JPH0444930B2 - - Google Patents
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- JPH0444930B2 JPH0444930B2 JP59128419A JP12841984A JPH0444930B2 JP H0444930 B2 JPH0444930 B2 JP H0444930B2 JP 59128419 A JP59128419 A JP 59128419A JP 12841984 A JP12841984 A JP 12841984A JP H0444930 B2 JPH0444930 B2 JP H0444930B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- signal
- angle
- load
- front mechanism
- moment
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
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-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
- E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
- E02F9/00—Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
- E02F9/26—Indicating devices
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Civil Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Component Parts Of Construction Machinery (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の利用分野〕
本発明は油圧シヨベルのフロント機構の積荷の
重量を演算してこれを表示する油圧シヨベルの積
荷重量表示装置に関する。
重量を演算してこれを表示する油圧シヨベルの積
荷重量表示装置に関する。
油圧シヨベルは、その構成を利用していろいろ
な種類の作業を実施することができる。これらの
作業のうち、しばしば実施される作業として重量
物をある個所から他の個所へ移動させる作業があ
る。この作業の典型例を第２図に示す油圧シヨベ
ルの構成を参照しながら説明する。
な種類の作業を実施することができる。これらの
作業のうち、しばしば実施される作業として重量
物をある個所から他の個所へ移動させる作業があ
る。この作業の典型例を第２図に示す油圧シヨベ
ルの構成を参照しながら説明する。
第２図は油圧シヨベルの概略構成の側面図であ
る。図で、Ｒは下部走行体、Ｓは下部走行体Ｒ上
の上部旋回体、Ｔは上部旋回体Ｓのブーム回動支
点Ａは可回動に取付けられたフロント機構であ
る。フロント機構Ｔはブーム１、アーム２、バケ
ツト３で構成されている。Ｂはブーム１上のアー
ム回動支点、Ｃはアーム２上のバケツト回動支
点、Ｄはバケツト先端を示す。４はブーム１を俯
仰させるブームシリンダ、５はアーム２を揺動さ
せるアームシリンダ、６はバケツト３を回動させ
るバケツトシリンダである。なお、Ｆはブームシ
リンダ４のボトム支点、Ｅはブームシリンダ４の
ロツド支点を示す。
る。図で、Ｒは下部走行体、Ｓは下部走行体Ｒ上
の上部旋回体、Ｔは上部旋回体Ｓのブーム回動支
点Ａは可回動に取付けられたフロント機構であ
る。フロント機構Ｔはブーム１、アーム２、バケ
ツト３で構成されている。Ｂはブーム１上のアー
ム回動支点、Ｃはアーム２上のバケツト回動支
点、Ｄはバケツト先端を示す。４はブーム１を俯
仰させるブームシリンダ、５はアーム２を揺動さ
せるアームシリンダ、６はバケツト３を回動させ
るバケツトシリンダである。なお、Ｆはブームシ
リンダ４のボトム支点、Ｅはブームシリンダ４の
ロツド支点を示す。
このような油圧シヨベルにおいて、地面を堀削
し、堀削した土砂を待機しているダンプトラツク
に積込む作業を考えると、油圧シヨベルはブーム
１、アーム２、バケツト３を適宜駆動してバケツ
ト３内に堀削した土砂を積み、上部旋回体Ｓを旋
回させてバケツト３をダンプトラツクまで移動さ
せ、土砂をダンプトラツクに積込む。
し、堀削した土砂を待機しているダンプトラツク
に積込む作業を考えると、油圧シヨベルはブーム
１、アーム２、バケツト３を適宜駆動してバケツ
ト３内に堀削した土砂を積み、上部旋回体Ｓを旋
回させてバケツト３をダンプトラツクまで移動さ
せ、土砂をダンプトラツクに積込む。
従来、このような作業を行なう場合、ダンプト
ラツクに積込んだ土砂の重量の認知は専ら作業員
の目測に頼つていた。一方、ダンプトラツクは定
格積載重量が定められているので、上記のような
目測による積込作業では、定格積載重量より過大
に積込んだり過少に積込んだりする状態が発生す
るのが通常であつた。したがつて、もし土砂を過
大に積込んだ場合はダンプトラツクの故障、事
故、寿命低下等の事態を生じ、又、過少に積込ん
だ場合は作業能率が低下するという問題を生じて
いた。
ラツクに積込んだ土砂の重量の認知は専ら作業員
の目測に頼つていた。一方、ダンプトラツクは定
格積載重量が定められているので、上記のような
目測による積込作業では、定格積載重量より過大
に積込んだり過少に積込んだりする状態が発生す
るのが通常であつた。したがつて、もし土砂を過
大に積込んだ場合はダンプトラツクの故障、事
故、寿命低下等の事態を生じ、又、過少に積込ん
だ場合は作業能率が低下するという問題を生じて
いた。
さらに、油圧シヨベルによる重量物移動の別の
