一种挖掘机数字化用辅助施工系统及其施工方法与流程

1.本技术涉及建筑施工的领域，尤其是涉及一种挖掘机数字化用辅助施工系统及其施工方法。


背景技术：

2.挖掘机的应用范围十分广泛，通过换装不同的附属装置，如液压锤、液压剪、推土铲、扒斗等，可以完成破碎、拆卸、抓取等多种作业，主要以挖掘为主。
3.目前，挖掘机在操作时，通常依靠施工人员的经验来进行作业，但是，施工人员在作业时，挖掘机的附属装置不能精准的对施工位置进行作业，导致施工位置有所偏差，对后续施工造成一定影响。
4.针对上述中的相关技术，发明人认为存在有挖掘机的附属装置不能精准对施工位置进行作业的缺陷。


技术实现要素：

5.为了提高挖掘机的附属装置对施工位置作业的精准度，本技术提供一种挖掘机数字化用辅助施工系统及其施工方法。
6.第一方面，本技术提供的一种挖掘机数字化用辅助施工系统,其采用如下的技术方案：一种挖掘机数字化用辅助施工系统，包括挖掘机本体、设置在挖掘机本体上的附属装置、用于与挖掘机驾驶室中显示屏相连的摄像头、用于固定摄像头的固定机构、设置在挖掘机本体上用于带动固定机构位于挖掘机大臂长度方向移动的移动机构、设置在移动机构和固定机构之间用于带动摄像头转动的第一转向机构、设置在第一转向机构和移动机构之间用于带动摄像头转动的第二转向机构、设置在挖掘机本体上用于固定移动机构的夹持机构。
7.通过采用上述技术方案，施工人员需要操作挖掘机施工时，首先将夹持机构安装在挖掘机的大臂上，接着将摄像头通过固定机构进行固定后即可进行挖掘机的施工；施工人员操作挖掘机施工时，当附属装置抵接在施工位置时，施工人员通过挖掘机驾驶室中显示屏观测摄像头传输的图像数据，首先调节移动机构，将摄像头位于挖掘机大臂长度方向滑移至施工所需观测位置，接着通过第一转向机构和第二转向机构进行摄像头转向的微调，使摄像头观测施工位置更加清晰后，施工人员即可开始施工；施工人员在作业时，通过移动机构、第一转向机构、第二转向机构和摄像头对施工位置进行精准的观测，从而提高了挖掘机的附属装置对施工位置进行精准作业，提高了施工的质量。
8.可选的，所述夹持机构包括用于抵接在挖掘机大臂一侧的抵接板、多个设置在抵接板上的支撑架、设置在支撑架上用于使支撑架不能在挖掘机大臂上移动的压紧组件；所述支撑架包括固设在抵接板上的支撑板、固设在支撑板远离抵接板一侧的夹板，所述挖掘机大臂位于支撑板和夹板之间，所述抵接板上开设有多个减重槽。
9.通过采用上述技术方案，施工人员将夹持机构安装在挖掘机的大臂上时，首先将抵接板和夹板分别放置在挖掘机大臂的两侧，接着通过压紧组件将支撑架固定在挖掘机大臂上即可；施工人员需要拆卸夹持机构时，首先解除压紧组件的固定状态，随后将夹持机构取下即可；安装和拆卸夹持机构的过程较为简单，操作方便，且安装位置较为灵活、可根据施工位置进行调节。
10.可选的，所述压紧组件包括设置在夹板和挖掘机大臂之间的压紧板、设置在压紧板与夹板之间的压紧螺杆、固设在压紧板与压紧螺杆之间的过渡凸台、螺纹连接在压紧螺杆上的防松螺母；所述压紧板与挖掘机大臂抵接，所述压紧螺杆一端与压紧板固定连接、另一端贯穿夹板且与其螺纹连接，所述压紧螺杆远离压紧板的一端固设有手轮，所述防松螺母抵接在夹板远离压紧板的一侧。
