CN111932823A - 一种多功能预警装置及挖掘预警方法 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种多功能预警装置，所述多功能预警装置包括铲头和铲杆，所述铲头与所述铲杆之间设置有卡扣，所述卡扣分别与所述铲头和所述铲杆拆卸连接，所述多功能预警装置还包括液压装置，所述液压装置与所述铲杆固定连接，所述液压装置位于所述铲杆的底端外侧。本申请通过所述液压装置施加作用力到所述铲头使得所述铲头朝向开挖面方向运动，从而开挖坚硬的开挖面，减轻了开挖人员的工作量，省力，同时减少了作业时间。还提供一种挖掘预警方法，以通过探测装置探测铲下方的埋设物，通过视觉与听觉相结合的警示作用设置，能够避免开挖作业人员损伤地下埋设物，以免发生危险。

Description

一种多功能预警装置及挖掘预警方法

技术领域

本申请涉及施工领域，尤其涉及一种多功能预警装置及挖掘预警方法。

背景技术

目前，土方开挖作业时采用传统铁锹、镐头作为土方作业开挖工具。使用这些工具时，携带不方便，还需要花费大量劳力才开挖到地下埋设物，人工劳动强度很大，开挖难。

因此，现有技术还有待于改进和发展。

发明内容

鉴于现有技术的不足，本申请目的在于提供一种多功能预警装置及挖掘预警方法，旨在解决现有技术中开挖工具携带不便、开挖难的技术问题。

为解决上述技术问题，本申请采用的技术方案如下：

一种多功能预警装置，其包括铲，所述铲包括铲头和铲杆，所述铲头与所述铲杆之间设置有卡扣，所述卡扣分别与所述铲头和所述铲杆拆卸连接，所述多功能预警装置还包括液压装置，所述液压装置与所述铲杆固定连接，所述液压装置位于所述铲杆的底端外侧。

所述的多功能预警装置，其中，所述液压装置设置有液压传导系统，所述液压装置通过所述液压传导系统向所述铲头传导作用力，以推动所述铲头运动。

所述的多功能预警装置，其中，所述多功能预警装置还包括位于所述铲杆底端外侧的照明装置，所述照明装置与所述铲杆固定连接，所述照明装置与所述液压装置相对设置。

所述的多功能预警装置，其中，所述照明装置包括透明保护壳和设置在所述透明保护壳内的发光器。

所述的多功能预警装置，其中，所述铲杆内设有第一空腔，所述第一空腔位于所述铲杆内靠近所述铲头的下端，所述第一空腔容纳有一探测装置，所述多功能预警装置通过所述探测装置获取所述铲头与地下埋设物的距离。

所述的多功能预警装置，其中，所述铲杆内还设置第二空腔，所述第二空腔位于所述铲杆内远离所述铲头的上端，所述第二空腔容纳有一语音预警装置，所述语音预警装置与所述探测装置连接，用于根据所述探测装置获取的距离不同播报不同语音。

所述的多功能预警装置，其中，所述语音预警装置包括控制器与所述控制器连接的播放器，所述控制器与所述探测装置电连接，所述控制器控制所述播放器外放预警音。

所述的多功能预警装置，其中，所述铲杆的顶端设置有提示装置，所述提示装置与所述探测装置连接，所述提示装置包括LED灯条，所述LED灯条通电时显示不同颜色。

所述的多功能预警装置，其中，所述铲头的头部截面呈三角形，所述铲头的尾部截面呈矩形，所述铲头的尾部通过所述卡扣与所述铲杆连接。

所述的多功能预警装置，其中，所述铲杆为圆柱体铲杆。

有益效果：

与现有技术相比，本申请的多功能预警装置包括铲头和铲杆，所述铲头与所述铲杆之间设置有卡扣，所述卡扣分别与所述铲头和所述铲杆拆卸连接，所述多功能预警装置还包括液压装置，所述液压装置与所述铲杆固定连接，所述液压装置位于所述铲杆的底端外侧。本申请通过所述液压装置施加作用力到所述铲头使得所述铲头朝向开挖面方向运动，从而开挖坚硬的开挖面，减轻了开挖人员的工作量，省力，同时减少了作业时间。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1为本申请多功能预警装置实施例的立体图。

