CN110431388B - 轮式装载机以及铲斗装载载重运算方法 - Google Patents

轮式装载机以及铲斗装载载重运算方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种轮式装载机以及铲斗装载载重运算方法，可以根据升降臂气缸的压力高精度地运算铲斗的装载载重。控制装置(30)在铲斗(3)的空载状态下，根据由压力传感器(15a、15b)检测出的升降臂气缸的压力、由升降臂角度传感器(14)检测出的升降臂的角度、从车体信息数据库(35)提取出的尺寸数据来运算绕铰链销(G)的空载力矩(M0)，在铲斗的装载状态下，根据升降臂气缸的压力、升降臂的角度、从车体信息数据库提取出的尺寸数据来运算绕铰链销(G)的装载力矩(M1)，将空载力矩与装载力矩之差除以铲斗的重心位置与铰链销的水平距离(Lw)，运算铲斗的装载载重(W)。

Description

轮式装载机以及铲斗装载载重运算方法
技术领域
本发明涉及对作用于轮式装载机的铲斗的载重进行运算的技术领域。
背景技术
作为本技术领域的背景技术，例如在专利文献1中记载了如下方法：在磁式液压挖掘机中，对吸附于前作业装置的铁屑或废料等负载的载重进行运算。具体来说，记载了如下载重测量方法(参照摘要)：“根据各关节角以及各可动部件的重量以及重心位置数据，运算绕第一、第二销(ピイン回り)无载重状态下的各力矩。根据基于绕各销的气缸压力运算出的推力、与动臂角(ブーム角)和铲斗角，运算绕各销的有载重状态下的各力矩。根据绕第一销的有载重状态下的力矩与无载重状态下的力矩之差，运算绕第一销的基于载重的力矩。根据绕第二销的有载重状态下的力矩与无载重状态下的力矩之差，运算绕第二销的基于载重的力矩。通过将各力矩之差除以第一销到第二销的水平距离而运算提升载重”。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2006-78348号公报
发明内容
发明要解决的课题
液压挖掘机的作业装置具有：动臂(ブーム)、动臂气缸、斗杆、斗杆气缸、铲斗、以及铲斗气缸。另外，专利文献1所记载的前作业装置是代替铲斗而安装了磁铁的结构。另一方面，轮式装载机的作业装置构成为具有：升降臂、升降臂气缸、铲斗以及铲斗气缸，结构要素与液压挖掘机的作业装置不同。并且，使铲斗转动的连杆机构(リンク機構)在液压挖掘机与轮式装载机中不同。
在液压挖掘机中，最终由动臂气缸承受作用于铲斗的载重，因此，可以根据动臂气缸的气缸压力运算作用于铲斗的载重。但是，在轮式装载机中，由升降臂气缸与铲斗气缸来承受作用于铲斗的载重，因此，无法将液压挖掘机中的载重测量方法直接应用于轮式装载机。在专利文献1中，公开了针对液压挖掘机的载重测量方法，但是对于应用于轮式装载机没有任何提及。
本发明的目的在于提供一种轮式装载机以及与轮式装载机相适合的铲斗装载载重运算方法，可以根据升降臂气缸的压力高精度地运算铲斗的装载载重。
用于解决课题的手段
为了达成上述的目的，代表的本发明提供一种轮式装载机，具有：车体；设置于所述车体的前部，包括经由铰链销与所述车体连接的升降臂、使所述升降臂在上下方向转动的升降臂气缸、与所述升降臂的前端连接的铲斗、以及使所述铲斗在上下方向转动的铲斗气缸在内的作业装置；检测所述升降臂的角度的升降臂角度传感器；检测所述升降臂气缸的压力的压力传感器、运算所述铲斗的装载载重的控制装置以及存储了包括所述作业装置的尺寸数据的车体信息的车体信息数据库，该轮式装载机的特征在于，在所述铲斗的空载状态下，所述控制装置根据由所述压力传感器检测出的所述升降臂气缸的压力、由所述升降臂角度传感器检测出的所述升降臂的角度和从所述车体信息数据库提取出的所述尺寸数据，来运算绕所述铰链销的力矩即空载力矩，在所述铲斗的装载状态下，所述控制装置根据由所述压力传感器检测出的所述升降臂气缸的压力、由所述升降臂角度传感器检测出的所述升降臂的角度和从所述车体信息数据库提取出的所述尺寸数据，来运算绕所述铰链销的力矩即装载力矩，所述控制装置将所述空载力矩与所述装载力矩之差除以所述铲斗的重心位置与所述铰链销的水平距离，运算所述铲斗的装载载重。
