CN111601936B - 作业机械及包括作业机械的系统 - Google Patents
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Abstract
基于由作业状况检测部检测到的信息来判别由工作装置(3)进行的作业状况,在作业状况中的挖掘的判别发生切换时进行动臂压力的校正的切换。
Description
技术领域
本公开涉及作业机械以及包括作业机械的系统。
背景技术
为了进行轮式装载机的生产率管理以及燃油效率管理,生产量很重要。另外,在获知该生产量时,装载重量很重要。关于轮式装载机中测量装载重量的技术,例如在日本特开2001-99701号公报(专利文献1)中有所公开。
在上述公报中,通过挖掘后的动臂上升操作来测量铲斗内的装载重量。另外,求出规定次数的从动臂的上升开始时到动臂停止时刻的装载重量。
在先技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2001-99701号公报
发明内容
发明要解决的课题
在分开多次向自卸卡车进行挖掘装入的情况下,需要避免超过装入自卸卡车的重量。因此在对自卸卡车进行最后的装入时,需要在挖掘后将铲斗内的装载重量调整为比自卸卡车的装入容量与自卸卡车中的当前的装入重量的差值小的重量。
在上述公报所记载的测量装载重量的方法中,在检测到铲斗内的货物超过自卸卡车的装入容量的时刻,轮式装载机行驶至离开挖掘场地的位置。因此返回挖掘场地并将铲斗内的货物的一部分丢弃,从而若想再次进行测量并向自卸卡车进行装入的话,则作业时间增加。
另外,在检测到铲斗内的货物超过自卸卡车的装入容量的情况下,为了不超过自卸卡车的装入容量而根据上述差值在残留铲斗内的货物的一部分的同时向自卸卡车装入货物的操作,对于熟练的操作者也困难。
另外,若如上述公报所记载的那样通过挖掘后的动臂上升操作来进行装载重量的测量的话,在行驶距离较长的情况下,在使动臂持续上升着的状态下姿态变得不稳定,因此需要使动臂下降一次。因此操作者的操作变得繁琐。
本公开的目的在于,提供一种能够以短的作业时间以及简单的操作来测量装载重量的作业机械以及包括作业机械的系统。
用于解决课题的手段
本公开的一方案的作业机械具备工作装置、作业状况检测部、缸压力检测部、以及控制器。工作装置具有铲斗、使铲斗升降的动臂、以及驱动铲斗和动臂中的至少一方的作业工具缸。作业状况检测部检测与包括挖掘在内的作业状况相关的信息。缸压力检测部检测作业工具缸的缸压力。控制器基于由作业状况检测部检测到的信息来判别由工作装置进行的作业状况,并在作业状况中的挖掘的判别发生切换时,进行由缸压力检测部检测到的缸压力的校正的切换。
发明效果
根据本公开,能够实现能够以短的作业时间以及简单的操作来测量装载重量的作业机械以及包括作业机械的系统。
附图说明
图1是作为实施方式的作业机械的一例的轮式装载机的侧视图。
图2是轮式装载机的概略框图。
图3是示出第一处理装置内的功能块的图。
图4是示出各瞬时载荷的动臂角与压力差的关系的图。
图5是示出某一动臂角下的压力差与装载重量的关系的图。
图6是示出由轮式装载机进行的挖掘作业、装入作业等一系列工序的示意图。
图7是示出轮式装载机的挖掘作业、装入作业等一系列工序的判断方法的表。
图8是示出实施方式的作业机械的控制方法的第一流程图。
图9是示出实施方式的作业机械的控制方法的第二流程图。
图10是示出轮式装载机的挖掘作业、装入作业等一系列工序中的动臂角度、动臂缸压力差、瞬时载荷以及装载重量的变化的第一例的图。
图11是示出轮式装载机的挖掘作业、装入作业等一系列工序中的动臂角度、动臂缸压力差、瞬时载荷以及装载重量的变化的第二例的图。
图12的(A)~(D)是示出显示部中的显示内容的变化的图。
图13是示出轮式装载机的挖掘作业、装入作业等一系列工序中的动臂角度、动臂缸压力差、瞬时载荷以及装载重量的变化例的图。
具体实施方式
以下,基于附图对实施方式进行说明。在以下的说明中,对相同部件标注相同的附图标记。它们的名称及功能也相同。因此不重复其详细说明。
<整体结构>
在实施方式中,作为作业机械的一例对轮式装载机1进行说明。图1为作为实施方式的作业机械的一例的轮式装载机1的侧视图。
如图1所示,轮式装载机1具备车身框架2、工作装置3、行驶装置4及驾驶室5。由车身框架2、驾驶室5等构成轮式装载机1的车身。在轮式装载机1的车身上安装有工作装置3及行驶装置4。
行驶装置4使轮式装载机1的车身行驶,包括行驶轮4a、4b。轮式装载机1能够通过驱动行驶轮4a、4b旋转而自动行驶,能够使用工作装置3进行期望的作业。
车身框架2包括前框架11和后框架12。前框架11和后框架12相互以能够在左右方上摆动的方式安装。在前框架11和后框架12上安装有转向缸13。转向缸13为液压缸。转向缸13在来自转向泵(未图示)的工作油的作用下伸缩,从而轮式装载机1的行进方向左右变更。
在本说明书中,将轮式装载机1直线前进行驶的方向称为轮式装载机1的前后方向。在轮式装载机1的前后方向上,针对车身框架2将配置有工作装置3一侧设为前方,将与前方相反一侧设为后方。轮式装载机1的左右方向为俯视观察时与前后方向正交的方向。在观察前方时左右方向的右侧、左侧分别为右方、左方。轮式装载机1的上下方向是与由前后方向及左右方向决定的平面正交的方向。在上下方向上地面所在一侧为下侧,天空所在一侧为上侧。
在前框架11上安装有工作装置3以及行驶轮(前轮)4a。工作装置3包括作为作业工具的动臂14、及铲斗6。动臂14的基端部通过动臂销10以旋转自如的方式安装于前框架11。铲斗6通过位于动臂14的前端的铲斗销17以旋转自如的方式安装于动臂14。前框架11与动臂14通过动臂缸16连结。动臂缸16是液压缸且是作业工具缸。动臂缸16在来自工作装置泵25(参照图2)的工作油的作用下伸缩,从而动臂14升降。动臂缸16驱动动臂14。
工作装置3还包括双臂曲柄18、倾斜缸19及倾斜杆15。双臂曲柄18通过位于动臂14的大致中央的支承销18a以旋转自如的方式支承于动臂14。倾斜缸19连结双臂曲柄18的基端部与前框架11。倾斜杆15连结双臂曲柄18的前端部与铲斗6。倾斜缸19是液压缸且是作业工具缸。倾斜缸19在来自工作装置泵25(参照图2)的工作油的作用下伸缩,从而铲斗6上下转动。倾斜缸19驱动铲斗6。
在后框架12安装有驾驶室5及行驶轮(后轮)4b。驾驶室5配置在动臂14的后方。驾驶室5载置于车身框架2上。在驾驶室5内配置有操作者落座的座椅及操作装置等。
图2是示出轮式装载机1的结构的概略框图。轮式装载机1具有发动机20、动力取出部22、动力传递机构23、缸驱动部24、第一角度检出器29、第二角度检出器48及第一处理装置30(控制器)。
发动机20例如是柴油发动机。也可以取代发动机20而使用通过蓄电体进行驱动的马达,另外还可以使用发动机和马达双方。发动机20的输出通过对向发动机20的缸内喷射的燃料量进行调整来控制。旋转传感器32检出发动机20内部的旋转轴的转数,并将所检出的转数的信号向第一处理装置30输出。
