CN114599839A - 作业机械、计量方法、以及包括作业机械的系统 - Google Patents

Abstract

提供一种高精度地计量铲斗内的货物的作业机械、计量方法、以及包括作业机械的系统。作业机械具备工作装置、输入接受部、以及控制器。工作装置包括铲斗。输入接受部接受开始铲斗内的货物的计量的计量开始输入。控制器在输入接受部接受了计量开始输入时，判断包含工作装置不为挖掘作业中的情况在内的自动计量开始条件是否成立。如果自动计量开始条件成立，则控制器控制工作装置的动作来计量铲斗内的货物。

Description

作业机械、计量方法、以及包括作业机械的系统

技术领域

本公开涉及作业机械、计量方法、以及包括作业机械的系统。

背景技术

在专利文献1(日本特开2001-99701号公报)中提出了如下技术：在轮式装载机中，对装载于货物装载部的货物的重量进行计测。

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

在上述文献中，在挖掘后的动臂抬起操作中，根据动臂角度、以及动臂缸的头压与底压的差压来计测装载于货物装载部的货物的重量。

在动臂抬起操作时，存在动臂缸压不稳定的情况。因此，有时无法准确地计测基于动臂缸压计测的货物的重量。

在本公开中，提出一种能够高精度地计量铲斗内的货物的作业机械、计量方法、以及包括作业机械的系统。

用于解决课题的手段

根据本公开的一个方案，提供一种具备工作装置、输入接受部、以及控制器的作业机械。工作装置包括铲斗。输入接受部接受开始铲斗内的货物的计量的计量开始输入。控制器在输入接受部接受了计量开始输入时，判断包含工作装置不为挖掘作业中的情况在内的自动计量开始条件是否成立。如果自动计量开始条件成立，则控制器控制工作装置的动作来计量铲斗内的货物。

根据本公开的一个方案，提供一种具备包括铲斗的工作装置、以及输入接受部的作业机械的、计量铲斗内的货物的计量方法。输入接受部接受开始铲斗内的货物的计量的计量开始输入。计量方法包括以下的步骤。在第一步骤中，在输入接受部接受了计量开始输入时，判断包含工作装置不为挖掘作业中的情况在内的自动计量开始条件是否成立。在第二步骤中，如果自动计量开始条件成立，则控制工作装置的动作来计量铲斗内的货物。

根据本公开的一个方案，提供一种具备作业机械、输入接受部、以及控制器的包括作业机械的系统。作业机械具有包括铲斗的工作装置。输入接受部接受开始铲斗内的货物的计量的计量开始输入。控制器在输入接受部接受了计量开始输入时，判断包含工作装置不为挖掘作业中的情况在内的自动计量开始条件是否成立。如果自动计量开始条件成立，则控制器控制工作装置的动作来计量铲斗内的货物。

发明效果

根据本公开，能够高精度地计量铲斗内的货物。

附图说明

图1是基于实施方式的作为作业机械的一例的轮式装载机的侧视图。

图2是示出包括根据实施方式的轮式装载机的整体系统的结构的概略框图。

图3是示出第一处理装置内的功能块的图。

图4是示出每个载荷下的动臂角度与动臂压力的关系的一例的图表。

图5是示出某个动臂角度下的动臂压力与载荷的关系的图表。

图6是示出轮式装载机的挖掘动作的例子的示意图。

图7是示出轮式装载机的挖掘作业的判断方法的表格。

图8是是示出基于实施方式的计量铲斗内的货物的计量方法的流程图。

图9是示出判断自动计量开始条件是否成立的处理的流程的流程图。

图10是示出执行自动计量的处理的流程的流程图。

图11是示出判断强制结束条件是否成立的处理的流程的流程图。

图12是包括轮式装载机的系统的概略图。

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。它们的名称以及功能也相同。因此，不重复关于它们的详细说明。

<整体结构>

在实施方式中，对作为作业机械的一例的轮式装载机1进行说明。图1是基于实施方式的作为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、以及驾驶室5。由车身框架2、驾驶室5等构成轮式装载机1的车身(作业机械主体)。在轮式装载机1的车身安装有工作装置3以及行驶装置4。

行驶装置4是使轮式装载机1的车身行驶的装置，包括行驶轮4a、4b。轮式装载机1是在车身的左右方向的两侧具备作为行驶用旋转体的行驶轮4a、4b的装轮车辆。轮式装载机1通过驱动行驶轮4a、4b旋转而能够自行，且能够使用工作装置3来进行期望的作业。

在本说明书中，将轮式装载机1直行行驶的方向称作轮式装载机1的前后方向。在轮式装载机1的前后方向上，将相对于车身框架2而配置有工作装置3的一侧设为前方向，将与前方向相反的一侧设为后方向。轮式装载机1的左右方向是在俯视处于平坦的地面上的轮式装载机1时与前后方向正交的方向。观察前方向时的左右方向的右侧、左侧分别为右方向、左方向。轮式装载机1的上下方向是与由前后方向以及左右方向确定的平面正交的方向。在上下方向上，地面所在的一侧是下侧，天空所在的一侧是上侧。

车身框架2包括前框架2a以及后框架2b。通过前框架2a以及后框架2b构成铰接构造的车身框架2。

在前框架2a安装有工作装置3以及左右一对行驶轮(前轮)4a。工作装置3配设于车身的前方，且由轮式装载机1的车身支承。工作装置3由来自工作装置泵25(参照图2)的工作油驱动。工作装置泵25是由发动机20驱动、利用排出的工作油使工作装置3工作的液压泵。工作装置3包括动臂14、以及作为作业工具的铲斗6。铲斗6配置于工作装置3的前端。

