控制阀组、锚杆钻机控制系统、锚杆钻机及其控制方法与流程

1.本发明涉及盾构机配套设施领域，更具体地，涉及一种控制阀组、锚杆钻机控制系统、锚杆钻机及其控制方法。


背景技术：

2.矿用盾构掘进机巷道掘进后的支护工作，是巷道掘进施工中的必要步骤，也是一项复杂且效率极低的工作。煤矿中往往需要大量的支护作业，传统支护作业主要是人工手动操作操作阀杆完成定位、装钻杆、钻箱旋转、通水、快速推进、慢速推进、推进缩回等各个动作，操作工人仍需要在工作面直接手动操作锚杆钻机控制阀杆，自动化程度不够、工人劳动强度大、效率低且安全性低。
3.锚杆支护分为快速推进与慢速推进，现有技术仅有一个控制阀控制锚杆钻进速度，且低速调节分辨率较低，可调节的速度档位少，易造成钻杆弯曲、折断；锚杆支护时工人工作位置固定，支护时淋水喷溅造成操作工人全身湿透，工作环境恶劣；工人操作视野受到限制、危险性较高。


技术实现要素：

4.有鉴于此，本发明提供了控制阀组、锚杆钻机控制系统、锚杆钻机及其控制方法，从而解决或者至少缓解了现有技术中存在的上述问题和其他方面的问题中的一个或多个。
5.为了实现前述目的，本发明的第一方面提供了一种控制阀组，其中，所述控制阀组具有第一油口、第二油口、第三油口、第四油口、第五油口以及第一控制入口、第二控制入口、控制出口，并且，控制阀组包括第一平衡阀、第二平衡阀、第一梭阀、液控单向阀、第二梭阀及单向阀，其中：第一梭阀的油口一连接第二控制入口，第一梭阀的油口二连接液控单向阀的出油口，第一梭阀的工作口连接控制出口，液控单向阀的进油口连接第五油口、第二梭阀的油口一以及单向阀的进油口，液控单向阀的控制腔连接第一控制入口；第二梭阀的油口一连接单向阀的进油口，第二梭阀的油口二连接第三油口、第一平衡阀的油口一，第二梭阀的工作口连接第二平衡阀的控制腔；单向阀的出油口连接第一油口和第一平衡阀的油口二；第一平衡阀的油口一连接第三油口，第一平衡阀的油口二连接第一油口，第一平衡阀的控制腔连接在第四油口和第二平衡阀的油口一之间，第一平衡阀的单向阀的进油口连接第一平衡阀的油口一，第一平衡阀的单向阀的出油口连接第一平衡阀的油口二；第二平衡阀的油口一连接第四油口，第二平衡阀的油口二连接第二油口，第二平衡阀的单向阀的进油口连接第二平衡阀的油口一，第二平衡阀的单向阀的出油口连接第二平衡阀的油口二。
6.为了实现前述目的，本发明的第二方面提供了一种盾构机锚杆钻机控制系统，其
中，所述盾构机锚杆钻机控制系统包括：比例多路阀，比例多路阀包括第一片阀、第二片阀和第三片阀，第一片阀、第二片阀和第三片阀分别连接至控制系统的供油管路；锚杆钻箱，在锚杆钻箱处设置有钻箱马达和喷水装置，钻箱马达连接至第一片阀；快慢推进控制阀组，快慢推进控制阀组用于推进控制系统的推进油缸，快慢推进控制阀组具有第一油口、第二油口、第三油口、第四油口、第五油口以及第一控制入口、第二控制入口、控制出口，并且，快慢推进控制阀组包括第一平衡阀、第二平衡阀、第一梭阀、液控单向阀、第二梭阀及单向阀，其中：第一梭阀的油口一连接第二控制入口，第一梭阀的油口二连接液控单向阀的出油口，第一梭阀的工作口连接控制出口，液控单向阀的进油口连接第五油口、第二梭阀的油口一以及单向阀的进油口，液控单向阀的控制腔连接第一控制入口；第二梭阀的油口一连接单向阀的进油口，第二梭阀的油口二连接第三油口、第一平衡阀的油口一，第二梭阀的工作口连接第二平衡阀的控制腔；单向阀的出油口连接第一油口和第一平衡阀的油口二；第一平衡阀的油口一连接第三油口，第一平衡阀的油口二连接第一油口，第一平衡阀的控制腔连接在第四油口和第二平衡阀的油口一之间，第一平衡阀的单向阀的进油口连接第一平衡阀的油口一，第一平衡阀的单向阀的出油口连接第一平衡阀的油口二；第二平衡阀的油口一连接第四油口，第二平衡阀的油口二连接第二油口，第二平衡阀的单向阀的进油口连接第二平衡阀的油口一，第二平衡阀的单向阀的出油口连接第二平衡阀的油口二。
7.可选地，在如前所述的控制系统中，第一油口连接推进油缸的无杆腔，第二油口连接推进油缸的有杆腔，第三油口连接第二片阀的油口一，第四油口连接第二片阀的油口二，第二控制入口连接第三片阀的油口一，第五油口连接第三片阀的油口二，第一控制入口连接钻箱马达的控制油路，控制出口连接喷水装置的水阀控制开关。