动力取出部22是将发动机20的输出分配给动力传递机构23和缸驱动部24的装置。
动力传递机构23是将来自发动机20的驱动力向前轮4a及后轮4b传递的机构,例如为变速器。动力传递机构23将输入轴21的旋转变速而向输出轴23a输出。
在动力传递机构23的输出轴23a上安装有用于对轮式装载机1的车速进行检出的车速检出部27。轮式装载机1包括车速检出部27。车速检出部27例如为车速传感器。车速检出部27检出输出轴23a的旋转速度,从而对由行驶装置4产生的轮式装载机1的移动速度进行检出。车速检出部27作为用于对输出轴23a的旋转速度进行检出的旋转传感器发挥功能。车速检出部27作为对由行驶装置4产生的移动进行检出的移动检出器发挥功能。车速检出部27将表示轮式装载机1的车速的检出信号向第一处理装置30输出。
缸驱动部24具有工作装置泵25及控制阀26。发动机20的输出经由动力取出部22向工作装置泵25传递。从工作装置泵25喷出的工作油经由控制阀26向动臂缸16及倾斜缸19供给。
传感器33对工作装置泵25的斜板的角度进行检出,并将检出的斜板角度的信号向第一处理装置30输出。另外,压力传感器34对工作装置泵25的排出压力进行检出,并将检出的排出压力的信号向第一处理装置30输出。
在动臂缸16上安装有用于对动臂缸16的油室内的液压进行检出的第一液压检出器。轮式装载机1包括第一液压检出器。第一液压检出器例如具有顶侧压力检出用的压力传感器28a和底侧压力检出用的压力传感器28b。
压力传感器28a安装于动臂缸16的顶侧。压力传感器28a能够对动臂缸16的缸顶侧油室内的工作油的压力(顶侧压力)进行检出。压力传感器28a将表示动臂缸16的顶侧压力的检出信号向第一处理装置30输出。
压力传感器28b安装于动臂缸16的底侧。压力传感器28b能够对动臂缸16的缸底侧油室内的工作油的压力(底侧压力)进行检出。压力传感器28b将表示动臂缸16的底侧压力的检出信号向第一处理装置30输出。
第一角度检出器29例如为安装于动臂销10的电位计。第一角度检出器29对表示动臂14的抬升角度(倾斜角度)的动臂角度进行检出。第一角度检出器29将表示动臂角度的检出信号向第一处理装置30输出。
具体来说,如图1所示,动臂角度θ为沿着从动臂销10的中心朝向铲斗销17的中心的方向延伸的直线LB相对于从动臂销10的中心朝向前方延伸的水平线LH的角度。将表示直线LB为水平的情况定义为动臂角度θ=0°。在直线LB与水平线LH相比位于上方的情况下将动臂角度θ设为正。在直线LB与水平线LH相比位于下方的情况下将动臂角度θ设为负。
需要说明的是,第一角度检出器29也可以是配置于动臂缸16的行程传感器。
第二角度检出器48例如为安装于支承销18a的电位计。第二角度检出器48对双臂曲柄18相对于动臂14的角度(双臂曲柄角度)进行检出,从而对表示铲斗6相对于动臂14的倾斜角度的铲斗角度进行检出。第二角度检出器48将表示铲斗角度的检出信号向第一处理装置30输出。铲斗角度例如是连结铲斗销17的中心与铲斗6的铲尖6a的直线与直线LB所成的角度。
需要说明的是,第二角度检出器48也可以是配置于倾斜缸19的行程传感器。
如图2所示,轮式装载机1在驾驶室5内具备由操作者操作的操作装置。操作装置包括前进后退切换装置49、加速操作装置51、动臂操作装置52、变速操作装置53、铲斗操作装置54及制动操作装置58。
前进后退切换装置49包括前进后退切换操作构件49a和前进后退切换检出传感器49b。前进后退切换操作构件49a由操作者操作以指示车辆的前进及后退的切换。前进后退切换操作构件49a能够切换为前进(F)、中立(N)及后退(R)各位置。前进后退切换检出传感器49b对前进后退切换操作构件49a的位置进行检出。前进后退切换检出传感器49b将由前进后退切换操作构件49a的位置表示的前进后退指令的检出信号(前进、中立、后退)向第一处理装置30输出。前进后退切换装置49包括能够对前进(F)、中立(N)及后退(R)进行切换的前进后退切换杆。
加速操作装置51包括加速操作构件51a和加速操作检出部51b。加速操作构件51a由操作者操作以设定发动机20的旋转、扭矩等输出中的任意方。加速操作检出部51b对加速操作构件51a的操作量(加速操作量)进行检出。加速操作检出部51b将表示加速操作量的检出信号向第一处理装置30输出。
制动操作装置58包括制动操作构件58a和制动操作检出部58b。制动操作构件58a由操作者操作以对轮式装载机1的减速力进行操作。制动操作检出部58b对制动操作构件58a的操作量(制动操作量)进行检出。制动操作检出部58b将表示制动操作量的检出信号向第一处理装置30输出。作为制动操作量,也可以使用制动油的压力。
动臂操作装置52包括动臂操作构件52a和动臂操作检出部52b。动臂操作构件52a由操作者操作,以使动臂14进行上升动作或下降动作。动臂操作检出部52b对动臂操作构件52a的位置进行检出。动臂操作检出部52b将由动臂操作构件52a的位置表示的动臂14的上升指令或下降指令的检出信号向第一处理装置30输出。
变速操作装置53包括变速操作构件53a和变速操作检出部53b。变速操作构件53a由操作者操作以对动力传递机构23中的从输入轴21向输出轴23a的变速进行控制。变速操作检出部53b对变速操作构件53a的位置进行检出。变速操作检出部53b将由变速操作构件53a的位置表示的变速的检出指令向第一处理装置30输出。
铲斗操作装置54包括铲斗操作构件54a和铲斗操作检出部54b。铲斗操作构件54a由操作者操作以使铲斗6进行挖掘动作或卸料动作。铲斗操作检出部54b对铲斗操作构件54a的位置进行检出。铲斗操作检出部54b将由铲斗操作构件54a的位置表示的铲斗6的倾斜方向或卸料方向的动作指令的检出信号向第一处理装置30输出。
第一处理装置30由包括RAM(Random Access Memory)、ROM(Read Only Memory)等存储装置、以及CPU(Central Processing Unit)等运算装置的微型计算机构成。第一处理装置30也可以作为对发动机20、工作装置3(动臂缸16、倾斜缸19等)、动力传递机构23、显示部40等的动作进行控制的轮式装载机1的控制器的功能的一部分来实现。
轮式装载机1还具有显示部40以及输出部45。显示部40是配置于驾驶室5的由操作者进行目视确认的监视器。显示部40显示由第一处理装置30测量出的搬运作业信息。
输出部45向设置于轮式装载机1的外部的服务器(第二处理装置70(控制器))输出搬运作业信息。输出部45例如也可以具有无线通信等通信功能,并与第二处理装置70的输入部71进行通信。或者,输出部45例如也可以是第二处理装置70的输入部71能够访问的便携存储装置(存储卡等)的接口。第二处理装置70具有起监视功能的显示部75,并能够显示从输出部45输出的搬运作业信息。第二处理装置70于第一处理装置30同样地由例如包括RAM、ROM等存储装置、以及CPU等运算装置的微型计算机构成。
