冲孔打桩机的自动控制系统设计.pdf

2012年8月15日
现代电子技术
第35卷第16期
Modern Electronics Technique
Aug.2012
Vo1. 35 No 16
冲孔打桩机的自动控制系统设计
秦刚,吴丹恰
(西安工业大学,陕西西安710032)
摘要:为了提高建筑施工的工作效率,节约生产成本,从冲孔打桩机的エ作原理出发,采用低功耗的S3C2440作为微
控制器,利用直流电机作为执行机构,设计了一种冲孔打桩机自动控制系统。在整个系统的实现上,从机椃改装设计、硬件
原理以及软件实现等方面对系统进行设计,最终实现冲孔桩机自动打桩的功能
关键词:冲孔打桩机;S3C2440;直流电机;自动控制
中图分类号:TN911-34;TP29文献标识码:A
文章编号:1004-373X(2012)16-0188-03
Design for automatic control system of punching hammers
QIN Gang, WU Dan-yi
(College of Electronic Information Engineering, Xi an Technological University, Xi an 710032, China)
Abstract: In order to improve the working efficiency of building operations and save the pro
trol system of punching hammers was designed due to the contribution to the development of electronic techniques. According
to the working principle of punching hammer, $C2440 with low power consumption is taken as its microcontroller, and a DC
motor as its actuator. In the design of the entire system, the mechanical modification, hardware principle analysis and soft-
ware implementation were conducted. The automatic piling function of the punching hammer was realized
Keywords: punching hammer; $3C2140; DC motor; auto control
引言
1冲孔打桩机控制系统的机械设计
冲孔打桩机主要由桩锤、支架、卷扬机以及其他辅
离合和刹车控制系统的机槭设计
助设备组成,其工作原理是利用冲孔打桩机的卷扬机
冲孔打栟机原有手动控制系统的执行机构主要包
构,将电动机输出动力的回转运动转变为往复运动,通括离合操纵杆和刹车操纵杯。离合操纵杆闭合(简称
过钢丝绳来带动桩锤的提升,并在一定高度时使桩锤自“紧离合”),桩锤将会被提升;刹车操纵杆闭合(简称“紧
由下落,利用桩锤的冲击作用冲挤土层或破碎岩石,同刹车”),桩锤将会停止运动。在打柱机工作过程中,要
时钻渣随泥浆(或用取渣桶)排出,最后在地基土中形成避免离合操纵杆和刹车操纵杆同时闭合。该系统的执
桩孔。施工人员在孔内放置钢筋笼,灌注混凝士而制行装置可采用气动方式、液压方式和电机控制三种方
成桩
式,为了方便起见,选择采用电机控制方式
目前,冲孔打桩机的打桩作业均由人工手动机械式
电机选用直流电机,直流电机响应速度快,力矩大,
操纵来完成。操作人员在工作过程中需要频繁对离合
并且体积小。改装时,将固定块和电机导轨固定在打桩
装置、车装置等控制部件进行操纵,劳动强度很大。机的底座上,电机旋转带动丝杠沿导轨运行。在原有人
随着微电子技术和自动控制理论的发展,将自动控制技工作业方式下运行时,即手动模式下,控制杆收到远离
术应用于冲孔打桩机,实现打柱的全自动化或半自动刹车杆的位置,不影响人员操作。采用直流电机作为执
化,使操作人员从繁琐重复的体力劳动中解放出来成为行机构对刹车离合控制杆进行控制,微处理器根据位置
可能
传感器传回来的位置信息,对直流电机进行旋转控制,
本文通过对冲孔打桩机原有手动控制系统的机械电机转动丝杠,带动控制杆运动,从而实现刹车与离合
改装,并利用微控制器以及其他辅助元器件设计了一种
的白动控制。
冲孔打桩机自动控制系统。
传感器的安装
冲孔打桩机原有桩锤提升的高度需要操作人员目
收稿日期:2012-03-18
测,在自动打桩控制系统中,使用2个霍尔器件为高度