JPH0783740A - 重量物搬送積載装置 - Google Patents
重量物搬送積載装置Info
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- JPH0783740A JPH0783740A JP5229020A JP22902093A JPH0783740A JP H0783740 A JPH0783740 A JP H0783740A JP 5229020 A JP5229020 A JP 5229020A JP 22902093 A JP22902093 A JP 22902093A JP H0783740 A JPH0783740 A JP H0783740A
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01G—WEIGHING
- G01G19/00—Weighing apparatus or methods adapted for special purposes not provided for in the preceding groups
- G01G19/08—Weighing apparatus or methods adapted for special purposes not provided for in the preceding groups for incorporation in vehicles
- G01G19/12—Weighing apparatus or methods adapted for special purposes not provided for in the preceding groups for incorporation in vehicles having electrical weight-sensitive devices
-
- 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
- E02F9/264—Sensors and their calibration for indicating the position of the work tool
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Civil Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Component Parts Of Construction Machinery (AREA)
- Shovels (AREA)
- Operation Control Of Excavators (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 バケットに取り込んだ重量物の重量をその場
で計量する。 【構成】 ブーム５とスティック６を連結する連結ピン
８に作用する荷重ＦSNSと、スティック６を姿勢維持す
る押力ＦSTと、予め既知であるスティック６とバケット
７の合算重量ＷFRMと、荷重ＦSNSが水平に対してなす角
度φSNS及びスティック６に加わる押力ＦSTが水平に対
してなす角度θSTとから、 ＷLD＝［｛ＦSNS＋ＦSTcos（φSNS−θST）｝／sinφ
SNS］−ＷFRM なる演算式に従って、バケット７に取り込まれた重量物
の重量ＷLDを、１回ずつ正確に演算計量する。
で計量する。 【構成】 ブーム５とスティック６を連結する連結ピン
８に作用する荷重ＦSNSと、スティック６を姿勢維持す
る押力ＦSTと、予め既知であるスティック６とバケット
７の合算重量ＷFRMと、荷重ＦSNSが水平に対してなす角
度φSNS及びスティック６に加わる押力ＦSTが水平に対
してなす角度θSTとから、 ＷLD＝［｛ＦSNS＋ＦSTcos（φSNS−θST）｝／sinφ
SNS］−ＷFRM なる演算式に従って、バケット７に取り込まれた重量物
の重量ＷLDを、１回ずつ正確に演算計量する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、バケットの取り込み重
量を取り込み時点で計測表示できるようにした重量物搬
送積載装置に関する。
量を取り込み時点で計測表示できるようにした重量物搬
送積載装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】岩盤を掘削したり土砂を取り除いたりす
る土木作業に威力を発揮する建設作業機械には、様々な
タイプがあるが、なかでも油圧ショベルは土砂の搬送か
ら積載までもっとも広く使用されている。油圧ショベル
は、下部走行体に支えられた上部旋回体からブームが延
び、ブームの先端に連結されたスティックがバケットを
支持する構造であり、各可動部をそれぞれ対応する駆動
シリンダによって首振り運動させることにより、バケッ