11.通过采用上述技术方案，施工人员通过压紧组件将夹持机构固定在挖掘机大臂上时，首先转动手轮，手轮带动压紧螺杆转动，压紧螺杆推动压紧板向靠近挖掘机大臂的一侧移动，最终将压紧板压紧在挖掘机大臂上即可；反之，施工人员反向转动手轮，即可解除压紧组件的压紧状态。
12.可选的，所述移动机构包括两个分别固设在抵接板两侧的支撑座、固设在两个支撑座之间的连接座、滑移连接在连接座上的滑移块、设置在两个支撑座之间用于带动滑移块位于连接座上滑移的驱动组件，所述滑移块与连接座抵接。
13.通过采用上述技术方案，施工人员通过移动机构将摄像头位于挖掘机大臂长度方向滑移至施工所需观测位置时，首先启动驱动组件，驱动组件带动滑移块位于支撑座沿挖掘机大臂长度方向滑移，最终将摄像头滑移至施工所需观测位置即可。
14.可选的，所述驱动组件包括转动连接在两个支撑座之间的驱动螺杆，所述驱动螺杆一端贯穿支撑座，所述驱动螺杆贯穿支撑座的一端设置有第一驱动电机，所述第一驱动电机的输出轴与驱动螺杆固定连接，所述驱动螺杆与滑移块螺纹连接。
15.通过采用上述技术方案，施工人员启动第一驱动电机后，第一驱动电机的输出轴带动驱动螺杆转动，驱动螺杆带动滑移块位于支撑座上滑移，从而实现了滑移块的滑移运动；第一驱动电机操作简单、控制方便，驱动螺杆摩擦损失小、传动精度高且具有传动的可逆性。
16.可选的，所述滑移块靠近连接座的一侧固设有燕尾块，所述连接座上开设有燕尾槽，所述燕尾块位于燕尾槽内滑移。
17.通过采用上述技术方案，滑移块带动燕尾块滑移时，燕尾块仅可沿燕尾槽的开设方向滑移，从而实现了滑移块的滑移运动，并对滑移块的移动起导向和限位的作用，防止滑移块与连接座分离。
18.可选的，所述第一转向机构包括转动连接在滑移块上的铰接轴、设置在铰接轴一端的抱闸电机、固设在铰接轴上的转动块，所述抱闸电机的输出轴与铰接轴固定连接，所述转动块与固定机构相连。
19.通过采用上述技术方案，施工人员通过第一转向机构对摄像头的旋转角度进行微调时，首先启动抱闸电机，抱闸电机的输出轴带动铰接轴转动，铰接轴带动与其固定连接的转动块转动，从而实现了设置在固定机构上的摄像头绕铰接轴的转动；抱闸电机实现了控
制摄像头的转动，且抱闸电机在断电后可实现铰接轴的自锁，使摄像头停滞在所需观测位置。
20.可选的，所述固定机构包括转动连接在转动块上的卡接环、多个螺纹连接在卡接环上的固定螺杆、固设在固定螺杆上的旋钮、固设在固定螺杆上的固定块；多个所述固定螺杆沿卡接环的周向分布，所述固定块位于卡接环内，所述固定块远离固定螺杆的一侧固设有橡胶层，所述橡胶层与摄像头抵接。
21.通过采用上述技术方案，施工人员通过固定机构对摄像头进行固定时，首先将摄像头放置在抵接环内，接着转动旋钮，旋钮带动固定螺杆转动，固定螺杆带动固定块向卡接环的轴线方向移动，使橡胶层压紧在摄像头的外侧壁上，即可完成对摄像头的固定。
22.可选的，所述第二转向机构包括设置在转动块上的旋转轴、固设在旋转轴上的蜗轮、转动连接在转动块上与蜗轮相适配的蜗杆，所述蜗杆与蜗轮相啮合；所述转动块呈内部中空的壳体设置，所述旋转轴、蜗轮、蜗杆均位于转动块内部，所述旋转轴一端与转动块转动连接、另一端与卡接环固定连接，所述蜗杆一端贯穿转动块，所述蜗杆贯穿转动块的一端设置有第二驱动电机，所述第二驱动电机的输出轴与蜗杆固定连接。
23.通过采用上述技术方案，施工人员通过第二转向机构对摄像头的旋转角度进行微调时，首先启动第二驱动电机，第二驱动电机的输出轴带动蜗杆转动，蜗杆带动蜗轮转动，蜗轮带动旋转轴转动，旋转轴带动卡接环转动，从而实现了摄像头绕旋转轴的转动。
