遮雨设备和挖掘机的制作方法

本实用新型涉及工程机械领域，具体而言，涉及一种遮雨设备和挖掘机。

背景技术：

挖掘机作为应用最广泛的工程机械之一，广泛应用于基础建设、矿山、市政改造等各个领域。很多时候挖掘机在雨天也需要不停歇工作，比如暴雨时的道路抢险、南方的梅雨季节施工等场景。挖掘机在雨天工作时，通常是利用驾驶室前窗上的雨刷器来刮刷雨水，以减少雨水对驾驶员视线的影响。

但是这种方式雨刷器会在驾驶员视线范围内不停的晃动，尤其在下大雨时，雨刷器的晃动频率更高，且驾驶室前窗上的雨水容易影响驾驶员的视线，进而影响驾驶员的操作，存在很大的安全隐患。

技术实现要素：

本实用新型的目的包括，例如，提供了一种遮雨设备和挖掘机，其能够实现较好的遮雨效果，提高操作员雨天驾驶的安全性。

本实用新型的实施例可以这样实现：

第一方面，本实用新型实施例提供一种遮雨设备，包括遮雨板和与所述遮雨板连接的伸缩装置；所述伸缩装置包括驱动件、传动件和臂架，所述驱动件与所述传动件传动连接，所述传动件与所述臂架连接，所述臂架与所述遮雨板连接，以带动所述遮雨板移动。

在可选的实施方式中，所述传动件包括第一齿轮，所述臂架的一端设有第二齿轮，所述臂架的另一端与所述遮雨板连接；所述驱动件与所述第一齿轮传动连接，所述第一齿轮与所述第二齿轮传动连接，以带动所述遮雨板移动。

在可选的实施方式中，所述第二齿轮为半圆齿。

在可选的实施方式中，所述臂架上设有中心轴，所述臂架能绕所述中心轴转动。

在可选的实施方式中，所述臂架包括第一连杆和第二连杆，所述伸缩装置还包括第一滑轨，所述第一连杆上设有所述中心轴，所述第一连杆的一端与所述传动件传动连接，另一端与所述遮雨板连接；所述第二连杆的一端与所述遮雨板连接，另一端可移动地设置在所述第一滑轨上；所述第一连杆和所述第二连杆均能绕所述中心轴转动。

在可选的实施方式中，所述伸缩装置还包括第二滑轨，所述遮雨板可移动地设置在所述第二滑轨中。

第二方面，本实施例提供一种挖掘机，包括操作室和前所述的遮雨设备，所述遮雨板设置在所述操作室的顶部。

在可选的实施方式中，还包括控制器、动臂、斗杆、铲斗和平台，所述动臂与所述平台连接，所述斗杆与所述动臂连接，所述铲斗与所述斗杆连接，所述操作室设置在所述平台上；

所述动臂上设有第一传感器，用于检测所述动臂相对所述平台的角度；所述斗杆上设有第二传感器，用于检测所述斗杆相对所述动臂的角度；所述铲斗上设有第三传感器，用于检测所述铲斗相对所述斗杆的角度；

所述第一传感器、所述第二传感器和所述第三传感器分别与所述控制器连接，所述控制器用于根据所述第一传感器、所述第二传感器和所述第三传感器采集的信号计算铲斗的位置。

在可选的实施方式中，还包括控制器、动臂油缸、斗杆油缸和铲斗油缸，所述动臂油缸上设有第一行程传感器，用于检测所述动臂油缸的行程；所述斗杆油缸上设有第二行程传感器，用于检测所述斗杆油缸的行程；所述铲斗油缸上设有第三行程传感器，用于检测所述铲斗油缸的行程；

所述第一行程传感器、所述第二行程传感器和所述第三行程传感器分别与所述控制器连接，所述控制器用于根据所述第一行程传感器、所述第二行程传感器和所述第三行程传感器采集的信号计算铲斗的位置。

在可选的实施方式中，所述操作室顶部设有风向风力传感器，用于检测环境风力和风向，所述风向风力传感器与所述控制器连接，所述控制器还用于根据所述铲斗的位置和环境风力风向，计算所述遮雨板的伸出长度。