トへの土砂の取り込み或いはバケット内の土砂の排出を
自在に操作することができる。バケットに取り込んだ土
砂の積載対象は、多くの場合土砂運搬に適したトラック
であるが、１台のトラックの最大積載重量は法律で制限
されているため、積載オーバを招かぬよう注意深く積み
込みを行う必要がある。
る土木作業に威力を発揮する建設作業機械には、様々な
タイプがあるが、なかでも油圧ショベルは土砂の搬送か
ら積載までもっとも広く使用されている。油圧ショベル
は、下部走行体に支えられた上部旋回体からブームが延
び、ブームの先端に連結されたスティックがバケットを
支持する構造であり、各可動部をそれぞれ対応する駆動
シリンダによって首振り運動させることにより、バケッ
トへの土砂の取り込み或いはバケット内の土砂の排出を
自在に操作することができる。バケットに取り込んだ土
砂の積載対象は、多くの場合土砂運搬に適したトラック
であるが、１台のトラックの最大積載重量は法律で制限
されているため、積載オーバを招かぬよう注意深く積み
込みを行う必要がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上記従来の油圧ショベ
ルは、バケットに取り込んだ土砂等の重量にを知りたく
とも、オペレータが見た目で推定するしか手立てがない
ため、トラックに積み込んだ土砂の総重量が最大積載重
量に達したかどうかの判断が難しく、トラックの最大積
載重量を超過して積載する積載超過やその逆に積載余地
を残したまま中途で積載を完了してしまう積載不足が多
く見られ、積載超過は事故の危険につながり、また積載
不足は積み込み効率を低下させる一因となっていた。ま
た、見た目に同程度の容積の土砂をバケット内に積み込
んだとしても、土砂の比重によって重量が異なるため、
さらに事情は複雑であった。
ルは、バケットに取り込んだ土砂等の重量にを知りたく
とも、オペレータが見た目で推定するしか手立てがない
ため、トラックに積み込んだ土砂の総重量が最大積載重
量に達したかどうかの判断が難しく、トラックの最大積
載重量を超過して積載する積載超過やその逆に積載余地
を残したまま中途で積載を完了してしまう積載不足が多
く見られ、積載超過は事故の危険につながり、また積載
不足は積み込み効率を低下させる一因となっていた。ま
た、見た目に同程度の容積の土砂をバケット内に積み込
んだとしても、土砂の比重によって重量が異なるため、
さらに事情は複雑であった。
【０００４】一方、トラック等への積載重量を正確に計
量するため、トラックの重量を空車時と積載時の２回に
亙って計量し、その差を積載重量として割り出す積載重
量計測装置を用いる方法もあるが、こうした装置を用い
た場合でも、過積載が発見されたトラックから超過分を
積み降ろす作業は、やはりオペレータが勘に頼って行わ
ねばならず、試行錯誤を通じて積み降ろすために最大積
載重量に近い積み込みを果たすまでにかなり手間取るこ
とがあるといった課題があった。さらにまた、トラック
の積載重量を計測するのではなく、一旦バケットに取り
込んだ土砂を計量機に空け、重量を計測したのち再びバ
ケットに取り込んでトラックに積載し、１回ずつ計測し
た積載重量を最後に合算して総積載重量を計測する方法
も提案されている。しかし、この方法は、一旦バケット
に取り込んだ土砂を計量機に空け、計量後再びバケット
に取り込むといった面倒な作業が必要であり、計量に要
する時間が長いために能率的な積み込みができないとい
った欠点があった。
量するため、トラックの重量を空車時と積載時の２回に
亙って計量し、その差を積載重量として割り出す積載重
量計測装置を用いる方法もあるが、こうした装置を用い
た場合でも、過積載が発見されたトラックから超過分を
積み降ろす作業は、やはりオペレータが勘に頼って行わ
ねばならず、試行錯誤を通じて積み降ろすために最大積
載重量に近い積み込みを果たすまでにかなり手間取るこ
とがあるといった課題があった。さらにまた、トラック
の積載重量を計測するのではなく、一旦バケットに取り
込んだ土砂を計量機に空け、重量を計測したのち再びバ
ケットに取り込んでトラックに積載し、１回ずつ計測し
た積載重量を最後に合算して総積載重量を計測する方法
も提案されている。しかし、この方法は、一旦バケット
に取り込んだ土砂を計量機に空け、計量後再びバケット
に取り込むといった面倒な作業が必要であり、計量に要
する時間が長いために能率的な積み込みができないとい
った欠点があった。
【０００５】従って、本発明の目的は、バケット内に積
み込んだ土砂等の重量を、取り込み時点で計測表示し、
トラック等への超過積載を未然に防止することを目的と
する。
み込んだ土砂等の重量を、取り込み時点で計測表示し、
トラック等への超過積載を未然に防止することを目的と
する。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、ブームとステ