发明效果
根据本发明，可以高精度地根据升降臂气缸的压力运算铲斗的装载载重。另外，所述的以外的课题、结构以及效果通过以下的实施方式的说明可以明确。
附图说明
图1是本发明的第一实施方式的轮式装载机的侧视图。
图2是表示图1所示的轮式装载机的驾驶室的内部结构的俯视图。
图3是第一实施方式的控制装置的框图。
图4是用于对铲斗的装载载重进行运算的计算模型图。
图5是用于对铲斗的装载载重进行运算的计算模型图。
图6是用于对铲斗的装载载重进行运算的计算模型图。
图7是表示初始学习运算处理的过程的流程图。
图8是表示装载载重运算处理的过程的流程图。
图9是第二实施方式的控制装置的框图。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的轮式装载机的实施方式进行说明。
[第一实施方式]
图1是本发明的第一实施方式的轮式装载机1的侧视图。如图1所示，轮式装载机1由具有作业装置27、轮胎4等的前车架(车体)5、和具有驾驶室6、发动机室7、轮胎8等后车架(车体)9构成。发动机室7搭载有发动机(未图示)，在后车架9的后方安装有平衡锤10。
作业装置27通过包含经由升降臂铰链销G(参照图4)与前车架5的前部连接的升降臂2、使升降臂2在上下方向转动的升降臂气缸11、与升降臂2的前端连接的铲斗3、使铲斗3在上下方向转动的铲斗气缸12而构成。另外，升降臂2由左右一对的前后延伸的板材构成，升降臂气缸11由左右一对的两个液压缸构成。
升降臂2通过升降臂气缸11的驱动而在上下方向转动(俯仰动作)，铲斗3通过铲斗气缸12的驱动而在上下方向转动(挖掘(クラウド)或倾卸)。前车架5与后车架9通过中心销13彼此转动自如地连接，通过转向气缸(未图示)的伸缩使得前车架5相对于后车架9左右弯曲。
升降臂2与前车架5的连接部分安装有升降臂角度传感器14，通过该升降臂角度传感器14来检测升降臂2的转动角度。升降臂气缸11具有压力传感器15a、15b，通过压力传感器15a来检测升降臂气缸11的底压(ボトム圧)，通过压力传感器15b来检测升降臂气缸11的杆压(ロッド圧)。在铲斗气缸12与铲斗3之间设有包括摇臂16、推杆23的连杆机构(リンク機構)，铲斗气缸12经由该连杆机构使铲斗3转动。铲斗气缸12具有铲斗非接触开关17，在铲斗气缸12的杆处于最收缩的状态时，该铲斗非接触开关17进行接通动作。
另外，虽然详细情况在后面进行叙述，但是在本实施方式中为根据来自压力传感器15a、15b、铲斗非接触开关17以及升降臂角度传感器14的检测信号，来运算铲斗3的装载载重W的结构。
图2是表示驾驶室6的内部结构的俯视图。如图2所示，在驾驶室6中设置有供操作员乘坐的驾驶席18、控制轮式装载机1的操纵角的方向盘19、使轮式装载机1启动/停止的钥匙开关20、向操作员提示信息的显示装置(监视器)21等。显示装置21不仅显示轮式装载机1的发动机转速或车速，还显示由后述的控制装置30运算的铲斗3的装载载重W。