作業例を挙げると、例えば化学プラントにおいて
多量の石炭岩を反応炉に投入する作業がある。こ
のような場合、反応に必要な石炭岩の重量は所定
量に定められているので、石炭岩の重量を一度計
量した後油圧シヨベルにより投入するという手順
が採られ、計量のために多くの手間と時間を要し
ていた。
作業例を挙げると、例えば化学プラントにおいて
多量の石炭岩を反応炉に投入する作業がある。こ
のような場合、反応に必要な石炭岩の重量は所定
量に定められているので、石炭岩の重量を一度計
量した後油圧シヨベルにより投入するという手順
が採られ、計量のために多くの手間と時間を要し
ていた。
本発明の目的は、上記従来の問題を解決し、油
圧シヨベルの積荷の重量を知ることができる油圧
シヨベルの積荷重量表示装置を提供するにある。
圧シヨベルの積荷の重量を知ることができる油圧
シヨベルの積荷重量表示装置を提供するにある。
この目的を達成するため、本発明は、走行体
と、この走行体に支持される旋回体と、ブーム、
アームおよびアーム先端に取付けられた作業部よ
り成り前記旋回体に可回動に支持されたフロント
機構とを備えた油圧シヨベルにおいて、前記フロ
ント機構の少なくともブームおよびアームの変位
を検出する変位検出装置と、前記フロント機構を
作動する油圧シリンダのうち少なくとも１つの押
圧力を検出する押圧力検出装置と、前記変位検出
装置および前記押圧力検出装置の各検出値に基づ
いて前記フロント機構のモーメントを演算する第
１の演算手段と、前記フロント機構の定められた
姿勢を設定するための姿勢設定装置と、前記フロ
ント機構を無負荷としたときの前記姿勢設定装置
で設定された設定姿勢における前記第１の演算手
段の演算値、および前記設定姿勢において前記変
位検出位置と前記フロント機構の構成要素とから
得られる無負荷モーメントに基づいて無負荷モー
メントの補正値を演算する第２の演算手段と、こ
の第２の演算手段で得られた補正値での補正され
た無負荷モーメントおよび前記第１の演算手段の
演算値に基づいて前記フロント機構の積荷重量を
演算する第３の演算手段と、この第３の演算手段
に前記フロント機構が前記設定姿勢となつたとき
積荷重量演算を指令する積荷重量演算指令手段
と、前記第３の演算手段により演算された積荷重
量に関連した値を表示する表示部とを設けたこと
を特徴とする。
と、この走行体に支持される旋回体と、ブーム、
アームおよびアーム先端に取付けられた作業部よ
り成り前記旋回体に可回動に支持されたフロント
機構とを備えた油圧シヨベルにおいて、前記フロ
ント機構の少なくともブームおよびアームの変位
を検出する変位検出装置と、前記フロント機構を
作動する油圧シリンダのうち少なくとも１つの押
圧力を検出する押圧力検出装置と、前記変位検出
装置および前記押圧力検出装置の各検出値に基づ
いて前記フロント機構のモーメントを演算する第
１の演算手段と、前記フロント機構の定められた
姿勢を設定するための姿勢設定装置と、前記フロ
ント機構を無負荷としたときの前記姿勢設定装置
で設定された設定姿勢における前記第１の演算手
段の演算値、および前記設定姿勢において前記変
位検出位置と前記フロント機構の構成要素とから
得られる無負荷モーメントに基づいて無負荷モー
メントの補正値を演算する第２の演算手段と、こ
の第２の演算手段で得られた補正値での補正され
た無負荷モーメントおよび前記第１の演算手段の
演算値に基づいて前記フロント機構の積荷重量を
演算する第３の演算手段と、この第３の演算手段
に前記フロント機構が前記設定姿勢となつたとき
積荷重量演算を指令する積荷重量演算指令手段
と、前記第３の演算手段により演算された積荷重
量に関連した値を表示する表示部とを設けたこと
を特徴とする。
〔発明の実施例〕
以下、本発明を図示の実施例に基づいて説明す
る。
る。
第３図および第４図は、本発明の実施例の演算
部における演算を説明するための説明図である。
部における演算を説明するための説明図である。
第２図で、Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆは第１図に
示すブーム回動支点、アーム回動支点、バケツト
回動支点、バケツト爪先端、ブームシリンダロツ
ド支点、ブームシリンダボトム支点を示す。α1は
支点Ａにおける水平面とブーム１上の直線と
のなすブーム角、α2は直線と直線とのな
す角、α3はブームシリンダロツドと直線との
なす角、β1は直線とアーム２上の直線との
なす角から90℃を減じたアーム角、γ1は直線
とバケツト３上の直線とのなすバケツト角で
ある。l1は直線の距離、l2は支点Ｅと支点Ｅか
ら直線に垂直におろした線が直線と交わ
る点との間の距離、l3は支点Ａと支点Ｆとの垂直
距離、l4は支点Ａと支点Ｆとの水平距離である。
Pbはブームシリンダ４のボトム側圧力、Prはブ
ームシリンダ４のロツド側圧力、Sbはブームシ
リンダ４のボトム側受圧面積Srはブームシリン
ダ４のロツド側受圧面積である。K1はブームシ
リンダ４の押出力、K2はその分力を示す。なお、
ブームシリンダ４は通常２本使用されるので、本
実施例においても２本備えられているものとして
考え、又、モーメントはすべて支点Ａを中心とし
て考える。
示すブーム回動支点、アーム回動支点、バケツト
回動支点、バケツト爪先端、ブームシリンダロツ
ド支点、ブームシリンダボトム支点を示す。α1は
支点Ａにおける水平面とブーム１上の直線と
のなすブーム角、α2は直線と直線とのな
す角、α3はブームシリンダロツドと直線との
なす角、β1は直線とアーム２上の直線との
なす角から90℃を減じたアーム角、γ1は直線
とバケツト３上の直線とのなすバケツト角で
ある。l1は直線の距離、l2は支点Ｅと支点Ｅか
ら直線に垂直におろした線が直線と交わ
る点との間の距離、l3は支点Ａと支点Ｆとの垂直
距離、l4は支点Ａと支点Ｆとの水平距離である。
Pbはブームシリンダ４のボトム側圧力、Prはブ
