CN116438356A - 施工机械及施工机械用控制装置 - Google Patents

施工机械及施工机械用控制装置 Download PDF

Info

Publication number
CN116438356A
CN116438356A CN202180071103.5A CN202180071103A CN116438356A CN 116438356 A CN116438356 A CN 116438356A CN 202180071103 A CN202180071103 A CN 202180071103A CN 116438356 A CN116438356 A CN 116438356A
Authority
CN
China
Prior art keywords
boom
torque
arm
attachment
bucket
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202180071103.5A
Other languages
English (en)
Inventor
山本泰广
平沼一则
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sumitomo Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Sumitomo Heavy Industries Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sumitomo Heavy Industries Ltd filed Critical Sumitomo Heavy Industries Ltd
Publication of CN116438356A publication Critical patent/CN116438356A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F9/00—Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
    • E02F9/26—Indicating devices
    • E02F9/264—Sensors and their calibration for indicating the position of the work tool
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F3/00—Dredgers; Soil-shifting machines
    • E02F3/04—Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven
    • E02F3/28—Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven with digging tools mounted on a dipper- or bucket-arm, i.e. there is either one arm or a pair of arms, e.g. dippers, buckets
    • E02F3/36—Component parts
    • E02F3/42—Drives for dippers, buckets, dipper-arms or bucket-arms
    • E02F3/43—Control of dipper or bucket position; Control of sequence of drive operations
    • E02F3/435—Control of dipper or bucket position; Control of sequence of drive operations for dipper-arms, backhoes or the like
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B66—HOISTING; LIFTING; HAULING
    • B66C—CRANES; LOAD-ENGAGING ELEMENTS OR DEVICES FOR CRANES, CAPSTANS, WINCHES, OR TACKLES
    • B66C1/00—Load-engaging elements or devices attached to lifting or lowering gear of cranes or adapted for connection therewith for transmitting lifting forces to articles or groups of articles
    • B66C1/10—Load-engaging elements or devices attached to lifting or lowering gear of cranes or adapted for connection therewith for transmitting lifting forces to articles or groups of articles by mechanical means
    • B66C1/42—Gripping members engaging only the external or internal surfaces of the articles
