CN112771230B - 作业机械 - Google Patents

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Abstract

本发明的课题在于，不为了机体的倾斜角度检测来设置检测器而对倾斜地的载荷的测量误差进行校正。本发明的轮式装载机(1)具有：提升臂(7)，其设置有能够装载货物的铲斗(3)；提升缸(8)，其使提升臂转动；液压力检测器(21、22)，其检测提升缸的液压力；臂角度检测器(23)，其检测提升臂的转动角度；以及控制器(25)，其计算货物的载荷。控制器具有：液压力测量部(31)，其针对提升臂的转动角度在预定的测量角度区域测量液压力；以及液压力变化率计算部(32)，其将液压力相对于提升臂的转动角度的变化率即液压力变化率除以测量角度区域的平均液压力，计算新的液压力变化率，根据由所述液压力变化率计算部计算出的新的液压力变化率，对因机体的倾斜角度产生的货物的载荷的误差进行校正。

Description

作业机械
技术领域
本发明涉及作业机械。
背景技术
以往，作为轮式装载机等的作业机械，已知有在由铲斗(作业工具)进行的货物的装载作业中对货物的载荷进行测量的作业机械(例如，参照专利文献1)。专利文献1所记载的作业机械在利用液压缸使设置有铲斗的提升臂转动时，使用液压缸的尾侧(底侧)液压和杆侧液压来进行货物的载荷测量。此时，通过使用各种校正映射来校正因提升臂的转动速度、发动机转速、车辆主体的行驶速度等引起的测量误差，从而提高货物的载荷测量的精度。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利第4338678号公报
发明内容
发明要解决的课题
但是，在向处于倾斜地的自卸卡车等运输机械装载货物的情况下，液压缸的液压因倾斜而受到影响，从而在货物的载荷测量中产生误差。在专利文献1所记载的作业机械中，对因提升臂的转动速度、发动机转速、车辆主体的行驶速度等引起的测量误差进行校正，但至于机体的倾斜所引起的误差则不进行校正。还考虑设置用于检测机体的倾斜角度的检测器的结构，但需要进行从现有的部件结构起的变更。
本发明是解决所述课题的发明，其目的在于提供一种不为了机体的倾斜角度检测来设置检测器，就能够对倾斜地处的载荷的测量误差进行校正的作业机械。
用于解决课题的手段
本发明的一方式的作业机械具有：提升臂，其设置有能够装载货物的作业工具；液压致动器，其使所述提升臂转动；液压力检测器，其检测所述液压致动器的液压力；臂角度检测器，其检测所述提升臂的转动角度；以及控制器，其计算所述货物的载荷，所述作业机械的特征在于，所述控制器具有：液压力测量部，其针对所述提升臂的转动角度在预定的测量角度区域测量液压力；以及液压力变化率计算部，其将液压力相对于所述提升臂的转动角度的变化率即液压力变化率除以所述测量角度区域的平均液压力，来计算新的液压力变化率，根据由所述液压力变化率计算部计算出的新的液压力变化率，对因机体的倾斜角度产生的所述货物的载荷的误差进行校正。
发明效果
根据本发明，当作业机械在倾斜地作业时，能够在不进行从现有的部件结构起的变更的情况下，对因机体的倾斜角度产生的误差进行校正，从而高精度地对货物进行载荷测量。根据本说明书的记述、附图，可以明确本发明相关联的其他特征。此外，上述以外的课题、结构及效果通过以下的实施方式的说明而变得明确。
附图说明
图1是第一实施方式的轮式装载机的侧视图。
图2是第一实施方式的载荷测量装置的结构图。
图3是对第一实施方式的校正处理进行说明的图，图3A表示提升臂的倾斜角度与标准化前的液压力的关系，图3B表示提升臂的倾斜角度与标准化后的液压力的关系。
图4是表示第一实施方式的交点角度表的图。
图5是表示第一实施方式的液压力变化率表的图。
图6是表示第一实施方式的载荷测量处理的流程图的图。
图7是表示第一实施方式的液压力的校正处理的流程图的图。
图8是第二实施方式的载荷测量装置的结构图。
图9是表示第二实施方式的倾斜角度表的图。
图10是表示第二实施方式的校正前与校正后的载荷的关系的图。
图11是表示第二实施方式的载荷测量处理的流程图的图。
具体实施方式
[第一实施方式]
以下，参照图1～图7，对第一实施方式的轮式装载机进行说明。另外，在以下的说明中，作为作业机械而例示轮式装载机进行说明。此外，在图3～图7中，为了便于说明，适当使用图1以及图2的附图标记进行说明。