接下来，对运算铲斗3的装载载重W的控制装置30进行说明。控制装置30例如由设置于驾驶室6内的控制器构成。控制装置30运算铲斗3的装载载重W，执行用于将装载载重Wavg(平均值)显示于显示装置21的各种处理。图3是控制装置30的框图。如图3所示，控制装置30包含：力矩运算部31、装载载重运算部32、载重值平均化处理部33、车体参数提取部34、车体信息数据库(DB)35。通过由未图示的CPU将存储于HDD等存储装置等的程序下载到存储器来执行而实现控制装置30的各种处理。另外，车体信息数据库35设置于存储装置。
对力矩运算部31输入升降臂角度传感器14的检测信号、压力传感器15a、15b的检测信号、铲斗非接触开关17的接通/断开信号、由车体参数提取部34提取出的作业装置27的尺寸数据，在轮式装载机1的通常运转时，按照后述的运算式来运算铲斗3的装载状态下绕升降臂铰链销G的力矩M1(以下，称为装载力矩M1)。此外，在轮式装载机1的初始运转时，力矩运算部31运算铲斗3的空载状态下绕升降臂铰链销G的力矩M0(以下，称为空载力矩M0)，将空载力矩M0作为初始学习值存储于车体信息数据库35。
对装载载重运算部32输入由力矩运算部31运算出的装载力矩M1、与由车体参数提取部34提取出的作业装置27的尺寸数据以及初始学习值(空载力矩M0)，按照后述的运算式来运算铲斗3的装载载重W。
对载重值平均化处理部33输入由装载载重运算部32运算出的铲斗3的装载载重W，进行将输入的铲斗3的装载载重W的值平均化的处理。并且，将平均化而得的铲斗3的装载载重Wavg的数据输出给显示装置21。
车体参数提取部34被输入来自升降臂角度传感器14的检测信号，从车体信息数据库35提取与升降臂角度θg(参照图5)对应的作业装置27的尺寸数据，输出给力矩运算部31。
在车体信息数据库35中存储有为了运算铲斗3的装载载重W所需的作业装置27的各种尺寸数据、空载力矩M0的值(初始学习值)等。
接下来，对铲斗3的装载载重W的运算方法进行说明。图4～图6是用于运算铲斗3的装载载重W的计算模型图。
(使用了力矩的载重运算式的概要与导出)
为了导出本实施方式所使用的铲斗3的装载载重W的运算式，首先根据绕升降臂铰链销G的力矩M，需要升降臂气缸压力与装载载重W的关系式。因此，首先使施加给各气缸11、12的力与力矩的关系明确化。如图4所示，绕升降臂铰链销G的力矩M被铲斗气缸12和升降臂气缸11支承，该关系式为以下的公式(1)。
[数学式1]
M＝Fc*f+Fb*e (1)
这里，
M：绕升降臂铰链销的力矩[Nm]
Fc：施加给升降臂气缸的力[N]
Fb：施加给铲斗气缸的力[N]
f：铰链销与Fc的向量的水平长度[m]
e：铰链销与Fb的向量的水平长度[m]
接下来，根据力矩的平衡，与铲斗3的装载载重W、升降臂铰链销G与装载载重W的重心位置之间的水平长度Lw、空载力矩M0、装载力矩M1的关系为以下的公式(2)。
[数学式2]
Figure GDA0002931320130000051
这里，
M1：装载时绕升降臂铰链销的力矩[Nm]
M0：空载时绕升降臂铰链销的力矩[Nm]
W：装载载重[kg]
Lw：装载载重的重心位置的水平长度[m]
通过计算公式(2)的右边，可以运算装载载重W。另外，对于装载载重W的重心位置的水平长度Lw的运算方法在后面进行叙述。
(使用了气缸底压的力矩运算式)
接下来，导出根据由压力传感器15a、15b实测出的升降臂气缸11的底压与杆压来运算绕升降臂铰链销G的力矩M的公式。首先，施加给升降臂气缸11的力F可以使用以下的公式(3)根据升降臂气缸11的底压与杆压进行运算。
[数学式3]
F＝n(Ab*Pb-Ar*Pr) (3)
这里，
n：气缸数
Ab：气缸的底侧受压面积[cm2]
Pb：气缸的底压[MPa]
Ar：气缸的杆侧受压面积[cm2]
