JPH049243B2 - - Google Patents

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JPH049243B2
JPH049243B2 JP57180523A JP18052382A JPH049243B2 JP H049243 B2 JPH049243 B2 JP H049243B2 JP 57180523 A JP57180523 A JP 57180523A JP 18052382 A JP18052382 A JP 18052382A JP H049243 B2 JPH049243 B2 JP H049243B2
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rocking
loaded weight
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motion acceleration
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JP57180523A
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01GWEIGHING
    • G01G23/00Auxiliary devices for weighing apparatus
    • G01G23/01Testing or calibrating of weighing apparatus
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01GWEIGHING
    • G01G19/00Weighing apparatus or methods adapted for special purposes not provided for in the preceding groups
    • G01G19/08Weighing apparatus or methods adapted for special purposes not provided for in the preceding groups for incorporation in vehicles

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Forklifts And Lifting Vehicles (AREA)
  • Operation Control Of Excavators (AREA)
  • Component Parts Of Construction Machinery (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、走行車輛に装備された荷役積載部
を保持する保持シリンダの荷役積込時における流
体圧から積載重量を自動計測する際に、流体圧に
付加されて測定誤差を生じる揺動等の外力を算出
する装置に関する。
走行車輛に装備された荷役積載部を保持する保
持シリンダの流体圧系統から流体圧力を検出し積
載重量を計測する場合に、流体が保持している質
量部に揺動等の外力が付加されると流体圧力が変
動し積載重量計測値に測定誤差を生ずる。
従つて、このような揺動等による影響を回避す
るには、走行車輛を停止し、更に荷役積載部を完
全静止状態にした上で流体圧力を検出する必要が
ある。
しかしながら、作業サイクル中に上記過程が存
在しない場合、即ち、バケツトローダにおける掘
削運搬作業(load and carry)を例にとると、
バケツトによる掘削・掬い上げの後そのまま運搬
して穴とか船艙内に落し込む作業サイクルにおい
ては車輛を停止する必要はなく、またバケツトも
掬い上げた後タイヤに干渉しない程度に引き上げ
て走行することが生産性を高めることになる場合
には、作業を中断して一旦車輛走行を停止し、且
つ荷役積載部が完全静止するまで待つてから流体
圧力の測定を行ないその後作業を続行することに
なるので作業能率を極めて阻害することになる。
ここで流体圧力が変動する要因となる揺動等と
は、 タイヤ、サスペンシヨンその他の支持機構の
クツシヨン効果によつて生ずる主として上下方
向の揺動・振動、 加速、減速等によつて生ずる主として前後方
向の揺動・振動、および 荷役積載部を保持している保持シリンダの伸
縮又は荷役積載部昇降の速度変化率によつて生
