【鐵甲工程機械網原創】我們常見的反鏟挖掘機進行挖掘作業時，通常會考慮一個參數，那就是挖掘深度。例如，挖溝、清理樁頭、挖地基等等作業時都是要按照一個標準的深度來挖掘，就連裝車也必須考慮挖掘深度，如果突然挖太深或是太高，就會影響倒車，間接影響工作效率。如果遇到要求精度高的作業時就只能通過，儀器來輔助測量深度了，最常見的就是水準儀了。但不是每個工地都會有儀器測量，即使有儀器也不會時時測量。在沒有儀器的時候，駕駛員就只能通過眼睛看來估計深度，所以估計深度成了挖掘機駕駛員的必修課之一，有很多“水平”不好的挖掘機駕駛員大概就是這一課沒修好！

我就是一名挖掘機駕駛員，我就經常為深度估計錯誤而煩惱，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。為了解決這個煩惱所以我發明了一個裝置，我覺得如果可以把水準儀的原理直接用在挖掘機上，就能邊挖掘邊看到深度數據了，設計原理是這樣的：在挖掘機的小臂（斗桿）內側一面增加刻度尺，(如圖1所示)，在挖掘機駕駛室的前玻璃上增加一個十字定位坐標，（如圖2所示），這個定位坐標由吸盤和線組成，直接吸附在玻璃上，駕駛員透過玻璃上的定位坐標就能看到小臂上刻度尺的相應的數字。也許你會問，這樣就能看到挖掘深度了嗎？是不是太簡單了？靠譜嗎？當然沒有這么簡單，這只是大致的原理，還有很多細節說明，我們一點一點來解析。

在挖掘機小臂內側增加刻度尺

首先要通過小臂（斗桿）來測量深度，那小臂就類似于水準儀的標尺，標尺要垂直豎立才能測量到準確的深度，但挖掘機工作時，小臂是前后在運動的，怎樣才能知道，小臂何時處于垂直何時又不是呢？其實解決這個問題很簡單，由于小臂包括大臂（動臂）和鏟斗，是處于挖掘機駕駛室的右側，所以駕駛員工作時的眼睛不是處于小臂的運動平面內，而是在小臂運動平面的側面，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就是，小臂的一個固定位置，可以通過調整吸盤來設定這個固定位置為垂直豎立。（如圖2、圖3、圖4對比所示），圖2是小臂伸出超過了垂直位置時，圖4是小臂收回超過了垂直位置時，只有圖3所示，兩條線正好重疊，說明此時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，因為駕駛員的腦袋不可能始終在一個位置不動，上下稍有晃動，數值就不準了。解決這個問題也很簡單，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，兩個點確定一條線，這樣由駕駛員眼睛看到的兩條橫向定位線重疊時對應的小臂刻度尺數值，就是我們需要的數值。

多增加一條橫向的定位線方便讀取數值

還有一個問題就是，水準儀在工作前，都要先調試到水平位置，那采用這個裝置是不是也要使挖掘機的履帶停在一個水平的平面上呢？那豈不是很難達到要求？回答這個問題的答案是，不需要。因為與水準儀略有不同的是，這套裝置的原理是，在挖掘機處于同一位置時，通過計算原地面與挖掘底部的兩次測量數據之差，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，此圖顯示此時刻度尺數字為0；圖8是鏟斗處于挖掘最底部的側面視圖，圖9是鏟斗處于挖掘最底部的駕駛員視角視圖，此圖此時刻度尺數字為1.3左右，通過計算1.3-0=1.3就能算出此時的挖掘深度為1.3米。

（圖6）鏟斗處于原地面的側面視圖

（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

還有一個問題就是，鏟斗挖掘半徑，與測量精度的問題。如果兩次測量時鏟斗不是處于同一個位置，就會出現不同的鏟斗運動半徑，導致影響而來精度，雖然這個誤差可能很小，某些作業時可以忽略，但如果遇到要求精度高的作業時怎么辦呢？解決方法也很簡單，就在在測量時將鏟斗平放，齒尖碰地，就能做到準確無誤了，（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，此圖顯示此時刻度尺數字為0.4；圖12是鏟斗平放于挖掘最底部的側面視圖，圖13是鏟斗平放于挖掘最底部的駕駛員視角視圖，此圖此時刻度尺數字為1.7左右，通過計算1.7-0.4=1.3就能算出此時的挖掘深度為1.3米。

（圖10）鏟斗平放于原地面的側面視圖

（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面視圖

（圖13）鏟斗平放于挖掘最底部的駕駛員視角視圖

當然這套裝置也有些不足之處，就是在確定小臂垂直時，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，大臂越向下，就會要求駕駛員的腦袋微微向右靠一點，動臂向上時，就需要駕駛員腦袋微微向左靠一點。當然只是微小距離的擺動，并不會影響到駕駛。還有一點不足之處就是，受小臂長度的限制，而限制了測量的最大深度，也就是說，小臂有多長就只能測多深，最多還可以把鏟斗的高度計算進去，多了就測不了了，20噸級的挖掘機最大測量深度大概就在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。不過這也足以應付一般的工作需求了！

大家覺得這個裝置怎么樣？反正我作為挖掘機駕駛員，覺得可以讓駕駛員對挖掘深度有據可依，告別估計深度的時代，對挖掘機駕駛是有益的！