ームシリンダ４のロツド側圧力、Sbはブームシ
リンダ４のボトム側受圧面積Srはブームシリン
ダ４のロツド側受圧面積である。K1はブームシ
リンダ４の押出力、K2はその分力を示す。なお、
ブームシリンダ４は通常２本使用されるので、本
実施例においても２本備えられているものとして
考え、又、モーメントはすべて支点Ａを中心とし
て考える。
このような油圧シヨベルのフロント機構Ｔの状
態において、フロント機構Ｔによる回動モーメン
トはブームシリンダの押圧力K1の分力K2によつ
て支えられているので、支点Ａに作用するモーメ
ントM1は次のようになる。
態において、フロント機構Ｔによる回動モーメン
トはブームシリンダの押圧力K1の分力K2によつ
て支えられているので、支点Ａに作用するモーメ
ントM1は次のようになる。
M1＝K2×l1＝K1sinα3×l1 ……(1)
ここで、角α3は
α3＝90゜−（α1＋α2）−tan-1［l1cos（α1＋
α2）−l4／l1sin（α1＋α2）＋l3］ したがつて上記(1)式は M1＝K1×l1×sin［90゜−（α1＋α2）−tan-1｛l1cos
（α1＋α2）−l4／l1sin（α1＋α2）＋l3｝］ ＝K1×l1cos［（α1＋α2）＋tan-1｛l1cos（α1＋α
2）−l4／l1sin（α1＋α2）＋l3｝］＝K1×l1×cosθ
……(2) ただし、 θ＝（α1＋α2）＋tan-1 ｛l1cos（α1＋α2）−l4／l1sin（α1＋α2）＋
l3 ブームシリンダの押出力K1は、ブームシリン
ダが左右に一本ずつ、計２本あることから、 K1＝２×（Pb・Sb−Pr・Sr） 故に(2)式は次のようになる。
α2）−l4／l1sin（α1＋α2）＋l3］ したがつて上記(1)式は M1＝K1×l1×sin［90゜−（α1＋α2）−tan-1｛l1cos
（α1＋α2）−l4／l1sin（α1＋α2）＋l3｝］ ＝K1×l1cos［（α1＋α2）＋tan-1｛l1cos（α1＋α
2）−l4／l1sin（α1＋α2）＋l3｝］＝K1×l1×cosθ
……(2) ただし、 θ＝（α1＋α2）＋tan-1 ｛l1cos（α1＋α2）−l4／l1sin（α1＋α2）＋
l3 ブームシリンダの押出力K1は、ブームシリン
ダが左右に一本ずつ、計２本あることから、 K1＝２×（Pb・Sb−Pr・Sr） 故に(2)式は次のようになる。
M1＝２（Pb・Sb−Pr・Sr）×l1×cosθ……(3)
このモーメントM1は、バケツト３内に積荷が
あるときの油圧シヨベル本体に作用しているモー
メントである。
あるときの油圧シヨベル本体に作用しているモー
メントである。
以上のようにして、バケツト３内に積荷がある
ときのモーメントM1が求められるが、バケツト
３内の積荷の重量を求めるためには、積荷自身の
重量による支点Ａにおけるモーメントを支点Ａと
積荷の重心位置との間の距離で除算する必要があ
る。
ときのモーメントM1が求められるが、バケツト
３内の積荷の重量を求めるためには、積荷自身の
重量による支点Ａにおけるモーメントを支点Ａと
積荷の重心位置との間の距離で除算する必要があ
る。
そこで、まず、支点Ａと積荷の重心位置との間
の距離の演算を第４図に基づいて説明する。図
で、第３図と同一支点、同一位置、同一長さには
同一符号が付してある。Ｊはバケツトにかかる積
荷の重心位置置、r3は直線と直線のなす角、
l5は直線の長さ、l6は直線の長さ、l3は支
点Ａと重心位置Ｊとの間の水平距離、l7は支点Ｃ
と重心Ｊとの間の距離である。
の距離の演算を第４図に基づいて説明する。図
で、第３図と同一支点、同一位置、同一長さには
同一符号が付してある。Ｊはバケツトにかかる積
荷の重心位置置、r3は直線と直線のなす角、
l5は直線の長さ、l6は直線の長さ、l3は支
点Ａと重心位置Ｊとの間の水平距離、l7は支点Ｃ
と重心Ｊとの間の距離である。
以上のように定めると、距離l8は、
l8＝l5cosα1＋l6sin（α1＋β1）
−l7sin（α1＋β1＋r1＋r3） ……(4)
となる。
次に、前述の積荷自身の重量による支点Ａにお
けるモーメントを求めることにする。このモーメ
ントは、(3)式で求めたモーメントM1からバケツ
ト３内に積荷のない場合のフロント機構をモーメ
ント（無負荷モーメント、このモーメントを
Mocとする。）を減算すれば得られる。以下、モ
ーメントとMocの演算を第５図に基づいて説明
する。図で、第４図と同一支点、同一角度、同一
長さには同一符号が付してある。Ｇはブーム重心
位置であり、ブームの重量をWGとする。Ｈはア
ーム重心位置であり、アームの重量をWHとする。
Ｉはバケツト重心位置であり、バケツトの重量を
W1とする。α4は直線と直線のなす角、β2
は直線と直線のなす角、r2は直線と直
線のなす角である。l5は直線の長さ、l3は
直線の長さ、l9は支点Ａと重心位置Ｇとの間
の距離、l10は支点Ｂと重心位置Ｈとの間の距離、
l11は支点Ｃと重心位置Ｉとの間の距離である。
けるモーメントを求めることにする。このモーメ
ントは、(3)式で求めたモーメントM1からバケツ
ト３内に積荷のない場合のフロント機構をモーメ
ント（無負荷モーメント、このモーメントを
Mocとする。）を減算すれば得られる。以下、モ
ーメントとMocの演算を第５図に基づいて説明
する。図で、第４図と同一支点、同一角度、同一
長さには同一符号が付してある。Ｇはブーム重心
位置であり、ブームの重量をWGとする。Ｈはア
ーム重心位置であり、アームの重量をWHとする。
Ｉはバケツト重心位置であり、バケツトの重量を
W1とする。α4は直線と直線のなす角、β2
は直線と直線のなす角、r2は直線と直
線のなす角である。l5は直線の長さ、l3は
直線の長さ、l9は支点Ａと重心位置Ｇとの間
の距離、l10は支点Ｂと重心位置Ｈとの間の距離、
l11は支点Ｃと重心位置Ｉとの間の距離である。
