[发明专利]一种反铲挖掘机挖力引导装置及其使用方法

权利要求书

1.一种反铲挖掘机挖力引导装置，其特征在于，包括反铲挖掘机机械臂姿态测量部件(1)、反铲挖掘机底座姿态测量部件(2)以及最大挖掘力量引导部件(3)；

所述反铲挖掘机机械臂姿态测量部件(1)包括安装在动臂上且其测量方向与动臂两端的两个节点之间的连线平行的动臂传感器(1.1)、安装在斗杆上且其测量方向与斗杆两端的两个节点之间的连线平行的斗杆传感器(1.2)以及安装在铲斗上且其测量方向与铲斗的齿部两端的两个节点之间的连线平行的铲斗传感器(1.3)；

所述反铲挖掘机底座姿态测量部件(2)包括安装在反铲挖掘机驾驶室的顶部且能测量反铲挖掘机的俯仰角和翻滚角的倾斜传感器(2.1)；

所述最大挖掘力量引导部件(3)包括姿态传感器数据采集单件(3.1)、与所述姿态传感器数据采集单件(3.1)连接的倾斜传感器角度换算单件(3.2)、与所述倾斜传感器角度换算单件(3.2)连接的最大挖掘力量角度计算单件(3.3)以及最大挖掘力量引导提示单件(3.4)，所述最大挖掘力量引导提示单件(3.4)包括用于图形化显示的显示屏(3.41)以及用于进行语音提醒的扩音器(3.42)；

所述动臂传感器(1.1)、斗杆传感器(1.2)、铲斗传感器(1.3)以及倾斜传感器(2.1)均与所述姿态传感器数据采集单件(3.1)连接。

2.根据权利要求1所述的反铲挖掘机挖力引导装置，其特征在于，还包括微处理器，所述动臂传感器(1.1)、斗杆传感器(1.2)、铲斗传感器(1.3)、倾斜传感器(2.1)、姿态传感器数据采集单件(3.1)、倾斜传感器角度换算单件(3.2)、最大挖掘力量角度计算单件(3.3)、显示屏(3.41)以及扩音器(3.42)均与所述微处理器连接。

3.根据权利要求1-2任意一项所述的反铲挖掘机挖力引导装置，其特征在于，所述倾斜传感器(2.1)为双轴倾斜传感器，其型号为德国的TILTIX Inclinometers ACS-080-2或者倾角传感器SST200系列。

4.根据权利要求3所述的反铲挖掘机挖力引导装置，其特征在于，所述动臂传感器(1.1)、斗杆传感器(1.2)以及铲斗传感器(1.3)均采用德国的TILTIX Inclinometers ACS-360-1或者静态倾角传感器SST300。

5.根据权利要求3所述的反铲挖掘机挖力引导装置，其特征在于，动臂两端的两个节点为A点和B点，B点位于动臂和斗杆的连接处；斗杆两端的两个节点为B点和C点，C点位于斗杆与铲斗的连接处；铲斗的齿部两端的两个节点为D点和E点，C点、E点和D点连接组成反铲挖掘机的铲斗的外轮廓；

所述动臂传感器(1.1)的测量方向与A点和B点之间的连线的方向相同；所述斗杆传感器(1.2)的测量方向与B点和C点之间的连线的方向相同；所述铲斗传感器(1.3)的测量方向与E点和D点之间的连线的方向相同。

6.根据权利要求3所述的反铲挖掘机挖力引导装置，其特征在于，所述动臂传感器(1.1)、斗杆传感器(1.2)、铲斗传感器(1.3)以及倾斜传感器(2.1)分别采用RS-485、RS-232、CANBUS或SPI通信协议与所述姿态传感器数据采集单件(3.1)连接。

7.一种采用如权利要求1-6所述反铲挖掘机挖力引导装置的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：

第一步、安装好动臂传感器(1.1)、斗杆传感器(1.2)、铲斗传感器(1.3)以及倾斜传感器(2.1)；

第二步、姿态传感器数据采集单件(3.1)采集所述动臂传感器(1.1)、斗杆传感器(1.2)、铲斗传感器(1.3)以及倾斜传感器(2.1)的读数，并将数据传递给倾斜传感器角度换算单件(3.2)；

第三步、倾斜传感器角度换算单件(3.2)将收到的数据进行角度转换，得到动臂、斗杆和铲斗的真实值；并将动臂、斗杆和铲斗的真实值传递给最大挖掘力量角度计算单件(3.3)；

第四步、最大挖掘力量角度计算单件(3.3)计算得到斗杆与动臂的夹角以及铲斗齿间与切削面之间的夹角；并将斗杆与动臂的夹角以及铲斗齿间与切削面之间的夹角传递给最大挖掘力量引导提示单件(3.4)；

第五步、最大挖掘力量引导提示单件(3.4)中的显示屏(3.41)显示当前反铲挖掘机的机械臂的状态以及要达到最大挖掘力量的目标状态，同时扩音器(3.42)进行语音提醒。