じる加速度成分に基く揺動・振動、 その他これに類する揺動・振動である。
そこで、前記各要因ついて個別的にその揺動を
検出し、これら検出された各揺動を積算して揺動
等による外力即ち積載重量計測値の測定誤差を算
出することが考えられる。
しかし、この方法では、例えばタイヤ等可動部
の内圧を測定することはデータの安定性、および
コストの面で問題がある。また、個別的に測定し
たとしても、これら各要因についてそれぞれ異な
る修正方式を採用して積算を行なうことは徒らに
装置の複雑化、即ち信頼性の低下をもたらす結果
となる。この揺動等による外力は荷役積込状態で
の荷役等積載部の重心位置における運動加速度と
して集約されるため、例えば特公昭55−25770号
および特公昭38−21040号のクレーンの荷重を計
測する装置では、バケツトに加速度センサーを設
けてワイヤロープの巻き上げ乃至巻取りに際して
バケツトの上下動により生じる加速度を測定して
誤差を補正している。
しかし、走行車輛に装備されて保持シリンダで
バケツトその他の荷役等積載部を保持する構造の
場合には、保持シリンダによる揺動の影響もある
ため、バケツトの加速度を測定するだけでは正確
な補正を行うことができない欠点がある。
この発明は上記事情に鑑みて創案されたもので
あつて、バケツトその他の荷役等積載部の揺動に
よる誤差を測定するのに、上記揺動に影響する保
持シリンダの揺動を補正して精度を高めた揺動等
による積載重量測定誤差算出装置を提供すること
にある。
この目的達成のため、この発明では、走行車輛
に枢支されたリフトアームの先端に枢着されたバ
ケツトその他の荷役等積載部が所定の高さ位置に
ある時にリフトアームを起伏する保持シリンダの
流体圧を検出して積載重量を自動計測すると共に
荷役等積載部の加速度を検出して揺動等による測
定誤差を算出する装置において、 (a) 荷役等積載部の積載重量測定時における荷役
等積載部の重心位置またはその近傍に加速度セ
ンサを設けて運動加速度の垂直成分および水平
成分を測する、 (b) 保持シリンダのシリンダ(筒)部およびピス
トン部材にそれぞれ加速度センサを設けて、シ
リンダ(筒)部の運動加速度の垂直成分および
水平成分と、ピストン部の運動加速度の垂直成
分および水平成分と、保持シリンダの垂直部か
らの傾斜角を測定する、 (c) 上記荷役等積載部の運動加速度に及ぼす保持
シリンダの運動加速度を補正する、 (d) この補正された運動加速度と上記計測された
積載重量をもとに該計測された積載重量に付加
されている揺動等による外力即ち測定誤差を算
出する演算処理手段を設ける、 という技術的手段を講じている。
以下、この発明をバケツトローダに適用した場
合の好適一実施例について図面に基づき説明す
る。
第1図に示すバケツトローダ1はリフトアーム
2先端のバケツト3と、該バケツトを昇降駆動す
るリフトシリンダ4とを備えた周知構成になつて
いる。
かかるバケツトローダ1に、この発明の装置が
装備される。
該装置は、リフトシリンダ4の油圧力を測定し
て積載重量を自動計測する積載重量算出手段と、
バケツト3の運動加速度測定手段と、両手段の測
定値をもとに揺動等による外力(測定誤差)を算
出する演算処理手段とからなつている。
即ち、積載重量算出手段は、前記バケツト3の
高さ位置を検出するためのリミツトスイツチ等か
らなるポジシヨンセンサ6と、リフトシリンダ4
の油圧を検出すべく該シリンダの圧油系統に設け
られたストレンゲージ構造の圧力センサ5とを備
えている。
これらのセンサ5,6は、それぞれの検出値を
電気信号に変換してマイクロコンピユータ7に出
力する。
該マイクロコンピユータ7は、センサ入力機構
と、演算処理手段と、出力機器駆動機構と電源機
構とを備えたシステム構成になつている。
前記演算処理手段は一方8で圧力センサ5およ
びポジシヨンセンサ6からその系統の入力機構を
介して入力した検出値信号を荷重に変換すること
によつて、リフトシリンダ4の油圧系統の油圧か
ら積載重量を算出する。
ここでポジシヨンセンサ6は図示しないが、リ
フトアーム2の基端側の回転角度を検出する手
段、例えばリフトアーム2にカム片を設け、車輛
本体側には上下一対のリミツトスイツチを設け
て、バケツト3が一定上昇位置で上記カム片によ
り上側のリミツトスイツチが投入され、一定下降
位置で下側のリミツトスイツチが投入されるよう
に形成して、バケツト3の一定高さ位置を検出す
る構成等を用いることができる。そして、リフト
