一种动态稳定的挖掘机超声波探测装置及其系统的制作方法

1.本实用新型涉及挖掘机领域，尤其涉及一种动态稳定的挖掘机超声波探测装置及其系统。


背景技术：

2.挖掘机工作场地一般都是建筑工地，矿山开采，相对于城市生活工作区，安全保障措施较差。挖掘机本身笨重、庞大，视觉死角多，一旦造成事故就比较严重。挖掘机施工范围内，左侧、右侧和后部如果有人员或动物或其它施工设备进入，在挖掘机操作手没有注意的情况下，就会造成伤害。在挖掘机需要的地方增加相应传感器和照明设备，例如超声波传感器，感触周边的情况，报知挖掘机控制器，控制器通过报警器，灯光和鸣响提醒挖掘机操作手和进入挖掘机施工范围的人员或动物，避免造成伤害。
3.然而，现有的超声波探测装置在挖掘机工作环境中遇到的不利影响也会受到波及，从而产生颠簸和震荡，从而使得超声波探测装置也会受到颠簸和震荡的影响，从而使得超声波探测装置会出现损坏与失灵风险，同时造成超声波探测装置工作上的不利。


技术实现要素：

4.为了解决背景技术中涉及的现有技术缺陷，本实用新型的其中一方面提供一种动态稳定的挖掘机超声波探测装置，所述超声波探测装置由超声波传感器以及传感器保护罩构成，所述传感器保护罩包括：呈扇形的外壳，所述外壳的顶角为90
°
，所述外壳内部开设有扇形空间，所述外壳包括进出口、两个凹槽以及防尘网，所述进出口开设于所述外壳的弧形面且与所述扇形空间连通，所述防尘网设置于所述进出口中，所述凹槽分别横置于所述外壳的内侧壁，所述凹槽的槽底设置有第一磁性条；呈扇形的固定块，所述固定块正面开设连通于外界的方形空间，所述方形空间用于放置所述超声波传感器；若干避震弹簧，所述避震弹簧分别设置于所述外壳内侧的上下壁；两片呈扇形的固定片，所述固定片分别连接于上下壁上设置的所述避震弹簧；以及两个固定栓，所述固定栓的截面呈t型，所述固定栓底部置于所述凹槽中，所述固定栓的底部铺设有第二磁性条；其中，所述第一磁性条与所述第二磁性条阴极相邻设置。
5.优选地，位于所述扇形空间内部上侧的固定片的高度高于所述凹槽的上肩部，位于所述扇形空间内部下侧的固定片的高度低于所述凹槽的下肩部。
6.优选地，所述外壳的任一侧面设置有若干延伸片，所述延伸片上分别设置有螺丝孔，所述螺丝孔用于通过螺丝钉将所述超声波探测装置固定在挖掘机上。
7.优选地，所述避震弹簧包括弹簧部以及避震部，所述弹簧部环绕于所述避震部。
8.优选地，所述固定块的方形空间的开口的两侧分别设置有卡扣，所述卡扣用于固定所述超声波传感器。
9.为了解决背景技术中涉及的现有技术缺陷，本实用新型的其中一方面提供一种动态稳定的挖掘机超声波探测系统，所述超声波探测系统包括所述的挖掘机超声波探测装
置。
10.优选地，该系统包括若干超声波传感器、挖掘机控制器、挖掘机驾驶室操作面板、报警装置、挖掘机工作装置、挖掘机行走回转装置，所述超声波传感器连接于所述挖掘机控制器，所述挖掘机控制器分别连接于所述挖掘机驾驶室操作面板、报警装置、挖掘机工作装置以及挖掘机行走回转装置。
11.提供上述实用新型内容的实施，固定块因为震荡和惯性产生上下颠簸的情况下会对避震弹簧产生一定的力，避震弹簧对于力产生一定的减震作用，同时，由于超声波探测装置整体对于固定块具有一定的缓冲空间，从而使得超声波传感器不会直接受到刚性的阻力，从而减少超声波传感器因为刚性阻力而出现的磨损情况。
12.由于磁力不需要接触，则两极之间的空间也能提供固定块进行活动的空间，也避免力刚性力对固定块和超声波传感器产生的损伤，同时，由于磁力的影响固定栓，使得固定栓能够对固定块产生稳定的作用，从而保证超声波传感器的稳定工作。
附图说明
13.为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的实施例，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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
14.图1为本实用新型其中一实施例提供的超声波探测装置结构示意图；
15.图2为本实用新型其中一实施例提供的超声波探测装置结构剖面图；
16.图3为本实用新型其中一实施例提供的超声波探测装置外壳示意图；
17.图4为本实用新型其中一实施例提供的超声波探测装置的固定栓示意图；
18.图5为本实用新型其中一实施例提供的超声波探测装置的避震弹簧和固定片示意图；
19.图6为本实用新型其中一实施例提供的超声波探测装置的固定块示意图；
20.图7为本实用新型其中一实施例提供的超声波探测系统模块框架图；
21.图8为本实用新型其中一实施例提供的超声波发射和接收部的框架图；
22.图9为本实用新型其中一实施例提供的超声波发射电路示意图；
23.图10为本实用新型的超声波探测装置于挖掘机位置关系图。
实施方式
24.下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。
25.参考图1-10所示，本实用新型其中一方面提供了一种由超声波传感器1以及传感器保护罩构成的挖掘机超声波探测装置。
26.在一些实施例中，传感器保护罩至少由呈扇形的外壳2、呈扇形的固定块5、若干避震弹簧6、两片呈扇形的固定片7以及两个固定栓8构成。
27.具体的设置形态下，其中外壳2的顶角为90
°