图1是第一实施方式的轮式装载机1的侧视图。轮式装载机1是将由铲斗(作业工具)3挖掘的砂土等货物装载于运输机械、或将货物进行短距离运输的作业机械。在轮式装载机1的机体2下部设置有前轮4a、后轮4b，能够通过前轮4a、后轮4b在不平整地面或倾斜地行驶。在轮式装载机1的机体2上部设置有驾驶室5，在驾驶室5内设置有方向盘和各种操作杆。在轮式装载机1的机体2后部设置有发动机室6，在发动机室6内搭载有发动机(未图示)。
在轮式装载机1的机体2前部上下转动自如地安装有从机体2向前方延伸的左右一对的提升臂7。提升臂7的大致中间位置和机体2前部通过提升缸(液压致动器)8连结。当向提升缸8的底室供给液压时，杆9伸长，提升臂7向上方向转动，当向提升缸8的杆室供给液压时，杆9退缩，提升臂7向下方向转动。另外，所谓提升缸8的底室是驾驶室5侧的受压面积大的液压室，所谓杆室是收纳有杆9的头侧的受压面积小的液压室。
在左右一对的提升臂7的顶端部分转动自如地安装有铲斗3。铲斗3与双臂曲柄11连结，双臂曲柄11与机体2前部通过铲斗缸12连结。当向铲斗缸12的底室供给液压时，杆13伸长，铲斗3向上方转动，当向铲斗缸12的杆室供给液压时，杆13退缩，铲斗3向下方向转动。另外，所谓铲斗缸12的底室是驾驶室5侧的受压面积大的液压室，所谓杆室是收纳有杆13的头侧的受压面积小的液压室。
此外，在轮式装载机1中设置有在装载货物时测量载荷的载荷测量装置。轮式装载机1不仅在平地也在倾斜地实施装载作业，因此，载荷测量装置的载荷测量受到轮式装载机1的机体2的倾斜角度θ的影响。因此，载荷测量装置对因机体2的倾斜角度θ产生的测量误差进行校正来测量货物的载荷。另外，在使铲斗3向驾驶室5侧转动的状态(全倾斜)下，一边使提升臂7向上方向转动，一边在预定的测量角度区域执行载荷测量。
图2是第一实施方式的载荷测量装置的结构图。在提升缸8的底侧设置有对提升缸8的底压进行检测的底压检测器21，在提升缸8的杆侧设置有对提升缸8的杆压进行检测的杆压检测器22。底压检测器21以及杆压检测器22作为液压力检测器发挥功能，根据杆压和底压的差压来计算出提升缸8的液压力F。在提升臂7的基端侧设置有对提升臂7相对于机体2的转动角度α进行检测的臂角度检测器23，在发动机室6的发动机设置有对发动机转速Ne进行检测的发动机转速检测器24。
在载荷测量装置设置有根据来自各种检测器的输出来计算出货物的载荷的控制器25。在控制器25中设置有液压力测量部31、液压力变化率计算部32、液压力校正部33、载荷计算部34和参照数据学习部35。控制器25由处理器26以及存储器27等硬件构成，由处理器26实现控制器25的各部。此外，在存储器27中存储有由液压力校正部33参照的交点角度表T1、液压力变化率表T2等参照表以及在各种处理中使用的参数和程序等。
从底压检测器21向液压力测量部31输入底压Pbtm，从杆压检测器22向液压力测量部31输入杆压Prod，从臂角度检测器23向液压力测量部31输入提升臂7的转动角度α。液压力测量部31针对提升臂7的转动角度α，在预定的测量角度区域根据底压Pbtm以及杆压Prod对测量时的液压力F进行测量。另外，在将底压设为Pbtm，将底侧的受压面积设为Abtm，将杆压设为Prod，将杆侧的受压面积设为Arod时，通过以下的公式(1)来计算液压力F。
F＝Pbtm×Abtm-Prod×Arod…(1)
从液压力测量部31向液压力变化率计算部32输入与提升臂7的转动角度α对应的液压力F的测定结果。液压力变化率计算部32根据液压力F的测定结果来计算液压力F相对于提升臂7的转动角度α的变化率即液压力变化率K，通过测量角度区域的平均液压力Fave(参照图3A)对液压力变化率K进行标准化而计算新的液压力变化率k。详细内容在后面叙述，但标准化后的液压力变化率k根据机体2的倾斜角度θ变化，在本实施方式中，利用液压力变化率k来对因机体2的倾斜角度θ产生的液压力F的误差进行校正。
从发动机转速检测器24向液压力校正部33输入发动机转速Ne，从液压力变化率计算部32向液压力校正部33输入液压力变化率k，从液压力测量部31向液压力校正部33输入测量结果。液压力校正部33根据发动机转速Ne及标准化后的液压力变化率k来对因机体2的倾斜角度θ产生的测量时的液压力F的误差进行校正，计算机体水平时的液压力Fh。该情况下，根据表示发动机转速Ne及标准化后的液压力变化率k、提升臂7的转动角度α与测量时的液压力F的关系的测量结果(图3A的直线L1)，求出表示提升臂7的转动角度α与机体水平时的液压力Fh的关系的校正信息(图3A的直线L2)。
