挖掘机检测淤陷工况系统及检测方法技术方案

本发明专利技术涉及挖掘机，为解决安全检测挖掘机施工位置是否存在淤陷风险的问题；提供一种挖掘机检测淤陷工况系统，该挖掘机在检测施工位置是否具有淤陷风险时，将铲斗底板平放在待测施工位置并回缩动臂油缸使铲斗陷入到地面直至动臂油缸不能进一步回缩位置时，控制器根据所检测到的参数值计算地面对铲斗底板平面的作用力和铲斗下陷的深度，结合铲斗底板平面面积计算将施工位置能够承受的最大接地比压，与整机允许下陷的深度对比判断将施工的位置是否会导致整机淤陷，并将判断结果在显示器上显示。本系统能够在保证在整机远离危险位置的条件下，精确判断将施工的位置是否会造成整机於陷，并对驾驶员进行提醒，有效降低事故发生的可能。

Detection system and detection method of excavator's silting condition

The invention relates to an excavator, in order to solve the problem of safety detection of whether there is a risk of siltation in the excavator construction position; provides a working condition system for excavator detection of siltation; when the excavator detects whether there is a risk of siltation in the construction position, it places the bottom plate of the bucket horizontally in the construction position to be measured and retracts the movable arm cylinder to cause the bucket to sink into the bucket. When the ground can not be retracted further, the controller calculates the force of the ground on the bottom plane of the bucket and the depth of the bucket subsidence according to the measured parameters. The maximum grounding pressure that the construction position can withstand is judged by comparing with the allowable subsidence depth of the whole machine. Whether the location of the construction will cause the whole machine to sink, and the result will be displayed on the monitor. This system can ensure that the whole machine is far from the dangerous position, accurately judge whether the construction position will cause the whole machine to sink, and remind the driver, effectively reduce the possibility of accidents.

