CN214329067U - 一种用于边坡开挖的挖掘机智能引导系统 - Google Patents

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刘浩
孙旭亮
任皓
夏浩鹏
张小增
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Abstract

本实用新型提供了一种用于边坡开挖的挖掘机智能引导系统,包括角度传感器、倾斜/俯仰传感器、电台、信号天线、定位接收机和控制箱,所述角度传感器的数量为三个,分别设置于挖掘机的挖斗、动臂和大臂,所述倾斜/俯仰传感器、电台、信号天线、定位接收机和控制箱设置于挖掘机的机身上,所述控制箱分别与所述角度传感器、倾斜/俯仰传感器、电台、定位接收机连接,所述电台与信号天线连接,所述定位接收机用于接收GPS、GLONASS双星系统信号。本实用新型特别适合机群在统一基准下施工,实现与工地管理SPS系统联合作业;本实用新型引导操作手精确施工,无需等待测量员放样施工基准线,提高机械工作效率,同时缩减人力成本和管理成本。

Description

一种用于边坡开挖的挖掘机智能引导系统
技术领域
本实用新型属于挖掘机自动施工技术领域,特别涉及一种用于边坡开挖的挖掘机智能引导系统。
背景技术
目前,在国内一些精挖、修整工程中,由于缺少液压挖掘机引导控制手段,施工主要依赖于机手的操作经验,借视觉、感觉和测量人员配合工作,施工质量不稳定;边坡开挖需要多台挖掘机协同工作,机手的个人经验不同,需要大量人力协调完成,综合效率低下;在多雨季节,需停工处理基坑、河道积水问题。现在虽然出现了一些挖掘机的引导装置,但是都是针对单一机械,难以满足多台挖掘机协同工作,也不能很好的适应挖掘机本身的机械振动和多尘、多水等工作环境。
发明内容
本实用新型针对现有技术中存在的技术问题,提供一种用于边坡开挖的挖掘机智能引导系统,采用全球卫星定位监测技术与丰富的设计控制相结合,为解决传统施工中遇到的种种问题,提供了全新、高效的技术解决方案。
本实用新型采用的技术方案是:一种用于边坡开挖的挖掘机智能引导系统,包括角度传感器、倾斜/俯仰传感器、电台、信号天线、定位接收机和控制箱,所述角度传感器的数量为三个,分别设置于挖掘机的挖斗、动臂和大臂,所述倾斜/俯仰传感器、电台、信号天线、定位接收机和控制箱设置于挖掘机的机身上,所述控制箱分别与所述角度传感器、倾斜/俯仰传感器、电台、定位接收机连接,所述电台与信号天线连接,所述定位接收机用于接收GPS、GLONASS双星系统信号。
作为优选,还包括基准站,所述基准站与若干电台无线通讯,每个所述电台位于一台挖掘机上。
作为优选,所述电台位于挖掘机驾驶室内,所述电台固定于驾驶室的顶部,所述信号天线末端贯穿驾驶室并与所述电台连接。
作为优选,所述信号天线为升降式信号天线,其下部的外面套有防水套。
作为优选,所述定位接收机包括保护壳、弹簧、处理组件、连板和接收天线,所述弹簧、处理组件、连板位于保护壳内,所述弹簧、处理组件和接收天线固定于所述连板上,所述接收天线贯穿所述保护壳,所述保护壳与接收天线间设置波纹环。
作为优选,控制箱位于驾驶室内,其上设置有显示屏、报警灯和扬声器。显示屏用于显示挖掘机的目标工作状态和现工作状态。
与现有技术相比,本实用新型所具有的有益效果是:本实用新型采用定位接收机,接收GPS、GLONASS双星系统信号,实时、准确获知挖掘机三维位置;在挖掘机的合适位置安装三个角度传感器和倾斜/俯仰传感器,获得铲斗实时、精确的三维位置信息;控制箱通过比较基准模型与当前铲斗所处位置信息,以机器模拟图形、数值和声音信号等多种方式指示实际铲斗与目标工作面的相对位置,引导操作手精确施工。
本实用新型专门设计了定位接收机的结构,适合野外工作环境,防尘、防雨、防振动,性能稳定,坚固耐用;控制箱配备报警灯、扬声器和清晰的液晶大屏幕,提供机器模拟图形、数值和声音信号等多种提醒方式;升降式信号天线可以更好的与基准站通讯,采用防水套保护天线,适合野外工作环境。
本实用新型特别适合机群在统一基准下施工,实现与工地管理SPS系统联合作业;本实用新型引导操作手精确施工,施工质量好、工作效率高,采用数字化设计基准,无需等待测量员放样施工基准线,提高机械工作效率,同时缩减人力成本和管理成本;在视力不及的盲区(例如在水下),铲斗也能精确完成坡度、高程控制,提高工作效率。
附图说明
图1为本实用新型实施例的结构示意图;
图2为本实用新型实施例的安装示意图;
图3为本实用新型实施例的定位接收机的结构示意图;
图4为本实用新型实施例的使用示意图。
图中1-挖斗角度传感器、2-动臂角度传感器、3-大臂角度传感器、4-倾斜/俯仰传感器、5-信号天线、6-定位接收机、7-控制箱、8-保护壳、9-弹簧、10-处理组件、11-连板、12-接收天线、13-波纹环、14-基准站。
具体实施方式
为使本领域技术人员更好的理解本实用新型的技术方案,下面结合附图和具体实施例对本实用新型作详细说明。
本实用新型的实施例提供了一种用于边坡开挖的挖掘机智能引导系统,如图1-4所示,其包括基准站14、角度传感器、倾斜/俯仰传感器4、电台、信号天线5、定位接收机6和控制箱7,所述基准站14与若干电台无线通讯。每个所述电台位于一台挖掘机上,所述电台位于挖掘机驾驶室内,所述电台固定于驾驶室的顶部,信号天线5末端贯穿驾驶室并与所述电台连接。所述信号天线5为升降式信号天线,其下部的外面套有防水套。电台与控制箱7连接,控制箱7位于驾驶室内,其上设置有显示屏、报警灯和扬声器。显示屏用于显示挖掘机的目标工作状态和现工作状态。所述控制箱7分别与所述角度传感器、倾斜/俯仰传感器4、定位接收机6连接。所述角度传感器的数量为三个,分别设置于挖掘机的挖斗、动臂和大臂;挖斗角度传感器1用于采集挖斗的纵向倾斜角度,动臂角度传感器2用于采集动臂的纵向倾斜角度,大臂角度传感器3用于采集大臂的纵向倾斜角度。所述倾斜/俯仰传感器4设置于挖掘机机身的回转平台上,可精确测量与大臂方向及其正交的两个水平轴机器位置倾斜状态信息。所述定位接收机6设置于挖掘机的机身上,用于接收GPS、GLONASS双星系统信号。所述定位接收机6包括保护壳8、弹簧9、处理组件10、连板11和接收天线12,所述弹簧9、处理组件10、连板11位于保护壳8内,所述弹簧9、处理组件10和接收天线12固定于所述连板11上,所述接收天线12贯穿所述保护壳8,所述保护壳8与接收天线12间设置波纹环13。保护壳8固定在挖掘机机身上,弹簧9下端紧贴挖掘机机身。
工作时,基准站14根据施工要求为每一台挖掘机分配工作位置和挖掘目标要求,并通过无线通讯发送给每个挖掘机的电台。相应的信息显示在控制箱7的显示屏上,操作手依据引导完成操作。挖掘过程中挖斗角度传感器1、动臂角度传感器2、大臂角度传感器3和倾斜/俯仰传感器4实施获取挖掘机的工作信息,经控制箱7处理后,在显示屏上显示出铲斗实时、精确的三维位置信息,引导操作手精确施工。
以上通过实施例对本实用新型进行了详细说明,但所述内容仅为本实用新型的示例性实施例,不能被认为用于限定本实用新型的实施范围。本实用新型的保护范围由权利要求书限定。凡利用本实用新型所述的技术方案,或本领域的技术人员在本实用新型技术方案的启发下,在本实用新型的实质和保护范围内,设计出类似的技术方案而达到上述技术效果的,或者对申请范围所作的均等变化与改进等,均应仍归属于本实用新型的专利涵盖保护范围之内。

