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1、10申请公布号CN103912218A43申请公布日20140709CN103912218A21申请号201410146328422申请日20140411E21B7/02200601G05B19/0420060171申请人上海中联重科桩工机械有限公司地址201613上海市松江区缤纷路297号申请人中联重科股份有限公司72发明人苏晖74专利代理机构北京润平知识产权代理有限公司11283代理人黄志兴李翔54发明名称旋挖钻机及其整车重心控制方法、系统57摘要本发明提供一种旋挖钻机及其整车重心控制方法、系统，所述旋挖钻机包括上车60、位于上车60前端的工作装置和后端的配重61，所述工作装置包括变幅油缸。
2、52和动臂51，所述方法包括获取所述工作装置在不同工作状态下与整车重心之间的力矩；通过所述力矩计算所述配重61的目标位置；控制所述配重61运动至所述目标位置。本发明可实现旋挖钻机整车重心的稳定性控制，控制方法简单，此外，在不同旋挖钻机的机型之间，虽然配重的重量不等，通过本发明的控制方法移动配重61的位置，使其通用化，旋挖钻机稳定性更好，经济性好，配重61可以做得更轻。51INTCL权利要求书2页说明书8页附图3页19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书2页说明书8页附图3页10申请公布号CN103912218ACN103912218A1/2页21旋挖钻机整车重心控制方法，该旋。
3、挖钻机包括上车60、位于上车60前端的工作装置和位于上车60后端的配重61，所述工作装置包括变幅机构50，所述变幅机构50包括变幅油缸52和动臂51，该工作装置通过变幅油缸52与上车60连接并通过变幅油缸52的伸缩实现不同工作状态的切换，其特征在于，所述控制方法包括获取所述工作装置在不同工作状态下与整车重心之间的力矩；通过所述力矩计算所述配重61的目标位置；控制所述配重61运动至所述目标位置。2如权利要求1所述的旋挖钻机整车重心控制方法，其特征在于，所述获取所述工作装置在不同工作状态下与整车重心之间的力矩的步骤包括获取所述变幅机构50的重心到所述整车重心之间的距离，并根据该距离计算出工作装置的。
4、重心与所述整车重心之间的距离；根据所述工作装置的重心与所述整车重心之间的距离以及工作装置的重量计算出所述工作装置在不同工作状态下与整车重心之间的力矩。3如权利要求2所述的旋挖钻机整车重心控制方法，其特征在于，所述获取所述变幅机构50的重心到所述整车重心之间的距离的步骤包括获取所述动臂51的倾角；通过所述动臂（51）的倾角计算出所述变幅机构50的重心到所述整车重心之间的距离。4如权利要求3所述的旋挖钻机整车重心控制方法，其特征在于，所述获取所述动臂（51）的倾角的步骤包括检测所述变幅油缸52的长度；根据所述变幅油缸52的长度与所述动臂（51）的倾角的关系，计算出所述倾角。5如权利要求1所述的旋挖。
5、钻机整车重心控制方法，所述旋挖钻机还包括底盘70，所述上车60通过回转中心相对所述底盘70回转，其特征在于，所述整车重心位于所述回转中心处，根据所述工作装置相对于该回转中心处的力矩以及配重61的重量，计算出所述配重61的目标位置。6如权利要求1所述的旋挖钻机整车重心控制方法，其特征在于，所述旋挖钻机包括与所述配重61连接且驱动配重61运动的伸缩油缸62；通过控制所述伸缩油缸62的伸缩进而控制所述配重61运动至所述目标位置。7如权利要求6所述的旋挖钻机整车重心控制方法，其特征在于，控制所述配重61运动至所述目标位置的步骤中，控制伸缩油缸62与所述变幅油缸52同步运动。8旋挖钻机整车重心控制系统，。
