CN221325484U - 多角度激光导引装置和挖掘机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种多角度激光导引装置，利用导引驱动组件，实现激光水准仪的多方向、多角度的运动，能够使激光水准仪更灵活地适应不同作业需求，同时，激光水准仪与导引驱动组件的协同工作，使得挖掘机在多方向、多角度下能够快速而精确地与标尺配合，提高了作业效率。

Description

多角度激光导引装置和挖掘机

技术领域

本实用新型涉及挖掘机作业技术领域，具体涉及一种多角度激光导引装置和挖掘机。

背景技术

建筑物在建筑施工前，通常需要对建筑地面进行场地整平作业，只有当整平作业完成后，才开始进行基坑挖掘等后续建筑施工工序；场地整平作业，是将建筑施工现场整平成施工所需要的设计平面，其中，施工所需要的设计平面是事先确定的场地设计标高所在的平面。

在场地整平作业整平的过程中，传统的做法是：首先进行标高导测，再定位放线，然后挖掘机以放线为标准，进行整平作业；在整平作业时，需要挖掘机操作手相当熟练挖掘机动臂、斗杆、铲斗的协调动作，且将挖掘机要处于水平位置，不能在前后左右方向出现倾斜，才能保证铲斗斗齿在场地整平时，保持作业路径是一条水平线，掌握不好挖掘机操作，就会造成“上坡下坡”、“深挖浅挖、”“落地砸坑”、“啃地坑洼”等地面倾斜、凹凸不平等问题。

然而，现有的场地整平作业过程中，进行标高导测通常需要作业人员进行手动进行，且每经过一段时间，还需要作业人员进行标高复测，保证标高导测的准确性，因此，存在标高导测过程繁琐，人力资源成本高，且降低作业效率的缺陷。

因此，目前亟需一种能够自动为待作业挖掘机进行标高导测，以提高作业效率的激光导引装置。

实用新型内容

实用新型目的：为了克服以上不足，本实用新型的目的是提供一种多角度激光导引装置，其应用灵活，提高了工作效率，能够将激光水准仪与布设的标尺配合，自动化对待作业挖掘机和标高进行零位标定，以此确定待作业挖掘机与标高水平面的高差，辅助挖掘机整平作业，避免挖掘机在进行场地整平作业时，出现“上坡下坡”、“深挖浅挖、”“落地砸坑”、“啃地坑洼”等地面倾斜、凹凸不平问题。

为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种多角度激光导引装置，包括：一标尺，所述标尺插设于待作业施工场地的预设区域，且所述标尺设有刻度标识；一导引驱动组件，包括第一移动平台、转动件、第二移动平台，所述第一移动平台安装于待作业挖掘机上，所述转动件安装于所述第一移动平台上，所述第二移动平台与所述转动件的驱动端相连接；一激光水准仪，所述激光水准仪安装于所述第二移动平台的运动端，通过所述激光水准仪与标尺配合，对待作业挖掘机和标尺标高进行零位标定，进而识别待作业挖掘机与标高水平面的高差。

作为本申请的一种优选方式，所述标尺设有若干个，若干个标尺在待作业施工场地的预设区域沿预设方向呈阵列式布置，且每个标尺设有刻度标识。

作为本申请的一种优选方式，所述第一移动平台包括：一第一驱动件，所述第一移动件安装于待作业挖掘机的上车机身上；一第一移动件，所述第一移动件分别与转动件及所述第一驱动件的驱动端相连接，其中，通过所述第一驱动件驱动所述第一移动件沿第一轨迹往复运动。

作为本申请的一种优选方式，所述第二移动平台包括：一第二驱动件，所述第二移动件安装于所述转动件的转动端；一第二移动件，所述第二移动件分别与激光水准仪及所述第二驱动件的驱动端相连接，其中，通过所述第二驱动件驱动所述第二移动件沿第三轨迹往复运动。