8.可选地，在如前所述的控制系统中，控制系统还包括无线遥控器，无线遥控器包括控制器、显示屏、按键，其中，按键用于远程控制比例多路阀的第一片阀、第二片阀及第三片阀的比例电磁铁，显示屏用于显示快慢推进控制阀组和比例多路阀的工作状态。
9.为了实现前述目的，本发明的第三方面提供了一种锚杆钻机，其中，锚杆钻机具有如前述第二方面中任一项所述的控制系统。
10.为了实现前述目的，本发明的第四方面提供了一种用于锚杆钻机的控制方法，其中，所述控制系统包括：比例多路阀，比例多路阀包括第一片阀、第二片阀和第三片阀，第一片阀、第二片阀和第三片阀分别连接至控制系统的供油管路；锚杆钻箱，在锚杆钻箱处设置有钻箱马达和喷水装置，钻箱马达连接至第一片阀；快慢推进控制阀组，快慢推进控制阀组用于推进控制系统的推进油缸，快慢推进控制阀组具有第一油口、第二油口、第三油口、第四油口、第五油口以及第一控制入口、第二控制入口、控制出口，并且，快慢推进控制阀组包括第一平衡阀、第二平衡阀、第一梭阀、液控单向阀、第二梭阀及单向阀，其中：
第一梭阀的油口一连接第二控制入口，第一梭阀的油口二连接液控单向阀的出油口，第一梭阀的工作口连接控制出口，液控单向阀的进油口连接第五油口、第二梭阀的油口一以及单向阀的进油口，液控单向阀的控制腔连接第一控制入口；第二梭阀的油口一连接单向阀的进油口，第二梭阀的油口二连接第三油口、第一平衡阀的油口一，第二梭阀的工作口连接第二平衡阀的控制腔；单向阀的出油口连接第一油口和第一平衡阀的油口二；第一平衡阀的油口一连接第三油口，第一平衡阀的油口二连接第一油口，第一平衡阀的控制腔连接在第四油口和第二平衡阀的油口一之间，第一平衡阀的单向阀的进油口连接第一平衡阀的油口一，第一平衡阀的单向阀的出油口连接第一平衡阀的油口二；第二平衡阀的油口一连接第四油口，第二平衡阀的油口二连接第二油口，第二平衡阀的单向阀的进油口连接第二平衡阀的油口一，第二平衡阀的单向阀的出油口连接第二平衡阀的油口二，并且，第一油口连接推进油缸的无杆腔，第二油口连接推进油缸的有杆腔，第三油口连接第二片阀的油口一，第四油口连接第二片阀的油口二，第二控制入口连接第三片阀的油口一，第五油口连接第三片阀的油口二，第一控制入口连接钻箱马达的控制油路，控制出口连接喷水装置的水阀控制开关。
11.可选地，在如前所述的控制方法中，锚杆钻机的快速推进模式通过以下步骤实现：液压油经过第二片阀的油口一通过第一平衡阀的单向阀进入推进油缸的无杆腔，同时液压油通过第二梭阀控制第二平衡阀开启，推进油缸有杆腔液压油经过第二平衡阀流回第二片阀的油口二，使锚杆钻机快速推进。
12.可选地，在如前所述的控制方法中，锚杆钻机的回退模式通过以下步骤实现：液压油经过第二片阀的油口二流进第二平衡阀，油液同时进入第一平衡阀的控制腔，使第一平衡阀打开，推进油缸无杆腔油液经过第一平衡阀回流到比例多路阀，使推进油缸缩回。
13.可选地，在如前所述的控制方法中，锚杆钻机的慢速推进模式通过以下步骤实现：油液经过第一片阀的油口一进入钻箱马达，使钻箱马达旋转，同时液压油进入液控单向阀的液控腔，使液控单向阀开启；液压油经过第三片阀的油口二的同时进入快慢推进控制阀组的单向阀、第二梭阀和液控单向阀，经过单向阀使液压油进入推进油缸无杆腔，进入第二梭阀打开第二平衡阀、推进油缸有杆腔液压油通过平衡阀及比例多路阀的第二片阀的油口二回流，进入液控单向阀后流入第一梭阀最后流进水阀控制开关，使得水阀控制开关打开，水经过水阀控制开关流入喷水装置喷出，使锚杆钻机慢速钻进并联动供水管路喷水。
14.可选地，在如前所述的控制方法中，当锚杆钻机切换至待机模式时，主动喷水功能通过以下步骤实现：液压油经过比例多路阀第三片阀的油口一进入第一梭阀、水阀控制开关，使水阀控制开关打开，实现主动喷水。
15.通过本发明的上述技术方案，设置具有两个平衡阀的控制阀组并通过对应的两个片阀控制调节液压油路，可以实现锚杆钻机以快、慢两种速度推进的功能，且比例多路阀的三个片阀均使用电磁铁，可以实现无极连续变速，使得锚杆钻机能够以高分辨率、多档位的不同速度推进，防止出现钻杆弯曲、折断等问题。
16.通过无线遥控器控制锚杆钻机进行动作，并在锚杆钻机钻箱处设置喷水装置，通