    • B66C1/44—Gripping members engaging only the external or internal surfaces of the articles and applying frictional forces
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B66—HOISTING; LIFTING; HAULING
    • B66C—CRANES; LOAD-ENGAGING ELEMENTS OR DEVICES FOR CRANES, CAPSTANS, WINCHES, OR TACKLES
    • B66C1/00—Load-engaging elements or devices attached to lifting or lowering gear of cranes or adapted for connection therewith for transmitting lifting forces to articles or groups of articles
    • B66C1/10—Load-engaging elements or devices attached to lifting or lowering gear of cranes or adapted for connection therewith for transmitting lifting forces to articles or groups of articles by mechanical means
    • B66C1/42—Gripping members engaging only the external or internal surfaces of the articles
    • B66C1/58—Gripping members engaging only the external or internal surfaces of the articles and deforming the articles, e.g. by using gripping members such as tongs or grapples
    • B66C1/585—Log grapples
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B66—HOISTING; LIFTING; HAULING
    • B66C—CRANES; LOAD-ENGAGING ELEMENTS OR DEVICES FOR CRANES, CAPSTANS, WINCHES, OR TACKLES
    • B66C1/00—Load-engaging elements or devices attached to lifting or lowering gear of cranes or adapted for connection therewith for transmitting lifting forces to articles or groups of articles
    • B66C1/68—Load-engaging elements or devices attached to lifting or lowering gear of cranes or adapted for connection therewith for transmitting lifting forces to articles or groups of articles mounted on, or guided by, jibs
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B66—HOISTING; LIFTING; HAULING
    • B66C—CRANES; LOAD-ENGAGING ELEMENTS OR DEVICES FOR CRANES, CAPSTANS, WINCHES, OR TACKLES
    • B66C13/00—Other constructional features or details
    • B66C13/16—Applications of indicating, registering, or weighing devices
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B66—HOISTING; LIFTING; HAULING
    • B66C—CRANES; LOAD-ENGAGING ELEMENTS OR DEVICES FOR CRANES, CAPSTANS, WINCHES, OR TACKLES
    • B66C3/00—Load-engaging elements or devices attached to lifting or lowering gear of cranes or adapted for connection therewith and intended primarily for transmitting lifting forces to loose materials; Grabs
    • B66C3/005—Grab supports, e.g. articulations; Oscillation dampers; Orientation