24.第二方面，本技术还提供一种挖掘机数字化用辅助施工系统的施工方法，其采用如下的技术方案：一种挖掘机数字化用辅助施工系统的施工方法，适用于上述中的一种挖掘机数字化用辅助施工系统，其使用步骤如下：s1、清理基层，标记划线，将附属装置安装在挖掘机本体上；s2、将夹持机构安装在挖掘机大臂上；s3、随后将摄像头通过固定机构进行固定；s4、启动挖掘机，通过挖掘机驾驶室中显示屏观测摄像头传输的图像数据；s5、控制调节移动机构，使摄像头位于挖掘机大臂长度方向上滑移至施工所需观测较佳位置；s6、控制调节第一转向机构，使摄像头位于同时垂直挖掘机大臂侧面和顶面的平面内转动至施工所需观测较佳位置；s7、控制调节第二转向机构，使摄像头位于与挖掘机大臂侧面平行的平面内转动至施工所需观测较佳位置；s8、摄像头的观测位置调整好后，施工人员按照标记线进行精准施工作业即可；s9、施工完毕后，将辅助施工系统拆除。
25.通过采用上述技术方案，施工人员在作业时，可通过移动机构、第一转向机构、第二转向机构，将摄像头调整至施工所需观测较佳位置，通过摄像头可以清楚精确的观测到施工位置的标记线，从而提高了挖掘机的附属装置对施工位置作业的精准度，且调节摄像头的角度时，操作简单，调节精准，施工步骤简洁。
26.综上所述，本技术包括以下至少一种有益技术效果：
1.施工人员在作业时，通过移动机构、第一转向机构、第二转向机构和摄像头对施工位置进行精准的观测，从而提高了挖掘机的附属装置对施工位置进行精准作业，提高了施工的质量；2.施工人员安装和拆卸夹持机构的过程较为简单，操作方便，且安装位置较为灵活、可根据施工位置进行调节；3.移动机构可以精准的调节摄像头的移动位置，从而更加精准的观测施工位置的情况，提高了对施工位置作业的精准度。
27.4.第一转向机构可以实现摄像头绕铰接轴的转动，且可以较长时间保持所需观测角度。
附图说明
28.图1是本技术实施例中辅助施工系统的结构示意图；图2是表示夹持机构的局部剖视图；图3是表示图2中a部分的局部放大示意图；图4是表示移动机构的局部示意图；图5是表示移动机构的局部剖视图；图6是表示辅助施工系统的爆炸示意图；图7是表示第二转向机构的局部剖视图；图8是表示图7中b部分的局部放大示意图。
29.附图标记说明：1、挖掘机本体；11、附属装置；12、挖掘机大臂；13、挖掘机驾驶室；2、摄像头；3、固定机构；31、卡接环；32、固定螺杆；33、旋钮；34、固定块；35、橡胶层；4、移动机构；41、支撑座；42、连接座；421、燕尾槽；43、滑移块；431、安装槽；44、燕尾块；45、驱动组件；451、驱动螺杆；452、第一驱动电机；5、第一转向机构；51、铰接轴；52、抱闸电机；53、转动块；6、第二转向机构；61、旋转轴；62、蜗轮；63、蜗杆；64、第二驱动电机；7、夹持机构；71、抵接板；711、减重槽；72、支撑架；721、支撑板；722、夹板；73、压紧组件；731、压紧板；732、压紧螺杆；733、过渡凸台；734、防松螺母；735、手轮。
具体实施方式
30.以下结合附图1-8对本技术作进一步详细说明。