过水阀控制开关控制其与锚杆钻机联动喷水或主动喷水，可以实现工人在工作场地任意位置对锚杆钻机进行控制，能从不同角度更好地观察锚杆钻机工作情况，并且不会被水喷溅，不仅提高了工人工作效率，还保障了工人的安全，改善了工作环境。
附图说明
17.参照附图，本发明的公开内容将更加显然。应当了解，这些附图仅仅用于说明的目的，而并非意在对本发明的保护范围构成限制。图中：图1为根据本发明的控制阀组的一个实施例的示意图；图2为根据本发明的盾构机锚杆钻机控制系统的一个实施例的示意图；以及图3为根据本发明的无线遥控器的一个实施例的示意图。
具体实施方式
18.参照附图和具体实施例，下面将以示例方式来说明根据本发明的控制阀组、锚杆钻机控制系统、锚杆钻机及其控制方法的结构、组成、特点和优点等，然而所有描述不应用于对本发明形成任何限制。
19.此外，对于在本文提及的实施例中予以描述或隐含的任意单个技术特征，或者被显示或隐含在各附图中的任意单个技术特征，本发明仍然允许在这些技术特征（或其等同物）之间继续进行任意组合或者删减而不存在任何的技术障碍，从而应当认为这些根据本发明的更多实施例也是在本文的记载范围之内。
20.还需要说明的是，术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”、“第五”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”、“第三”、“第四”、“第五”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。
21.还需要说明的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示无线遥控器的方位或位置关系，仅是为了便于描述本公开和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本公开的限制。
22.图1为根据本发明的控制阀组的一个实施例的示意图。
23.如图1所示，该控制阀组具有多个对外接口，包括第一油口a、第二油口b、第三油口a1、第四油口b1、第五油口b2以及第一控制入口c、第二控制入口a2、控制出口d。从图中可以看出，该控制阀组的内部可以包括第一平衡阀5、第二平衡阀6、第一梭阀1、液控单向阀2、第二梭阀3以及液控单向阀4。通过将该控制阀组装在锚杆钻机中，可以实现锚杆钻机的钻箱以快、慢两种速度推进的功能，还可以实现锚杆钻进慢速推进模式时自动联动喷水以及锚杆钻机待机模式时的液控单动喷水功能。
24.对于第一梭阀1，在该图示实施例中，第一梭阀1的油口一连接第二控制入口a2，第一梭阀1的油口二连接液控单向阀2的出油口，第一梭阀1的工作口连接控制出口d。
25.对于液控单向阀2，在该图示实施例中，液控单向阀2的进油口连接第五油口b2、第二梭阀3的油口一以及单向阀4的进油口，液控单向阀2的出油口连接第一梭阀1的油口二，液控单向阀2的控制腔连接第一控制入口c。
26.对于第二梭阀3，在该图示实施例中，第二梭阀3的油口一连接单向阀4的进油口、液控单向阀2的进油口以及第五油口b2，第二梭阀3的油口二连接第三油口a1、第一平衡阀5的油口一，第二梭阀3的工作口连接第二平衡阀6的控制腔。
27.对于单向阀，在该图示实施例中，单向阀4的出油口连接第一油口a和第一平衡阀5的油口二，单向阀4的进油口连接第五油口b2、液控单向阀2的进油口及第二梭阀3的油口一。
28.对于第一平衡阀5，在该图示实施例中，第一平衡阀5的油口一连接第三油口a1、第二梭阀3的油口二，第一平衡阀5的油口二连接第一油口a、单向阀4的出油口，第一平衡阀5的控制腔连接在第四油口b1和第二平衡阀6的油口一之间，第一平衡阀5的单向阀的进油口连接第一平衡阀5的油口一，第一平衡阀5的单向阀的出油口连接第一平衡阀5的油口二。
29.对于第二平衡阀6，在该图示实施例中，第二平衡阀6的油口一连接第四油口b1、第一平衡阀5的控制腔，第二平衡阀6的油口二连接第二油口b，第二平衡阀6的单向阀的进油口连接第二平衡阀6的油口一，第二平衡阀6的单向阀的出油口连接第二平衡阀6的油口二。
30.在如上设置的控制阀组中，第一梭阀1和第二梭阀3起到油路开关作用，液控单向阀2可以被来自第一控制入口c的控制油路开启，并防止液压油回流并保持油路压力，单向阀4可以防止液压油回流，第一平衡阀5和第二平衡阀6可以通过调节其两侧压力的相对平衡以及通过分流的方法达到流量平衡。