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F3/00—Dredgers; Soil-shifting machines
    • E02F3/04—Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven
    • E02F3/28—Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven with digging tools mounted on a dipper- or bucket-arm, i.e. there is either one arm or a pair of arms, e.g. dippers, buckets
    • E02F3/36—Component parts
    • E02F3/42—Drives for dippers, buckets, dipper-arms or bucket-arms
    • E02F3/425—Drive systems for dipper-arms, backhoes or the like
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F3/00—Dredgers; Soil-shifting machines
    • E02F3/04—Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven
    • E02F3/28—Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven with digging tools mounted on a dipper- or bucket-arm, i.e. there is either one arm or a pair of arms, e.g. dippers, buckets
    • E02F3/36—Component parts
    • E02F3/42—Drives for dippers, buckets, dipper-arms or bucket-arms
    • E02F3/43—Control of dipper or bucket position; Control of sequence of drive operations
    • E02F3/435—Control of dipper or bucket position; Control of sequence of drive operations for dipper-arms, backhoes or the like
    • E02F3/437—Control of dipper or bucket position; Control of sequence of drive operations for dipper-arms, backhoes or the like providing automatic sequences of movements, e.g. linear excavation, keeping dipper angle constant
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F9/00—Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
    • E02F9/26—Indicating devices
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F9/00—Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
    • E02F9/26—Indicating devices
    • E02F9/264—Sensors and their calibration for indicating the position of the work tool
    • E02F9/265—Sensors and their calibration for indicating the position of the work tool with follow-up actions (e.g. control signals sent to actuate the work tool)
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01G—WEIGHING
    • G01G19/00—Weighing apparatus or methods adapted for special purposes not provided for in the preceding groups
    • G01G19/08—Weighing apparatus or methods adapted for special purposes not provided for in the preceding groups for incorporation in vehicles
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F3/00—Dredgers; Soil-shifting machines
    • E02F3/04—Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven
    • E02F3/28—Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven with digging tools mounted on a dipper- or bucket-arm, i.e. there is either one arm or a pair of arms, e.g. dippers, buckets
    • E02F3/30—Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven with digging tools mounted on a dipper- or bucket-arm, i.e. there is either one arm or a pair of arms, e.g. dippers, buckets with a dipper-arm pivoted on a cantilever beam, i.e. boom
    • E02F3/32—Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven with digging tools mounted on a dipper- or bucket-arm, i.e. there is either one arm or a pair of arms, e.g. dippers, buckets with a dipper-arm pivoted on a cantilever beam, i.e. boom working downwardly and towards the machine, e.g. with backhoes
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F3/00—Dredgers; Soil-shifting machines
    • E02F3/04—Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven
    • E02F3/96—Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven with arrangements for alternate or simultaneous use of different digging elements
    • E02F3/963—Arrangements on backhoes for alternate use of different tools
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F9/00—Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
    • E02F9/20—Drives; Control devices
    • E02F9/22—Hydraulic or pneumatic drives
    • E02F9/2221—Control of flow rate; Load sensing arrangements
    • E02F9/2225—Control of flow rate; Load sensing arrangements using pressure-compensating valves
    • E02F9/2228—Control of flow rate; Load sensing arrangements using pressure-compensating valves including an electronic controller
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F9/00—Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
    • E02F9/20—Drives; Control devices
    • E02F9/22—Hydraulic or pneumatic drives
    • E02F9/2278—Hydraulic circuits
    • E02F9/2282—Systems using center bypass type changeover valves
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F9/00—Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
    • E02F9/20—Drives; Control devices
    • E02F9/22—Hydraulic or pneumatic drives
    • E02F9/2278—Hydraulic circuits
    • E02F9/2285—Pilot-operated systems
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F9/00—Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
    • E02F9/20—Drives; Control devices
    • E02F9/22—Hydraulic or pneumatic drives
