挖掘机及其自动数斗系统的制作方法

本实用新型涉及挖掘机技术领域，尤其是涉及一种挖掘机及其自动数斗系统。

背景技术：

作为挖掘机公司，新开发的挖掘机首先要进行各种性能的测试，其中有一个比较重要的指标就是油耗效率测试，在油耗效率测试的过程中统计铲斗挖掘次数是关键。

目前统计挖掘机作业斗数的方法是在挖掘机动臂、斗杆、铲斗油缸装配位移传感器的方式，通过三个位移传感器检测整机工作装置姿态，进而判断整机是否处于卸料状态，从而进行斗数统计。

但上述统计挖掘机斗数的方法存在如下不足：在动臂、斗杆、铲斗处安装传感器使得成本增大；同时，无法判断挖掘机是装载还是空载状态，统计的有效斗数信息不准确。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种挖掘机及其自动数斗方法和系统，以缓解了现有的统计挖掘机作业斗数的方法在在动臂、斗杆、铲斗处安装传感器使得成本增大；同时，无法判断挖掘机是装载还是空载状态，统计的有效斗数信息不准确的技术问题。

本实用新型提供的挖掘机自动数斗系统，包括数据采集模块、数据处理模块和计数模块；

所述数据采集模块包括电信号采集模块和压力传感器；所述电信号采集模块和所述压力传感器分别与所述数据处理模块连接，所述数据处理模块与所述计数模块连接；

所述电信号采集模块用于采集电控手柄的动臂、斗杆和铲斗的电信号，当所述电信号依次由零变化到正值或者负值时，判定为挖掘机完成物料挖掘动作；

所述电信号采集模块用于采集电控手柄的上车回转的电信号，当所述电信号由零变化到正值或者负值，且再由正值或者负值变化到零时，判定挖掘机完成物料转移动作；

所述电信号采集模块用于采集电控手柄的铲斗、斗杆和动臂的电信号，当所述电信号依次由正值或者负值变化到零时，判定为挖掘机完成物料卸料动作；

所述压力传感器用于采集铲斗油缸的压力值，当所述压力值大于等于预设压力值时，判定挖掘机的斗数有效；

当挖掘机按顺序完成物料挖掘动作、物料转移动作、卸料动作以及判定挖掘机的斗数有效后，所述计数模块的挖掘机斗数统计数字自动增加1。

进一步的，所述数据采集模块包括转角传感器；所述转角传感器与所述数据处理模块连接；

所述转角传感器用于采集上车的转动角度，当所述转动角度大于等于预设角度时，判定挖掘机完成物料转移动作。

进一步的，所述电信号为电压信号或者电流信号。

进一步的，所述挖掘机自动数斗系统包括显示器；所述显示器与所述计数模块连接，用于显示挖掘机的斗数。

进一步的，所述压力传感器设置在所述铲斗油缸内部，所述压力传感器与所述数据处理模块采用无线通讯方式连接。

进一步的，所述挖掘机自动数斗系统包括输入模块，所述输入模块与所述数据处理模块连接，用于设置所述预设压力值。

本实用新型提供的挖掘机，包括所述的挖掘机自动数斗系统。

本实用新型提供的挖掘机自动数斗系统，包括数据采集模块、数据处理模块和计数模块；所述数据采集模块包括电信号采集模块和压力传感器；所述电信号采集模块和所述压力传感器分别与所述数据处理模块连接，所述数据处理模块与所述计数模块连接；所述电信号采集模块用于采集电控手柄的动臂、斗杆和铲斗的电信号，当所述电信号依次由零变化到正值或者负值时，判定为挖掘机完成物料挖掘动作；所述电信号采集模块用于采集电控手柄的上车回转的电信号，当所述电信号由零变化到正值或者负值，且再由正值或者负值变化到零时，判定挖掘机完成物料转移动作；所述电信号采集模块用于采集电控手柄的铲斗、斗杆和动臂的电信号，当所述电信号依次由正值或者负值变化到零时，判定为挖掘机完成物料卸料动作；所述压力传感器用于采集铲斗油缸的压力值，当所述压力值大于等于预设压力值时，判定挖掘机的斗数有效；当挖掘机按顺序完成物料挖掘动作、物料转移动作、卸料动作以及判定挖掘机的斗数有效后，所述计数模块的挖掘机斗数统计数字自动增加1。通过电信号采集模块采集动臂、斗杆、铲斗以及上车回转的电信号的变化判断挖掘机的物料挖掘动作、物料转移动作、卸料动作，通过压力传感器采集的铲斗油缸的压力值大于等于预设值时，判定挖掘机的斗数有效，从而实现挖掘机斗数的自动统计，该系统结构简单，成本相对较低，且能够利用采集的压力值与预设压力值的比较来排除无效斗数，进一步确保统计数据准确可靠。

