[发明专利]一种反铲挖掘机挖力引导装置及其使用方法

说明书

技术领域

本发明涉及反铲挖掘机技术领域，具体涉及一种反铲挖掘机挖力引导装置及其使用方法。

背景技术

反铲挖掘机在露天矿山开采以及民用工程中应用十分广泛。

反铲挖掘机的作业过程存在一个最大挖力的操作问题，作为一个业界公认的经验参数，即当动臂与斗杆成90°夹角，铲斗斗齿与地面成30°切削时，挖掘力量最大，且在这种角度模式下对挖机的液压和动力系统伤害最小。

因此，有经验的反铲挖掘机操作员在挖掘硬度较高的地面时都会注意以上的角度模式，以发挥最大挖掘力量，降低对反铲挖掘机液压和动力系统的伤害。

现有技术中有以下两种方式：

方式一、通过操作员人工判断动臂与斗杆所成夹角和铲斗斗齿与地面所成夹角，此种方式的准确度是根据操作员的操作经验不同而差异很大，因此，此种方式精准度不高，误差大。

方式二、申请号为201410114023.5的发明专利公开了一种的铲斗定位装置及方法，该铲斗定位装置包括：定位装置，用于接收挖掘机的转动机座在一定的大地参考框架下的空间位置；方向测量装置，用以测量该反铲挖掘机的转动机座的航向角、俯仰角以及横滚角的角度信息；铲斗位置测量装置，用于测量该反铲挖掘机的铲斗的空间位置信息；以及计算装置，根据该空间位置信息、该在一定的大地参考框架下的空间位置、该航向角、俯仰角以及横滚角的角度信息，计算该铲斗的经纬度和高程。该方法可行性不强，原因如下：第一，该方法中提到，用于计算最终位置必须有“液压测量装置，用于测量该铲斗液压缸的活塞杆的伸缩长度；第一姿态测量装置，用于测量该斗杆相对该动臂的转动角度；以及第二姿态测量装置，用于测量该动臂相对该转动机座的转动角度。”，而活塞杆的伸缩长度随着反铲挖掘机作业不断在变化，需要实时测量，目前尚且没有任何手段能够测量该长度；机械臂的转动角度在反铲挖掘机作业过程中实时在变化，需要实时测量，他想获得的是转动角速度和角加速度，进而获得该值，要么实施安装过于复杂，要改装反铲挖掘机。综上，本发明技术方案实施起来非常麻烦，可行性低。

综上所述，急需一种结构精简、操作方便、能准确控制动臂与斗杆所成夹角和铲斗斗齿与地面所成夹角的装置以解决现有技术中存在的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种结构精简、操作方便、能准确控制动臂与斗杆所成夹角和铲斗斗齿与地面所成夹角的反铲挖掘机挖力引导装置，具体技术方案如下：

一种反铲挖掘机挖力引导装置，包括反铲挖掘机机械臂姿态测量部件、反铲挖掘机底座姿态测量部件以及最大挖掘力量引导部件；

所述反铲挖掘机机械臂姿态测量部件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、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；

所述反铲挖掘机底座姿态测量部件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；

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

所述动臂传感器、斗杆传感器、铲斗传感器以及倾斜传感器均与所述姿态传感器数据采集单件连接。

为了达到更好的技术效果，还包括微处理器，所述动臂传感器、斗杆传感器、铲斗传感器、倾斜传感器、姿态传感器数据采集单件、倾斜传感器角度换算单件、最大挖掘力量角度计算单件、显示屏以及扩音器均与所述微处理器连接。

以上技术方案中优选的，所述倾斜传感器为双轴倾斜传感器，其型号为德国的TILTIXInclinometers ACS-080-2或者倾角传感器SST200系列。

以上技术方案中优选的，所述动臂传感器、斗杆传感器以及铲斗传感器均采用德国的TILTIX Inclinometers ACS-360-1或者静态倾角传感器SST300。

以上技术方案中优选的，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；