工程机械中物料体积截割运输方量检测装置及悬臂掘进机的制作方法

本实用新型属于工程机械设备技术领域，特别涉及一种用于工程机械中物料体积截割运输的方量检测装置及悬臂掘进机。

背景技术：

工程机械行业中有很多设备需要计算截割、开挖或运输方量，即物料体积，如挖掘机、铲运车、盾构机、悬臂掘进机等。以悬臂掘进机为例，其截割部以转削的方式截割石土，其铲板部依靠转动的星轮将渣土收集到运输机上，运输机通过转动将渣土运至悬臂掘进机机身后侧。对于此类设备，使用方或项目方最关注的是设备的效率问题，即每截割立方的成本。此外对于盾构机设备，需要通过实时测量控制出渣量保证密封仓内压力与开挖面水土压力平衡，以减少盾构推进对地层土体的扰动，保证安全和施工成本。

现阶段悬臂掘进机截割方量的计算主要依靠每班结束后现场人员人工测量计算，工作效率较低计算误差大；为了提高测量的实时性和准确性，研发人员从截割部的截割轨迹、工作时间和功率等指标来建立计算关系，但到目前为止还没有成熟的方案。

技术实现要素：

为此，本实用新型提供一种用于工程机械中物料体积截割运输的方量检测装置及悬臂掘进机，实时准确的测量类似悬臂掘进机的工程机械截割或运输方量，效率高、误差小，实用效果好。

按照本实用新型所提供的设计方案，一种用于工程机械中物料体积截割运输的方量检测装置，包含：

匀料机构，设置于运输机溜槽上方并与运输机侧板固定，用于检测运输机堵料状态并对运输机上物料进行平摊；

方量检测机构，通过与运输机等宽的支架与运输机侧板固定，用于检测运输机物料方量计算参数并将该参数反馈至用于物料方量计算的后台处理器。

上述的，所述匀料机构包含：设于运输机溜槽上方的物料平摊钩排组件，分别与运输机两侧板固定的防堵侧板，及用于检测运输机启停及运转方向的感应开关；所述防堵侧板上设置有用于检测运输机溜槽堵料状态的检测传感器，所述检测传感器及感应开关均与运输机电控箱信号连接。

优选的，运输机电控箱还设置有用于依据检测传感器反馈信号进行堵料预警的报警提示设备。

优选的，所述物料平摊钩排包含第一匀料组件和第二匀料组件；所述第一匀料组件包含设置于运输机溜槽上方的框架本体，框架本体两侧板与运输机侧板固定，框架本体顶板上排布有匀料棒，框架本体两侧板上布设有若干排拨料棒一和若干排拨料棒二，拨料棒一长度大于拨料棒二长度；所述第二匀料组件包含连接板和设置于连接板上的钩排，所述连接板与框架本体侧板或顶板铰接。

上述的，支架上布设有若干用于检测运输机物料上表面与支架之间距离和/或运输机物料图像轮廓的检测点，每个检测点上均设置有与后台处理器连接的距离和/或图像轮廓采集设备。

优选的，所述采集设备采用激光或声波或红外传感器。

一种悬臂掘进机，悬臂掘进机的运输机上设置有上述的用于工程机械中物料体积截割运输的方量检测装置及用于接收方量检测机构检测参数并依据参数进行方量计算输出的后台处理器。

本实用新型的有益效果：

本实用新型在现有工程机械如悬臂掘进机设备中增加少量硬件即可实施，铲板部后部龙门结构避免较大块渣料进入运输机，进一步保证了方量检测的精确性和实用性；通过方量检测机构实现自动化测量，取代人工测量，提高测量工作效率，降低现场测量人员发生安全事故概率；用户可根据测量数据实时掌握现场施工进度，合理安排调度设备进出场等工作，通过截齿消耗等信息核算单位方量掘进成本；可将测量数据按时间段、截割工作循环、地点等分类存储，对数据的分析挖掘可反馈到现场施工管理及产品的研发改进等，对于截割、开挖或运输等工程机械施工的方量测量具有重要意义。

附图说明：

图1为实施例中方量检测装置结构示意图；

图2为实施例中方量检测机构示意图；

图3为实施例中匀料机构结构示意图；

图4为实施例中第二匀料组件结构示意图；

图5为实施例中防堵侧板结构示意图。

具体实施方式：

图中标号，标号1代表运输机，标号2代表方量检测机构，标号3代表第一匀料组件，标号31代表拨料棒二，标号32代表拨料棒一，标号33代表匀料棒，标号4代表运输机刮板链，标号5代表第二匀料组件，标号6代表防堵侧板，标号7代表检测传感器。

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚、明白，下面结合附图和技术方案对本实用新型作进一步详细的说明。