本实用新型实施例提供的遮雨设备和挖掘机，其有益效果包括，例如：

本实用新型实施例提供的遮雨设备，通过驱动件、传动件和臂架带动遮雨板移动，结构可靠，调节遮雨板的伸缩量方便，能够实现较好的遮雨效果。

本实用新型实施例提供的挖掘机，包括上述的遮雨设备，遮雨设备设置在操作室的顶部，既可以起到遮雨目的，又不会遮挡操作员的视野，提高挖掘机雨天作业的安全性。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

图1为本实用新型具体实施例提供的挖掘机的遮雨设备的应用场景示意图；

图2为本实用新型具体实施例提供的遮雨设备中遮雨板和伸缩装置的连接结构示意图；

图3为本实用新型具体实施例提供的遮雨设备中倾角传感器的一种分布方式示意图；

图4为本实用新型具体实施例提供的遮雨设备中行程传感器的一种分布方式示意图；

图5为本实用新型具体实施例提供的遮雨设备的遮雨原理主要步骤示意图；

图6为本实用新型具体实施例提供的遮雨设备中，遮雨板的第一伸出长度的计算原理图；

图7为本实用新型具体实施例提供的遮雨设备中，遮雨板的第二伸出长度的计算原理图。

图标：100-挖掘机；110-动臂油缸；120-斗杆油缸；130-铲斗油缸；140-动臂；150-斗杆；160-摇杆；170-平台；300-铲斗；310-操作室；410-遮雨板；111-第一传感器；121-第二传感器；131-第三传感器；113-第一行程传感器；123-第二行程传感器；133-第三行程传感器；180-风向风力传感器；430-伸缩装置；440-第一齿轮；450-第一连杆；451-第二齿轮；453-通孔；455-中心轴；460-第二连杆；461-第一滑轨；470-第二滑轨；320-操作员；330-座椅。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中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。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，若出现术语“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，若出现术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型的实施例中的特征可以相互结合。

请参考图1，本实施例提供了一种遮雨设备，可应用于挖掘机100、起重机和高空机等工程机械，本实施例以挖掘机100为例进行说明。该挖掘机100包括操作室310、动臂140、斗杆150、铲斗300、平台170、动臂油缸110、斗杆油缸120、铲斗油缸130和遮雨设备，其中，操作室310设置在平台170上，动臂140与平台170连接，斗杆150与动臂140连接，铲斗300与斗杆150连接。

请参考图2，遮雨设备设置在操作室310的顶部。遮雨设备包括遮雨板410和与遮雨板410连接的伸缩装置430。进一步地，伸缩装置430包括驱动件(图未示)、传动件和臂架，驱动件与传动件传动连接，传动件与臂架连接，臂架与遮雨板410连接。驱动件通过传动件带动臂140架移动，臂架带动遮雨板410移动，实现对遮雨板410伸出长度的调整，实现遮雨的目的。

可选地，本实施例中，驱动件采用电机，电机安装在操作室310内并位于操作室310的顶部角落处。容易理解，将电机安装在操作室310内，避免电机日晒雨淋，对电机起到保护作用。将电机设置在操作室310的顶部角落，既便于与传动件装配，实现传动连接，也不占用过多操作室310的空间，结构更加紧凑。传动件包括第一齿轮440，臂架的一端设有第二齿轮451，臂架的另一端与遮雨板410连接；驱动件与第一齿轮440传动连接，第一齿轮440与第二齿轮451传动连接，以带动遮雨板410移动。可选地，第一齿轮440和第二齿轮451相互啮合，传递动力。本实施例中，第一齿轮440为完整圆周的齿轮，第二齿轮451为半圆形齿轮，应当理解，半圆形的第二齿轮451从第一个齿部与第一齿轮440啮合至最后一个齿部与第一齿轮440啮合，能对应遮雨板410的最大行程。