6、该旋挖钻机包括上车60、位于上车60前端的工作装置和位于上车60后端的配重61，所述工作装置包括变幅机构50，所述变幅机构50包括变幅油缸52和动臂51，该工作装置通过变幅油缸52与上车60连接并通过变幅油缸52的伸缩实现不同工作状态的切换，其特征在于，所述控制系统包括接收装置，用于获取所述工作装置在不同工作状态下的位置信息；控制装置，用于根据所述位置信息计算所述工作装置在不同工作状态下与整车重心之间的力矩，通过所述力矩计算所述配重61的目标位置，进而控制所述配重61运动至所述目标位置。9如权利要求8所述旋挖钻机整车重心控制系统，其特征在于，所述控制系统还包括权利要求书CN103912218A。
7、2/2页3角度检测装置511，用于检测所述动臂51的倾角，所述动臂（51）的倾角为所述工作装置在不同工作状态的位置信息；所述控制装置用于通过所述动臂（51）的倾角计算所述工作装置的重心到所述整车重心之间的距离，并根据所述工作装置的重心与所述整车重心之间的距离以及工作装置的重量计算出所述工作装置在不同工作状态下与整车重心之间的力矩。10如权利要求8所述旋挖钻机整车重心控制系统，其特征在于，所述控制系统还包括位移检测装置521，用于检测所述变幅油缸52的长度，所述变幅油缸52的长度为所述工作装置在不同工作状态下的位置信息；所述控制装置根据所述变幅油缸52的长度与所述动臂（51）的倾角的关系，计算出。
8、所述动臂（51）的倾角，通过所述动臂（51）的倾角计算所述工作装置的重心到所述整车重心之间的距离，并根据所述工作装置的重心与所述整车重心之间的距离以及工作装置的重量计算出所述工作装置在不同工作状态下与整车重心之间的力矩。11如权利要求8所述旋挖钻机整车重心控制系统，其特征在于，所述旋挖钻机包括与所述配重61连接且驱动配重61运动的伸缩油缸62以及连接在液压油源与所述伸缩油缸62之间的电磁阀；所述电磁阀的电控端与所述控制装置电连接，用于接收所述控制装置发出的控制信号进而控制所述伸缩油缸62驱动所述配重61运动至所述目标位置。12如权利要求11所述旋挖钻机整车重心控制系统，其特征在于，所述控制系统。
9、还包括检测所述伸缩油缸62伸缩距离的位移传感器，所述位移传感器与所述控制装置电连接。13一种旋挖钻机，该旋挖钻机包括上车60、位于上车60前端的工作装置和位于上车60后端的配重61，所述工作装置包括变幅机构50，所述变幅机构50包括变幅油缸52和动臂51，该工作装置通过变幅油缸52与上车60连接并通过变幅油缸52的伸缩实现不同工作状态的切换，其特征在于，该旋挖钻机还包括权利要求812中任一项所述的旋挖钻机整车重心控制系统。权利要求书CN103912218A1/8页4旋挖钻机及其整车重心控制方法、系统技术领域0001本发明涉及工程机械领域，尤其涉及旋挖钻机及其整车重心控制方法、系统。背景技术00。
10、02旋挖钻机是一种基础施工中的最常见的成孔设备，其主要包括底盘9、上车8以及工作装置，其中，工作装置主要包括桅杆1、钻杆2、动力头3、钻具4、变幅机构5、卷扬机构等部件。请同时参阅图1图3，图1图3展示了旋挖钻机经常所处的三种状态，第一种状态为工作装置待折叠或者待展开的状态，如图1所示，钻杆2、桅杆1及钻具4相对上车8呈直立状态，且靠近上车8；第二种状态是工作装置展开的状态，如图2所示，钻杆2、桅杆1及钻具4相对上车8呈直立状态并与上车8间隔一定距离使得钻具4与钻孔6对中（此时可直接实施钻孔操作）；第三种状态是工作装置折叠的状态，如图3所示，钻杆2、桅杆1及钻具4相对上车8呈水平状态从而方便运。