通过该校正信息求出与提升臂7的任意的转动角度α对应的机体水平时的液压力Fh。在该液压力的校正处理中，为了根据提升臂7的转动角度α与液压力F的关系导出提升臂7的转动角度α与机体水平时的液压力Fh的关系，参照交点角度表T1及液压力变化率表T2(参照图4及图5)。通过参照数据学习部35一边变更各种条件一边事先学习这些参照表的参照数据。另外，对于交点角度表T1以及液压力变化率表T2的详细情况在后面进行叙述。
从发动机转速检测器24向载荷计算部34输入发动机转速Ne，从臂角度检测器23向载荷计算部34输入提升臂7的转动角度α，从液压力校正部33向载荷计算部34输入机体水平时的液压力Fh。载荷计算部34根据发动机转速Ne、提升臂7的转动角度α、机体水平时的校正后的液压力Fh，来计算货物的载荷W。由载荷计算部34计算出的货物的载荷W显示在监视器40上。监视器40还作为报知正在对货物的载荷W进行校正这一情况的报知部发挥功能。由此，能够使操作员正确地识别监视器40所显示的载荷是否是校正后的载荷。
接着，对货物的载荷测量方法进行详细说明。图3是对第一实施方式的校正处理进行说明的图。图3A是表示提升臂7的转动角度α与作用于提升缸8的液压力F、Fh的关系的图表。直线L1表示提升臂7的转动角度α与测量时的液压力F的关系，直线L2表示提升臂7的转动角度α与机体水平时的液压力Fh的关系。直线L1是由液压力测量部31测量出的测量结果，直线L2是用于根据提升臂7的任意的转动角度α来计算机体水平时的液压力Fh的图表。
图3A所示的测量时(机体倾斜时)和机体水平时的液压F、Fh与载荷成比例地变化，因此，通过进行除以预定的测量角度区域的平均液压力Fave、Fhave的处理来降低载荷相对于液压力F、Fh的影响。在本实施方式中将该处理称为标准化。此时，通过进行标准化的处理，后述的液压力变化率K、Kh也成为除以平均液压力Fave、Fhave而得的k、kh。图3B是表示提升臂7的转动角度α与作用于提升缸8的标准化后的液压力f、fh的关系的图表。直线L3是与直线L1对应的图表，表示提升臂7的转动角度α与标准化后的液压力f的关系。直线L4是与直线L2对应的图表，表示提升臂7的转动角度α与标准化后的液压力fh的关系。
若将测量时的液压力设为F，将预定的测量角度区域的平均液压力设为Fave，则通过以下的公式(2)来计算标准化后的液压力f。此外，若将机体水平时的液压力设为Fh，将预定的测量角度区域的平均液压力设为Fhave，则通过以下的公式(3)来计算标准化后的液压力fh。另外，图3A中的αave表示预定的测量角度区域的平均角度。
f＝F/Fave…(2)
fh＝Fh/Fhave…(3)
此外，预定的测量角度区域被设定为用直线表示提升臂7的转动角度α与提升缸8的液压力F的关系的角度区域，即根据测量原理而产生的液压力F的测量误差小的角度区域。另外，例如因受到铲斗缸12的液压力的影响而产生液压力F的测量误差。通过一边在预定的测量角度区域改变提升臂7的转动角度α，一边测量提升缸8的液压力F，从而能够将提升臂7的转动角度α与提升缸8的液压力F表示为直线L1的函数。
液压力校正部33根据表示测量时的液压力F相对于提升臂7的转动角度α的变化的直线L1，计算表示机体水平时的液压力Fh相对于提升臂7的转动角度α的变化的直线L2。直线L1的斜率表示测量时的液压力F相对于提升臂7的转动角度α的变化率即液压力变化率K。直线L2的斜率表示机体水平时的液压力Fh相对于提升臂7的转动角度α的变化率即液压力变化率Kh。此外，直线L1、L2在交点(α0、F0)处交叉。只要知道交点(α0，F0)以及直线L2的液压力变化率Kh，就能够计算出直线L2。
首先，对交点(α0，F0)的计算处理进行说明。测量时的直线L1与机体水平时的直线L2的交点角度α0是测量时的液压力F与机体水平时的液压力Fh一致的提升臂7的转动角度α。测量时的直线L1及机体水平时的直线L2以如下方式进行变化：若增大载荷W，则液压力F、Fh向上方位移，并且斜率K、Kh变大，若减小载荷W，则液压力F、Fh向下方位移，并且斜率K、Kh变小。此时，即使改变载荷W，直线L1、L2也以相同的角度α0交叉，交点角度α0不受载荷W的影响。