动臂14的基端部通过动臂销9以旋转自如的方式安装于前框架2a。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2a与动臂14通过一对动臂缸16连结。动臂缸16是液压缸。动臂缸16的基端安装于前框架2a。动臂缸16的前端安装于动臂14。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，由此动臂14升降。动臂缸16驱动动臂14以动臂销9为中心上下旋转。伴随动臂14的升降，安装于动臂14的前端的铲斗6也升降。

工作装置3还包括铲斗缸19。铲斗缸19是液压缸，且是驱动作为作业工具的铲斗6的作业工具缸。铲斗缸19在来自工作装置泵25(参照图2)的工作油的作用下伸缩，由此铲斗6上下转动。铲斗缸19驱动铲斗6以铲斗销17为中心旋转。

在后框架2b安装有驾驶室5以及左右一对行驶轮(后轮)4b。驾驶室5配置于动臂14的后方。驾驶室5载置于车身框架2上。在驾驶室5内配置有供操作员就座的座椅以及后述的操作装置49等。

图2是示出包括根据实施方式的轮式装载机1的整体系统的结构的概略框图。

轮式装载机1具备发动机20、动力取出部22、动力传递机构23、缸驱动部24、第一角度检测器29、第二角度检测器48、以及第一处理装置30(控制器)。

发动机20是例如柴油发动机。发动机20收纳于由发动机罩7(图1)覆盖的收纳空间内。发动机20的输出通过调整向发动机20的缸内喷射的燃料量而被控制。在发动机20中设置有旋转传感器32。旋转传感器32检测发动机20内部的旋转轴的转数。旋转传感器32将表示转数的检测信号输出至第一处理装置30。

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以及缸驱动部24的装置。动力传递机构23是将来自发动机20的驱动力传递给前轮4a以及后轮4b的机构，例如是变速器。在轮式装载机1中，安装于前框架2a的前轮4a以及安装于后框架2b的后轮4b这两方构成接受驱动力而使轮式装载机1行驶的驱动轮。动力传递机构23将输入轴21的旋转变速后输出至输出轴23a。

缸驱动部24具有工作装置泵25以及控制阀26。发动机20的输出经由动力取出部22传递给工作装置泵25。从工作装置泵25排出的工作油经由控制阀26向动臂缸16以及铲斗缸19供给。

在动臂缸16中安装有用于检测动臂缸16的油室内的液压(缸压力)的第一液压检测器28a、28b。轮式装载机1包括第一液压检测器28a、28b。第一液压检测器28a、28b相当于检知动臂缸16的缸压力的实施方式的缸压力检知部。第一液压检测器28a、28b例如具有头压检测用的压力传感器28a、以及底压检测用的压力传感器28b。

压力传感器28a安装于动臂缸16的头侧(动臂缸16的活塞杆伸出的一侧)。压力传感器28a能够检测动臂缸16的缸头侧油室内的工作油的压力(头压)。压力传感器28a将表示动臂缸16的头压的检测信号输出至第一处理装置30。

压力传感器28b安装于动臂缸16的底侧(动臂缸16的活塞杆不伸出的一侧)。压力传感器28b能够检测动臂缸16的缸底侧油室内的工作油的压力(底压)。压力传感器28b将表示动臂缸16的底压的检测信号输出至第一处理装置30。

第一角度检测器29例如是安装于动臂销9的电位计。第一角度检测器29检测表示动臂14的抬起角度的动臂角度。第一角度检测器29将表示动臂角度的检测信号输出至第一处理装置30。

具体地说，如图1所示，动臂基准线A是通过动臂销9的中心和铲斗销17的中心的直线。动臂角度θ1是在将轮式装载机1载置于水平的地面的状态下从动臂销9的中心水平地向前方延伸的水平线H与动臂基准线A所成的角度。将动臂基准线A与水平线H一致的情况定义为动臂角度θ1＝0°。在动臂基准线A位于比水平线H靠上方处的情况下，将动臂角度θ1设为正。在动臂基准线A位于比水平线H靠下方处的情况下，将动臂角度θ1设为负。

第一角度检测器29也可以是配置于动臂缸16的行程传感器。第一角度检测器29相当于检知表示动臂14相对于轮式装载机1的车身的角度的动臂角度θ1的实施方式的动臂角度检知部。

第二角度检测器48例如是电位计。第二角度检测器48检测表示铲斗6相对于动臂14的角度的铲斗角度。第二角度检测器48将表示铲斗角度的检测信号输出至第一处理装置30。第二角度检测器48也可以是接近开关。或者，第二角度检测器48也可以是配置于铲斗缸19的行程传感器。

如图2所示，轮式装载机1在驾驶室5内具备操作装置49。操作装置49包括由操作员操作的操作构件49a、以及检测操作构件49a的位置并将检测结果输出至第一处理装置30的检测传感器49b。操作装置49为了指示车辆的前进及后退的切换、发动机20的目标旋转速度的设定、轮式装载机1的减速力的操作、动臂14的抬起动作及降下动作、动力传递机构23中的从输入轴21向输出轴23a的变速的控制、铲斗6的倾转动作及卸料动作、前框架2a相对于后框架2b的弯曲(铰接)等，而由操作员操作。

轮式装载机1具备计量开始开关45。计量开始开关45由操作员操作。计量开始开关45例如配置于驾驶室5内。计量开始开关45在由操作员操作了时，将表示该操作的内容的信号输出至第一处理装置30。

在第一处理装置30未执行计量铲斗6内的货物的处理时操作计量开始开关45，从计量开始开关45向第一处理装置30输出表示计量开始开关45已被操作的信号，由此第一处理装置30识别到进行了开始自动计量的操作。在第一处理装置30正执行计量铲斗6内的货物的处理的期间操作计量开始开关45，从计量开始开关45向第一处理装置30输出表示计量开始开关45已被操作的信号，由此第一处理装置30识别到进行了强制结束自动计量的操作。

