【鐵甲工程機(jī)械網(wǎng)原創(chuàng)】我們常見的反鏟挖掘機(jī)進(jìn)行挖掘作業(yè)時(shí)，通常會(huì)考慮一個(gè)參數(shù)，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(biāo)準(zhǔn)的深度來挖掘，就連裝車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，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，儀器來輔助測(cè)量深度了，最常見的就是水準(zhǔn)儀了。但不是每個(gè)工地都會(huì)有儀器測(cè)量，即使有儀器也不會(huì)時(shí)時(shí)測(cè)量。在沒有儀器的時(shí)候，駕駛員就只能通過眼睛看來估計(jì)深度，所以估計(jì)深度成了挖掘機(jī)駕駛員的必修課之一，有很多“水平”不好的挖掘機(jī)駕駛員大概就是這一課沒修好！

我就是一名挖掘機(jī)駕駛員，我就經(jīng)常為深度估計(jì)錯(cuò)誤而煩惱，我覺得靠人眼看，誰也確保不了，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，我覺得如果可以把水準(zhǔn)儀的原理直接用在挖掘機(jī)上，就能邊挖掘邊看到深度數(shù)據(jù)了，設(shè)計(jì)原理是這樣的：在挖掘機(jī)的小臂（斗桿）內(nèi)側(cè)一面增加刻度尺，(如圖1所示)，在挖掘機(jī)駕駛室的前玻璃上增加一個(gè)十字定位坐標(biāo)，（如圖2所示），這個(gè)定位坐標(biāo)由吸盤和線組成，直接吸附在玻璃上，駕駛員透過玻璃上的定位坐標(biāo)就能看到小臂上刻度尺的相應(yīng)的數(shù)字。也許你會(huì)問，這樣就能看到挖掘深度了嗎？是不是太簡(jiǎn)單了？靠譜嗎？當(dāng)然沒有這么簡(jiǎn)單，這只是大致的原理，還有很多細(xì)節(jié)說明，我們一點(diǎn)一點(diǎn)來解析。

在挖掘機(jī)小臂內(nèi)側(cè)增加刻度尺

首先要通過小臂（斗桿）來測(cè)量深度，那小臂就類似于水準(zhǔn)儀的標(biāo)尺，標(biāo)尺要垂直豎立才能測(cè)量到準(zhǔn)確的深度，但挖掘機(jī)工作時(shí)，小臂是前后在運(yùn)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(jī)駕駛室的右側(cè)，所以駕駛員工作時(shí)的眼睛不是處于小臂的運(yùn)動(dòng)平面內(nèi)，而是在小臂運(yùn)動(dòng)平面的側(cè)面，所以我們只要在小臂刻度尺的中間增加一條中線，再駕駛室的玻璃上用吸盤固定豎向的一條線，駕駛員眼睛所能看到兩條線重疊時(shí)就是，小臂的一個(gè)固定位置，可以通過調(diào)整吸盤來設(shè)定這個(gè)固定位置為垂直豎立。（如圖2、圖3、圖4對(duì)比所示），圖2是小臂伸出超過了垂直位置時(shí)，圖4是小臂收回超過了垂直位置時(shí)，只有圖3所示，兩條線正好重疊，說明此時(shí)小臂正好處于垂直位置。

（圖2）小臂伸出超過了垂直位置

（圖3）小臂和刻度線正好重合

（圖4）小臂收回超過了垂直位置

確定了小臂垂直，那接下來怎樣讀取數(shù)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，那肯定是不夠的，因?yàn)轳{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(shù)值就不準(zhǔn)了。解決這個(gè)問題也很簡(jiǎn)單，就是多增加一條橫向的定位線，兩條線由支桿撐開一定的距離，兩個(gè)點(diǎn)確定一條線，這樣由駕駛員眼睛看到的兩條橫向定位線重疊時(shí)對(duì)應(yīng)的小臂刻度尺數(shù)值，就是我們需要的數(shù)值。

多增加一條橫向的定位線方便讀取數(shù)值

還有一個(gè)問題就是，水準(zhǔn)儀在工作前，都要先調(diào)試到水平位置，那采用這個(gè)裝置是不是也要使挖掘機(jī)的履帶停在一個(gè)水平的平面上呢？那豈不是很難達(dá)到要求？回答這個(gè)問題的答案是，不需要。因?yàn)榕c水準(zhǔn)儀略有不同的是，這套裝置的原理是，在挖掘機(jī)處于同一位置時(shí)，通過計(jì)算原地面與挖掘底部的兩次測(cè)量數(shù)據(jù)之差，來得出從挖掘原地面到挖掘底部的深度，并不是從停機(jī)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(cè)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(shù)字為0；圖8是鏟斗處于挖掘最底部的側(cè)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(shù)字為1.3左右，通過計(jì)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(cè)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(cè)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)問題就是，鏟斗挖掘半徑，與測(cè)量精度的問題。如果兩次測(cè)量時(shí)鏟斗不是處于同一個(gè)位置，就會(huì)出現(xiàn)不同的鏟斗運(yùn)動(dòng)半徑，導(dǎo)致影響而來精度，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(cè)量時(shí)將鏟斗平放，齒尖碰地，就能做到準(zhǔn)確無誤了，（如圖10、圖11、圖12、圖13、所示）。圖10是鏟斗平放于原地面的側(cè)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(shù)字為0.4；圖12是鏟斗平放于挖掘最底部的側(cè)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(shù)字為1.7左右，通過計(jì)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(cè)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(cè)面視圖

（圖13）鏟斗平放于挖掘最底部的駕駛員視角視圖

當(dāng)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和小臂刻度尺中線時(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(dāng)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(zhǎng)度的限制，而限制了測(cè)量的最大深度，也就是說，小臂有多長(zhǎng)就只能測(cè)多深，最多還可以把鏟斗的高度計(jì)算進(jìn)去，多了就測(cè)不了了，20噸級(jí)的挖掘機(jī)最大測(cè)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。不過這也足以應(yīng)付一般的工作需求了！

大家覺得這個(gè)裝置怎么樣？反正我作為挖掘機(jī)駕駛員，覺得可以讓駕駛員對(duì)挖掘深度有據(jù)可依，告別估計(jì)深度的時(shí)代，對(duì)挖掘機(jī)駕駛是有益的！