以上のように定めると、空荷のときのモーメン
トMocは、 Moc＝WG・l9cos（α1＋α4）＋WH ・｛l5cosα1＋l10sin（α1＋β1＋β2）｝ ＋W1｛l5cosα1＋l6sin（α1＋β1） −l11sin（α1＋β1＋γ1＋r2） ……(5) このようにして、演算により無負荷モーメント
Mpcが求められる。
トMocは、 Moc＝WG・l9cos（α1＋α4）＋WH ・｛l5cosα1＋l10sin（α1＋β1＋β2）｝ ＋W1｛l5cosα1＋l6sin（α1＋β1） −l11sin（α1＋β1＋γ1＋r2） ……(5) このようにして、演算により無負荷モーメント
Mpcが求められる。
ところで、前記(3)式におけるモーメントM1は、
バケツト３内に積荷が積載されていない場合を考
えると、無負荷モーメント（このモーメントを
Mpとする。）そのものにほかならない。したがつ
て、上記(5)式で求められる無負荷モーメントMpc
と前記(3)式で求められる無負荷モーメントMpと
は理論的に等しくなる筈である。しかしながら、
両者は、種々の誤差、バケツトへの土砂の固着等
により実際は異なつた値となる。そこで、本実施
例は、上記演算による無負荷モーメントMpcの値
をそのまま用いずに、実際の無負荷モーメント
Mpにより、演算する無負荷モーメントMpcを演算
する際に使用する所与の定数を補正してMpcを正
確に算出するものである。そして、その補正手段
として、フロントモーメントに対する影響の大き
いバケツトの重量W1の補正を行なう場合を示す。
今、両無負荷モーメントMp、Mpcの差がすべてバ
ケツト重量の差によるものと考えると、バケツト
重量の差ΔW1は次式により求められる。
バケツト３内に積荷が積載されていない場合を考
えると、無負荷モーメント（このモーメントを
Mpとする。）そのものにほかならない。したがつ
て、上記(5)式で求められる無負荷モーメントMpc
と前記(3)式で求められる無負荷モーメントMpと
は理論的に等しくなる筈である。しかしながら、
両者は、種々の誤差、バケツトへの土砂の固着等
により実際は異なつた値となる。そこで、本実施
例は、上記演算による無負荷モーメントMpcの値
をそのまま用いずに、実際の無負荷モーメント
Mpにより、演算する無負荷モーメントMpcを演算
する際に使用する所与の定数を補正してMpcを正
確に算出するものである。そして、その補正手段
として、フロントモーメントに対する影響の大き
いバケツトの重量W1の補正を行なう場合を示す。
今、両無負荷モーメントMp、Mpcの差がすべてバ
ケツト重量の差によるものと考えると、バケツト
重量の差ΔW1は次式により求められる。
ΔW1＝（Mp−Mpc）／l12 ……(6)
ただし、l12は支点Ａとバケツト重心位置Ｉと
の間の水平距離であり、次のように算出される。
の間の水平距離であり、次のように算出される。
l12＝l5cosα1＋l6sin（α1＋β1）
−l11sin（α1＋β1＋γ1＋γ2）
この値ΔWIによつて(5)式におけるバケツト重
量WIを補正し、補正されたバケツト重量（WI＋
ΔWI）をバケツト重量WIの代りに用いることに
よつて演算を行なうものである。以下、差ΔWI
によつて修正された無負荷モーメントMpc1とし
て表わす。
量WIを補正し、補正されたバケツト重量（WI＋
ΔWI）をバケツト重量WIの代りに用いることに
よつて演算を行なうものである。以下、差ΔWI
によつて修正された無負荷モーメントMpc1とし
て表わす。
さて、このようにして、正確な無負荷モーメン
トMpc1が求められる。そして、前述のように、
バケツト３内の積荷の重量（この重量をＷとす
る。）は、積荷自身の重量による支点Ａに作用す
るモーメントを支点Ａと積荷の重心位置との間の
距離l8で除算して得られるものであり、又、積荷
自身の重量によるモーメントはモーメントM1か
ら無負荷モーメントMpc1を減算して得られるも
のであるから、結局、バケツト３内の積荷の重量
Ｗは、 Ｗ＝MI−Mpc1／l8 ……(7) として求めることができる。
トMpc1が求められる。そして、前述のように、
バケツト３内の積荷の重量（この重量をＷとす
る。）は、積荷自身の重量による支点Ａに作用す
るモーメントを支点Ａと積荷の重心位置との間の
距離l8で除算して得られるものであり、又、積荷
自身の重量によるモーメントはモーメントM1か
ら無負荷モーメントMpc1を減算して得られるも
のであるから、結局、バケツト３内の積荷の重量
Ｗは、 Ｗ＝MI−Mpc1／l8 ……(7) として求めることができる。
以上の演算を行なう際は積荷演算指令手段を設
けて、作業員が適宜押釦等により上記手段を作動
させて、積荷重量の演算あるいは積荷を指令すれ
ばよい。そして、このようにしても充分その機構
を果して得るがさらに好適な実施例を示すと次の
ようになる。即ち、本実施例においては、油圧シ
ヨベルの積込作業中にフロント機構が採るある姿
勢を考える。ここで、フロント機構のある姿勢と
は、ブーム角、アーム角がそれぞれある所定の角
度にあるとき、又はブーム角、アーム角、バケツ
ト角がそれぞれある所定の角度にあるときのフロ
ント機構の形状をいう。このように、フロント機
構のある姿勢を考え、まず、バケツト３を空にし
た状態で、以後に行なう積込作業の動作と同じ動
作を行なう。そして、フロント機構が、さきに考
えたある姿勢を採つたとき、姿勢設定信号により
そのときのブーム角およびアーム角を記憶すると
ともに、そのときのモーメントMpc、Mp、距離
l12を演算して前記(6)式により差ΔWIを求めてこ
れを記憶しておく。そして、以後、油圧シヨベル
の荷の積込作業において、フロント機構が上記の
姿勢を採るたびに上記(7)式の演算を行ない、積荷
の重量Ｗを得る。このようにすれば、作業員が１
回の積込作業毎に押釦等により積荷重量の演算を
指令する必要はなくなる。