计量开始开关45相当于接受开始铲斗6内的货物的计量的计量开始输入的、实施方式的输入接受部。计量开始开关45例如可以是按键开关、拨动开关或者旋转开关等任意种类的开关。输入接受部并不局限于开关，也可以是操作员能够输入开始计量的指示的任意结构。例如输入接受部也可以由触摸面板构成。

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、铲斗缸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而实现。

向第一处理装置30主要输入由第一角度检测器29检测的动臂角度θ1的信号、由第二角度检测器48检测的铲斗角度的信号、由压力传感器28a检测的动臂缸16的头压的信号、由压力传感器28b检测的动臂缸16的底压的信号、以及来自计量开始开关45的表示操作了计量开始开关45的信号。

第一处理装置30具有存储部30j。存储部30j储存用于控制轮式装载机1的各种动作的程序。第一处理装置30基于储存于存储部30j的程序，执行用于控制轮式装载机1的动作的各种处理。存储部30j是非易失性的存储器，作为存储必要的数据的区域而设置。

轮式装载机1具备显示部40。显示部40是配置于驾驶室5的、供操作员目视确认的监视器。显示部40显示信息。显示部40例如显示由第一处理装置30计算出的与铲斗6内的货物的重量有关的信息。

<第一处理装置30内的功能块>

图2所示的第一处理装置30具有计算动臂压力、即由压力传感器28a检测出的头压与由压力传感器28b检测出的底压的差压的功能。第一处理装置30具有基于动臂压力以及动臂角度θ1来计算铲斗6内的货物的重量的功能。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30内的功能块的图。如图3所示，第一处理装置30主要具有压力取得部30a、角度取得部30b、载荷计算部30c、载荷输出部30f、以及存储部30j。

压力取得部30a从压力传感器28a接受表示动臂缸16的头压的检测信号的输出。压力取得部30a从压力传感器28b接受表示动臂缸16的底压的检测信号的输出。压力取得部30a计算动臂缸16的头压与底压的差压(动臂压力)。压力取得部30a将该计算出的动臂压力的信号向载荷计算部30c输出。

角度取得部30b从第一角度检测器29接受表示动臂角度θ1的检测信号的输出。角度取得部30b将所取得的表示动臂角度θ1的信号向载荷计算部30c输出。

载荷计算部30c基于从角度取得部30b输出的表示动臂角度θ1的信号、以及从压力取得部30a输出的表示动臂压力的信号，计算铲斗6内的载荷。关于载荷计算部30c中的载荷的计算方法，在后文使用图4以及图5进行详细说明。在载荷计算部30c中计算出的表示铲斗6内的载荷的信号向存储部30j以及载荷输出部30f输出。

存储部30j存储从载荷计算部30c输出的载荷。载荷输出部30f将从载荷计算部30c输出的或者从存储部30j读取的载荷输出至显示部40。显示部40将载荷显示于画面等。

<载荷的计算方法>

接下来，对载荷的计算方法的一例进行说明。

图4是示出每个载荷下的动臂角度θ1与动臂压力Pτ的关系的一例的图表。图4的图表中的横轴为动臂角度θ1，纵轴为动臂压力Pτ。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。基于预先计测出的2个以上的载荷下的动臂角度θ1与动臂压力Pτ的关系的图表，能够如图4所示那样，求出每个动臂角度θl下的载荷与动臂压力Pτ的关系的图表。

若判明某时刻下的动臂角度θ1和动臂压力Pτ，则能够求出该时刻下的载荷。例如，如图4所示，若设为在某时刻mk下、动臂角度θ1＝θk、动臂压力Pτ＝Pτk，则能够根据图5求出该时刻mk下的载荷WN。图5是示出动臂角度θ1＝θk下的、动臂压力Pτ与载荷W的关系的图表。图5的图表中的横轴为动臂压力Pτ，纵轴为载荷W。

如图4所示，PτA是指动臂角度θ1＝θk下的、铲斗6为空的情况的动臂压力。PτC是指动臂角度θ1＝θk下的、铲斗6为满载的情况的动臂压力。图5所示的WA是指动臂角度θ1＝θk下的铲斗6为空的情况的载荷。另外，WC是指动臂角度θ1＝θk下的、铲斗6为满载的情况的载荷。

如图5所示，在Pτk位于PτA与PτC之间的情况下，通过进行线性插值，能够决定时刻mk下的载荷WN。或者，也能够基于预先存储有上述那样的关系的数值表格来求出载荷WN。

铲斗6内的载荷的计算方法不局限于图4、5所示的例子。除了动臂压力以及动臂角度θ1之外、或者取代它们，也能够将铲斗缸19的头压与底压的差压、铲斗角度、工作装置3的尺寸等作为用于计算铲斗6内的载荷的参数来进行考虑。通过考虑到些参数来计算铲斗6内的载荷，从而能够进行精度更高的载荷的计算。

<挖掘动作>

实施方式的轮式装载机1执行将砂土等挖掘对象物100挖取至铲斗6的挖掘动作、以及将铲斗6内的货物L(挖掘对象物100)装入自卸车的载货台(被装入对象)等搬运机械的装入动作。轮式装载机1反复进行挖掘动作和装入动作，从而对挖掘对象物100进行挖掘并将挖掘对象物100装入自卸车等搬运机械。图6是示出基于实施方式的轮式装载机1的挖掘动作的例子的示意图。

如图6的(A)所示，轮式装载机1朝向挖掘对象物100前进。在该前进工序中，操作员操作动臂缸16以及铲斗缸19，在使工作装置3成为动臂14的前端处于较低的位置且铲斗6的底面朝向水平的挖掘姿态的情况下，使轮式装载机1朝向挖掘对象物100前进。

