[发明专利]基于远程指令发信的山地微型桩钻机结构及其控制系统

权利要求书

1.一种基于远程指令发信的山地微型桩钻机控制系统，包括：

基础建设单元（100）、驾驶控制单元（200）、工作管理单元（300）和远程遥控单元（400）；所述基础建设单元（100）、所述驾驶控制单元（200）、所述工作管理单元（300）与所述远程遥控单元（400）依次通过以太网通讯连接；所述基础建设单元（100）用于对支持系统运行的各基础终端设备、传感器及执行器进行管理调控；所述驾驶控制单元（200）用于对钻机的驾驶及运行过程进行控制调节；所述工作管理单元（300）用于对钻机进行微型桩工作过程中的各操作流程进行管理分配；所述远程遥控单元（400）用于通过远端的控制中心对钻机的运行过程进行远程监测和调控；

所述基础建设单元（100）包括集控终端模块（101）、状态感知模块（102）、执行机构模块（103）和网络通信模块（104）；

所述驾驶控制单元（200）包括行走管理模块（201）、动力分配模块（202）、旋转控制模块（203）和钻臂调节模块（204）；

所述工作管理单元（300）包括液压调节模块（301）、空压管控模块（302）、冲击控制模块（303）和散热管理模块（304）；

所述远程遥控单元（400）包括数据采集模块（401）、上报传输模块（402）、远程发信模块（403）和执行反馈模块（404）。

2.根据权利要求1所述的基于远程指令发信的山地微型桩钻机控制系统，其特征在于：所述集控终端模块（101）、所述状态感知模块（102）、所述执行机构模块（103）依次通过以太网通讯连接并独立运行；所述集控终端模块（101）用于通过工控处理器对钻机的整体运行过程进行管控；所述状态感知模块（102）用于通过布设在钻机内外各处的多种智能传感器实时获取环境状态的参数；所述执行机构模块（103）用于对获取并执行处理器下达的工作指令的执行器进行管理调节；所述网络通信模块（104）用于给系统各层面之间建立信号连接及数据传输的通道。

3.根据权利要求1所述的基于远程指令发信的山地微型桩钻机控制系统，其特征在于：所述行走管理模块（201）、所述动力分配模块（202）、所述旋转控制模块（203）与所述钻臂调节模块（204）并列且独立运行；所述行走管理模块（201）用于控制履带的运行来控制钻机的行走过程；所述动力分配模块（202）用于对动力站总成的动力能量进行分配管理；所述旋转控制模块（203）用于通过控制转盘的旋转过程来调节底盘及钻臂的工作面向；所述钻臂调节模块（204）用于根据钻孔的目标位置来调节钻臂的状态。

4.根据权利要求3所述的基于远程指令发信的山地微型桩钻机控制系统，其特征在于：所述动力分配模块（202）采用作业优先级的方法，其计算公式为：

；

其中，Po[i]为作业提交时指定的优先级，Twait为作业在队列中等待的时间，N为常数因子，随着等待时间的增加，作业优先级动态的增加，直到增加到阈值，即最高优先级。

5.根据权利要求3所述的基于远程指令发信的山地微型桩钻机控制系统，其特征在于：所述钻臂调节模块（204）中，钻臂头端的运行路径采用n维向量欧氏距离算法，其计算公式为：

；

其中，a（x₁₁，x₁₂，...，x_1n）点为钻臂头端的实时坐标，b（x₂₁，x₂₂，...，x_2n）点为目标钻孔位置坐标，d₁₂为两个n维向量a与b之间的欧式距离。