作为本申请的一种优选方式，所述转动件的转动端与第二驱动件相连接，通过所述转动件带动所述第二移动平台在预设角度区间内沿预设方向转动至预设角度。

作为本申请的一种优选方式，所述转动件带动所述第二移动平台在0°至360°区间内沿顺时针方向转动至预设角度。

作为本申请的一种优选方式，所述转动件带动所述第二移动平台在0°至360°区间内沿逆时针方向转动至预设角度。

作为本申请的一种优选方式，所述激光水准仪的连接端与所述第二移动件相连接，所述激光水准仪的发射端面向标尺的刻度标识。

作为本申请的一种优选方式，还包括：一驱动支架，所述驱动支架安装于待作业挖掘机的上车机身上；其中，所述第一移动平台安装于所述驱动支架上。

本实用新型还提供一种挖掘机，包括：所述的多角度激光导引装置。

本实用新型的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：

1、能够将激光水准仪与布设的标尺配合，对待作业挖掘机和标高进行零位标定，以此确定待作业挖掘机与标高水平面的高差，辅助挖掘机整平作业，避免挖掘机在进行场地整平作业时，出现“上坡下坡”、“深挖浅挖、”“落地砸坑”、“啃地坑洼”等地面倾斜、凹凸不平问题。

2、利用导引驱动组件，能够实现激光水准仪的多方向、多角度的运动，能够使激光水准仪更灵活地适应不同作业需求，同时，激光水准仪与导引驱动组件的协同工作，使得挖掘机在多方向、多角度下能够快速而精确地与标尺配合，提高了作业效率。

3、激光水准仪通过导引驱动组件的驱动，避免了挖掘机上车机身整体方向的转动，能够降低上车机身整体方向转动的资源损耗。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1是本实用新型的多角度激光导引装置与挖掘机的立体示意图。

图2是本实用新型的多角度激光导引装置与挖掘机的侧面示意图。

图3是本实用新型的多角度激光导引装置与标尺标高测量的示意图。

图4是本实用新型的多角度激光导引装置的立体示意图。

图5是本实用新型的多角度激光导引装置的X轴方向运动的变化示意图；

其中，图5a是激光水准仪位于X轴一端的示意图，图5b是激光水准仪位于X轴另一端的示意图。

图6是本实用新型的多角度激光导引装置的Z轴方向运动的变化示意图；

其中，图6a是激光水准仪位于Z轴一端的示意图，图6b是激光水准仪位于Z轴另一端的示意图。

图7是本实用新型的多角度激光导引装置的旋转方向运动的变化示意图；

其中，图7a是转动件停置状态的示意图，图7b是转动件顺时针转动的示意图，图7c是转动件逆时针转动的示意图。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

参考图1-图4所示，在一些实施例中，本申请提供一种多角度激光导引装置2，该装置2至少由标尺20、导引驱动组件、激光水准仪24几个部分构成。

<标尺20>

参考图3所示，标尺20被设置于待作业施工场地的预设区域，且标尺20上设有带有高度尺寸的刻度标识200。

其中，在本申请中，标尺20采用现有的带有光电接收器的水准尺；所述预设区域由作业人员根据实际作业需求划分。

在一些实施例中，所述标尺20被设置为多个，若干个标尺20在建筑施工场地内沿作业人员设置的轨迹进行阵列式布置，同时，为每个标尺20设置带有高度尺寸的刻度标识200，且每个标尺20的刻度标识200位于同一标高。

<导引驱动组件>

参考图4所示，导引驱动组件至少包括：

一第一移动平台21，第一移动平台21安装于待作业挖掘机1上。

一转动件22，转动件22安装于所述第一移动平台21上。

一第二移动平台23，第二移动平台23与所述转动件22的驱动端相连接。

其中，第一移动平台21的驱动方向为第一轨迹方向，转动件22的驱动方向为预设方向，第二移动平台23的驱动方向为第二轨迹方向。

具体而言，第一轨迹方向由作业人员根据实际作业需求进行设置，包括但不仅限于X轴、Y轴、Z轴方向运动，在本实施例中参考X轴方向的运动，即参考水平方向的移动；所述第二轨迹方向由作业人员根据实际作业需求进行设置，包括但不仅限于X轴、Y轴、Z轴方向运动，且，第二轨迹方向与第一轨迹方向不为同轴方向，在本实施例中参考Z轴方向的运动，即参考垂直升降方向的移动；所述预设方向由作业人员根据实际作业需求进行设置，包括顺时针方向和逆时针方向。

示例性的，若将第一轨迹方向以X轴方向、第二轨迹方向以Z轴方向运动，则参考图4所示，将所述第一移动平台21水平置放于挖掘机1的上车机身12上，且将所述第二移动平台23与第一移动平台21所在的平面相互垂直。

