本发明专利技术公开了一种可以检测超挖偏距的铲斗快速溃缩连接装置及方法，该装置包括输入部、伸缩臂、铲斗、液压油缸、溃缩连接杆组、平面力传感器、计算部以和溃缩定向结构。溃缩连接杆组具有至少一个可折叠溃缩杆，可折叠溃缩杆包括两根溃缩臂；两个平面力传感器，可以检测铲斗在水平和竖直平面内的受力；计算部与平面力传感器、爆炸伸缩销以及挖掘机底盘电性相连，可以检测在铲斗因触碰管道导致受力超过阈值时触发爆炸伸缩销缩回；计算部在检测到铲斗触碰管道时，计算底盘需要移动的偏距。本发明专利技术实现铲斗触碰管道时的快速溃缩，同时检测铲斗与管道之间的重合的偏距，为司机操作挖掘机提供依据。供依据。供依据。
【技术实现步骤摘要】
一种可以检测超挖偏距的铲斗快速溃缩连接装置及方法
[0001]本专利技术涉及一种挖掘机
，尤其涉及一种可以检测超挖偏距的铲斗快速溃缩连接装置及方法。
技术介绍
[0002]挖掘机在施工过程中，难免会因意外超挖到水路、电路、光纤等的管道，造成巨大的经济损失，更有甚者会面临刑事处罚。导致这一状况的主要原因是未经提前探测或是挖掘机没有防超挖设备。但是，在许多工程中，往往又需要在管道周围进行开挖工作，如图1所示。在开挖此类管道2周围的沟槽时，如图1所示的存在两种开挖区域，实线区域A为管道顶部部分，实线区域B为管道两侧部分。
[0003]针对实线区域A开挖部分：需要解决的问题是当铲斗1触碰到管道2的时候，能够立即停止铲斗1的运行。并且由于铲斗1的驱动往往是通过液压缸驱动的，液压力的消失往往具有延时和滞后，因此，需要在液压缸和铲斗1之间设置快速溃缩的结构，并且该溃缩机构能够在铲斗被提起后自动回位。
[0004]针对实线区域B开挖部分：需要解决的问题不仅仅包括在铲斗1触碰到管道2时，快速溃缩、自动回位，还需要关注的是：由于操作人员进行的是管道2侧边挖掘，且铲斗此时位置较深，因此，在侧边挖掘铲斗1触碰到管道2时，操作人员需要知晓要将铲斗1侧移的最小距离d，才能保证铲斗1远离管道2，示意图如图2所示。
技术实现思路
[0005]本专利技术的目的在于提供一种可以检测超挖偏距的铲斗快速溃缩连接装置及方法，该连接装置可以在开挖管道周侧覆土；该方法可以检测超挖偏距。
[0006]本专利技术为实现上述目的，采用以下技术方案：。
[0007]一种可以检测超挖偏距的铲斗快速溃缩连接装置，应用于挖掘机对管道周围覆土的开挖，包括：挖掘机底盘，能够在横向与纵向方向移动以调整位置；输入部，用于输入待开挖管道的直径；伸缩臂，设置于挖掘机底盘前部；铲斗，设置于伸缩臂前端，能够相对于伸缩臂转动；液压油缸，设置于伸缩臂上，用于驱动铲斗相对于伸缩臂的转动；溃缩连接杆组，用于连接铲斗与伸缩臂和液压油缸，以通过液压油缸的伸缩实现铲斗的翻转；所述溃缩连接杆组具有至少一个可折叠溃缩杆，所述至少一个可折叠溃缩杆包括两根溃缩臂，所述两根溃缩臂之间通过两个铰接孔连接，其中一个铰接孔内插接固定销轴，另一个铰接孔通过弹性爆炸伸缩销连接；其中一根伸缩臂位于两个铰接孔的连接处设置有抵触区域，用于在溃缩时爆炸伸缩销缩回后始终将销抵触，防止其伸出；
两个平面力传感器，设置于铲斗与溃缩连接杆组的左右连接处，能够检测铲斗在水平和竖直平面内的受力；计算部，与平面力传感器、爆炸伸缩销以及挖掘机底盘电性相连，能够检测在铲斗因触碰管道导致受力超过阈值时触发爆炸伸缩销缩回，实现溃缩连杆组的溃缩；所述计算部还与输入部连接，能够在检测到铲斗触碰管道时，计算底盘需要移动的偏距。