第一角度检出器29、第二角度检出器48、作为第一液压检出器的压力传感器28a、28b、前进后退切换检出传感器49b、动臂操作检出部52b以及铲斗操作检出部54b包含于作业状况检测部。作业状况检测部检测与工作装置3的作业状况相关的信息。
作业状况例如包括空载前进、挖掘、载货后退、载货前进、排土、后退、动臂下降、单纯行驶。
另外,与工作装置3的作业状况相关的信息包括与由前进后退切换操作构件49a的位置表示的前进后退指令的检出信号(前进、中立、后退)、动臂14的动作指令的检出信号(上升、中立、下降)、铲斗6的动作指令的检出信号(卸料、中立、倾斜)、以及动臂缸16的压力检出信号(顶侧压力与底侧压力的压力差)相关的信息。
关于作业状况、以及与工作装置3的作业状况相关的信息,在后文使用图7详细进行说明。
旋转传感器32、传感器33、压力传感器34、加速操作检出部51b等包含于牵引力检测部。牵引力检测部检测与行驶装置4的牵引力相关的信息。
<第一处理装置30内的功能块>
图2所示的第一处理装置30具有基于由上述作业状况检测部检测出的信息来判别工作装置3的作业状况的功能。第一处理装置30具有在作业状况中的挖掘的判别切换时进行动臂压力(由压力传感器28a检出的顶侧压力与由压力传感器28b检出的底侧压力的压力差且为实施了平滑化处理后的输出值)的校正的切换的功能。
另外,第一处理装置30具有在判别为作业状况为挖掘的情况下对动臂压力进行校正以计算动臂缸的校正后压力的功能。第一处理装置30具有基于上述校正后压力来计算铲斗6内的装载重量的功能。
另外,第一处理装置30具有基于与由牵引力检测部32~34、51b检测出的牵引力相关的信息来计算动臂压力所包含的牵引压力的功能。第一处理装置30具有通过从动臂压力减去上述牵引压力来校正动臂压力从而计算动臂缸的校正后压力的功能。第一处理装置30具有基于上述校正后压力来计算铲斗6内的瞬时载荷的功能。
以下,对具有上述功能的第一处理装置30的功能块进行说明。
图3是示出第一处理装置内的功能块的图。如图3所示,第一处理装置30主要具有例如作业状况判别部30a、动臂压力校正部30b、装载重量计算部30c、牵引压力计算部30d、装载重量输出部30e、装载重量累计部30f、累计值输出部30g、动臂角检测部30h、压力差检测部30i、以及存储部30j。
作业状况判别部30a判别工作装置3的作业状况。作业状况判别部30a取得与由作业状况检测部检测出的工作装置3的作业状况相关的信息。作为一例,作业状况判别部30a取得从前进后退切换装置49输出的前进后退指令的检出信号、从动臂操作装置52输出的动臂14的动作指令的检出信号、从铲斗操作装置54输出的铲斗6的动作指令的检出信号、以及从压力传感器28b输出的动臂缸16的压力检出信号。
作业状况判别部30a基于与所取得的作业状况相关的信息,参照图7所示的表来判别作业状况。关于该作业状况的判别,在后文使用图7进行详细说明。
作业状况判别部30a将表示判别出的作业状况的信号向动臂压力校正部30b输出。
另一方面,压力差检测部30i基于从压力传感器28a输出的表示动臂缸16的顶侧压力的检出信号、以及从压力传感器28b输出的表示动臂缸16的底侧压力的检出信号,计算动臂缸16的顶侧压力与底侧压力的压力差。另外,压力差检测部30i对计算出的压力差实施平滑化处理。平滑化处理是包括过去检出值在内进行累计平均的手法,可以利用低通滤波器等进行。压力差检测部30i将上述平滑化处理后的压力差的信号(动臂压力的信号)向动臂压力校正部30b输出。
牵引压力计算部30d基于由旋转传感器32检出的发动机20内部的旋转轴的转数、由传感器33检出的工作装置泵25的斜板的角度、由压力传感器34检出的工作装置泵25的排出压力、由加速操作检出部51b检出的加速操作构件51a中的操作量等来计算牵引压力。牵引压力计算部30d将所计算出的牵引压力的信号向动臂压力校正部30b输出。
动臂压力校正部30b取得从作业状况判别部30a输出的表示作业状况的信号、从压力差检测部30i输出的动臂压力的信号、以及从牵引压力计算部30d输出的牵引压力的信号。动臂压力校正部30b在由作业状况判别部30a判别出的作业状况为挖掘的情况下,对动臂压力进行校正以计算动臂缸16的校正后压力。
关于动臂压力的校正,在后文使用图10以及图11进行详细说明。
由动臂压力校正部30b计算出的上述校正后压力的信号向装载重量计算部30c输出。
装载重量计算部30c基于从动臂角检测部30h输出的动臂角度信号、以及由动臂压力校正部30b计算出的上述校正后压力的信号来计算铲斗6内的装载重量(或者瞬时载荷)。
动臂角检测部30h接受从第一角度检出器29输出的表示动臂角度的检出信号以计算动臂角度,并将该计算出的动臂角度的信号向装载重量计算部30c输出。
关于装载重量计算部30c中的装载重量(或者瞬时载荷)的计算方法,在后文使用图4以及图5进行详细说明。由装载重量计算部30c计算出的铲斗6内的装载重量(或者瞬时载荷)的信号向装载重量输出部30e输出。
装载重量输出部30e将由装载重量计算部30c计算出的装载重量(或者瞬时载荷)的信号向装载重量累计部30f、存储部30j以及显示部40输出。存储部30j存储从装载重量输出部30e输出的装载重量。显示部40将装载重量或瞬时载荷显示于画面等。另外,装载重量输出部30e也可以将装载重量(或者瞬时载荷)的信号向输出部45(图2)输出。输出至输出部45的装载重量(或者瞬时载荷)的信号也可以向第二处理装置70输出,并显示于第二处理装置70的显示部75。如上所述,显示部40、75分别显示铲斗内的载荷。
装载重量累计部30f接受来自装载重量输出部30e的装载重量信号,将本次的装载重量累计于在存储部30j中存储的之前的装载重量。装载重量累计部30f将所累计的装载重量的累计值的信号向累计值输出部30g输出。
累计值输出部30g接受来自装载重量累计部30f的累计值信号,将由装载重量累计部30f累计的累计值信号向存储部30j及显示部40输出。存储部30j存储从累计值输出部30g输出的装载重量的累计值。显示部40将装载重量的累计值显示于画面等。另外,累计值输出部30g也可以将累计值信号向输出部45(图2)输出。输出至输出部45的累计值信号也可以向第二处理装置70输出,并由第二处理装置70的显示部75显示。
<瞬时载荷的计算方法>
接下来,首先说明瞬时载荷的计算方法的概略。
图4示出各瞬时载荷下的动臂角θ与压力差Pτ的关系的一例。在图4中,曲线A、B、C分别表示铲斗6为空、1/2装载、满载的情况。能够基于预先测量的两个以上的瞬时载荷下的动臂角θ与压力差Pτ的关系的曲线图。如图5所示求出各动臂角θ下的瞬时载荷与压力差Pτ的关系的曲线图。因此,若判明动臂角θ和压力差Pτ,则能够求出各压力差采样时的瞬时载荷。
例如,如图4所示,若在某时刻mk下动臂角θ=θk、压力差Pτ=Pτk,则能够根据图5求出瞬时载荷WN。即,图5是示出动臂角θ=θk的压力差与瞬时载荷W的关系的曲线图。在此,PτA为动臂角θ=θk时铲斗6为空的情况下的压力差。WA为动臂角θ=θk时空载的瞬时载荷。另外,PτC为动臂角θ=θk时铲斗6为满载的情况下的压力差。WC为动臂角θ=θk时满载的瞬时载荷。在Pτk位于PτA与PτC之间的情况下进行线性插补,从而确定瞬时载荷WN。或者基于预先存储有这样的关系的数值表,也能够求出瞬时载荷WN。