可选地，为了使动力传递过程更加平稳，遮雨板410移动过程更加平顺，臂架包括第一连杆450和第二连杆460，伸缩装置430还包括第一滑轨461，第一连杆450上设有中心轴455，第一连杆450的一端与传动件传动连接，另一端与遮雨板410连接；第二连杆460的一端与遮雨板410连接，另一端可移动地设置在第一滑轨461上；第一连杆450和第二连杆460均能绕中心轴455转动。

进一步地，本实施例中，第一连杆450和第二连杆460交叉设置，第一连杆450的中部设有供第二连杆460穿过的通孔453，第一连杆450和第二连杆460同时套设在中心轴455上，均能绕中心轴455转动。第一连杆450的一端设有第二齿轮451，用于与第一齿轮440传动连接，另一端与遮雨板410的第一位置连接。第二连杆460的一端与遮雨板410的第二位置连接，另一端可移动地设置在第一滑轨461上。可选地，操作室310的顶部还设有第二滑轨470，遮雨板410安装在第二滑轨470上并能沿第二滑轨470移动。这样设置后，以图示为例，当第一齿轮440顺时针转动，第二齿轮451逆时针转动，第一连杆450绕中心轴455逆时针转动，第二连杆460绕中心轴455顺时针转动，遮雨板410沿第二滑轨470向外伸出，即伸出长度变长。当第一齿轮440逆时针转动，第二齿轮451顺时针转动，第一连杆450绕中心轴455顺时针转动，第二连杆460绕中心轴455逆时针转动，遮雨板410沿第二滑轨470向内收回，即伸出长度变短。

需要说明的是，本实施例中的驱动件不限于电机或马达等，传动件也不限于齿轮传动，还可以是丝杆螺母、涡轮蜗杆、链传动、带传动、曲柄滑块等方式，当然，遮雨板410的伸缩还可以通过直线气缸带动来实现，这里不作具体限定。

本实施例提供的挖掘机100，还包括第一传感器111、第二传感器121、第三传感器131、风向风力传感器180和控制器。可选地，风向风力传感器180、第一传感器111、第二传感器121、第三传感器131和伸缩装置430分别与控制器连接。第一传感器111用于获取第一检测信号并发送至控制器，第二传感器121用于获取第二检测信号并发送至控制器，第三传感器131用于获取第三检测信号并发送至控制器，风向风力传感器180用于检测环境风力和风向，获取第四检测信号并发送至控制器。控制器用于根据接收到的第一检测信号、第二检测信号和第三检测信号计算铲斗300的位置，还用于根据铲斗300的位置和第四检测信号计算遮雨板410的伸出长度。遮雨板410设置在操作室310的顶部，伸缩装置430和遮雨板410连接，能带动遮雨板410沿操作室310顶部来回移动。控制器能够根据计算的伸出长度控制伸缩装置430，以使遮雨板410移动至指定位置。这样，既能最大限度的起到遮雨目的，又不会遮挡操作员320(见图6)的视野，提高雨天操作的安全性。

请参考图3，可选地，第一检测信号、第二检测信号和第三检测信号可以分别是动臂140相对平台170的角度、斗杆150相对动臂140的角度以及铲斗300相对斗杆150的角度。即第一传感器111、第二传感器121和第三传感器131分别采用倾角传感器，第一传感器111安装在动臂140上，用于检测动臂140相对平台170的第一倾角，第二传感器121安装在斗杆150上，用于检测斗杆150相对动臂140的第二倾角，斗杆150上设有摇杆160，第三传感器131安装在摇杆160上，用于检测铲斗300相对斗杆150的第三倾角。当挖掘机100的尺寸参数以及相关工作参数确定后，已知相对平台170的角度a1、斗杆150相对动臂140的角度a2以及铲斗300相对斗杆150的角度a3，可以计算得出铲斗300的位置，具体计算原理属于本领域公知的技术，这里不再推导计算公式。