由于油从由发动机驱动的泵送入到提升缸8中，所以提升臂7的转动角度α的液压力F除了载荷W、机体2的倾斜角度θ之外，也根据发动机转速Ne变化。标准化后的液压力变化率k不受载荷W的影响，因此，由机体2的倾斜角度θ和发动机转速Ne唯一地决定。在本实施方式中，轮式装载机1不直接检测机体2的倾斜角度θ，因此，代替检测倾斜角度θ，而计算能够导出倾斜角度θ的标准化后的液压力变化率k。
在将标准化前的液压力变化率设为K，将预定的测量角度区域的平均液压力设为Fave时，通过以下的公式(4)将标准化前的液压力变化率K除以平均液压力Fave来计算标准化后的液压力变化率k。作为直线L1的斜率的液压力变化率K根据载荷W、机体2的倾斜角度θ、发动机转速Ne而变化。因此，通过消除载荷W的影响，标准化后的液压力变化率k成为由机体2的倾斜角度θ和发动机转速Ne唯一决定的值。另外，通过求出测量结果的直线L1的斜率而计算标准化前的液压力变化率K。
k＝K/Fave…(4)
这样，标准化后的液压力变化率k由机体2的倾斜角度θ和发动机转速Ne唯一决定，如上所述，交点角度α0也由机体2的倾斜角度θ和发动机转速Ne唯一决定。因此，能够根据标准化后的液压力变化率k和发动机转速Ne导出机体2的倾斜角度θ，能够根据机体2的倾斜角度θ和发动机转速Ne导出交点角度α0。即，根据标准化后的液压力变化率k和发动机转速Ne导出交点角度α0，从直线L1计算交点液压力F0。
图4是表示第一实施方式的交点角度表T1的图。交点角度数据(α0_11…α0_mn)与发动机转速(Ne_1…Ne_m)和标准化后的液压力变化率(k_1…k_n)关联起来保存在交点角度表T1中。液压力校正部33参照交点角度表T1，根据标准化后的液压力变化率k和发动机转速Ne计算交点角度α0。液压力校正部33通过参照交点角度表T1，在不实施复杂的计算处理的情况下，就能够容易地计算测量时的直线L1与机体水平时的直线L2的交点(α0，F0)。
接着，对机体水平时的液压力变化率Kh的计算处理进行说明。图5是表示第一实施方式的液压力变化率表T2的图。标准化后的液压力变化率k由机体2的倾斜角度θ和发动机转速Ne决定，但标准化后的液压力变化率kh由于倾斜角度θ是0度的机体水平时，因此由发动机转速Ne决定。因此，标准化后的液压力变化率数据(kh_1…kh_n)与发动机转速(Ne_1…Ne_n)关联起来保存在液压力变化率表T2中。液压力校正部33能够参照液压力变化率表T2，根据发动机转速Ne容易地计算标准化后的液压力变化率kh。
关于标准化后的液压力变化率kh，在将机体水平时的液压力变化率设为Kh，将预定的测量角度区域的平均液压力设为Fhave时，以下的公式(5)成立。关于机体水平时的平均液压力Fhave，在将测量时的平均液压力设为Fave，将交点液压力设为F0，将机体水平时的液压力变化率设为Kh，将测量时的液压力变化率设为K时，根据直线L1、L2的关系以下的公式(6)成立。
kh＝Kh/Fhave…(5)
Fhave＝(Fave-F0)×Kh/K+F0…(6)
接着，根据上述公式(5)、(6)导出以下的公式(7)，根据公式(7)求出机体水平时的液压力变化率Kh。根据液压力变化率表T2求出标准化后的液压力变化率kh，根据交点角度α0求出交点液压力F0。此外，根据测量结果(直线L1)求出测量时的平均液压力Fave及测量时的液压力变化率K。这样，液压力校正部33根据发动机转速Ne计算出液压力变化率kh，从而计算机体水平时的直线L2的斜率即液压力变化率Kh。
Kh＝kh×F0/{1+(F0-Fave)×kh/K}…(7)
通过液压力校正部33计算交点(α0，F0)及机体水平时的液压力变化率Kh，根据表示测量结果的直线L1计算出直线L2。并且，液压力校正部33使用直线L2来计算机体水平时相对于提升臂7的任意的转动角度α的液压力Fh，对因机体2的倾斜角度θ产生的液压力F的误差进行校正。液压力校正部33将校正后的液压力Fh输出到载荷计算部34。载荷计算部34通过现有的计算方法，根据校正后的液压力Fh、发动机转速Ne、提升臂7的转动角度α来计算载荷W并输出到监视器40。
