(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211199703.2 (22)申请日 2022.09.29 (71)申请人 长沙一派直驱科技股份有限公司 地址 410000 湖南省长 沙市经济技 术开发 区天华南路9号 (72)发明人 朱更红　何杨东　 (74)专利代理 机构 长沙轩荣专利代理有限公司 43235 专利代理师 李崇章 (51)Int.Cl. G06F 30/20(2020.01) G06F 119/18(2020.01) (54)发明名称 一种电磁打桩 锤驱动参数设计方法 (57)摘要 本公开实施例中提供了一种电磁打桩锤驱 动参数设计方法， 属于计算技术领域， 具体包括： 步骤1， 获取对于待设计电磁打桩锤工作性能的 初始约束条件； 步骤2， 建立复合坐标系并将待设 计电磁打桩锤的运动过程映射至复合坐标系中 的不同象限， 得到待设计电磁打桩锤对应的矢量 图； 步骤3， 根据初始约束条件和矢量图计算待设 计电磁打桩锤的驱动参数。 通过本公开的方案， 使用复合坐标系和矢量图， 简化相对复杂的求取 永磁直驱电机驱动参数计算过程， 提高计算效 率、 计算精度和实用性； 清晰显示加速升锤或加 速落锤的推力和加速度作用区， 便于直观比较和 分析参数特点， 优化和保证参数设计质量； 可用 于其他种类打桩 锤驱动参数描述和分析。 权利要求书2页 说明书10页 附图4页 CN 115470649 A 2022.12.13 CN 115470649 A 1.一种电磁打桩 锤驱动参数设计方法， 其特 征在于， 包括： 步骤1， 获取对于待设计电磁打桩 锤工作性能的初始约束条件； 步骤2， 建立复合坐标系 并将所述待设计电磁打桩锤的运动过程映射至所述复合坐标 系中的不同象限， 得到所述待设计电磁打桩 锤对应的矢量图； 步骤3， 根据所述初始约束条件和所述矢量图计算所述待设计电磁打桩 锤的驱动参数。 2.根据权利要求1所述的方法， 其特征在于,所述初始约束条件包括所述待设计电磁打 桩锤的锤体质量m， 所述待设计电磁打桩锤的最大升锤高度H2， 所述待设计电磁打桩锤的最 大锤击能E4K， 锤击频率f。 3.根据权利要求2所述的方法， 其特征在于,所述复合坐标系中第 一象限为所述待设计 电磁打桩 锤升锤运动的驱动加速 升锤运动过程和上 抛减速升锤运动过程的映射； 所述复合坐标系中第二象限为所述待设计电磁打桩锤落锤运动的驱动加速落锤运动 过程和下 抛加速落锤运动过程的映射。 4.根据权利要求3所述的方法， 其特 征在于,所述 步骤2具体包括： 步骤2.1， 假设锤体在上抛初始点动能E2k作用下， 从原点向纵坐标正向上抛至最大升锤 高度H2(0－H2)， 锤体在高度H2获得势能E2p， 锤体从最大升锤高度H2向原点0自由落体(H2－ 0)， 锤体获得原点0动能E0k， 上抛初始点动能E2k和自由落体末端动 能E0k大小相等， 方向相 反， 其动能变量值为V02， 在第一象限复合横坐标作动能变量V02点， 同点对应有坐标值b0， 即 复合坐标点(V02/b0)， 连接纵坐标H2点和复合横坐标V02点， 得第一 象限重力加速度作用线， 或上抛运动矢量； 步骤2.2， 在第二象限复合横坐标作动能变量V02点， 同点对应有 坐标值b0， 连接纵坐标H2 点和横坐标V02点， 得第二象限重力加速度作用线， 或自由落体运动矢量。 5.根据权利要求 4所述的方法， 其特 征在于,所述 步骤3具体包括： 步骤3.1， 根据所述第一象限的矢量图和所述初始约束条件计算所述待设计电磁打桩 锤的驱动加速 升锤运动过程和上 抛减速升锤运动过程对应的升锤驱动参数； 步骤3.2， 根据所述第二象限的矢量图和所述初始约束条件计算所述待设计电磁打桩 锤的驱动加速落锤运动过程和下 抛加速落锤运动过程对应的落锤驱动参数。 