    • E02F9/2278—Hydraulic circuits
    • E02F9/2292—Systems with two or more pumps
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F9/00—Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
    • E02F9/20—Drives; Control devices
    • E02F9/22—Hydraulic or pneumatic drives
    • E02F9/2278—Hydraulic circuits
    • E02F9/2296—Systems with a variable displacement pump

Abstract

本发明提供一种以高精确度计算装载物的重量的施工机械及施工机械用控制装置。施工机械具备：附属装置，至少具有动臂、安装于该动臂前端的斗杆、安装于该斗杆前端的端接附件，并且安装于上部回转体；及控制装置，所述控制装置根据所述斗杆的离心力及所述斗杆的惯性力中的至少任一个，补偿使所述动臂旋转的转矩，并根据所补偿的所述转矩，计算由所述附属装置搬运的搬运物的重量。

Description

施工机械及施工机械用控制装置
技术领域
本发明涉及一种施工机械。
背景技术
例如，公开有如下挖土机：根据检测上部回转体与动臂的相对角度的角度传感器的测定值、检测动臂与斗杆的相对角度的角度传感器的测定值、检测供给至动臂缸的工作油的压力的压力传感器的测定值及检测供给至斗杆缸的工作油的压力的压力传感器的测定值，计算铲斗内的沙土重量(参考专利文献1)。
以往技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2002-4337号公报
发明内容
发明要解决的技术课题
然而，例如，在进行动臂上升动作时等附属装置动作中，致动器的压力发生变动。因此，即使在铲斗内的沙土重量恒定的情况下，也可能会因外部干扰而计算出的沙土重量发生变动。
因此，鉴于上述课题，本发明的目的在于提供一种以高精确度计算装载物的重量的施工机械及施工机械用控制装置。
用于解决技术课题的手段
为了实现上述目的，在本发明的一实施方式中，提供一种施工机械，其具备：附属装置，至少具有动臂、安装于该动臂前端的斗杆及安装于该斗杆前端的端接附件，并且安装于上部回转体；及控制装置，所述控制装置根据所述斗杆的离心力及所述斗杆的惯性力中的至少任一个，补偿使所述动臂旋转的转矩，并根据所补偿的所述转矩，计算由所述附属装置搬运的搬运物的重量。
发明效果
根据上述实施方式，能够提供一种以高精确度计算装载物的重量的施工机械及施工机械用控制装置。
附图说明
图1是作为第1实施方式所涉及的挖掘机的挖土机的侧视图。
图2是概略地表示第1实施方式所涉及的挖土机的结构的一例的图。
图3是概略地表示第1实施方式所涉及的挖土机的液压系统的结构的一例的图。
图4A是概略地表示第1实施方式所涉及的挖土机的液压系统中的与操作系统相关的结构部分的一例的图。
图4B是概略地表示第1实施方式所涉及的挖土机的液压系统中的与操作系统相关的结构部分的一例的图。
图4C是概略地表示第1实施方式所涉及的挖土机的液压系统中的与操作系统相关的结构部分的一例的图。
图5是概略地表示第1实施方式所涉及的挖土机中的与沙土荷载检测功能相关的结构部分的一例的图。
图6是对挖土机中的深挖掘·装载动作进行说明的图。
图7A是对挖土机的参数进行说明的图。
图7B是对挖土机的参数进行说明的图。
图8是表示斗杆的开闭动作与围绕动臂脚销的转矩之间的关系的挖土机的附属装置的示意图。
图9是对第1实施方式所涉及的挖土机中的装载物重量计算部的处理进行说明的框图。
图10是对第2实施方式所涉及的挖土机中的装载物重量计算部的处理进行说明的框图。
图11A是表示斗杆的开闭动作及铲斗的开闭动作与围绕动臂脚销的转矩之间的关系的挖土机的附属装置的示意图。
图11B是表示斗杆的开闭动作及铲斗的开闭动作与围绕动臂脚销的转矩之间的关系的挖土机的附属装置的示意图。
图12是对第3实施方式所涉及的挖土机中的装载物重量计算部的处理进行说明的框图。
图13是第3实施方式所涉及的施工机械的侧视图。
图14A是对第3实施方式所涉及的施工机械的动作的一例进行说明的图。
图14B是对第3实施方式所涉及的施工机械的动作的一例进行说明的图。
图15是表示抓钩的把持部的旋转动作与围绕动臂脚销的转矩之间的关系的挖土机的附属装置的示意图。
图16是对第4实施方式所涉及的施工机械中的装载物重量计算部的处理进行说明的框图。
图17是表示装载支援系统的结构例的图。
具体实施方式
以下，参考附图对用于实施发明的方式进行说明。
[挖土机的概要]
首先，参考图1对第1实施方式所涉及的挖土机(施工机械)100的概要进行说明。
图1是作为第1实施方式所涉及的挖掘机的挖土机100的侧视图。
另外，在图1中，挖土机100位于面对施工对象的向上倾斜面ES的水平面，并且一并记载了后述的目标施工面的一例即向上斜面BS(即，对向上倾斜面ES进行施工之后的斜面形状)。另外，在施工对象的向上倾斜面ES设置有表示目标施工面即向上斜面BS的法线方向的圆筒体(未图示)。
第1实施方式所涉及的挖土机100具备下部行走体1；经由回转机构2回转自如地搭载于下部行走体1的上部回转体3；构成附属装置(施工机)的动臂4、斗杆5及铲斗6；操纵室10。
下部行走体1通过由行走液压马达1L、1R(参考后述的图2)分别液压驱动左右一对履带而使挖土机100行走。即，一对行走液压马达1L、1R(行走马达的一例)驱动作为被驱动部的下部行走体1(履带)。