其中，第一移动平台21包括：

一第一驱动件210，第一移动件211安装于待作业挖掘机1的上车机身12上。

一第一移动件211，第一移动件211分别与转动件22及所述第一驱动件210的驱动端相连接。

其中，第二移动平台23包括：

一第二驱动件230，第二移动件231安装于所述转动件22的转动端。

一第二移动件231，第二移动件231分别与激光水准仪24及所述第二驱动件230的驱动端相连接。

具体而言，参考图5所示，通过第一驱动件210驱动第一移动件211沿X轴方向运动，在第一移动件211运动的同时，带动转动件22、第二移动平台23和激光水准仪24同步运动。

示例性的，参考图5a所示，第一移动件211位于X轴的一端，参考图5b所示，第一移动件211沿X轴方向运动，移动至X轴的另一端。

具体而言，参考图6所示，通过第二驱动件230驱动所述第二移动件231沿Z轴往复运动，在第二移动件231运动的同时，带动激光水准仪24同步运动。

示例性的，参考图6a所示，第二移动件231位于Z轴的一端，参考图6b所示，第二移动件231沿Z轴方向运动，移动至Z轴的另一端。

具体而言，参考图7所示，通过转动件22驱动第二移动平台23沿顺时针或逆时针方向转动，在第二移动平台23转动的同时，带动激光水准仪24同步转动。

示例性的，参考图7a所示，转动件22未处于转动状态，参考图7b所示，转动件22带动第二移动平台23沿顺时针方向转动，参考图7c所示，转动件22带动第二移动平台23沿逆时针方向转动。

以此，第一移动件211只要是能够实现X轴方向运动，可以是任何形式的驱动结构，包括但不仅限于液压装置、气动装置、伺服电机驱动螺杆或凸轮方式的提供往复直线运动动力的驱动结构，在本实施例中，参考图4所示的伺服电机驱动螺杆构成的直线驱动器；所述第二移动件231只要是能够实现Z轴方向运动，可以是任何形式的驱动结构，包括但不仅限于液压装置、气动装置、伺服电机驱动螺杆或凸轮方式的提供往复直线运动动力的驱动结构，在本实施例中，参考图4所示的伺服电机驱动螺杆构成的直线驱动器。

参考图4所示，转动件22只要是能够实现激光水准仪24旋转运动，可以是任何形式的转动结构，包括但不仅限于气动装置、电动装置等提供旋转运动的机构，在本实施例中，参考现有的伺服旋转平台结构。

<激光水准仪24>

参考图4所示，激光水准仪24安装于转动件22的驱动端，且通过运动连接件与所述转动件22的驱动端相连接。

其中，通过激光水准仪24与标尺20配合，对待作业挖掘机1和标尺20标高进行零位标定，进而识别待作业挖掘机1与标尺20标高水平面的高差，以此为待作业挖掘机1进行标高导测。

具体而言，本申请采用的为现有的激光水准仪24，激光水准仪24是一种用于测量和确定水平面或垂直平面的工具，它利用激光技术提供高精度的水平或垂直线，在建筑、土木工程和其他领域，激光水准仪24经常被用于实现标高的测量和设定。激光水准仪24具体实现标高测量的原理为：

1、设定基准点：在需要测量标高的待作业施工场地，首先需要设定一个基准点，作为标高测量的参考点，在本申请中，该参考点为标尺20上已知高度的刻度标识200。

2、校准激光水准仪24：在安装激光水准仪24后，对激光水准仪24进行校准，以确保激光线是水平或垂直的。

3、发射激光线：启动激光水准仪24，使其发射一条激光线，这条线可以是水平线或垂直线，具体取决于需要进行的标高测量。

4、测量高差：使用上述的带有光电接收器的水准尺，在需要进行标高测量的位置上接收激光线，高度差可以通过激光水准仪24和水准尺之间的激光线的位置来确定，从而实现测量。

