【鐵甲工程機械網(wǎng)原創(chuàng )】我們常見(jiàn)的反鏟挖掘機進(jìn)行挖掘作業(yè)時(shí)，通常會(huì )考慮一個(gè)參數，那就是挖掘深度。例如，挖溝、清理樁頭、挖地基等等作業(yè)時(shí)都是要按照一個(gè)標準的深度來(lái)挖掘，就連裝車(chē)也必須考慮挖掘深度，如果突然挖太深或是太高，就會(huì )影響倒車(chē)，間接影響工作效率。如果遇到要求精度高的作業(yè)時(shí)就只能通過(guò)，儀器來(lái)輔助測量深度了，最常見(jiàn)的就是水準儀了。但不是每個(gè)工地都會(huì )有儀器測量，即使有儀器也不會(huì )時(shí)時(shí)測量。在沒(méi)有儀器的時(shí)候，駕駛員就只能通過(guò)眼睛看來(lái)估計深度，所以估計深度成了挖掘機駕駛員的必修課之一，有很多“水平”不好的挖掘機駕駛員大概就是這一課沒(méi)修好！

我就是一名挖掘機駕駛員，我就經(jīng)常為深度估計錯誤而煩惱，我覺(jué)得靠人眼看，誰(shuí)也確保不了，要求挖90厘米就不挖1米，要求挖1米不挖1.2米。為了解決這個(gè)煩惱所以我發(fā)明了一個(gè)裝置，我覺(jué)得如果可以把水準儀的原理直接用在挖掘機上，就能邊挖掘邊看到深度數據了，設計原理是這樣的：在挖掘機的小臂（斗桿）內側一面增加刻度尺，(如圖1所示)，在挖掘機駕駛室的前玻璃上增加一個(gè)十字定位坐標，（如圖2所示），這個(gè)定位坐標由吸盤(pán)和線(xiàn)組成，直接吸附在玻璃上，駕駛員透過(guò)玻璃上的定位坐標就能看到小臂上刻度尺的相應的數字。也許你會(huì )問(wèn)，這樣就能看到挖掘深度了嗎？是不是太簡(jiǎn)單了？靠譜嗎？當然沒(méi)有這么簡(jiǎn)單，這只是大致的原理，還有很多細節說(shuō)明，我們一點(diǎn)一點(diǎn)來(lái)解析。

在挖掘機小臂內側增加刻度尺

首先要通過(guò)小臂（斗桿）來(lái)測量深度，那小臂就類(lèi)似于水準儀的標尺，標尺要垂直豎立才能測量到準確的深度，但挖掘機工作時(shí)，小臂是前后在運動(dòng)的，怎樣才能知道，小臂何時(shí)處于垂直何時(shí)又不是呢？其實(shí)解決這個(gè)問(wèn)題很簡(jiǎn)單，由于小臂包括大臂（動(dòng)臂）和鏟斗，是處于挖掘機駕駛室的右側，所以駕駛員工作時(shí)的眼睛不是處于小臂的運動(dòng)平面內，而是在小臂運動(dòng)平面的側面，所以我們只要在小臂刻度尺的中間增加一條中線(xiàn)，再駕駛室的玻璃上用吸盤(pán)固定豎向的一條線(xiàn)，駕駛員眼睛所能看到兩條線(xiàn)重疊時(shí)就是，小臂的一個(gè)固定位置，可以通過(guò)調整吸盤(pán)來(lái)設定這個(gè)固定位置為垂直豎立。（如圖2、圖3、圖4對比所示），圖2是小臂伸出超過(guò)了垂直位置時(shí)，圖4是小臂收回超過(guò)了垂直位置時(shí)，只有圖3所示，兩條線(xiàn)正好重疊，說(shuō)明此時(shí)小臂正好處于垂直位置。

（圖2）小臂伸出超過(guò)了垂直位置

（圖3）小臂和刻度線(xiàn)正好重合

（圖4）小臂收回超過(guò)了垂直位置

確定了小臂垂直，那接下來(lái)怎樣讀取數值呢？如果也是和確定小臂垂直位置的方法一樣，單靠在駕駛室玻璃上增加一條橫向的線(xiàn)，那肯定是不夠的，因為駕駛員的腦袋不可能始終在一個(gè)位置不動(dòng)，上下稍有晃動(dòng)，數值就不準了。解決這個(gè)問(wèn)題也很簡(jiǎn)單，就是多增加一條橫向的定位線(xiàn)，兩條線(xiàn)由支桿撐開(kāi)一定的距離，兩個(gè)點(diǎn)確定一條線(xiàn)，這樣由駕駛員眼睛看到的兩條橫向定位線(xiàn)重疊時(shí)對應的小臂刻度尺數值，就是我們需要的數值。