上部回转体3由回转液压马达2A(参考后述的图2)驱动，由此相对于下部行走体1进行回转。即，回转液压马达2A为驱动作为被驱动部的上部回转体3的回转驱动部，并且能够改变上部回转体3的朝向。
另外，上部回转体3也可以代替回转液压马达2A而通过电动机(以下，称为“回转用电动机”)来电驱动。即，与回转液压马达2A同样地，回转用电动机为驱动作为非驱动部的上部回转体3的回转驱动部，并且能够改变上部回转体3的朝向。
动臂4能够俯仰地枢轴安装于上部回转体3的前部中央，在动臂4的前端能够上下转动地枢轴安装有斗杆5，在斗杆5的前端能够上下转动地枢轴安装有作为端接附件的铲斗6。动臂4、斗杆5及铲斗6分别由作为液压致动器的动臂缸7、斗杆缸8及铲斗缸9液压驱动。
另外，铲斗6为端接附件的一例，根据工作内容等，在斗杆5的前端可以代替铲斗6而安装其他端接附件例如斜面用铲斗、疏浚用铲斗、破碎器、磁力吊、抓钩、货叉及包括链锯的伐木机等。
操纵室10为操作人员搭乘的驾驶室，并且搭载于上部回转体3的前部左侧。
[挖土机的结构]
接着，除了图1以外，还参考图2对第1实施方式所涉及的挖土机100的具体结构进行说明。
图2是概略地表示第1实施方式所涉及的挖土机100的结构的一例的图。
另外，在图2中，机械动力系统、工作油管路、先导管路及电气控制系统分别以双重线、实线、虚线及点线来表示。
第1实施方式所涉及的挖土机100的驱动系统包括发动机11、调节器13、主泵14及控制阀17。并且，如上所述，第1实施方式所涉及的挖土机100的液压驱动系统包括分别对下部行走体1、上部回转体3、动臂4、斗杆5及铲斗6进行液压驱动的行走液压马达1L、1R、回转液压马达2A、动臂缸7、斗杆缸8及铲斗缸9等液压致动器。
发动机11为液压驱动系统中的主动力源，例如搭载于上部回转体3的后部。具体而言，发动机11在基于后述的控制器30的直接或间接的控制下，以预先设定的目标转速恒定旋转，并驱动主泵14及先导泵15。发动机11例如为以轻油为燃料的柴油发动机。
调节器13控制主泵14的吐出量。例如，调节器13根据来自控制器30的控制指令，调节主泵14的斜板的角度(偏转角)。如后述，调节器13例如包括调节器13L、13R。
主泵14例如与发动机11同样地搭载于上部回转体3的后部，并通过高压液压管路对控制阀17供给工作油。如后述，主泵14由发动机11驱动。主泵14例如为可变容量型液压泵，如上所述，在基于控制器30的控制下通过调节器13调节斜板的偏转角来调整活塞的行程长度，并控制吐出流量(吐出压力)。如后述，主泵14例如包括主泵14L、14R。
控制阀17例如搭载于上部回转体3的中央部，是根据由操作人员对操作装置26的操作进行液压驱动系统的控制的液压控制装置。如上所述，控制阀17经由高压液压管路与主泵14连接，并且根据操作装置26的操作状态，将从主泵14供给的工作油选择性地供给至液压致动器(行走液压马达1L、1R、回转液压马达2A、动臂缸7、斗杆缸8及铲斗缸9)。具体而言，控制阀17包括控制从主泵14供给至各液压致动器的工作油的流量及流动方向的控制阀171～176。更具体而言，控制阀171与行走液压马达1L对应，控制阀172与行走液压马达1R对应，控制阀173与回转液压马达2A对应。并且，控制阀174与铲斗缸9对应，控制阀175与动臂缸7对应，控制阀176与斗杆缸8对应。并且，如后述，控制阀175例如包括控制阀175L、175R，如后述，控制阀176例如包括控制阀176L、176R。关于控制阀171～176的详细内容，将在后面叙述。
第1实施方式所涉及的挖土机100的操作系统包括先导泵15及操作装置26。并且，挖土机100的操作系统包括往复阀32作为由后述的控制器30进行的与设备控制功能相关的结构。
先导泵15例如搭载于上部回转体3的后部，经由先导管路对操作装置26供给先导压。先导泵15例如为固定容量式液压泵，如上所述，由发动机11驱动。
操作装置26设置于操纵室10的操作员座附近，是操作人员用于进行各种动作要件(下部行走体1、上部回转体3、动臂4、斗杆5及铲斗6等)的操作的操作输入机构。换言之，操作装置26为操作人员用于进行驱动各动作要件的液压致动器(即，行走液压马达1L、1R、回转液压马达2A、动臂缸7、斗杆缸8、铲斗缸9等)的操作的操作输入机构。操作装置26通过其二次侧的先导管路直接与控制阀17连接，或经由设置于二次侧的先导管路的后述的往复阀32间接地与控制阀17连接。由此，对控制阀17能够输入操作装置26中的与下部行走体1、上部回转体3、动臂4、斗杆5及铲斗6等的操作状态相对应的先导压。因此，控制阀17根据操作装置26的操作状态，能够驱动各液压致动器。操作装置26例如包括操作斗杆5(斗杆缸8)的操纵杆装置。并且，操作装置26例如包括分别操作动臂4(动臂缸7)、铲斗6(铲斗缸9)及上部回转体3(回转液压马达2A)的操纵杆装置26A～26C(参考图4A～图4C)。并且，操作装置26例如包括分别操作下部行走体1的左右一对履带(行走液压马达1L、1R)的操纵杆装置或踏板装置。
往复阀32具有两个入口端口及一个出口端口，并且将具有输入于两个入口端口的先导压中的较高的先导压的工作油输出至出口端口。往复阀32的两个入口端口中的一个端口与操作装置26连接，另一个端口与比例阀31连接。往复阀32的出口端口通过先导管路与控制阀17内的所对应的控制阀的先导端口连接(详细内容参考图4A～图4C)。因此，往复阀32能够使操作装置26所生成的先导压及比例阀31所生成的先导压中的较高的先导压作用于所对应的控制阀的先导端口。即，后述的控制器30通过从比例阀31输出高于从操作装置26输出的二次侧的先导压的先导压，由此不依赖于由操作人员对操作装置26的操作而控制所对应的控制阀，能够控制各动作要件的动作。如后述，往复阀32例如包括往复阀32AL、32AR、32BL、32BR、32CL、32CR。