图2为铲头的一实施例示意图。

图3为铲头的另一实施例示意图。

图4为本申请的一种挖掘预警方法的流程图。

图中：

100-多功能预警装置；10-铲；1-铲头；5-铲杆；51-第一空腔；511-探测装置；52-第二空腔；521-语音预警装置；2-卡扣；3-液压装置；31-液压传导系统；8-照明装置；7-提示装置。

具体实施方式

以下将配合附图及实施例来详细说明本申请的实施方式，藉此对本申请如何应用技术手段来解决技术问题并达成技术功效的实现过程能充分理解并据以实施。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互结合。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

图1为本申请多功能预警装置实施例的结构示意图。如图1所示，所述多功能预警装置100包括铲10，所述铲10包括铲头1和铲杆5，所述铲头1与所述铲杆5之间设置有卡扣2，所述卡扣2分别与所述铲头1和所述铲杆5拆卸连接，这样，不仅节省开挖人员安装和拆卸时间，还方便用户携带。

在本实施例中，如图1所示，所述铲头1的头部上表面的截面呈三角形，便于开挖过程中省力，提高挖掘速度。所述铲头1的尾部上表面的截面呈矩形，所述铲头1的头部与所述铲头1的尾部一体设置，所述所述铲头1的尾部通过所述卡扣2与所述铲杆5连接。

在一些实施例中，如图2和图3所示，所述铲头1还可以是“锹头”“镐头”“锄头”状的铲头。

继续参阅图1，在本实施例中，所述铲杆5为圆柱体铲杆，便于抓握和施力。

所述多功能预警装置100还包括液压装置3，所述液压装置3与所述铲杆5固定连接，所述液压装置3位于所述铲杆5的底端的一外侧。所述液压装置3设置有液压传导系统(图未标示)，所述液压装置3通过所述液压传导系统驱动所述铲头1运动。这样，通过所述液压装置3施加作用力到所述铲头1使得所述铲头1朝向开挖面方向运动，从而开挖坚硬的开挖面，减轻了开挖人员的工作量，省力，同时减少了作业时间。

具体地，所述液压传导系统包括动力元件、驱动元件、控制元件以及辅助元件，所述动力元件用于为液压传导系统提供动力源，将将原动机的机械能转换为液体的压力动能，表现为压力等，如液压泵；所述驱动元件用于提供驱动力，将液压能转换为机械能完成动作，如液压马达或液压缸；所述控制元件用于控制和调节液压传导系统中液体的压力或流量或方向等以发送对应的控制指令；所述辅助元件用于监控和反馈液压传导系统工作情况，例如压力表。

例如：液压泵把机械能转换成液体的压力能，液压辅件控制液压介质的压力、流量和流动方向，将液压泵输出的压力能传给驱动元件，驱动元件将液体压力能转换为机械能，以完成要求的动作。

在本实施例中，所述液压装置3设置有多档施力等级，在本实施例中，将所述液压装置3的施力档位等级分为低、中、高三个档位。在施工过程，可根据土质的不同采取不同的档位。例如：回填土属于土质松软地带，可以人工挖，也可以开启低档位使用液压装置挖掘，回填为砂石这种难于人工开挖，开启高档位使用液压装置挖掘，省时又省力。

所述多功能预警装置100还包括位于所述铲杆5底端外侧与所述液压装置3对端设置的照明装置8，所述照明装置8与所述铲杆5固定连接，所述照明装置8与所述液压装置3相对设置。所述照明装置8包括透明保护壳，例如灯罩，和设置在所述透明保护壳内的发光器，例如LED灯管。所述发光器可以是发光二极管、发光三极管等具备发光材料的设置即可。所述照明装置8还包括用于供电的微型电池和与所述微型电池连接的开关，所述微型电池与所述发光器通过电线连接。所述开关可以为按钮开关，通过按压该按钮开关使得所述发光器发光，所述开关也可以为感应开关，所述感应开关指的是当处于黑暗状态且挖掘作业时自动闭合导通使得所述发光器发光。