本实用新型实施例，参见图1～5所示，提供一种用于工程机械中物料体积截割运输的方量检测装置，包含：

匀料机构，设置于运输机溜槽上方并与运输机侧板固定，用于检测运输机堵料状态并对运输机上物料进行平摊；

方量检测机构，通过与运输机等宽的支架与运输机侧板固定，用于检测运输机物料方量计算参数并将该参数反馈至用于物料方量计算的后台处理器。

匀料机构用于对运输机刮板链上输送的物料进行摊铺，能够有效避免堵料等情形；方量检测机构能够对摊铺后的物料进行扫描，便于后台物料方量计算，提高效率，降低成本。

参见图1所示，匀料机构包含：设于运输机溜槽上方的物料平摊钩排组件，分别与运输机两侧板固定的防堵侧板，及用于检测运输机启停及运转方向的感应开关；所述防堵侧板上设置有用于检测运输机溜槽堵料状态的检测传感器，所述检测传感器及感应开关均与运输机电控箱信号连接。防堵侧板可设置为三角形板或梯形板等异形板，便于依据物料将检测传感器安装适当位置处，根据实际使用需求，检测传感器可设置为多个，便于更好的检测运输机物料堵料状况。

优选的，运输机电控箱还设置有用于依据检测传感器反馈信号进行堵料预警的报警提示设备。该报警提示设备可采用设置在运输机侧板或固定在运输机电控箱上的声光提示报警器，参见图5所示，物料通过第一检测传感器后，若出现堵料，则通过第二检测传感器即可输出堵料信号进行报警提醒，工作人员收到后能够及时通过停机进行手动处理。

优选的，参见图2和图3所示，所述物料平摊钩排包含第一匀料组件和第二匀料组件；所述第一匀料组件包含设置于运输机溜槽上方的框架本体，框架本体两侧板与运输机侧板固定，框架本体顶板上排布有匀料棒，框架本体两侧板上布设有若干排拨料棒一和若干排拨料棒二，拨料棒一长度大于拨料棒二长度；所述第二匀料组件包含连接板和设置于连接板上的钩排，所述连接板与框架本体侧板或顶板铰接。拨料棒和匀料棒可通过螺扣进行固定，依据运输物料，可方便更换不同的长度，达到最佳的拨料均料效果。连接板与框架本体侧板或顶板之间采用固定销等铰接方式进行活动连接，大大降低卡料机率，提高均料效果。

参见图2所示，支架上布设有若干用于检测运输机物料上表面与支架之间距离和/或运输机物料图像轮廓的检测点，每个检测点上均设置有与后台处理器连接的距离和/或图像轮廓采集设备。

优选的，所述采集设备采用激光或声波或红外传感器。

基于上述的装置，本实用新型实施例还提供一种悬臂掘进机，悬臂掘进机的运输机上设置有上述的用于工程机械中物料体积截割运输的方量检测装置及用于接收方量检测机构检测参数并依据参数进行方量计算输出的后台处理器，该后台处理器处理流程中方量运算公式可设计如下：

V总＝(V正-V反)÷α

其中，V1为方量检测装置至运输机底部的体积。V2为方量检测装置至运输机上物料上表面的体积。V3为运输机正转期间包含的运输机刮料板的总体积。V4为单个刮料板的体积。H为方量检测装置至运输机底部的高度。Hi为方量检测装置至运输机上物料上表面的高度。v为运输机的转速。T为放量监测装置的检测频率。W为运输机的宽度。L为运输机刮料板的间隔长度。V正为运输机正转期间计算的总方量。V反为运输机反转期间计算的总方量。V总为运输机运行期间计算的总方量。α为修正系数，修正系数的取值问题，可依据GYD-301‘全国统一市政工程预算定额’及各地区定额文件一般取1.2至1.5之间，也可根据现场实测校准后确定。

本实用新型中，运输机运转方向通过感应开关检测，检测到运输机为出渣运转时，方量检测装置开始连续检测距离或图像轮廓信号，同时均料机构对运输机上的物料进行平摊处理，当物料第一检测传感器检测到物料信号时，发出堵料预警，此时操作人员可反向运行运输机或停机手动处理，当第二检测传感器检测到输出信号时，系统发出堵料报警，需停机手动处理。当运输机翻转时，运输机反转方向开关输出信号。后台处理器根据运输机不同运转方向来计算工作期间的方量总和。本实用新型在现有悬臂掘进机设备增加少量硬件即可实施，铲板部后部龙门结构避免较大块渣料进入运输机，进一步保证了该方案的精确性和实用性；自动化测量取代人工测量，提高测量工作效率，降低现场测量人员发生安全事故概率；可根据测量数据实时掌握现场施工进度，合理安排调度设备进出场等工作，通过截齿消耗等信息核算单位方量掘进成本；可将测量数据按时间段、截割工作循环、地点等分类存储，对数据的分析挖掘可反馈到现场施工管理及产品的研发改进等，具有较好的工程应用前景。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施方式仅限于此，对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干简单的推演或替换，都应当视为属于本实用新型由所提交的权利要求书确定专利保护范围。对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。