[0008]所述溃缩连接杆组还包括溃缩定向结构，所述溃缩定向结构包括设置于所述弹性爆炸伸缩销的销轴末端的气室一；所述溃缩定向结构还包括一根伸缩活塞杆，所述伸缩活塞杆具有缸体端和活塞端，所述缸体端铰接于伸缩臂，所述活塞端铰接于具有所述抵触区域的一根伸缩臂的抵触区域端。
[0009]所述弹性爆炸伸缩销的所述气室一与所述伸缩活塞杆的无杆腔通过气路一连通，并且所述伸缩活塞杆的无杆腔与有杆腔通过气路二连通，在所述气路二上设置有常开电磁阀。
[0010]所述常开电磁阀与所述计算部电性相连，所述常开电磁阀打开状态下导通气路二，闭合状态下断开气路二同时将有杆腔与外界连通，所述计算部在触发爆炸伸缩销缩回时，同时触发该常开电磁阀闭合排气。
[0011]所述弹性爆炸伸缩销具有两个可调弹簧卡珠，以使得所述弹性爆炸伸缩销的销轴在为发生爆炸时不会移动。
[0012]所述弹性爆炸伸缩销具有电子触发的可重复触发的炸药，爆炸时推动所述销发生移动，压缩所述气室一。
[0013]所述弹性爆炸伸缩销的销轴位于所述气室一的一端设置有压缩弹簧，以使得所述销轴可以重复进入所述溃缩臂的铰接孔内。
[0014]一种应用本专利技术示例的任一种可以检测超挖偏距的铲斗快速溃缩连接装置的检测超挖偏距的方法，应用于挖掘机对管道周围覆土的开挖，包括以下步骤：1）根据管道覆土开挖前的勘测资料，在输入部输入待开挖管道的直径；2）开挖管道上层覆土，左右两个平面力传感器实时检测竖直方向的载荷，将载荷信号传输至计算部；3）当计算部检测到左右两侧载荷超过阈值或出现瞬间增大时，触发弹性爆炸伸缩销的电子炸药，同时触发常开电磁阀闭合，实现溃缩连接杆组的溃缩，同时计算部触发位于司机室内的触碰警报装置；4）司机根据触碰警报装置的提醒，抬起铲斗伸缩臂，触发常开电磁阀打开，使得溃缩连接杆组在铲斗的自重作用下实现复位，进行下一次开挖过程；5）开挖管道两侧覆土，左右两个平面力传感器实时检测竖直和水平方向的载荷，将载荷信号传输至计算部；6）当计算部检测到左右两侧载荷超过阈值或出现瞬间增大时，触发弹性爆炸伸缩销的电子炸药，同时触发常开电磁阀闭合，实现溃缩连接杆组的溃缩，同时计算部触发位于司机室内的触碰警报装置；计算部根据触碰瞬间两个平面力传感器检测到的竖直和水平方向的分力，计算铲斗所受合理的大小和方向，并根据步骤1）输入的管道尺寸计算铲斗与管道重合的超挖偏距值，将该值反馈至司机室，辅助司机调整挖掘机底盘的横向位置调整不小于该超挖偏距值，以使得铲斗避开管道。
[0015]所述步骤2）中伸缩活塞杆的有杆腔与无杆腔连通，以使得活塞伸缩杆可以自由伸缩；所述步骤3）中爆炸推动伸缩销压缩气室一，从而使得伸缩活塞杆可以朝有杆腔移动，从而保证溃缩连杆组的定向溃缩，从而保证伸缩销在压缩弹簧的作用下始终抵触在伸缩臂的抵触区域。
[0016]所述步骤6）中计算超挖偏距值的方式为：d=D（1
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sinθ）/2，其中，d为铲斗与管道水平方向重合的偏距，D为管道直径，θ为计算部得到的铲斗合力的方向。
[0017]本专利技术的有益效果是:1、利用两根通过固定铰接点和活动铰接点的溃缩臂，实现铲斗触碰到管道时的溃缩，该结构连接简单，可以在铲斗触碰时溃缩，在铲斗提起时，又会因为铲斗自重作用使溃缩臂恢复为连接状态，保证了铲斗的重复挖掘，即使在触碰管道情况下也不需要人工处置；2、活动铰接孔实现通过弹性爆炸伸缩销的伸出和缩回，实现活动铰接孔处于打开和锁定的两种状态，同时爆炸伸缩销是通过平面力传感器的控制实现触发爆炸的，保证了其反应速度快于液压缸的卸荷，有效保证了铲斗的快速溃缩；3、弹性爆炸伸缩销内设置了压