JPS606828A - 油圧シヨベルの積荷重量表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は油圧ショベルのフロント機構の稍り［の重量を
演クーしてこれを表示する油圧ショベルの積荷Ｍ量表示
装置に関する。

油圧ショベルは、その構成を利用しているいろな種類の
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珀昂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１
図に示す油圧ショベルの構成を参照しながら説明する。

第１図は油圧ショ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ＩＬ上の上部旋回体
、Ｔは上部旋回体Ｓのブーム回動支点Ａに可回動に取付
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、パケット３で構
成されている。Ｂはブーム１上のアーム同動支点、Ｃは
アーム２上のパケット回動支点、１）はパケット先端を
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はパケット３
を回動させるバケットシリンダである。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４０ロ
ツド支点を示す。

このような油圧ショベルにおいて、地面を掘削し、掘削
した土砂を待機しているダンプトラックに積込む作業を
考えると、油圧ショベルはブーム１、アーム２、パケッ
ト３を適宜駆動してバケツ！・３内に掘削した土砂を績
み、上部旋回体Ｓを旋回させてパケット３をダンプトラ
ックまで移動させ、土砂をダンプトラックに積込む。

従来、このような作業を行なう場合、ダンプトラックに
積込んだ土砂の重量の認知は専ら作業員の目測に頼って
いた。一方、ダンプトラックは定格積載Ｍ量が定められ
ているので、上記のような目測によろ積込作業では、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った。したがって、もし土
砂を過大に積込んだ場合はダンプトラックの故阿、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、油圧ショベルによるＸＣｍ−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（１ 多重の石灰岩を反応炉に投入する作業がある。このよう
な場合、反応に必要な石灰岩の重量は所定量に定められ
でいるので、石灰岩の重量を一度計量した後油圧ショベ
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、油圧ショベ
ルの積荷の重量を知ることができる油圧ショベルの積荷
重量表示装置を拵供するにある。

この目的を達成するため、本発明は、油圧ショベルのフ
ロント機構のうち、少な（ともブームとアームの変位量
を検出し、同時にブームシリンダ、アームシリンダ等の
圧力をも検出し、一方、フロント機構が採る適宜位置を
定める位置設定機構を設り゛、設定されたフロント機構
の位置における前記変位量および前記駆動圧力を基にし
てフロント機構の積荷重量をめ請求められた積荷重量を
その積荷の１回の移動毎に、又は複数回の移動を積算し
て表示するようにしたことを特徴とする。

以下、本発明を図示の実施例に基づいて説、明する。

第２図および第３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。

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、パケット回動支点、パケ
ット爪先端、ブームシリンダボトム支点、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ＡＢとのなすブーム角、α２は直、％Ａ
Ｂと直線ＡＥとのなす角、α３はブームシリンダロッド
と直線ＡＥとのなす角、β１は直線ＡＢとアーム２上の
直線ＢＣとのなす角から９０°を減じたアーム角、γ１
は直線Ｂ１とパケット３上の直線０とのなすパケット角
である。Ｊｌは直線Ａ−Ｅの距離、１２は支点Ｅと支点
Ｅから直線０に垂直におろした線が直線０と交わる点と
の間の距離、Ｊ、３は支点Ａと支点Ｆと〕垂ｉ　距Ｍｌ
、１４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
４０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のロンド側受圧面積
である。１＜、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。

このような油圧ショベルのフロント機構１゛の状態にお
いて、フロント機構Ｔによる回転モーメントはブームシ
リンダの押圧力に１の分力に２によって支えられている
ので、支点Ａに作用するモーメン）Ｍｌは次のようにな
る。

Ｍｌ　＝　Ｋ２　Ｘ　Ｊｌ＝　Ｋｌ　ｓ　ｉｎαａ　Ｘ
　Ｊｌ　−−・・・（１）ここで、角α３は したがって上記（１）式は ＝　ＫＩ　Ｘ　Ｊ、Ｉ　Ｘ　ｃｏｓθ　・・・・・・・
・・・・・（２）ただし、 ブームシリンダの押出力に１は、ブームシリンクーが左
右に１本ずつ、味２本あることから、Ｋｌ　＝　２Ｘ（
Ｐｂ”Ｓｂ　−Ｐｒ＠Ｓｒ）故に（２ン式は次のように
なる。

Ｒ４４＝２　（Ｐｂ’Ｓｂ　Ｐｒ　・８１　）　Ｘ　Ｊ
、ｌ　Ｘ　ＣＯ３θ　・・・　・・・（３ンこのモーメ
ン）Ｍｌは、パケット３内に積荷があるときの油圧ショ
ベル本体に作用しているモーメントである。

ここで、パケット３内の積荷のｖ量をめるためには、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ｎ−ｆ’る必要が
ある。このうち、積荷自身のモーメントは、（３）式で
めたモーメン１Ｍｔから、パケット３内に積荷のない場
合のフロント機構のモーメント（無負荷モーメント、こ
のモーメントをＭ、とする。）を減算すれば得られる。

