本實用新型涉及一種防止挖掘機超負荷的安全裝置，特別是一種挖掘機液壓取力系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

隨著人們對施工作業(yè)安全保障要求的提高，其他工程機械，如汽車吊，龍門吊等塔式起重機都有了相對成熟的安全保護設(shè)備力矩限制器，但是由于液壓挖掘機本身結(jié)構(gòu)復(fù)雜，工作環(huán)境惡劣，一直以來對于液壓挖掘機的力矩保護都沒有一個合理有效的方案，國家也并未對挖掘機使用力矩限制器形成一套規(guī)范，故目前的挖掘機使用中，特別是結(jié)構(gòu)復(fù)雜的液壓挖掘機的使用過程中，大部分施工單位均沿用塔式起重機的力矩限制器使用，并沒有針對挖掘機的機械臂形成有效的保護，從而導(dǎo)致挖掘機沒有受到保護，也有一些廠家在挖掘機上設(shè)機械取力裝置，獲取抓掘機的實時載重，對比額定載重判斷是否超載，但是現(xiàn)有的機械取力裝置精度差、安裝不便、磨損嚴重容易損壞，更換麻煩造成生產(chǎn)成本的增加。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

因此本實用新型提出一種挖掘機液壓取力系統(tǒng)，解決了現(xiàn)有技術(shù)里對挖掘機機械臂保護不足，機械取力裝置精度差、安裝不便、磨損嚴重容易損壞，成本偏高的問題。

本實用新型的技術(shù)方案是這樣實現(xiàn)的：一種挖掘機液壓取力系統(tǒng)，包括大臂角度傳感器、電源、重力傳感器、油壓傳感器、顯示器、主機；所述大臂角度傳感器、電源、重力傳感器、油壓傳感器、顯示器均與主機相連；所述大臂角度傳感器、重力傳感器均設(shè)于挖掘機大臂上，所述油壓傳感器設(shè)于挖掘機主液壓油箱管道上，所述主機、顯示器、電源均設(shè)于挖掘機駕駛室內(nèi)，挖掘機駕駛室設(shè)于挖掘機本體上；挖掘機本體上設(shè)支撐油缸，支撐油缸一端連接挖掘機本體，另一端連接挖掘機大臂，所述挖掘機主液壓油箱連通支撐油缸。通過大臂角度傳感器測量挖掘機工作時大臂與地面(水平面)之間的夾角，通過重力傳感器測量出挖掘機工作臂(大臂)本身的自重，通過油壓傳感器測出支撐油缸向上給予挖掘機工作臂的推力，再結(jié)合測量不同的力臂長度，通過公式與三角函數(shù)可實時算出挖掘機的工作載重，將實時載重與額定載重在主機內(nèi)進行對比即可判斷挖掘機實時有沒有超負荷運行，主機將數(shù)據(jù)、結(jié)論實時反映于顯示器上供操作人員參考、了解，因為做到了實時傳送角度數(shù)據(jù)、油壓數(shù)據(jù)，提高了精確度，實時的將挖掘機力臂角度、油缸推力等信息反映給挖掘機操作者，使挖掘機的作業(yè)能力在其設(shè)計參數(shù)范圍內(nèi)安全、高效的被利用，從而有效避免挖掘機及操作者發(fā)生安全事故，且液壓取力方式根據(jù)的是大臂角度傳感器、油壓傳感器實時傳回的數(shù)據(jù)，精確、及時無滯后，避免了機械取力裝置的精度差、機械磨損損耗、安裝費力的缺點，測量及時、準確，安裝傳感器比安裝機械取力裝置簡單、快捷(傳統(tǒng)機械取力裝置需緊固于大臂上，損壞大臂受力結(jié)構(gòu))，沒有機械磨損，延長了系統(tǒng)的使用壽命，降低了生產(chǎn)成本。

進一步地，所述大臂角度傳感器包括大臂角度傳感器本體、設(shè)于大臂角度傳感器本體上的大臂角度傳感器出線端，所述重力傳感器包括重力傳感器本體、設(shè)于重力傳感器本體上的重力傳感器出線端，所述大臂角度傳感器出線端、重力傳感器出線端均朝向挖掘機駕駛室。主機設(shè)于挖掘機駕駛室內(nèi)，重力傳感器、大臂角度傳感器均與主機相連，故設(shè)計大臂角度傳感器輸出端、重力傳感器出線端均朝向挖掘機駕駛室，線纜可直接將大臂角度傳感器輸出端、動臂角度傳感器輸出端、主機連接，線纜在連接過程中不會發(fā)生翻折，對線纜起到了保護作用。