けて、作業員が適宜押釦等により上記手段を作動
させて、積荷重量の演算あるいは積荷を指令すれ
ばよい。そして、このようにしても充分その機構
を果して得るがさらに好適な実施例を示すと次の
ようになる。即ち、本実施例においては、油圧シ
ヨベルの積込作業中にフロント機構が採るある姿
勢を考える。ここで、フロント機構のある姿勢と
は、ブーム角、アーム角がそれぞれある所定の角
度にあるとき、又はブーム角、アーム角、バケツ
ト角がそれぞれある所定の角度にあるときのフロ
ント機構の形状をいう。このように、フロント機
構のある姿勢を考え、まず、バケツト３を空にし
た状態で、以後に行なう積込作業の動作と同じ動
作を行なう。そして、フロント機構が、さきに考
えたある姿勢を採つたとき、姿勢設定信号により
そのときのブーム角およびアーム角を記憶すると
ともに、そのときのモーメントMpc、Mp、距離
l12を演算して前記(6)式により差ΔWIを求めてこ
れを記憶しておく。そして、以後、油圧シヨベル
の荷の積込作業において、フロント機構が上記の
姿勢を採るたびに上記(7)式の演算を行ない、積荷
の重量Ｗを得る。このようにすれば、作業員が１
回の積込作業毎に押釦等により積荷重量の演算を
指令する必要はなくなる。
以下、このような演算に基づく本発明の実施例
について述べる。
について述べる。
第１図は本発明の一実施例に係る油圧シヨベル
の積荷重量表示装置のブロツク図である。本実施
例においては、回動支点Ａ，Ｂ，Ｃにそれぞれ角
度検出器が設けられ、これらの角度検出器により
ブーム角α1、アーム角β1、バケツト角γ1が検出さ
れ、この角度に応じた信号Eα1，Eβ1，Eγ1が出力
される。又、ブームシリンダ４のボトム側および
ロツド側の圧力Pb、Prを検出する圧力検出器が
設けられ、この圧力に応じた信号Epb，Eprが各圧
力検出器から出力される。図で、７は本実施例の
装置の演算部、８は前記無負荷モーメントMpc1
を得るため前記設定姿勢を決める姿勢設定信号発
生器、９は演算部７から出力される信号により作
動して積荷重量を表示する表示部、９ａはその数
値表示面、９ｂは数値表示面９ａにおける表示を
報らせるブザーである。上記姿勢設定信号発生器
８についてさらに説明する。油圧シヨベルのオペ
レータは、積込作業開始にあたつて、バケツト３
が空荷の状態で、以後に行なわれる積込作業の動
作と同じ動作を行なう。そして、フロント機構の
適宜の姿勢で、押釦等により姿勢設定信号発生器
８を作動させる。このとき、姿勢設定信号発生器
８からは信号Esが出力され、この信号によつてそ
のときの前記の差ΔWIおよびフロント機構の姿
勢が記憶されることになる。なお、本実施例にお
いては、フロント機構の設定姿勢はそのときのブ
ーム角度α1およびアーム角度β1によつて規定され
る。
の積荷重量表示装置のブロツク図である。本実施
例においては、回動支点Ａ，Ｂ，Ｃにそれぞれ角
度検出器が設けられ、これらの角度検出器により
ブーム角α1、アーム角β1、バケツト角γ1が検出さ
れ、この角度に応じた信号Eα1，Eβ1，Eγ1が出力
される。又、ブームシリンダ４のボトム側および
ロツド側の圧力Pb、Prを検出する圧力検出器が
設けられ、この圧力に応じた信号Epb，Eprが各圧
力検出器から出力される。図で、７は本実施例の
装置の演算部、８は前記無負荷モーメントMpc1
を得るため前記設定姿勢を決める姿勢設定信号発
生器、９は演算部７から出力される信号により作
動して積荷重量を表示する表示部、９ａはその数
値表示面、９ｂは数値表示面９ａにおける表示を
報らせるブザーである。上記姿勢設定信号発生器
８についてさらに説明する。油圧シヨベルのオペ
レータは、積込作業開始にあたつて、バケツト３
が空荷の状態で、以後に行なわれる積込作業の動
作と同じ動作を行なう。そして、フロント機構の
適宜の姿勢で、押釦等により姿勢設定信号発生器
８を作動させる。このとき、姿勢設定信号発生器
８からは信号Esが出力され、この信号によつてそ
のときの前記の差ΔWIおよびフロント機構の姿
勢が記憶されることになる。なお、本実施例にお
いては、フロント機構の設定姿勢はそのときのブ
ーム角度α1およびアーム角度β1によつて規定され
る。
演算部７は図示のように構成される。即ち、１
０は角度α1，β1，γ1に応じた信号Eα1，Eβ1，Eγ1
を入力して水平距離l8を演算する荷重点距離演算
部、１１は信号Eα1および圧力Pb、Prに応じた信
号Epb，Eprを入力してモーメントM1を演算する
フロントモーメント演算部である。１２は信号
Eα1，Eβ1を入力するとともに姿勢設定信号発生
器８からの信号Esが入力されたとき、その時点で
入力した信号Eα1，Eβ1を記憶し、かつ、記憶し
た信号とフロント機構の移動により変化しながら
入力される信号Eα1，Eβ1とを比較し、信号Eα1，
Eβ1が前記記憶した信号とほぼ等しくなつたとき
演算指令信号Ecを発生する設定姿勢判定部であ
る。６５は信号Eα1，Eβ1，Eγ1および前記の差
ΔWIに応じた補正信号EΔWIを入力し、距離l12お
よび無負荷モーメント信号EMpc、EMpc1を出力す
る無負荷モーメント演算部である。６６はフロン
トモーメント演算部１１の信号EM1と無負荷モー
メント信号演算部６５の信号EMpcを入力し、EM1
−EMpcを演算する加算器である。６７は姿勢設定
信号発生器８からの信号Esが入力されたとき加算
器６６の信号EM1-Mpcを信号El12で除算して補正信
号EΔWIを出力する除算器である。１４はフロン
トモーメント演算部１１の信号EM1から演算部６
５の信号EMpc1を演算して信号EM1-Mpc1を出力する
加算器、１５は加算器１４の信号EM1-Mpc1を荷重
点距離演算部１０の信号El8で除算して積荷重量
Ｗに応じた信号EWを出力する除算器である。１
６，１７は積算記憶器であり、積算記憶器１６は
例えば１台のダンプトラツクへの積荷の積算重量