この無負荷モーメントＭＯは、パケット３内を空にした
場合のフロント機構のモーメント、即ち（３）式でめら
れるモーメントＭ１と等しくなる。しかしながら、モー
メン）Ｍ４．Ｍ（、は当然、フロント機構の位１ネ１（
姿勢）に応じて変化するものであるから、モーメントＭ
ｓからモーメン）Ｍｏを減ｌｌするには、フロント機構
の位置が変化する毎に両モーメントＭ１．Ｍ６をめブエ
ければならブよい。ところが、パケット３に積荷がある
状態と積荷がない状態の２つの状態が同時に存在するこ
とはあり得ないので、−上記の減算は不可能となる。

ところで、油圧ショベルの前述の植込作業な考えると、
そのほとんどの作業が繰り返し作業であり、かつ、その
繰り返し毎にフロント機構、構は大体同一の姿勢がとら
れる胴間がある。一方、パケット３の積荷Ｎ針は、−回
の移動においては常に一定であるから、フロント機構の
移動にしたかつて上記減算を絶えず行う必要はない。こ
のような観点から、その積込作業においてフロント機構
がとる、ある一つの位置（姿勢）を設定し、この位置に
おり′るモーメン）Ｍｔ＋Ｍｏをめ、この値に基づいて
前述の除り、を行なえば積荷重量を得ることができる。

そして、パケット３を空にした状態でフロン）　４％構
を上記の設定位置とし、そのとき（３ン式によりめられ
たモーメント、即ち無負荷モーメン）Ｎｏを適宜ＡｉＦ
憶しておレナば、以後性なわれる積込作業において、フ
ロント機構が設定位置に達する毎にそのときのそ一メン
トＭｌと記憶された無負荷モーメン）Ｍｏの減算が可能
となる。

次に、前述の支点Ａと積荷の重心位置との間の距離の演
算を第３図に基づいて６費明する。図で、第２図と同一
支点、同一位置、同一長さには同一符号が付しである。

、Ｔはパケットにかかろ＋１ｆｆｉｆ荷０）重心位置、
γ３は直線Ｏ）と直線Ｃ−１のなす角、ｊ５は直線ＡＢ
の長さ、１６は直線「−Ｃの長さ、１８（ま支点Ａと重
心位置、■との間の水平距離、Ｊ、７は支点Ｃと重心・
Ｔとの間の船離である。

以上のように定めると、距ｆｌｔ　Ｊ８は、２ｇ　＝　
Ｊ　５　ｃｏｓα１　＋　Ｊ、ｓｉｎ　（α１＋β］）
−２７ｓｉｎ　（α１＋β１＋γ１＋　ｒ３）　−−−
−−−−−−（４）となる。

したがって、パケット３内の積荷重量Ｗ）ま、８ としてめることができる。

以下、このような演算に基づ（本発明の実ＭＩｉ　ｆｌ
ｌについて述べる。

第４図は本発明の一笑施例に係る油Ｆ１：、ショベ／ｌ
／の積荷重量表示装置のブロック図である。

本実Ｍ　ｆｌにおいては、−１軸支点Ａ１１３、（シに
それぞれ角度検出器が設けられ、これらの角度十合１１
１器によりブーム角α１、アーム角β】、バクソト角γ
Ｊが検出され、この角度に応じた信号、Ｅα１．１しβ
１、Ｅγ１が出力される。又１．ブームシリンダ４のボ
トム側およびロンド側の圧力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、１部
ｒが各ＬＥ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９荷モーメン）Ｍｏを
得るため前記設定位置を決める設定位置信号発生器、９
は演ｑ部７から出力される信号により作動して積荷重量
を表示する衆示部、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
設定位置信号発生器８についてさらに説明する。油圧シ
ョベルのオペレータは、漬込作業開始にあたって、パケ
ット３が空荷の状態で、以後に行なわれる精通作業のｎ
ｌ１作と同じ動作を行なう。そして、フロント機ｔｆ’
ｊの適宜の位１１′ｉで、押釦等釦より設定位置信号発
生器８を作動させる。このとき、設定位置信号発生器８
からは信号■Ｃ５が出力され、この信号によってそのと
きの無負荷モーメントＭＯおよびフロント佛構の位Ｉ６
が記憶されることになる。なお１、本実施例においては
、７０ント機構の＃ｆ位１１ｑはそのときのブーム角度
αｌ、アーム角度β１によって規定される。