【技术实现步骤摘要】
挖掘机检测淤陷工况系统及检测方法
本专利技术涉及一种挖掘机，更具体地说，涉及一种挖掘机检测淤陷工况系统及检测方法。
技术介绍
挖掘机是一种能够在复杂环境下施工的工程机械产品，广泛应用于建筑、农田、水利等工况下。由于挖掘机相对于轮胎式产品接地比压较低，经常用于沼泽等易于淤陷区域的施工。目前，在沼泽地施工的挖掘机一般采用配置加宽履带的方式，进一步降低接地比压来防止淤陷。但由于沼泽地区域中每一个位置的松软程度不同，能够承载的重量也不同。驾驶员往往认为一个工位可靠，就麻痹大意，在沼泽地里随意驾驶、施工，导致整机陷入淤泥中的现象。目前，采用加宽履带的挖掘机，在判断某工况是否会造成整机淤陷时，仍需要驾驶员小心得将整机开至该危险工况，实际试验是否会淤陷。一旦发现有淤陷的可能，就需要驾驶员迅速将整机开回安全区域。而往往由于整机已进入危险工况，无法再返回安全区域，导致整机淤陷。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是针对现有挖掘机在泥沼工地施工判断是否会淤陷时需要将挖掘机行驶到待检测施工点实际试验是否会淤陷而导致挖掘机在检测时存在淤陷的风险，而提供一种挖掘机不用行驶到检测点就可以检测挖掘机是否会淤陷的挖掘机检测淤陷工况系统及检测方法。本专利技术为实现其目的的技术方案是这样的：提供一种挖掘机检测淤陷工况系统，该挖掘机包括动臂、连接在动臂前端的斗杆、在斗杆前端连接的铲斗和用于举升动臂的动臂油缸；其特征在于还包括用于检测动臂油缸内液压油压力的压力传感器、用于检测动臂、斗杆和铲斗姿态的姿态传感器、用于显示检测结果的显示器、与压力传感器和姿态传感器、显示器连接的控制器以及与控制器连接的检测启动按钮，在检测施工位置是否具有淤陷风险时，将铲斗底板平放在待测施工位置，按下检测启动按钮并回缩动臂油缸使铲斗陷入到地面直至动臂油缸不能进一步回缩位置时，所述控制器依据姿态传感器和动臂压力传感器所检测到的参数值计算地面对铲斗底板平面的作用力和铲斗下陷的深度，结合铲斗底板平面面积计算将施工位置能够承受的最大接地比压，与整机允许下陷的深度对比判断将施工的位置是否会导致整机淤陷，并将判断结果在显示器上显示。进一步地，上述挖掘机检测淤陷工况系统中，所述姿态传感器包括用于检测动臂转动角度的动臂转角传感器、用于检测斗杆相对动臂转动角度的斗杆转角传感器、用于检测铲斗相对斗杆转动角度的铲斗转角传感器。通过转角传感器检测铲斗与斗杆、斗杆与动臂、动臂与回转平台之间的角度关系，从而确定铲斗的位置。或者所述姿态传感器包括用于检测动臂油缸伸出长度的动臂油缸伸出位移传感器、用于检测斗杆油缸伸出长度的斗杆油缸伸出位移传感器、用于检测铲斗油缸伸出长度的铲斗油缸伸出位移传感器；控制器通过检测铲斗油缸、斗杆油缸、动臂油缸的伸出量来计算确定铲斗的位置。本专利技术为实现其目的的技术方案是这样的：提供一种挖掘机检测淤陷工况的方法，该挖掘机包括动臂、连接在动臂前端的斗杆、在斗杆前端连接的铲斗和用于举升动臂的动臂油缸；其特征在于该挖掘机还包括用于检测动臂油缸内液压油压力的压力传感器、用于检测动臂、斗杆和铲斗姿态的姿态传感器、用于显示检测结果的显示器、与压力传感器和姿态传感器、显示器连接的控制器，所述方法如下：将铲斗底板平放在待检测施工位置底面上，按下检测启动按钮控制器通过姿态传感器记录铲斗当前位置；回缩动臂油缸使动臂下降直到地面对铲斗支撑使动臂不能再下降，控制器通过姿态传感器和压力传感器计算检测铲斗位置和铲斗对地面的压力，结合铲斗底板平面面积计算施工位置能够承受的最大接地比压；对比动臂下降前后铲斗的位置计算铲斗陷入到地面中的深度，同时与整机允许下陷的深度判断将施工的位置是否会导致整机於陷并在显示器上显示。进一步地，上述挖掘机检测淤陷工况的方法中，所述铲斗底板平放在待检测施工位置地面上时所述斗杆伸展至最大挖掘范围姿态。进一步地，上述挖掘机检测淤陷工况的方法中，所述姿态传感器包括用于检测动臂转动角度的动臂转角传感器、用于检测斗杆相对动臂转动角度的斗杆转角传感器、用于检测铲斗相对斗杆转动角度的铲斗转角传感器，所述姿态传感器包括用于检测动臂转动角度的动臂转角传感器、用于检测斗杆相对动臂转动角度的斗杆转角传感器、用于检测铲斗相对斗杆转动角度的铲斗转角传感器，所述控制器通过各转角传感器的检测值以及动臂、斗杆和铲斗的尺寸参数计算铲斗的位置。或者所述姿态传感器包括用于检测动臂油缸伸出长度的动臂油缸伸出位移传感器、用于检测斗杆油缸伸出长度的斗杆油缸伸出位移传感器、用于检测铲斗油缸伸出长度的铲斗油缸伸出位移传感器，所述控制器通过各位移传感器的检测值以及动臂、斗杆和铲斗的尺寸参数计算铲斗的位置。本专利技术与现有技术相比，具有以下优点：1、在成本方面，本专利技术相对于智能型挖掘机，无新增部件，成本无增加。2、在功能方面，本专利技术能够在保证在整机远离危险位置的条件下，精确判断将施工的位置是否会造成整机於陷。并对驾驶员进行提醒，有效降低事故的发生的可能。附图说明图1是本专利技术挖掘机检测淤陷工况系统的原理框图。图中零部件名称及序号：挖掘机主机1、动臂2、斗杆3、铲斗4、动臂油缸5、斗杆油缸6、铲斗油缸7、压力传感器8、动臂姿态传感器9、斗杆姿态传感器10、铲斗姿态传感器11、控制器12、显示器13、检测启动按钮14。具体实施方式下面结合附图说明具体实施方案。如图1所示，本实施例中挖掘机检测淤陷工况系统中，该挖掘机包括动臂2、连接在动臂2前端的斗杆3、在斗杆3前端连接的铲斗4、连接在动臂2与挖掘机主机1之间用于举升动臂的动臂油缸5、连接在动臂2与斗杆3之间用于推动斗杆转动的斗杆油缸6、连接在斗杆3与铲斗4之间用于推动铲斗转动的铲斗油缸7；另外还包括用于检测动臂油缸内液压油压力的压力传感器8、用于检测动臂姿态的动臂姿态传感器9、检测斗杆姿态的斗杆姿态传感器10、和用于检测铲斗姿态的铲斗姿态传感器11、用于显示检测结果的显示器13、与压力传感器8和各姿态传感器、显示器13连接的控制器12以及与控制器12连接的检测启动按钮14。动臂姿态传感器9可以是用于检测动臂相对挖掘机主机转动角度的转角传感器，也可以是用于检测动臂油缸伸出量的位移传感器；同样斗杆姿态传感器10可以是斗杆相对动臂转动角度的转角传感器，也可以是用于测量斗杆油缸伸出量的位移传感器；铲斗姿态传感器11可以是铲斗相对斗杆转动角度的转角传感器，也可以是用于测量铲斗油缸伸长量的位移传感器。上述挖掘机检测施工位置是否具有淤陷风险的步骤如下：将挖掘机接近但不进入到施工位置，将斗杆3前伸至铲斗处于最大挖掘范围，并将铲斗4底板平放在待测施工位置并按下检测启动按钮14，挖掘机开始检测施工位置是否存在淤陷风险。检测时，控制器12通过动臂姿态传感器9、斗杆姿态传感器10、铲斗姿态传感器11所检测到的相应参数并结合挖掘机动臂2、斗杆3、铲斗4的尺寸参数，计算出铲斗4的位置高度。与此同时，动臂油缸5开始回缩，动臂2下降，铲斗4在斗杆3与动臂2的作用下开始陷入到地面当中，动臂下降的动作一直持续到铲斗4因受到地面的阻力支撑不再下陷时为止，此时控制器12通过动臂姿态传感器9、斗杆姿态传感器10、铲斗姿态传感器11所检测到的参数并结合挖掘机动臂2、斗杆3、铲斗4的尺寸参数，计算出铲斗4的位置高度，并结合压力传感本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种挖掘机检测淤陷工况系统，该挖掘机包括动臂、连接在动臂前端的斗杆、在斗杆前端连接的铲斗和用于举升动臂的动臂油缸；其特征在于还包括用于检测动臂油缸内液压油压力的压力传感器、用于检测动臂、斗杆和铲斗姿态的姿态传感器、用于显示检测结果的显示器、与压力传感器和姿态传感器、显示器连接的控制器以及与控制器连接的检测启动按钮，在检测施工位置是否具有淤陷风险时，将铲斗底板平放在待测施工位置，按下检测启动按钮并回缩动臂油缸使铲斗陷入到地面直至动臂油缸不能进一步回缩位置时，所述控制器依据姿态传感器和动臂压力传感器所检测到的参数值计算地面对铲斗底板平面的作用力和铲斗下陷的深度，结合铲斗底板平面面积计算将施工位置能够承受的最大接地比压，与整机允许下陷的深度对比判断将施工的位置是否会导致整机淤陷，并将判断结果在显示器上显示。