Pr：气缸的杆压[MPa]
此外，施加给铲斗气缸12的力Fb通过力矩的平衡式，可以设置为以下的公式(4)。
[数学式4]
Figure GDA0002931320130000061
这里，
a：从载重中心到铲斗铰链销间水平长度[m]
b：铲斗销间距离[m]
c：从推杆中心长度到摇臂中央销间距离[m]
d：摇臂销间距离[m]
根据公式(1)、公式(3)、公式(4)，装载力矩M1可以通过以下的公式(5)来运算。另外，铲斗3为空载状态时W＝0，因此，在运算空载力矩M0时，不考虑针对铲斗气缸12的影响。
[数学式5]
Figure GDA0002931320130000071
(载重运算式)
通过将公式(5)代入到公式(2)，可以如以下的公式(6)那样导出升降臂气缸压力与装载载重W的关系式。通过解该公式(6)，可以求出铲斗3的装载载重W。
[数学式6]
Figure GDA0002931320130000072
在公式(6)中，对Pb代入由压力传感器15a检测出的升降臂气缸11的底压、对Pr代入由压力传感器15b检测出的升降臂气缸11的杆压，对a、b、c、d、e、f、Lw代入从预先存储于车体信息数据库35的尺寸数据(常数数据)求出的各连杆(リンク)间距离的值，对M0代入轮式装载机1的初始运转时作为初始学习值而存储于车体信息数据库35的空载力矩的值。另外，在本实施方式中，为了削减存储装置的容量，作为变量的公式(6)的分母的值作为与升降臂角度传感器14的值(升降臂角度θg)预先对应起来的表数据而存储于车体信息数据库35。因此，如果控制装置30被输入来自压力传感器15a、15b与升降臂角度传感器14的传感器数据，则可以通过公式(6)来运算铲斗3的装载载重W。
这里，各连杆间距离a、b、c、d、e、f、Lw是依赖升降臂角度θg的变量，可以使用三角函数来进行运算。以下，对各连杆间距离的运算方法进行说明。
首先，表1表示以下的公式所使用的变量、常数的定义。表1所示的常数预先存储于车体信息数据库35。另一方面，表1所示的变量是根据升降臂角度θg而变化的值，通过以下的公式求出。
[表1]
变量 常数 单位 内容
θg deg 升降臂角度∠(水平、Lag)
Ldf mm 摇臂D销-铲斗气缸根F销间长度
Ldg mm 摇臂D销-升降臂铰链G销间长度
Lfg mm 铲斗气缸根F销-升降臂铰链G销间长度
LfgX mm 铲斗气缸根F销-升降臂铰链G销水平长度
LfgY mm 铲斗气缸根F销-升降臂铰链G销垂直长度
∠DGA deg ∠(Ldg、Lag)
Laf mm 升降臂前端A销-铲斗气缸根F销间长度
Lag mm 升降臂前端A销-铰链G销间长度
∠FGO deg ∠(Lfg、水平)
θf deg 铲斗气缸姿势角∠(水平、Lef)
Lef mm 铲斗气缸行程长度
θe deg 摇臂姿势角∠(Lde、Lef)
Lde mm 摇臂DE销长度
∠ADC deg ∠(Lad、Lcd)
Lad mm 升降臂前端A销-中心D销间长度
θd deg ∠(Lde、Lcd)
Lac mm 升降臂前端A销-中心C销间长度
Lcd mm 摇臂CD销长度
θc deg ∠(Lcd、Lbc)
Lbc mm 推杆BC销间距离
Lab mm 铲斗AB销间距离
θb deg ∠(Lbc、Lab)
(连杆间距离的运算式)
使用三角函数通过公式(7)～公式(13)来导出各连杆间距离a、b、c、d、e、f、Lw。
[数学式7]
a＝LloadG cos(θf+θe+θd+θc+θb+180-HloadG) (7)
b＝-Labsinθb (8)
c＝Lcdsinθc (9)
d＝-Ldesinθe (10)