，外壳2内部开设有扇形空间，外壳2包括进出口3、两个凹槽4以及防尘网，进出口3开设于外壳2的弧形面且与扇形空间连通，防尘网设置于进出口3中，凹槽4分别横置于外壳2的内侧壁，凹槽4的槽底设置有第一磁性条9。其中固定块5正面开设连通于外界的方形空间，方形空间用于放置超声波传感器1。其中避震弹簧6分别设置于外壳2内侧的上下壁。其中固定片7分别连接于上下壁上设置的避震弹簧6。其中固定栓8的截面呈t型，固定栓8底部置于凹槽4中，固定栓8的底部铺设有第二磁性条10。其中第一磁性条9与第二磁性条10阴极相邻设置。
28.在一些实施例中，位于扇形空间内部上侧的固定片7的高度高于凹槽4的上肩部，位于扇形空间内部下侧的固定片7的高度低于凹槽4的下肩部。
29.在一些实施例中，外壳2的任一侧面设置有若干延伸片，延伸片上分别设置有螺丝孔，螺丝孔用于通过螺丝钉将超声波探测装置固定在挖掘机上。
30.在一些实施例中，避震弹簧6包括弹簧部以及避震部，弹簧部环绕于避震部。具体的，减震弹簧6由弹簧部以及避震部构成。应理解，弹簧部的具体形态为一弹簧，避震部的具体形态为一避震杆；弹簧部可以过滤震动，但自身还会有往复运动，而避震部就是用来抑制这种弹簧跳跃的。
31.在一些实施例中，固定块5的方形空间的开口的两侧分别设置有卡扣，所述卡扣用于固定超声波传感器1。
32.具体实施过程中，将超声波传感器1放入固定块5的方形空间中，并用卡扣卡住超声波传感器1，同时将整个固定块5放置于外壳2的扇形空间中，并将整个超声波探测装置固定在挖掘机的侧面。
33.当挖掘机进行工作时，会产生一定的震荡，对于上下的震荡，固定块5会因为震荡和惯性产生上下颠簸的情况，例如向上颠，固定块5会对上方的避震弹簧6产生一定的力，避震弹簧6对于力产生一定的减震作用，同时，由于超声波探测装置整体对于固定块5具有一定的缓冲空间，从而使得超声波传感器1不会直接受到刚性的阻力，从而减少超声波传感器1因为刚性阻力而出现的磨损情况；对于向下颠，固定块5会对下方的避震弹簧6产生一定的力，从而下方的避震弹簧6能够起到和上方的避震弹簧6一致的作用，减小超声波传感器1因为刚性阻力而出现的磨损情况。
34.进一步的，当产生侧方位的颠簸后，固定块5会产生一定的位移或者位移趋势，从而会在两个垂直于外壳2侧壁的方向出现一定的压力，而由于第一磁性条9与第二磁性条10阴极相邻，而阴极相斥，从而使得固定块5在垂直于外壳2侧壁方向上的受到相斥的磁力造成的影响，而由于磁力在两极距离越近时会变得越大，且变大的幅度会更大，从而急剧减小固定块5移动的位移以及位移的趋势，从而使得超声波传感器1的工作情况变得稳定，同时，由于磁力不需要接触，则两极之间的空间也能提供固定块5进行活动的空间，也避免力刚性力对固定块5和超声波传感器1产生的损伤。超声波探测装置根据需要可以布置在挖掘机上车左右两侧，也可以布置左前、左后、右前、右后，实现270
°
探测。
35.参考图7-9所示，本实用新型其中一方面提供了一种动态稳定的挖掘机超声波探测系统，该超声波探测系统包括了前面所述的挖掘机超声波探测装置。
36.在一些实施例中，该系统包括若干超声波传感器1、挖掘机控制器11、挖掘机驾驶室操作面板12、报警装置13、挖掘机工作装置14、挖掘机行走回转装置15，所述超声波传感
器1连接于所述挖掘机控制器11，所述挖掘机控制器11分别连接于所述挖掘机驾驶室操作面板12、报警装置13、挖掘机工作装置14以及挖掘机行走回转装置15。
37.其中，超声波传感器检测到挖掘机周边的情况，并将探测结果发送至挖掘机控制器，挖掘机控制器判定探测结果中是否存在危险物，若是，则对挖掘机驾驶室操作面板进行面板提醒，同时通过报警装置进行报警，对挖掘机工作装置和挖掘机行走回转装置发送编程好的工作指令，从而控制挖掘机的动作，从而实现挖掘机作业安全保护功能。
38.进一步的，超声探测电路主要包含了超声波发射电路和接收电路中都对相应信号进行整形及放大，以保证测量结果尽可能精确。超声波发射和接收部分硬件的方框图设计如附图8所示；超声波发射电路，主要由反相器 74hc04 和超声波发射换能器构成，附图挖掘机控制器11中的 p1.0 端口输出的 40khz 的方波信号一路经一级反相器后送到超声波换能器的一个电极，另一路经两级反相器后送到超声波换能器的另一个电极，用这用推挽形式将方波信号加到超声波换能器的两端，可以提高超声波的发射强度。输出端采用两个反相器并联，用以提高驱动能力，其中上拉电阻r3可以提高反相器74hc04 输出高电平的驱动能力，另一方面可以增加超声波换能器的阻尼效果，缩短其自由振荡时间，如附图9所示；本实施例中采取gm3101处理接收到的超声波信号。
39.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
40.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
41.尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
42.附图标记说明：
43.超声波传感器1
44.外壳2
45.进出口3
46.凹槽4
47.固定块5
48.避震弹簧6
49.固定片7
50.固定栓8
51.第一磁性条9
52.第二磁性条10
53.挖掘机控制器11
54.挖掘机驾驶室操作面板12
55.报警装置13
56.挖掘机工作装置14
57.挖掘机行走回转装置15