【技术特征摘要】
1.一种挖掘机检测淤陷工况系统，该挖掘机包括动臂、连接在动臂前端的斗杆、在斗杆前端连接的铲斗和用于举升动臂的动臂油缸；其特征在于还包括用于检测动臂油缸内液压油压力的压力传感器、用于检测动臂、斗杆和铲斗姿态的姿态传感器、用于显示检测结果的显示器、与压力传感器和姿态传感器、显示器连接的控制器以及与控制器连接的检测启动按钮，在检测施工位置是否具有淤陷风险时，将铲斗底板平放在待测施工位置，按下检测启动按钮并回缩动臂油缸使铲斗陷入到地面直至动臂油缸不能进一步回缩位置时，所述控制器依据姿态传感器和动臂压力传感器所检测到的参数值计算地面对铲斗底板平面的作用力和铲斗下陷的深度，结合铲斗底板平面面积计算将施工位置能够承受的最大接地比压，与整机允许下陷的深度对比判断将施工的位置是否会导致整机淤陷，并将判断结果在显示器上显示。2.根据权利要求1所述的挖掘机检测淤陷工况系统，其特征在于所述姿态传感器包括用于检测动臂转动角度的动臂转角传感器、用于检测斗杆相对动臂转动角度的斗杆转角传感器、用于检测铲斗相对斗杆转动角度的铲斗转角传感器。3.根据权利要求1所述的挖掘机检测淤陷工况系统，其特征在于所述姿态传感器包括用于检测动臂油缸伸出长度的动臂油缸伸出位移传感器、用于检测斗杆油缸伸出长度的斗杆油缸伸出位移传感器、用于检测铲斗油缸伸出长度的铲斗油缸伸出位移传感器。4.一种挖掘机检测淤陷工况的方法，该挖掘机包括动臂、连接在动臂前端的斗杆、在斗杆前端连接的铲斗和用于举升动臂的动臂油缸；其特征在于该挖掘机还包括用...

【专利技术属性】
技术研发人员：邢树鑫，程盼，李健，卢春霖，
申请(专利权)人：柳州柳工挖掘机有限公司，柳工常州机械有限公司，广西柳工机械股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广西,45