1．改進(jìn)原因
    隨著水平定向鉆機(jī)自動化程度的提高，其自動裝卸鉆桿裝置已開始應(yīng)用。某型號水平定向鉆機(jī)配備的XZ200型自動裝卸鉆桿裝置的伸縮臂主要由夾持裝置、伸縮缸及其他附屬結(jié)構(gòu)件組成，如圖1所示。

    在水平定向鉆機(jī)施工過程中，自動裝卸鉆桿裝置在拆卸、夾送鉆桿時，若機(jī)手對仲縮臂伸縮、鉆機(jī)動力頭前推及后拉動作操縱不當(dāng)，可造成伸縮臂與動力頭發(fā)生撞擊，嚴(yán)重時可導(dǎo)致機(jī)械事故。伸縮臂與動力頭撞擊情形如圖2所示。

    2．改進(jìn)方法
    為解決仲縮臂與動力頭運(yùn)動過程中相互撞擊問題，需要對伸縮臂及動力頭防撞功能進(jìn)行改進(jìn)。經(jīng)研究，我們決定為該水平定向鉆機(jī)增設(shè)自動防撞系統(tǒng)。
    （1）結(jié)構(gòu)
    該自動防撞系統(tǒng)主要由電源（vcc)、伸縮臂伸出感應(yīng)傳感器S1、動力頭位置感應(yīng)傳感器S2、伸縮臂控制開關(guān)S3、功力頭前推限制繼電器K4、伸縮臂仲出停止繼電器K6、動力頭前推限制電磁閥、伸縮臂伸出限制電磁閥組成，如圖3所示。

    （2）工作原理
    伸縮臂伸出感應(yīng)傳感器s1為常開式接近傳感器，安裝于仲縮臂伸出的安全距離處，用于感應(yīng)伸縮竹的伸出狀態(tài)。當(dāng)伸縮臂伸出到該傳感器感應(yīng)端上方時，該傳感器開關(guān)閉合，常閉式伸縮臂伸出停止繼電器K6得電、其觸點(diǎn)斷開，伸縮臂電磁閥失電，伸縮臂停止伸出。
    動力頭位置感應(yīng)傳感器S2為常閉式接近傳感器，安裝于鉆架一側(cè)，用于感應(yīng)動力頭位置：當(dāng)動力頭運(yùn)行到該傳感器感應(yīng)端上方時，該傳感器升關(guān)斷開，常開式動力頭前推限制繼電器K4失電、其觸點(diǎn)閉合，動力頭前推限制電磁閥得電，動力頭停止前推。
    在伸縮臂伸出狀態(tài)下，動力頭常閉式動力頭位置感應(yīng)傳感器S2就會感應(yīng)到范圍內(nèi)移動，當(dāng)動力頭離開常閉式動力位置感應(yīng)傳感器S2感應(yīng)范圍時，動力頭前推限制電磁閥發(fā)揮限制作用，避免動力頭繼續(xù)前推與伸縮臂相撞。
    在伸縮臂尚未伸出、動力頭移動出常閉式動力頭位置感應(yīng)傳感器S2感應(yīng)范圍時，常開式伸縮臂伸出感應(yīng)傳感器s1就會感應(yīng)到伸縮竹伸出狀態(tài)，控制伸縮臂伸出停止繼電器K6的通電和斷電，繼而阻止伸縮臂繼續(xù)伸出，避免其與動力頭相撞。伸縮臂伸出感應(yīng)傳感器S1及動力頭位置感應(yīng)傳感器S2的安裝位置如圖4所示。

    3．改進(jìn)效果
    現(xiàn)場調(diào)試與施工跟蹤結(jié)果表明，該水平定向鉆機(jī)自動防撞系統(tǒng)可自動觸發(fā)相關(guān)液壓、電氣控制元件，實(shí)現(xiàn)了仲縮臂與動力頭的自動防撞功能，有效保護(hù)了該鉆機(jī)的施工安全。該成果已成功中請專利保護(hù)，專利號為ZL201520065571.3。