11、输。旋挖钻机经常在上述三种状态之间切换，从图1图3中可以看出，旋挖钻机在三种状态下整车重心P的位置是变化的。0003旋挖钻机上车8后部设置有配重7，用于增强整机的稳定性，考虑到运输和安装的需要，目前的配重7一般是做成可装卸的，所述配重7可根据自身需要相应的增加或减少配重7的数量，但配重7其相对整机的安装位置是不变的。由于旋挖钻机的工作装置，即桅杆1、钻杆2、动力头3以及钻具4等部件是运动的，其与上车8的水平距离时常在变化，且运动范围较大，且配重7相对上车位置固定，如此会造成整车的整车重心不稳定，极限状态下或操作不小心有翻车的隐患。发明内容0004本发明要解决的技术问题是提供一种旋挖钻整车重心的。
12、控制方法，该控制方法可以使得旋挖钻机的重心稳定，减小翻车等危险情况。0005本发明提供的旋挖钻机整车重心控制方法，该旋挖钻机包括上车、位于上车前端的工作装置和位于上车后端的配重，所述工作装置包括变幅机构，所述变幅机构包括变幅油缸和动臂，该工作装置通过变幅油缸与上车连接并通过变幅油缸的伸缩实现不同工作状态的切换，所述控制方法包括获取所述工作装置在不同工作状态下与整车重心之间的力矩；通过所述力矩计算所述配重的目标位置；控制所述配重运动至所述目标位置。0006进一步地，获取所述工作装置在不同工作状态下与整车重心之间的力矩的步骤包括获取所述变幅机构的重心到所述整车重心之间的距离，并根据该距离计算出工作。
13、装置的重心与所述整车重心之间的距离；根据所述工作装置与所述整车重心之间的距离以及工作装置的重量计算出所述工作装置在不同工作状态下与整车重心之间的力矩。0007进一步地，所述获取所述变幅机构的重心到所述整车重心之间的距离的步骤包括获取所述动臂的倾角；通过所述动臂的倾角计算所述变幅机构的重心到所述整车重心之间的距离。0008进一步地，所述获取所述动臂的倾角的步骤包括检测所述变幅油缸的长度；根说明书CN103912218A2/8页5据所述变幅油缸的长度与所述动臂的倾角的关系，计算出所述倾角。0009进一步，所述旋挖钻机还包括底盘，所述上车通过回转中心相对所述底盘回转，所述整车重心位于所述回转中心处，。
14、根据所述工作装置相对于该回转中心处的力矩以及配重的重量，计算出所述配重的目标位置。0010进一步，所述旋挖钻机包括与所述配重连接且驱动配重前后运动的伸缩油缸；通过控制所述伸缩油缸的伸缩进而控制所述配重运动至所述目标位置。0011进一步，控制所述配重运动至所述目标位置的步骤中，控制所述伸缩油缸与所述变幅油缸同步运动。0012本发明还提供旋挖钻机整车重心控制系统，该旋挖钻机包括上车、位于上车前端的工作装置和位于上车后端的配重，所述工作装置包括变幅机构，所述变幅机构包括变幅油缸和动臂，该工作装置通过变幅油缸与上车连接并通过变幅油缸的伸缩实现不同工作状态的切换，所述控制系统包括接收装置，用于获取所述工。
15、作装置在不同工作状态下的位置信息；控制装置，用于根据所述位置信息计算所述工作装置在不同工作状态下与整车重心之间的力矩，通过所述力矩计算所述配重的目标位置，进而控制所述配重运动至所述目标位置。0013进一步，所述控制装置还包括角度检测装置，用于检测所述动臂的倾角，所述动臂的倾角为所述工作装置在不同工作状态的位置信息；所述控制装置用于通过所述动臂的倾角计算所述工作装置的重心到所述整车重心之间的距离，并根据所述工作装置的重心与所述整车重心之间的距离以及工作装置的重量计算出所述工作装置在不同工作状态下与整车重心之间的力矩0014进一步，所述控制装置还包括位移检测装置，用于检测所述变幅油缸的长度，所述变。
16、幅油缸的长度为所述工作装置在不同工作状态下的位置信息；所述控制装置根据所述变幅油缸的长度与所述动臂的倾角的关系，计算出所述动臂的倾角，通过所述动臂的倾角计算所述工作装置的重心到所述整车重心之间的距离，并根据所述工作装置的重心与所述整车重心之间的距离以及工作装置的重量计算出所述工作装置在不同工作状态下与整车重心之间的力矩。0015进一步地，所述旋挖钻机包括与所述配重连接且驱动配重运动的伸缩油缸以及连接在液压油源与所述伸缩油缸之间的电磁阀；所述电磁阀的电控端与所述控制装置电连接，用于接收所述控制装置发出的控制信号进而控制所述伸缩油缸驱动所述配重运动至所述目标位置。0016进一步，所述控制系统还包括。