を記憶する記憶器として使用され、積算記憶器１
７は例えば所定期間（１日、１週、１ケ月等）の
積荷の積算重量を記憶する記憶器として使用され
る。１８，１９はそれぞれ積算記憶器１６，１７
に記憶された値を消去する記憶消去スイツチであ
る。２０は除算器１５、積算記憶器１６，１７に
接続された端子を有する表示切換スイツチであ
り、その切換えにより表示部９に所要の表示をな
す。
０は角度α1，β1，γ1に応じた信号Eα1，Eβ1，Eγ1
を入力して水平距離l8を演算する荷重点距離演算
部、１１は信号Eα1および圧力Pb、Prに応じた信
号Epb，Eprを入力してモーメントM1を演算する
フロントモーメント演算部である。１２は信号
Eα1，Eβ1を入力するとともに姿勢設定信号発生
器８からの信号Esが入力されたとき、その時点で
入力した信号Eα1，Eβ1を記憶し、かつ、記憶し
た信号とフロント機構の移動により変化しながら
入力される信号Eα1，Eβ1とを比較し、信号Eα1，
Eβ1が前記記憶した信号とほぼ等しくなつたとき
演算指令信号Ecを発生する設定姿勢判定部であ
る。６５は信号Eα1，Eβ1，Eγ1および前記の差
ΔWIに応じた補正信号EΔWIを入力し、距離l12お
よび無負荷モーメント信号EMpc、EMpc1を出力す
る無負荷モーメント演算部である。６６はフロン
トモーメント演算部１１の信号EM1と無負荷モー
メント信号演算部６５の信号EMpcを入力し、EM1
−EMpcを演算する加算器である。６７は姿勢設定
信号発生器８からの信号Esが入力されたとき加算
器６６の信号EM1-Mpcを信号El12で除算して補正信
号EΔWIを出力する除算器である。１４はフロン
トモーメント演算部１１の信号EM1から演算部６
５の信号EMpc1を演算して信号EM1-Mpc1を出力する
加算器、１５は加算器１４の信号EM1-Mpc1を荷重
点距離演算部１０の信号El8で除算して積荷重量
Ｗに応じた信号EWを出力する除算器である。１
６，１７は積算記憶器であり、積算記憶器１６は
例えば１台のダンプトラツクへの積荷の積算重量
を記憶する記憶器として使用され、積算記憶器１
７は例えば所定期間（１日、１週、１ケ月等）の
積荷の積算重量を記憶する記憶器として使用され
る。１８，１９はそれぞれ積算記憶器１６，１７
に記憶された値を消去する記憶消去スイツチであ
る。２０は除算器１５、積算記憶器１６，１７に
接続された端子を有する表示切換スイツチであ
り、その切換えにより表示部９に所要の表示をな
す。
以下、本実施例の動作を説明する。
まず、第１図に示す荷重点距離演算部１０の動
作を、第６図に示す荷重点距離演算部の具体例を
示すブロツク図に基づいて説明する。ブーム角信
号Eα1は三角関数発生器２１に入力されて角α1の
余弦に応じた信号Ecpsα1がとり出され、係数器２
２で距離l5に応じた信号が乗ぜられて信号El5cps〓1
となる。一方、アーム角信号E〓1は加算器２３に
おいてブーム角信号と加算され、加算された信号
E〓1＋β1は三角関数発生器２４に入力されて角
（α1＋β1）の正弦に応じた信号Esio（α1＋β1）がと
り出され、この信号は係数器２５で距離l6に応じ
た信号が乗算されて信号El6sio（α1＋β1）となる。
この信号は前記係数器２２の出力信号と加算器２
６において加算され、信号El5cps〓1+l6sio（α1＋β1
）
が得られる。又、バケツト角信号E〓1は加算器２
７で前記加算器２３の出力信号E〓1+〓1と加算され
てE〓1+〓1+〓1となり、さらに加算器２８において記
憶器２９に記憶された角γ3に応じた信号E〓3が加
算されて信号E〓1+〓1+〓1+〓3となる。この信号は三角
関数発生器３０に入力されて角（α1＋β1＋γ1＋
γ3）の正弦に応じた信号がとり出され、この信号
は係数器３１で距離l7に応じた信号が乗じられて
信号El7sio（α1＋β1＋γ1＋γ3）となる。この信号は
加算器３２で加算器２６の出力信号から減算され
て信号El8を出力する。この信号El8は(4)式に示す
支点Ａと重心位置Ｊとの間の水平距離に応じた信
号である。
作を、第６図に示す荷重点距離演算部の具体例を
示すブロツク図に基づいて説明する。ブーム角信
号Eα1は三角関数発生器２１に入力されて角α1の
余弦に応じた信号Ecpsα1がとり出され、係数器２
２で距離l5に応じた信号が乗ぜられて信号El5cps〓1
となる。一方、アーム角信号E〓1は加算器２３に
おいてブーム角信号と加算され、加算された信号
E〓1＋β1は三角関数発生器２４に入力されて角
（α1＋β1）の正弦に応じた信号Esio（α1＋β1）がと
り出され、この信号は係数器２５で距離l6に応じ
た信号が乗算されて信号El6sio（α1＋β1）となる。
この信号は前記係数器２２の出力信号と加算器２
６において加算され、信号El5cps〓1+l6sio（α1＋β1
）
が得られる。又、バケツト角信号E〓1は加算器２
７で前記加算器２３の出力信号E〓1+〓1と加算され
てE〓1+〓1+〓1となり、さらに加算器２８において記
憶器２９に記憶された角γ3に応じた信号E〓3が加
算されて信号E〓1+〓1+〓1+〓3となる。この信号は三角
関数発生器３０に入力されて角（α1＋β1＋γ1＋
γ3）の正弦に応じた信号がとり出され、この信号
は係数器３１で距離l7に応じた信号が乗じられて
信号El7sio（α1＋β1＋γ1＋γ3）となる。この信号は
加算器３２で加算器２６の出力信号から減算され
て信号El8を出力する。この信号El8は(4)式に示す
支点Ａと重心位置Ｊとの間の水平距離に応じた信
号である。
次に、第１図に示すフロントモーメント演算部
１１の動作を、第７図に示すフロントモーメント
演算部の具体例を示すブロツク図に基づいて説明
する。ブーム角信号E〓1は加算器３４で記憶器３
３に記憶された角度α2に応じた信号E〓2と加算さ
れて信号E〓1+〓2となり、三角関数発生器３５に入