或者，第一检测信号、第二检测信号和第三检测信号可以分别是动臂油缸110的行程、斗杆油缸120的行程以及铲斗油缸130的行程。详细地，请参考图4，第一传感器111包括两个第一行程传感器113，其中一个安装在动臂油缸110的缸体端部，另一个安装在动臂活塞杆的端部，当动臂油缸110的活塞杆移动，两个第一行程传感器113能够检测动臂油缸110的第一行程。同理，第二传感器121包括两个第二行程传感器123，其中一个安装在斗杆油缸120的缸体端部，另一个安装在斗杆活塞杆的端部，两个第二行程传感器123用于检测斗杆油缸120的第二行程。第三传感器131包括两个第三行程传感器133，其中一个安装在铲斗油缸130的缸体端部，另一个安装在铲斗活塞杆的端部，两个第三行程传感器133用于检测铲斗油缸130的第三行程。控制器根据第一行程、第二行程和第三行程计算铲斗300的位置。需要说明的是，当挖掘机100的尺寸参数以及相关工作参数确定后，已知动臂油缸110的行程、斗杆油缸120的行程和铲斗油缸130的行程，可以计算得出铲斗300的位置，具体计算原理属于本领域公知的技术，这里不再推导计算公式。

风向风力传感器180安装在操作室310的顶部，用于检测环境中的风向和风力。当然，风向风力传感器180的安装位置并不仅限于此，只要暴露在外部环境中，能检测出环境风向和风力即可，比如，也可以安装在操作室310的侧面或挖掘机100的动臂140、斗杆150、摇杆160、平台170等上，这里不作具体限定。

请参考图5，本实施例提供的一种包括遮雨设备的挖掘机100，其具体遮雨原理为：

s110：计算铲斗300的实际位置。

根据第一检测信号、第二检测信号和第三检测信号计算铲斗300的位置。其中，第一检测信号、第二检测信号和第三检测信号可以分别是动臂140相对平台170的角度、斗杆150相对动臂140的角度以及铲斗300相对斗杆150的角度。或者，第一检测信号、第二检测信号和第三检测信号可以分别是动臂油缸110的行程、斗杆油缸120的行程以及铲斗油缸130的行程。需要说明的是，已知动臂140相对平台170的角度、斗杆150相对动臂140的角度以及铲斗300相对斗杆150的角度，可以计算出铲斗300的实际位置，这属于本领域的公知技术。已知动臂油缸110的行程、斗杆油缸120的行程以及铲斗油缸130的行程，也可以计算出铲斗300的实际位置，这属于本领域的公知技术。这里不再对计算过程进行详细推导。当然，本实施例中采用行程传感器或倾角传感器，二选一的方式计算铲斗300的实际位置，在其它可选的实施方式中，也可以同时采用倾角传感器和行程传感器，进行综合测量，以使铲斗300位置的计算结果更加精确。

s120：采集风力风向信号。

可选地，通过风向风力传感器180获取采集风力风向信号，即第四检测信号。通过风力风向信号可以得出雨水与水平方向的夹角θ。

s200：控制器计算遮雨板410的伸出长度。

控制器通过第一检测信号、第二检测信号和第三检测信号计算铲斗300的实际位置后，再根据铲斗300的实际位置和第四检测信号计算遮雨板410的伸出长度。可选地，控制器通过对第一检测信号、第二检测信号、第三检测信号和第四检测信号进行处理分析，即可计算出遮雨板410的伸出长度，该伸出长度能够满足遮雨板410在不影响操作员320视线的情况下，最大限度起到遮雨效果，提高雨天操作的安全性。

本实施例中，遮雨板410的伸出长度计算原理如下：

请参照图6，将操作室310中操作员320的眼睛距离操作室310的前方挡风玻璃的距离定义为a；操作室310中操作员320的眼睛距离操作室310顶部的距离定义为b；操作室310内的座椅330距离操作室310顶部的距离定位为c；遮雨板410的伸出长度定义为d；雨水与水平方向夹角定义为θ，0°≤θ≤90°；操作室310内的操作员320观察铲斗300位置的视线与水平方向的夹角定义为γ，0≤γ≤90°。