31.上述控制阀组通过设置两个平衡阀并配置两个相应的片阀可以实现锚杆钻机以快、慢两种速度推进。在空推钻箱、接换钻杆与钻头时使用快速推进阀，在钻箱钻进钻杆时使用慢速推进阀，既增大快速推进速度，又提高慢速推进的分辨率、提高效率与稳定性。
32.在可选的实施例中，第一平衡阀5和第二平衡阀6可以用结构相对简单的液控单向阀替换以降低成本。
33.图2为根据本发明的盾构机锚杆钻机控制系统的一个实施例的示意图。
34.如图2所示，在该实施例中，锚杆钻机控制系统可以包括比例多路阀11、快慢推进控制阀组、推进油缸10和锚杆钻箱。从图中可以看出，该比例多路阀11可以包括在图中自左至右的第一片阀、第二片阀和第三片阀，第一片阀、第二片阀和第三片阀分别连接至控制系统的供油管路。其中，比例多路阀11的作用是通过液压逻辑控制锚杆钻机，实现锚杆钻机各个动作速度的无级调节（即连续调节）。比例多路阀11还能够被无线遥控器连接与控制，具体实施方式将在后文详细描述。
35.在本实施例中，锚杆钻箱处设置有钻箱马达9和喷水装置，钻箱马达9连接至第一片阀，在锚杆钻机的慢速推进模式下，该喷水装置可以实现联动喷水功能，在锚杆钻机待机模式下，该喷水装置可以实现主动喷水功能。
36.快慢推进控制阀组用于推进控制系统的推进油缸10。
37.从图2中还可以看到，快慢推进控制阀组具有第一油口a、第二油口b、第三油口a1、第四油口b1、第五油口b2以及第一控制入口c、第二控制入口a2、控制出口d，并且，快慢推进控制阀组包括第一平衡阀5、第二平衡阀6、第一梭阀1、液控单向阀2、第二梭阀3及单向阀4。关于快推进控制阀组的内部元件第一平衡阀5、第二平衡阀6、第一梭阀1、液控单向阀2、第二梭阀3、单向阀4及外接口第一油口a、第二油口b、第三油口a1、第四油口b1、第五油口b2、第一控制入口c、第二控制入口a2、控制出口d的连接关系，可以参照前文结合图1的描述。
38.在如图2所示实施例的锚杆钻机控制系统中，第一油口a连接推进油缸10的无杆腔，第二油口b连接推进油缸10的有杆腔，第三油口a1连接第二片阀的油口一，第四油口b1连接第二片阀的油口二，第二控制入口a2连接第三片阀的油口一，第五油口b2连接第三片阀的油口二，第一控制入口c连接钻箱马达9的控制油路，控制出口d连接喷水装置的水阀控制开关7。图中示例地示出了两个推进油缸10；在其它实施例中可以为一个或者多个推进油缸。
39.在可选的实施例中，第一片阀、第二片阀和第三片阀的阀芯选用电磁铁。
40.在如上设置的控制阀组中，第一梭阀1和第二梭阀3起到油路开关作用，液控单向阀2可以被控制油路开启，并防止液压油回流并保持油路压力，单向阀4可以防止液压油回流，第一平衡阀5和第二平衡阀6可以通过调节其两侧压力的相对平衡以及通过分流的方法达到流量平衡。
41.另外，快慢推进控制阀组用于推进控制系统的推进油缸10，钻箱马达9可以使钻杆旋转，推进油缸10可以使钻杆推进和退回，钻箱马达9与推进油缸10配合可以实现钻杆的钻进。喷水装置可以喷水，降低扬尘并给锚杆钻机降温。比例多路阀11可以通过第一、第二和第三片阀的换向动作控制液压油推动各个元件，进一步控制锚杆钻机进行各项动作。
42.在可选的实施例中，可以在比例多路阀的油路中设置压力传感器，以检测油路压力值，进一步监测锚杆钻机工作状态。
43.按照如上设置的盾构机锚杆钻机控制系统，可以实现锚杆钻机的快速推进、锚杆钻机的慢速推进以及推进油缸缩回功能，锚杆钻机的快速推进、锚杆钻机的慢速推进以及推进油缸缩回功能将在后文详细介绍。
44.图3为根据本发明的无线遥控器的一个实施例的示意图。
45.从图3中可以看出，该遥控器正面设置有在上方靠左的显示屏13和分布在显示屏13下方和右方的按键12。在遥控器的上面可以设置有天线，用于给锚杆钻机发出控制指令。显示屏13用于显示快慢推进控制阀组和比例多路阀11的工作状态，按键12可以远程控制比例多路阀11的第一片阀、第二片阀和第三片阀的比例电磁铁，使无线遥控器能够远程连接并控制比例多路阀11，实现锚杆钻机各个动作速度的无级调节。
46.本发明提供了一种锚杆钻机，该锚杆钻机包括如上的锚杆钻机控制系统；进一步地，本发明还提供了一种锚杆钻机控制方法。