力して角度（α1＋α2）の正弦に応じた信号Esio
（α1＋α2）がとり出され、係数器３６により距離
l1に応じた信号が乗算されて信号El1sio（α1＋α2）
となる。この信号は加算器３８において、記憶器
３７に記憶されたl3に応じた信号と加算され、信
号El1sio（α1＋α2）＋l3を発生する。一方、前記加算
器３４の出力信号は三角関数発生器３９に入力さ
れ、角度（α1＋α2）の余弦に応じた信号Ecps(〓1+〓2
)
がとり出され、係数器４０により距離l1に応じた
信号が乗算されて信号El1cps(〓1+〓2)となる。この信
号は加算器４１において、記憶器４２に記憶され
た値l4に応じた信号El4が減算され、信号El1cps（α1
＋α2）−l4が出力される。加算器４１の出力信号
は除算器４３において、加算器３８の出力信号に
より除算され、その商に応じた信号は逆三角関数
発生器４４に入力され、この信号の角度の逆正接
に応じた信号 Etan-1｛l1cos（α1＋α2）−l4／l1sin（α1＋α2
）＋l3｝ がとり出される。このとり出された信号は、加算
器４５で加算器３４の出力信号E〓1+〓2と加算され
信号E〓となる。この信号は三角関係発生器４６に
入力されて角θの余弦に応じた信号Ecps〓がとり出
され、係数器４７で値2l1に応じた信号が乗算さ
れ、信号E2l1cps〓が得られる。一方、ブームシリン
ダ４のボトム側圧力信号Epbは係数器４８に導か
れて値Sbに応じた信号が乗算されて信号Epb
１１の動作を、第７図に示すフロントモーメント
演算部の具体例を示すブロツク図に基づいて説明
する。ブーム角信号E〓1は加算器３４で記憶器３
３に記憶された角度α2に応じた信号E〓2と加算さ
れて信号E〓1+〓2となり、三角関数発生器３５に入
力して角度（α1＋α2）の正弦に応じた信号Esio
（α1＋α2）がとり出され、係数器３６により距離
l1に応じた信号が乗算されて信号El1sio（α1＋α2）
となる。この信号は加算器３８において、記憶器
３７に記憶されたl3に応じた信号と加算され、信
号El1sio（α1＋α2）＋l3を発生する。一方、前記加算
器３４の出力信号は三角関数発生器３９に入力さ
れ、角度（α1＋α2）の余弦に応じた信号Ecps(〓1+〓2
)
がとり出され、係数器４０により距離l1に応じた
信号が乗算されて信号El1cps(〓1+〓2)となる。この信
号は加算器４１において、記憶器４２に記憶され
た値l4に応じた信号El4が減算され、信号El1cps（α1
＋α2）−l4が出力される。加算器４１の出力信号
は除算器４３において、加算器３８の出力信号に
より除算され、その商に応じた信号は逆三角関数
発生器４４に入力され、この信号の角度の逆正接
に応じた信号 Etan-1｛l1cos（α1＋α2）−l4／l1sin（α1＋α2
）＋l3｝ がとり出される。このとり出された信号は、加算
器４５で加算器３４の出力信号E〓1+〓2と加算され
信号E〓となる。この信号は三角関係発生器４６に
入力されて角θの余弦に応じた信号Ecps〓がとり出
され、係数器４７で値2l1に応じた信号が乗算さ
れ、信号E2l1cps〓が得られる。一方、ブームシリン
ダ４のボトム側圧力信号Epbは係数器４８に導か
れて値Sbに応じた信号が乗算されて信号Epb
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 走行体と、この走行体に支持される旋回体
と、ブーム、アームおよびアーム先端に取付けら
れた作業部より成り前記旋回体に可回動に支持さ
れたフロント機構とを備えた油圧シヨベルにおい
て、前記フロント機構の少なくともブームおよび
アームの変位を検出する変位検出装置と、前記フ
ロント機構を作動する油圧シリンダのうち少なく
とも１つの押圧力を検出する押圧力検出装置と、
前記変位検出装置および前記押圧力検出装置の各
検出値に基づいて前記フロント機構のモーメント
を演算する第１の演算手段と、前記フロント機構
の定められた姿勢を設定するための姿勢設定装置
と、前記フロント機構を無負荷としたときの前記
姿勢設定装置で設定された設定姿勢における前記
第１の演算手段の演算値、および前記設定姿勢に
おいて前記変位検出装置と前記フロント機構の構
成要素とから得られる無負荷モーメントに基づい
て無負荷モーメントの補正値を演算する第２の演
算手段と、この第２の演算手段で得られた補正値
で補正された無負荷モーメントおよび前記第１の
演算手段の演算値に基づいて前記フロント機構の
積荷重量を演算する第３の演算手段と、この第３
の演算手段に前記フロント機構が前記設定姿勢と
なつたとき積荷重量演算を指令する積荷重量演算
指令手段と、前記第３の演算手段により演算され
た積荷重量に関連した値を表示する表示部とを設
けたことを特徴とする油圧シヨベルの積荷重量表
示装置。 ２ 特許請求の範囲第１項において、前記積荷重
量演算指令手段は、前記姿勢設定装置により設定
された前記ブームの角度を保持する第１の記憶部
と、前記変位検出装置により検出されたブーム角
度が前記設定された角度の許容範囲内にあるとき
信号を出力する第１の比較部と、前記姿勢設定装
置により設定された前記アームの角度を保持する
第２の記憶部と、前記変位検出装置により検出さ
れたアーム角度が前記設定された角度の許容範囲
内にあるとき信号を出力する第２の比較部と、前
記第１の比較部と前記第２の比較部から同時に信
号が出力されたとき積荷重量演算を指令する信号
を出力する出力手段とで構成されていることを特