演算部７は図示のように構成される。１１１１ち、１０
は角度α１・βｌ・γ１に応じた信号■う（χ１・−う
β、　Ｅγ１を入力して水平距離１８を演算する荷重点
距離演算部、１１は信号Ｅα１および圧力ＰｂｘＰｒに
応じた信号Ｅｐｂ、Ｅｐｒを入力してモーメン）Ｍｚを
演算−「るフロントモーメント演算部である。１２（ま
信号■弓α１、Ｅβ１を入力するとともに設定位置信号
発生器８カ・らの信号Ｅ５が入力されたとき、その時点
で入力した信号Ｅα］、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、ＩＣβ１とを比較し、信号Ｅα１、Ｅ
β１が前記記憶１−だ信号とほぼ等しくなったとき演算
指令信号ＥＣを発生する設定位置判定部である。１３は
フロントモーメント演算部１１からσ）フロントモーメ
ント信号Ｅｙ、を入力するとともに、設定位置信号発生
器８からの信号Ｅ５が入力されたとき、その時点で入力
された信号ＥＭを記憶する記憶器である。前述のように
、このときのフロントモーメントは無負荷モーメン）Ｍ
ｏであるから、記憶器１３に記憶される信号はこれに応
じた無負荷モーメント信号Ｅ　Ｍ　Ｏであり、以後、記
憶器１３からはこの信号１畑。が出力される。１４はフ
ロントモーメント演算部１１の信号ＥＭから記憶器１３
の信号ＥＭ。

を減算して信号ＥＭ−Ｍｏを出力する減算器、１５は減
算器１４の信号ＥＭ−Ｍｏを荷重点距離演算部１０の信
号ＥＪｓ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。１６．１γは積算記憶器であり、積
算記憶器１６は例えば１台のダンプトラックへの積荷の
積算重量を記憶する記憶器として使用され、積算記憶器
１７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ッチである。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
換スイッチであり、その切換えＫ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４図に示す荷重点距離演算部１０の動作を、第
５図に示す荷重点距離演算部の具体例を示すブロック図
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αｌの余弦に応じた信号Ｅ　ｃ
ｏｓαｌがとり出され、係数器２２で距離１５に応じた
信号が乗ぜられて信号ＥＪ　Ｉｉ　ＣＯ８α１となる。

一方、アーム角信号１〕β１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Ｅαｌ＋β１は三
角関数発生器２４に入力されて角（αｌ＋β１）の正弦
に応じた信号Ｅｓ１ｎ（α１＋β１）かとり出され、こ
の信号は係数器２５で距離Ｊ、６に応じた信号が乗算さ
れて信号ＥＪｓｓｉｎ（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２６にお
いて加算され、信号ＥＪｓｃｏｓαＨ＋　Ｅｆｅ　ｓｉ
ｎ　（α１＋β１）が得られる。又、パケット角信号Ｅ
γ１は加算器２７で前記加算器２３の出力信号Ｅα１＋
β１と加算されてＥαｌ＋β１＋ｒ１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Ｅγ３が加算されて信号Ｅα１＋βｌ十γ１＋γ
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１７に応じた信
号が乗じられて信号ＨＪ７ｓｉｎ（α１＋β１＋γ１＋
γ３）となる。この信号は加算器３２で加算器２６の出
力信号と加算されて信号ＥＪ８を出力する。この信号Ｅ
１８は（４）式に示す支点Ａと重心位置・１との間の水
平距離に応じた信号である。

次に、第４図に示すフロントモーメント演算部１１の動
作を、第６図に示すフロントモーメント演算部の具体例
を示すブロック図に基づいて説明する。ブーム角信号Ｅ
α１は加算器３４で記憶器３３に記憶された角度α２に
応じた信号Ｅα２と加算されて信号Ｅα１＋α２となり
、三角関数発生器３５に入力して角度（α１＋α２）の
正弦に応じたイｉ号Ｅｓ１ｎ（α□＋α２）がとり出さ
れ、係数器３６により距離１１に応じた信号が乗算され
て信号ＥＪｔｓｉｎ、（α１＋α２）となる。この信号
は加算器３８において、記憶器３７に記憶された値１３
に応じた信号と加算され、イｇ号Ｅｉ１ｓｉｎ　（αＩ
　＋　α２）　＋　２３を発生ずる〇一方〜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Ｅ　ｃｏｓ　（α１
＋α２）がとり出され、係数器４０により距離Ｊ１に応
じた信号が乗算されて信号ＥＪｔｃｏｓ（α１＋α２）
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１４に応じた信号Ｅ　２　ｍと加算され・
信号ＥＪｌ　ｃｏｓ　（α１＋α２）−１４が出力され
る０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模され、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 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Ｅα１＋α２と加算され信号Ｅ
θとなる。このイＨ号は三角関数づ６生器４６に入力さ
れて角θの余弦に応じた信号ＨｃｏｓＯがとり出され、
係数器４７で値２Ｊ−□に応じた信号が乗話され、信号
Ｅ　２Ｊ、！ｃｏｓθが得られる。一方、ブームシリン
ダ４のボトム側圧力信号Ｅ　ｐｂ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　−ｓｂ
となる。又、ブームシリンダ４のロンド側圧力信号ＥＰ
ｒは係数器４９に導かれて値Ｓ１に応じた信号が乗算さ
れて４６号ＥＰｒ　＊　Ｅｌｒとなる。この両信号は減
算器５０において減算され、信号Ｅ（ｐｂ−８ｂ　−Ｐ
ｒ　ｅ　Ｓｒ）を得る。この信号と前記係数器４７の出
力信号は乗算器５１に入力されて乗算され、信号ＥＭ□
が出力される。この信号１効□は（３）式に示す支点Ａ
に作用するモーメン）Ｍｒに応じた信号である。