本实用新型提供的挖掘机，包括所述的挖掘机自动数斗系统，因所述的挖掘机包括上述的挖掘机自动数斗系统，故该挖掘机上具备所述的挖掘机自动数斗系统的优点。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的挖掘机自动数斗系统的结构图；

图2为本实用新型实施例提供的挖掘机自动数斗方法的流程图。

图标：100-数据采集模块；110-电信号采集模块；120-压力传感器；130-转角传感器；200-数据处理模块；300-计数模块；400-显示器；500-输入模块。

具体实施方式

下面将结合实施例对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1所示，本实用新型提供的挖掘机自动数斗系统，包括数据采集模块100、数据处理模块200和计数模块300。

数据采集模块100包括电信号采集模块110和压力传感器120；电信号采集模块110和压力传感器120分别与数据处理模块200连接，数据处理模块200与计数模块300连接。

电信号采集模块110用于采集电控手柄的动臂、斗杆和铲斗的电信号，当电信号依次由零变化到正值或者负值时，判定为挖掘机完成物料挖掘动作。

电信号采集模块110用于采集电控手柄的上车回转的电信号，当电信号由零变化到正值或者负值，且再由正值或者负值变化到零时，判定挖掘机完成物料转移动作。

电信号采集模块110用于采集电控手柄的铲斗、斗杆和动臂的电信号，当电信号依次由正值或者负值变化到零时，判定为挖掘机完成物料卸料动作。

压力传感器120用于采集铲斗油缸的压力值，当压力值大于等于预设压力值时，判定挖掘机的斗数有效。

当挖掘机按顺序完成物料挖掘动作、物料转移动作、卸料动作以及判定挖掘机的斗数有效后，计数模块300的挖掘机斗数统计数字自动增加1。

通过电信号采集模块110采集动臂、斗杆、铲斗以及上车回转的电信号的变化判断挖掘机的物料挖掘动作、物料转移动作、卸料动作，通过压力传感器120采集的铲斗油缸的压力值大于等于预设压力值时，判定挖掘机的斗数有效，从而实现挖掘机斗数的自动统计，该系统结构简单，成本相对较低，且能够利用采集的压力值与预设压力值的比较来排除无效挖斗数，进一步确保统计数据准确可靠。

电信号采集模块110可以为现有技术中的能够采集电控手柄中电信号的模块。

进一步的，数据采集模块100包括转角传感器130；转角传感器130与数据处理模块200连接。

转角传感器130用于采集上车的转动角度，当转动角度大于等于预设角度时，判定挖掘机完成物料转移动作。

具体地，转角传感器130设置在上车上，能够采集上车的转动角度，当该转动角度大于等于预设角度时，判定挖掘机完成物料转移动作。

需要说明的是，可以通过电信号采集模块110和转角传感器130，来判断挖掘机完成物料转动作与否。通过电信号采集模块110采集电控手柄的上车回转的电信号，当所述电信号由零变化到正值或者负值，再由正值或者负值变化到零时，再进行下一步判断，即转角传感器130采集上车的转动角度，当该转动角度大于等于预设角度时，判定挖掘机完成物料转移动作。通过利用转角传感器130和电信号采集模块110分别采集上车的转动角度和电信号的变化来判定挖掘机完成物料转移动作，两者结合，进一步提高了挖掘机完成物料转移动作判定的准确性。

进一步的，电信号为电压信号或者电流信号。

进一步的，挖掘机自动数斗系统包括显示器400；显示器400与计数模块300连接，用于显示挖掘机的斗数。

具体地，显示器400能够显示计数模块300统计的挖掘机的斗数，方便检测人员读取。

需要说明的是，显示器400也可以为可触摸式显示屏，可触摸式显示屏与数据处理模块200连接，工作人员可以通过在该可触摸式显示屏上设置预设压力值和预设角度，简单方便。