当仅考虑挖掘机100所处位置的风力风向因素，而不考虑观察铲斗300的位置时的视线，假设遮雨板410的第一伸出长度为d1，遮雨板410刚好能将操作室310内的操作员320遮挡在遮雨板410下，且d1＝c/tanθ。即当不考虑遮雨板410的伸出长度是否会遮挡操作员320观察铲斗300的视线，仅考虑遮雨板410的伸出长度具有相应风力风向下最佳遮雨效果时，遮雨板410的第一伸出长度d1＝c/tanθ。

请参照图7，当仅考虑操作员320观察铲斗300的位置视线不受影响，而不考虑当前风力风向因素时，假设遮雨板410的第二伸出长度为d2，遮雨板410的前端位于铲斗300和操作室310内的操作员320的眼睛之间的直线上，即遮雨板410的前端刚好位于操作员320观察铲斗300的位置的视线上，d2＝(b-atanγ)/tanγ。即当不考虑遮雨板410的伸出长度是否能够在相应雨水与水平方向夹角下形成最佳的遮挡效果，仅考虑遮雨板410伸出后不会遮挡铲斗300时，遮雨板410的第二伸出长度为d2＝(b-atanγ)/tanγ。

由此可见，上述遮雨板410的第一伸出长度d1为完全遮雨时遮雨板410需要伸出的长度；遮雨板410的第二伸出长度d2为不挡视线时的最大可伸出长度，即操作室310内操作员320观察铲斗300位置的视线不受遮雨板410阻挡时，遮雨板410伸出的最大距离。控制器会判断d1和d2值的大小，将较小值作为最终的伸出长度d。可选地，当d1小于d2时，遮雨板410的伸出长度d取d1值，即控制器控制伸缩装置430，使遮雨板410的伸出长度为d1，既满足完全遮雨，又不会遮挡观察铲斗300位置的视线。当d1大于d2时，遮雨板410的伸出长度d取d2值，即控制器控制伸缩装置430，使遮雨板410的伸出长度为d2，从而具有较佳的遮雨效果。虽然这种情况遮雨效果略有牺牲，但是保证了观察铲斗300的视线不被遮挡，提高雨天操作的安全性。

s300：控制遮雨板410移动。

当确定好遮雨板410的伸出长度后，控制器向驱动件比如本实施例中的电机发送控制指令，控制电机转动，电机驱动第一齿轮440转动，第二齿轮451和第一齿轮440啮合传动，并带动臂140架移动，以使遮雨板410伸出或缩回，将遮雨板410调整至伸出长度为d的位置，在不影响操作员320视线的前提下，起到更好的遮雨效果。容易理解，当作业过程中随着铲斗300位置的变化和/或环境中风向风力的改变，伸出长度也会随之变化，控制器能够及时控制伸缩装置430，对遮雨板410进行实时自动调整，以满足整个作业过程中的安全操作和遮雨效果。

本实用新型实施例提供的遮雨设备和挖掘机100，能够根据挖掘机100所处位置的实时风力和风向以及该挖掘机100铲斗300的实际位置来调节遮雨板410的伸出长度，从而使得挖掘机100在作业时，既具有良好的遮雨效果，还能在作业观察铲斗300位置时，减少遮雨板410对视线的阻挡，提高雨天操作的安全性。

综上所述，本实用新型实施例提供的遮雨设备和挖掘机100，具有以下几个方面的有益效果：

本实用新型实施例提供了一种遮雨设备，包括多个传感器、控制器、伸缩装置430和遮雨板410，控制器能够控制伸缩装置430带动遮雨板410来回移动，调整遮雨板410的伸出长度。这样，既能满足遮雨效果，又能确保遮雨板410不会阻挡操作员320的视线，提高操作安全性。

本实用新型实施例还提供了一种挖掘机100，包括上述的遮雨设备，在利用遮雨板410给操作室310遮雨时，通过铲斗300的实际位置和挖掘机100所处位置的雨水与水平方向夹角，共同确定遮雨板410的最佳伸出长度，以在保证遮雨板410给操作室310提供充分的遮雨效果的同时，避免遮雨板410阻挡操作员320观察铲斗300位置的视线。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

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