所述铲杆5内设有第一空腔51，所述第一空腔51位于所述铲杆5内靠近所述铲头1的下端，所述第一空腔51容纳有一探测装置511，所述多功能预警装置100通过所述探测装置511获取所述铲头1与地下埋设物的距离。所述探测装置511根据模式的选择探测出多种物质，例如铁管、电缆、光纤、矿石。因此，预先设置探测装置待探测物质的模式，例如：开挖钢制燃气管道，将探测装置511调节为金属感应；开挖光纤，将探测装置511调节为光纤信号感应或预先设置探测装置511待探测附件所包含的成分，例如金属。当所述探测装置511开启时自动检测开挖周围的附件是否包含该探测成分，例如附件是否有金属成分，一旦有附件包含该成分时通过语音预警装置521播报，同时提示装置7中LED灯条中黄灯亮，并显示该附件与开挖处的距离。所述探测装置511可以为金属探测器，也可以为非金属探测器。所述探测装置511可根据探测的成分不同进行分类，可分为金属探测器，非金属探测器。

所述铲杆5内还设置第二空腔52，所述第二空腔52位于所述铲杆5内远离所述铲头1的上端，所述第二空腔52容纳有一语音预警装置521，所述语音预警装置521与所述探测装置511连接，用于根据所述探测装置511获取的距离不同播报不同语音。例如：金属探测器检测到含有金属成分的附件距离开挖处在安全保护范围内(该安全保护范围指的是开挖处与附件的安全距离，一旦小于该安全距离，则极容易发生危险)播报音急促且最大音量播放“请注意，请注意，距离危险物仅有1米，请停止开挖，请停止开挖”的语音等。该语音根据开挖处与附件的安全距离等级设置不同的语音，同时不同安全距离等级对应不同的音量提示。

所述语音预警装置521包括控制器(图未标示)与所述控制器连接的播放器(图未标示)，所述控制器与所述探测装置511电连接，所述控制器控制所述播放器外放预警音。

所述铲杆5的顶端设置有提示装置7，所述提示装置7与所述探测装置511连接，所述提示装置7包括LED灯条，所述LED灯条通电时根据不同安全距离等级显示不同颜色，同时也在检测到附件包含对应成分时显示不同颜色。例如：灯光颜色由红、黄、绿组成，金属探测器未检测到金属，工作时绿灯亮，金属探测器检测到附件有金属黄灯亮，金属探测器检测到金属离开挖处位于安全保护范围，例如只有1米或更低红灯亮。

这样，该多功能预警装置通过铲的液压装置加快开挖速度，适应不同开挖土质，同时通过探测装置探测附件到开挖处的距离确定安全距离等级，从而通过语音预警装置不同音量语音播报，同时通过提示装置发出不同颜色灯光信号，从而提醒开挖人员注意，达到预警作用，提前规避危险。

基于上述多功能预警装置，本申请还提供一种挖掘预警方法。图4示例了一种挖掘预警方法的流程图。如图4所示，所述挖掘预警方法包括以下步骤：

S10、多功能预警装置检测距离开挖处预设安全距离内是否有预设附件。

在本实施例中，所述预设附件可以是铁管、电缆、光纤、矿石等。所述预设安全距离为附件离开挖处的距离，用于表征危险区。具体地，所述预设安全距离为2～5米。所述预设安全距离包括安全控制范围和安全保护范围，所述安全保护范围指的是预设附件到开挖处的距离(低于2米)属于危险等级高程度，所述安全控制范围指的是预设附件到开挖处的距离(例如2-5米)属于危险等级中程度。当然，预设附件到开挖处的距离超过该预设安全距离，其对应的危险等级为低或无，可继续开挖。