ィックとバケットがピン結合により連結され、該バケッ
トにより重量物を取り込んで搬送し所定場所に積載する
重量物搬送積載装置において、前記バケットに取り込ん
だ前記重量物の重量を、前記ブームとスティックを連結
するピンに作用する荷重と前記連結姿勢とから所定の演
算式に従って演算計量する計量手段を具備することを特
徴とする重量物搬送積載装置を提供することにより、前
記目的を達成するものである。
ィックとバケットがピン結合により連結され、該バケッ
トにより重量物を取り込んで搬送し所定場所に積載する
重量物搬送積載装置において、前記バケットに取り込ん
だ前記重量物の重量を、前記ブームとスティックを連結
するピンに作用する荷重と前記連結姿勢とから所定の演
算式に従って演算計量する計量手段を具備することを特
徴とする重量物搬送積載装置を提供することにより、前
記目的を達成するものである。
【０００７】また、本発明は、前記計量手段が、前記ブ
ームとスティックを連結するピンに作用する荷重ＦSNS
を検出する荷重検出器と、前記スティックを姿勢維持す
る押力ＦSTを検出するスティック押力検出器とを具備
し、予め既知であるスティックとバケットの合算重量Ｗ
FRMと、前記荷重検出器の荷重計測軸が水平に対してな
す角度φSNS及び前記スティックに対する押力が水平に
対してなす角度θSTとから、 ＷLD＝［｛ＦSNS＋ＦSTcos（φSNS−θST）｝／sinφ
SNS］−ＷFRM なる演算式に従って、前記バケットに取り込まれた重量
物の重量ＷLDを演算することを特徴とする重量物搬送積
載装置を提供することにより、前記目的を達成する。
ームとスティックを連結するピンに作用する荷重ＦSNS
を検出する荷重検出器と、前記スティックを姿勢維持す
る押力ＦSTを検出するスティック押力検出器とを具備
し、予め既知であるスティックとバケットの合算重量Ｗ
FRMと、前記荷重検出器の荷重計測軸が水平に対してな
す角度φSNS及び前記スティックに対する押力が水平に
対してなす角度θSTとから、 ＷLD＝［｛ＦSNS＋ＦSTcos（φSNS−θST）｝／sinφ
SNS］−ＷFRM なる演算式に従って、前記バケットに取り込まれた重量
物の重量ＷLDを演算することを特徴とする重量物搬送積
載装置を提供することにより、前記目的を達成する。
【０００８】さらにまた、前記計量手段が、前記ブーム
とスティックを連結するピンに作用する荷重ＦSNSを検
出する荷重検出器を具備し、予め既知であるスティック
とバケットの合算重量ＷFRMと、前記荷重検出器の荷重
計測軸が水平に対してなす角度φSNS及び前記スティッ
クに対する押力が水平に対してなす角度θSTと、前記ピ
ン周りに押力ＦSTと合算重量ＷFRMとバケットの取り込
み重量ＷLDのそれぞれが及ぼす回動モーメントの腕の長
さＬS，ＬFRM，ＬLD とから、 ＷLD＝Ｕ／Ｖ ただし、 Ｕ＝｛ＬFRMcos（φSNS−θST）＋ＬSsinφSNS｝ＷFRM
＋ＦSNSＬS Ｖ＝−｛ＬLDcos（φSNS−θST）＋ＬSsinφSNS｝ なる演算式に従って、前記重量ＷLDを演算することを特
徴とする重量物搬送積載装置を提供することにより、前
記目的を達成する。
とスティックを連結するピンに作用する荷重ＦSNSを検
出する荷重検出器を具備し、予め既知であるスティック
とバケットの合算重量ＷFRMと、前記荷重検出器の荷重
計測軸が水平に対してなす角度φSNS及び前記スティッ
クに対する押力が水平に対してなす角度θSTと、前記ピ
ン周りに押力ＦSTと合算重量ＷFRMとバケットの取り込
み重量ＷLDのそれぞれが及ぼす回動モーメントの腕の長
さＬS，ＬFRM，ＬLD とから、 ＷLD＝Ｕ／Ｖ ただし、 Ｕ＝｛ＬFRMcos（φSNS−θST）＋ＬSsinφSNS｝ＷFRM
＋ＦSNSＬS Ｖ＝−｛ＬLDcos（φSNS−θST）＋ＬSsinφSNS｝ なる演算式に従って、前記重量ＷLDを演算することを特
徴とする重量物搬送積載装置を提供することにより、前
記目的を達成する。
【０００９】
【作用】上記構成に基づき、バケットに取り込んだ前記
重量物の重量を、ブームとスティックを連結するピンに
作用する荷重と前記連結姿勢とから所定の演算式に従っ
て演算計量し、バケットが搬送積載する重量物の重量を
１回ずつ正確に計量できるようにする。
重量物の重量を、ブームとスティックを連結するピンに
作用する荷重と前記連結姿勢とから所定の演算式に従っ
て演算計量し、バケットが搬送積載する重量物の重量を
１回ずつ正確に計量できるようにする。
【００１０】
【実施例】以下、本発明の実施例について、図１ないし
図７を参照して説明する。図１は、本発明の重量物搬送
積載装置の一実施例を示す側面図、図２は、図１のII−
II線に沿う断面矢視図、図３は、図２のIII−III線に沿
う断面矢視図、図４は、図１に示したブームとスティッ
クの連結部分に作用する力の作用点と作用方向を示す