缩弹簧，溃缩臂上设置了抵触区域，使得销轴在溃缩后能够始终抵触在抵触区域上，保证了在溃缩臂折叠过程中销轴不会伸出，在溃缩臂复位至双孔连接状态时，销轴又会弹回活动铰接孔内，保证了复位状态下溃缩臂的锁定；4、定向溃缩机构通过设置在弹性爆炸伸缩销的气室与伸缩活塞的无杆腔连通，伸缩活塞的无杆腔与有杆腔连通，且在伸缩活塞的无杆腔与有杆腔连通气道上设置常开电磁阀，保证了溃缩臂的定向折叠，保证了溃缩臂不会卡死；5、通过对铲斗侧向触碰管道时合力大小及方向的检测，预测了铲斗与管道重合的本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种可以检测超挖偏距的铲斗快速溃缩连接装置，其特征在于，包括：挖掘机底盘，能够在横向与纵向方向移动以调整位置；输入部，用于输入待开挖管道的直径；伸缩臂，设置于挖掘机底盘前部；铲斗，设置于伸缩臂前端，能够相对于伸缩臂转动；液压油缸，设置于伸缩臂上，用于驱动铲斗相对于伸缩臂的转动；溃缩连接杆组，用于连接铲斗与伸缩臂和液压油缸，以通过液压油缸的伸缩实现铲斗的翻转；所述溃缩连接杆组具有至少一个可折叠溃缩杆，所述至少一个可折叠溃缩杆包括两根溃缩臂，所述两根溃缩臂之间通过两个铰接孔连接，其中一个铰接孔内插接固定销轴，另一个铰接孔通过弹性爆炸伸缩销连接；其中一根伸缩臂位于两个铰接孔的连接处设置有抵触区域，用于在溃缩时爆炸伸缩销缩回后始终将销抵触，防止其伸出；两个平面力传感器，设置于铲斗与溃缩连接杆组的左右连接处，能够检测铲斗在水平和竖直平面内的受力；计算部，与平面力传感器、爆炸伸缩销以及挖掘机底盘电性相连，能够检测在铲斗因触碰管道导致受力超过阈值时触发爆炸伸缩销缩回，实现溃缩连杆组的溃缩；所述计算部还与输入部连接，能够在检测到铲斗触碰管道时，计算底盘需要移动的偏距。2.根据权利要求1所述的可以检测超挖偏距的铲斗快速溃缩连接装置，其特征是：所述溃缩连接杆组还包括溃缩定向结构，所述溃缩定向结构包括设置于所述弹性爆炸伸缩销的销轴末端的气室一；所述溃缩定向结构还包括一根伸缩活塞杆，所述伸缩活塞杆具有缸体端和活塞端，所述缸体端铰接于伸缩臂，所述活塞端铰接于具有所述抵触区域的一根伸缩臂的抵触区域端。3.根据权利要求2所述的可以检测超挖偏距的铲斗快速溃缩连接装置，其特征是：所述弹性爆炸伸缩销的所述气室一与所述伸缩活塞杆的无杆腔通过气路一连通，并且所述伸缩活塞杆的无杆腔与有杆腔通过气路二连通，在所述气路二上设置有常开电磁阀。4.根据权利要求3所述的可以检测超挖偏距的铲斗快速溃缩连接装置，其特征是：所述常开电磁阀与所述计算部电性相连，所述常开电磁阀打开状态下导通气路二，闭合状态下断开气路二同时将有杆腔与外界连通，所述计算部在触发爆炸伸缩销缩回时，同时触发该常开电磁阀闭合排气。5.根据权利要求1
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4任一所述的可以检测超挖偏距的铲斗快速溃缩连接装置，其特征是：所述弹性爆炸伸缩销具有两个可调弹簧卡珠，以使得所述弹性爆炸伸缩销的销轴在为发生爆炸时不会移动。6.根据权利要求2
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4任一所述的可以检测超挖...
【专利技术属性】
技术研发人员：马飞，刘玉新，刘德然，崔会茹，
申请(专利权)人：聊城锐利机械设备有限公司，
类型：发明
国别省市：
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