旋挖钻机钻杆牙嵌啮合状态检测系统硬件设计(3)
1.1.2 旋挖钻机结构和工作原理
图1.1 旋挖钻机主体结构
旋挖钻机可以形象的比作捞沙斗，钻头部位装有斗子，逐次把地下的砂土、岩石取出，反复循环实现打孔作业的功能。如图1.1，底盘起到对旋挖钻机支撑和行走功能，回转机构能够实现旋挖钻机的挖图，卸土操作。钻杆、动力头、桅杆总成等机构是旋挖钻机的工作装置，旋挖钻机在工作的时候，桅杆调平控制系统调整桅杆角度，及时调整选干的垂直度。而动力头的作用是给钻杆和钻头提供扭矩，使钻头可以进行旋转切削；同时，液压油缸加压，使动力头传递加压力给钻杆和钻具，使钻头能够加压钻进。在当钻头里面装满土屑后，卷扬提升器钻头，回转主机到一定的角度，打开钻头底门，倒出土渣，合上斗门，回到钻进地点，下放钻杆，钻头再次放入孔内钻进。重复动作，完成钻孔作业[8] 。
1.1.3 旋挖钻机施工流程
旋挖钻机的施工流程如下：（1）首先操作旋挖钻机到达施工地点；（2）根据施工地点的地质等因素以及施工要求选择钻杆，转速，加压力等相关参数；（3）利用桅杆的导向作用下放钻杆，将底部的桶式钻头放置到孔位；（4）利用钻机动力头装置为钻杆和钻头提供扭矩，加压装置通过加压动力头的方式将加压力传递给钻杆、钻头，使钻头回转破碎岩石土；（5）钻头在钻进时，将破碎岩土装进钻头内,然后再由钻机的提升装置和伸缩式钻杆将钻头提出孔外进行卸土；（6）重复动作，直到钻至设计的孔的深度；（7）对于粘结性好的岩石土层，则可以采用清水或者干式钻进技术；在松散容易坍塌的地层，必须要采用静态泥浆护壁这种钻进技术[11]。
传统工艺上使用冲击或回转钻进技术完成钻孔，它相比较旋挖钻机，具有很多不足。比如说施工时间长，成孔工艺差等等缺点。
1.1.4 国内外旋挖钻机现状
1.2 本文的研究思路和内容
本设计采用振动传感器选择合适的测量位置，测量旋挖钻机工作时钻杆和动力头的振动情况、使用单片机分析测试结果，进而判断钻杆牙嵌啮合状态。
主要研究一下几项内容
（1）确定出满足课题要求的系统设计方案；
（2）从工控机、单片机、PLC中选出合理的控制方式；
（3）选出合适的测量分析元器件。