一种使得桩机钻杆定点停机的控制方法及钻杆 技术领域 本发明涉及桩机钻杆定点停机技术领域， 特别涉及一种使得桩机钻杆定点停机的 控制方法。此外， 本发明还涉及一种利用上述控制方法的钻杆。
背景技术 多轴钻机采用日本的 SMW 工法， 该工法广泛用于水利的防渗墙施工、 地铁进出口 的支护工程以及大型高层建筑的支护工程。 目前市场上广泛使用的多轴钻机成桩深度不高 于 31 米， 而随着人民生活水平的提高， 对交通便利提出了更高的要求， 对于 3 条或 3 条以上 的地铁线的交汇处的支护， 需要的深度达到 40 米 -55 米， 使用传统的多轴钻机施工方式， 桩 机的桅杆高度就会很大， 从而导致整机重量很大及制造成本大幅增加。 由此， 具有快速接杆 功能的超深多轴钻机应运而生。
在现有技术中， 专利号为 “CN200710038999” 名称为 “搅拌桩接钻杆施工方法” 的 中国专利公开了一种钻杆接杆方法。具体地， 该接杆方法包括如下步骤 ：
(1) 将待接钻杆垂直放入位于地面以下的预造孔中， 其中钻杆接头位于地面以上 的位置 ； (2) 开始搅拌桩的施工， 将搅拌机钻杆钻进地面一定深度后， 停止下钻， 此时应使 钻杆接头位于地面以上的位置 ； (3) 拆开钻杆接头， 接头以下部位的钻杆留在工作桩位上 不动， 接头以上部位的钻杆随桩机移动 ； (4) 桩机带动接头以上部位的钻杆移动至待接钻 杆处， 并将接头以上部位钻杆与待接钻杆的顶端连接固定后， 构成加长钻杆 ； (5) 桩机将加 长钻杆移动至工作桩位处， 将留在该处的接头以下部位的钻杆与加长钻杆的底端连接固 定， 之后继续施工。
在上述接杆方法中， 关键在于上述方法中的第 3 步， 主要是保证拆开钻杆接头前， 接头以上部位的钻杆和接头以下部位的钻杆能停在预定的停机位置， 从而保证接头以上部 位的钻杆与代接钻杆之间以及加长钻杆与接头以下部位的钻杆之间对接时能非常顺利。 该 关键步骤在本专利中称为定点停机。
然而， 上述专利并没有公开如何使得钻杆准确地实现定点停机， 当停机位置不准 确时， 需要人工进行操作， 不仅劳动强度大， 而且效率低。
有鉴于此， 如何提供一种使得桩机钻杆定点停机的控制方法， 该控制方法能够使 得钻杆方便准确地进行定点停机， 是本领域技术人员亟需解决的问题。
发明内容 本发明要解决的技术问题为提供一种使得桩机钻杆定点停机的控制方法， 该控制 方法能够使得钻杆方便准确地进行定点停机， 从而避免了人工操作所导致的较大劳动强度 支出和低效率。此外， 本发明另一个要解决的技术问题为提供一种利用上述控制方法的钻 杆。
为解决上述技术问题， 本发明提供一种使得桩机钻杆定点停机的控制方法， 包括 如下步骤 ：
S11 ： 向桩机的钻杆发出停机的信号 ；
S12 ： 当钻杆转动至距离定点停机位置第一预定角度的第一位置时， 使得驱动钻杆 转动的电机减速 ；
S13 ： 当钻杆继续转动至距离定点停机位置第二预定角度的第二位置时， 控制所述 电机断电 ；
S14 ： 钻杆在惯性的作用下继续转动， 并在地层的摩擦力的作用下停止在所述定点 停机位置。
优选地， 在步骤 S12 中， 钻杆上设有检测块， 桩机的动力箱上设有检测部件， 当该 检测部件检测到所述检测块时确定钻杆转动至所述第一位置。
优选地， 步骤 S14 之后还包括如下步骤 ：
S15 ： 拆开钻杆上的钻杆接头， 接头以下部位的钻杆留在工作桩位上不动， 接头以 上部位的钻杆随桩机移动。
优选地， 步骤 S15 之后还包括如下步骤 ：
S16 ： 桩机带动接头以上部位的钻杆移动至待接钻杆处， 并将接头以上部位的钻杆 与待接钻杆的顶端连接固定， 构成加长钻杆。
优选地， 步骤 S16 之后还包括如下步骤 ：
S17 ： 桩机将加长钻杆移动至工作桩位处， 将留在该处的接头以下部位的钻杆与加 长钻杆的底端连接固定， 然后继续施工。
优选地， 步骤 S11 之后还包括如下步骤 ：
将待接钻杆垂直放入位于地面以下的预造孔中， 其中钻杆接头位于地面以上的位 置。 此外， 为解决上述技术问题， 本发明还提供一种利用上述任一项所述的使得桩机 钻杆定点停机的控制方法的钻杆， 该钻杆包括接头以上部位的钻杆和接头以下部位的钻 杆； 并该接头以上部位的钻杆和接头以下部位的钻杆中， 一者设有外六方接头， 另一者设有 与该外六方接头配合的内六方接头。
优选地， 所述内六方接头的角半径大于所述外六方接头的角半径。
优选地， 所述内六方接头的开口端设有内倒角部， 所述外六方接头的头端设有与 该内倒角部配合的外倒角部。