次いで、第４図に示す設定位置判定部１２の動作を、第
７図に示す設定位ｆｔｆ判定部の具体例を示すブロック
図に基づいて説明する。ブーム角信号Ｅα１は常時記憶
器５２に入力されており、設定位置信号発生器８から信
号Ｅ、が出力されたとき、これに応じてその時点でのブ
ーム角信号Ｅｓを記憶重荷する。このブーム角信号はブ
ームについての設定位置を却、定するものであり、この
信号を信号Ｅ゛αＳとする。５３は記憶器で、適宜に定
められたイ［（Δαが記憶され、この値に応じた信゛号
ＥΔαが出力されている。本実施例では、フロント’ｄ
＞　’ｔｉ’７がその作業中に所定の設定位置を経由し
たときにのみ積荷１Ｆ量の演算を行なうように鞘・成さ
れているが、植込作業中のフロント機構が１回の桔込毎
に正確に設定位置を経由するとは限らず、この場合、積
荷重量の演算が行なわれないという不具合が生じろ。

上記＋７）　定数Δα（・まこの不具合をデ仔消するも
０）−Ｑ、設定位置として却、定されたブーム角αＳを
中心として、ブーム角がその±Δαの範１ｔｌｌ内にあ
るときは、ブーム角が規定されたブーム角αＳとなって
いるとみなすものである。このため、信号ＥαＳは加算
器５４において信号ＥΔαと加算されてブーム角（αＳ
＋Δα）に応じた信号■すα５（Δαを発生する。一方
、減算器５５ではブーム角（αＳ−Δα）Ｋ応じた信号
ＥαＳ−Δαを発生する。信号ＥａＳ＋Δαは比較器５
６においてブーム角信号Ｅα１と比較され・Ｅα１≦Ｅ
αＳ十Δα　のとき比較器５６からＷ６レベルσ）信号
Ｅ１が出力される。又、信号ＥαＳ−Δαは比較器５７
において信号Ｅα１と比較され、】Ｃα１≧１すα、−
Δαのどぎ比較器５γから高レベルの信号Ｅ２が出力さ
れる。アーム角についても、ブーム角と同様の考えＶＣ
４ｔづいて処理される。即ち、アーム角信号Ｅβｌ（・
〕、記憶器５８に入力され、信号Ｅｓが人力されたとき
の信号１）βＳが保持される。記憶器５９には記憶器５
３における定数Δαと同じ趣旨の定数Δβが記憶されて
おり、加算器６０からは信号ＥβＳと信号ＥΔβとの第
１」のｍ号ＥβＳ＋Δβが出力され、減算器６１からは
信号Ｅβ５と信号ＥΔβの差の信号Ｊ（βＳ−Δβ　が
出力される。信号Ｅβ、＋Δβ　は比較器６２で信号１
元β１と比較され、Ｅβ１≦ＩＣβ、十Δβのどき比較
器６２から高レベルの信号」ｈが出力される。又、イＩ
号ＥβＳ−Δβは比較器６３で信号」すβ１と比較され
、　Ｅβ１≧Ｅ／ｌ−Δβのとき比較器６３から制レベ
ルの信号Ｅ４が出力される。１ら号Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３．
１号４はＡ　Ｎ　Ｊノゲート６４に入力され、１−べて
の信号が存在するとぎのみＡ　ｉ’Ｊ　Ｄゲート６４か
ら信号１う。か出力される。結局、設定位置判定部１２
（よ、 この上記（６）式を満足したときのみフロント機構が設
定位置にあると判断して、箱荷ｉ１ｊ計の演幻を指令す
る信号ＥＣを出力する。

前述のように、積込作業開始前、オペレータは空荷の状
態で以後繰返される積込作業に４（ｖけると同じよう傾
フロント機構を作動し、フロント機構のある位置におい
て設定位置信号発生器８を操作する。このとき、信号Ｅ
３が発生して記憶器１３に７無負荷モーメン）ＭｏｌＣ
応じた信号１号Ｍ。を記憶させるとともに設定位置判定
部１２に信号１１〕α、　ＥβＳを設定する。次いで、
積荷の状態で積込作業が行なわれると、フロント機構が
設定位置゛に達する毎に設定位置判定部１２から除算器
１５に対して演算指令信号ＥＣが出力され、除瀞器１５
では（５）式に応じた演算、ＥＭＩ　−ＭＯ／　Ｅｉｇ
が行なわれ、積荷重量ＷＫ応じた信号Ｅｗが得られる。

