【铁甲工程机械网原创】我们常见的反铲挖掘机进行挖掘作业时，通常会考虑一个参数，那就是挖掘深度。例如，挖沟、清理桩头、挖地基等等作业时都是要按照一个标准的深度来挖掘，就连装车也必须考虑挖掘深度，如果突然挖太深或是太高，就会影响倒车，间接影响工作效率。如果遇到要求精度高的作业时就只能通过，仪器来辅助测量深度了，最常见的就是水准仪了。但不是每个工地都会有仪器测量，即使有仪器也不会时时测量。在没有仪器的时候，驾驶员就只能通过眼睛看来估计深度，所以估计深度成了挖掘机驾驶员的必修课之一，有很多“水平”不好的挖掘机驾驶员大概就是这一课没修好！

我就是一名挖掘机驾驶员，我就经常为深度估计错误而烦恼，我觉得靠人眼看，谁也确保不了，要求挖90厘米就不挖1米，要求挖1米不挖1.2米。为了解决这个烦恼所以我发明了一个装置，我觉得如果可以把水准仪的原理直接用在挖掘机上，就能边挖掘边看到深度数据了，设计原理是这样的：在挖掘机的小臂（斗杆）内侧一面增加刻度尺，(如图1所示)，在挖掘机驾驶室的前玻璃上增加一个十字定位坐标，（如图2所示），这个定位坐标由吸盘和线组成，直接吸附在玻璃上，驾驶员透过玻璃上的定位坐标就能看到小臂上刻度尺的相应的数字。也许你会问，这样就能看到挖掘深度了吗？是不是太简单了？靠谱吗？当然没有这么简单，这只是大致的原理，还有很多细节说明，我们一点一点来解析。

在挖掘机小臂内侧增加刻度尺

首先要通过小臂（斗杆）来测量深度，那小臂就类似于水准仪的标尺，标尺要垂直竖立才能测量到准确的深度，但挖掘机工作时，小臂是前后在运动的，怎样才能知道，小臂何时处于垂直何时又不是呢？其实解决这个问题很简单，由于小臂包括大臂（动臂）和铲斗，是处于挖掘机驾驶室的右侧，所以驾驶员工作时的眼睛不是处于小臂的运动平面内，而是在小臂运动平面的侧面，所以我们只要在小臂刻度尺的中间增加一条中线，再驾驶室的玻璃上用吸盘固定竖向的一条线，驾驶员眼睛所能看到两条线重叠时就是，小臂的一个固定位置，可以通过调整吸盘来设定这个固定位置为垂直竖立。（如图2、图3、图4对比所示），图2是小臂伸出超过了垂直位置时，图4是小臂收回超过了垂直位置时，只有图3所示，两条线正好重叠，说明此时小臂正好处于垂直位置。

（图2）小臂伸出超过了垂直位置

（图3）小臂和刻度线正好重合

（图4）小臂收回超过了垂直位置

确定了小臂垂直，那接下来怎样读取数值呢？如果也是和确定小臂垂直位置的方法一样，单靠在驾驶室玻璃上增加一条横向的线，那肯定是不够的，因为驾驶员的脑袋不可能始终在一个位置不动，上下稍有晃动，数值就不准了。解决这个问题也很简单，就是多增加一条横向的定位线，两条线由支杆撑开一定的距离，两个点确定一条线，这样由驾驶员眼睛看到的两条横向定位线重叠时对应的小臂刻度尺数值，就是我们需要的数值。

多增加一条横向的定位线方便读取数值

还有一个问题就是，水准仪在工作前，都要先调试到水平位置，那采用这个装置是不是也要使挖掘机的履带停在一个水平的平面上呢？那岂不是很难达到要求？回答这个问题的答案是，不需要。因为与水准仪略有不同的是，这套装置的原理是，在挖掘机处于同一位置时，通过计算原地面与挖掘底部的两次测量数据之差，来得出从挖掘原地面到挖掘底部的深度，并不是从停机平面到挖掘底部的深度。（如图6、图7、图8、图9所示），图6是铲斗处于原地面的侧面视图，图7是铲斗处于原地面的驾驶员视角视图，此图显示此时刻度尺数字为0；图8是铲斗处于挖掘最底部的侧面视图，图9是铲斗处于挖掘最底部的驾驶员视角视图，此图此时刻度尺数字为1.3左右，通过计算1.3-0=1.3就能算出此时的挖掘深度为1.3米。

（图6）铲斗处于原地面的侧面视图

（图7）铲斗处于原地面的驾驶员视角视图

（图8）铲斗处于挖掘最底部的侧面视图

（图9）铲斗处于挖掘最底部的驾驶员视角视图

还有一个问题就是，铲斗挖掘半径，与测量精度的问题。如果两次测量时铲斗不是处于同一个位置，就会出现不同的铲斗运动半径，导致影响而来精度，虽然这个误差可能很小，某些作业时可以忽略，但如果遇到要求精度高的作业时怎么办呢？解决方法也很简单，就在在测量时将铲斗平放，齿尖碰地，就能做到准确无误了，（如图10、图11、图12、图13、所示）。图10是铲斗平放于原地面的侧面视图，图11是铲斗平放于原地面的驾驶员视角视图，此图显示此时刻度尺数字为0.4；图12是铲斗平放于挖掘最底部的侧面视图，图13是铲斗平放于挖掘最底部的驾驶员视角视图，此图此时刻度尺数字为1.7左右，通过计算1.7-0.4=1.3就能算出此时的挖掘深度为1.3米。

（图10）铲斗平放于原地面的侧面视图

（图11）铲斗平放于原地面的驾驶员视角视图

（图12）铲斗平放于挖掘最底部的侧面视图

（图13）铲斗平放于挖掘最底部的驾驶员视角视图

当然这套装置也有些不足之处，就是在确定小臂垂直时，由于大臂影响小臂的高低前后，所以在套印竖向定位线和小臂刻度尺中线时，大臂越向下，就会要求驾驶员的脑袋微微向右靠一点，动臂向上时，就需要驾驶员脑袋微微向左靠一点。当然只是微小距离的摆动，并不会影响到驾驶。还有一点不足之处就是，受小臂长度的限制，而限制了测量的最大深度，也就是说，小臂有多长就只能测多深，最多还可以把铲斗的高度计算进去，多了就测不了了，20吨级的挖掘机最大测量深度大概就在4米多5米不到的样子，小挖也就是在两米多3米不到的样子。不过这也足以应付一般的工作需求了！

大家觉得这个装置怎么样？反正我作为挖掘机驾驶员，觉得可以让驾驶员对挖掘深度有据可依，告别估计深度的时代，对挖掘机驾驶是有益的！