17、检测所述伸缩油缸伸缩距离的位移传感器，所述位移传感器与所述控制装置电连接。0017本发明提供一种旋挖钻机，该旋挖钻机包括上车、位于上车前端的工作装置和位于上车后端的配重，所述工作装置包括变幅机构，所述变幅机构包括变幅油缸和动臂，该工作装置通过变幅油缸与上车连接并通过变幅油缸的伸缩实现不同工作状态的切换，还包括上述的整车重心控制系统。0018本发明的整车重心控制方法可实现旋挖钻机整车重心的稳定性控制，控制方法简单，此外，采用本发明的控制方法，在不同旋挖钻机的机型之间，虽然配重的重量不等，但可通过本发明的控制方法移动配重的位置，使其通用化，采用该可移动配重的旋挖钻机稳定说明书CN103912218。
18、A3/8页6性更好，经济性好，配重可以做得更轻。附图说明0019图1为现有技术的旋挖钻机结构示意图，其中，旋挖钻机处于工作装置待折叠或者待展开的状态；0020图2为现有技术的旋挖钻机结构示意图，其中，旋挖钻机处于工作装置展开的状态；0021图3为现有技术的旋挖钻机结构示意图，其中，旋挖钻机处于工作装置折叠的状态；0022图4为本发明一实施例的旋挖钻机结构示意图，其中，旋挖钻机处于工作装置待折叠或者待展开的状态；0023图5为本发明一实施例的旋挖钻机结构示意图，其中，旋挖钻机处于工作装置展开的状态；0024图6为图4中圈部分的动臂和变幅油缸结构示意图；0025图7为图6中的简化力学结构示意图。0。
19、026附图标记说明002710、桅杆20、钻杆30、动力头40、钻具002850、变幅机构51、动臂52、变幅油缸60、上车002961、配重62、伸缩油缸63、卷扬机构70、底盘003090、钻孔511、角度检测装置521、位移检测装置65、滑轨具体实施方式0031以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。0032在本发明中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“前、后”是针对旋挖钻机正常工作状态下各部件之间的相互位置关系描述用词，其中，以图4所示方向为参考方向，图4中的旋挖钻机的工作装置所在的方向为“。
20、前”，配重所在的方向为“后”。0033请参阅图4和图5，一般地，旋挖钻机主要包括底盘70、上车60以及工作装置，其中，工作装置主要包括桅杆10、钻杆20、动力头30、钻具40、变幅机构50、卷扬机构63等部件，所述变幅机构50包括变幅油缸52和动臂51，该工作装置通过变幅油缸52与上车60连接并通过变幅油缸52的伸缩实现不同工作状态的切换，上车60的后部配置有配重，所述配重61能够相对所述旋挖钻机的上车60运动，上车60可带动工作装置相对于底盘70回转。图4中，旋挖钻机处于第一工作状态，此时旋挖钻机的工作装置与上车60距离较近，且与钻孔90具有一定距离，处于待折叠或者待展开的状态；图5中，旋挖。
21、钻机处于第二工作状态，此时，旋挖钻机的工作装置展开，工作装置距离上车60相对较远，工作装置与钻孔90基本同轴，处于工作装置展开的状态。工作装置通过变幅油缸52的伸缩实现第一状态和第二状态的切换。当旋挖钻机处于钻孔的工作状态时（图未示），钻具40处于钻孔90中，通过钻具40在钻孔中不断掘进和退出钻孔将钻孔中的物料卸料实现钻进。0034所述工作装置在不同工作状态下时，如当工作装置处于第二工作状态下，所述工说明书CN103912218A4/8页7作装置远离所述上车60及底盘70，会导致整车的整车重心位置向前方移动；当工作装置处于第一工作状态下，所述工作装置靠近所述上车60及底盘70，会导致整车重心位。