另外，操作装置26(左操作杆、右操作杆、左行走操纵杆及右行走操纵杆)也可以是输出电信号的电气式，而不是输出先导压的液压先导式。此时，来自操作装置26的电信号输入于控制器30，控制器30根据所输入的电信号，控制控制阀17内的各控制阀171～176，由此实现与对操作装置26的操作内容相对应的各种液压致动器的动作。例如，控制阀17内的控制阀171～176可以是通过来自控制器30的指令驱动的电磁螺线管式滑阀。并且，例如，在先导泵15与各控制阀171～176的先导端口之间可以配置根据来自控制器30的电信号而进行动作的电磁阀。此时，若进行使用了电气式操作装置26的手动操作，则控制器30根据与其操作量(例如，操纵杆操作量)对应的电信号，控制该电磁阀并增减先导压，由此对应于对操作装置26的操作内容，能够使各控制阀171～176进行动作。
第1实施方式所涉及的挖土机100的控制系统包括控制器30、吐出压力传感器28、操作压力传感器29、比例阀31、显示装置40、输入装置42、声音输出装置43、存储装置47、动臂角度传感器S1、斗杆角度传感器S2、铲斗角度传感器S3、机体倾斜传感器S4、回转状态传感器S5、摄像装置S6、测位装置P1及通信装置T1。
控制器30(控制装置的一例)例如设置于操纵室10内，并进行挖土机100的驱动控制。控制器30可通过任意的硬件、软件或其组合来实现其功能。例如，控制器30以包括CPU(Central Processing Unit：中央处理器)、ROM(Read Only Memory：只读存储器)、RAM(Random Access Memory：随机存取存储器)、非易失性辅助存储装置及各种输入输出接口等的微型计算机为中心构成。控制器30例如通过在CPU上执行保存于ROM、非易失性辅助存储装置的各种程序而实现各种功能。
例如，控制器30根据通过操作人员等的规定操作而预先设定的工作模式等，设定目标转速，并进行使发动机11恒定旋转的驱动控制。
并且，例如，控制器30根据需要对调节器13输出控制指令，并改变主泵14的吐出量。
并且，例如，控制器30例如进行与引导(guide)由操作人员通过操作装置26对挖土机100进行的手动操作的设备引导功能相关的控制。并且，控制器30例如进行与自动支援由操作人员通过操作装置26对挖土机100进行的手动操作的设备控制功能相关的控制。即，控制器30包括设备引导部50作为与设备引导功能及设备控制功能相关的功能部。并且，控制器30包括后述的沙土荷载处理部60。
另外，控制器30的功能的一部分也可以通过其他控制器(控制装置)来实现。即，控制器30的功能也可以以通过多个控制器分散的方式来实现。例如，设备引导功能及设备控制功能也可以通过专用控制器(控制装置)来实现。
吐出压力传感器28检测主泵14的吐出压力。与通过吐出压力传感器28检测到的吐出压力对应的检测信号输入于控制器30。如后述，吐出压力传感器28例如包括吐出压力传感器28L、28R。
如上所述，操作压力传感器29检测操作装置26的二次侧的先导压，即操作装置26中的和与各动作要件(即，液压致动器)相关的操作状态(例如，操作方向或操作量等操作内容)对应的先导压。由操作压力传感器29检测的操作装置26中的与下部行走体1、上部回转体3、动臂4、斗杆5及铲斗6等的操作状态对应的先导压的检测信号输入于控制器30。如后述，操作压力传感器29例如包括操作压力传感器29A～29C。
另外，代替操作压力传感器29，也可以设置能够检测操作装置26中的与各动作要件相关的操作状态的其他传感器，例如能够检测操纵杆装置26A～26C等的操作量(倾倒量)或倾倒方向的编码器或电位差计等。
比例阀31设置于连接先导泵15与往复阀32的先导管路，并且构成为能够变更其流路面积(工作油能够流通的截面积)。比例阀31根据从控制器30输入的控制指令而进行动作。由此，即使在操作人员未操作操作装置26(具体而言，操纵杆装置26A～26C)的情况下，控制器30也能够将从先导泵15吐出的工作油经由比例阀31及往复阀32供给至控制阀17内的所对应的控制阀的先导端口。如后述，比例阀31例如包括比例阀31AL、31AR、31BL、31BR、31CL、31CR。
显示装置40设置于操纵室10内就坐的操作人员容易视觉辨认的位置上，在基于控制器30的控制下，显示各种信息图像。显示装置40可以经由CAN(Controller AreaNetwork：控域网)等车载网络与控制器30连接，也可以经由一对一专用线与控制器30连接。
输入装置42设置于就座于操纵室10内的操作人员够得到的范围内，接收由操作人员进行的各种操作输入，将与操作输入相对应的信号输出至控制器30。输入装置42包括安装于显示各种信息图像的显示装置的显示器的触摸面板、设置于操纵杆装置26A～26C的操纵杆部的前端的旋钮开关、设置于显示装置40周围的按钮开关、操纵杆、切换键及回转转盘等。与对输入装置42的操作内容对应的信号输入于控制器30。
声音输出装置43例如设置于操纵室10内，并且与控制器30连接，在基于控制器30的控制下，输出声音。声音输出装置43例如为扬声器或蜂鸣器等。声音输出装置43根据来自控制器30的声音输出指令而声音输出各种信息。
存储装置47例如设置于操纵室10内，在基于控制器30的控制下，存储各种信息。存储装置47例如为半导体存储器等非易失性存储介质。存储装置47可以存储在挖土机100进行动作时各种设备所输出的信息，也可以存储挖土机100开始动作之前经由各种设备获取的信息。存储装置47例如也可以存储经由通信装置T1等获取的或通过输入装置42等设定的与目标施工面相关的数据。该目标施工面可以由挖土机100的操作人员设定(保存)，也可以由施工管理者等设定。