另外，在交点角度表T1以及液压力变化率表T2等参照表中登记有在校正处理中参照的参照数据，该参照数据由参照数据学习部35进行学习。参照数据学习部35学习交点角度数据(α0_11…α0_mn)作为参照数据，将交点角度数据与标准化后的液压力变化率k和发动机转速Ne关联起来登记到交点角度表T1中。此外，参照数据学习部35学习机体水平时的标准化后的液压力变化率数据(kh_1…kh_n)作为参照数据，将液压力变化率数据与发动机转速关联起来登记到液压力变化率表T2中。
此外，参照数据学习部35也可以一边改变载荷W一边学习参照数据，将每个载荷W的学习值的平均值作为参照数据登记到参照表中。例如，参照数据学习部35也可以学习载荷3t、5t时的交点角度数据，将载荷3t与载荷5t的交点角度数据的平均值登记到交点角度表T1中。此外，参照数据学习部35也可以学习载荷3t、5t时的机体水平时的液压力变化率数据，将载荷3t与载荷5t的液压力变化率数据的平均值登记到液压力变化率表T2中。由此，提高液压力校正部的校正处理的精度。
参照图6，对载荷测量处理的整体流程进行说明。图6是表示第一实施方式的载荷测量处理的流程图的图。另外，以下的流程图表示一例，顺序等可以适当前后调整。当开始载荷测量处理时，通过控制器25判定铲斗3是否处于全倾斜状态(步骤S1)。当判定为铲斗3不是全倾斜状态时(步骤S1的否)，通过控制器25使铲斗3向驾驶室5侧转动(倾斜)直至铲斗3变为全倾斜状态(步骤S2)。
当判定为铲斗3是全倾斜状态时(步骤S1的是)，通过控制器25判定提升臂7的转动角度α是否比测量开始角度小(步骤S3)。当判定为提升臂7的转动角度α为测量开始角度以上时(步骤S3的否)，通过控制器25使提升臂7下降预定角度直至提升臂7的转动角度α比测量开始角度小(步骤S4)。当判定为提升臂7的转动角度α比测量开始角度小时(步骤S3的是)，通过控制器25使提升臂7上升预定角度(步骤S5)。
当提升臂7上升时，通过控制器25判定提升臂7的转动角度α是否比测量开始角度大(步骤S6)。当判定为提升臂7的转动角度α为测量开始角度以下时(步骤S6的否)，通过控制器25使提升臂7上升直至提升臂7的转动角度α比测量开始角度大。当判定为提升臂7的转动角度α比测量开始角度大时(步骤S6的是)，通过控制器25开始测量作用于提升缸8的液压力F。
当开始测量液压力F时，由底压检测器21检测底压Pbtm，由杆压检测器22检测杆压Prod，由臂角度检测器23检测提升臂7的转动角度α，由发动机转速检测器24检测发动机转速Ne(步骤S7)。此时，利用控制器25根据由底压检测器21检测出的底压Pbtm、由杆压检测器22检测出的杆压Prod求出提升缸8的液压力F，与提升臂7的转动角度α关联起来进行记录。当针对提升臂7的任意的转动角度α测量液压力时，通过控制器25使提升臂7上升预定角度(步骤S8)。
然后，通过控制器25判定提升臂7的转动角度α是否比测量结束角度大(步骤S9)。当判定为提升臂7的转动角度α为测量结束角度以下时(步骤S9的否)，反复进行步骤S7～步骤S9的处理，直至提升臂7的转动角度α变为比测量结束角度大。由此，在测量开始角度到测量结束角度为止的预定的测量角度区域中，一边使提升臂7的转动角度α每次增大预定角度，一边在多处测量提升缸8的液压力F。
当液压力F的测量处理完成时，通过控制器25根据测量结果实施各种计算处理，求出表示机体水平时的液压力Fh与提升臂7的转动角度α的关系的校正信息(图3A的直线L2)(步骤S10)。关于校正处理的流程在后面进行叙述。接着，利用控制器25根据机体水平时的液压力Fh、提升臂7的转动角度α、发动机转速Ne计算货物的载荷W(步骤S11)，在校正了因机体2的倾斜角度θ产生的误差的状态下，将货物的载荷W显示在监视器40上(步骤S12)。
接着，参照图7，对液压力的校正处理的整体流程进行说明。图7是表示液压力的校正处理的流程图的图。另外，以下的流程图表示一例，顺序等可以适当前后调整。当开始液压力F的校正处理时，通过控制器25根据液压力F的测量结果(图3A的直线L1)计算测量时的液压力变化率K、预定的测量角度区域的平均液压力Fave(步骤S21)。接着，通过控制器25来使用上述公式(4)，根据液压力变化率K及平均液压力Fave计算标准化后的液压力变化率k(步骤S22)。
接着，通过控制器25参照交点角度表T1(参照图4)，根据标准化后的测量时的液压力变化率k和发动机转速Ne来计算交点角度α0(步骤S23)。接着，通过控制器25根据测量时的液压力F的测量结果(图3A的直线L1)来计算与交点角度α0对应的交点液压力F0(步骤S24)。接着，通过控制器25参照液压力变化率表T2(参照图5)，根据发动机转速Ne来计算标准化后的液压力变化率kh(步骤S25)。
