[实用新型]一种抓斗触底综合保护系统

说明书

一、 技术领域

本实用新型涉及一种抓斗触底综合保护系统，主要用于抓斗地下施工过程中，对抓斗工作情况的计量监测和抓斗触底保护。 

二、 背景技术

地下施工领域中，开挖地面搬移土方最常见的是抓斗设备。这些抓斗靠自重和静压来切入地表并挖掘土方。然而，地下情况十分复杂，当使用不具备触底保护功能的设备进行挖掘时，抓斗是否下放到底、地下土壤状况、挖掘深度、挖掘是否满斗等只能靠操作者经验来判断，操作者必须时刻注意抓斗的变化情况，这不仅造成了操作者的疲劳，而且对于操作经验不是很丰富的驾驶员也有一定的难度。下放过量造成钢丝绳脱离滑轮、卡斗等事故偶有发生，特别在比较松软的土层例如淤泥中挖掘时，抓斗的自重及其掘取力将使抓斗过多地掘入土层中，从而使掘出的淤泥从铲斗顶部冒出，造成埋斗。埋斗不仅会使拉出抓斗所需的拉力增大，而且冒出的淤泥还会悬浮于护壁泥浆中，从而降低泥浆质量，并且影响混凝土的浇筑效果，造成质量事故。在埋斗严重时如果操作者野蛮提斗更是会有倾覆主机的危险。

三、 发明内容

   本实用新型的目的是提供一种抓斗触底综合保护系统，该系统能对抓斗吊载状态和深度实时监测，智能判断抓斗触底状态并执行控制，避免抓斗下放过量。

本实用新型采用的技术方案是：抓斗触底综合保护系统包括控制器、显示器、传感器、模拟量旋钮和电磁换向阀，直流电源给控制器、显示器、接近开关传感器、轴销传感器和模拟量旋钮供电，接近开关传感器、轴销传感器和模拟量旋钮分别连接控制器输入端，控制器输出端连接电磁换向阀，显示器与控制器通过CAN总线通讯。模拟量旋钮安装于司机室操纵面板上，用于设定抓斗触底重量，显示器安装于司机室内，用于设定抓斗单次进尺深度；轴销传感器安装于提升钢丝绳锁绳端，用于检测抓斗实际吊载重量，接近开关传感器安装于臂头滑轮测速码盘处，用于检测抓斗实时挖掘深度；电磁换向阀用于触底保护时关闭提升主阀下放口油路。 

本实用新型在抓斗挖掘时实时检测抓斗挖掘深度和吊载重量，并反馈至控制器与模拟量旋钮设定的触底重量和显示器设定的单次进尺深度进行比较，当监测吊载重量值小于等于设定触底重量时或挖掘深度大于等于设定单次进尺深度时，控制器发出控制信号使电磁换向阀换向，切断手柄式先导阀的下放口油路使下放动作停止。有效的避免了提升钢丝绳脱绳及抓斗过挖埋斗等事故发生，增强了设备的安全性，提高了作业效率。

四、 附图说明

图1为本实用新型的电气原理图；

图2为本实用新型的机械安装示意图。

五、 具体实施方式

本实用新型的24V直流电源通过熔断器FU1、FU2分别为控制器PLC、销轴传感器BW、接近开关SQP1、SQP2、模拟量旋钮RP和显示器HMI供电，销轴传感器BW、接近开关SQP1、SQP2和模拟量旋钮RP，分别连接控制器PLC输入端，控制器PLC输出端连接电磁换向阀Y1，显示器HMI与控制器PLC通过CAN总线通讯。本实用新型的PLC选用EPEC-2038控制器，轴销传感器BW和模拟量旋钮RP分别连接控制器PLC的XM1.10和XM1.20模拟量输入端口；两个接近开关传感器SQP1、SQP2分别连接控制器PLC的XM1.13和XM1.14高频计数输入端口，控制器9的XM1.3开关量输出端口连接电磁换向阀Y1。显示器HMI选用DT-064显示器，它与控制器PLC通过CAN总线通讯实时监测相关参数，CAN总路线上有终端电阻R1、R2。

本实用新型的模拟量旋钮RP安装于司机室操纵面板5上；两个接近开关传感器SQP1、SQP2安装于抓斗臂头编码盘1处，安装相位差90°；轴销传感器BW安装于提升钢丝绳锁绳端2处；控制器PLC和显示器HMI分别安装于司机室显示屏3和电控箱4处；电磁换向阀Y1安装于液压油路中，用于触底保护时关闭提升主阀下放口油路。

本实用新型在抓斗挖掘时通过两个接近开关传感器SQP1、SQP2和轴销传感器BW实时监测抓斗挖掘深度和吊载重量，通过控制器PLC进行信号处理和数据计算，实时通过CAN总线传输给显示器HMI进行显示。模拟量旋钮RP设定触底重量，显示器HMI设定单次进尺深度。通过控制器PLC把当前深度值和重量值与设定值进行比较，当监测吊载重量值小于等于设定重量值时或单次挖掘深度值大于等于设定单次进尺深度时，控制器PLC输出控制信号到电磁换向阀Y1电控口，使电磁换向阀Y1换向，切断手柄先导阀的下放口油路，使主泵至最小摆角、主阀回归中位，进而使提升马达下放动作停止，即使操作者继续操纵手柄式先导阀下放动作，马达也不会响应，此时可以进行提升动作。