Claims (5)

1.一种用于边坡开挖的挖掘机智能引导系统,其特征在于:包括角度传感器、倾斜/俯仰传感器、电台、信号天线、定位接收机和控制箱,所述角度传感器的数量为三个,分别设置于挖掘机的挖斗、动臂和大臂,所述倾斜/俯仰传感器、电台、信号天线、定位接收机和控制箱设置于挖掘机的机身上,所述控制箱分别与所述角度传感器、倾斜/俯仰传感器、电台、定位接收机连接,所述电台与信号天线连接,所述定位接收机用于接收GPS、GLONASS双星系统信号,
所述定位接收机包括保护壳、弹簧、处理组件、连板和接收天线,所述弹簧、处理组件、连板位于保护壳内,所述弹簧、处理组件和接收天线固定于所述连板上,所述接收天线贯穿所述保护壳,所述保护壳与接收天线间设置波纹环。
2.如权利要求1所述的用于边坡开挖的挖掘机智能引导系统,其特征在于:还包括基准站,所述基准站与若干电台无线通讯,每个所述电台位于一台挖掘机上。
3.如权利要求2所述的用于边坡开挖的挖掘机智能引导系统,其特征在于:所述电台位于挖掘机驾驶室内,所述电台固定于驾驶室的顶部,所述信号天线末端贯穿驾驶室并与所述电台连接。
4.如权利要求3所述的用于边坡开挖的挖掘机智能引导系统,其特征在于:所述信号天线为升降式信号天线,其下部的外面套有防水套。
5.如权利要求1所述的用于边坡开挖的挖掘机智能引导系统,其特征在于:控制箱位于驾驶室内,其上设置有显示屏、报警灯和扬声器。
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