<挖掘装入动作及其判断>
本实施方式的轮式装载机1执行将砂土等挖掘对象物挖取到铲斗6中的挖掘动作和将铲斗6内的货物(挖掘对象物100)装入自卸卡车200的货箱(被装入对象)等搬运机械中的装入动作。图6是示出构成基于实施方式的轮式装载机1进行的挖掘动作及装入动作的一系列工序的例子的示意图。轮式装载机1重复地依次进行以下多个工序以对挖掘对象物100进行挖掘,并将挖掘对象物100装入自卸卡车200等搬运机械。
如图6的(A)所示,轮式装载机1朝向挖掘对象物100前进。在该空载前进工序中,操作者操作动臂缸16及倾斜缸19,使工作装置3成为动臂14的前端位于较低位置且铲斗6朝向水平的挖掘姿态,使轮式装载机1朝向挖掘对象物100前进。
如图6的(B)所示,操作者使轮式装载机1前进,直到铲斗6的铲尖6a陷入挖掘对象物100。在该挖掘(伸入)工序中,铲斗6的铲尖6a陷入挖掘对象物100。
如图6的(C)所示,之后操作者操作动臂缸16以使铲斗6上升,并操作倾斜缸19以使铲斗6倾斜。通过该挖掘(挖取)工序,如图中的曲线箭头所示,铲斗6沿着铲斗轨迹L上升,挖掘对象物100被挖取到铲斗6内。由此执行对挖掘对象物100进行挖取的挖掘作业。
根据挖掘对象物100的种类,存在仅使铲斗6倾斜一次则挖取工序完成的情况。或者,在挖取工序中也存在重复进行使铲斗6倾斜、中立并再次使之倾斜的动作的情况。
如图6的(D)所示,在挖掘对象物100被挖取到铲斗6后,操作者在载货后退工序中使轮式装载机1后退。操作者可以使轮式装载机1一边后退一边使动臂上升,也可以在图6的(E)中使轮式装载机1一边前进一边使动臂上升。
如图6的(E)所示,操作者一边维持使铲斗6上升的状态或一边使铲斗6上升一边使轮式装载机1前进以与自卸卡车200接近。通过该载货前进工序,铲斗6位于自卸卡车200的货箱的大致正上方。
如图6的(F)所示,操作者在规定位置使铲斗6卸料,将铲斗6内的货物(挖掘对象物)装入自卸卡车200的货箱。该工序是所谓的排土工序。之后,操作者一边使轮式装载机1后退一边使动臂14下降以使铲斗6恢复为挖掘姿态。
以上是进行挖掘装入作业的一个循环的典型工序。
图7是示出构成轮式装载机1的挖掘作业及装入作业的一系列工序的判断方法的表。
在图7示出的表中,最上方的“作业工序”这行示出图6的(A)~图6的(F)所示的作业工序的名称。其下方的“前进后退切换杆”、“工作装置操作”及“工作装置缸压力”这行示出为了判断当前的作业工序是哪个工序而第一处理装置30(图2、图3)使用的各种判断条件。
更详细来说,“前进后退切换杆”这行以圆圈示出关于前进后退切换杆的判断条件。
“工作装置操作”这行以圆圈示出操作者针对工作装置3的操作的判断条件。更详细来说,在“动臂”这行示出与针对动臂14的操作相关的判断条件,“铲斗”这行示出与针对铲斗6的操作相关的判断条件。
“工作装置缸压力”这行示出关于工作装置3的液压缸当前的液压、例如动臂缸16的缸底侧室的液压的判断条件。在此,关于液压预先设定四个基准值A、B、C、P,根据该基准值A、B、C、P定义多个压力范围(低于基准值P的范围、从基准值A到C的范围、从基准值B到P的范围、低于基准值C的范围),这些压力范围作为上述判断条件而设定。四个基准值A、B、C、P的大小为A>B>C>P。
通过使用以上的各作业工序的“前进后退切换杆”、“动臂”、“铲斗”、“工作装置缸压力”的判断条件的组合,从而第一处理装置30能够判别当前进行的工序为哪个工序。
以下说明进行图7所示的控制的情况下的第一处理装置30的具体动作。
与图7所示的各作业工序对应的“前进后退切换杆”、“动臂”、“铲斗”及“工作装置缸压力”的判断条件的组合预先保存在存储部30j(图2)中。第一处理装置30基于来自前进后退切换装置49的信号掌握当前选择的前进后退切换杆(F、N、R)。第一处理装置30基于来自动臂操作检出部52b的信号掌握针对动臂14的当前操作的种类(下降、中立或上升)。第一处理装置30基于来自铲斗操作检出部54b的信号掌握针对铲斗6的当前操作的种类(卸料、中立或倾斜)。此外,第一处理装置30基于来自图2所示的压力传感器28b的信号掌握动臂缸16的缸底侧室的当前液压。
第一处理装置30将所掌握的当前的前进后退切换杆、动臂操作种类、铲斗操作种类及提升缸液压的组合(即当前的作业状态)和与预先存储的各作业工序对应的“前进后退切换杆”、“动臂”、“铲斗”及“工作装置缸压力”的判断条件的组合进行对照。作为该对照处理的结果,第一处理装置30判断与当前的作业状态最为一致的判断条件的组合与哪个作业工序对应。
在此,与图6所示的挖掘装入动作对应的判断条件的组合具体如下。
在空载前进工序中,前进后退切换杆为F,动臂操作与铲斗操作均为中立,工作装置缸压力低于基准值P。
在挖掘(伸入)工序中,前进后退切换杆为F,动臂操作与铲斗操作均为中立,工作装置缸压力为基准值A到C的范围。电可以代替前进后退切换杆而将作业工具(铲斗、动臂)的操作作为参数。
在挖掘(挖取)工序中,前进后退切换杆为F或R,动臂操作为上升或中立,铲斗操作为倾斜,工作装置缸压力为基准值A到C的范围。关于铲斗操作,也可以进一步追加倾斜与中立交替重复的判断条件。这是由于,根据挖掘对象物的状态存在重复进行使铲斗6倾斜、中立并再次使之倾斜的动作的情况。
在载货后退工序中,前进后退切换杆为R,动臂操作为中立或上升,铲斗操作为中立,工作装置缸压力为基准值B到P的范围。也可以在基于前进后退切换杆的判断以外,进行基于实际车速的判断。
在载货前进工序中,前进后退切换杆为F,动臂操作为上升或中立,铲斗操作为中立,工作装置缸压力为基准值B到P的范围。
在排土工序中,前进后退切换杆为F,动臂操作为上升或中立,铲斗操作为卸料,工作装置缸压力为基准值B到P的范围。
在后退、动臂下降工序中,前进后退切换杆为R,动臂操作为下降,铲斗操作为倾斜,工作装置缸压力低于基准值P。
<装载重量的流程>
本实施方式的轮式装载机1在上述的挖掘装入动作中测量铲斗6内的装载重量且计算装载重量的累计值。
图8是示出包括上述挖掘装入动作中的装载重量的测量方法的作业机械的控制方法的第一流程图。
如图6、图7所示,轮式装载机1在挖掘装入动作中进行一系列的动作。为了知晓挖掘装入的一系列的动作中的当前的作业状况,取得与作业状况相关的信息(步骤S1:图8)。
例如如图3所示,该与作业状况相关的信息是从前进后退切换装置49输出的前进后退指令的检出信号、从动臂操作装置52输出的动臂14的动作指令的检出信号、从铲斗操作装置54输出的铲斗6的动作指令的检出信号、动臂缸16的压力检出信号等。这些与作业状况相关的信息向作业状况判别部30a输入。
作业状况判别部30a基于所取得的与作业状况相关的信息,参照图7所示的表来判别作业状况(步骤S2:图8)。该作业状况的判别的结果为,在判断为作业状况为挖掘的情况下,对动臂压力(由压力传感器28a检出的顶侧压力与由压力传感器28b检出的底侧压力的压力差且为实施了平滑化处理后的输出值)进行校正(步骤S3:图8)。