図、図５は、図４に示した力の釣り合いを示す図、図６
及び図７は、図１に示した計量器の構成を示すブロック
図である。
図７を参照して説明する。図１は、本発明の重量物搬送
積載装置の一実施例を示す側面図、図２は、図１のII−
II線に沿う断面矢視図、図３は、図２のIII−III線に沿
う断面矢視図、図４は、図１に示したブームとスティッ
クの連結部分に作用する力の作用点と作用方向を示す
図、図５は、図４に示した力の釣り合いを示す図、図６
及び図７は、図１に示した計量器の構成を示すブロック
図である。
【００１１】図１に示す重量物搬送積載装置１は、油圧
ショベルであり、搬送する土砂等の重量物の重量を計測
する計量器２がオペレータ室内に設けられている。油圧
ショベル１は、左右の無限軌道を介して接地走行する下
部走行体３が上部旋回体４を支えており、この上部旋回
体４に一端が回動可能に支持されたブーム５の先端にス
ティック６がピン結合により連結してあり、さらにステ
ィック６の先端にピン結合によりバケット７が連結され
ている。ブーム５とスティック６とバケット７は、油圧
によりロッド５ｒ，６ｒ，７ｒを伸縮駆動する駆動シリ
ンダ５ｃ，６ｃ，７ｃによりそれぞれ首振り運動を行
う。駆動シリンダ５ｃ，６ｃ，７ｃには、各ロッド５
ｒ，６ｒ，７ｒの伸縮量を検出するロッド変位計１５，
１６，１７が取り付けてあり、これらのロッド変位計１
５，１６，１７の出力から、可動部５，６，７の連結姿
勢を正確に検出できるようになっている。
ショベルであり、搬送する土砂等の重量物の重量を計測
する計量器２がオペレータ室内に設けられている。油圧
ショベル１は、左右の無限軌道を介して接地走行する下
部走行体３が上部旋回体４を支えており、この上部旋回
体４に一端が回動可能に支持されたブーム５の先端にス
ティック６がピン結合により連結してあり、さらにステ
ィック６の先端にピン結合によりバケット７が連結され
ている。ブーム５とスティック６とバケット７は、油圧
によりロッド５ｒ，６ｒ，７ｒを伸縮駆動する駆動シリ
ンダ５ｃ，６ｃ，７ｃによりそれぞれ首振り運動を行
う。駆動シリンダ５ｃ，６ｃ，７ｃには、各ロッド５
ｒ，６ｒ，７ｒの伸縮量を検出するロッド変位計１５，
１６，１７が取り付けてあり、これらのロッド変位計１
５，１６，１７の出力から、可動部５，６，７の連結姿
勢を正確に検出できるようになっている。
【００１２】実施例に示した油圧ショベル１は、ブーム
５とスティック６を連結する連結ピン８に荷重計測軸Ｎ
−Ｎに沿う荷重ＦSNSを検出する荷重検出器９が設けて
あり、またスティック６を駆動する駆動シリンダ６ｃに
スティック６を姿勢維持する押力ＦSTを検出するスティ
ック押力検出器１０を設けてある。連結ピン８は、図２
に示したように、固定フレーム５ｆによりブーム５に固
定されており、２箇所に埋め込んだ一対の歪み検出素子
９ａ，９ｂが荷重検出器９を構成しており、その荷重計
測軸Ｎ−Ｎは、図３に示したように歪み検出素子９ａ
（９ｂ）に直交している。スティック押力検出器１０
は、図４に示したように、スティック用の駆動シリンダ
６ｃのヘッド側シリンダ室６ａとロッド側シリンダ室６
ｂに設けた一対の圧力検出素子１０ａ，１０ｂを有して
おり、 ＥPH ；圧力検出素子１０ａが検出するヘッド側シリン
ダ室６ａの圧力 ＥPR ；圧力検出素子１０ｂが検出するロッド側シリン
ダ室６ｂの圧力 ＡH ；ヘッド側シリンダ室６ａのピストン受圧面積 ＡR ；ロッド側シリンダ室６ｂのピストン受圧面積 としたときに、 ＦST＝ＥPHＡH−ＥPRＡR ・・（１） なる演算によりスティック６の押力ＦSTを検出する。
５とスティック６を連結する連結ピン８に荷重計測軸Ｎ
−Ｎに沿う荷重ＦSNSを検出する荷重検出器９が設けて
あり、またスティック６を駆動する駆動シリンダ６ｃに
スティック６を姿勢維持する押力ＦSTを検出するスティ
ック押力検出器１０を設けてある。連結ピン８は、図２
に示したように、固定フレーム５ｆによりブーム５に固
定されており、２箇所に埋め込んだ一対の歪み検出素子
９ａ，９ｂが荷重検出器９を構成しており、その荷重計
測軸Ｎ−Ｎは、図３に示したように歪み検出素子９ａ
（９ｂ）に直交している。スティック押力検出器１０
は、図４に示したように、スティック用の駆動シリンダ
６ｃのヘッド側シリンダ室６ａとロッド側シリンダ室６
ｂに設けた一対の圧力検出素子１０ａ，１０ｂを有して
おり、 ＥPH ；圧力検出素子１０ａが検出するヘッド側シリン
ダ室６ａの圧力 ＥPR ；圧力検出素子１０ｂが検出するロッド側シリン
ダ室６ｂの圧力 ＡH ；ヘッド側シリンダ室６ａのピストン受圧面積 ＡR ；ロッド側シリンダ室６ｂのピストン受圧面積 としたときに、 ＦST＝ＥPHＡH−ＥPRＡR ・・（１） なる演算によりスティック６の押力ＦSTを検出する。
【００１３】計量器２は、図６に示したように、メモリ
（図示せず）を内蔵する演算記憶装置１１に上記の荷重