22、置向后方移动。另一方面，所述配重61沿所述上车60前后运动时，也会导致整车重心位置的变化，当配重61向后运动时，会导致整车的整车重心位置向后方移动；当配重61向前运动时，会导致整车的整车重心位置向前方移动。而旋挖钻机在工作过程中，除工作装置和配重61的运动外，其余部件基本处于静止状态，因此，旋挖钻机的整车重心位置主要取决于工作装置和配重61的位置和重量。0035本发明实施例提供的旋挖钻机整车重心控制方法，包括获取所述工作装置在不同工作状态下与整车重心之间的力矩；通过所述力矩计算所述配重的目标位置；控制所述配重运动至所述目标位置。由于旋挖钻机在钻孔的工作状态时，工作装置中的钻杆20、动力头30、。
23、钻具40等部件只做沿钻孔90轴线方向的运动，其与重车重心的水平距离保持不变，因此便于根据该距离以及工作装置的重量计算出工作装置相对于整车重心的力矩，使得本实施例中的整车重心控制方法可实现旋挖钻机整车重心的稳定性控制，控制方法简单，此外，采用本控制方法，在不同旋挖钻机的机型之间，虽然配重的重量不等，但可通过本发明的控制方法移动配重的位置，使其通用化，可移动配重稳定性更好，经济性好，配重可以做得更轻。0036上述整车重心控制方法中，所述工作装置在不同工作状态下与整车重心之间的力矩可通过不同的方法计算得出，例如但不限于通过获取所述变幅机构50的重心到所述整车重心之间的距离，根据该距离计算出工作装置的。
24、重心与所述整车重心之间的距离，并根据所述工作装置的重心与所述整车重心之间的距离以及工作装置的重量计算出所述工作装置在不同工作状态下与整车重心之间的力矩。0037需要说明的是，所述工作装置（包括变幅机构50、桅杆10、钻杆20、动力头30、钻具40）的重心与所述整车重心之间的距离指的是所述工作装置的重力相对于所述整车重心的力臂（即水平方向上的距离）。0038由于旋挖钻机工作装置结构的特殊，使得工作装置的重心在水平方向至整车重心的距离变化大小等于所述变幅机构50的重心在水平方向上与整车重心的距离变化大小，本实施例中，将所述变幅机构50的重心至所述整车重心之间的距离作为检测依据，进而控制整车的整车重。
25、心位置。0039进一步地，可通过获取所述动臂51的倾角计算出所述变幅机构50的重心到所述整车重心之间的距离，再通过所述动臂51的倾角计算出所述变幅机构50的重心到所述整车重心之间的距离。需要说明的是，所述倾角可以是所述动臂51的轴线与竖直面的夹角，也可以是所述动臂51的轴线与水平面的夹角。所述动臂51的倾角变化可以反映出工作装置与整车重心之间的距离。本实施例中，以所述动臂51的轴线与水平面的夹角为例，详细说明本发明的内容。当所述倾角减小时，所述工作装置远离所述上车60及底盘70，会导致整车重心位置向前方移动；当所述倾角增加时，所述工作装置靠近所述上车60及底盘70，会导致整车的整车重心位置向后。
26、方移动。此外，所述倾角的变化可以反映变幅机构50的重心在水平方向上与整车重心的距离变化，本实施例中，将所述动臂51的倾角作为检测依据，进而控制整车的整车重心位置，检测手段简单、方便。0040所述倾角可以直接通过角度传感装置检测获得。具体地，将所述角度检测装置511说明书CN103912218A5/8页8安装于所述动臂51上，所述角度检测装置511可以直接测量出动臂51与水平面的夹角；当然，也可以选择角度检测装置511的类型使其可以直接测量出动臂51与竖直面的夹角。0041所述倾角还可以通过位移检测装置521检测所述变幅油缸52的长度并根据所述变幅油缸52的长度与所述倾角的关系获得。所述变幅油缸。