作为动臂压力的校正,例如进行以下的第一校正以及第二校正中的任意校正。
首先,在第一校正中,如图10所示,在判别为作业状况为挖掘的情况下,以动臂压力成为参考值的方式校正动臂压力。在此,参考值包括无效值和规定值。参考值例如是“0”的无效值。但是,参考值也可以是“0”以外的规定值。参考值可以反映于显示值。具体地说,在作业状况中的挖掘的判别发生切换之前,可以以将上述参考值显示于显示部40、75的方式控制器(第一处理装置30、第二处理装置70)对显示部40、75进行控制。
另外,在第一校正中,在从作业状况从挖掘向载货后退切换的时刻起至载货后退中途的规定的时机时间,对动臂压力实施上述平滑化处理,从而动臂压力以从上述参考值逐渐增加而变得与测量值相同的方式被校正。
另外,在第一校正中,在动臂压力变得与测量值相同之后,在装入结束为止动臂压力成为未被校正的测量值。测量值可以反映于显示值。具体地说,在切换为作业状况为挖掘的判别之后,可以以上述测量值(基于缸压力计算出的载荷)显示于显示部40、75的方式,控制器(第一处理装置30、第二处理装置70)对显示部40、75进行控制。
接下来,在第二校正中,如图11所示,以从动臂压力减去基于牵引力所计算出的牵引压力的方式校正动臂压力。
另外,在第二校正中,在检出牵引力的期间,从动臂压力减去牵引压力。因此在作业状况从挖掘向载货后退切换之后也检出牵引力的情况下,可以将该牵引压力从动臂压力减去。
另外,在第二校正中,在检测不到牵引力的时刻至装入为止,动臂压力成为未被校正的测量值。
上述中的牵引力如下那样计算。
首先,在发动机与变速器之间不使用变矩器的直接变速车辆中的牵引力通过以下的式(1)来进行计算。
牵引力[N]={(发动机输出轴扭矩[N·m]-泵负荷扭矩[N·m])×变速器减速比×差速器减速比×末端减速比×扭矩效率}/轮胎有效直径[m]···(1)
另外,在发动机与变速器之间使用变矩器的车辆中的牵引力通过以下的式(2)来计算。
牵引力[N]={(发动机转数[rpm]/1000)2×tp[N·m/rpm2]×t×变速器减速比×差速器减速比×末端减速比×扭矩效率}/轮胎有效直径[m]···(2)
另外,具备多个行驶马达的HST(Hydro-Static Transmission)车辆中的牵引力通过以下的式(3)来计算。
牵引力[kN]=β×F_max×R0/R···(3)
上述式(3)中的β由以下的式(4)表示。
β={P×(Rm1×q1+Rm2×q2)}/{Pco×(Rm1×q1_max+Rm2×q2_max)}···(4)
在式(1)~(3)中的括号[]内示出单位。另外,式(2)中的tp为原始扭矩系数,t为扭矩比。原始扭矩系数tp以及扭矩比t均为变速器的特性值。
另外,式(3)中的F_max为最大牵引力(单位:kN),R0为默认负荷半径(单位:m),R为轮胎负荷半径(单位:m)。
另外,式(4)中的P为HST驱动压力差(单位:MPa),Rm1为第一马达的减速比,q1为第一马达的容量(单位:cc/rev),Rm2为第二马达的减速比,q2为第二马达的容量(单位:cc/rev)。
另外,式(4)中的Pco为HST截止压力差(单位:MPa),q1_max为第一马达的最大容量(单位:cc/rev),q2_max为第二马达的最大容量(单位:cc/rev)。
式(1)中的发动机输出轴扭矩通过图2所示的发动机20中的喷射量与发动机转数的组合而取得。发动机20中的喷射量基于由加速操作检出部51b检出的加速操作构件51a中的操作量来计算。发动机转数通过利用旋转传感器32对图2所示的发动机20的内部的旋转轴的转数进行检测而得到。根据这样得到的发动机转数和喷射量,通过参照与发动机20中的发动机转数与喷射量的组合相关的表来取得发动机输出轴扭矩。
式(1)中的泵负荷扭矩根据图2所示的工作装置泵25的泵容量和排出压力来计算。工作装置泵25的泵容量通过由图2所示的传感器33检测工作装置泵25的斜板的角度来计算。工作装置泵25的排出压力由图2所示的压力传感器34检出。
式(2)中的发动机转数通过利用旋转传感器32对图2所示的发动机20的内部的旋转轴的转数进行检测而得到。
式(1)、(2)中的变速器减速比、差速器减速比、末端减速比、扭矩效率、tp、t分别为常数。
如图3所示,由上述第一校正或第二校正计算出的校正后压力的信号从动臂压力校正部30b向装载重量计算部30c输出。装载重量计算部30c基于从动臂角检测部30h输出的动臂角度信号、以及由动臂压力校正部30b计算出的上述校正后压力的信号,将瞬时载荷计算为铲斗6内的装载重量(步骤S4:图8)。瞬时载荷如在上述中使用图4以及图5所说明的那样来计算。
需要说明的是,在作业状况由作业状况判别部30a判别为挖掘以外的情况(步骤S2:图8)下,如图3所示,动臂压力校正部30b将从压力差检测部30i输出的动臂缸16的顶侧压力与底侧压力的压力差的信号(动臂压力的信号)不进行校正而向装载重量计算部30c输出。装载重量计算部30c基于上述动臂压力的信号、以及从动臂角检测部30h输出的动臂角度信号来计算铲斗6内的瞬时载荷(步骤S4:图8)。
如上所述,在第一校正以及第二校正双方中,在判别为作业状况从挖掘切换为其他方面(例如载货后退)时,进行动臂压力的校正的切换。在第一校正以及第二校正双方中,在判别为作业状况从挖掘切换为例如载货后退时,动臂压力校正部30b将动臂压力的信号在不经校正的情况下向装载重量计算部30c输出。
但是,在第二校正的情况下,动臂压力校正部30b通过牵引力检测部32~34、51b检测牵引力,并在基于牵引力所计算出的牵引压力向动臂压力校正部30b输出的期间,即使为载货后退,也可以对动臂压力进行校正,并将校正后压力向装载重量计算部30c输出。
如图3所示,由装载重量计算部30c计算出的瞬时载荷从装载重量计算部30c向装载重量输出部30e输出。装载重量输出部30e将瞬时载荷向显示部40输出。由此,显示部40实时地显示瞬时载荷(步骤S5:图8)。
在轮式装载机1在载货后退中后退规定的距离后,操作者进行从载货后退至载货前进的切换操作。通过图3所示的作业状况判别部30a来判别作业状况是否已从载货后退切换为载货前进(步骤S6:图8)。
从载货后退向载货前进的转变的检测例如通过操作者是否将图2所示的前进后退切换装置49的前进后退切换操作构件49a从后退(R)的位置操作至前进(F)的位置来进行。在从载货后退切换为载货前进的情况下,从图3所示的前进后退切换装置49(前进后退切换检出传感器49b)向作业状况判别部30a输出表示前进的信号(前进后退切换信号)。因此作业状况判别部30a能够基于该前进信号来检测从载货后退切换为载货前进的情况。
另外,从载货后退向载货前进的转变的检测例如也可以通过由图2所示的车速检出部27检测到的轮式装载机1的移动速度的检测来进行。在载货后退切换为载货前进的情况下,由车速检出部27检测的轮式装载机1的移动速度从后退方向的速度变为前进方向的速度。因此,图3所示的作业状况判别部30a能够基于从车速检出部27输出的表示前进的轮式装载机1的移动速度的信号(前进后退切换信号)来检测从载货后退切换为载货前进的情况。