検出器９とスティック押力検出器１０とロッド変位計１
５，１６を接続するとともに、演算結果を表示する表示
器１２を接続して構成してある。演算記憶装置１１は、
予め既知であるスティック６とバケット７の合算重量Ｗ
FRMと、荷重検出器９の荷重計測軸Ｎ−Ｎが水平に対し
てなす角度φSNS及びスティック６に加わる押力ＦSTが
水平に対してなす角度θSTとから、バケット７に取り込
まれた土砂の重量ＷLDを演算する。
（図示せず）を内蔵する演算記憶装置１１に上記の荷重
検出器９とスティック押力検出器１０とロッド変位計１
５，１６を接続するとともに、演算結果を表示する表示
器１２を接続して構成してある。演算記憶装置１１は、
予め既知であるスティック６とバケット７の合算重量Ｗ
FRMと、荷重検出器９の荷重計測軸Ｎ−Ｎが水平に対し
てなす角度φSNS及びスティック６に加わる押力ＦSTが
水平に対してなす角度θSTとから、バケット７に取り込
まれた土砂の重量ＷLDを演算する。
【００１４】すなわち、図４に示す力の作用点と作用方
向を図５に示すごとく整理したときに、荷重検出器９の
荷重計測軸Ｎ−Ｎに沿う力の釣り合いから、 ＦSNS＋ＦSTcos（φSNS−θST）−（ＷFRM＋ＷLD）sinφSNS＝０ ・・（２） が成立する。ただし、sinφSNS＝cos（φSNS−π／２）
である。
向を図５に示すごとく整理したときに、荷重検出器９の
荷重計測軸Ｎ−Ｎに沿う力の釣り合いから、 ＦSNS＋ＦSTcos（φSNS−θST）−（ＷFRM＋ＷLD）sinφSNS＝０ ・・（２） が成立する。ただし、sinφSNS＝cos（φSNS−π／２）
である。
【００１５】そこで、上記の（２）式を変形することに
より、 ＷLD＝［｛ＦSNS＋ＦSTcos（φSNS−θST）｝／sinφSNS］−ＷFRM・・（３） が得られる。
より、 ＷLD＝［｛ＦSNS＋ＦSTcos（φSNS−θST）｝／sinφSNS］−ＷFRM・・（３） が得られる。
【００１６】（３）式に含まれる角度φSNS，θSTは、
ブーム５とスティック６の各駆動シリンダ５ｃ，６ｃの
ロッド５ｒ，６ｒの長さＬBM，ＬSTを計測するロッド変
位計１５，１６の出力から、 φSNS＝ｆ1（ＬBM，ＬST） ・・・（４） θST＝ｆ2（ＬBM，ＬST） ・・・（５） のごとく、演算記憶装置１１内の関数演算により求める
ことができる。
ブーム５とスティック６の各駆動シリンダ５ｃ，６ｃの
ロッド５ｒ，６ｒの長さＬBM，ＬSTを計測するロッド変
位計１５，１６の出力から、 φSNS＝ｆ1（ＬBM，ＬST） ・・・（４） θST＝ｆ2（ＬBM，ＬST） ・・・（５） のごとく、演算記憶装置１１内の関数演算により求める
ことができる。
【００１７】従って、求める土砂重量ＷLDは、（３）式
に（４），（５）式の演算結果を代入することにより演
算することができ、演算により求められた土砂重量ＷLD
が表示器１２に表示される。なお、表示器１２には１回
ごとにバケット７に取り込まれる土砂重量ＷLDの外に、
最初の取り込みから積算された重量ΣＷLDも併せ表示で
きるようになっており、従って何回かの積み込み作業で
トラックに土砂を積載した場合でも、総積載重量ΣＷLD
をリアルタイムで表示することができ、これによりトラ
ックの最大積載重量を超過する過積載を未然に防止する
ことができ、最大積載重量ぎりぎりの効率のよい積み込
みが可能になる。
に（４），（５）式の演算結果を代入することにより演
算することができ、演算により求められた土砂重量ＷLD
が表示器１２に表示される。なお、表示器１２には１回
ごとにバケット７に取り込まれる土砂重量ＷLDの外に、
最初の取り込みから積算された重量ΣＷLDも併せ表示で
きるようになっており、従って何回かの積み込み作業で
トラックに土砂を積載した場合でも、総積載重量ΣＷLD
をリアルタイムで表示することができ、これによりトラ
ックの最大積載重量を超過する過積載を未然に防止する
ことができ、最大積載重量ぎりぎりの効率のよい積み込
みが可能になる。
【００１８】なお、上記実施例では、スティック６の押
力ＦSTをスティック押力検出器１０にて計測する構成と
したが、図７に示した計量器２２のごとく、連結ピン８
周りの回動モーメントの釣り合いから導かれる押力ＦST
を用い、実質的には押力ＦSTを使用しないで土砂重量Ｗ
LDを求めることもできる。この場合、 ＬS ；押力ＦSTが連結ピン８周りに及ぼす回動モーメ
ントの腕の長さ ＬFRM；重量ＷFRMが連結ピン８周りに及ぼす回動モーメ
ントの腕の長さ ＬLD ；土砂重量ＷLDが連結ピン８周りに及ぼす回動モ
ーメントの腕の長さ としたときに、図４に示す連結ピン８に関する回動モー
メントの釣り合いから、 ＦSTＬS＋ＷFRMＬFRM＋ＷLDＬLD＝０ ・・（６） が成立する。そこで、（２）×ＬS−（６）×cos（φ