在现有技术的基础上， 本发明所提供的使得桩机钻杆定点停机的控制方法， 包括 如下步骤 ：
S11 ： 向桩机的钻杆发出停机的信号 ；
S12 ： 当钻杆转动至距离定点停机位置第一预定角度的第一位置时， 使得驱动钻杆 转动的电机减速 ；
S13 ： 当钻杆继续转动至距离定点停机位置第二预定角度的第二位置时， 控制所述 电机断电 ；
S14 ： 钻杆在惯性的作用下继续转动， 并在地层的摩擦力的作用下停止在所述定点 停机位置。
由上述控制方法可知， 本发明所提供的使得桩机钻杆定点停机的控制方法能够使 得钻杆方便准确地进行定点停机， 从而避免了人工操作所导致的较大劳动强度支出和低效
率。 此外， 本发明所提供的利用上述控制方法的钻杆， 其技术效果与上述控制方法的 技术效果相同， 在此不再赘述。
附图说明
图 1 为本发明一种实施例中使得桩机钻杆定点停机的控制方法的控制原理框图 ； 图 2 为本发明另一种实施例中使得桩机钻杆定点停机的控制方法的控制原理框图； 图 3 为显示钻杆定点停机位置、 第一位置和第二位置的时钟图 ；
图 4 为本发明一种实施例中钻杆的外六方接头的结构示意图 ；
图 5 为本发明一种实施例中钻杆的内六方接头的结构示意图 ；
图 6 为外六方接头和内六方接头的角半径的对比示意图 ；
图 7 为利用图 1 和图 2 中控制方法的多轴桩机的机构示意图。
其中， 图 1 至图 7 中附图标记与部件名称之间的对应关系为 ：
1 螺旋杆 ； 2 钻杆 ； 3 随动架 ； 4 动力头 ； 41 动力箱 ； 5 控制柜 ； 6 履带式桩架 ； 7 外六 方接头 ； 71 外倒角部 ； 8 内六方接头 ； 81 内倒角部 ； 9 护筒。
具体实施方式 本发明的核心为提供一种使得桩机钻杆定点停机的控制方法， 该控制方法能够使 得钻杆方便准确地进行定点停机， 从而避免了人工操作所导致的较大劳动强度支出和低效 率。此外， 本发明另一个核心为提供一种利用上述控制方法的钻杆。
为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案， 下面结合附图和具体实 施例对本发明作进一步的详细说明。
请参考图 1、 图 2、 图 3 和图 7， 图 1 为本发明一种实施例中使得桩机钻杆定点停机 的控制方法的控制原理框图 ； 图 2 为本发明另一种实施例中使得桩机钻杆定点停机的控制 方法的控制原理框图 ； 图 3 为显示钻杆定点停机位置、 第一位置和第二位置的时钟图 ； 图7 为利用图 1 和图 2 中控制方法的多轴桩机的机构示意图。
如图 7 所示， 多轴桩机包括履带式桩架 6、 安装在该桩架上的动力头 4( 动力箱 41 是动力头 4 的一个重要部件 )、 在钻进过程中随动力头 4 一起向下的随动架 3、 钻进所需要 的钻杆 2、 用于搅拌的螺旋杆 1 及护筒 9。 护筒 9 起到防止钻杆 2 出现过大偏移和出现危险， 比如说钻杆 2 断裂时防止钻杆 2 倒塌砸坏周围的人或物， 整个系统由控制柜 5 控制。
在本发明的一种实施例中， 使得桩机钻杆定点停机的控制方法， 包括如下步骤 ：
S11 ： 向桩机的钻杆 2 发出停机的信号 ；
S12 ： 当钻杆 2 转动至距离定点停机位置第一预定角度的第一位置时， 使得驱动钻 杆 2 转动的电机减速 ； 如图 3 所示， 该第一预定角度可以为 8 点钟方向与 9 点钟方向之间的 夹角， 亦即为 30° ；
S13 ： 当钻杆 2 继续转动至距离定点停机位置第二预定角度的第二位置时， 控制所 述电机断电 ； 显然， 该第二预定角度必然小于第一预定角度 ；
S14 ： 钻杆 2 在惯性的作用下继续转动， 并在地层的摩擦力的作用下停止在所述定
点停机位置。
由上述控制方法可知， 本发明所提供的使得桩机钻杆定点停机的控制方法能够使 得钻杆方便准确地进行定点停机， 从而避免了人工操作所导致的较大劳动强度支出和低效 率。
具体地， 请参考图 3， 比如说， 我们的目标停止点在 9 点钟方向 ( 此为定点停机位 置的一种举例 )， 而人为的给出停止信号 ( 亦即上述步骤 S11) 在 11 点钟的方向， 此方向是 任意的， 也可以是 3 点钟或 4 点钟方向 )， 在从 11 点钟到 8 点钟的过程中， 电机仍然正常运 转。当钻杆到达 8 点钟 ( 此为第一位置的一种举例 ) 的时候， 给电机减速 ( 可以通过软启 动器 )， 当钻杆钻到 8:50( 此为第二位置的一种举例 ) 的时候， 给电机断电 ( 可以通过控制 器 )， 钻杆 2 在惯性作用下继续运转， 由于泥土的摩擦阻力的作用于 9 点停止转动。
