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申请/专利权人：徐州徐工基础工程机械有限公司

摘要：本发明公开了工程机械技术领域的一种复合电源电动旋挖钻机及其动力头多模式控制方法，包括动力源与电驱动系统，所述动力源为半主动式复合电源，所述电驱动系统包括主电机、卷扬电机、行走电机及与主电机连接的主液压系统，所述主电机通过驱动主液压系统实现对旋挖钻机动力头、变幅机构、回转机构及加压机构的驱动，所述卷扬电机通过驱动卷扬实现旋挖钻机的提钻及放钻，所述行走电机通过驱动履带底盘实现旋挖钻机的移动行走。本发明采用多电机的驱动方案，每个电机在工作时具有较为单一的控制目标，降低了旋挖钻机作业过程中控制的复杂程度。

主权项：1.一种复合电源电动旋挖钻机，其特征是，包括动力源与电驱动系统，所述动力源为半主动式复合电源，所述电驱动系统包括主电机、卷扬电机、行走电机及与主电机连接的主液压系统，所述主电机通过驱动主液压系统实现对旋挖钻机动力头、变幅机构、回转机构及加压机构的驱动，所述卷扬电机通过驱动卷扬实现旋挖钻机的提钻及放钻，所述行走电机通过驱动履带底盘实现旋挖钻机的移动行走；所述变量泵出口压力不小于压力阈值p1时，旋挖钻机作业模式为重载模式；所述变量泵出口压力小于压力阈值p1且大于压力阈值p2时，旋挖钻机作业模式为标准模式；所述变量泵出口压力不大于压力阈值p2时，旋挖钻机作业模式为怠速模式；所述半主动式复合电源由超级电容与DCDC变换器串联后与动力电池并联组成；所述主液压系统包括变量泵，且变量泵通过多路阀连接动力头马达、倾缸、动臂油缸、加压油缸及回转马达，完成旋挖钻机的加压、钻进、调节钻桅、回转平台回转动作；所述变量泵出口处安装有压力传感器，所述主电机处安装有转速检测器，所述旋挖钻机中钢丝绳卷筒联轴器上的增量编码器，所述动力头马达处安装有扭矩传感器，所述钻杆顶端安装有位移传感器；复合电源电动旋挖钻机的动力头多模式控制方法，包括：获取主液压系统的变量泵出口压力；基于变量泵出口压力确定旋挖钻机作业模式；通过电机控制器将主电机调节到旋挖钻机作业模式下的目标转速；获取旋挖钻机作业模式下主电机实际转速；计算主电机实际转速与目标转速的差值，得到转速差值信号；基于转速差值信号，通过变量泵调节器调节变量泵流量，实时调整动力头输出扭矩与转速；获取旋挖钻机的钻孔深度和动力头马达的输出扭矩；对钻孔深度求导得到钻进速度；以钻孔深度、钻进速度和输出扭矩为输入，结合样本数据库和LSTM神经网络预测进尺量；利用安装在钢丝绳卷筒联轴器上的增量编码器检测钻孔深度，对钻深信号进行求导得到钻进速度，在动力头液压马达安装扭矩传感器检测液压马达的输出扭矩，将采集到的钻深、钻进速度、扭矩数据输入至输入层，经过激励函数处理后输出计算结果，将输入层计算得到的输出结果、上一时刻的隐藏层输出以及Cell单元存储的信息输入至LSTM神经网络的节点，利用输入门、遗忘门、输出门和Cell单元进行处理将LSTM神经网络节点经过处理的信息输出至下一隐藏层及输出层神经元，结合样本数据库，对下一时刻的进尺量进行预测；在钻杆顶端安装位移传感器，对每次进尺量进行实时监测，进一步避免进尺量不当导致卡钻及埋钻事故发生。

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