另外,也可以通过摄像装置来拍摄轮式装载机1的行驶状态,并基于该摄像图像来检测从载货后退切换为载货前进的情况。
在由作业状况判别部30a判别为作业状况从载货后退切换为载货前进的情况下,从载货后退切换为载货前进的时刻的瞬时载荷被作为装载重量来计算(步骤S7:图8)。
在该情况下,与上述同样地,如图3所示,动臂压力校正部30b将从压力差检测部30i输出的动臂缸16的顶侧压力与底侧压力的压力差的信号(动臂压力的信号)不经校正而向装载重量计算部30c输出。装载重量计算部30c基于上述动臂压力的信号、以及从动臂角检测部30h输出的动臂角度信号来将铲斗6内的瞬时载荷计算为装载重量。
由装载重量计算部30c计算出的装载重量从装载重量计算部30c向装载重量输出部30e输出。装载重量输出部30e将装载重量向显示部40输出。由此,在显示部40将装载重量作为固定值进行显示(步骤S8:图8)。该装载重量在从检测到从载货后退至载货前进的切换的时刻起至判别为作业状况为装入为止,作为固定值持续显示于显示部40。
另外,装载重量输出部30e将装载重量向存储部30j输出。存储部30j存储从装载重量输出部30e输出的装载重量。
上述的挖掘装入动作反复进行。基于针对每一次的挖掘装入动作输出的装载重量,来累计装载重量。
如图3所示,装载重量的累计由装载重量累计部30f进行。装载重量累计部30f向存储于存储部30j的至上次为止的装载重量的累计值自动地累计本次的装载重量(换句话说,自动地累计多个装载重量)。累计后的累计值从装载重量累计部30f输出并向累计值输出部30g输入。累计后的累计值由累计值输出部30g存储于存储部30j,并显示于显示部40,另外显示于第二处理装置70的显示部75。
操作者能够在上述的重复进行的挖掘装入动作中,确认通过图8的步骤S5而实时地显示于显示部40的瞬时载荷。具体地说,操作者能够在上述挖掘装入动作中的挖掘刚结束后(载货后退刚开始后)在显示部40确认瞬时载荷。操作者在向被装入对象(例如自卸卡车の货箱)装入了该瞬时载荷的情况下,判断装载重量的累计值是否超过被装入对象中的可装入容量。操作者在判断为装载重量的累计值超过被装入对象中的可装入容量的情况下,将铲斗6内的货物的一部分在挖掘场地或其附近丢弃。由此,以装载重量的累计值不超过被装入对象中的可装入容量的方式对瞬时载荷进行调整。
操作者在如上述那样调整了瞬时载荷后,进行操作以使轮式装载机1从挖掘场地后退(载货后退)。接着,轮式装载机1在后退规定距离后切换为载货前进,并在接近了被装入对象时对铲斗6进行卸料,从而将铲斗6内的货物(挖掘对象物)装入自卸卡车200的货箱上。由此,能够在不超过自卸卡车的装入容量的情况下结束上述挖掘装入动作。
如上所述,进行本实施方式的包括挖掘装入动作中的装载重量的测量以及累计的作业机械的控制。
图9是示出包括上述挖掘装入动作中的装载重量的测量方法的作业机械的控制方法的第二流程图。图9所示的第二流程与上述的从动臂压力减去牵引压力的校正相关。
如图9所示,在第二流程中,与图8所示的第一流程同样地,轮式装载机1在挖掘装入动作中进行一系列的动作。为了知晓该挖掘装入的一系列的动作中的当前的作业状况,取得与作业状况相关的信息(步骤S1)。
例如如图3所示,该与作业状况相关的信息为从前进后退切换装置49输出的前进后退指令的检出信号、从动臂操作装置52输出的动臂14的动作指令的检出信号、从铲斗操作装置54输出的铲斗6的动作指令的检出信号、动臂缸16的压力检出信号等。这些与作业状况相关的信息向作业状况判别部30a输入。
作业状况判别部30a基于所取得的与作业状况相关的信息,参照图7所示的表来判别作业状况(步骤S2)。在该作业状况的判别的结果判断为作业状况为挖掘的情况下,检测与牵引力相关的信息(步骤S11)。例如如图2所示,与牵引力相关的信息包括由旋转传感器32检出的发动机20内部的旋转轴的转数、由传感器33检出的工作装置泵25的斜板的角度、由压力传感器34检出的工作装置泵25的排出压力、由加速操作检出部51b检出的加速操作构件51a中的操作量等。
基于该与牵引力相关的信息并使用上式(1)、(2)或(3)来计算牵引力,基于该牵引力来计算牵引压力(步骤S12)。接着,基于所计算出的牵引压力来校正动臂压力(步骤S3)。
之后的工序与上述的第一流程相同,因而不重复其说明。
在该第二流程的情况下,由于在检测牵引力的期间中校正动臂压力,因此不需要判别作业状况的工序。
<显示部40中的显示内容>
图12的(A)~(D)是示出显示部40中的显示内容的变化的图。如图12的(A)所示,在判别为作业状况为空载前进以及挖掘时的情况下,在显示部40显示铲斗6内的目标装载重量。例如,在显示部40中的“本次”的圆弧形状的显示仪表部,沿着圆弧形状延伸至“100%”的目标的装载重量%以补充的方式进行显示。
如图12的(B)所示,在判别为作业状况为载货后退的情况下,在显示部40显示铲斗6内的当前的瞬时载荷。例如,在显示部40中的“本次”的圆弧形状的显示仪表部,沿着圆弧形状延伸的当前的瞬时载荷%实时地显示。
操作者确认显示部40,在载货后退时的当前的瞬时载荷超过目标的装载重量%(例如100%)的情况下,进行从铲斗6丢弃货物的一部分的操作。由此,能够调整铲斗6内的载荷。此时的瞬时载荷例如以第一色彩显示。
如图12的(C)所示,将在检测到作业状况从载货后退切换为载货前进的时刻所计算出的瞬时载荷作为固定值的装载重量显示于显示部40。该作为固定值的装载重量在从检测到从载货后退向载货前进的切换的时刻起至检测到装入为止持续显示于显示部40。
例如,在显示部40中的“本次”的圆弧形状的显示仪表部,沿着圆弧形状延伸的装载重量%作为固定值进行显示。在载货后退切换为载货前进的时刻,铲斗6内的载荷的测定值稳定。因此,能够进行误差较小的测定值的显示。
该作为固定值的装载重量以与瞬时载荷的显示中的第一色彩不同的第二色彩进行显示。由此,操作者能够凭借视觉容易地识别显示了作为固定值的装载重量的情况。
如图12的(D)所示,显示装入被装入对象的装载重量的累计值、以及从被装入对象中的可装入容量减去装载重量的累计值而得的差值。例如,在显示部40中的“剩余”的圆弧形状的显示仪表部,装入被装入对象的装载重量的累计值以沿着圆弧形状延伸的方式进行显示。另外,在“剩余”的显示之下,从被装入对象中的可装入容量减去装载重量的累计值而得的插以数值形式进行显示。
<动臂角度、动臂底侧压力、瞬时载荷以及装载重量的变化>
本发明者对本实施方式的轮式装载机1的挖掘装入的一系列动作中的动臂角度、动臂缸压力差、瞬时载荷以及装载重量的变化进行了调查。在图13中示出其结果。
根据图13的结果可知,动臂角度、动臂缸压力差以及瞬时载荷分别在挖掘时以及排土时大幅变化。另外可知,动臂角度、动臂缸压力差以及瞬时载荷分别在载货后退时的前半段也大幅变化。与此相对,在载货后退时的后半段以及载货前进时,分别将动臂角度、动臂缸压力差以及瞬时载荷各自的经时变化抑制得较小。特别是在从载货后退切换为载货前进之前,可知动臂缸压力差以及瞬时载荷各自的经时变化极小,且动臂缸压力差以及瞬时载荷分别稳定。