接着，通过控制器25使用上述公式(7)，根据液压力变化率kh、交点液压力F0、平均液压力Fave、液压力变化率K来计算机体水平时的液压力变化率Kh(步骤S26)。接着，通过控制器25根据交点坐标(α0，F0)、机体水平时的液压力变化率Kh来求出表示机体水平时的液压力Fh与提升臂7的转动角度α的关系的校正信息(图3A的直线L2)(步骤S27)。通过该校正信息，利用控制器25计算机体水平时相对于提升臂7的任意的转动角度α的液压力Fh(步骤S28)。
如上所述，根据第一实施方式，在轮式装载机1在倾斜地进行作业时，通过对因机体2的倾斜角度θ产生的误差进行校正，能够高精度地对货物进行载荷测量。此外，液压力变化率K受到机体2的倾斜角度θ和货物的载荷W的影响而变化，但通过利用预定的测量角度区域的平均液压力Fave将液压力变化率K进行标准化，能够抑制载荷相对于液压力变化率k的影响。标准化后的液压力变化率k能够导出机体2的倾斜角度θ，因此，能够使用标准化后的液压力变化率k来对因机体2的倾斜角度θ产生的货物的载荷W的误差进行校正。因此，能够在不检测机体2的倾斜角度的情况下，高精度地测量货物的载荷W。
[第二实施方式]
接着，参照图8～图11，对第二实施方式的轮式装载机1进行说明。另外，第二实施方式的轮式装载机1与第一实施方式的不同点在于，用机体2的倾斜角度θ对计算出的载荷W’进行校正。因此，对与第一实施方式相同的结构极力省略说明。此外，为了便于说明，对相同的名称标注相同的附图标记进行说明。
图8是第二实施方式的载荷测量装置的结构图。在控制器25设置有液压力测量部31、液压力变化率计算部32、倾斜角度计算部36、载荷计算部34、载荷校正部37和倾斜角度数据学习部38。控制器25由处理器26以及存储器27等硬件构成，由处理器26实现控制器25的各部。此外，在存储器27中存储有由倾斜角度计算部36参照的倾斜角度表T3等参照表以及在各种处理中使用的参数和程序等。
液压力测量部31针对提升臂7的转动角度α，在预定的测量角度区域根据底压Pbtm以及杆压Prod的差压，测量出测量时的液压力F。液压力变化率计算部32根据液压力F的测定结果来计算液压力F相对于提升臂7的转动角度α的变化率即液压力变化率K，利用测量角度区域的平均液压力Fave将液压力变化率K进行标准化来计算液压力变化率k。标准化后的液压力变化率k的计算处理与第一实施方式相同，使用上述的公式(4)并根据液压力变化率K和平均液压力Fave进行计算。
从液压力变化率计算部32向倾斜角度计算部36输入标准化后的液压力变化率k，从发动机转速检测器24向倾斜角度计算部36输入发动机转速Ne。倾斜角度计算部36参照倾斜角度表T3，根据发动机转速Ne及标准化后的液压力变化率k来计算机体的倾斜角度θ。如上所述，标准化后的液压力变化率k由机体2的倾斜角度θ和发动机转速Ne唯一决定。因此，机体2的倾斜角度θ能够根据标准化后的液压力变化率k和发动机转速Ne来进行计算。
图9是表示第二实施方式的倾斜角度表T3的图。倾斜角度数据(θ_11…θ_mn)与发动机转速(Ne_1…Ne_m)和标准化后的液压力变化率(k_1…k_n)关联起来保存在倾斜角度表T3中。这样，倾斜角度计算部36通过参照倾斜角度表T3，能够在不实施复杂的计算处理的情况下，根据发动机转速Ne和标准化后的液压力变化率k容易地计算机体2的倾斜角度θ。由倾斜角度数据学习部38一边变更各种条件一边事先学习倾斜角度表T3的倾斜角度数据。
从底压检测器21向载荷计算部34输入底压Pbtm，从杆压检测器22向载荷计算部34输入杆压Prod，从发动机转速检测器24向载荷计算部34输入发动机转速Ne，从臂角度检测器23向载荷计算部34输入提升臂7的转动角度α。载荷计算部34根据底压Pbtm以及杆压Prod的差压来计算液压力F。此外，载荷计算部34通过现有的计算方法，根据液压力F、发动机转速Ne、提升臂7的转动角度α来计算校正前的载荷W’。校正前的载荷W’中包含机体2的倾斜角度θ所引起的误差。
从倾斜角度计算部36向载荷校正部37输入机体2的倾斜角度θ，从载荷计算部34向载荷校正部37输入校正前的载荷W’，从臂角度检测器23向载荷校正部37输入提升臂7的转动角度α。如图10所示，提升臂7的转动角度α是由与斜面平行的直线La、连结提升臂7的旋转中心P1及铲斗3的旋转中心P2的直线Lb构成的角度。铲斗重心G不存在于提升臂7的延伸方向即直线Lb的延长线上。另外，严格来说，货物重心与铲斗重心G不同，但这里将货物重心视为铲斗重心G。