如图6的(B)所示，操作员使轮式装载机1前进，直至铲斗6的铲尖6a(图1)铲入挖掘对象物100。之后，操作员操作动臂缸16以使铲斗6上升，并且操作铲斗缸19以使铲斗6倾转。通过该挖掘工序，挖掘对象物100被挖取至铲斗6内。然后，成为图6的(C)所示的、挖取结束后的铲斗6处于规定的高度以上的状态、例如铲斗6抬起来的状态，从而挖掘结束。

图7是示出轮式装载机1的挖掘作业的判断方法的表格。

在图7所示的表格中，在最上方的“作业工序”的行中，示出了图6的(A)～图6的(C)所示的作业工序的名称。

在“前进后退操作”的行中，用圆圈示出了关于使轮式装载机1前进或者后退的操作员的操作的判断条件。

在“工作装置操作”的行中，用圆圈示出了关于操作员针对工作装置3的操作的判断条件。更详细而言，在“动臂”的行中示出了与针对动臂14的操作有关的判断条件，在“铲斗”的行中示出了与针对铲斗6的操作有关的判断条件。

在“工作装置缸压力”的行中，示出了关于工作装置3的缸的当前的液压、例如动臂缸16的缸底室的液压的判断条件。在此，关于液压，预先设定了4个基准值A、B、C、P，并通过这些基准值A、B、C、P定义了多个压力范围(小于基准值P的范围，基准值A至C的范围，基准值B至P的范围)。4个基准值A、B、C、P的大小为A＞B＞C＞P。

通过使用每个作业工序的“前进后退操作”、“动臂”、“铲斗”、“工作装置缸压力”的判断条件的组合，第一处理装置30能够判别当前正进行的工序是否为挖掘作业。

以下，对进行图7所示的控制的情况的第一处理装置30的具体的动作进行说明。

与图7所示的各作业工序对应的“前进后退操作”、“动臂”、“铲斗”以及“工作装置缸压力”的判断条件的组合预先储存于存储部30j(图2、图3)。第一处理装置30基于来自操作装置49的检测传感器49b的信号，掌握针对轮式装载机1的前进后退的当前的操作的种类(F、N、R)。第一处理装置30基于来自检测传感器49b的信号，掌握针对动臂14的当前的操作的种类(降下、中立或者抬起)。第一处理装置30基于来自检测传感器49b的信号，掌握针对铲斗6的当前的操作的种类(卸料、中立或者倾转)。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的缸底室的当前的液压。

第一处理装置30将所掌握的当前的前进后退操作种类、动臂操作种类、铲斗操作种类以及提升缸液压的组合(换句话说当前的作业状态)、与对应于预先存储的各作业工序的“前进后退操作”、“动臂”、“铲斗”以及“工作装置缸压力”的判断条件的组合进行对照。作为该对照的处理的结果，第一处理装置30判断与当前的作业状态最佳地一致的判断条件的组合是否为挖掘作业。

在图6的(B)所示的挖掘工序中，前进后退操作为F或者R，动臂操作为中立或者抬起，铲斗操作为中立或者倾转，工作装置缸压力为基准值A至C的范围。如果当前的作业状态对应于该判断条件，则第一处理装置30判断为是挖掘工序、工作装置3为挖掘作业中。如果当前的作业状态不对应于该判断条件，则第一处理装置30判断为不是挖掘工序、工作装置3不为挖掘作业中。

<铲斗6内的货物L的计量流程>

本实施方式的轮式装载机1基于对装载于铲斗6内的货物L的重量进行计测的操作员的操作，自动地执行货物L的计量。图8是示出基于实施方式的计量铲斗6内的货物的计量方法的流程图。

如图8所示，首先，接受开始铲斗6内的计量的计量开始输入(步骤S1)。在第一处理装置30未执行计量铲斗6内的货物的处理时，操作员操作计量开始开关45。从计量开始开关45向第一处理装置30输出表示计量开始开关45已被操作的信号。通过接受该信号的输入，第一处理装置30识别进行了开始自动计量的操作。

接下来，判断自动计量开始条件是否成立(步骤S2)。图9是示出判断自动计量开始条件是否成立的处理的流程的流程图。参照图9，对自动计量开始条件是否成立的判断进行说明。

首先，判断工作装置3是否为挖掘作业中(步骤S11)。在步骤S11的判断中，作为挖掘作业中的判断的一例，使用作业工序的判断。第一处理装置30参照图7所示的表格，根据“前进后退操作”、“动臂”、“铲斗”、“工作装置缸压力”的判断条件的组合，判断当前的工序是挖掘工序(也一并参照图6的(B))还是其他工序。

在判断为当前的工序不是挖掘、工作装置3不为挖掘作业中时(步骤S11中，否)，接下来，判断工作装置3是否为排土作业中(步骤S12)。在步骤S12的判断中，第一处理装置30根据”前进后退操作”、“动臂”、“铲斗”、“工作装置缸压力”的判断条件的组合，判断当前的作业工序是将铲斗6内的货物装入自卸车等搬运机械的排土工序还是其他工序。

在工作装置3的排土作业中，由于铲斗6内的货物L减少，因此铲斗6内的载荷不恒定。另外，在排土作业结束时，在铲斗6内不再存在作为计量的对象的货物L。为了高精度地计量铲斗6内的货物L，自动计量开始条件包含工作装置3不为排土作业中。

在判断为当前的工序不是排土工序、工作装置3不为排土作业中时(步骤S12中，否)，接下来，判断动臂角度θ1是否比计量下限角度小(步骤S13)。第一处理装置30预先设定了适于铲斗6内的货物的计量的动臂角度θ1的范围。第一处理装置30以在动臂角度θ1包含于规定的角度范围的情况下计量铲斗6内的货物的方式来设定该角度范围。该角度范围可以由操作员向第一处理装置30输入并存储于存储部30j，也可以通过来自外部的通信向第一处理装置30输入并存储于存储部30j。