<实施方式中的效果>
在本实施方式中,如图13所示,在挖掘时,动臂缸压力差(动臂压力)的经时变动较大。因此,在本实施方式中,在判别为作业状况为挖掘的情况下,校正动臂压力,并基于该校正后压力来计算铲斗6内的瞬时载荷。由此,能够在挖掘中或挖掘刚结束后,知晓铲斗6内的瞬时载荷是否超过被装入对象(例如自卸卡车的货箱)的装入容量。因而,能够缩短为了丢弃铲斗6内的货物的一部分而向挖掘场地返回的时间,能够抑制作业时间的增大。
另外,如上所述,由于能够缩短向挖掘场地返回的时间,因此不需要在残留铲斗6内的货物的一部分的状态下向被装入对象装入货物。因而,装入操作也变得容易。
如上述公报那样,也无需为了装载重量的测量而进行动臂上升操作。因此无需降下动臂,操作者的操作变得简单。
以上,根据本实施方式,能够实现能够以短的作业时间以及简单的操作来测量装载重量的作业机械以及包括作业机械的系统。
另外,在本实施方式中,如图2所示,轮式装载机1具有行驶装置4。因此能够基于行驶装置4的后退与前进的切换来判别作业状况是否为挖掘。
另外,在本实施方式中,如图10所示,在作业状况为挖掘的情况下,以动臂压力成为参考值(例如“0”)的方式对动臂压力进行校正,并基于该校正后压力来计算瞬时载荷。另外,在作业状况为载货后退的情况下,基于动臂压力的测量值来计算瞬时载荷。由此,防止操作者基于动臂压力的不稳定的挖掘时的测定载荷来进行是否丢弃铲斗6内的货物的判断。
另外,在本实施方式中,如图10所示,在判别为作业状况为挖掘的整个期间,以动臂压力成为参考值的方式进行校正。由此,能够防止在动臂压力的不稳定的挖掘时的整个期间操作者进行是否丢弃铲斗6内的货物的判断。
另外,在本实施方式中,如图11所示,通过从动臂压力减去牵引压力来校正动臂压力。对于挖掘时的动臂缸16的压力,作用因行驶装置4的行驶引起的牵引力。该牵引力成为使挖掘时的动臂压力变得不稳定的一个因素。因此通过以减去牵引力的方式来校正动臂压力,从而能够进行更准确的瞬时载荷的计算。
另外,在本实施方式中,如图2所示,设置有对由控制器(第一处理装置30、第二处理装置70)计算出的瞬时载荷进行通知的通知部(显示部40、75)。由此,操作者等能够对被通知的瞬时载荷进行确认,从而执行丢弃铲斗6内的货物等操作。
需要说明的是,通知部不仅仅局限于显示部40、75,也可以是利用声音进行通知的扬声器。
另外,在本实施方式中,如图10以及图11所示,控制器(第一处理装置30、第二处理装置70)在判断为作为作业状况开始了载货后退的情况下,将所计算出的瞬时载荷作为当前的载荷值实时地显示于显示部40、75。由此,在丢弃了铲斗6内的货物的情况下,操作者等能够立即确认丢弃了货物后的铲斗6内地瞬时载荷。因此,铲斗6内的载荷值的调整变得容易。
另外,在本实施方式中,如图10以及图11所示,控制器(第一处理装置30、第二处理装置70)将在从载货后退切换为载货前进的时刻所计算出的瞬时载荷作为装载重量,在从检测到上述切换额时刻起至进行装入的判别位置持续显示于显示部40、75。由此,操作者等容易确认装载重量。
另外,在本实施方式中,如图12的(A)~图12的(D)所示,显示部40、75显示目标装载重量(图12的(A))、瞬时载荷(图12的(B)))、装载重量(图12的(C))、以及装载重量的累计值、从可装入容量减去所述装载重量的累计值而得到的差值(图12的(D))。由此,操作者可以基于显示部40等的信息而在挖掘刚结束后丢弃铲斗6内的货物,并且容易目视确认上述装载重量、上述累计值以及上述差值。
作为前进后退切换传感器,例如可以使用基于GPS(Global Positioning System)的车速检出、使用了立体相机的车速检出、使用了变速器输出轴的旋转传感器的车速检出、使用了变速器输入轴的旋转传感器和变速器变速比的车速检出等。另外,前进后退切换传感器不限定于上述装置,总而言之只要是能够检出车身的行进方向的装置即可。
需要说明的是,在上述实施方式中,对根据动臂缸16的顶侧压力与底侧压力的压力差以及动臂角度来计算装载重量的情况进行了说明,但也可以根据动臂缸16的底侧压力以及动臂角度来计算装载重量。在该情况下,不需要图2中的压力传感器28a。
另外,在上述实施方式中,如图8以及图9所示,对控制器30、70在切换作业状况中的挖掘的判别时进行动臂压力的校正的切换的情况进行了说明,但也可以在切换作业状况中的挖掘的判别时,进行对铲斗6以及动臂14中的至少一方进行驱动的作业工具缸(动臂缸16、倾斜缸19)的缸压力的校正的切换。
另外,在上述实施方式中,如图8以及图9所示,对控制器30、70校正动臂压力以计算动臂缸16的校正后压力并基于该校正后压力来计算铲斗6内的瞬时载荷的情况进行了说明。本公开并不局限于此,也可以是,控制器30、70对驱动铲斗6以及动臂14中的至少一方的作业工具的作业工具缸(动臂缸16、倾斜缸19)的缸压力进行校正以计算校正后压力,并基于该校正后压力来计算铲斗6内的瞬时载荷。
另外,在上述实施方式中,如图8以及图9所示,对控制器30、70在判别为作业状况为挖掘的情况下以动臂压力成为参考值的方式校正动臂压力的情况进行了说明。本公开并不局限于此,也可以是,在判别为作业状况为挖掘的情况下,以对铲斗6以及动臂14中的至少一方的作业工具进行驱动的作业工具缸(动臂缸16,倾斜缸19)的缸压力成为参考值的方式来校正其缸压力。
另外,在上述实施方式中,如图9所示,对控制器30、70在判别为作业状况为挖掘的情况下,通过从动臂压力减去牵引压力来校正动臂压力,从而计算校正后压力的情况进行了说明。本公开并不局限于此,也可以是,控制器30、70在判别为作业状况为挖掘的情况下,通过从对铲斗6以及动臂14中的至少一方进行驱动的作业工具缸(动臂缸16、倾斜缸19)的缸压力减去牵引压力来校正其缸压力,从而计算校正后压力。
另外,在上述实施方式中,对图3所示的功能块30a~30j包括在第一处理装置30中的情况进行了说明,但这些功能块30a~30j也可以包括在图2所示的第二处理装置70中。在该情况下,前进后退切换装置49、车速检出部27、作为第一液压检出器的压力传感器28a、28b、第一角度检出器29及第二角度检出器48各自的检测信号也可以经由图2所示的输出部45向第二处理装置70输出。
另外,动臂操作装置52与铲斗操作装置54也可以是相互一体化而成的转向杆(单杆)。在该情况下,一个转向杆兼作为动臂操作装置52和铲斗操作装置54。
另外,图2所示的第二处理装置70也可以通过CAN(Controller Area Network:控域网)、LAN(Local Area Network:局域网)、无线LAN等在输出部45之间进行电信号/电波信号的收发。
另外,第二处理装置70也可以接受第一处理装置30的输入信息来进行运算。
另外,在上述实施方式中,作为应用上述实施方式的结构的作业车辆对图1所示的轮式装载机1进行了说明,但应用上述实施方式的结构的作业车辆除了轮式装载机1以外,也可以是具有铲斗6且能够前进后退的作业车辆,或者是例如反铲装载机等。