アーム2が一定の高さ位置に上昇するとポジシヨ
ンセンサ6がそれを検知して、圧力センサ5がリ
フトシリンダ4の油圧値を検出する。この検出さ
れた油圧値を基に、当該機種における換算式が呼
び出されて油圧値を重量に換算する。
次に、バケツトの運動加速度測定手段は、バケ
ツトの重心位置における運動加速度を測定する加
速度センサ10と、リフトシリンダ4の垂直部か
らの傾斜角θを測定する傾斜角センサ11とから
なつている。
本実施例の場合、加速度センサ10はバケツト
3における運動加速度の垂直成分および水平成分
を検出する2軸のストレンゲージ構造からなる加
速度変換器を用いている。
ここで、加速度センサ10は、バケツト3の運
動加速度を検出しうるものであれば圧電素子その
他構造のものでもよい。また、加速度センサ10
は、2軸構成に限定されることなく、通常の3軸
構成のものでも1軸構成のものであつてもよい。
尚1軸構成の場合は、測定時における該加速度セ
ンサの軸角度が垂直とならない適宜角度を有して
配設してあればよく、該センサの測定値をベクト
ル処理することにより2軸と同様に運動加速度の
垂直成分および水平成分を計測することができ
る。
また、荷役積載部の左右方向の揺動が大きく、
測定誤差の要因となる場合には、3軸構成の加速
度変換器を用い、或いは、荷役積載部の左右両側
に2軸又は1軸の加速度センサを配設して、夫々
の測定値の比較から左右方向の運動加速度の及ぼ
す影響を計測することも可能である。
このような構成の加速度センサ10は、荷役積
込状態でのバケツト3の重心位置に配設されるこ
とが最も好ましいが、図示例の場合該位置に最も
近いバケツト3のサイドプレート外方にガードを
つけて装着されている。
そこで、前記加速度センサ10に重心補正手段
を設ければ、該センサの測定値を、実際の積荷姿
における重心位置での運動加速度に補正すること
ができて好ましい。
更に、バケツト3の揺動等には、リフトシリン
ダ4の駆動が積極的又は消極的に影響を及ぼして
いる場合があるので、この場合には上記揺動要因
を測定する必要がある。
そこで、本実施例の場合には、前記センサ1
0,11の他に、リフトシリンダ4のシリンダ筒
の運動加速度を測定する2軸の加速度変換器13
と、リフトシリンダ4内を伸縮するピストンの運
動加速度を測定する加速度変換器12とを備えて
いる。
これらの各センサ10〜13は図示しないA/
D変換器を介す等して前記マイクロコンピユータ
7のそれぞれの系統の入力部に接続されている。
マイクロコンピユータ7の演算処理手段の他方
9においては、圧力センサ5を介して算定された
積載重量計測値と、前記各センサ10〜13の測
定値等が入力され所定の測定誤差算出プログラム
に従つて測定誤差値が算出される。
このような構成であるので、ローダバケツト3
によつて掘削運搬作業を開始すると、鉱石等荷役
を掬い上げたバケツト3はリフトアツプにより一
定の高さ(水平位置より低位置でよい)まで変位
し、その高さ位置がリフトアーム等により押動さ
れるリミツトスイツチ等のポジシヨンセンサ6で
検出される。
その検出された高さ位置において、バケツト3
内の積載重量等を支持した状態のリフトシリンダ
4にかかつている油圧が圧力センサ5によつて検
出される。
バケツト3の高さとリフトシリンダ4の油圧と
はバケツト内の積載重量等と一定の相関関係にあ
ることから、リフトシリンダ4の特定伸長点にお
ける該シリンダの油圧値を検出して演算処理を行
ない積載重量を計測する。しかし、該計測値には
揺動等による誤差が含まれている。
そこで、前記圧力センサ6と同時に起動するよ
うセツトされた各センサ10〜13からそれぞれ
の検出値を測定する。
この検出値と圧力センサ等により計測された積
載重量値その他のデータを基に所定の演算処理が
行なわれて揺動等による測定誤差が算出される。
該揺動等による測定誤差値ΔF算出の一例を挙
げると以下の通りである。
ΔF=(αy/cos θ+αx/sin θ+αc) (MB+MC)−(βy/cos θ+βx/sin θ)M 但し、ΔFは誤差、 αyはバケツトの運動加速度(垂直成分) αxはバケツトの運動加速度(水平成分) βyはリフトシリンダのシリンダ筒の運動加
速度(垂直成分) βxはリフトシリンダのシリンダ筒の運動加
速度(水平成分) αcはリフトシリンダ内のピストンの運動加
速度 MBはバケツトの質量 MCは積載物質量(計測値) Mはリフトシリンダのシリンダ筒部の等価質
量 θはリフトシリンダの垂直部よりの傾き。
