CN202300375U - 牙轮钻机钻孔深度测试仪 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种牙轮钻机钻孔深度测试仪，包括控制装置、传感器以及上位机，其中控制装置与上位机进行双向连接，控制装置通过控制线和信号线连接传感器。所述传感器通过齿轮安装于牙轮钻机的加压链条上。所述控制装置和上位机设于牙轮钻机的驾驶室内。本实用新型可以由传感器通过控制装置实时向上位机上传打孔的脉冲数，上位机根据上传的数据实时计算打孔深度，跟踪及时，计算精度高，深度测试过度不需要钻机停止工作，可靠性高。

Description

牙轮钻机钻孔深度测试仪

技术领域

本实用新型涉及一种用于露天矿钻孔的深度测试装置，具体的说是一种牙轮钻机钻孔深度测试仪。

背景技术

目前国内牙轮钻机的孔深基本上都是采用人工控制，操作工先目测估计钻孔深度，然后将牙轮钻机的钻杆提起，测量实际的钻孔深度，如果实际的钻孔深度超过了预定的钻孔深度，则回填，如果实际的钻孔深度没达到预定的钻孔深度，则将牙轮钻机的钻杆放下再钻，因此，人工控制孔深，其操作麻烦，工作效率低。

目前，公知的牙轮钻机深度检测装置的构造是由拉线式、链轮式或拔片式构成。但是，采用这三种方式工作的深度显示器均需要对所述的牙轮钻机进行机械传动链的改造，需要钻机停止工作的时间比较长，同时传动链结构复杂会带来深度检测装置工作可靠性的问题。

实用新型内容

针对现有技术中牙轮钻机深度检测装置对钻机工作时间的影响较大以及由于检测装置构造复杂而带来的可靠性问题等缺陷，本实用新型要解决的技术问题是提供一种结构简单、可靠性高且可以和钻机同步工作的牙轮钻机钻孔深度测试仪。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：

本实用新型一种牙轮钻机钻孔深度测试仪，包括控制装置、传感器以及上位机，其中控制装置与上位机进行双向连接，控制装置通过控制线和信号线连接传感器。

所述传感器通过齿轮安装于牙轮钻机的加压链条上。

所述控制装置和上位机设于牙轮钻机的驾驶室内。

所述控制装置为单片机或PLC。

所述传感器为脉冲计数装置。

本实用新型具有以下有益效果及优点：

1.本实用新型可以由传感器通过控制装置实时向上位机上传打孔的脉冲数，上位机根据上传的数据实时计算打孔深度，跟踪及时，计算精度高，深度测试过度不需要钻机停止工作，可靠性高。

附图说明

图1为本实用新型总体结构框图；

图2为本实用新型中单片机部分结构框图。

具体实施方式

下面结合说明书附图对本实用新型作进一步阐述。

如图1所示，本实用新型包括控制装置、传感器以及上位机，其中控制装置与上位机进行双向连接，控制装置通过控制线和信号线连接传感器。

所述控制装置为单片机或PLC，本实施例采用单片机。传感器为脉冲计数装置。

本实施例中，根据牙轮钻机等打孔设备的实际情况，每台牙轮钻机安装一套深度测试仪，其中传感器通过齿轮与牙轮钻机的链条连接，供电电压为DC10V-DC30V；控制装置及上位机置于牙轮钻机的驾驶室内，控制装置供电电压为DC10V-DC14V；传感器与控制装置之间采用专用通讯线连接。控制装置与上位机(本实施例采用平板电脑)之间采用RS232专用屏蔽通讯线连接，实时向工控机上传打孔的脉冲数以便实时计算打孔深度。安装时，传感器的供电与通讯采用同一根电缆。

本实用新型的工作原理为：由上位机发送指令到控制装置，然后通过控制装置发送到传感器，再由传感器(脉冲计数器)计算出脉冲的个数，然后将计算出的脉冲个数发送到工控机，自动计算出打孔的深度。

本实用新型中以80XXX系列的单片机作为主控芯片，RS232作为与PC机连接模块，LM7805芯片作为***的稳压模块。

主控芯片80XXX系列的内部接口如图2所示，(1)该系列芯片的组成部分中央处理器(CPU)是整个单片机的核心部分，该系列单片机是8位数据宽度的处理器，它能处理8位二进制数据或代码。CPU主要由算数逻辑部件、控制器和专用寄存器三部分电路组成。(2)程序存储器用于存放用户程序、原始数据或者表格等。(3)数据存储器可存放读写的数据、云散的中间结果或用户定义的字形表等。(4)定时器/计数器，定时器/技术器用于硬件的定时或技术。80XXX有两个16位的可编程定时/计数器，(5)并行输入输出口主要用于和外部设备进行通讯，以便于处理外部的输入和将运算结果反馈到外部设备。(6)全双工串行口主要用于其他设备间的穿行数据传送。(7)中断***，改主控芯片主要由两个外中断、两个定时器、计数器中断和一个穿行中断。(8)时钟电路内置最高频率大12MHZ的时钟电路，可以外置震荡晶振和电容，便可以产生整个单片机运行的脉冲时序。