SNS−θST）により（２），（６）式からＦSTを消去す
ると、 ＷLD＝Ｕ／Ｖ ・・（７） ただし、 Ｕ＝｛ＬFRMcos（φSNS−θST）＋ＬSsinφSNS｝ＷFRM
＋ＦSNSＬS Ｖ＝−｛ＬLDcos（φSNS−θST）＋ＬSsinφSNS｝ が得られる。
力ＦSTをスティック押力検出器１０にて計測する構成と
したが、図７に示した計量器２２のごとく、連結ピン８
周りの回動モーメントの釣り合いから導かれる押力ＦST
を用い、実質的には押力ＦSTを使用しないで土砂重量Ｗ
LDを求めることもできる。この場合、 ＬS ；押力ＦSTが連結ピン８周りに及ぼす回動モーメ
ントの腕の長さ ＬFRM；重量ＷFRMが連結ピン８周りに及ぼす回動モーメ
ントの腕の長さ ＬLD ；土砂重量ＷLDが連結ピン８周りに及ぼす回動モ
ーメントの腕の長さ としたときに、図４に示す連結ピン８に関する回動モー
メントの釣り合いから、 ＦSTＬS＋ＷFRMＬFRM＋ＷLDＬLD＝０ ・・（６） が成立する。そこで、（２）×ＬS−（６）×cos（φ
SNS−θST）により（２），（６）式からＦSTを消去す
ると、 ＷLD＝Ｕ／Ｖ ・・（７） ただし、 Ｕ＝｛ＬFRMcos（φSNS−θST）＋ＬSsinφSNS｝ＷFRM
＋ＦSNSＬS Ｖ＝−｛ＬLDcos（φSNS−θST）＋ＬSsinφSNS｝ が得られる。
【００１９】ここで、ＬS，ＬLD，ＬFRMはブーム５，ス
ティック６，バケット７の連結姿勢によって決まり、 ＬS＝ｆ3（ＬBM，ＬST） ・・（８） ＬLD＝ｆ4（ＬBM，ＬST，ＬBC） ・・（９） ＬFRM＝ｆ5（ＬBM，ＬST，ＬBC） ・・（１０） のごとく、３個のロッド変位計１５，１６，１７の出力
から関数演算により求めることができる。
ティック６，バケット７の連結姿勢によって決まり、 ＬS＝ｆ3（ＬBM，ＬST） ・・（８） ＬLD＝ｆ4（ＬBM，ＬST，ＬBC） ・・（９） ＬFRM＝ｆ5（ＬBM，ＬST，ＬBC） ・・（１０） のごとく、３個のロッド変位計１５，１６，１７の出力
から関数演算により求めることができる。
【００２０】従って、計量器２２を構成する演算記憶装
置１１には、スティック押力検出器１０は不要であり、
その代わりロッド変位計１７を追加する必要があるが、
前記実施例と同様、バケット７に取り込んだ土砂の重量
ＷLDを１回ずつ正確に計測することができる。
置１１には、スティック押力検出器１０は不要であり、
その代わりロッド変位計１７を追加する必要があるが、
前記実施例と同様、バケット７に取り込んだ土砂の重量
ＷLDを１回ずつ正確に計測することができる。
【００２１】なお、バケット７に取り込んだ土砂の重心
及びスティック６とバケット７の合成重心がほぼ一定し
ていると仮定すれば、ＬLDとＬFRMを固定値とすること
ができる。
及びスティック６とバケット７の合成重心がほぼ一定し
ていると仮定すれば、ＬLDとＬFRMを固定値とすること
ができる。
【００２２】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
バケット内に積み込んだ土砂等の重量を、ブームとステ
ィックを連結するピンに作用する荷重を検出して演算計
量し、バケットが搬送積載する重量物の重量を１回ずつ
計量できるようにしたので、何回積載を行おうが積載時
点で積載重量を正確に積算することができ、これにより
トラック等への過積載を未然に防止することができる。
バケット内に積み込んだ土砂等の重量を、ブームとステ
ィックを連結するピンに作用する荷重を検出して演算計
量し、バケットが搬送積載する重量物の重量を１回ずつ
計量できるようにしたので、何回積載を行おうが積載時
点で積載重量を正確に積算することができ、これにより
トラック等への過積載を未然に防止することができる。
【００２３】また、ブームとスティックを連結するピン
に作用する荷重ＦSNSと、スティックを姿勢維持する押
力ＦSTと、予め既知であるスティックとバケットの合算
重量ＷFRMと、荷重ＦSNSが水平に対してなす角度φSNS
及びスティックに加わる押力ＦSTが水平に対してなす角
度θSTとから、 ＷLD＝［｛ＦSNS＋ＦSTcos（φSNS−θST）｝／sinφ
SNS］−ＷFRM なる演算式に従って、バケットに取り込まれた重量物の
重量ＷLDを演算するようにしたので、荷重検出器と押力
検出器とブームとスティックの連結姿勢検出手段と演算
手段を組み合わせることにより、バケットが搬送積載す
る重量物の重量を１回ずつ正確に計量することができ
る。
に作用する荷重ＦSNSと、スティックを姿勢維持する押
力ＦSTと、予め既知であるスティックとバケットの合算
重量ＷFRMと、荷重ＦSNSが水平に対してなす角度φSNS
及びスティックに加わる押力ＦSTが水平に対してなす角
度θSTとから、 ＷLD＝［｛ＦSNS＋ＦSTcos（φSNS−θST）｝／sinφ