e＝Lfgsin{(180-θf)+∠FGO} (11)
f＝Lgisinθi (12)
LW＝Lagcosθg+LloadGcos(θf+θe+θd+θc+θb+180-HloadG (13)
这里，
LloadG：装载载重中心长度
HloadG：装载载重中心角
Hbmcy1：升降臂气缸角
其中，θi通过公式(14)求出。
[数学式8]
Figure GDA0002931320130000091
(连杆姿势角的运算式)
对上述公式(7)～(13)所使用的各连杆的姿势角(以下，称为连杆角)θf、θe、θc、θb的运算方法进行说明。各连杆角可以根据存储于车体信息数据库35的作业装置27的尺寸数据(常数)、与由升降臂角度传感器14检测出的升降臂角度θg，使用余弦定理几何学地进行运算。
连杆间距离Ldf以及Laf通过余弦定理而分别如公式(15)、公式(16)的那样来决定。
[数学式9]
Figure GDA0002931320130000101
Figure GDA0002931320130000102
此时，连杆角θf以及θe分别如公式(17)、公式(18)那样导出。
[数学式10]
Figure GDA0002931320130000103
Figure GDA0002931320130000104
此外，通过利用公式(15)、公式(16)求出的连杆间距离Ldf以及Laf，角度∠ADC以及距离Lac分别通过余弦定理如公式(19)、公式(20)那样来决定。
[数学式11]
Figure GDA0002931320130000105
Figure GDA0002931320130000106
此时，连杆角θc以及θb分别如公式(21)、公式(22)那样导出。
[数学式12]
Figure GDA0002931320130000107
Figure GDA0002931320130000108
通过将由公式(15)～公式(22)求出的各变量代入到公式(7)～公式(13)，求出各连杆间距离a、b、c、d、e、f、Lw。
接下来，对通过控制装置30进行运算处理的过程进行说明。首先，对轮式装载机1的初始运转时进行的初始学习运算处理进行说明。图7是表示初始学习运算处理的过程的流程图。例如只有在轮式装载机1的出厂时在初始学习设定模式下设定了控制装置30时执行图7所示的处理，在启动/停止轮式装载机1的钥匙开关20接通时开始处理。另外，对初始学习设定模式的设定变更例如能够通过操作员从专用终端装置向控制装置30输出模式指令变更来实现。
如图7所示，力矩运算部31从压力传感器15a、15b、升降臂角度传感器14取得传感器数据(S1)。力矩运算部31在从铲斗非接触开关17输入接通信号时(S2/是)，判断为铲斗3处于能够装载砂土等装载物的姿势，对车体参数提取部34请求作业装置27的尺寸数据的提取。车体参数提取部34根据来自升降臂角度传感器14的升降臂角度θg，从车体信息数据库35中提取与升降臂角度θg对应的尺寸数据，输出给力矩运算部31。力矩运算部31根据输入的传感器数据、尺寸数据，来运算空载力矩M0(S3)。然后，力矩运算部31将空载力矩M0作为初始学习值存储于车体信息数据库35(S4)。另外，在没有从铲斗非接触开关17输入接通信号时(S2/否)，在步骤S2中待机直到由接通信号的输入为止。
接下来，对铲斗3的装载载重W的运算处理进行说明。图8是表示装载载重运算处理的过程的流程图。在通常运转时，在启动/停止轮式装载机1的钥匙开关20接通时开始图8所示的处理，以预定的周期(例如每隔数秒)重复执行步骤S11～S16的处理。