6.根据权利要求5所述的方法， 其特 征在于,所述 步骤3.1具体包括： 步骤3.1.1， 当所述待设计电磁打桩锤升锤运动在驱动加速升锤运动阶段， 电磁驱动力 F1驱动锤体从原点0加 速上升到上抛起始点高度H1， 按预选的驱动力加 速度a1值， 计算电磁 驱动力F1， 从原点0出发， 作a1作用线与上抛运动矢量相交， 得交点坐标(b1， H1)和上抛起始 点高度H1， 从原点0至交点(b1， H1)的线段为驱动加速升锤矢量， 得复合横坐标(V12/b1)， 根据 复合坐标正相关比例关系， 求得上抛点起始动能变量值V12， 并据此计算上抛起始点动能 E1k， 上抛起始速度V1， 驱动加速 升锤峰值功率P1， 驱动加速 升锤时间t1； 步骤3.1.2， 当所述待设计电磁打桩锤升锤运动在上抛减速升锤运动阶段， 锤体以上抛 起始速度 V1开始， 从上抛起始点高度H1匀减速上升至最大升锤高度H2点， 运动减速至0， 从坐 标点(b1， H1)到高度H2点的线段为上抛减速升锤运动矢量， 得势能E2p， 上抛减速升锤运动时 间t2， 整个升锤运动时间TU＝t1+t2； 步骤3.1.3， 将m， H2， E2p， F1， H1， E1k， V1， P1， t1， t2， TU作为升锤驱动参数。 7.根据权利要求6所述的方法， 其特 征在于,所述 步骤3.2具体包括：权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115470649 A 2步骤3.2.1， 当所述待设计电磁打桩锤落锤运动在驱动加速落锤运动阶段， 电磁驱动力 F3和重力G同向作用于锤体， 合力F2， 锤体从落锤起始高度H2驱动加速下落至高度H3， 根据选 取的驱动力加速度a3值， 计算电磁驱动力F3、 合力加速度a2和合力F2， 从落锤起点H2出发， 作 驱动力加速度a3作用线； 步骤3.2.2， 当所述待设计电磁打桩锤落锤运动在下抛加速落锤运动阶段， 锤体从下抛 起始点高度H3， 以下抛起始速度V3和下抛起始点动能E3k， 在重力加速度g作用下， 作下抛加 速落锤运动， 下落至原点0高度 或锤击起始点， 有复合横坐标复合坐标点(V42/b4)和末端动 能或锤击能E4k， 根据末端动能或锤击能E4k计算复合横坐标 复合坐标点(V42/b4)中的动能变 量值V42和末端速度V4， 并根据复合坐标正相关比例关系， 求得复合横坐标复合坐标点(V42/ b4)中的b4值， 从复合横坐标复合坐标点(V42/b4)， 作重力加速度g作用线， 有驱动力加速度a3 作用线和重力加速度g作用线相交于(b3， H3)点， 得下抛起始点高度 H3， 从落锤起始点H2到坐 标点(b3， H3)的线段为驱动加速落锤矢量， 从坐标点(b3， H3)到复合横坐标复合坐标点(V42/ b4)的线段为下抛加速落锤矢量， 根据复合坐标正相关比例关系， 求得下抛起始点动能变量 值V32， 据此计算下抛起始点动能E3k， 下抛起始速度V3， 驱动加速落锤峰值功率P3， 驱动加速 落锤时间t3， 下抛加速落锤时间t4， 落锤时间TD＝t3+t4， 以及升锤落锤时间TUD＝TU+TD； 步骤3.2.3， 将m， H2， F3， H3， V3， P3， E4k， V4， t3， t4， TD作为落锤驱动参数， TUD作为升锤落锤时 间参数。 8.根据权利要求1所述的方法， 其特征在于,所述待设计电磁打桩锤的升锤运动 顺序包 括驱动加速升锤运动和上抛减速升锤运动， 所述待设计电磁打桩锤的落锤运动顺序包括驱 动加速落锤运动和下 抛加速落锤运动， 所述电磁驱动力F1大于重力G。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115470649 A 3