[发明专利]一种挖掘机挖土深度计算装置

说明书

技术领域

本发明申请涉及一种挖掘机挖土深度计算校核装置，尤其是挖掘机在挖沟槽的时候，能实时计算铲斗的挖土深度。 

背景技术

目前，挖掘机在挖管线(如自来水，热力、燃气)管道时，需要施工员在挖掘机工作前，沿管线各点先测量好下挖深度，同时在挖掘机工作时，又要对挖掘机的挖土深度进行复核，费工费时。 

发明内容

为了提高工作效率，本发明提供了一种挖土深度校核装置，实时计算挖掘机铲斗工作深度，提示给挖掘机司机。 

采用的技术方案是：铲斗传感器单元，用来测量挖掘机铲斗距挖掘机主体相对位置和转角；倾斜传感器单元，用来测量交线与水平面的夹角，该交线为动臂绕其销轴转动平面与转盘相交的交线，也可以用来测量转盘与水平面的夹角；深度输入单元，用来输入挖土预定深度；计算单元，与铲斗传感器单元、倾斜传感器单元和深度输入单元分别相连，对其信息进行处理；输出单元，与计算单元相连，输出计算结果；其特征是：计算单元根据铲斗传感器单元和倾斜传感器单元传递的数据，计算出铲斗距地面相对位置和转角后，根据深度输入单元的预定深度比较，由输出单元输出结果。 

在上述的铲斗传感器单元，可以采用角度传感器。优选的，采用编码器。角度传感器安装在动臂和/或斗杆和/或铲斗和/或摇杆和/或连杆的销轴上，也可通过联轴器连接。现有的挖掘机大多是销轴的中间部分安装一个轴承，对此，应进行相应改造，把销轴两端安装轴承，中间部分设置与杆件固定装置，如销栓、花键等。把三个角度传感器分别安装在动臂与转台、动臂与斗杆、斗杆与铲斗之间的销轴上，测量他们的夹角，然后把夹角数据传递给计算单元。 

铲斗传感器单元除了使用角度传感器，还可以使用位移传感器，同样可以间接得出转动角度。将位移传感器两端分别安装在转盘和动臂、动臂和斗杆、斗杆和铲斗的除销轴以外的部位上，位移传感器把位移长度传递给计算单元。 

倾斜传感器单元用来测定交线与水平面的夹角，该交线为动臂绕其销轴转动平面与转盘相交的交线，也可以测量挖掘机与水平面的夹角。其传感器采用倾角传感器，可以采用气体、液体或固体倾角传感器。其传感器敏感轴安装方向垂直于动臂与转盘的连接销轴。倾角传感器安装在转盘及转盘以上刚性好的挖掘机主体，优选的，倾角传感器安装在转盘上。 

对于倾斜传感器用来测量挖掘机与水平面的夹角的情况，可采用两个的传感器。优选的，采用两个相互垂直的传感器。 

对于铲斗传感器单元采用角度传感器的情况，计算单元根据动臂、斗杆的两销轴连线、铲斗斗齿与销轴连线的夹角和已知的动臂、斗杆的两销轴连线、铲斗斗齿与销轴连线长度，以及转盘与动臂连接的销轴到地面的固定高度，求出铲斗斗齿的挖土深度。 

当采用位移传感器时，计算单元可根据已知的三角形两边长和位移传感器的参数，利用三角函数求出夹角；根据已知的动臂、斗杆、铲斗的长度，以及销轴到地面的固定高度，该销轴为转盘与动臂连接的销轴，求出铲斗齿尖的挖土深度。 

另外，位移传感器可代之以距离传感器。 

计算单元把计算得到的铲斗深度根据倾斜传感器单元传递的信号进行修正，再与设定深度相比较，输出单元以视觉的或/和声音的信号向驾驶员发出。 

除了上述种方案，还可以将三种方案所用的角度传感器、位移传感器和距离传感器组合使用，既使用其中的一种或两种或三种，安装在挖掘机工作臂上。 

输出单元，可用声、光等方式提示司机，具体如下： 

声音提示：在挖土深度到达预定深度时，进行声音提示。指示灯提示，在挖土深度到达预定深度时，用指示灯的亮或灭的方式，进行提示。也可将铲斗距地面深度与预定挖土深度之差或预定挖土深度与铲斗距地面深度之差，显示在屏幕上，更直观地提示给司机。 

本发明的益处是：挖掘机司机能够随时掌握铲斗挖土深度，使铲斗能够在预定深度工作，避免了沟槽挖深或者挖浅。 

附图说明

图1为挖掘机挖土深度计算装置的结构示意图； 

1 铲斗位置传感器单元 2 倾斜传感器单元 3 深度输入单元 4 计算单元 5 输出单元

图2为挖掘机挖土深度计算装置的计算原理示意图；

01.动臂 02.斗杆 03.铲斗 04.转盘

图3为图2的A-A截面横剖示意图；

001 角度传感器 002 销轴 003 轴承 004 销栓 01 动臂 02 斗杆 

图4为位移传感器安装示意图

011 位移传感器 01 动臂 02 斗杆

具体实施方式