オペレータは表示切換スイッチ２０を切換えることによ
り、１回毎の積荷重量、１台のダンプトラック毎の積荷
重量、又は所定期間内の積荷重量を信号ＥＷ　ｒ　”’
ＷＴＩ　＋ＥｗＴ２により表示部９に表示する。なお、
信号Ｅ。

の出力毎にブザー９ｂが吹鳴して表示又は表示の変更を
報らせオペレータの便宜を計るようになっている。、１
台のダンプトラックへの積込みが終了したとき、又は所
定期間の積算が終了したときは記憶消去スイッチ１８．
１９を操作し、信号ＥＱｌ。

Ｂ　ｑ、２を発生させ積算記憶器１６．１７の記憶を消
去して次の動作に備える。

このように、本実施例では、角度検出器およびブームシ
リンダの圧力検出器からの信号により、荷重点耐錐と積
荷時のフロント機構のモーメントを演算し、又、フロン
ト機構の作業中の所定位置を設定することによりフロン
ト機構の無負荷モーメントを記憶し、これらの値に基づ
いて、フロント機構の前記設定された位置においてのみ
所定の演算を行なってパケットの積荷重量をめ、その値
又はその積算値を表示できるようにしたので、油圧ショ
ベルのパケットの積荷重量又はその積算電歇を直ちに知
ることができ、これにより過大又は逼少積込を防止する
ことができ、したかつて、ダンプトラック等の寿命増大
、作業能率の向上、作業管理の円滑化が期待できる。又
、油圧ショベル自体の作業量も容易に知ることができる
。さらに、化学工場の定量作業にお（・ては、ｉｌｔ器
の設置が不要となり、作業性も向上することができる。

次に、本発明の他の実施例について説明イる。

第８図は本発明の他の実施例に係る油圧ショベルの積荷
重量表示装置のブロック図である。図で、第４図に示す
部分と同一部分には１ｂｊ−符号を付して説明を省略す
る。本実施例がさきの実施例と異なる点は、さぎの実施
例が無負荷モーメン）Ｍｏとしてフロント機構の設定位
置において記憶器１３に空荷時のモーメントを記憶させ
て用いたのに対して、本実施例においては、無負荷モー
メント演算部６５、減算器６６、除算器６７により無負
荷モーメントを得るようにした点である。

無負荷モーメントは、さぎの実施例におけるように実際
にブームシリンダにかかる圧力の１ｌ（ＩＩ　定によら
な（ても、既知のフロン）　機ｔｒ’；の構成データお
よびブーム、アーム、パケットの角度に基づいて算出す
ることができる。本実施例は、実際の無負荷モーメント
に代えて、演算によりめられる無負荷モーメントを用い
るものである。以下、この演算について説ＢＪ４する。

第９図はパケットに積荷のない無負荷モーメントの＠算
を説明する説明１苅である。図で、第３図と同一支点、
同一角取、同一長さには同一符号が付しである。ｑはア
ーム重心位置であり、ブームの重責をＷＧとする。Ｉ＋
　＋はアーム重心位置であり、アームの３量をＷＨとす
るい■はパケット重ＩＵ位置であり、パケットの１岱を
ｗ■とする。α４は直線Ａ　Ｇと直線Ａ−Ｂのなす角、
β２は゛直線ＢＣと直線ＢＨのなす角、γ２は直線Ｃ］
と直線ＣＩのなす角である。Ｊ５は直線０の長さ、１６
はＩＭ線１℃の長さ、１９は支点Ａと重心位置Ｇとの＋
Ｃ＋の距離、１□０は支点Ｂと重心位置Ｈとの間の距離
、１□１は支点Ｃと重心位置１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）　Ｍｏ
ｃ　は、 Ｍ　ｏ　（＝　Ｗ（３弓。ＣＯ５（αＩ＋　（１２）　
＋　ＷＨ＠　（Ｊ＋５ＣＯ５α１十、１１ｏＳｉｎ　（
α１＋β１＋β２））＋Ｊ　（、Ｌ５ＣＯ５α１＋　、
１．、ｓｉｎ　（αＩ＋β１ンー１１１ｓｉｎ（α□十
β、＋γ１十ｒ２））　・・・・・・叫・・（７）この
ようにして、演γによる無負荷モーメントＭ　（ｌ　Ｃ
がめられる、 ところで、この無負荷モーメントＩ〜（ＱＣと（３）式
による実際の無負荷モーメントＡ４．０とは理論的には
等しくなる筈であるが、、ｆｆｆｈの誤差、パケット／
＼の土砂の固着等により実際はＪＡなった値となる。そ
こで、本実施例では、上記演算による無負荷モーメント
へ４０Ｇの値をそのまま用いずに、実際の無負荷モーメ
ントＭＯにより、演ｎＫよる缶負荷モー゛メントＭｏｃ
を補正するものである。そして、その袖壁 正手段どして、フロントモーメントに対する影響の大き
いパケットの重量ｗ工の補正を行なう。今、両無負荷モ
ーメン）　Ｍｏ　＋　Ｍｏｃの差がすべてパケット重量
の差圧よるものと考えると、パケット重量の差ΔＷ工は
次式によりめられる。