在一些实施例中，通过转动件22带动第二驱动件230在预设角度区间内沿预设方向转动至预设角度，以此将激光水准仪24面向所述预设角度。

具体而言，所述预设角度区间、预设角度均由作业人员根据实际需求进行设置。

示例性的，通过转动件22带动所述第二移动平台23在0°至360°区间内沿顺时针方向转动至0°。

以此，通过第二移动平台23带动激光水准仪24面向挖掘机1正前方向的标尺20，识别挖掘机1与正前方向标尺20标高水平面的高差。

示例性的，通过转动件22带动所述第二移动平台23在0°至360°区间内沿顺时针方向转动至180°。

以此，通过第二移动平台23带动激光水准仪24面向挖掘机1正后方向的标尺20，识别挖掘机1与正后方向标尺20标高水平面的高差。

在本申请中，多角度激光导引装置2的工作原理为：

作业人员操作待作业挖掘机1移动至待作业施工场地的施工区域，进而操作待作业挖掘机1水平停置。

控制第一移动平台21调整激光水准仪24的X轴方向位置，控制第二移动平台23调整激光水准仪24的Z轴方向位置，控制转动件22调整激光校准仪的顺时针或逆时针方向角度，其中，此处调整既可以第一移动平台21、第二移动平台23、转动件22三者同步进行调整，也可以使得第一移动平台21和第二移动平台23，第一移动平台21和转动件22，第二移动平台23和转动件22两者间的同步进行调整，还可以使得第一移动平台21、第二移动平台23、转动件22三者分别进行调整。

调整完成后，控制激光水准仪24启动，将激光线发射至作业人员需求作业方向的标尺20上，以便于使用上述的带有光电接收器的水准尺，在需要进行标高测量的位置上接收激光线，从而实现待作业挖掘机1与标尺20标高水平面的高差测量。

测量完成后，作业人员根据对应测量结果，操作挖掘机1进行施工场地的整平作业。

待施工区域施工完成后，作业人员操作挖掘机1移动至施工场地的下一施工区域，使用上述过程继续作业。

在一些实施例中，本申请的多角度激光导引装置2还包括：

一驱动支架25，驱动支架25安装于待作业挖掘机1的上车机身12上。

其中，第一移动平台21安装于驱动支架25上。

具体而言，将驱动支架25与挖掘机1的上车机身12进行可拆卸连接，所述可拆卸连接包括但不仅限于螺纹连接、卡扣连接和铰链连接等，在本实施例中，参考将驱动支架25与上车机身12螺纹连接。

在一些实施例中，参考图1-图3所示，本实用新型还涉及一种挖掘机1，包括上述的多角度激光导引装置2，多角度激光导引装置2与所述挖掘机1的驾驶室的显示器相连接，以此显示标高测量数据，其中，所述多角度激光导引装置2与挖掘机1的驾驶室的显示器的电路连接关系采用现有的数据信息传输连接，包括但不仅限于HDMI、DP、VGA等连接，具体连接由作业人员根据实际需求、成本采用现有的设置。

进一步地，上述的挖掘机1至少还包括下车移动式底盘10、上车回转平台11、上车机身12、动臂13、斗杆14、铲斗15，所述下车移动式底盘10、上车回转平台11、上车机身12、动臂13、斗杆14、铲斗15的结构和电路连接关系均采用现有的挖掘机1结构和电路连接关系；以此，对上述的挖掘机结构进行简单描述，以便理解。

下车移动式底盘10只要能够支撑整个挖掘机1机身，使其能够在作业场地上移动，可以是任何形式的下车移动式底盘10，包括但不仅限于现有的履带式底盘、轮式底盘，所述履带底盘使用一组履带链条来支撑和移动挖掘机1机身，且这些链条通过底盘上的驱动轮和导向轮来驱动和定位；轮式底盘使用四个或更多的车轮来支持和移动挖掘机1机身，且这些车轮通常由橡胶或金属制成；具体下车移动式底盘10的种类选择通常取决于作业项目的具体需求和作业场地的地形条件。

上车回转平台11安装于下车移动式底盘10上，上车机身12安装于上车回转平台11上，通过上车回转平台11使挖掘机1的上车机身12能够360度旋转，从而方便挖掘机1在施工场地内灵活作业。

进一步地，上车机身12通常设计有驾驶室，驾驶室用于提供挖掘机1作业人员舒适和安全的工作环境，现有挖掘机1的驾驶室内通常配备有控制台、操纵杆、显示屏等设备，以便操作员能够控制挖掘机1的各个功能。

动臂13通常由多个伸缩臂组成，这些伸缩臂可以伸缩和旋转，伸缩能够使得动臂13调整长度，以适应不同挖掘深度的要求，这使得挖掘机1能够在不移动机身的情况下完成不同深度和高度的挖掘任务；旋转能够使得动臂13转动至需求的作业位置，这提供了更广泛的工作范围，使得挖掘机1能够在不改变位置的情况下完成挖掘工作。