31.本技术实施例公开一种挖掘机数字化用辅助施工系统。参照图1和图2，辅助施工系统包括挖掘机本体1，挖掘机本体1上设置有附属装置11，挖掘机大臂12的一侧设置有摄像头2，摄像头2与挖掘机驾驶室13显示屏相连；挖掘机大臂12一侧设置有固定机构3，固定机构3用于固定摄像头2，挖掘机大臂12上还设置有移动机构4，移动机构4用于带动固定机构3位于挖掘机大臂12的长度方向滑移；移动机构4和固定机构3之间设置有第一转向机构5，第一转向机构5用于带动摄像头2位于垂直挖掘机大臂12侧面和顶面的平面内转动，第一转向机构5和移动机构4之间设置有第二转向机构6，第二转向机构6用于带动摄像头2位于与挖掘机大臂12侧面平行的平面内转动；挖掘机大臂12上还设置有夹持机构7，夹持机构7用于将辅助施工系统固定在挖掘机大臂12上。
32.施工人员需要操作挖掘机施工时，首先将夹持机构7安装在挖掘机的大臂上，接着
将摄像头2通过固定机构3进行固定，摄像头2固定后，施工人员即可进行挖掘机的施工；施工人员操作挖掘机施工时，当附属装置11与施工位置抵接后，施工人员开始通过挖掘机驾驶室13中显示屏观测摄像头2传输的图像数据，首先调节移动机构4，将摄像头2位于挖掘机大臂12长度方向滑移至施工所需观测较佳位置，接着通过第一转向机构5带动摄像头2位于垂直挖掘机大臂12侧面和顶面的平面内转动至所需观测较佳位置，通过第二转向机构6带动摄像头2位于与挖掘机大臂12侧面平行的平面内转动至所需观测较佳位置，施工人员即可开始施工。
33.参照图3和图4，夹持机构7包括抵接板71，抵接板71呈长方形板设置，抵接板71抵接在挖掘机大臂12的一侧，抵接板71沿其长度方向均匀间隔设置有多个支撑架72；支撑架72包括固设在抵接板71上的支撑板721，支撑板721呈长方形板设置，支撑板721与抵接板71垂直，支撑板721远离抵接板71一侧固设有夹板722，夹板722也呈长方形板设置，夹板722与支撑板721垂直，挖掘机大臂12位于支撑板721和夹板722之间；抵接板71沿其长度方向开设有多个减重槽711，减重槽711呈长方形通槽设置，夹板722和挖掘机大臂12之间设置有压紧组件73，压紧组件73用于使支撑架72不能在挖掘机大臂12上移动。
34.参照图2和图3，压紧组件73包括抵接在挖掘机大臂12上的压紧板731，压紧板731呈圆形板设置，压紧板731与夹板722之间设置有压紧螺杆732，压紧螺杆732一端与压紧板731固定连接、另一端贯穿支撑板721且与其螺纹连接；压紧板731与压紧螺杆732之间固设有过渡凸台733，过渡凸台733用于增大压紧板731与压紧螺杆732之间的连接面积，提高压紧板731与压紧螺杆732之间连接的稳定性，压紧螺杆732上螺纹连接有防松螺母734，防松螺母734抵接在夹板722远离压紧板731的一侧，压紧螺杆732远离压紧板731的一端固设有手轮735。
35.施工人员安装夹持机构7时，首先将抵接板71和夹板722分别放置在挖掘机大臂12的两侧，并根据施工位置对夹持机构7的位置进行调节，接着转动手轮735，手轮735带动压紧螺杆732转动，压紧螺杆732推动压紧板731向靠近挖掘机大臂12的一侧移动，将压紧板731压紧在挖掘机大臂12上，即可完成对支撑架72的固定；施工人员拆卸夹持机构7时，首先反向转动手轮735，解除压紧组件73的固定状态，随后将支撑架72取下即可。