然后通过多功能预警装置中的探测装置检测在该预设安全距离内是否有预设附件。

S20、当检测到距离开挖处预设安全距离内有预设附件，确定开挖处离预设附件的危险等级。

在本实施例中，所述危险等级分为低、中、高三个等级，低级危险对应的安全距离范围为附件离开挖处的距离大于5米范围，中级危险对应的安全距离范围为附件离开挖处的距离在2～5米范围，高级危险对应的安全距离范围为附件离开挖处的距离低于2米范围。因此，当检测到距离开挖处预设安全距离内有预设附件后，通过多功能预警装置中的探测装置获取预设附件到开挖处的距离，然后根据预设的危险等级程度与安全距离范围的映射关系，确定该距离所属的危险等级。

例如：当预设附件到开挖处的距离为4米，则根据中级危险对应的安全距离范围为附件离开挖处的距离在2～5米范围，确定该距离所属的危险等级为中级。

S30、根据所确定的开挖处离预设附件的危险等级，所述多功能预警装置通过语音预警装置和提示装置实施所确定的危险等级对应的预警方案。

在本实施例中，低级危险对应的第一预警方案是提示装置闪烁黄灯，此时语音预警装置以低音量平稳语音播报预设第一语音；中级危险对应的第二预警方案是提示装置闪烁黄灯，此时语音预警装置以中音量快速语音播报预设第二语音；高级危险对应的第三预警方案是提示装置闪烁红灯，此时语音预警装置以最大音量急速语音播报预设第三语音且语音预警装置中的喇叭长鸣笛提示。所述喇叭的型号可以是BOS0020型号，也可以是通用喇叭。

因此，所述根据所确定的开挖处离预设附件的危险等级，所述探测装置通过语音预警装置和提示装置实施所确定的危险等级对应的预警方案具体包括：

当确定的开挖处离预设附件的危险等级为低级危险，所述探测装置向语音预警装置和提示装置发送低级预警信号，以使得所述语音预警装置和提示装置接收到该低级预警信号执行第一预设方案；其中，所述第一预警方案是提示装置闪烁黄灯，此时语音预警装置以低音量平稳语音播报预设第一语音；

当确定的开挖处离预设附件的危险等级为中级危险，所述探测装置向语音预警装置和提示装置发送中级预警信号，以使得所述语音预警装置和提示装置接收到该低级预警信号执行第二预设方案；其中，所述第二预警方案是提示装置闪烁黄灯，此时语音预警装置以中音量快速语音播报预设第二语音；

当确定的开挖处离预设附件的危险等级为高级危险，所述探测装置向语音预警装置和提示装置发送高级预警信号，以使得所述语音预警装置和提示装置接收到该低级预警信号执行第三预设方案；其中，所述第三预警方案是提示装置闪烁红灯，此时语音预警装置以最大音量急速语音播报预设第三语音且语音预警装置中的喇叭长鸣笛提示。

当然，若探测装置在预设安全距离范围内没有检测到预设附件，则所述提示装置闪烁绿灯。

更进一步地，所述挖掘预警方法还包括：接收用户对施力档位等级设置，液压装置根据所设置的施力档位等级对所述多功能预警装置施加所述施力档位等级对应的作用力驱动所述多功能预警装置向前挖进。

这样，本申请所提供的一种挖掘预警方法，通过智能探测装置，探测铲下方的埋设物，通过视觉与听觉相结合的警示作用设置，能够避免开挖作业人员损伤地下埋设物，以免发生危险，液压装置设置，省时省力，方便用户。

应当理解的是，本申请的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本申请所附权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种多功能预警装置，其包括铲，所述铲包括铲头和铲杆，其特征在于，所述铲头与所述铲杆之间设置有卡扣，所述卡扣分别与所述铲头和所述铲杆拆卸连接，所述多功能预警装置还包括液压装置，所述液压装置与所述铲杆固定连接，所述液压装置位于所述铲杆的底端外侧。