SNS］−ＷFRM なる演算式に従って、バケットに取り込まれた重量物の
重量ＷLDを演算するようにしたので、荷重検出器と押力
検出器とブームとスティックの連結姿勢検出手段と演算
手段を組み合わせることにより、バケットが搬送積載す
る重量物の重量を１回ずつ正確に計量することができ
る。
【００２４】さらに、ブームとスティックの連結ピン周
りの押力ＦSTと合算重量ＷFRMとバケットの取り込み重
量ＷLDのそれぞれの回動モーメントの腕の長さＬS，Ｌ
FRM，ＬLDを用いることにより、 ＷLD＝Ｕ／Ｖ ただし、 Ｕ＝｛ＬFRMcos（φSNS−θST）＋ＬSsinφSNS｝ＷFRM
＋ＦSNSＬS Ｖ＝−｛ＬLDcos（φSNS−θST）＋ＬSsinφSNS｝ なる演算式に従って重量ＷLDを演算するようにしたか
ら、スティック押力ＦSTを検出する押力検出器を用いる
ことなく、荷重検出器及びブームとスティックとバケッ
トの連結姿勢検出手段を演算手段と組み合わせることに
より、バケットが搬送積載する重量物の重量を１回ずつ
正確に計量することができる。
りの押力ＦSTと合算重量ＷFRMとバケットの取り込み重
量ＷLDのそれぞれの回動モーメントの腕の長さＬS，Ｌ
FRM，ＬLDを用いることにより、 ＷLD＝Ｕ／Ｖ ただし、 Ｕ＝｛ＬFRMcos（φSNS−θST）＋ＬSsinφSNS｝ＷFRM
＋ＦSNSＬS Ｖ＝−｛ＬLDcos（φSNS−θST）＋ＬSsinφSNS｝ なる演算式に従って重量ＷLDを演算するようにしたか
ら、スティック押力ＦSTを検出する押力検出器を用いる
ことなく、荷重検出器及びブームとスティックとバケッ
トの連結姿勢検出手段を演算手段と組み合わせることに
より、バケットが搬送積載する重量物の重量を１回ずつ
正確に計量することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の重量物搬送積載装置の一実施例を示す
側面図である。
側面図である。
【図２】図１のII−II線に沿う断面矢視図である。
【図３】図２のIII−III線に沿う断面矢視図である。
【図４】図１に示したブームとスティックの連結部分に
作用する力の作用点と作用方向を示す図である。
作用する力の作用点と作用方向を示す図である。
【図５】図４に示した力の釣り合いを示す図である。
【図６】図１に示した計量器の構成を示すブロック図で
ある。
ある。
【図７】本発明の重量物搬送積載装置の他の実施例に用
いる計量器の構成を示すブロック図である。
いる計量器の構成を示すブロック図である。
１ 重量物搬送積載装置（油圧ショベル） ２，２２ 計量器 ５ ブーム ６ スティック ７ バケット ８ 連結ピン ９ 荷重検出器 １０ スティック押力検出器 １１ 演算記憶装置 １２ 表示器 １５，１６，１７ ロッド変位計
Claims (3)
- 【請求項１】 ブームとスティックとバケットがピン結
合により連結され、該バケットにより重量物を取り込ん
で搬送し所定場所に積載する重量物搬送積載装置におい
て、前記バケットに取り込んだ前記重量物の重量を、前
記ブームとスティックを連結するピンに作用する荷重と
前記連結姿勢とから所定の演算式に従って演算計量する
計量手段を具備することを特徴とする重量物搬送積載装
置。 - 【請求項２】 請求項１記載の重量物搬送積載装置にお
いて、前記計量手段は、前記ブームとスティックを連結
するピンに作用する荷重ＦSNSを検出する荷重検出器
と、前記スティックを姿勢維持する押力ＦSTを検出する
スティック押力検出器とを具備し、予め既知であるステ
ィックとバケットの合算重量ＷFRMと、前記荷重検出器
の荷重計測軸が水平に対してなす角度φSNS及び前記ス
ティックに対する押力が水平に対してなす角度θSTとか
ら、 ＷLD＝［｛ＦSNS＋ＦSTcos（φSNS−θST）｝／sinφ
SNS］−ＷFRM なる演算式に従って、前記バケットに取り込まれた重量
物の重量ＷLDを演算することを特徴とする重量物搬送積
載装置。 - 【請求項３】 請求項１記載の重量物搬送積載装置にお
いて、前記計量手段は、前記ブームとスティックを連結
するピンに作用する荷重ＦSNSを検出する荷重検出器を
具備し、予め既知であるスティックとバケットの合算重
量ＷFRMと、前記荷重検出器の荷重計測軸が水平に対し
てなす角度φSNS及び前記スティックに対する押力が水
平に対してなす角度θSTと、前記ピン周りに前記押力Ｆ
STと前記合算重量ＷFRMと前記バケットの取り込み重量
ＷLDのそれぞれが及ぼす回動モーメントの腕の長さ
ＬS，ＬFRM，ＬLD とから、 ＷLD＝Ｕ／Ｖ ただし、 Ｕ＝｛ＬFRMcos（φSNS−θST）＋ＬSsinφSNS｝ＷFRM
＋ＦSNSＬS Ｖ＝−｛ＬLDcos（φSNS−θST）＋ＬSsinφSNS｝ なる演算式に従って、前記重量ＷLDを演算することを特