(第2図参照) このようにして計測された揺動等による測定誤
差はそのままの数値を出力機器14に表示しても
よいが、リフトシリンダの油圧から計測された積
載重量から減算処理されて揺動等誤差補正後の積
載重量値を出力機器14に表示してもよい。
また、本実施例ではリフトシリンダの油圧から
積載重量を算出した後に揺動等による測定誤差を
算出したが、リフトシリンダから検出された油圧
値段階で揺動等による測定誤差を算出し、減算処
理により揺動等誤差補正後の油圧値を求め、それ
に基づいて積載重量を算出してもよいこと勿論で
ある。
更に、積載重量を計測する手段は、要するに荷
役積載部を保持するシリンダの流体圧系統にかか
る負荷に基づいて積載重量を計測するものであれ
ば本実施例に限らず如何なる計測方法でもよい。
次に、運動加速度を検出するセンサとして本実
施例では加速度変換器を用いたが、この代わりに
リフトシリンダの接地面からの変位を測定する位
置センサを用いてもよい。この位置センサを用い
た場合には、その測定された変位値を2度微分処
理することにより加速度に換算でき、前記の通り
演算処理すれば同様の効果を奏しうる。
そして、この揺動等よる積載重量測定誤差算出
装置は積載重量表示システムや荷役作業の定量的
な管理を行なう積載重量監視システム、過積載防
止システム等の揺動補正手段として種々応用しう
るものである。
尚、この発明の装置はバケツトローダに限らず
荷役積載部を保持シリンダで支持した走行車輛で
あれば如何なる構造の車輛でも適用しうること勿
論である。
この発明では、バケツトその他の荷役等積載部
の運動加速度を検出するだけでなく、この荷役等
積載部の揺動に影響を与える不持シリンダの運動
加速度をも検出して荷役等積載部の揺動を補正し
ているので一層正確な揺動等による測定誤差を算
出することができ、測定の精度を高めることがで
き有益である。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の一実施例を示すシステムブ
ロツク図、第2図はリフトシリンダの垂直部から
の傾斜角θを示す説明図である。 3はバケツト、4はリフトシリンダ、5は圧力
センサ、6はポジシヨンセンサ、8,9は演算処
理手段としてのマイクロプロセツサ、10,1
2,13はそれぞれ加速度センサ、11は傾斜角
センサ。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 走行車輛に枢支されたリフトアームの先端に
    枢着されたバケツトその他の荷役等積載部が所定
    の高さ位置にある時にリフトアームを起伏する保
    持シリンダの流体圧を検出して積載重量を自動計
    測すると共に荷役等積載部の加速度を検出して揺
    動等による測定誤差を算出する装置において、 荷役等積載部の積載重量測定時における荷役等
    積載部の重心位置またはその近傍に加速度センサ
    を設けて運動加速度の垂直成分および水平成分を
    測定し、 保持シリンダのシリンダ(筒)部およびピスト
    ン部材にそれぞれ加速度センサを設けて、シリン
    ダ(筒)部の運動加速度の垂直成分および水平成
    分と、ピストン部の運動加速度の垂直成分および
    水平成分と、保持シリンダの垂直部からの傾斜角
    を測定して、 上記荷役等積載部の運動加速度に及ぼす保持シ
    リンダの運動加速度を補正し、 この補正された運動加速度と上記計測された積
    載重量をもとに該計測された積載重量に付加され
    ている揺動等による外力即ち測定誤差を算出する
    演算処理手段を設けてなることを特徴とする揺動
    等による積載重量測定誤差算出装置。 2 演算処理手段が、積載重量から揺動等による
    測定誤差を減算して揺動等補正処理した積載重量
    を算出することを特徴とする特許請求の範囲第1
    項記載の積載重量測定誤差算出装置。
JP18052382A 1982-10-14 1982-10-14 揺動等による積載重量測定誤差算出装置 Granted JPS5970919A (ja)

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JPH049243B2 true JPH049243B2 (ja) 1992-02-19

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