ΔＷＩ＝（ＭＯＣＭｏ）／４２　・＝・・・−川（８）
ただし、１□２は支点Ａとパケット重心位ｉＩとの間の
水平距離であり、次のよう￥ｒ、算出される。

Ｊ’１２　＝　Ｊ５ｃｏｓα１　＋　Ｊ、６ｓｉｎ（α
工＋β１ンー１１゜５ｉｎ（α１＋βｘ＋ｒ］＋ｒｚ） この値３量工によって（６）式のパケット重ｔＷｒを補
正し、補正されたパケット重量（Ｗ工＋ΔＷｘ）をパケ
ットＮ量Ｗ工の代りに用いることによって演ｎを行なう
ものである。

以下、本実施例の動作を説、明する。

まず、無負荷モーメント演算部９の動作を、第１０因に
示す無負荷モーメント演算部の具体例を示すブロック図
に基づいて説明する。角度検出器からのブーム角信号Ｅ
α１と記憶器６８に記憶された角度α２の信号Ｅα２は
加算器６９において加算され、信号Ｅα１＋α２を発生
する。この信号は三角関数発生器７０に入力され、角度
（α１＋α２）の余弦に応じた信号Ｅｃｏｓ（αｌ＋α
２）がとり出され、係数器７１によりＭ　ｆｆｌ　Ｗａ
と距離１．を乗じた値に応じた信号が乗じられ、信号１
コｗＧ’　Ｊ−９・ｃｏｓ　（α１＋α２）を発生する
。一方、信号Ｅα１は三角関数発生器Ｔ２に入力され、
角度α１の余弦に応じた信号ＥＣ０８（χｌがとり出さ
れ係数器７３により距Ｎｕ）−ｓに応じた信号が乗算さ
れて信号Ｊ　５　ｃｏｓα】とされろ。又、・ブーム角
信号Ｅβ！とブーム角信号Ｅα１は加算器Ｔ７で加算さ
れて信号Ｅα１＋β１となり、この信号はさらに記憶器
７９に記憶器・れた角度β２に応じた信号Ｅβ２と加算
器１８で加算、され信号Ｅα１＋β１＋β２となる。

この信号は三角関数発生器８ｏに入力され、角度（α１
＋β１＋β２）の正弦に応じた信号Ｅｓ目１（α１＋β
１＋β２）がとり出され、係数器８１で距離！、。に応
じた信号が乗算されて信号Ｊ匂１０　ｓｉｎ　（αトメ
１＋β２）となる。この信号は加算器７４でｉ１７記の
信号Ｅ２５ｃｏｓα１と加算され、さらに係数器７５に
より重ｈＩＷＨに応じた信号が乗算されて、信号Ｊ！；
ＷＨ（ｉ５ｃｏｓα１＋、　Ｊｘｏｓｉｎ　（α１＋β
１＋β２））となる（・この信号は力算器Ｔ６で前記の
信号ＥＷＧ　”　ｆ９’ｃＯ５（（Ｈ＋α２）とＪｉ算
されて信号ｇｗａ、　”　Ｊ！９　ｃｏｓ　（α１＋α
ｚ＞＋ｗＨ（〕５°ｃｏｓα１＋　２１ＯＳｉｎ　（α
ｌ十β１＋β２））　となる、加舞、器１１の出方信号
Ｅα１＋βＩは三角関数発生器８２に入力されて角（α
１＋βｓ）の正弦に応じた信号Ｅｓ１ｎ（αｌ＋βｌ）
がとり出され、係数器８３で距＃１６に応じた信号が乗
算されて信号ＥＪ６　ｓｉｎ　（α１十β１）となろう
この信号は加算器８４により前記係数器７３の出力信号
と加算されて信号Ｊｓｃｏｓα１＋　Ｊ、６　ｓｉｎ　
（αｌ＋βｌ）を発生する。加算器’７７の出力信号は
又、加η−器８５によりパケット角信号Ｅγｌと加算さ
れて信号Ｅαｌ＋β１＋γ１を発生し、さらに記憶器８
７に記憶された角γ２に応じた信号Ｅγ２と加算器８６
で加算されて信号ＩＵａｌ＋７ｘ＋γ１＋ｒ２となる。