47.该锚杆钻机可以具有控制系统，该控制系统可以包括比例多路阀11、锚杆钻箱、快慢推进控制阀组，其中：比例多路阀11包括第一片阀、第二片阀和第三片阀，第一片阀、第二片阀和第三片阀分别连接至控制系统的供油管路；在锚杆钻箱处设置有钻箱马达9和喷水装置，钻箱马达9连接至第一片阀；快慢推进控制阀组用于推进控制系统的推进油缸10，快慢推进控制阀组具有第一油口a、第二油口b、第三油口a1、第四油口b1、第五油口b2以及第一控制入口c、第二控制入口a2、控制出口d，并且，快慢推进控制阀组包括第一平衡阀5、第二平衡阀6、第一梭阀1、液控单向阀2、第二梭阀3及单向阀4，其中：第一梭阀1的油口一连接第二控制入口a2，第一梭阀1的油口二连接液控单向阀2的出油口，第一梭阀1的工作口连接控制出口d，液控单向阀2的进油口连接第五油口b2、第二梭阀3的油口一以及单向阀4的进油口，液控单向阀2的控制腔连接第一控制入口c；第二梭阀3的油口一连接单向阀4的进油口，第二梭阀3的油口二连接第三油口a1、第一平衡阀5的油口一，第二梭阀3的工作口连接
第二平衡阀6的控制腔；单向阀4的出油口连接第一油口a和第一平衡阀5的油口二；第一平衡阀5的油口一连接第三油口a1，第一平衡阀5的油口二连接第一油口a，第一平衡阀5的控制腔连接在第四油口b1和第二平衡阀6的油口一之间，第一平衡阀5的单向阀的进油口连接第一平衡阀5的油口一，第一平衡阀5的单向阀的出油口连接第一平衡阀5的油口二；第二平衡阀6的油口一连接第四油口b1，第二平衡阀6的油口二连接第二油口b，第二平衡阀6的单向阀的进油口连接第二平衡阀6的油口一，第二平衡阀6的单向阀的出油口连接第二平衡阀6的油口二，并且，第一油口a连接推进油缸10的无杆腔，第二油口b连接推进油缸10的有杆腔，第三油口a1连接第二片阀的油口一，第四油口b1连接第二片阀的油口二，第二控制入口a2连接第三片阀的油口一，第五油口b2连接第三片阀的油口二，第一控制入口c连接钻箱马达9的控制油路，控制出口d连接喷水装置的水阀控制开关7。
48.在如上设置的锚杆钻机控制系统中，第一梭阀1和第二梭阀3起到油路开关作用，液控单向阀2可以被控制油路开启，并防止液压油回流并保持油路压力，单向阀4可以防止液压油回流，第一平衡阀5和第二平衡阀6可以通过调节其两侧压力的相对平衡以及通过分流的方法达到流量平衡。
49.根据该实施例，比例多路阀11控制锚杆钻机，既能实现锚杆钻机各个动作速度的无级调节，又能实现无限线遥控器的连接与控制。如图3中所示，无线遥控器可以包括控制器、显示屏、按键等部件。具体通过遥控器上的按键12可以远程控制多路阀11的第一片阀、第二片阀及第三片阀的比例电磁铁。显示屏13用于显示多个阀门工作状态和压力传感器8的检测值。快慢推进控制阀组可以实现钻箱两种速度推进功能、自动联动喷水及液控单动喷水功能。
50.基于上述控制系统的锚杆钻机控制方法可以包括锚杆钻机快速推进模式、锚杆钻机回退模式、锚杆钻机慢速推进模式以及待机模式，通过切换比例多路阀中第一片阀、第二片阀和/或第三片阀的油路通道可以实现上述模式的切换。
51.锚杆钻机的快速推进模式可以通过以下步骤实现：液压油经过第二片阀的油口一通过第一平衡阀5的单向阀进入推进油缸10的无杆腔，同时液压油通过第二梭阀3控制第二平衡阀6开启，推进油缸10有杆腔液压油经过第二平衡阀6流回第二片阀的油口二，使锚杆钻机快速推进。
52.在工作人员安装好钻杆并控制锚杆钻机将钻杆推送到隧道工作面时，或者为了在钻杆末端加装推送新的钻杆，可以用无线遥控器控制锚杆钻机进行快速推进，以提高工作效率。
53.锚杆钻机的回退模式可以通过以下步骤实现：液压油经过第二片阀的油口二流进第二平衡阀6，油液同时进入第一平衡阀5的控制腔，使第一平衡阀5打开，推进油缸10无杆腔油液经过第一平衡阀5回流到比例多路阀11，使推进油缸10缩回。
54.在工作人员控制锚杆钻机完成钻杆在工作面的钻进工作后，或者在钻杆推进的过程中需要撤回检查钻杆弯折情况时，可以通过无线遥控器控制锚杆钻机推进油缸10缩回。