角度范围例如可以是动臂角度θ1为负20°至正20°的范围。在该情况下，角度范围的下限值(步骤S13中的“计量下限角度”)为负20°。角度范围的上限值(后述的步骤S33(图11)中的“计量上限角度”)为正20°。

第一处理装置30对从第一角度检测器29输入的动臂角度θ1与存储于存储部30j的计量下限角度进行比较。并且，第一处理装置30判断动臂角度θ1是否比计量下限角度小。

在判断为动臂角度θ1比计量下限角度小、动臂14相对于轮式装载机1的车身的角度偏离适于计量的角度范围时(步骤S13中，是)，接下来，判断动臂14是否正进行抬起操作或者降下操作(步骤S14)。第一处理装置30判断是否从操作装置49的检测传感器49b输入了表示以指示动臂14的抬起动作或者降下动作的方式操作了操作构件49a的信号。

在判断为没有从检测传感器49b输入表示动臂14的抬起动作或者降下动作的指示的信号、动臂14不为上下操作中时(步骤S14中，否)，接下来，判断传感器是否发生故障(步骤S15)。在步骤S15的处理中判断有无故障的传感器具体而言是检知动臂角度θ1的第一角度检测器29、检知铲斗角度的第二角度检测器48、以及检知动臂缸16的缸压力的压力传感器28a、28b。第一处理装置30在没有来自这些传感器的信号的输入、或者从这些传感器输入的信号示出了偏离通常的范围的异常值的情况下，判断为传感器发生故障。

在判断为任一传感器均未发生故障时(步骤S15中，否)，前进至步骤S16，设定为自动计量开始条件成立。

在步骤S11中判断为工作装置3为挖掘作业中的情况下(步骤S11中，是)、在步骤S12中判断为工作装置3为排土作业中的情况下(步骤S12中，是)，在步骤S13中判断为动臂角度θ1为计量下限角度以上的情况下(步骤S13中，否)，在步骤S14中判断为动臂14处于上下操作中的情况下(步骤S14中，是)、或者在步骤S15中判断为任一传感器发生了故障的情况下(步骤S15中，是)，前进至步骤S17，设定为自动计量开始条件未成立。

接着，结束判断自动计量开始条件是否成立的处理(图9的“结束”)。

返回图8，在步骤S2的判断中判断为自动计量开始条件成立时(步骤S2中，是)，接下来，执行自动计量(步骤S3)。图10是示出执行自动计量的处理的流程的流程图。参照图10对自动计量进行说明。

在开始自动计量的时间点，如在步骤S13中所判断的那样，动臂角度θ1小于计量下限角度，工作装置3处于靠近地面的位置。因此，首先，进行使动臂14上升的处理(步骤S21)。第一处理装置30向控制阀26输出控制信号，对向动臂缸16供给的工作油的流量以及方向进行控制，由此使动臂缸16伸长。动臂14以动臂销9为中心旋转，动臂14以及安装于动臂14的前端的铲斗6上升。伴随动臂14的上升，动臂角度θ1的绝对值逐渐变小。

接下来，判断动臂角度θ1是否为计量下限角度以上(步骤S22)。重复步骤S22的判断直至动臂角度θ1成为计量下限角度以上，在此期间，动臂14持续上升。

在判断为动臂角度θ1为计量下限角度以上时(步骤S22中，是)，接下来，取得动臂压力Pτ(步骤S23)。压力取得部30a从压力传感器28a接受表示动臂缸16的头压的检测信号的输出。压力取得部30a从压力传感器28b接受表示动臂缸16的底压的检测信号的输出。压力取得部30a计算动臂缸16的头压与底压的差压(动臂压力Pτ)。压力取得部30a将该计算出的动臂压力Pτ的信号向载荷计算部30c输出。

接下来，取得动臂角度θ1(步骤S24)。角度取得部30b从第一角度检测器29接受表示动臂角度θ1的检测信号的输出。角度取得部30b将所取得的表示动臂角度θ1的信号向载荷计算部30c输出。

接下来，计算载荷(步骤S25)。参照图4，载荷计算部30c求出从角度取得部30b输出的动臂角度θ1下的、铲斗6为空的情况、铲斗6为满载的情况、以及铲斗6为1/2装载的情况的动臂压力Pτ。参照图5，载荷计算部30c对铲斗6为空的情况的载荷WA、铲斗6为满载的情况的载荷WC、以及铲斗6为1/2装载的情况的载荷适当进行线性插值，从而计算与从压力取得部30a输出的动臂压力Pτ对应的铲斗6内的载荷W。载荷计算部30c将所计算出的载荷W向存储部30j输出。存储部30j存储所计算出的载荷W。

这样，与步骤S3中的自动计量相关的一系列处理结束(图10的“结束”)。

返回图8，接下来，判断自动计量的强制结束条件是否成立(步骤S4)。图11是示出判断强制结束条件是否成立的处理的流程的流程图。参照图11对强制结束条件是否成立的判断进行说明。

首先，判断工作装置3是否为挖掘作业中(步骤S31)。在该步骤S31中，进行与步骤S11(图9)相同的判断。

在判断为工作装置3不为挖掘作业中时(步骤S31中，否)，接下来，判断工作装置3是否为排土作业中(步骤S32)。在该步骤S32中，进行与步骤S12(图9)相同的判断。

在判断为工作装置3不为排土作业中时(步骤S32中，否)，接下来，判断动臂角度θ1是否比计量上限角度大(步骤S33)。第一处理装置30对从第一角度检测器29输入的动臂角度θ1与存储于存储部30j的计量上限角度进行比较。并且，第一处理装置30判断动臂角度θ1是否比计量上限角度大。