斗杆14通常由多个铰接段组成，这些段能够使铲斗15在不同方向上移动，并适应不同的挖掘深度和高度，斗杆14的设计使得挖掘机1能够灵活地调整铲斗15的位置和角度，以完成各种挖掘任务；所述斗杆14通常具有伸缩和支撑功能，伸缩能够使得斗杆14调整铲斗15的距离，以适应不同深度的挖掘工作；支撑能够使得斗杆14承受挖掘作业中的各种力，包括挖掘、抓取和搬运等。

铲斗15连接到挖掘机1的斗杆14上，并通过斗杆14的运动来实现挖掘和搬运操作，具体铲斗15的形状和容量根据挖掘机1的作业用途进行设置，包括但不仅限于标准斗、鸟嘴斗、清槽斗等，每种类型的斗都适用于不同的挖掘任务；铲斗15的前沿通常装有斗齿，用于切割和穿透挖掘物料，以此提高挖掘效率和铲斗15的耐久性。

进一步地，铲斗15通常设计具有旋转功能，使其能够在作业的过程中更灵活地处理物料，提高工作效率。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

说明书附图标记说明：

1 挖掘机

2 多角度激光导引装置

10 下车移动式底盘

11 上车回转平台

12 上车机身

13 动臂

14 斗杆

15 铲斗

20 标尺

21 第一移动平台

22 转动件

23 第二移动平台

24 激光水准仪

25 驱动支架

200 刻度标识

210 第一驱动件

211 第一移动件

230 第二驱动件

231 第二移动件。

Claims (10)

1.一种多角度激光导引装置，其特征在于，包括：

一标尺，所述标尺插设于待作业施工场地的预设区域，且所述标尺设有刻度标识；

一导引驱动组件，包括第一移动平台、转动件、第二移动平台，所述第一移动平台安装于待作业挖掘机上，所述转动件安装于所述第一移动平台上，所述第二移动平台与所述转动件的驱动端相连接；

一激光水准仪，所述激光水准仪安装于所述第二移动平台的运动端，通过所述激光水准仪与标尺配合，对待作业挖掘机和标尺标高进行零位标定，进而识别待作业挖掘机与标高水平面的高差。

2.根据权利要求1所述的多角度激光导引装置，其特征在于，

所述标尺设有若干个，若干个标尺在待作业施工场地的预设区域沿预设方向呈阵列式布置，且每个标尺设有刻度标识。

3.根据权利要求1所述的多角度激光导引装置，其特征在于，

所述第一移动平台包括：

一第一驱动件，所述第一移动件安装于待作业挖掘机的上车机身上；

一第一移动件，所述第一移动件分别与转动件及所述第一驱动件的驱动端相连接，其中，

通过所述第一驱动件驱动所述第一移动件沿第一轨迹往复运动。

4.根据权利要求3所述的多角度激光导引装置，其特征在于，

所述第二移动平台包括：

一第二驱动件，所述第二移动件安装于所述转动件的转动端；

一第二移动件，所述第二移动件分别与激光水准仪及所述第二驱动件的驱动端相连接，其中，

通过所述第二驱动件驱动所述第二移动件沿第三轨迹往复运动。

5.根据权利要求4所述的多角度激光导引装置，其特征在于，

所述转动件的转动端与第二驱动件相连接，通过所述转动件带动所述第二移动平台在预设角度区间内沿预设方向转动至预设角度。

6.根据权利要求5所述的多角度激光导引装置，其特征在于，

所述转动件带动所述第二移动平台在0°至360°区间内沿顺时针方向转动至预设角度。

7.根据权利要求5所述的多角度激光导引装置，其特征在于，

所述转动件带动所述第二移动平台在0°至360°区间内沿逆时针方向转动至预设角度。

8.根据权利要求4所述的多角度激光导引装置，其特征在于，

所述激光水准仪的连接端与所述第二移动件相连接，所述激光水准仪的发射端面向标尺的刻度标识。

9.根据权利要求3所述的多角度激光导引装置，其特征在于，还包括：

一驱动支架，所述驱动支架安装于待作业挖掘机的上车机身上；其中，

所述第一移动平台安装于所述驱动支架上。

10.一种挖掘机，其特征在于，包括：

权利要求1-9任一项所述的多角度激光导引装置。