27、52的长度指的是变幅油缸52的总长度，即包括油缸缸筒的长度和伸出缸筒的活塞杆的长度。0042本实施例中，所述旋挖钻机包括与所述配重61连接且驱动配重61运动的伸缩油缸62，通过控制所述伸缩油缸62的伸缩进而控制所述配重61运动至所述目标位置。采用伸缩油缸62，可以使得结构和控制均比较简单，且伸缩油缸62的运行距离比较精准。本领域技术人员可以熟知的，除了伸缩油缸62外，还可以采取其他驱动机构驱动所述配重61的运动，比如齿轮齿条结构等，在此不再赘述。0043请参阅图6，图6为变幅机构50的简化结构示意图，变幅机构50包括还包括三角架，其中，变幅机构50的动臂51与三角架的铰接部位为第一铰接点G，变。
28、幅油缸52的一端与动臂51的铰接部位为第二铰接点H，动臂51与上车60的铰接部位为第三铰接点E，变幅油缸52的另一端与上车60的铰接部位为第四铰接点F。当变幅油缸52的长度（图7中的HF）发生变化时，会导致动臂51（图7中的EG）与水平线EE的夹角发生变化，使得第一铰接点G在水平线EE上的投影点G的位置发生变化，进而导致桅杆10、动力头30、钻杆20、钻具40等部件与整车重心的距离发生变化。0044现以通过位移检测装置521检测所述变幅油缸52的长度获取所述倾角为例，详细说明所述变幅油缸52的长度、倾角、配重的目标位置相互之间的关系。0045请参阅图7中，图7为动臂51和变幅油缸52的简化力学。
29、结构示意图，图7中，在分别以第三铰接点E、第四铰接点F以及第二铰接点H为顶点组成的三角形EFH中，第三铰接点E和第二铰接点H之间的连线EH与第三铰接点E和第四铰接点F之间的连线EF之间的夹角为第一夹角，根据余弦定理，0046EH2EF22EHEFCOSHF2；0047式中，第三铰接点E和第二铰接点H之间的连线EH的长度值、第三铰接点E和第四铰接点F之间的连线EF的长度值均为旋挖钻机的已知的基础数据，第二铰接点H和第四铰接点F之间的连线HF的长度值为检测获得，因此，可计算得出第一夹角的角度0048ARCCOSEH2EF2HF2/2EHEF；0049在分别以第一铰接点G、第三铰接点E、以及投影点G。
30、为顶点的三角形EGG中，第一夹角的大小与第一铰接点G和第三铰接点E之间的连线EG在水平线EE上的投影长度EG存在如下关系0050EGEGSIN0051第一铰接点G和第三铰接点E之间的连线EG、以及第二铰接点H和第三铰接点E之间的连线EH之间的夹角为第二夹角，第三铰接点E和第四铰接点F之间的连线EF、以及第三铰接点E和与水平线EE之间的夹角为第三夹角，第二夹角、第三夹角以及第一铰接点G和第三铰接点E之间的连线EG的值为旋挖钻机的已知的基础数据，因此，可计算得出投影长度EG的值。0052可以理解的是，设所述倾角为，则，EGEGSIN，由此可见，当使用角度检测装置511直接检测所述倾角时，可省略部分。
31、计算过程。说明书CN103912218A6/8页90053请再次参阅图7，当第二铰接点H和第四铰接点F之间的连线HF的长度发生变化时（即变幅油缸52的长度发生变化），第一夹角发生变化，所述倾角以及投影长度EG的值也发生变化。投影长度EG的值的变化反映的是变幅机构50、桅杆10、钻杆20及钻具40、动力头30等部件的重心在水平方向上与整车重心的距离变化。0054所述上车60可通过回转中心绕所述底盘70转动，使所述整车重心落在整车的回转中心是整车重心的最佳位置（即图4和图5中的P点的位置）。本发明中，将所述整车重心设置于所述回转中心处。变幅油缸52的长度HF最长时，即设HFHFMAX，即变幅油缸5。