55.锚杆钻机的慢速推进模式可以通过以下步骤实现：油液经过第一片阀的油口一进入钻箱马达9，使钻箱马达9旋转，同时液压油进入液控单向阀2的液控腔，使液控单向阀2开启；液压油经过第三片阀的油口二的同时进入快慢推进控制阀组的单向阀4、第二梭阀3和液控单向阀2，经过单向阀4使液压油进入推进油缸10无杆腔从而油缸外伸，进入第二梭阀3
打开第二平衡阀6、推进油缸10有杆腔液压油通过平衡阀6及比例多路阀11的第二片阀的油口二回流，进入液控单向阀2后流入第一梭阀1最后流进水阀控制开关7，使得水阀控制开关7打开，水经过水阀控制开关7流入喷水装置喷出，可以实现锚杆钻机慢速钻进并联动供水管路喷水。
56.在工作人员控制锚杆钻机进行钻孔时，可以用无线遥控器将锚杆钻机切换至慢速推进模式，并且在慢速推进模式下可以进一步对推进速度进行无级连续调节，使得工作人员能够及时根据钻杆推进阻力判断并调整合适的推进速度，防止钻杆在钻进时因岩层过硬而发生弯折或者折断。
57.同时，在慢速推进模式下油液控制逻辑使得供水管路的水阀控制开关打开，实现喷水装置联动喷水，可以降低扬尘，同时能给锚杆钻机降温。由无线遥控器远程控制的方式使得工作人员能够在锚杆钻机之外的任意位置对锚杆钻机进行控制，可以防止喷水装置的水溅射到工作人员，并且改善了工作环境。
58.当锚杆钻机切换至待机模式时，可以通过以下步骤实现主动喷水功能：液压油经过比例多路阀11第三片阀的油口一进入第一梭阀1、水阀控制开关7，使水阀控制开关7打开，可以实现主动喷水。
59.在锚杆钻机待机时，工作人员也可以通过无线遥控器打开水阀控制开关并使用喷水装置喷出的水，用于清洗物件或作其他用途。
60.本发明实现了以下功能：（1）采用双比例阀控制推进速度，实现快慢速推进分离。在空推钻箱、接换钻杆与钻头时使用快速推进阀，在钻箱钻进钻杆时使用慢速推进阀，既增大快速推进速度，又提高慢速推进的分辨率、提高效率与稳定性。（2）实现自动联动喷水功能。喷水开关控制采用两种液控方式，第一种满足钻箱旋转和推进推出的两个条件，喷水开关自动打开；另外一种为工人需要供水液控打开喷水开关。这种设计有效的控制供水，当钻孔时系统自动喷水，省去工人手动控制球阀开关。当非钻孔时，工人需要供水时，可以主动供油控制供水阀打开。（3）采用无线遥控器控制锚杆机的所有动作，这样工人的工作位置就是可以移动的。有效的解决了两个问题，一是解决了在钻箱推进过程中淋水造成的工人淋湿，改善了工人的工作环境；一是工人操作视野更加广阔，移动范围更大，避免了因位置固定造成的受限及误动作，提高了工人的安全性。
61.本发明的技术范围不仅仅局限于上述说明书中的内容，本领域技术人员可以在不脱离本发明技术思想的前提下，对上述实施方式进行多种变形和修改，而这些变形和修改均应当属于本发明的范围内。

技术特征：
1.一种控制阀组，其特征在于，所述控制阀组具有第一油口（a）、第二油口（b）、第三油口（a1）、第四油口（b1）、第五油口（b2）以及第一控制入口（c）、第二控制入口（a2）、控制出口（d），并且，所述控制阀组包括第一平衡阀（5）、第二平衡阀（6）、第一梭阀（1）、液控单向阀（2）、第二梭阀（3）及单向阀（4），其中：所述第一梭阀（1）的油口一连接所述第二控制入口（a2），所述第一梭阀（1）的油口二连接所述液控单向阀（2）的出油口，所述第一梭阀（1）的工作口连接所述控制出口（d）；所述液控单向阀（2）的进油口连接第五油口（b2）、所述第二梭阀（3）的油口一以及所述单向阀（4）的进油口，所述液控单向阀（2）的控制腔连接所述第一控制入口（c）；所述第二梭阀（3）的油口一连接所述单向阀（4）的进油口，所述第二梭阀（3）的油口二连接所述第三油口（a1）、所述第一平衡阀（5）的油口一，所述第二梭阀（3）的工作口连接所述第二平衡阀（6）的控制腔；所述单向阀（4）的出油口连接所述第一油口（a）和所述第一平衡阀（5）的油口二；所述第一平衡阀（5）的油口一连接所述第三油口（a1），所述第一平衡阀（5）的油口二连接所述第一油口（a），所述第一平衡阀（5）的控制腔连接在所述第四油口（b1）和所述第二平衡阀（6）的油口一之间，所述第一平衡阀（5）的单向阀的进油口连接所述第一平衡阀（5）的油口一，所述第一平衡阀（5）的单向阀的出油口连接所述第一平衡阀（5）的油口二；所述第二平衡阀（6）的油口一连接所述第四油口（b1），所述第二平衡阀（6）的油口二连接所述第二油口（b），所述第二平衡阀（6）的单向阀的进油口连接所述第二平衡阀（6）的油口一，所述第二平衡阀（6）的单向阀的出油口连接所述第二平衡阀（6）的油口二。