进一步的，压力传感器120设置在铲斗油缸内部，压力传感器120与数据处理模块200采用无线通讯方式连接。

具体地，本实施例中，压力传感器120设置在所述铲斗油缸内部，能够检测铲斗油缸内的实际压力值，压力传感器120能够将采集到的压力值通过无线传输的方式传递给数据处理模块200，数据处理模块200能够接收压力传感器120采集的压力值，并在数据处理模块200风与预设压力值进行比较，当采集的压力值大于或者等于预设压力值时，判定挖掘机的斗数有效；当采集的压力值小于预设压力值时，判定挖掘机的斗数无效。

进一步的，挖掘机自动数斗系统包括输入模块500，输入模块500与数据处理模块200连接，用于设置所述预设压力值。

具体地，输入模块500与数据处理模块200连接，能够设置预设压力值和预设角度。挖掘机自动数斗系统包括键盘，键盘与输入模块500连接，通过键盘设置预设压力值。

需要说明的是，挖掘机自动数斗系统包括显示器400，显示器400可以是可触摸式显示屏，该可触摸式显示屏与输入模块500连接，也能够实现输入预设压力值的目的。

如图2所示，本实用新型提供的挖掘机自动数斗方法，依赖于上述的挖掘机自动数斗方法，具体包括如下步骤：

利用电信号采集模块110采集电控手柄的动臂、斗杆和铲斗的电信号，当所述电信号依次由零变化到正值或者负值时，判定为挖掘机完成物料挖掘动作，并进行下一步物料转移动作步骤判断；采集电控手柄的上车回转的电信号，当所述电信号由零变化到正值或者负值，且再由正值或者负值变化到零时，判定挖掘机完成物料转移动作，并进行下一步卸料动作判断。

通常情况下，铲斗在物料挖掘地点挖掘物料，然后上车转动一定角度后停止，铲斗在物料卸载地点将物料卸下，挖掘机的上车在物料挖掘地点静止，发生回转，然后在物料卸载地点再次静止的过程。本实施例中，将物料挖掘地点的上车回转的电信号定义为零，将物料卸载地点的上车回转的电信号定义为零，铲斗内的物料由物料挖掘地点转移到物料卸载地点，必然对应的上车回转的电信号从零变化到正值或者负值，然后再从正值或者负值变化到零的过程。通过电信号由零变化到正值或者负值，再由正值或者负值变化到零，从而判定挖掘机完成物料转移动作。

采集电控手柄的铲斗、斗杆和动臂的电信号，当所述电信号依次由正值或者负值变化到零时，判定为挖掘机完成物料卸料动作，并进行下一步检测挖掘机的斗数有效的判断。

采集铲斗油缸的压力值，当所述压力值大于等于预设压力值时，判定挖掘机的斗数有效；可以在铲斗油缸上设置压力传感器120，该压力传感器120能够检测到铲斗油缸内的实际压力值，因为铲斗油缸的压力是由负载决定的，预设压力值可以是标准负载对应的压力，当实际检测的压力值大于或者等于预设压力值时，判定挖掘机的斗数有效；反之，如果采集的压力值小于预设压力值时，则判定挖掘机的斗数无效，将不进行统计。

需要说明的是，压力传感器120可以设置在铲斗油缸的内部，也可以设置在与铲斗油缸连通的液压油路上，即采集到的压力值可以代表铲斗油缸的内部压力即可。

当挖掘机按顺序完成物料挖掘动作、物料转移动作、卸料动作以及判定挖掘机的斗数有效后，则挖掘机斗数统计数字自动增加1。

挖掘机按顺序完成物料挖掘动作、物料转移动作和卸料动作认为挖掘机完成了一个作业循环，然后再通过采集铲斗油缸的压力值来判定挖掘机的斗数有效与否，当确定斗数有效后，挖掘机斗数统计数字自动增加1。

在判定挖掘机完成物料挖掘动作的步骤中，可以将采集电控手柄的动臂、斗杆和铲斗的电信号依次由零变化到正值时判定为挖掘机完成物料挖掘动作，那么在判定卸料动作时，将采集电控手柄的铲斗、斗杆和动臂的电信号依次由正值变化到零时，判定挖掘机完成卸料动作。当然，也可以在判定挖掘机完成物料挖掘动作的步骤中，可以将采集电控手柄的动臂、斗杆和铲斗的电信号依次由零变化到负值时判定为挖掘机完成物料挖掘动作，那么在判定卸料动作时，将采集电控手柄的铲斗、斗杆和动臂的电信号依次由负值变化到零时，判定挖掘机完成卸料动作。

