CN108538136B - 挖掘机精准刷坡实训装置及其方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种工程机械实训装置，具体涉及一种挖掘机精准刷坡实训装置及其方法，包括一L型底架，所述底架与斜坡板构成框架结构，所述斜坡板的斜坡上通过磁铁连接器固定设有等距离设置的多个检测器安装板，所述检测器安装板上安装有相对的两个磁性开关，所述磁性开关低于所述检测器安装板的表面，所述L型底架上还设有角度调节器。本发明解决了目前挖掘机实训项目中缺乏典型装置和方法，无法有效解决斜面修整、精准刷坡实训的问题。

Description

挖掘机精准刷坡实训装置及其方法

技术领域

本发明涉及一种工程机械实训装置，具体涉及一种挖掘机精准刷坡实训装置及其方法。

背景技术

挖掘机操作是工程机械操作的重要工种。挖掘机实训项目的合理设计对工程施工具有重要意义。在施工过程中，会遇到利用挖掘机进行斜面精准刷坡的操作。如何精准高效地施工，对操作者提出了较高的要求。由于挖掘机的操纵手柄是非线性，操纵时需要两个手柄、八个方向的复合操作，具有较大难度。目前的挖掘机训练项目一般以挖土、过障碍物为主，缺乏典型的斜面精准刷坡训练内容和装置。为此，本发明提供了一种挖掘机实训装置及其方法，专门解决精准刷坡的实训难题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是；目前挖掘机实训项目中缺乏典型装置和方法，无法有效解决斜面修整、精准刷坡实训的问题。

为了实现以上目的，本发明提供一种挖掘机实训操作装置，包括一L型底架，所述底架与斜坡板构成框架结构，所述斜坡板的斜坡上通过磁铁连接器固定设有等距离设置的多个检测器安装板，所述检测器安装板上安装有相对的两个磁性开关，所述磁性开关低于所述检测器安装板的表面，所述L型底架上还设有角度调节器。

所述底架的底部框架内还设有减震装置。

所述的检测器安装板上安装2个相距250mm磁性开关，磁性开关安装时保证其检测头不伸出安装板平面；相邻检测器安装板1间隔相等距离，保证10个磁性开关两两间隔250mm。

所述磁铁连接器具有磁性和位置检测功能，可以通过磁力将检测器安装板固定在斜坡板的下表面的指定位置；当操作者操作不当，致使检测器安装板掉落或偏离指定位置时，磁性连接器会检测到该信号发送给控制系统。

所述磁性连接器具有以下优点：①磁力吸附作用固定检测器安装板，避免操作时铲斗超程而损坏检测器安装板；②精准检测，防止误判。在实际训练中会发生操作者将检测器安装板撞落瞬间，磁性开关恰巧检测到磁性开关的信号，从而带来误判。因为此时该处的操作实际上已超程，不应记为有效的精准刷坡。

所述斜坡板与地面成一定的角度(可取45°或60°)，其角度调整可通过调节角度调节器在底架上的位置实现。

所述底架的上端伸出的安装架高低可调，不超过最高处的检测器安装板，避免挖掘机操作时，过高的安装架与铲斗产生干涉。

所述挖掘机实训操作装置还包括控制系统，控制系统包含硬件和软件，用于检测所有磁性连接器与磁性开关的工作状态，并将各状态经提前编制的程序运算后显示出来，显示结果主要包括操作分数、操作失误原因、设备故障点等数据。

所述减震装置位于底架的底框内，其作用是避免检测安装板跌落时摔坏。

本发明还提供挖掘机精准刷坡实训装置的使用方法，主要包括以下步骤：

步骤1：准备工作。

①安装强磁铁。在挖掘机铲斗的外侧底面安装一个直径为25mm，厚度为5mm的圆形强磁，强磁的安装方式为直接吸附在铲斗的底面凹槽内，保证检测距离为50mm。

②设定斜坡角度。按照训练或者比赛的要求，调节好斜坡的角度，且保证最低的传感器的位置与地面距离留有足够的空间使得铲斗通过时不产生干涉。调整安装架的上端与最高处的检测板齐平，避免起始刷坡时与铲斗产生干涉。

③检查磁性开关位置。正确安装检测器安装板、磁性开关检测头不超出检测板平面，保证10个磁性开关在同一直线上，且两两相距250mm等。

④设定系统参数。根据实训要求设定好系统对应的各内容分数值、时间参数等。

步骤2：系统自检复位。

实训装置正确安装，按一下复位按钮，控制系统先进行系统自检，所有显示数值清零，故障码校对，无误后进入初始状态。系统自检主要目的是防止设备元器件出现损坏影响后续操作，造成系统误判。每一个磁性连接器会检测磁性连接板是否位于斜板的指定位置处，如果位置不正确，磁性连接器会将该位置的编号传送给控制系统，系统会显示设备故障点及原因，故障码校对后，系统会提醒操作者需要将磁性连接板的位置摆正或更换损坏零件后消除故障。