如图8所示，力矩运算部31从压力传感器15a、15b、升降臂角度传感器14取得传感器数据(S11)。力矩运算部31在从铲斗非接触开关17输入接通信号时(S12/是)，判断为铲斗3处于能够装载砂土等装载物的姿势，对车体参数提取部34请求作业装置27的尺寸数据的提取。车体参数提取部34根据来自升降臂角度传感器14的升降臂角度θg，从车体信息数据库35中提取与升降臂角度θg对应的尺寸数据，输出给力矩运算部31。力矩运算部31根据输入的传感器数据、尺寸数据，运算装载力矩M1，将装载力矩M1输出给装载载重运算部32(S13)。
装载载重运算部32经由车体参数提取部34取得存储于车体信息数据库35的尺寸数据，并且，从车体信息数据库35取得空载力矩M0。然后，装载载重运算部32使用上述公式(6)，根据装载力矩M1与空载力矩M0之差运算铲斗3的装载载重W，将装载载重W输出给载重值平均化处理部33(S14)。
载重值平均化处理部33将从装载载重运算部32周期性地输入的装载载重W平均化(S15)，将平均化的装载载重Wavg输出给显示装置21(S16)。这样，轮式装载机1的堆积作业过程中的铲斗3的装载载重显示于显示装置21。另外，在没有从铲斗非接触开关17输入接通信号时(S12/否)，处理结束。
如以上说明那样，根据第一实施方式，针对通过升降臂气缸11与铲斗气缸12支撑铲斗3的载重的轮式装载机1，不使用上述的运算式来检测铲斗气缸12的压力，可以高精度地根据作业装置27的尺寸数据、升降臂气缸11的底压与杆压、升降臂2的角度运算铲斗3的装载载重W。
此外，在以往的轮式装载机中，多数情况下不设置检测铲斗气缸12的压力的传感器，但是在本实施方式中不需要检测铲斗气缸12的压力，因此，只将本发明的装载载重运算程序装入到以往的轮式装载机的控制器，能够简单地运算铲斗3的装载载重W。
此外，在本实施方式中，如果在轮式装载机1的初始运转时一次求出空载力矩M0，则可以运算铲斗3的装载载重W而显示于显示装置21。另外，如果是以往，则需要将校准砝码(校正ウェイト)等重量准确的装载物堆积于铲斗，初始学习升降臂气缸的压力、升降臂的角度、装载物的重量的关系，但是该初始学习需要代替装载物的重量而多次进行。因此，初始学习非常花费时间。而且，当在现场更换铲斗时，需要再次同样的初始学习，现场几乎无法准备校准砝码等重量物时，初始学习变得困难。
与此相对地，在第一实施方式的轮式装载机1中，提升升降臂2，如果将铲斗3保持为挖掘(クラウド)姿势，则控制装置30自动运算空载力矩M0，因此，最初不需要使用校准砝码等装载物来进行初始学习。因此，即使是在现场更换了铲斗3的情况下，如果在铲斗更换后的初始运转时，根据由压力传感器15a、15b检测的升降臂气缸11的底压和杆压、由升降臂角度传感器14检测的升降臂角度θg，一次运算空载力矩M0，则可以高精度地运算更换后的铲斗3的装载载重W。
[第二实施方式]
接下来，对本发明的第二实施方式的轮式装载机进行说明。第二实施方式的控制装置的结构与第一实施方式不同。因此，以下的说明主要对控制装置的不同点进行说明，省略与第一实施方式相同的结构的说明。
图9是第二实施方式的控制装置130的框图。如图9所示，第二实施方式的轮式装载机与第一实施方式的不同点在于：为了检测发动机的转速，设置发动机转速检测传感器25，将多个空载力矩M0的值与发动机转速对应地存储于车体信息数据库35。因此，作为初始学习，力矩运算部31运算与发动机转速对应的多个空置力矩M0并将其存储于车体信息数据库35。装载载重运算部32在运算铲斗3的装载载重W时，请求初始学习值选择部36提取与从发动机转速传感器24输入的发动机转速对应的空载力矩M0。并且，使用从初始学习值选择部36输出的、与发动机转速对应的空载力矩M0由装载载重运算部32来运算装载载重W。