32、2的行程最大时，对应第一夹角的角度值最大，即MAX，此时，投影长度EG最短，即EGEGMIN。此时，工作装置相对与该回转中心产生的力矩为0055T1G1S1G2S2G3S3G4S4；0056该力矩T1为顺时针方向，式中，G1表示钻杆机构的重量（包括钻杆20、钻具40的重量）、G2表示桅杆10和吊锚架的重量、G3表示变幅机构50的重量、G4表示动力头30重量，G1、G2、G3、G4的单位为千克米每平方秒，S1表示钻杆机构的重心到整车重心的距离、S2表示桅杆10和吊锚架的重心到整车重心的距离、S3表示变幅机构50的重心到整车重心的距离、S4表示动力头30的重心到整车重心的距离。需要说明的是，上述S。
33、1S4的单位为米。0057需要说明的是，本发明实施例中将所述工作装置的重心分解为钻杆机构（包括钻杆20、钻具40）的重心、桅杆10和吊锚架的重心、变幅机构50的重心以及动力头30的重心。0058当MAX时，所述G1G4以及S1S4为旋挖钻机的已知的基础数据，因此可计算出力矩T1。此时，上述工作装置距离回转中心（即整车重心）最近，因此，配重61也最靠近回转中心（整车重心），配重相对于回转中心产生的力矩为0059T2G5S5；0060该力矩T2为逆时针方向，式中，G5表示配重61的重量，G5的单位为千克米每平方秒，S5表示配重61至回转中心的距离，S5的单位为米。0061为使整车平衡，T1T2，由。
34、该公式可计算得出配重最靠近回转中心的距离，此时，可控制配重61运动至距离回转中心S5的目标位置处。0062随着变幅油缸52的长度发生变化，所述S1S4的大小均会发生变化。假设变幅油缸52的长度为任意长度HFX，对应变幅油缸52的长度为HFX时的第一夹角的值设为X，对应变幅油缸52的长度为HFX时的EG设为EGX，EG的长度变化值EGEGXEGMIN，此时所述工作装置至回转中心的距离发生变化，0063S1XS1EG；0064S2XS2EG；0065S3XS3EG；0066S4XS4EG；0067上式中，S1XS4X分别表示变幅油缸52的长度为任意长度HFX时，钻杆机构的重心到整车重心的距离、桅杆。
35、10和吊锚架的重心到整车重心的距离、变幅机构50的重心到整车重心的距离、动力头30的重心到整车重心的距离。需要说明的是，上述S1XS4X的单位为长度单位。说明书CN103912218A7/8页100068此时，所述工作装置相对于回转中心产生的力矩T1为0069T1XG1S1XG2S2XG3S3XG4S4X0070力矩T1X的方向为顺时针方向。此时设配重61距离回转中心的距离为S5X，配重61相对于回转中心产生的力矩T2XG5S5X，T2X的方向为逆时针方向。0071为使整车平衡，T1XT2X0072由上式即可计算出配重61距离回转中心的距离S5X。0073本发明还提供一种旋挖钻机整车重心控制系。
36、统，所述控制系统包括0074接收装置，用于获取所述工作装置在不同工作状态下的位置信息；0075控制装置，用于根据所述位置信息计算所述工作装置在不同工作状态下与整车重心之间的力矩，通过所述力矩计算所述配重61的目标位置，进而控制所述配重61运动至所述目标位置，进而控制所述配重61运动至所述目标位置。0076进一步地，所述控制装置还包括检测装置。所述检测装置可以是所述位移检测装置521，用于检测所述变幅油缸52的长度，所述变幅油缸52的长度为所述工作装置在不同工作状态下的位置信息；所述位移检测装置521将检测到的所述变幅油缸52的长度的信号发送至所述控制装置，所述控制装置根据所述变幅油缸52的长度。
37、与所述动臂51的倾角的关系，计算出所述动臂51的倾角，通过所述动臂51的倾角计算所述工作装置的重心到所述整车重心之间的距离，并根据所述工作装置的重心与所述整车重心之间的距离以及工作装置的重量计算出所述工作装置在不同工作状态下与整车重心之间的力矩。0077所述检测装置也可以是所述角度检测装置511，用于检测所述动臂51的倾角，所述动臂51的倾角为所述工作装置在不同工作状态的位置信息，所述角度检测装置511将检测到的所述动臂51的倾角的信号发送至所述接收装置，所述控制装置用于通过所述动臂51的倾角计算所述工作装置的重心到所述整车重心之间的距离，并根据所述工作装置的重心与所述整车重心之间的距离以及工。