需要说明的是， 钻杆 2 在地层的摩擦力作用下缓慢停止转动。由于各个地层的摩 擦力不同， 钻杆 2 在相同的惯性下转过的角度不同， 所以需要软启动器进行降压， 尽量减少 钻杆的惯性。另外， 对于不同的地质状况， 钻杆 2 停止的地方会有所不同， 但只要在一定误 差范围内， 通过下述内六方接头和外六方接头之间的容差能力仍然能保证顺利接杆。
进一步地， 在上述实施例的基础上， 可以作出进一步具体设计。比如， 请参考图 2， 步骤 S14 之后还包括如下步骤 ：
S15 ： 拆开钻杆 2 上的钻杆接头， 接头以下部位的钻杆留在工作桩位上不动， 接头 以上部位的钻杆随桩机移动。该接头以上部位的钻杆用于与代接钻杆连接， 该接头以下部 位的钻杆用于与加长钻杆连接。
进一步地， 步骤 S15 之后还包括如下步骤 ：
S16 ： 桩机带动接头以上部位的钻杆移动至待接钻杆处， 并将接头以上部位的钻杆 与待接钻杆的顶端连接固定， 构成加长钻杆。构成加长钻杆后， 可以提高钻进深度， 从而能 够进行超深度的支护工程施工。需要说明的是， 接头以上部位的钻杆与待接钻杆之间的连 接是采用下文的外六方接头和内六方接头的配合。
进一步地， 步骤 S16 之后还包括如下步骤 ：
S17 ： 桩机将加长钻杆移动至工作桩位处， 将留在该处的接头以下部位的钻杆与加 长钻杆的底端连接固定， 然后继续施工。 需要说明的是， 接头以下部位的钻杆与加长钻杆之 间的连接也是采用下文所述的内六方接头和外六方接头的配合。
此外， 在上述任一种技术方案中， 步骤 S11 之后还包括如下步骤 ：
将待接钻杆垂直放入位于地面以下的预造孔中， 其中钻杆接头位于地面以上的位 置。
再者， 需要说明的是， 在上述任一种技术方案中， 在步骤 S12 中， 可以对如何确定 钻杆到达第一位置作出具体设计。比如， 在步骤 S12 中， 钻杆上设有检测块， 桩机的动力箱 上设有检测部件， 当该检测部件检测到所述检测块时确定钻杆转动至所述第一位置。该种 方法设计能够非常方便地确定钻杆到达第一位置。 当然， 任一种方法设计， 只要能够确定钻 杆到达第一位置， 均应该在本发明的保护范围之内。
此外， 本发明还提供一种利用上述控制方法的钻杆， 具体地， 请参考图 4、 图 5 和图 6， 图 4 为本发明一种实施例中钻杆的外六方接头的结构示意图 ； 图 5 为本发明一种实施例 中钻杆的内六方接头的结构示意图 ； 图 6 为外六方接头和内六方接头的角半径的对比示意图； 图 7 为利用图 1 和图 2 中控制方法的多轴桩机的机构示意图。
在一种实施例中， 本发明所提供的钻杆包括接头以上部位的钻杆和接头以下部位 的钻杆 ； 并该接头以上部位的钻杆和接头以下部位的钻杆中， 一者设有外六方接头 7， 另一 者设有与该外六方接头 7 配合的内六方接头 8。
具体地， 如图 7 所示， 内六方接头 8 的角半径 b1 大于外六方接头 7 的角半径 b2。 具体地， 如图 7 所示， 以六方接头 7 的角半径划圆， 该圆与内六方接头具有两个交点， 该两个 交点之间的夹角 a 即为外六方接头和内六方接头之间的容差能力， 亦即内六方接头 8 和外 六方接头 7 并不是正好对齐， 而是偏差小于或等于夹角 a 时， 内六方接头 8 和外六方接头 7 仍然可以实现连接。
进一步地， 如图 6 和图 7 所示， 内六方接头 8 的开口端设有内倒角部 81， 外六方接 头 7 的头端设有与该内倒角部 81 配合的外倒角部 71。 由于该两个倒角部的设计， 当内六方 接头 8 和外六方接头 7 之间的偏差大于上述夹角 a 时， 内六方接头 8 和外六方接头 7 之间 也能实现配合连接， 但是此时传递扭矩时， 较少地依靠内六方接头 8 和外六方接头 7 的六个 面， 而是主要依靠两个接头之间的插销， 因而插销易于发生变形。
以上对本发明所提供的一种使得桩机钻杆定点停机的控制方法及钻杆进行了详 细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述， 以上实施例的说 明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出， 对于本技术领域的普通技术 人员来说， 在不脱离本发明原理的前提下， 还可以对本发明进行若干改进和修饰， 这些改进 和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。