根据该第二实施方式，由于可以使用与发动机转速对应的空载力矩M0，因此与第一实施方式相比可以更高精度地运算铲斗3的装载载重W。更详细地进行说明，由压力传感器15a、15b检测的升降臂气缸11的底压、杆压，根据发动机的转速而变化。因此，通过将多个与发动机的转速对应的空载力矩M0存储于车体信息数据库35，考虑发动机的转速，可以更准确地运算铲斗3的装载载重W。
另外，上述实施方式是用于本发明的说明的例示，并非将本发明的范围只限定于这些实施方式。本领域技术人员可以在不脱离本发明的主旨的范围内，以其他各种方式来实施本发明。
附图标记说明
1 轮式装载机
2 升降臂
3 铲斗
5 前车架(车体)
9 后车架(车体)
11 升降臂气缸
12 铲斗气缸
14 升降臂角度传感器
15a、15b 压力传感器
16 摇臂
17 铲斗非接触开关
21 显示装置
23 推杆
25 发动机转速传感器
30 控制装置
31 力矩运算部
32 装载载重运算部
33 载重值平均化处理部
34 车体参数提取部
35 车体信息数据库(DB)
36 初始学习值选择部
130 控制装置。

Claims (6)

1.一种轮式装载机，具有：车体；作业装置，其设置于所述车体的前部，包括经由铰链销与所述车体连接的升降臂、使所述升降臂在上下方向转动且被所述车体支承的升降臂气缸、与所述升降臂的前端连接的铲斗、使所述铲斗在上下方向转动且在与所述升降臂气缸不同的位置被所述车体支承的铲斗气缸以及设置于所述铲斗气缸与所述铲斗之间的连杆机构；检测所述升降臂的角度的升降臂角度传感器；检测所述升降臂气缸的压力的压力传感器；运算所述铲斗的装载载重的控制装置以及存储了包括所述作业装置的与所述连杆机构相关的尺寸数据的车体信息的车体信息数据库，
该轮式装载机的特征在于，
所述控制装置根据由所述压力传感器检测出的所述升降臂气缸的压力和从所述车体信息数据库提取出的所述尺寸数据，来运算施加于所述升降臂气缸的力，
所述控制装置根据由所述升降臂角度传感器检测出的所述升降臂的角度和从所述车体信息数据库提取出的所述尺寸数据，来运算所述铰链销与施加于所述升降臂气缸的力的向量的水平长度，
所述控制装置根据由所述升降臂角度传感器检测出的所述升降臂的角度和从所述车体信息数据库提取出的所述尺寸数据，来运算所述铰链销与施加于所述铲斗气缸的力的向量的水平长度，
在所述铲斗的空载状态下，所述控制装置对施加于所述升降臂气缸的力和所述铰链销与施加于所述升降臂气缸的力的向量的水平长度进行乘法运算，来运算绕所述铰链销的力矩即空载力矩，
在所述铲斗的装载状态下，所述控制装置基于如下关系来运算所述铲斗的装载载重：将对施加于所述升降臂气缸的力和所述铰链销与施加于所述升降臂气缸的力的向量的水平长度进行乘法运算而得的因施加于所述升降臂气缸的力引起的绕所述铰链销的力矩、和对基于所述铲斗的装载载重和从所述车体信息数据库提取出的所述尺寸数据的施加于所述铲斗气缸的力和所述铰链销与施加于所述铲斗气缸的力的向量的水平长度进行乘法运算而得的因施加于所述铲斗气缸的力引起的绕所述铰链销的力矩进行加法运算，来计算出绕所述铰链销的力矩即装载力矩的关系；和
将所述空载力矩与所述装载力矩之差除以所述铲斗的重心位置与所述铰链销的水平距离来计算所述铲斗的装载载重的关系。
2.根据权利要求1所述的轮式装载机，其特征在于，
在所述轮式装载机的初始运转时，所述控制装置运算所述空载力矩，存储于所述车体信息数据库，