多增加一條橫向的定位線(xiàn)方便讀取數值

還有一個(gè)問(wèn)題就是，水準儀在工作前，都要先調試到水平位置，那采用這個(gè)裝置是不是也要使挖掘機的履帶停在一個(gè)水平的平面上呢？那豈不是很難達到要求？回答這個(gè)問(wèn)題的答案是，不需要。因為與水準儀略有不同的是，這套裝置的原理是，在挖掘機處于同一位置時(shí)，通過(guò)計算原地面與挖掘底部的兩次測量數據之差，來(lái)得出從挖掘原地面到挖掘底部的深度，并不是從停機平面到挖掘底部的深度。（如圖6、圖7、圖8、圖9所示），圖6是鏟斗處于原地面的側面視圖，圖7是鏟斗處于原地面的駕駛員視角視圖，此圖顯示此時(shí)刻度尺數字為0；圖8是鏟斗處于挖掘最底部的側面視圖，圖9是鏟斗處于挖掘最底部的駕駛員視角視圖，此圖此時(shí)刻度尺數字為1.3左右，通過(guò)計算1.3-0=1.3就能算出此時(shí)的挖掘深度為1.3米。

（圖6）鏟斗處于原地面的側面視圖

（圖7）鏟斗處于原地面的駕駛員視角視圖

（圖8）鏟斗處于挖掘最底部的側面視圖

（圖9）鏟斗處于挖掘最底部的駕駛員視角視圖

還有一個(gè)問(wèn)題就是，鏟斗挖掘半徑，與測量精度的問(wèn)題。如果兩次測量時(shí)鏟斗不是處于同一個(gè)位置，就會(huì )出現不同的鏟斗運動(dòng)半徑，導致影響而來(lái)精度，雖然這個(gè)誤差可能很小，某些作業(yè)時(shí)可以忽略，但如果遇到要求精度高的作業(yè)時(shí)怎么辦呢？解決方法也很簡(jiǎn)單，就在在測量時(shí)將鏟斗平放，齒尖碰地，就能做到準確無(wú)誤了，（如圖10、圖11、圖12、圖13、所示）。圖10是鏟斗平放于原地面的側面視圖，圖11是鏟斗平放于原地面的駕駛員視角視圖，此圖顯示此時(shí)刻度尺數字為0.4；圖12是鏟斗平放于挖掘最底部的側面視圖，圖13是鏟斗平放于挖掘最底部的駕駛員視角視圖，此圖此時(shí)刻度尺數字為1.7左右，通過(guò)計算1.7-0.4=1.3就能算出此時(shí)的挖掘深度為1.3米。

（圖10）鏟斗平放于原地面的側面視圖

（圖11）鏟斗平放于原地面的駕駛員視角視圖

（圖12）鏟斗平放于挖掘最底部的側面視圖

（圖13）鏟斗平放于挖掘最底部的駕駛員視角視圖

當然這套裝置也有些不足之處，就是在確定小臂垂直時(shí)，由于大臂影響小臂的高低前后，所以在套印豎向定位線(xiàn)和小臂刻度尺中線(xiàn)時(shí)，大臂越向下，就會(huì )要求駕駛員的腦袋微微向右靠一點(diǎn)，動(dòng)臂向上時(shí)，就需要駕駛員腦袋微微向左靠一點(diǎn)。當然只是微小距離的擺動(dòng)，并不會(huì )影響到駕駛。還有一點(diǎn)不足之處就是，受小臂長(cháng)度的限制，而限制了測量的最大深度，也就是說(shuō)，小臂有多長(cháng)就只能測多深，最多還可以把鏟斗的高度計算進(jìn)去，多了就測不了了，20噸級的挖掘機最大測量深度大概就在4米多5米不到的樣子，小挖也就是在兩米多3米不到的樣子。不過(guò)這也足以應付一般的工作需求了！

大家覺(jué)得這個(gè)裝置怎么樣？反正我作為挖掘機駕駛員，覺(jué)得可以讓駕駛員對挖掘深度有據可依，告別估計深度的時(shí)代，對挖掘機駕駛是有益的！