徴とする重量物搬送積載装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5229020A JPH0783740A (ja) | 1993-09-14 | 1993-09-14 | 重量物搬送積載装置 |
| EP94114315A EP0643174A1 (en) | 1993-09-14 | 1994-09-12 | Load transfer and loading device |
| CA002132035A CA2132035C (en) | 1993-09-14 | 1994-09-14 | Load transfer and loading device |
| US08/892,230 US5824965A (en) | 1993-09-14 | 1997-07-14 | Load transfer and loading device with weight measurement |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5229020A JPH0783740A (ja) | 1993-09-14 | 1993-09-14 | 重量物搬送積載装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0783740A true JPH0783740A (ja) | 1995-03-31 |
Family
ID=16885499
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5229020A Withdrawn JPH0783740A (ja) | 1993-09-14 | 1993-09-14 | 重量物搬送積載装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5824965A (ja) |
| EP (1) | EP0643174A1 (ja) |
| JP (1) | JPH0783740A (ja) |
| CA (1) | CA2132035C (ja) |
Cited By (8)
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| JP2013245962A (ja) * | 2012-05-23 | 2013-12-09 | Ihi Star Machinery Corp | 重量計測装置及び重量計測装置の制御方法 |
| CN109736372A (zh) * | 2019-01-18 | 2019-05-10 | 江苏徐工工程机械研究院有限公司 | 可称重、防过载的挖掘装载机 |
| CN110849455A (zh) * | 2019-11-01 | 2020-02-28 | 太原重工股份有限公司 | 大型矿用挖掘机的物料称重方法 |
| JPWO2020203851A1 (ja) * | 2019-03-29 | 2020-10-08 | ||
| JP2021116547A (ja) * | 2020-01-23 | 2021-08-10 | 株式会社大林組 | 油圧ショベル |
| 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 |
| JP2023148986A (ja) * | 2022-03-30 | 2023-10-13 | 新明和工業株式会社 | 特装車の積載重量推定システム、特装車の積載重量推定方法、及びコンピュータプログラム |
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- 1993-09-14 JP JP5229020A patent/JPH0783740A/ja not_active Withdrawn
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1994
- 1994-09-12 EP EP94114315A patent/EP0643174A1/en not_active Withdrawn
- 1994-09-14 CA CA002132035A patent/CA2132035C/en not_active Expired - Fee Related
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1997
- 1997-07-14 US US08/892,230 patent/US5824965A/en not_active Expired - Fee Related
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| US5824965A (en) | 1998-10-20 |
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