步骤3：开始。自检复位无误后，按一下开始按钮，系统计时开始。

步骤4：实训操作。操作者进入挖掘机操作室，操纵挖掘机进行抹坡操作实训。操作内容如下：

①控制铲斗，使铲斗底面超过最高检测板。

②按照从上往下或从下而上的的顺序，操作者操作铲斗，判断安装在看不到的铲斗外侧底面的磁性开关位置，依次刷坡检测。该过程中，正确有效检测到信号的标准是：控制各手柄，使得铲斗外侧底面与斜坡面保持较近距离且基本平行，铲斗上的强磁片距离磁性连接板上的磁性开关小于50mm，且位于正上方可检测区域内。如果操作手为了使得距离过近，致使铲斗接触到磁性连接板，使其与斜板下表面脱离或者移位超出指定位置，此时磁性连接器检测超程，并将信号发送给控制系统。另一种情况是操作者将检测器安装板撞落瞬间，磁性开关恰巧检测到磁性开关的信号，从而带来误判。因为此时该处的操作实际上已超程，不应记为有效的精准刷坡。

③系统计算及显示。按照设定的程序运算，系统分别对刷坡过程中检测到的电信号进行计算、显示分数值、记录并显示时间，以及记录设备运行动态参数至数据库用于后期训练分析。

步骤5：操作结束。需要结束训练时，操作者停车，按下停止按钮，控制系统将操作训练的结果显示在数据显示器上，并将结果计入系统的数据库，方便后续数据分析与处理。

本发明的有益效果为：

(1)针对性强。专门针对挖掘机的斜坡修整操作实训开发。

(2)方便灵活。坡面修整角度可根据需要灵活调整；如需加大训练难度，可以更换检测板，增加监测点密度，改变检测顺序等，例如按从下往上的顺序刷坡。

(3)安全可靠。由于采用的是非接触式检测，不损伤器材；万一不小心碰落检测板，由于采用磁力吸附固定，可避免机械变形，跌落的检测板也会受到减震棉的保护不受损坏。

(4)结果公平，显示直观。由于该装置采用自动化检测及控制系统，故训练及检测结果客观公平，且配置了数字显示屏，直接读取分数，不需要后续处理。

(5)推广性强。由于该套训练装置具有以上有益效果，可在院校、企业或施工单位进行专项训练，也可以进行训练的考核或大规模筑养路操作手比赛应用等。

附图说明

图1为精准刷坡的台架图。

图2为斜坡角度为60°时的台架尺寸图。

具体实施方式

以下通过附图结合实施例对本发明进行进一步的说明。

一种挖掘机精准刷坡实训装置，包括一L型底架6，所述底架6与斜坡板3构成框架结构，所述斜坡板3的斜坡上通过磁铁连接器2固定设有等距离设置的多个检测器安装板1，所述检测器安装板1上安装有相对的两个磁性开关5，所述磁性开关5低于所述检测器安装板1的表面，所述L型底架6上还设有角度调节器4。所述底架6的底部框架内还设有减震装置8。

以斜坡角度为60°、每个坡面上有10个传感器为例

步骤1：准备工作。

①安装强磁铁。在挖掘机铲斗的外侧底面安装一个直径为25mm，厚度为5mm的圆形强磁，强磁的安装方式为直接吸附在铲斗的底面凹槽内，保证检测距离为50mm。

②设定斜坡角度。按照训练或者比赛的要求，调节好斜坡的角度为60°，且保证最低位置传感器与铲斗通过时不产生干涉。调整安装架的上端与最高处的检测板齐平，避免起始刷坡时与铲斗产生干涉。

③检查磁性开关位置。正确安装检测器安装板、磁性开关检测头不超出检测板平面，保证10个磁性开关在同一直线上，两两相距250mm等。

④设定系统参数。根据实训要求设定好系统对应的各内容分数值、时间参数，检测器检测到磁性信号并且铲斗未将检测板碰落或移位，每次得2分，共20分，计时时间为10分钟，设置为倒计时方式。

步骤2：系统自检复位。

实训装置正确安装，按一下复位按钮，控制系统先进行系统自检，所有显示数值清零，故障码校对，无误后进入初始状态。系统自检主要目的是防止设备元器件出现损坏影响后续操作，造成系统误判。每一个磁性连接器会检测磁性连接板是否位于斜板的指定位置处，如果位置不正确，磁性连接器会将该位置的编号传送给控制系统，系统会显示设备故障点及原因，故障码校对后，系统会提醒操作者需要将磁性连接板的位置摆正或更换损坏零件后消除故障。