技术特征：
1.一种动态稳定的挖掘机超声波探测装置，所述超声波探测装置由超声波传感器（1）以及传感器保护罩构成，其特征在于，所述传感器保护罩包括：呈扇形的外壳（2），所述外壳（2）的顶角为90
°
，所述外壳（2）内部开设有扇形空间，所述外壳（2）包括进出口（3）、两个凹槽（4）以及防尘网，所述进出口（3）开设于所述外壳（2）的弧形面且与所述扇形空间连通，所述防尘网设置于所述进出口（3）中，所述凹槽（4）分别横置于所述外壳（2）的内侧壁，所述凹槽（4）的槽底设置有第一磁性条（9）；呈扇形的固定块（5），所述固定块（5）正面开设连通于外界的方形空间，所述方形空间用于放置所述超声波传感器（1）；若干避震弹簧（6），所述避震弹簧（6）分别设置于所述外壳（2）内侧的上下壁；两片呈扇形的固定片（7），所述固定片（7）分别连接于上下壁上设置的所述避震弹簧（6）；以及两个固定栓（8），所述固定栓（8）的截面呈t型，所述固定栓（8）底部置于所述凹槽（4）中，所述固定栓（8）的底部铺设有第二磁性条（10）；其中，所述第一磁性条（9）与所述第二磁性条（10）阴极相邻设置。2.根据权利要求1所述的挖掘机超声波探测装置，其特征在于，位于所述扇形空间内部上侧的固定片（7）的高度高于所述凹槽（4）的上肩部，位于所述扇形空间内部下侧的固定片（7）的高度低于所述凹槽（4）的下肩部。3.根据权利要求1所述的挖掘机超声波探测装置，其特征在于，所述外壳（2）的任一侧面设置有若干延伸片，所述延伸片上分别设置有螺丝孔，所述螺丝孔用于通过螺丝钉将所述超声波探测装置固定在挖掘机上。4.根据权利要求1所述的挖掘机超声波探测装置，其特征在于，所述避震弹簧（6）包括弹簧部以及避震部，所述弹簧部环绕于所述避震部。5.根据权利要求1所述的挖掘机超声波探测装置，其特征在于，所述固定块（5）的方形空间的开口的两侧分别设置有卡扣，所述卡扣用于固定所述超声波传感器（1）。6.一种动态稳定的挖掘机超声波探测系统，其特征在于，所述超声波探测系统包括权利要求1-5中任一项所述的挖掘机超声波探测装置。7.根据权利要求6所述的挖掘机超声波探测系统，其特征在于，包括若干超声波传感器（1）、挖掘机控制器（11）、挖掘机驾驶室操作面板（12）、报警装置（13）、挖掘机工作装置（14）、挖掘机行走回转装置（15），所述超声波传感器（1）连接于所述挖掘机控制器（11），所述挖掘机控制器（11）分别连接于所述挖掘机驾驶室操作面板（12）、报警装置（13）、挖掘机工作装置（14）以及挖掘机行走回转装置（15）。

技术总结
本实用新型提供一种动态稳定的挖掘机超声波探测装置及其系统，超声波探测装置由超声波传感器及传感器保护罩构成，传感器保护罩包括：呈扇形的外壳，外壳顶角为90


技术研发人员：张彦群
受保护的技术使用者：爱克斯维智能科技（苏州）有限公司
技术研发日：2023.02.07
技术公布日：2023/7/17