2.一种盾构机锚杆钻机控制系统，其特征在于，所述控制系统包括：比例多路阀（11），所述比例多路阀（11）包括第一片阀、第二片阀和第三片阀，所述第一片阀、所述第二片阀和所述第三片阀分别连接至所述控制系统的供油管路；锚杆钻箱，在所述锚杆钻箱处设置有钻箱马达（9）和喷水装置，所述钻箱马达（9）连接至所述第一片阀；快慢推进控制阀组，所述快慢推进控制阀组用于推进所述控制系统的推进油缸（10），所述快慢推进控制阀组具有第一油口（a）、第二油口（b）、第三油口（a1）、第四油口（b1）、第五油口（b2）以及第一控制入口（c）、第二控制入口（a2）、控制出口（d），并且，所述快慢推进控制阀组包括第一平衡阀（5）、第二平衡阀（6）、第一梭阀（1）、液控单向阀（2）、第二梭阀（3）及单向阀（4），其中：所述第一梭阀（1）的油口一连接所述第二控制入口（a2），所述第一梭阀（1）的油口二连接所述液控单向阀（2）的出油口，所述第一梭阀（1）的工作口连接所述控制出口（d）；所述液控单向阀（2）的进油口连接第五油口（b2）、所述第二梭阀（3）的油口一以及所述单向阀（4）的进油口，所述液控单向阀（2）的控制腔连接所述第一控制入口（c）；所述第二梭阀（3）的油口一连接所述单向阀（4）的进油口，所述第二梭阀（3）的油口二连接所述第三油口（a1）、所述第一平衡阀（5）的油口一，所述第二梭阀（3）的工作口连接所述第二平衡阀（6）的控制腔；所述单向阀（4）的出油口连接所述第一油口（a）和所述第一平衡阀（5）的油口二；所述第一平衡阀（5）的油口一连接所述第三油口（a1），所述第一平衡阀（5）的油口二连接所述第一油口（a），所述第一平衡阀（5）的控制腔连接在所述第四油口（b1）和所述第二平
衡阀（6）的油口一之间，所述第一平衡阀（5）的单向阀的进油口连接所述第一平衡阀（5）的油口一，所述第一平衡阀（5）的单向阀的出油口连接所述第一平衡阀（5）的油口二；所述第二平衡阀（6）的油口一连接所述第四油口（b1），所述第二平衡阀（6）的油口二连接所述第二油口（b），所述第二平衡阀（6）的单向阀的进油口连接所述第二平衡阀（6）的油口一，所述第二平衡阀（6）的单向阀的出油口连接所述第二平衡阀（6）的油口二。3.如权利要求2所述的控制系统，其特征在于，所述第一油口（a）连接所述推进油缸（10）的无杆腔，所述第二油口（b）连接所述推进油缸（10）的有杆腔，所述第三油口（a1）连接所述第二片阀的油口一，所述第四油口（b1）连接所述第二片阀的油口二，所述第二控制入口（a2）连接所述第三片阀的油口一，所述第五油口（b2）连接所述第三片阀的油口二，所述第一控制入口（c）连接所述钻箱马达（9）的控制油路，所述控制出口（d）连接所述喷水装置的水阀控制开关（7）。4.如权利要求2所述的控制系统，其特征在于，所述控制系统还包括无线遥控器，所述无线遥控器包括控制器、显示屏（13）、按键（12），其中，所述按键（12）用于远程控制所述比例多路阀（11）的所述第一片阀、所述第二片阀及所述第三片阀的比例电磁铁，所述显示屏（13）用于显示所述快慢推进控制阀组和所述比例多路阀（11）的工作状态。5.一种锚杆钻机，其特征在于，所述锚杆钻机具有如前述权利要求2至4中任一项所述的控制系统。6.一种用于锚杆钻机的控制方法，其特征在于，所述锚杆钻机具有控制系统，所述控制系统包括：比例多路阀（11），所述比例多路阀（11）包括第一片阀、第二片阀和第三片阀，所述第一片阀、所述第二片阀和所述第三片阀分别连接至所述控制系统的供油管路；锚杆钻箱，在所述锚杆钻箱处设置有钻箱马达（9）和喷水装置，所述钻箱马达（9）连接至所述第一片阀；快慢推进控制阀组，所述快慢推进控制阀组用于推进所述控制系统的推进油缸（10），所述快慢推进控制阀组具有第一油口（a）、第二油口（b）、第三油口（a1）、第四油口（b1）、第五油口（b2）以及第一控制入口（c）、第二控制入口（a2）、控制出口（d），并且，所述快慢推进控制阀组包括第一平衡阀（5）、第二平衡阀（6）、第一梭阀（1）、液控单向阀（2）、第二梭阀（3）及单向阀（4），其中：所述第一梭阀（1）的油口一连接所述