步骤3：开始。自检复位无误后，按一下开始按钮，系统计时开始。

步骤4：实训操作。操作者进入挖掘机操作室，操纵挖掘机进行抹坡操作实训。操作内容如下：

①控制铲斗，使铲斗底面超过最高检测板。

②按照从上往下或从下而上的的顺序，操作者操作铲斗，判断安装在看不到的铲斗外侧底面的磁性开关位置，依次刷坡检测。该过程中，正确有效检测到信号的标准是：控制各手柄，使得铲斗外侧底面与斜坡面保持较近距离且基本平行，铲斗上的强磁片距离磁性连接板上的磁性开关小于50mm，且位于正上方可检测区域内。如果操作手为了使得距离过近，致使铲斗接触到磁性连接板，使其与斜板下表面脱离或者移位超出指定位置，此时磁性连接器检测超程，并将信号发送给控制系统。另一种情况是操作者将检测器安装板撞落瞬间，磁性开关恰巧检测到磁性开关的信号，从而带来误判。因为此时该处的操作实际上已超程，不应记为有效的精准刷坡。

③系统计算及显示。按照设定的程序运算，系统分别对刷坡过程中检测到的电信号进行计算、显示分数值、记录并显示时间，以及记录设备运行动态参数至数据库用于后期训练分析。

步骤5：操作结束。需要结束训练时，操作者停车，按下停止按钮，控制系统将操作训练的结果显示在数据显示器上，并将结果计入系统的数据库，方便后续数据分析与处理。

Claims (2)

1.一种挖掘机精准刷坡实训装置，其特征在于：所述挖掘机精准刷坡实训装置包括一L型底架(6)，所述底架(6)与斜坡板(3)构成框架结构，所述斜坡板(3)的斜坡上通过磁铁连接器(2)固定设有等距离设置的多个检测器安装板(1)，所述检测器安装板(1)上安装有相对的两个磁性开关(5)，所述磁性开关(5)低于所述检测器安装板(1)的表面，所述L型底架(6)上还设有角度调节器(4)，所述挖掘机精准刷坡实训装置的实训方法包括步骤：

步骤1：准备工作；

①安装强磁铁；在挖掘机铲斗的外侧底面安装一个直径为25mm，厚度为5mm的圆形强磁，强磁的安装方式为直接吸附在铲斗的底面凹槽内，保证检测距离为50mm；

②设定斜坡角度；按照训练或者比赛的要求，调节好斜坡的角度，且保证最低的传感器的位置与地面距离留有足够的空间使得铲斗通过时不产生干涉；调整安装架的上端与最高处的检测板齐平，避免起始刷坡时与铲斗产生干涉；

③检查磁性开关位置；正确安装检测器安装板、磁性开关检测头不超出检测板平面，保证10个磁性开关在同一直线上，且两两相距250mm；

④设定系统参数：根据实训要求设定好系统对应的各内容分数值、时间参数；

步骤2：系统自检复位；

实训装置正确安装，按一下复位按钮，控制系统先进行系统自检，所有显示数值清零，故障码校对，无误后进入初始状态；系统自检主要目的是防止设备元器件出现损坏影响后续操作，造成系统误判；每一个磁性连接器会检测磁性连接板是否位于斜板的指定位置处，如果位置不正确，磁性连接器会将该位置的编号传送给控制系统，系统会显示设备故障点及原因，故障码校对后，系统会提醒操作者需要将磁性连接板的位置摆正或更换损坏零件后消除故障；

步骤3：开始；自检复位无误后，按一下开始按钮，系统计时开始；

步骤4：实训操作；操作者进入挖掘机操作室，操纵挖掘机进行抹坡操作实训；操作内容如下：

①控制铲斗，使铲斗底面超过最高检测板；

②按照从上往下或从下而上的顺序，操作者操作铲斗，判断安装在看不到的铲斗外侧底面的磁性开关位置，依次刷坡检测；该过程中，正确有效检测到信号的标准是：控制各手柄，使得铲斗外侧底面与斜坡面保持较近距离且基本平行，铲斗上的强磁片距离磁性连接板上的磁性开关小于50mm，且位于正上方可检测区域内；如果操作手为了使得距离过近，致使铲斗接触到磁性连接板，使其与斜板下表面脱离或者移位超出指定位置，此时磁性连接器检测超程，并将信号发送给控制系统；另一种情况是操作者将检测器安装板撞落瞬间，磁性开关恰巧检测到磁性开关的信号，从而带来误判；因为此时该处的操作实际上已超程，不应记为有效的精准刷坡；

③系统计算及显示；按照设定的程序运算，系统分别对刷坡过程中检测到的电信号进行计算、显示分数值、记录并显示时间，以及记录设备运行动态参数至数据库用于后期训练分析；

步骤5：操作结束；需要结束训练时，操作者停车，按下停止按钮，控制系统将操作训练的结果显示在数据显示器上，并将结果计入系统的数据库，方便后续数据分析与处理。

2.根据权利要求1所述的一种挖掘机精准刷坡实训装置，其特征在于：所述底架(6)的底部框架内还设有减震装置(8)。

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