在判断为动臂角度θ1不比计量上限角度大、即动臂角度θ1为计量上限角度以下时(步骤S33中，否)，接下来，判断是否通过其他控制进行了使动臂14动作的指令(步骤S34)。第一处理装置30通过图3中未图示的其他功能块中的处理，判断是否为了使动臂14上升或者下降而向控制阀26输出了变更动臂缸16的缸长的控制信号。

除了是否通过第一处理装置30内的控制处理进行了使动臂14上下动作的指令的判断之外，还可以判断是否通过操作员对操作装置49的操作而动臂14进行了抬起操作或者降下操作。

此外，第一处理装置30也可以通过图3中未图示的其他功能块中的处理，判断是否向控制阀26输出了使动臂14停止的控制信号。为了进行高精度的计量而优选在动臂14的上下移动中进行计量，这是因为在使动臂14停止了的状态下有可能无法确保计量的精度。

在判断为未进行使动臂14动作的指令时(步骤S34中，否)，接下来，判断传感器是否发生故障(步骤S35)。在该步骤S35中，进行与步骤S15(图9)相同的判断。

在判断为任一传感器均未发生故障时(步骤S35中，否)，接下来，判断是否进行了强制结束自动计量的操作(步骤S36)。在自动计量的执行中，在操作员操作计量开始开关45而从计量开始开关45向第一处理装置30输出表示进行了开关操作的信号时，第一处理装置30识别进行了强制结束自动计量的操作。

也可以与计量开始开关45分开地，在驾驶室5内设置有由操作员操作的强制结束开关。在该情况下，第一处理装置30也可以通过接受表示操作员操纵了强制结束开关的信号的输入，识别进行了强制结束自动计量的操作。

在判断为未进行强制结束自动计量的操作时(步骤S36中，否)，前进至步骤S37，设定为强制结束条件不成立。

在步骤S31中判断为工作装置3为挖掘作业中的情况下(步骤S31中，是)、在步骤S32中判断为工作装置3为排土作业中的情况下(步骤S32中，是)，在步骤S33中判断为动臂角度θ1大于计量上限角度的情况下(步骤S33中，是)，在步骤S34中判断为进行了使动臂14上下动作的指令的情况下(步骤S34中，是)、在步骤S35中判断为任一传感器发生了故障的情况下(步骤S35中，是)、或者在判断为进行了强制结束自动计量的操作的情况下(步骤S36中，是)，前进至步骤S38，设定为强制结束条件成立。

接着，结束判断强制结束条件是否成立的处理(图11的“结束”)。

返回图8，在步骤S4的判断中判断为强制结束条件不成立时(步骤S4中，否)，不强制结束自动计量，继续执行自动计量。在该情况下，接下来，判断是否满足结束计量的条件(步骤S5)。

如图8所示，在判断为未满足结束计量的条件时(步骤S5中，否)，重复进行步骤S3的自动计量的处理、以及步骤S4的强制结束条件是否成立的判断。如果步骤S25(图10)的计算载荷的处理反复进行了规定次数，则能够判断为通过该规定次数的载荷的计算而满足了结束计量的条件。重复载荷的计算的次数预先存储于存储部30j。

如果能够在短时间内结束铲斗6内的货物L的计量，则能够提高由轮式装载机1进行的挖掘装入动作的生产性，因而优选。也可以在判断为即使不进行规定次数的载荷的计算也能够取得足够精度的载荷的情况下，在步骤S5的判断中判断为满足了结束计量的条件。例如，也可以在第一次计算出的载荷与第二次计算出的载荷一致或者虽不严格一致但差异足够小的情况下，判断为能够通过两次载荷的计算而取得了足够精度的载荷，从而判断为满足了结束计量的条件。再例如，也可以仅通过一次载荷来确定货物L的重量并判断为满足了结束计量的条件。

在步骤S5的判断中，在判断为满足了结束计量的条件时，结束铲斗6内的货物的计量，确定铲斗6内的载荷。例如，可以将存储于存储部30j的多次载荷的计算结果的平均值确定为铲斗6内的载荷。再例如，也可以将在步骤S5中判断为满足结束计量的条件之前的步骤S3中计算出的载荷确定为铲斗6内的载荷。

接下来，进行使动臂14停止的处理(步骤S6)。第一处理装置30向控制阀26输出控制信号，进行停止向动臂缸16供给的工作油的流量以及方向的变动的控制，由此使动臂缸16停止。由此，动臂14不再以动臂销9为中心旋转，动臂14以及安装于动臂14的前端的铲斗6停止。

接下来，前进至步骤S7，显示载荷。载荷输出部30f将所确定的铲斗6内的载荷输出至显示部40。显示部40将载荷显示于画面等。

在步骤S2的判断中自动计量开始条件不成立(步骤S2中，否)，即进行了图9的步骤S17的自动计量开始条件不成立的设定的情况下，不执行自动计量，直接结束处理。在步骤S4的判断中强制结束条件成立(步骤S4中，是)、即进行了图11的步骤S38的强制结束条件成立的设定的情况下，在该时间点强制结束自动计量。

这样，计测装载于铲斗6内的货物L的重量并将计测出的货物L的重量输出(显示于显示部40)的一系列处理结束(图8的“结束”)。

<作用以及效果>

如下那样，对上述实施方式的作业机械的特征性结构以及作用效果进行集中说明。需要说明的是，对实施方式的结构标注附图标记，但这是一例。

如图2所示，轮式装载机1具备计量开始开关45、以及第一处理装置30(控制器)。计量开始开关45接受开始铲斗6内的货物L的计量的计量开始输入。如图8所示，在接受了计量开始输入时，第一处理装置30判断自动计量开始条件是否成立。如图9所示，自动计量开始条件包含工作装置3不为挖掘作业中的情况。如图8、10所示，如果自动计量开始条件成立，则第一处理装置30对工作装置3的动作进行控制，具体而言使动臂14上升，并计量铲斗6内的货物L。