第二控制入口（a2），所述第一梭阀（1）的油口二连接所述液控单向阀（2）的出油口，所述第一梭阀（1）的工作口连接所述控制出口（d）；所述液控单向阀（2）的进油口连接第五油口（b2）、所述第二梭阀（3）的油口一以及所述单向阀（4）的进油口，所述液控单向阀（2）的控制腔连接所述第一控制入口（c）；所述第二梭阀（3）的油口一连接所述单向阀（4）的进油口，所述第二梭阀（3）的油口二连接所述第三油口（a1）、所述第一平衡阀（5）的油口一，所述第二梭阀（3）的工作口连接所述第二平衡阀（6）的控制腔；所述单向阀（4）的出油口连接所述第一油口（a）和所述第一平衡阀（5）的油口二；所述第一平衡阀（5）的油口一连接所述第三油口（a1），所述第一平衡阀（5）的油口二连接所述第一油口（a），所述第一平衡阀（5）的控制腔连接在所述第四油口（b1）和所述第二平衡阀（6）的油口一之间，所述第一平衡阀（5）的单向阀的进油口连接所述第一平衡阀（5）的
油口一，所述第一平衡阀（5）的单向阀的出油口连接所述第一平衡阀（5）的油口二；所述第二平衡阀（6）的油口一连接所述第四油口（b1），所述第二平衡阀（6）的油口二连接所述第二油口（b），所述第二平衡阀（6）的单向阀的进油口连接所述第二平衡阀（6）的油口一，所述第二平衡阀（6）的单向阀的出油口连接所述第二平衡阀（6）的油口二；并且，所述第一油口（a）连接所述推进油缸（10）的无杆腔，所述第二油口（b）连接所述推进油缸（10）的有杆腔，所述第三油口（a1）连接所述第二片阀的油口一，所述第四油口（b1）连接所述第二片阀的油口二，所述第二控制入口（a2）连接所述第三片阀的油口一，所述第五油口（b2）连接所述第三片阀的油口二，所述第一控制入口（c）连接所述钻箱马达（9）的控制油路，所述控制出口（d）连接所述喷水装置的水阀控制开关（7）。7.如权利要求6的方法，其特征在于，锚杆钻机的快速推进模式通过以下步骤实现：液压油经过第二片阀的油口一通过第一平衡阀（5）的单向阀进入推进油缸（10）的无杆腔，同时液压油通过第二梭阀（3）控制第二平衡阀（6）开启，推进油缸（10）有杆腔液压油经过第二平衡阀（6）流回第二片阀的油口二，使锚杆钻机快速推进。8.如权利要求6的方法，其特征在于，锚杆钻机的回退模式通过以下步骤实现：液压油经过第二片阀的油口二流进第二平衡阀（6），油液同时进入第一平衡阀（5）的控制腔，使第一平衡阀（5）打开，推进油缸（10）无杆腔油液经过第一平衡阀（5）回流到比例多路阀（11），使推进油缸（10）缩回。9.如权利要求6的方法，其特征在于，锚杆钻机的慢速推进模式通过以下步骤实现：油液经过第一片阀的油口一进入钻箱马达（9），使钻箱马达（9）旋转，同时液压油进入液控单向阀（2）的液控腔，使液控单向阀（2）开启；液压油经过第三片阀的油口二的同时进入快慢推进控制阀组的单向阀（4）、第二梭阀（3）和液控单向阀（2），经过单向阀（4）使液压油进入推进油缸（10）无杆腔，进入第二梭阀（3）打开第二平衡阀（6）、推进油缸（10）有杆腔液压油通过平衡阀（6）及比例多路阀（11）的第二片阀的油口二回流，进入液控单向阀（2）后流入第一梭阀（1）最后流进水阀控制开关（7），使得水阀控制开关（7）打开，水经过水阀控制开关（7）流入喷水装置喷出，使锚杆钻机慢速钻进并联动供水管路喷水。10.如权利要求6的方法，其特征在于，当锚杆钻机切换至待机模式时，主动喷水功能通过以下步骤实现：液压油经过比例多路阀（11）第三片阀的油口一进入第一梭阀（1）、水阀控制开关（7），使水阀控制开关（7）打开，实现主动喷水。

技术总结
本发明涉及控制阀组、锚杆钻机控制系统、锚杆钻机及其控制方法。所述控制阀组具有第一油口、第二油口、第三油口、第四油口、第五油口以及第一控制入口、第二控制入口、控制出口，并且，控制阀组包括第一平衡阀、第二平衡阀、第一梭阀、液控单向阀、第二梭阀及单向阀。本发明可以实现锚杆钻机的快慢速推进及联动喷水功能，提高了工作效率，降低了钻杆损坏率，改善了工人工作环境。人工作环境。人工作环境。


技术研发人员：董荣宝 高奔 彭军 刘桂涛 叶旺盛 张涛 潘锋 岳亚军 黄达
受保护的技术使用者：中煤科工集团上海有限公司
技术研发日：2023.08.15
技术公布日：2023/10/15