键向右滑动到极限位置，第二次滑键在最右侧极限位置持续2秒后，仪表显示器9页面显示黄色安全图标和文字提示，第二次滑键在最右侧极限位置持续5秒后，控制器10接收到松开信号，三位四通换向阀4上的电磁阀Y1得电，液压泵2通过减压阀3向液压系统供油，压力油通过单向液压锁5和双向液压锁6向夹紧油缸7小腔供油，机具夹嘴开始松开，当不满足上述时间逻辑要求时，松开油路不通，机具夹嘴油路始终夹紧）。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换或改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。