36.参照图4和图5，移动机构4包括两个分别固设在抵接板71长度方向两侧的支撑座41，支撑座41呈长方体设置，两个支撑座41之间固设有连接座42，连接座42呈长方体设置，连接座42的上方滑移连接有滑移块43，滑移块43也呈长方体设置，滑移块43与连接座42抵接；滑移块43靠近连接座42的一侧固设有燕尾块44，连接座42上开设有与燕尾块44相适配的燕尾槽421，燕尾块44位于燕尾槽421内滑移；两个支撑座41之间设置有驱动组件45，驱动组件45用于带动滑移块43位于连接座42上滑移。
37.参照图4，驱动组件45包括转动连接在两个支撑座41之间的驱动螺杆451，驱动螺杆451与两个支撑座41均垂直，驱动螺杆451一端贯穿支撑座41，驱动螺杆451贯穿支撑座41的一端设置有第一驱动电机452，第一驱动电机452的输出轴与驱动螺杆451固定连接，驱动螺杆451贯穿滑移块43且与其螺纹连接。
38.施工人员需要将摄像头2位于挖掘机大臂12长度方向滑移至施工所需观测较佳位置时，首先启动第一驱动电机452，第一驱动电机452的输出轴带动驱动螺杆451转动，驱动螺杆451带动滑移块43位于支撑座41上滑移，同时滑移块43带动燕尾块44滑移，燕尾块44仅
可沿燕尾槽421的开设方向滑移，从而实现了滑移块43的滑移运动，并对滑移块43的移动起导向和限位的作用，防止滑移块43与连接座42分离，最终将摄像头2滑移至施工所需观测位置即可。
39.参照图6，第一转向机构5包括转动连接在滑移块43上的铰接轴51，铰接轴51沿滑移块43的宽度方向设置，滑移块43上开设有安装槽431，铰接轴51位于安装槽431内，铰接轴51的一端贯穿滑移块43，铰接轴51贯穿滑移块43的一端设置有抱闸电机52，抱闸电机52的输出轴与铰接轴51固定连接，铰接轴51上固设有转动块53，转动块53呈长方体设置，转动块53与固定机构3相连。
40.施工人员通过第一转向机构5带动摄像头2位于垂直挖掘机大臂12侧面和顶面的平面内转动时，首先启动抱闸电机52，抱闸电机52的输出轴带动铰接轴51转动，铰接轴51带动与其固定连接的转动块53转动，转动块53带动与其相连的固定机构3绕铰接轴51转动，从而实现了设置在固定机构3上的摄像头2绕铰接轴51的转动，抱闸电机52在断电后可实现铰接轴51的自锁，使摄像头2停滞在所需观测较佳位置。
41.参照图7和图8，固定机构3包括转动连接在转动块53上的卡接环31，卡接环31呈环形板设置，摄像头2位于卡接环31内，卡接环31与摄像头2之间设置有三个固定螺杆32，三个固定螺杆32沿卡接环31的周向均匀间隔分布，固定螺杆32与卡接环31螺纹连接；固定螺杆32远离摄像头2的一端固设有旋钮33，固定螺杆32靠近摄像头2的一端固设有固定块34，固定块34呈圆形板设置，固定块34远离固定螺杆32的一侧固设有橡胶层35，橡胶层35与摄像头2抵接。
42.施工人员通过固定机构3对摄像头2进行固定时，首先将摄像头2放置在抵接环内，接着分别转动三个旋钮33，三个旋钮33分别带动三个固定螺杆32转动，固定螺杆32带动固定块34向靠近摄像头2的一侧移动，使橡胶层35压紧在摄像头2的外侧壁上，即可完成对摄像头2的固定。