校正前的载荷W’是相对于铲斗重心G在与斜面垂直的方向上作用的载荷，校正后的载荷W是相对于铲斗重心G与水平面垂直地作用的载荷。若将连结铲斗重心G及旋转中心P1的直线Lc与连结旋转中心P1、P2的直线Lb构成的角度设为β，则从以下的公式(8)求出校正后的载荷W。提升臂7的转动角度α朝下为正，角度β是正的常数。这样，载荷校正部37根据机体2的倾斜角度θ对校正前的载荷W’的误差进行校正。
W＝W’×cos(α-β)÷cos(α-β-θ)…(8)
由载荷校正部37计算出的货物的载荷W显示在监视器(显示部)40上。监视器40还作为报知正在对货物的负荷W进行校正这一情况的报知部发挥功能。由此，能够使操作员正确地识别监视器40所显示的载荷是否是校正后的载荷。此外，除了载荷W之外，机体2的倾斜角度θ也可以显示在监视器40上。由此，通过使操作员正确地识别机体2的斜率，能够促进对挖掘作业、装载作业时的机体2的倾斜姿态进行注意，确保作业的安全性。
倾斜角度数据学习部38学习倾斜角度数据(θ0_11…θ0_mn)，将倾斜角度数据与标准化后的液压力变化率k和发动机转速Ne关联起来登记在倾斜角度表T3中。倾斜角度数据学习部38也可以接受实际的机体2的倾斜角度θ的输入，在倾斜角度数据的学习值处于实际的机体2的倾斜角度θ的允许范围外时再次学习倾斜角度数据。由此，仅将误差少的学习值登记到倾斜角度表T3中，从而提高由倾斜角度计算部36进行的倾斜角度θ的计算处理的精度。
此外，倾斜角度数据学习部38也可以一边改变载荷W一边学习倾斜角度数据，将每个载荷W的学习值的平均值作为倾斜角度数据登记到倾斜角度表T3中。例如，倾斜角度数据学习部38也可以学习载荷3t、5t时的倾斜角度数据，将载荷3t和载荷5t的倾斜角度数据的平均值登记到倾斜角度表T3中。由此，提高了由倾斜角度计算部36进行的倾斜角度θ的计算处理的精度。
参照图11，对载荷测量处理的整体流程进行说明。图11是表示第二实施方式的载荷测量处理的流程图的图。另外，以下的流程图表示一例，顺序等可以适当前后调整。第二实施方式的载荷测量处理的步骤S31～步骤S39的处理与第1实施方式的载荷测量处理的步骤S1～步骤S9相同，在预定的测量角度区域中一边使提升臂7的转动角度α每次增大预定角度，一边在多处测量提升缸8的液压力F。
当液压力F的测量处理完成时，通过控制器25根据测量结果实施各种计算处理，计算出机体2的倾斜角度θ(步骤S40)。在机体2的倾斜角度θ的计算处理中，实施与第一实施方式的校正处理的步骤S21、S22(参照图7)相同的处理，根据上述的公式(4)由液压力变化率K和平均液压力Fave来计算标准化后的液压力变化率k。然后，通过控制器25参照倾斜角度表T3(参照图9)，根据标准化后的液压力变化率k和发动机转速Ne来计算机体2的倾斜角度θ。
接着，通过控制器25，根据液压力F、提升臂7的转动角度α、发动机转速Ne来计算校正前的载荷W’(步骤S41)。然后，通过控制器25，根据上述的公式(8)由机体2的倾斜角度θ来校正载荷W’(计算载荷W)(步骤S42)，在监视器40上显示对机体2的倾斜角度θ的误差进行了校正而得的载荷W(步骤S43)。
如上所述，在第二实施方式中，当轮式装载机1在倾斜地作业时，也能够通过对因机体2的倾斜角度θ产生的误差进行校正，从而能够高精度地对货物进行载荷测量。此外，在第二实施方式中，载荷的校正处理的处理负担得以减轻，能够提高作业效率。
在上述各实施方式中，液压力测量部31一边改变提升臂7的转动角度α，一边多次测量液压力F，但只要以至少2个转动角度α来测量液压力F即可。由此，能够缩短液压力F的测量时间。
在上述的各实施方式中，对监视器40作为报知正在对货物的载荷W进行校正这一情况的报知部发挥功能的结构进行了说明，但并不限定于该结构。报知部只要能够报知正在对货物的载荷W进行校正这一情况即可，例如，也可以通过灯的闪烁、点亮、蜂鸣音、声音消息来进行报知。
此外，上述的各结构、功能、处理部、处理单元等也可以通过例如利用集成电路来设计它们的一部分或者全部等而通过硬件来实现。此外，上述的各结构、功能等也可以通过处理器解释并执行实现各个功能的程序而通过软件来实现。实现各功能的程序、表、文件等信息能够记录在存储器、硬盘、SSD(Solid State Drive)等存储装置、或者IC卡、SD卡、DVD等存储介质中。