实际使用时，通过采集电控手柄的动臂、斗杆、铲斗和上车回转的电信号，同时采集铲斗油缸的压力值，通过电控手柄的动臂、斗杆、铲斗和上车回转的电信号的往复变化，判定挖掘机是否完成物料挖掘动作、物料转移动作和卸料动作。通过铲斗油缸的压力值与预设压力值的比较，判断挖掘机的斗数是否有效，提高了统计斗数的准确性。

通过采集电控手柄的动臂、斗杆、铲斗以及上车回转的电信号和铲斗油缸的压力值，利用所述动臂、斗杆、铲斗以及上车回转的电信号的变化判断挖掘机的物料挖掘动作、物料转移动作、卸料动作，再利用采集的铲斗油缸的压力值大于等于预设值时，判定挖掘机的斗数有效，从而实现自动统计挖掘机的斗数，该方法无需在动臂、斗杆、铲斗上安装位移或角度传感器，成本较低，能够通过采集铲斗油缸的压力值来排除无效斗数，确保统计数据准确可靠。

进一步的，所述物料转移动作的判断步骤还包括：采集上车的转动角度，当所述转动角度大于等于预设角度时，判定挖掘机完成物料转移动作。

具体地，物料转移动作的判断步骤包括两个，即步骤一，采集电控手柄的上车回转的电信号，当所述电信号由零变化到正值或者负值，且再由正值或者负值变化到零时，进行步骤二的判断；步骤二，利用转角传感器130采集上车的转动角度，当所述转动角度大于等于预设角度时，判定挖掘机完成物料转移动作。首先，通过采集上车回转的电信号，当所述电信号由零变化到正值或者负值时，再由正值或者负值变化到零，再进一步进行判定，即采集上车的转动角度，当转动角度大于等于预设角度时，判定挖掘机完成物料转移动作。

需要说明的是，步骤一和步骤二可以不分先后顺序，也可以先进行步骤二的判断然后进行步骤一的判断。仅其中一个步骤完成时，判定挖掘机的物料转移动作没有完成，挖掘机的斗数不进行计数，当两个通过两个步骤来判定挖掘机完成物料转移动作与否，进一步提高了挖掘机完成物料转移动作判定的准确性。

进一步地，电信号为电压信号或者电流信号。

本实用新型提供的挖掘机，包括挖掘机自动数斗系统。因挖掘机包括上述的挖掘机自动数斗系统，故该挖掘机上具备所述的挖掘机自动数斗系统的优点，能够自动有效地进行斗数统计，精确实现挖掘机的油耗效率测试。

综上所述，本实用新型提供的挖掘机自动数斗系统，包括数据采集模块100、数据处理模块200和计数模块300；数据采集模块100包括电信号采集模块110和压力传感器120；电信号采集模块110和压力传感器120分别与数据处理模块200连接，数据处理模块200与计数模块300连接；电信号采集模块110用于采集电控手柄的动臂、斗杆和铲斗的电信号，当电信号依次由零变化到正值或者负值时，判定为挖掘机完成物料挖掘动作；电信号采集模块110用于采集电控手柄的上车回转的电信号，当电信号由零变化到正值或者负值，且再由正值或者负值变化到零时，判定挖掘机完成物料转移动作；电信号采集模块110用于采集电控手柄的铲斗、斗杆和动臂的电信号，当电信号依次由正值或者负值变化到零时，判定为挖掘机完成物料卸料动作；压力传感器120用于采集铲斗油缸的压力值，当压力值大于等于预设压力值时，判定挖掘机的斗数有效；当挖掘机按顺序完成物料挖掘动作、物料转移动作、卸料动作以及判定挖掘机的斗数有效后，所述计数模块300的挖掘机斗数统计数字自动增加1。通过电信号采集模块110采集动臂、斗杆、铲斗以及上车回转的电信号的变化判断挖掘机的物料挖掘动作、物料转移动作、卸料动作，通过压力传感器120采集的铲斗油缸的压力值大于等于预设值时，判定挖掘机的斗数有效，从而实现挖掘机斗数的自动统计，该系统结构简单，成本相对较低，且能够利用采集的压力值与预设压力值的比较来排除无效斗数，进一步确保统计数据准确可靠。

本实用新型提供的挖掘机，包括该挖掘机自动数斗系统，因挖掘机包括上述的挖掘机自动数斗系统，故该挖掘机上具备挖掘机自动数斗系统的优点。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。