[发明专利]一种安装在挖掘机上的主动防超挖控制系统及方法

权利要求书

1.一种安装在挖掘机上的主动防超挖控制系统，其特征在于：

包括探地雷达天线、雷达控制器、车辆控制器、显示器、倾角传感器；

所述显示器与车辆控制器和雷达控制器相连；

所述雷达天线固定在挖掘机的铲斗上，并且与雷达控制器相连，雷达天线用以全方位探测施工场地下的管道信息，且通过雷达控制器计算管道的位置及深度，并通过所述显示器显示地下管道的三维模型并与挖掘机三维模型集成到一个显示界面里，方便施工人员初步判断管道与挖掘机的相对位置；

所述倾角传感器的数量为三个，别安装在挖掘机的大臂、斗杆、铲斗摇杆上，三个倾角传感器分别与车辆控制器相连，倾角传感器将测量的角度值实时的发送给车辆控制器，车辆控制器实时计算出铲斗齿尖相对于整车的位置，以便在显示器内实时显示挖掘机的工作状态及齿尖的位置状态。

2.根据权利要求1所述的一种安装在挖掘机上的主动防超挖控制系统，其特征在于：

所述挖掘机的铲斗外侧平面处设有一腔体，所述雷达天线安装在该腔体内，并通过耐磨且可穿透电磁波的材料进行封装。

3.根据权利要求1所述的一种安装在挖掘机上的主动防超挖控制系统，其特征在于：

还包括报警系统，该报警系统与车辆控制器相连，车辆控制器会根据采集到的倾角传感器的数据实时判断铲斗齿尖的位置与管道之间的距离；

当铲斗齿尖与管道之间距离大于N距离时，施工人员可以继续施工；

当检测距离介于M距离到N距离之间时报警系统提示报警信息，通知施工人员即将挖到管道，施工人员可以继续挖掘也可以操作提起工作装置。

4.根据权利要求4所述的一种安装在挖掘机上的主动防超挖控制系统，其特征在于：

还包括先导开关，该先导开关与车辆控制器相连，当铲斗齿尖与管道之间距离小于M距离时车辆控制器自动切断液压油路，工作装置停止工作，同时报警系统提示报警信息，需要施工人员手动关闭先导开关并再次打开先导开关启动液压系统。

5.根据权利要求3所述的一种安装在挖掘机上的主动防超挖控制系统，其特征在于：

N的取值为40cm，M的取值为20cm。

6.根据权利要求1所述的一种安装在挖掘机上的主动防超挖控制系统，其特征在于：

所述雷达控制器和车辆控制器安装在挖掘机驾驶室内；

所述显示器安装在驾驶室内驾驶员前方。

7.一种安装在挖掘机上的主动防超挖控制方法，其特征在于：

通过嵌入挖掘机的铲斗内雷达天线全方位探测施工场地下的管道信息；

通过雷达控制器计算管道的位置及深度，并通过显示器显示地下管道的三维模型并与挖掘机三维模型集成到一个显示界面里，方便施工人员初步判断管道与挖掘机的相对位置；

通过位于大臂、斗杆、铲斗摇杆上的倾角传感器实时的发送给车辆控制器，车辆控制器实时计算出铲斗齿尖相对于整车的位置，以便在显示器内实时显示挖掘机的工作状态及齿尖的位置状态。

8.根据权利要求7所述的一种安装在挖掘机上的主动防超挖控制方法，其特征在于：

当铲斗齿尖与管道之间距离大于N距离时，施工人员可以继续施工；

当检测距离介于M距离到N距离之间时，报警系统提示报警信息，通知施工人员即将挖到管道，施工人员可以继续挖掘也可以操作提起工作装置。

9.根据权利要求8所述的一种安装在挖掘机上的主动防超挖控制方法，其特征在于：

当铲斗齿尖与管道之间距离小于M距离时车辆控制器自动切断液压油路，工作装置停止工作，同时报警系统提示报警信息，需要施工人员手动关闭先导开关并再次打开先导开关启动液压系统。

10.根据权利要求7所述的一种安装在挖掘机上的主动防超挖控制方法，其特征在于：

N的取值为40cm，M的取值为20cm。