此外，在附图中示出了认为说明上必要的控制线、信息线，未必示出了所有的控制线、信息线。实际上也可以认为几乎所有的结构相互连接。
以上，对本发明的实施方式进行了详细叙述，但本发明并不限定于所述的实施方式，在不脱离请求专利权的技术方案所记载的本发明的精神的范围内，能够进行各种设计变更。例如，所述的实施方式是为了容易理解地说明本发明而详细地进行了说明的实施方式，并不限定于必须具有所说明的全部结构。此外，能够将某实施方式的结构的一部分置换为其他实施方式的结构，此外，也能够在某实施方式的结构中添加其他实施方式的结构。并且，对于各实施方式的结构的一部分，能够进行其他结构的追加、删除、置换。
附图标记说明
1轮式装载机(作业机械)
2机体
3铲斗(作业工具)
7提升臂
8提升缸(液压致动器)
21液压力检测器
21底压检测器
22液压力检测器
22杆压检测器
23臂角度检测器
24发动机转速检测器25控制器
31液压力测量部32液压力变化率计算部33液压力校正部34载荷计算部35参照数据学习部36倾斜角度计算部37载荷校正部38倾斜角度数据学习部40监视器(显示部)T1交点角度表T2液压力变化率表T3倾斜角度表。

Claims (9)

1.一种作业机械，具有：
提升臂，其设置有能够装载货物的作业工具；
液压致动器，其使所述提升臂转动；
液压力检测器，其检测所述液压致动器的液压力；
臂角度检测器，其检测所述提升臂的转动角度；以及
控制器，其计算所述货物的载荷，
其特征在于，
所述控制器在所述提升臂的转动角度处于预定的测量角度区域的状态下测量液压力，
所述控制器将液压力相对于所述提升臂的转动角度的变化率即液压力变化率除以所述测量角度区域的平均液压力，来计算新的液压力变化率，
所述控制器根据所述新的液压力变化率，来对因机体的倾斜角度产生的所述货物的载荷的误差进行校正。
2.根据权利要求1所述的作业机械，其特征在于，
所述作业机械具有检测发动机转速的发动机转速检测器，
所述控制器根据发动机转速和所述新的液压力变化率，对因所述机体的倾斜角度产生的液压力的误差进行校正，
所述控制器根据校正后的所述液压力、所述发动机转速及所述提升臂的转动角度来计算所述货物的载荷。
3.根据权利要求1所述的作业机械，其特征在于，
所述作业机械具有检测发动机转速的发动机转速检测器，
所述控制器根据发动机转速及所述新的液压力变化率，由表示所述提升臂的转动角度与测量时的液压力的关系的测量结果来求出表示所述提升臂的转动角度与机体水平时的液压力的关系的校正信息。
4.根据权利要求1所述的作业机械，其特征在于，
所述控制器对在液压力的校正处理中参照的参照表的参照数据进行学习，
所述控制器改变所述货物的载荷来学习参照数据，将每个载荷的学习值的平均值作为参照数据登记在所述参照表中。
5.根据权利要求1所述的作业机械，其特征在于，
所述作业机械具有检测发动机转速的发动机转速检测器，
所述控制器根据发动机转速和所述新的液压力变化率来计算所述机体的倾斜角度，
所述控制器根据所述液压力、所述发动机转速以及所述提升臂的转动角度来计算所述货物的载荷，
所述控制器根据所述机体的倾斜角度对所述货物的载荷的误差进行校正。
6.根据权利要求5所述的作业机械，其特征在于，
所述控制器将表示所述机体的倾斜角度的倾斜角度数据作为在所述机体的倾斜角度的计算处理中参照的参照表的参照数据来进行学习，
所述控制器接受所述机体的实际的倾斜角度的输入，在所述倾斜角度数据的学习值处于所述机体的实际的倾斜角度的允许范围外时，再次学习所述倾斜角度数据。
7.根据权利要求6所述的作业机械，其特征在于，
所述控制器改变所述货物的载荷来学习所述倾斜角度数据，将每个载荷的学习值的平均值作为所述倾斜角度数据登记到所述参照表中。
8.根据权利要求5所述的作业机械，其特征在于，
所述作业机械具有监视器，该监视器显示由所述控制器计算出的所述机体的倾斜角度。
9.根据权利要求1所述的作业机械，其特征在于，
所述作业机械具有监视器，该监视器报知正在对因所述机体的倾斜角产生的所述货物的载荷的误差进行校正这一情况。
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