[發(fā)明專利]一種挖掘機挖土深度計算裝置

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210163518.8
• 申請日: 2012-05-17
• 公開（公告）號: CN103422531A
• 公開（公告）日: 2013-12-04
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張春宇
• 申請（專利權(quán)）人: 張春宇
• 主分類號: E02F9/26
• 分類號: E02F9/26
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明申請涉及一種挖掘機挖土深度計算校核裝置，尤其是挖掘機在挖溝槽的時候，能實時計算鏟斗的挖土深度。?

背景技術(shù)

目前，挖掘機在挖管線(如自來水，熱力、燃?xì)?管道時，需要施工員在挖掘機工作前，沿管線各點先測量好下挖深度，同時在挖掘機工作時，又要對挖掘機的挖土深度進(jìn)行復(fù)核，費工費時。?

發(fā)明內(nèi)容

為了提高工作效率，本發(fā)明提供了一種挖土深度校核裝置，實時計算挖掘機鏟斗工作深度，提示給挖掘機司機。?

采用的技術(shù)方案是：鏟斗傳感器單元，用來測量挖掘機鏟斗距挖掘機主體相對位置和轉(zhuǎn)角；傾斜傳感器單元，用來測量交線與水平面的夾角，該交線為動臂繞其銷軸轉(zhuǎn)動平面與轉(zhuǎn)盤相交的交線，也可以用來測量轉(zhuǎn)盤與水平面的夾角；深度輸入單元，用來輸入挖土預(yù)定深度；計算單元，與鏟斗傳感器單元、傾斜傳感器單元和深度輸入單元分別相連，對其信息進(jìn)行處理；輸出單元，與計算單元相連，輸出計算結(jié)果；其特征是：計算單元根據(jù)鏟斗傳感器單元和傾斜傳感器單元傳遞的數(shù)據(jù)，計算出鏟斗距地面相對位置和轉(zhuǎn)角后，根據(jù)深度輸入單元的預(yù)定深度比較，由輸出單元輸出結(jié)果。?

在上述的鏟斗傳感器單元，可以采用角度傳感器。優(yōu)選的，采用編碼器。角度傳感器安裝在動臂和/或斗桿和/或鏟斗和/或搖桿和/或連桿的銷軸上，也可通過聯(lián)軸器連接。現(xiàn)有的挖掘機大多是銷軸的中間部分安裝一個軸承，對此，應(yīng)進(jìn)行相應(yīng)改造，把銷軸兩端安裝軸承，中間部分設(shè)置與桿件固定裝置，如銷栓、花鍵等。把三個角度傳感器分別安裝在動臂與轉(zhuǎn)臺、動臂與斗桿、斗桿與鏟斗之間的銷軸上，測量他們的夾角，然后把夾角數(shù)據(jù)傳遞給計算單元。?

鏟斗傳感器單元除了使用角度傳感器，還可以使用位移傳感器，同樣可以間接得出轉(zhuǎn)動角度。將位移傳感器兩端分別安裝在轉(zhuǎn)盤和動臂、動臂和斗桿、斗桿和鏟斗的除銷軸以外的部位上，位移傳感器把位移長度傳遞給計算單元。?

傾斜傳感器單元用來測定交線與水平面的夾角，該交線為動臂繞其銷軸轉(zhuǎn)動平面與轉(zhuǎn)盤相交的交線，也可以測量挖掘機與水平面的夾角。其傳感器采用傾角傳感器，可以采用氣體、液體或固體傾角傳感器。其傳感器敏感軸安裝方向垂直于動臂與轉(zhuǎn)盤的連接銷軸。傾角傳感器安裝在轉(zhuǎn)盤及轉(zhuǎn)盤以上剛性好的挖掘機主體，優(yōu)選的，傾角傳感器安裝在轉(zhuǎn)盤上。?

對于傾斜傳感器用來測量挖掘機與水平面的夾角的情況，可采用兩個的傳感器。優(yōu)選的，采用兩個相互垂直的傳感器。?

對于鏟斗傳感器單元采用角度傳感器的情況，計算單元根據(jù)動臂、斗桿的兩銷軸連線、鏟斗斗齒與銷軸連線的夾角和已知的動臂、斗桿的兩銷軸連線、鏟斗斗齒與銷軸連線長度，以及轉(zhuǎn)盤與動臂連接的銷軸到地面的固定高度，求出鏟斗斗齒的挖土深度。?

當(dāng)采用位移傳感器時，計算單元可根據(jù)已知的三角形兩邊長和位移傳感器的參數(shù)，利用三角函數(shù)求出夾角；根據(jù)已知的動臂、斗桿、鏟斗的長度，以及銷軸到地面的固定高度，該銷軸為轉(zhuǎn)盤與動臂連接的銷軸，求出鏟斗齒尖的挖土深度。?

另外，位移傳感器可代之以距離傳感器。?

計算單元把計算得到的鏟斗深度根據(jù)傾斜傳感器單元傳遞的信號進(jìn)行修正，再與設(shè)定深度相比較，輸出單元以視覺的或/和聲音的信號向駕駛員發(fā)出。?

除了上述種方案，還可以將三種方案所用的角度傳感器、位移傳感器和距離傳感器組合使用，既使用其中的一種或兩種或三種，安裝在挖掘機工作臂上。?

輸出單元，可用聲、光等方式提示司機，具體如下：?

聲音提示：在挖土深度到達(dá)預(yù)定深度時，進(jìn)行聲音提示。指示燈提示，在挖土深度到達(dá)預(yù)定深度時，用指示燈的亮或滅的方式，進(jìn)行提示。也可將鏟斗距地面深度與預(yù)定挖土深度之差或預(yù)定挖土深度與鏟斗距地面深度之差，顯示在屏幕上，更直觀地提示給司機。?

本發(fā)明的益處是：挖掘機司機能夠隨時掌握鏟斗挖土深度，使鏟斗能夠在預(yù)定深度工作，避免了溝槽挖深或者挖淺。?

附圖說明

圖1為挖掘機挖土深度計算裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；?

1?鏟斗位置傳感器單元?2?傾斜傳感器單元?3?深度輸入單元?4?計算單元?5?輸出單元

圖2為挖掘機挖土深度計算裝置的計算原理示意圖；

01.動臂?02.斗桿?03.鏟斗?04.轉(zhuǎn)盤

圖3為圖2的A-A截面橫剖示意圖；

001?角度傳感器?002?銷軸?003?軸承?004?銷栓?01?動臂?02?斗桿?

圖4為位移傳感器安裝示意圖

011?位移傳感器?01?動臂?02?斗桿

具體實施方式