徴とする油圧シヨベルの積荷重量表示装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12841984A JPS60102436A (ja) | 1984-06-23 | 1984-06-23 | 油圧シヨベルの積荷重量表示装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12841984A JPS60102436A (ja) | 1984-06-23 | 1984-06-23 | 油圧シヨベルの積荷重量表示装置 |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4729983A Division JPS606828A (ja) | 1982-12-01 | 1983-03-23 | 油圧シヨベルの積荷重量表示装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60102436A JPS60102436A (ja) | 1985-06-06 |
| JPH0444930B2 true JPH0444930B2 (ja) | 1992-07-23 |
Family
ID=14984291
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12841984A Granted JPS60102436A (ja) | 1984-06-23 | 1984-06-23 | 油圧シヨベルの積荷重量表示装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60102436A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002332663A (ja) * | 2001-05-09 | 2002-11-22 | Hitachi Constr Mach Co Ltd | 油圧ショベルの荷重計測装置 |
| JP2021156079A (ja) * | 2020-03-30 | 2021-10-07 | 住友重機械工業株式会社 | 検出装置及びショベル |
| JP2021156081A (ja) * | 2020-03-30 | 2021-10-07 | 住友重機械工業株式会社 | 作業機械 |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6345510A (ja) * | 1986-08-13 | 1988-02-26 | Tokyu Car Corp | 荷重検出装置 |
| JPH05321305A (ja) * | 1992-05-21 | 1993-12-07 | Yutani Heavy Ind Ltd | クレーン兼用油圧ショベル |
| JPH0610378A (ja) * | 1992-06-26 | 1994-01-18 | Komatsu Ltd | 掘削積込機の作業量検出装置 |
| US6931772B2 (en) | 2001-10-18 | 2005-08-23 | Hitachi Construction Machinery Co., Ltd. | Hydraulic shovel work amount detection apparatus, work amount detection method, work amount detection result display apparatus |
| KR102902817B1 (ko) * | 2019-03-29 | 2025-12-19 | 스미도모쥬기가이고교 가부시키가이샤 | 쇼벨 |
| JP7491858B2 (ja) | 2021-02-22 | 2024-05-28 | 株式会社小松製作所 | 作業機モーメントを推定する方法 |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5538613A (en) * | 1978-09-05 | 1980-03-18 | Toray Ind Inc | Base film for magnetic recording medium |
| CA1165179A (en) * | 1979-03-15 | 1984-04-10 | Aai Corporation | Metal-plastic cartridge case and cartridge arrangement |
| JPS57113323A (en) * | 1980-12-29 | 1982-07-14 | Kobe Steel Ltd | Recorder for load condition of crane |
| JPS57131700A (en) * | 1981-02-09 | 1982-08-14 | Toyoda Automatic Loom Works | Method and device for displaying load of forklift truck |
-
1984
- 1984-06-23 JP JP12841984A patent/JPS60102436A/ja active Granted
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002332663A (ja) * | 2001-05-09 | 2002-11-22 | Hitachi Constr Mach Co Ltd | 油圧ショベルの荷重計測装置 |
| JP2021156079A (ja) * | 2020-03-30 | 2021-10-07 | 住友重機械工業株式会社 | 検出装置及びショベル |
| JP2021156081A (ja) * | 2020-03-30 | 2021-10-07 | 住友重機械工業株式会社 | 作業機械 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60102436A (ja) | 1985-06-06 |
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