[发明专利]一种挖掘机安全装载量自动防倾覆报警系统

说明书

一种挖掘机安全装载量自动防倾覆报警系统,此系统由4个部分组成，分别有重力传感器、计重器、数据处理器和语音提示报警器。本发明能实现对挖掘机地动态监测，方便驾驶员了解挖掘机的装载量信息，便于驾驶员对挖掘机装载量的控制，有效避免挖掘机发生倾覆，提高挖掘机装载重物的安全系数。

技术领域

本发明涉及一种挖掘机装安全载量自动防倾覆报警系统，该方法主要用于避免挖掘机在施工作业过程中发生倾覆，提高挖掘机装载重物的安全系数。

背景技术

挖掘机的行驶路况较为复杂，上坡和下坡的角度较大，在侧面斜坡施工作业的情况较多，这些因素都大大增加了挖掘机在施工作业过程中发生倾覆的可能性。在目前操作人员会根据挖掘机所处的环境来粗略判断装载多少重物不会发生倾覆，在情况极为复杂的情况下，人为的判断在会造成失误，引起安全事故。因此考虑各种因素的影响下，确定挖掘机的安全的挖掘量，避免挖掘机在施工作业中由于装载过量而发生倾覆的研究很有必要。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足，要解决挖掘机在运行过程中容易倾覆的技术问题。

采用以下技术方案：

一种挖掘机安全装载量自动防倾覆报警系统，包括重力传感器、计重器、数据处理器和语音提示报警器，重力传感器的输出端、计重器的输出端分别与数据处理器的输入端连接，数据处理器的输出端与语音提示报警器的输入端连接，所述数据处理器，能接收重力传感器与计重器传送的信息并对信息进行处理，根据处理结果将指令发送到语音提示报警器。

上述重力传感器应包括4组，分别安装在挖掘机斗杆、转台、回转支承、回起色构上。

上述计重器安装在挖掘机的履带上。

使用上述系统时，包括以下步骤：

1)通过重力传感器测得挖掘机施工作业坡面的倾角α；

2)通过计重器测得挖掘机及其装载物的重力G，并获得装载物的重力W；

3)通过数据处理器进行平面模型的受力分析，分别获得X方向上的力平衡方程、D点的力矩平衡方程、以及挖掘机开始倾覆时装载物的重力W的计算公式。

4)到挖掘机的装载量达到挖掘机发生倾覆装载量临界值W时，语音提示报警器给驾驶员发出提醒，实时指导驾驶员减少装载量。

在步骤2)中，通过计重器测得挖掘机及其装载物的重力G，挖掘机本身的重力W₁是已知的，由此可得装载物的重力W＝G-W₁。

在步骤3)中，X方向上的力平衡方程为：∑F_X＝0，关于D点的力矩平衡方程：∑M_D＝0，挖掘机开始倾覆时装载物的重力W的计算公式为：

本发明的技术效果在于：

1.本发明采取重力传感器，可以测量出由于重力引起的加速度，通过分析动态加速度，可以分析出挖掘机移动的方式。

2.本发明通过重力传感器，可以计算出设备相对于水平面的倾斜角度，为判断挖掘的作业是否安全提供重要的基础计算数据。

3.本发明通过数据处理器，可以迅速准确的对挖掘机的施工作业状态做出判断，工作效率高、成本低，有效地提高了安全系数。

4.本发明采取的语音提示报警器，当挖掘机达到倾覆的临界值时，及时发出警报，，提示驾驶员调整作业，具有直观性，提高挖掘机载物的安全系数。

5.本发明中各个部分都是模块化处理，从而节省了产品的开发时间和费用，降低了生产成本，同时也提高了产品的一致性和可靠性，具有很好的推广价值。