本实施例中，传感器采用增量型编码器(旋转型)。

增量式编码器轴旋转时，有相应的相位输出。其旋转方向的判别和脉冲数量的增减，需借助后部的判向电路和计数器来实现。其计数起点可任意设定，并可实现多圈的无限累加和测量。还可以把每转发出一个脉冲的Z信号，作为参考机械零位。当脉冲已固定，而需要提高分辨率时，可利用带90度相位差A、B的两路信号，对原脉冲数进行倍频。

增量型编码器具有一个中心有轴的光电码盘，其上有环形通、暗的刻线，有光电发射和接收器件读取，获得四组正弦波信号组合成A、B、C、D，每个正弦波相差90度相位差(相对于一个周波为360度)，将C、D信号反向，叠加在A、B两相上，可增强稳定信号；另每转输出一个Z相脉冲以代表零位参考位。

由于A、B两相相差90度，可通过比较A相在前还是B相在前，以判别编码器的正转与反转，通过零位脉冲，可获得编码器的零位参考位。

编码器码盘的材料有玻璃、金属、塑料，玻璃码盘是在玻璃上沉积很薄的刻线，其热稳定性好，精度高，金属码盘直接以通和不通刻线，不易碎，但由于金属有一定的厚度，精度就有限制，其热稳定性就要比玻璃的差一个数量级，塑料码盘是经济型的，其成本低，但精度、热稳定性、寿命均要差一些。

分辨率-编码器以每旋转360度提供多少的通或暗刻线称为分辨率，也称解析分度、或直接称多少线，一般在每转分度5～10000线。

编码器机械外型-编码器以转轴类型分，有轴型和轴套型；以外形特征和安装法兰分，有同步法兰，夹紧法兰，紧凑型；轴套型又有半空型、全空型、大轴径型。

编码器轴径-编码器轴径有6毫米^*、8毫米、10毫米^*、12毫米，轴套型的有8毫米、10毫米、12^*毫米、大口径20-50^*毫米，带^*号的是常规规格。

本实用新型采用高精度的传感器进行脉冲计数，INT0位为外部中断0请求。其中断出发方式可以选择，当置TCON.0＝0时，低电平有效；当置TCON.0＝1时下降沿有效。当向CPU申请中断成功后，将建立IE0标志。INT1为外部中断1请求。其中断出发方式可以选择，当置TCON.2＝0时低电平有效；当置TCON.2＝1时，下降沿有效。当向CPU申请中断成功后，将建立IE1标志。

当进入中断时芯片开始进行脉冲计数，其中计数脉冲自相应的外部输入引脚P3.4(T0)，当该一脚的输入信号发生由高电平至低电平的负跳变时，计数器的值增加1，该系列的单片机对外部输入信号的占空比没有要求，但一般要使这一点平至少保持一个机器周期，主要是为了确保所给定的电平在变化前至少被采样一次。单片机CPU在每个机器周期的器件，对外部脉冲信号输入进行采样。如果在第一个周期的采样值为1，而在下一个周期中的采样值为0，即检测到引脚电平的负跳变，则在下一个周期的器件，计数器增加1.由于共需要两个机器周期来确认一次计数，即需要24个震荡器周期，因此外部输入的计数脉冲的最高频率为单片机振荡器频率的1/24。

Claims (5)

1.一种牙轮钻机钻孔深度测试仪，其特征在于：包括控制装置、传感器以及上位机，其中控制装置与上位机进行双向连接，控制装置通过控制线和信号线连接传感器。

2.按权利要求1所述的牙轮钻机钻孔深度测试仪，其特征在于：所述传感器通过齿轮与牙轮钻机的加压链条连接。

3.按权利要求1所述的牙轮钻机钻孔深度测试仪，其特征在于：所述控制装置和上位机设于牙轮钻机的驾驶室内。

4.按权利要求1所述的牙轮钻机钻孔深度测试仪，其特征在于：所述控制装置为单片机或PLC。

5.按权利要求1所述的牙轮钻机钻孔深度测试仪，其特征在于：所述传感器为脉冲计数装置。

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