[发明专利]一种旋挖钻机打桩辅助系统及应用该系统的打桩方法

说明书

本发明揭示了一种旋挖钻机打桩辅助系统及应用该系统的打桩方法，系统与旋挖钻机相适配，包括智能打桩导航模块、旋挖进尺监测模块、倾角垂直度监测模块以及入岩位置判断模块，方法基于上述系统实现。本发明以自动化、智能化的方式实现了旋挖钻机打桩过程中的实时辅助功能，显著地提升了旋挖钻机的打桩效率和打桩精度，降低了整个打桩作业过程中对于人工经验的依赖程度，尽可能地减少了操作误差、保证了打桩作业的工程质量，大幅度地降低了工程成本。

技术领域

本发明为一种辅助系统及应用该系统的操作方法，具体涉及一种针对旋挖钻机的打桩辅助系统及应用该系统的旋挖钻机打桩方法，属于工程设备技术领域。

背景技术

旋挖钻机，是各类建筑工程中经常会使用到的一种综合性钻机，它可以应用于多种地层，具有成孔速度快、污染少、机动性强等特点，且其采用多层伸缩式钻杆，钻进辅助时间少、劳动强度低、无需泥浆循环排渣、使用成本相对较低，因此特别适合于城市建设场景的基础（桩基）施工。

由于旋挖钻机在工作时钻头会伸入地下，操作者无法对其进行实时观测，加之现有的旋挖钻机本身的功能较为单一，整个打桩过程主要还是依赖于操作者的人工经验完成，这样一来不仅导致旋挖钻机的应用效果难以保证、而且也对操作者提出了更高的要求。为了保证打桩作业的工程质量，旋挖钻机的操作者不仅要熟练掌握机器本身的各项基本操作，还需要充分了解各种钻具、地层、施工工艺、场地周转等条件。就算如此，在实际的操作过程中仍然可能出现操作失误、导致桩基歪斜等情况的出现。

综上所述，如果能够基于上述现状，提出一种针对针对旋挖钻机的打桩辅助系统及应用该系统的旋挖钻机打桩方法，以帮助操作者顺利完成打桩、保证打桩作业的工程质量，那么势必能够为整个建筑行业的发展提供助力。

发明内容

鉴于现有技术存在上述缺陷，本发明的目的是提出一种针对旋挖钻机的打桩辅助系统及应用该系统的旋挖钻机打桩方法，具体如下。

一种旋挖钻机打桩辅助系统，与旋挖钻机相适配，包括如下功能模块：

智能打桩导航模块，部分设置于所述旋挖钻机内，用于依据卫星定位系统实现对旋挖钻机的坐标调整并引导钻杆到达桩点坐标；

旋挖进尺监测模块，设置于所述旋挖钻机的天轮上，用于在打桩操作过程中实现对钻孔深度的实时监测；

倾角垂直度监测模块，设置于所述旋挖钻机的桅杆上，用于在打桩操作过程中实现对钻杆垂直度的实时监测；

入岩位置判断模块，分别设置于所述旋挖钻机的电机及钻杆上，用于依据所述旋挖钻机在打桩操作过程中电机的输出电流及钻杆的扭力综合判定入岩情况及岩样性质。

优选地，所述智能打桩导航模块由智能打桩基准站及智能打桩移动站两部分组成；

所述智能打桩基准站包括一台基准站接收机以及为其供电的基准站电源，所述基准站接收机连接有一根GNSS天线并借此与卫星定位系统信号连接；

所述智能打桩移动站设置于所述旋挖钻机内，包括一台移动站接收机、一台显示终端以及为二者供电的移动站电源，所述移动站接收机连接有两根GNSS天线并借此与卫星定位系统信号连接，所述显示终端内安装有打桩控制软件；

所述基准站接收机与所述移动站接收机通过二者上所连接的电台天线实现二者间的信号连接。

优选地，所述卫星定位系统为北斗卫星导航系统或GPS卫星导航系统。

优选地，所述打桩控制软件内预设的控制参数至少包括地面高程、岩层面高程、孔底高程、钻头高程、校准高程、成孔深度以及入岩深度。

优选地，所述旋挖进尺监测模块选用一个接近开关传感器；

所述旋挖钻机的天轮上同轴固定有一个监测齿轮，所述监测齿轮与所述天轮的角速度及转动方向相同，当所述天轮转动时所述监测齿轮一同转动且二者保持角速度及转动方向一致；