この信号は三角関数発生器８８に入力され、角（α１＋
β１＋γｌ＋γ２）の正弦に応じた信号Ｊシ５ｉｎ（α
ｌ＋β工＋γ１＋γ２）がとり出され・係数器８９にお
いて距離！、１に応じた信号が乗算されて信号Ｅｌ　１
１　ｓｉｎ　（α１＋βｌ十γ１＋γ２）となるｐこの
信号は加算器９０により前記加算器８４の出力信号と加
算されたうえ、係数器９１で重量Ｗ′１に応じた信号が
乗算され一信号”’Ｗｌ　（ｊｓｃｏｓα１　＋　Ｊ、
ａｓｉｎ　＜α１＋β１）＋Ｊｕｓｉｎ（α１＋β１＋
γｌ＋γ２））となるＯこの信号は加算器９２により前
記加算器７６の出力信号と加算されることにより、（７
）式に示づ一無負荷モーメントこのよりにして得られた
信号ＥＭｏ　ｃの補正は次のように行なわれる。即ち、
第８図に示すように、この信号ＥＭＯＣはフロントモー
メント演算部１１がらの信号ＥＭとともに減究器６６に
入力されてその差の４；Ｍ　＠ＥＭ　ＯＣ−Ｍ　が出力
される。この信号Ｊ’ＥＭＯＣ−Ｍは距離１□２に応じ
た信号Ｅ１１２　とともに除？？、器６７に入力される
。ここで、信号Ｅハ２は第１（１図に示す加算器９０の
出方にほかならない。除算器６７は設定位置信号発生器
８がらの信号Ｅ　５の入力によってのみ演算を行なうも
のであり、したがって、そのときの信号”Ｍｌはパケッ
トに積荷のないときの無負荷モーメン）Ｍｏに応じた信
号ＥＭｏに等しい。

したがって、除算器６７で行なわれる演算は（８）式に
示す演算となり、その出力は値Δｗｌに応じた信号ＥΔ
別となる。そこで、第１０図に戻り、この信号ＥΔＷ工
は無負荷モーメント演算部６５に入力され記憶器９３に
記憶される。一方、記憶器９４にはパケット重量Ｗ■が
記憶されており、両記憶器９３．９４から出力される信
号ＥΔｗ工、Ｂｗｒは加）ｊ−’ｄｉ９５で加算されて
信号Ｅｗｌ＋ΔＷＩとなる。この信号は、乗算器９６に
おいて信号Ｅ１１２と乗算され、（７）式における第３
項、Ｗｌ（２５ｃｏｓα、＋Ｊ、５ｉｎ（αｌ十β１　
）　−Ｊｌｌ　ｓｘｎ　（αｌ＋β１　＋　ｒｓ　＋ｒ
２））　において、重５ｋ　Ｊ　Ｋ代えて７１ＮＡ：＜
Ｗ工＋ΔＷ■）を用いた値に応じた信号となる。そして
、加算器９１で加算器７６の出力信号と加算されること
により、（７）式の値Ｗ工拠代えて値（Ｗ工＋ΔＷ工）
を代入して得られる、補正された無負荷モーメントＭｏ
ｃ１に応じた信号ＥＭＯＣＩが出力される。

以後、この信号ＥＭＯＣＩはさきの実施例における記憶
器１３の出力信号Ｅ　Ｍ　Ｏに代わる信号として減算器
１４に入力され、除算器１５を経て積荷重量Ｗに応じた
信号Ｅｗを得る。

なお、無負荷モーメントＭｏｃの補正手段としては、上
記実施例におけるパケット重１ＬＷｒの補正の代りに、
適宜の定数を乗算又は加算する手段を採用することもで
きる。

このようＫ、本実施例では、さきの実施例における実際
の無負荷モーメントの代りにフロント機構の構成および
各角度に基づく演算によりめた無負荷モーメントを補正
して用いるようにしたので、さぎの実施例と同じ効果を
奏するとともに、演算のみにより正確な無負荷モーメン
トを（４ｆろことができる。

なお、以上の実施例の説明では、アームの先端にパケッ
トを取付けた場合について酸１明したが、パケットに限
ることはなく、他の作業部材でル）っても適用できる。

又、ブーム、アーム、パケットの変位量を角度検出器に
より検出するようにしたが、各シリンダのシリンダロッ
ドの変位ｆｉｔを検出　ゝするようにしてもよい。

さらに、圧力信号としてプームンリンダのＨｌｈ　Ｑ”
ノ圧力を検出するようにしたが、フロン）　Ｕ＋構にお
けるブームシリンダ以外のシリンダの躯動圧力を検出し
てもよいし、又、これらは恥、動圧力でな（シリンダの
圧力であってもよい。さらに又、ブームおよびアームの
変位量のみを用いて積荷重ｈＸ−を近似的にめることも
できる。