更進一步地，所述主機包括底板、上蓋、側(cè)壁，所述底板呈矩形，所述側(cè)壁包括第一側(cè)壁、第二側(cè)壁、第三側(cè)壁、第四側(cè)壁，所述第一側(cè)壁、第二側(cè)壁、第三側(cè)壁、第四側(cè)壁豎直分設(shè)于底板四邊，所述第一側(cè)壁、第二側(cè)壁、第三側(cè)壁、第四側(cè)壁依次首尾連接且圍繞底板形成具有上部開口的內(nèi)腔，所述上蓋活動設(shè)于側(cè)壁上并覆蓋內(nèi)腔，所述第一側(cè)壁、第二側(cè)壁、第三側(cè)壁、第四側(cè)壁連接處分設(shè)圓形倒角，于圓形倒角處設(shè)氣囊，氣囊上設(shè)氣囊口，所述氣囊口一端接于氣囊，另一端穿出側(cè)壁接于氣源，氣源上設(shè)氣源開關(guān)，所述氣源開關(guān)連接主機。主機是整個系統(tǒng)的大腦、心臟，理應(yīng)受到嚴密的安全保護，當主機判斷出挖掘機超負荷而操作人員又沒有及時處理時，除了在顯示器顯示作業(yè)超載運行，主機同時判斷此時整個系統(tǒng)環(huán)境處于危險中，則發(fā)出信號控制氣源開關(guān)向氣囊供氣，氣囊撐開保護了主機內(nèi)部的電氣元件、主板等配件，避免在發(fā)生危機狀況(如超載挖掘機倒塌)時硬力對主機的損害，保護了主機的安全運行即可保證整個系統(tǒng)處于安全、受控狀態(tài)。

通過上述公開內(nèi)容，本實用新型的有益效果為：通過大臂角度傳感器測量挖掘機工作時大臂與地面(水平面)之間的夾角，通過重力傳感器測量出挖掘機工作臂(大臂)本身的自重，通過油壓傳感器測出支撐油缸向上給予挖掘機工作臂的推力，再結(jié)合測量不同的力臂長度，通過公式與三角函數(shù)可實時算出挖掘機的工作載重，將實時載重與額定載重在主機內(nèi)進行對比即可判斷挖掘機實時有沒有超負荷運行，主機將數(shù)據(jù)、結(jié)論實時反映于顯示器上供操作人員參考、了解，因為做到了實時傳送角度數(shù)據(jù)、油壓數(shù)據(jù)，提高了精確度，實時的將挖掘機力臂角度、油缸推力等信息反映給挖掘機操作者，使挖掘機的作業(yè)能力在其設(shè)計參數(shù)范圍內(nèi)安全、高效的被利用，從而有效避免挖掘機及操作者發(fā)生安全事故，且液壓取力方式根據(jù)的是大臂角度傳感器、油壓傳感器實時傳回的數(shù)據(jù)，精確、及時無滯后，避免了機械取力裝置的精度差、機械磨損損耗、安裝費力的缺點，測量及時、準確，安裝傳感器比安裝機械取力裝置簡單、快捷，沒有機械磨損，延長了系統(tǒng)的使用壽命，降低了生產(chǎn)成本。

附圖說明

圖1為本實用新型挖掘機液壓取力系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖。

圖2為本實用新型大臂角度傳感器、重力傳感器的安裝結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3為本實用新型挖掘機大臂的受力分析圖。

圖4為本實用新型主機的結(jié)構(gòu)示意圖，圖中省略部分結(jié)構(gòu)。

附圖標記如下：

1挖掘機駕駛室，2挖掘機大臂，3氣囊，3a氣囊口，4挖掘機本體，4a支撐油缸，5圓形倒角，6大臂角度傳感器本體，7大臂角度傳感器出線端，8重力傳感器本體，9重力傳感器出線端，10底板，11第一側(cè)壁，12第二側(cè)壁,13第三側(cè)壁,14第四側(cè)壁。

具體實施方式

下面將結(jié)合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本實用新型中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。