43.参照图7和图8，第二转向机构6包括设置在转动块53上的旋转轴61，旋转轴61沿转动块53的长度方向设置，转动块53呈内部中空的壳体设置，旋转轴61位于转动块53内部，旋转轴61一端与转动块53转动连接、另一端与卡接环31固定连接；旋转轴61上固设有的蜗轮62，转动块53上转动连接有与蜗轮62相适配的蜗杆63，蜗杆63与蜗轮62相啮合，蜗轮62、蜗杆63也均位于转动块53内部，蜗杆63一端贯穿转动块53，蜗杆63贯穿转动块53的一端设置有第二驱动电机64，第二驱动电机64的输出轴与蜗杆63固定连接。
44.施工人员通过第二转向机构6带动摄像头2位于与挖掘机大臂12侧面平行的平面内转动时，首先启动第二驱动电机64，第二驱动电机64的输出轴带动蜗杆63转动，蜗杆63带动蜗轮62转动，蜗轮62带动旋转轴61转动，旋转轴61带动卡接环31转动，卡接环31即可带动摄像头2位于与挖掘机大臂12侧面平行的平面内转动。
45.本技术实施例还公开了一种挖掘机数字化用辅助施工系统的施工方法，应用于上述中的一种挖掘机数字化用辅助施工系统，其施工步骤如下：s1、清理基层，根据施工位置进行标记划线，并将附属装置11安装在挖掘机本体1上；s2、将支撑架72安装挖掘机大臂12上，并转动手轮735，将压紧板731压紧在挖掘机大臂12一侧，并将防松螺母734拧紧，从而对支撑架72进行固定；s3、随后将摄像头2放置在卡接环31内，并转动旋钮33，将橡胶层35压紧在摄像头2的外
侧壁上，对摄像头2进行固定；s4、启动挖掘机，通过挖掘机驾驶室13中显示屏观测摄像头2传输的图像数据，以便对后续摄像头2的位置和角度进行调整；s5、控制调节第一驱动电机452，使滑移块43位于压紧螺杆732长度方向滑移，从而将摄像头2位于挖掘机大臂12长度方向上滑移至施工所需观测较佳位置；s6、控制调节抱闸电机52，使转动块53绕铰接轴51转动，从而使摄像头2位于同时垂直挖掘机大臂12侧面和顶面的平面内转动至施工所需观测较佳位置；s7、控制调节第二驱动电机64，使旋转轴61带动卡接环31转动，从而使摄像头2位于与挖掘机大臂12侧面平行的平面内转动至施工所需观测较佳位置；s8、通过移动机构4、第一转向机构5、第二转向机构6将摄像头2的观测位置调整好后，施工人员通过挖掘机驾驶室13中显示屏观测摄像头2传输的图像数据，按照标记线进行精准施工作业即可；s9、施工完毕后，将辅助施工系统拆除即可。
46.本技术实施例一种挖掘机数字化用辅助施工系统及其施工方法的实施原理为：施工人员需要操作挖掘机施工时，首先将附属装置11安装在挖掘机上，接着将支撑架72通过压紧组件73安装在挖掘机的大臂上，并将摄像头2放在卡接环31内，转动旋钮33将摄像头2固定，随后施工人员启动挖掘机，当附属装置11抵接在施工位置时，施工人员启动第一驱动电机452，通过挖掘机驾驶室13中显示屏观测摄像头2传输的图像数据将摄像头2位于挖掘机大臂12长度方向滑移至施工所需观测位置，接着分别控制调节抱闸电机52和第二驱动电机64，对摄像头2进行转向的微调，使摄像头2转动至施工所需观测较佳位置后，施工人员即可开始施工；施工人员在作业时，通过移动机构4、第一转向机构5、第二转向机构6和摄像头2对施工位置进行精准的观测，从而使挖掘机的附属装置11对施工位置进行精准作业，提高了施工的质量。
47.以上均为本技术的较佳实施例，并非依此限制本技术的保护范围，故：凡依本技术的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本技术的保护范围之内。