应该认为,此次公开的实施方式在全部方面均为例示,并非是限制性的内容。本发明的范围由技术方案示出而非上述的说明,旨在包含与技术方案等同的含义及范围内的全部变更。
附图标记说明:
1轮式装载机;2车身框架;3工作装置;4行驶装置;4a前轮;4b后轮;5驾驶室;6铲斗;6a铲尖;10动臂销;11前框架;12后框架;13转向缸;14动臂;15倾斜杆;16动臂缸;17铲斗销;18双臂曲柄;18a支承销;19倾斜缸;20发动机;21输入轴;22动力取出部;23动力传递机构;23a输出轴;24缸驱动部;25工作装置泵;26控制阀;27车速检出部;28a、28b、34压力传感器;29第一角度检出器;30第一处理装置;30a作业状况判别部;30b动臂压力校正部;30c装载重量计算部30d牵引压力计算部;30e装载重量输出部;30f装载重量累计部;30g累计值输出部;30h动臂角检测部;30i压力差检测部;30j存储部;32旋转传感器;33传感器;40、75显示部;45输出部;48第二角度检出器;49前进后退切换装置;49a前进后退切换操作构件;49b前进后退切换检出传感器;51加速操作装置;51a加速操作构件;51b加速操作检出部;52动臂操作装置;52a动臂操作构件;52b动臂操作检出部;53变速操作装置;53a变速操作构件;53b变速操作检出部;54铲斗操作装置;54a铲斗操作构件;54b铲斗操作检出部;58制动操作装置;58a制动操作构件;58b制动操作检出部;70第二处理装置;71输入部;100挖掘对象物;200自卸卡车。
Claims (16)
1.一种作业机械,其中,
所述作业机械具备:
工作装置,其具有铲斗、使所述铲斗升降的动臂及驱动所述铲斗和所述动臂中的至少一方的作业工具缸;
作业状况检测部,其检测与包括挖掘在内的作业状况相关的信息;
缸压力检测部,其检测所述作业工具缸的缸压力;以及
控制器,其基于由所述作业状况检测部检测到的所述信息来判别由所述工作装置进行的作业状况,并在作业状况中的挖掘的判别发生切换时,进行由所述缸压力检测部检测到的所述缸压力的校正的切换,
作业状况包括挖掘后的载货后退,
所述控制器在作业状况从挖掘切换为载货后退时进行所述缸压力的校正的切换。
2.根据权利要求1所述的作业机械,其中,
所述控制器在判别为作业状况为挖掘的情况下,对所述缸压力进行校正以计算所述作业工具缸的校正后压力,并基于所述校正后压力来计算所述铲斗内的瞬时载荷。
3.根据权利要求2所述的作业机械,其中,
所述作业机械还具备:
车身;
行驶装置,其安装于所述车身。
4.根据权利要求2所述的作业机械,其中,
所述控制器在判别为作业状况为挖掘的情况下,以所述缸压力成为参考值的方式对所述缸压力进行校正,并基于所述校正后压力来计算所述瞬时载荷,
所述控制器在判别为作业状况为挖掘后的载货后退的情况下,基于所述缸压力来计算所述瞬时载荷。
5.根据权利要求4所述的作业机械,其中,
所述控制器在判别为作业状况为挖掘的整个期间内,以所述缸压力成为参考值的方式对所述缸压力进行校正。
6.根据权利要求3所述的作业机械,其中,
所述作业机械还具备牵引力检测部,该牵引力检测部检测与所述行驶装置的牵引力相关的信息,
所述控制器在判别为作业状况为挖掘的情况下,基于由所述牵引力检测部检测出的与所述牵引力相关的信息来计算包含于所述缸压力的牵引压力,并通过从所述缸压力减去所述牵引压力来对所述缸压力进行校正,从而计算所述校正后压力。
7.一种作业机械,其中,
所述作业机械具备:
车身;
行驶装置,其安装于所述车身;
工作装置,其具有铲斗、使所述铲斗升降的动臂及驱动所述铲斗和所述动臂中的至少一方的作业工具缸;
牵引力检测部,其检测与所述行驶装置的牵引力相关的信息;
缸压力检测部,其检测所述作业工具缸的缸压力;以及
控制器,其基于由所述牵引力检测部检测出的与所述牵引力相关的信息来计算包含于所述缸压力的牵引压力,通过从所述缸压力减去所述牵引压力来对所述缸压力进行校正,从而计算所述作业工具缸的校正后压力,并基于所述校正后压力来计算所述铲斗内的瞬时载荷。
8.根据权利要求7所述的作业机械,其中,
所述作业机械还具备作业状况检测部,该作业状况检测部检测与包括挖掘在内的作业状况相关的信息。
9.根据权利要求2或7所述的作业机械,其中,
所述作业机械还具备通知部,该通知部通知由所述控制器计算出的所述瞬时载荷。
10.根据权利要求9所述的作业机械,其中,
所述通知部包括显示部,
所述控制器在判别为作业状况开始了挖掘后的载货后退的情况下,将基于所述缸压力所计算出的所述瞬时载荷作为当前的载荷值实时显示于所述显示部。
11.根据权利要求10所述的作业机械,其中,
所述控制器在从检测到从载货后退向载货前进的切换的时刻至检测到装入为止,将在作业状况从载货后退切换为载货前进的时刻所计算出的所述瞬时载荷作为装载重量持续显示于所述显示部。
12.根据权利要求11所述的作业机械,其中,
在判别为作业状况为挖掘的情况下,所述显示部显示所述铲斗内的目标装载重量,
在判别为作业状况为挖掘后的载货后退的情况下,所述显示部显示所述铲斗内的所述瞬时载荷,
在从检测到从载货后退向载货前进的切换的时刻至检测到装入为止,所述显示部将在作业状况从载货后退切换为载货前进的时刻所计算出的所述瞬时载荷作为装载重量持续显示,
在判别为作业状况为装入的情况下,所述显示部显示将装入被装入对象的所述装载重量的累计值、以及从被装入对象物中的可装入容量减去所述装载重量的累计值而得的差值。
13.根据权利要求1或7所述的作业机械,其中,
所述控制器在对由所述缸压力检测部检测到的所述缸压力实施平滑化处理之后进行所述缸压力的校正。
14.一种作业机械,其中,
所述作业机械具备:
工作装置,其具有铲斗、使所述铲斗升降的动臂及驱动所述铲斗和所述动臂中的至少一方的作业工具缸;
作业状况检测部,其检测与包括挖掘在内的作业状况相关的信息;
缸压力检测部,其检测所述作业工具缸的缸压力;
显示部,其显示所述铲斗内的载荷;以及
控制器,其基于由所述作业状况检测部检测到的所述信息来判别由所述工作装置进行的作业状况,在作业状况中的挖掘的判别发生切换之前,在所述显示部显示参考值,并在作业状况中的挖掘的判别发生切换之后,显示基于所述缸压力所计算出的载荷。
15.根据权利要求14所述的作业机械,其中,
所述参考值为规定值或无效值。
16.一种系统,其包括作业机械,其中,
所述系统具备:
车身;
行驶装置,其安装于所述车身;
工作装置,其具有铲斗、使所述铲斗升降的动臂及驱动所述铲斗和所述动臂中的至少一方的作业工具缸;
牵引力检测部,其检测与所述行驶装置的牵引力相关的信息;
缸压力检测部,其检测所述作业工具缸的缸压力;以及
控制器,其基于由所述牵引力检测部检测出的与所述牵引力相关的信息来计算包含于所述缸压力的牵引压力,通过从所述缸压力减去所述牵引压力来对所述缸压力进行校正,从而计算所述作业工具缸的校正后压力,并基于所述校正后压力来计算所述铲斗内的瞬时载荷。
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