如圖1-3所示，一種挖掘機液壓取力系統(tǒng)，包括大臂角度傳感器、電源、重力傳感器、油壓傳感器、顯示器、主機。

參見圖3，所述主機包括底板10、上蓋、側(cè)壁，所述底板10呈矩形，所述側(cè)壁包括第一側(cè)壁11、第二側(cè)壁12、第三側(cè)壁13、第四側(cè)壁14，所述第一側(cè)壁11、第二側(cè)壁12、第三側(cè)壁13、第四側(cè)壁14豎直分設(shè)于底板10四邊，所述第一側(cè)壁11、第二側(cè)壁12、第三側(cè)壁13、第四側(cè)壁14依次首尾連接且圍繞底板10形成具有上部開口的內(nèi)腔，所述內(nèi)腔內(nèi)設(shè)有電器元件，所述上蓋活動設(shè)于側(cè)壁上并覆蓋內(nèi)腔，所述第一側(cè)壁11、第二側(cè)壁12、第三側(cè)壁13、第四側(cè)壁14連接處分設(shè)圓形倒角5，于圓形倒角5處設(shè)氣囊3，氣囊3上設(shè)氣囊口3a，所述氣囊口3a一端接于氣囊3，另一端穿出側(cè)壁接于氣源，氣源上設(shè)氣源開關(guān)。所述大臂角度傳感器、電源、重力傳感器、油壓傳感器、顯示器、氣源開關(guān)均與主機相連。

參見圖2，所述大臂角度傳感器、重力傳感器均設(shè)于挖掘機大臂2上，所述大臂角度傳感器包括大臂角度傳感器本體6、設(shè)于大臂角度傳感器本體6上的大臂角度傳感器出線端7，所述重力傳感器包括重力傳感器本體8、設(shè)于重力傳感器本體8上的重力傳感器出線端9，所述大臂角度傳感器出線端7、重力傳感器出線端9均朝向挖掘機駕駛室1。

繼續(xù)參見圖2，所述油壓傳感器設(shè)于挖掘機主液壓油箱管道上，所述主機、顯示器、電源均設(shè)于挖掘機駕駛室1內(nèi)，挖掘機駕駛室1設(shè)于挖掘機本體4上；挖掘機本體4上設(shè)支撐油缸4a，支撐油缸4a一端連接挖掘機本體4，另一端連接挖掘機大臂2，所述挖掘機主液壓油箱連通支撐油缸4a。

本實用新型的工作原理：參見圖3，挖掘機的負載為F2，挖掘機工作臂(挖掘機大臂2)本身的自重為F3，F(xiàn)3根據(jù)重力傳感器測量得出數(shù)據(jù)，支撐油缸4a提供給挖掘機大臂2的支撐力為F1，F(xiàn)1由油壓傳感器測量得出數(shù)據(jù)，挖掘機大臂2與水平面之間的夾角為α，則F1對應(yīng)的力臂L1為支撐油缸的力臂，支撐油缸4a于挖掘機大臂2上的支撐點到挖掘機大臂2與挖掘機本體4的交點(即挖掘機大臂2支點)的距離為L4，根據(jù)三角函數(shù)可得出L1＝cosα*L4，F(xiàn)3對應(yīng)的力臂L3可由挖掘機廠家資料中得知，挖掘機大臂2的長度為L5，F(xiàn)2對應(yīng)的力臂L2＝cosα*L5，則根據(jù)受力平衡原理F1*k*L1＝F2*L2+F3*L3,其中K為角度系數(shù)(0＜K≤1)，根據(jù)現(xiàn)場情況取值，再根據(jù)重力公式G＝mg(g為比例系數(shù)，重力大小約為9.8N/kg，重力隨著緯度大小改變而改變，表示質(zhì)量為1kg的物體受到的重力為9.8N)可以得出重量m2＝F2/g＝(F1*k*L1-F3*L3)/(L2*g)，即得出挖掘機的實時負載，并在主機里與事先錄入的額定負載比較是否超載，結(jié)果顯示于顯示器上提醒操作人員。

最后說明的是，以上實施例僅用以說明本實用新型的技術(shù)方案而非限制，盡管參照較佳實施例對本實用新型進行了詳細說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當理解，可以對本實用新型的技術(shù)方案進行修改或者等同替換，而不脫離本實用新型技術(shù)方案的宗旨和范圍，其均應(yīng)涵蓋在本實用新型的權(quán)利要求范圍當中。