如图4、5所示，铲斗6内的载荷基于由压力传感器28a、28b检测的缸压力以及由第一角度检测器29检测的动臂角度θ1来计算。在工作装置3的挖掘作业中，缸压力的变动较大，难以高精度地计量铲斗6内的货物L。因此，自动计量开始条件包含工作装置3不为挖掘作业中。由此，能够在抑制了缸压力的变动的条件下进行计量，因此能够高精度地计量铲斗6内的货物L。

在计量铲斗6内的货物时，出于确保计量的精度的目的，一边使动臂14上升一边进行计量。动臂14的抬起动作不依赖于操作员的操作而由第一处理装置30控制。动臂14按照规定的动作模式进行动作，从而每次计量时的动臂14的动作恒定。动臂14的动作的再现性变高，由于操作员的手动操作产生的动臂14的动作的偏差减少。计量铲斗6内的货物L时的动臂角度θ1的推移的恒定性提高，因此能够提高计量的精度。通过将第一处理装置30使动臂14进行抬起动作的动作模式、例如动臂14的上升速度等设为适于计量的设定，从而能够进一步提高计量的精度。

如图8所示，在满足了铲斗6内的货物L的计量结束的条件情况下，第一处理装置30结束铲斗6内的货物L的计量，确定铲斗6内的载荷。构成为在满足计量结束的条件时立即结束计量并确定载荷，可避免在满足了计量结束的条件后仍继续计量。因此，能够缩短计量所需的时间。

如图8所示，在满足了铲斗6内的货物L的计量结束的条件的情况下，第一处理装置30停止工作装置3的动作。在一边通过操作员的手动操作使动臂14上升一边进行计量的情况下，识别到计量结束的操作员会进行使动臂14停止的操作，因此从计量结束起至停止动臂14为止产生时滞，计量所需的时间变长。由于是计量时的动臂14的抬起动作由第一处理装置30控制、且动臂14的停止也由第一处理装置30控制的结构，因此能够在计量结束后立即停止动臂14。因此，能够缩短计量所需的时间。

如图7所示，第一处理装置30将动臂缸16的缸压力用于工作装置3不为挖掘作业中的判断。这样的话，能够准确地判断工作装置3是否为挖掘作业中。如图7所示，第一处理装置30在工作装置3不为挖掘作业中的判断中，还能够使用从操作装置49的检测传感器49b输出的、轮式装载机1的前进后退操作以及工作装置3(动臂14，铲斗6)的操作的检测信号。由此，第一处理装置30能够更准确地判断工作装置3是否为挖掘作业中。

第一处理装置30能够将动臂角度θ1以及铲斗角度用于工作装置3不为挖掘作业中的判断。基于实时检测到的工作装置3的姿态，第一处理装置30能够更准确地进行工作装置3不为挖掘作业中的判断。

而且，第一处理装置30能够将轮式装载机1(行驶装置4)的牵引力用于工作装置3不为挖掘作业中的判断。通过计算牵引力，并区别是将发动机20的输出用于轮式装载机1的前进行驶还适用于保持铲斗6内的货物L，从而第一处理装置30能够更准确地进行工作装置3不为挖掘作业中的判断。轮式装载机1的牵引力能够基于由旋转传感器32(图2)检测的发动机20的旋转轴的转数、工作装置泵25(图2)的斜板的角度及排出压力、以及由操作装置49检测的加速器操作量等来计算。

如图7所示，第一处理装置30基于轮式装载机1的作业工序的判断来判断工作装置3不为挖掘作业中。通过进行根据基于轮式装载机1的当前的作业状态的作业工序的判定的判断，从而第一处理装置30能够高精度地判断不为挖掘作业中。

如图9所示，自动计量开始条件包含动臂角度θ1从适于计量的规定的角度范围偏离的情况。通过使处于动臂角度θ1从规定的角度范围偏离的位置的动臂14朝向该角度范围移动，并如图10所示那样在动臂角度θ1进入规定的角度范围时开始计量，从而能够高精度地计量铲斗6内的货物L。

如图9所示，自动计量开始条件包含动臂14不处于上下操作中的情况。在操作员正操作动臂14时，不介入用于自动计量的动臂14的动作，而使操作员的操作优先。由此，可抑制操作员因动臂14不按照自身的手动操作进行动作而感到不适。

如图9所示，自动计量开始条件包含第一角度检测器29、第二角度检测器48以及第一液压检测器28a、28b均未发生故障的情况。若这些传感器中的任一方发生了故障，则无法高精度地计算铲斗6内的载荷。因此，自动计量开始条件包含传感器未发生故障的情况。由此，能够高精度地计量铲斗6内的货物L。

通过在具备车身框架2以及安装于车身框架2的行驶轮(前轮4a、后轮4b)、且铲斗6配设于车身框架2的前方的轮式装载机1中应用上述的计量方法，能够高精度地计量轮式装载机1的铲斗6内的货物L。

在至此为止的实施方式的说明中，对执行自动计量时的动臂14的动作为动臂14的抬起动作的例子进行了说明。在执行自动计量时，动臂14并不局限于进行抬起动作，也可以进行降下动作。在动臂14的降下动作中进行计量的情况下，在步骤S13(图9)中判断动臂角度θ1是否大于计量上限角度，在步骤S22(图10)中判断动臂角度θ1是否为计量上限角度以下，在步骤S33(图11)中判断动臂角度θ1是否小于计量下限角度。这样的话，能够同样地得到在动臂角度θ1处于适于计量的角度范围时能够高精度地计量铲斗6内的货物L的效果。