38、作装置的重量计算出所述工作装置在不同工作状态下与整车重心之间的力矩。0078所述旋挖钻机包括与所述配重61连接且驱动配重61运动的伸缩油缸62以及连接在液压油源与所述伸缩油缸62之间的电磁阀，所述电磁阀的电控端与所述控制装置电连接，用于接收所述控制装置发出的控制信号进而控制所述伸缩油缸62驱动所述配重61运动至所述目标位置。0079所述电磁阀的具体结构不限，只要能接收控制装置发出的控制信号并控制伸缩油缸62进行相应的伸缩运动即可。本实施例中，所述电磁阀为三位四通电磁阀，所述油源为液压泵，所述电磁阀的进油口与所述油源连通，所述电磁阀的回油口与油箱连通，所述电磁阀的两个工作油口分别与所述伸缩油缸6。
39、2的有杆腔和无杆腔连接，所述电磁阀的相对两端的电控端均与控制装置电连接。所述电磁阀至少具有第一工作位、中位、第二工作位；所述电磁阀处于中位，所述电磁阀所述进油口、回油口与两个工作油口的连接均阻断，所述伸缩油缸62的活塞杆不动作；所述电磁阀处于第一工作位，所述进油口与伸缩油缸62的无杆腔连通，所述回油口与伸缩油缸62的有杆腔连通，所述伸缩油缸62的活塞杆伸出；所述电磁阀处于第二工作位，所述进油口与伸缩油缸62的有杆腔连通，所述回油口与伸缩油缸62的无杆腔连通，所述伸缩油缸62的活塞杆缩回。0080为了便于配重的运动，减小配重的运动阻力，所述旋挖钻机还包括设置于上车60说明书CN103912218。
40、A108/8页11上的滑轨65，所述伸缩油缸62做伸缩运动以驱动所述配重沿所述滑轨65滑动进而将整车重心始终稳定在回转中心处。0081为了便于获知所述配重61的运行距离，所述控制系统还包括设置于所述伸缩油缸62上的位移传感器，所述位移传感器可实时检测伸缩油缸62的活塞杆的端部的位置，并发送至控制装置，所述控制装置将该位移传感器获得的位置与目标位置进行比较，当两者相等时，所述控制装置停止向所述电磁阀的电控端发送电信号，所述电磁阀切换至中位，所述伸缩油缸62的活塞杆停止运动，此时，所述配重61运行至目标位置。0082现以所述工作装置向前运动了EG，所述配重61需向后移动至S5X为例，具体阐述控制过。
41、程。0083所述控制装置计算得到所述配重需向后移动至S5X的距离，发送至所述电磁阀的相应的电控端，所述电磁阀由中位切换至第一工作位，所述伸缩油缸62的活塞杆伸出，配重61向后运动，所述位移传感器实时检测伸缩油缸62的活塞杆的端部的位置，一旦所述伸缩油缸62的活塞杆伸出的位置到达指定位置，即所述配重61运行至目标位置时，电磁阀失电并切换至中位，所述伸缩油缸62停止的活塞杆停止伸出。0084同理，当所述工作装置向后运动了EG，所述配重61需向前移动的控制原理与上述控制原理相同，在此不再赘述。0085需要说明的是，只要变幅油缸52的长度发生变化，伸缩油缸62也将立即移动，不需要等变幅油缸52完全伸出至停止状态，他们之间是一个实时匹配的关系，即伸缩油缸62与所述变幅油缸52同步运动，来实现整车重心的最优控制。0086本发明还提供一种旋挖钻机，所述旋挖钻机包括上述的整车重心控制系统。0087以上结合附图详细描述了本发明的一个优选实施方式，但是，并不限于上述实施方式中的具体细节。在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。说明书CN103912218A111/3页12图1图2图3说明书附图CN103912218A122/3页13图4图5说明书附图CN103912218A133/3页14图6图7说明书附图CN103912218A14。