所述控制装置当在所述轮式装载机的通常运转时运算所述铲斗的装载载重时，根据存储于所述车体信息数据库的所述空载力矩、基于来自所述压力传感器以及所述升降臂角度传感器的实测数据运算出的所述装载力矩，来运算所述铲斗的装载载重。
3.根据权利要求1所述的轮式装载机，其特征在于，
所述轮式装载机还具有：
铲斗非接触开关，其在所述铲斗气缸的杆处于最收缩的状态时进行接通动作，
所述控制装置根据来自所述铲斗非接触开关的接通信号，运算所述空载力矩与所述装载力矩。
4.根据权利要求2所述的轮式装载机，其特征在于，
所述轮式装载机还具有：
发动机，其用于驱动所述车体行驶；以及发动机转速传感器，其检测所述发动机的转速，
所述控制装置在所述轮式装载机的初始运转时运算多个与所述发动机的转速对应的所述空载力矩，将所述空载力矩与所述发动机的转速对应起来存储于所述车体信息数据库，
所述控制装置当在所述轮式装载机的通常运转时运算所述铲斗的装载载重时，根据与由所述发动机转速传感器检测出的所述发动机的转速对应的所述空载力矩、基于实测值运算出的所述装载力矩，来运算所述铲斗的装载载重。
5.根据权利要求2所述的轮式装载机，其特征在于，
所述轮式装载机还具有：
铲斗非接触开关，其在所述铲斗气缸的杆处于最收缩的状态时进行接通动作，
所述控制装置根据来自所述铲斗非接触开关的接通信号，运算所述空载力矩与所述装载力矩。
6.一种用于轮式装载机的铲斗装载载重运算方法，对所述铲斗的装载载重进行运算，
所述轮式装载机具有：车体；作业装置，其设置于所述车体的前部，包括经由铰链销与所述车体连接的升降臂、使所述升降臂在上下方向转动且被所述车体支承的升降臂气缸、与所述升降臂的前端连接的铲斗、使所述铲斗在上下方向转动且在与所述升降臂气缸不同的位置被所述车体支承的铲斗气缸以及设置于所述铲斗气缸与所述铲斗之间的连杆机构；检测所述升降臂的角度的升降臂角度传感器；检测所述升降臂气缸的压力的压力传感器以及存储了包括所述作业装置的与所述连杆机构相关的尺寸数据的车体信息的车体信息数据库，
铲斗装载载重运算方法的特征在于，包括：
根据由所述压力传感器检测出的所述升降臂气缸的压力和从所述车体信息数据库提取出的所述尺寸数据，来运算施加于所述升降臂气缸的力，
根据由所述升降臂角度传感器检测出的所述升降臂的角度和从所述车体信息数据库提取出的所述尺寸数据，来运算所述铰链销与施加于所述升降臂气缸的力的向量的水平长度，
根据由所述升降臂角度传感器检测出的所述升降臂的角度和从所述车体信息数据库提取出的所述尺寸数据，来运算所述铰链销与施加于所述铲斗气缸的力的向量的水平长度，
第一步骤，在所述铲斗的空载状态下，对施加于所述升降臂气缸的力和所述铰链销与施加于所述升降臂气缸的力的向量的水平长度进行乘法运算来运算绕所述铰链销的力矩即空载力矩，将所述空载力矩作为初始学习值存储于所述车体信息数据库；
第二步骤，在所述铲斗的装载状态下，基于如下关系来运算所述铲斗的装载载重：将对施加于所述升降臂气缸的力和所述铰链销与施加于所述升降臂气缸的力的向量的水平长度进行乘法运算而得的因施加于所述升降臂气缸的力引起的绕所述铰链销的力矩、和对基于所述铲斗的装载载重和从所述车体信息数据库提取出的所述尺寸数据的施加于所述铲斗气缸的力和所述铰链销与施加于所述铲斗气缸的力的向量的水平长度进行乘法运算而得的因施加于所述铲斗气缸的力引起的绕所述铰链销的力矩进行加法运算，来计算出绕所述铰链销的力矩即装载力矩的关系；和将通过所述第一步骤而存储于所述车体信息数据库的所述空载力矩与通过所述第二步骤运算出的所述装载力矩之差除以所述铲斗的重心位置与所述铰链销的水平距离来计算所述铲斗的装载载重的关系。
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