2.根据权利要求1所述的多功能预警装置，其特征在于，所述液压装置设置有液压传导系统，所述液压装置通过所述液压传导系统驱动所述铲头运动。

3.根据权利要求1所述的多功能预警装置，其特征在于，所述多功能预警装置还包括位于所述铲杆底端外侧的照明装置，所述照明装置与所述铲杆固定连接，所述照明装置与所述液压装置相对设置，所述照明装置包括透明保护壳和设置在所述透明保护壳内的发光器。

4.根据权利要求1所述的多功能预警装置，其特征在于，所述铲杆内设有第一空腔，所述第一空腔位于所述铲杆内靠近所述铲头的下端，所述第一空腔容纳有一探测装置，所述多功能预警装置通过所述探测装置获取所述铲头与地下埋设物的距离；

所述铲杆的顶端设置有提示装置，所述提示装置与所述探测装置连接，所述提示装置包括LED灯条，所述LED灯条通电时显示不同颜色。

5.根据权利要求4所述的多功能预警装置，其特征在于，所述铲杆内还设置第二空腔，所述第二空腔位于所述铲杆内远离所述铲头的上端，所述第二空腔容纳有一语音预警装置，所述语音预警装置与所述探测装置连接，用于根据所述探测装置获取的距离不同播报不同语音。

6.根据权利要求5所述的多功能预警装置，其特征在于，所述语音预警装置包括控制器与所述控制器连接的播放器，所述控制器与所述探测装置电连接，所述控制器控制所述播放器外放预警音。

7.根据权利要求1所述的多功能预警装置，其特征在于，所述铲头的头部截面呈三角形，所述铲头的尾部截面呈矩形，所述铲头的尾部通过所述卡扣与所述铲杆连接，所述铲杆为圆柱体铲杆。

8.一种利用如权利要求1-7任一项所述的多功能预警装置实现挖掘预警方法，其特征在于，所述挖掘预警方法包括以下步骤：

多功能预警装置检测距离开挖处预设安全距离内是否有预设附件；

当检测到距离开挖处预设安全距离内有预设附件，确定开挖处离预设附件的危险等级；

根据所确定的开挖处离预设附件的危险等级，所述多功能预警装置通过语音预警装置和提示装置实施所确定的危险等级对应的预警方案。

9.根据权利要求8所述的挖掘预警方法，其特征在于，所述根据所确定的开挖处离预设附件的危险等级，所述多功能预警装置通过语音预警装置和提示装置实施所确定的危险等级对应的预警方案具体包括：

当确定的开挖处离预设附件的危险等级为低级危险，所述探测装置向语音预警装置和提示装置发送低级预警信号，以使得所述语音预警装置和提示装置接收到该低级预警信号执行第一预设方案；其中，所述第一预警方案是提示装置闪烁黄灯，此时语音预警装置以低音量平稳语音播报预设第一语音；

当确定的开挖处离预设附件的危险等级为中级危险，所述探测装置向语音预警装置和提示装置发送中级预警信号，以使得所述语音预警装置和提示装置接收到该低级预警信号执行第二预设方案；其中，所述第二预警方案是提示装置闪烁黄灯，此时语音预警装置以中音量快速语音播报预设第二语音；

当确定的开挖处离预设附件的危险等级为高级危险，所述探测装置向语音预警装置和提示装置发送高级预警信号，以使得所述语音预警装置和提示装置接收到该低级预警信号执行第三预设方案；其中，所述第三预警方案是提示装置闪烁红灯，此时语音预警装置以最大音量急速语音播报预设第三语音且语音预警装置中的喇叭长鸣笛提示。

10.根据权利要求8所述的挖掘预警方法，其特征在于，所述挖掘预警方法还包括：

若多功能预警装置在预设安全距离范围内没有检测到预设附件，则闪烁绿灯。

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