在实施方式中，对在铲斗6内的货物L的计量结束时自动地停止动臂14的例子进行了说明，但并不局限于该例子。也可以构成为，第一处理装置30向操作员通知计量已结束，通过操作员的手动操作来使动臂14停止。

在实施方式中，对轮式装载机1具备第一处理装置30、搭载于轮式装载机1的第一处理装置30进行计量铲斗6内的货物的控制的例子进行了说明。进行计量铲斗6内的货物的控制的控制器也可以不必搭载于轮式装载机1。

图12是包括轮式装载机1的系统的概略图。也可以是，与搭载于轮式装载机1的第一处理装置30分开设置的外部的控制器130构成进行计量铲斗6内的货物的控制的系统。控制器130可以配置于轮式装载机1的作业现场，也可以配置于远离轮式装载机1的作业现场的远程位置。

在实施方式中，对轮式装载机1是具备驾驶室5、操作员搭乘于驾驶室5的有人车辆的例子进行了说明。轮式装载机1也可以是无人车辆。轮式装载机1也可以不具备供操作员搭乘以用于操作轮式装载机1的驾驶室。轮式装载机1也可以不搭载由搭乘的操作员进行的操纵功能。轮式装载机1也可以是远程操纵专用的作业机械。轮式装载机1的操纵也可以通过来自远程操纵装置的无线信号来进行。

应当理解本次公开的实施方式在所有方面均为例示而不是限制性的。本发明的范围不由上述说明而是由技术方案来表示，且包含与技术方案均等的含义及范围内的所有变更。

附图标记说明：

1...轮式装载机；2...车身框架；2a...前框架；2b...后框架；3...工作装置；4...行驶装置；4a...前轮；4b...后轮；6...铲斗；14...动臂；16...动臂缸；19...铲斗缸；20...发动机；24...缸驱动部；25...工作装置泵；26...控制阀；28a、28b...第一液压检测器；29...第一角度检测器；30...第一处理装置；30a...压力取得部；30b...角度取得部；30c...载荷计算部；30f...载荷输出部；30i...存储部；40...显示部；45...计量开始开关；48...第二角度检测器；49...操作装置；100...挖掘对象物；130...控制器；L...货物。

Claims (11)

1.一种作业机械，其中，

所述作业机械具备：

工作装置，其包括铲斗；

输入接受部，其接受开始所述铲斗内的货物的计量的计量开始输入；以及

控制器，其在所述输入接受部接受了所述计量开始输入时，判断包含所述工作装置不为挖掘作业中的情况在内的自动计量开始条件是否成立，如果所述自动计量开始条件成立，则控制所述工作装置的动作来计量所述铲斗内的所述货物。

2.根据权利要求1所述的作业机械，其中，

所述控制器在满足了所述铲斗内的所述货物的计量结束的条件的情况下，结束所述铲斗内的所述货物的计量，确定所述铲斗内的载荷。

3.根据权利要求2所述的作业机械，其中，

所述控制器在满足了所述铲斗内的所述货物的计量结束的条件的情况下，停止所述工作装置的所述动作。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的作业机械，其中，

所述工作装置包括升降所述铲斗的动臂以及驱动所述动臂的动臂缸，

所述作业机械还具备检知所述动臂缸的缸压力的缸压力检知部，

所述控制器将所述缸压力用于所述工作装置不为挖掘作业中的判断。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的作业机械，其中，

所述控制器基于所述作业机械的作业工序的判断，来判断所述工作装置不为挖掘作业中。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的作业机械，其中，

所述工作装置包括升降所述铲斗的动臂，

所述作业机械具备安装所述工作装置的车身，

所述控制器以在所述动臂相对于所述车身的角度包含于规定的角度范围的情况下计量所述铲斗内的所述货物的方式来设定所述角度范围，

所述自动计量开始条件包含所述动臂的角度从所述角度范围偏离的情况。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的作业机械，其中，

所述工作装置包括升降所述铲斗的动臂，

所述自动计量开始条件包含所述动臂不为上下操作中的情况。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的作业机械，其中，

所述工作装置包括升降所述铲斗的动臂以及驱动所述动臂的动臂缸，

所述作业机械还具备安装所述工作装置的车身、检知所述动臂相对于所述车身的角度的动臂角度检知部、检知所述铲斗相对于所述动臂的角度的铲斗角度检知部以及检知所述动臂缸的缸压力的缸压力检知部，

所述自动计量开始条件包含所述动臂角度检知部、所述铲斗角度检知部、所述缸压力检知部均未发生故障的情况。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的作业机械，其中，

所述作业机械还具备：

车身框架；以及

行驶轮，其安装于所述车身框架，

所述工作装置配设于所述车身框架的前方。

10.一种计量方法，其是具备包括铲斗的工作装置以及接受开始所述铲斗内的货物的计量的计量开始输入的输入接受部的作业机械的计量方法，该计量方法用于计量所述铲斗内的所述货物，其中，

所述计量方法包括如下步骤：

在所述输入接受部接受了所述计量开始输入时，判断包含所述工作装置不为挖掘作业中的情况在内的自动计量开始条件是否成立；以及

如果所述自动计量开始条件成立，则控制所述工作装置的动作来计量所述铲斗内的所述货物。

11.一种包括作业机械的系统，其中，

所述包括作业机械的系统具备：

作业机械，其具有包括铲斗的工作装置；

输入接受部，其接受开始所述铲斗内的货物的计量的计量开始输入；以及

控制器，其在所述输入接受部接受了所述计量开始输入时，判断包含所述工作装置不为挖掘作业中的情况在内的自动计量开始条件是否成立，如果所述自动计量开始条件成立，则控制所述工作装置的动作来计量所述铲斗内的所述货物。

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