さらに又、フロント機構の設足位匠の１４１定ＶＣは、
ブーム角信号とアル広角信号とを用いる代りＫ。

これにパケット角信号を付は加えて３つの角度信号を用
いることもでき、又、アーム角がほぼ一定となるような
用途においてはブーム角信号のみを用いることもできる
。

以上述べたように、本発明では、フロント機構の少なく
ともブーム、アームの変位量およびフロント機構を作動
する油圧シリンダのうちの少なくとも１つの圧力に基づ
き、フロント機構がある定められた設定位置にあるとき
、フロント機構の積荷重部・を演算し、この重量又はこ
れを積算した重量を表示するようにしたので、油圧ショ
ベルのフロント機構の積荷重量又はその積ｎＮ量を直ち
に知ることができ、適正な作業を実行することができる
。

【図面の簡単な説明】

第１図は油圧ショベルの概略構成の側面図、第２図およ
び第３図は本発明の実施例の演算部の演算を説明するた
めの駅、明図、第４図は本発明の一実施例に係る油圧シ
ョベルの積荷重ｉ１′表示装置のブロック図、第５図、
第６図および第７図はそれぞれ第４図に示す荷重点距離
演ｊｚ部、フロントモーメント演算部および設定位置判
矩都の具体例のブロック図、第８図は本発明の他の実施
例に係る油圧ショベルの積荷重量表示装丁ｂ′のブロッ
ク図、第９図は第８図に示す無負荷モーメント演算部の
演算を説明するための説明図、第１０図は第８図に示す
無負荷モーメント演算部の具体例のブロック図である。 １・・・・・・ブーム、２・・・・・・アーム、３・・
・・・・パケット、４・・・・・・ブームシリンダ、γ
・・・・・・演算部、８・・・・・・設定位置信号発生
器、９・・・・・・表示部、１０・・・・・・荷沖点距
離演算部、１１・・・・・・フロントモーメント演算部
、１２・・・・・・設定位置判５ｆ部、１３・・・・・
・記１、は器、１４．６６・・・・・・減算器、１５．
６７・・・・・・除ｎ器、１６．１７・・・・・・積算
記憶器、２０・・・・・・表示部や・号スイッチ、６５
・・・・・・無負荷モーメント演Ｗ　＋ｉｉζ。 箒１　図 第２　図 第３図 第９図 第４図 第５図 第６図 第７図 中８　図 第１０図 手続補正書（自発） 昭和５９年　６月２３日 特許庁長官　若　杉　和　夫　殿 ■　事件の表示 特願昭５８−４７２９９号 ２　発明の名称 油圧ショベルの積荷重量表示装置 ３　補正をする者 事件との関係　出願人 住　所　東京都千代田区大手町二丁目６番２号名　称　
（５５２）日立建機株式会社 代表者　西元文平 ４　代理人 住　所　〒１０５東京都港区西新橋１丁目６番１３号相
屋ビル ７　補正の対象 （］）明細書の発明の詳細な説明の欄 （２）明細書の図面の簡単な説明の欄。 （３）図面 ８　補正の内容 別紙記載の通り （１）明細１、第１３貞第７行の［ｌｆＪを「ｌ！ｊＭ
＋’Ｊに補正する。 （２）明ａ＃第１３Ｑｉ８，９行のＴＪＦｕトｌｏ」を
［Ｅｆ＋−１ａｏｊに補正する。 （３）明細１第１６貞第９行の「加昇器４１ｊ′！１ｌ
−１減算器４１」に補正する。 （４）明細書第１７頁第１８行の１”　Ｊ　ｋ　ｒ　、
ｂｊａ＋Ｊに補正する。 （５）明細、虹第２２貝第７行〜第３０負第５行の［次
に、・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・ことができる。」のｔ己載をｒ、８１１除
する。 （６）明細畳第３２頁第４行〜第９行の［ブ０ノクレ１
、・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・である。 」の記載を「ブロック図である。」に４山正する。 （７）切面１−訃第３２貞第１５行の「６６」、「６７
」を削除する。 （８）す」細青第３２負第１６行の１スイツチ、Ｊ’（
＜ｒスイッチ。」に補正する。 （９）明細書第３２頁第１７行の記載Ｆ　ｌ！ｉｌｌ除
する。 （１０）図面ヰ、第８図、第９図および第１υ図を削除
し、第４図および第５図を別紙補正図面のとおり？ｌｉ
ｉ正する。 ９　季付τ４し４少も （１）　“じ９「ｂ　１哀り 第４図 第５図 ｔｏ　ｔｔθ

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数句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
   た油圧ショベルにおいて、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つの圧力を検出する圧力検出装置と、前記フロ
   ント機構の任意の位置を設定する位置設定装置と、この
   位置設定装置により設定された前記フロント機構の設定
   位置における前記変位検出装置および前記圧力検出装置
   の無負荷時および負荷時の検出値に基づいて前記フロン
   ト機構の積荷及量をめる手段と、この手段によりめられ
   た積荷重量に関連した値を表示する光示部とを設げたこ
   とを特徴とする油圧ショベルの積荷重量表示装置。