动臂角度传感器S1安装于动臂4，检测动臂4相对于上部回转体3的俯仰角度(以下，称为“动臂角度”)，例如检测从侧面观察下连结动臂4两端的支点的直线相对于上部回转体3的回转平面所成的角度。动臂角度传感器S1例如可以包括旋转编码器、加速度传感器、六轴传感器、IMU(Inertial Measurement Unit：惯性测量装置)等。并且，动臂角度传感器S1也可以包括利用了可变电阻器的电位差计、检测与动臂角度对应的液压缸(动臂缸7)的行程量的缸传感器等。以下，关于斗杆角度传感器S2、铲斗角度传感器S3也相同。由动臂角度传感器S1检测的与动臂角度对应的检测信号输入于控制器30。
斗杆角度传感器S2安装于斗杆5，检测斗杆5相对于动臂4的转动角度(以下，称为“斗杆角度”)，例如检测从侧面观察下连结斗杆5两端的支点的直线相对于连结动臂4两端的支点的直线所成的角度。由斗杆角度传感器S2检测的与斗杆角度对应的检测信号输入于控制器30。
铲斗角度传感器S3安装于铲斗6，检测铲斗6相对于斗杆5的转动角度(以下，称为“铲斗角度”)，例如检测从侧面观察下连结铲斗6的支点与前端(铲尖)的直线相对于连结斗杆5两端的支点的直线所成的角度。由铲斗角度传感器S3检测的与铲斗角度对应的检测信号输入于控制器30。
机体倾斜传感器S4检测机体(上部回转体3或下部行走体1)相对于水平面的倾斜状态。机体倾斜传感器S4例如安装于上部回转体3，检测挖土机100(即，上部回转体3)围绕前后方向及左右方向的两个轴的倾斜角度(以下，称为“前后倾斜角”及“左右倾斜角”)。机体倾斜传感器S4例如可以包括旋转编码器、加速度传感器、六轴传感器及IMU等。由机体倾斜传感器S4检测的与倾斜角度(前后倾斜角及左右倾斜角)对应的检测信号输入于控制器30。
回转状态传感器S5输出与上部回转体3的回转状态相关的检测信息。回转状态传感器S5例如检测上部回转体3的回转角速度及回转角度。回转状态传感器S5例如可以包括陀螺仪传感器、分解器及旋转编码器等。由回转状态传感器S5检测的与上部回转体3的回转角度或回转角速度对应的检测信号输入于控制器30。动臂角度传感器S1、斗杆角度传感器S2、铲斗角度传感器S3、机体倾斜传感器S4及回转状态传感器S5包括于姿势传感器。通过姿势传感器，不仅检测铲斗6的铲尖位置，还检测动臂角度、动臂角速度及动臂角加速度等。
作为空间识别装置的摄像装置S6拍摄挖土机100的周边。摄像装置S6包括拍摄挖土机100前方的摄像机S6F、拍摄挖土机100左方的摄像机S6L、拍摄挖土机100右方的摄像机S6R及拍摄挖土机100后方的摄像机S6B。
摄像机S6F例如安装于操纵室10的顶棚即操纵室10的内部。并且，摄像机S6F可以安装于操纵室10的房顶、动臂4的侧面等操纵室10的外部。摄像机S6L安装于上部回转体3的上表面左端，摄像机S6R安装于上部回转体3的上表面右端，摄像机S6B安装于上部回转体3的上表面后端。
摄像装置S6(摄像机S6F、S6B、S6L、S6R)例如分别为具有非常宽的视场角的单眼广角摄像机。并且，摄像装置S6也可以是立体摄像机或距离图像摄像机等。由摄像装置S6拍摄的摄像图像经由显示装置40输入于控制器30。
作为空间识别装置的摄像装置S6可以作为物体检测装置而发挥作用。此时，摄像装置S6可以检测存在于挖土机100周围的物体。检测对象的物体中例如可包括人、动物、车辆、施工机械、建筑物、凹坑等。并且，摄像装置S6也可以计算从摄像装置S6或挖土机100到识别出的物体的距离。在作为物体检测装置的摄像装置S6中例如可包括立体摄像机、距离图像传感器等。而且，空间识别装置例如为具有CCD或CMOS等成像元件的单眼摄像机，将所拍摄的图像输出至显示装置40。并且，空间识别装置也可以构成为计算从空间识别装置或挖土机100至识别出的物体的距离。并且，除了摄像装置S6以外，作为空间识别装置，例如还可以设置超声波传感器、毫米波雷达、LIDAR及红外线传感器等其他物体检测装置。当作为空间识别装置80利用毫米波雷达、超声波传感器或激光雷达等时，也可以将多个信号(激光束等)发送至物体，并接收其反射信号，由此检测从反射信号至物体的距离及方向。
另外，摄像装置S6也可以直接与控制器30可通信地连接。
在动臂缸7中安装有动臂杆压传感器S7R及动臂底压传感器S7B。在斗杆缸8中安装有斗杆杆压传感器S8R及斗杆底压传感器S8B。在铲斗缸9中安装有铲斗杆压传感器S9R及铲斗底压传感器S9B。动臂杆压传感器S7R、动臂底压传感器S7B、斗杆杆压传感器S8R、斗杆底压传感器S8B、铲斗杆压传感器S9R及铲斗底压传感器S9B也统称为“缸压传感器”。
动臂杆压传感器S7R检测动臂缸7的杆侧油室的压力(以下，设为“动臂杆压”。)，动臂底压传感器S7B检测动臂缸7的底侧油室的压力(以下，设为“动臂底压”。)。斗杆杆压传感器S8R检测斗杆缸8的杆侧油室的压力(以下，设为“斗杆杆压”。)，斗杆底压传感器S8B检测斗杆缸8的底侧油室的压力(以下，设为“斗杆底压”。)。铲斗杆压传感器S9R检测铲斗缸9的杆侧油室的压力(以下，设为“铲斗杆压”。)，铲斗底压传感器S9B检测铲斗缸9的底侧油室的压力(以下，设为“铲斗底压”。)。
测位装置P1测量上部回转体3的位置及朝向。测位装置P1例如为GNSS(GlobalNavigation Satellite System：全球导航卫星系统)罗盘，检测上部回转体3的位置及朝向，与上部回转体3的位置及朝向对应的检测信号输入于控制器30。并且，测位装置P1的功能中的检测上部回转体3的朝向的功能也可以由安装于上部回转体3的方位传感器来代替。
通信装置T1通过包括以基站为终端的移动体通信网、卫星通信网及因特网等的规定的网络与外部设备进行通信。通信装置T1例如为与LTE(Long Term Evolution：长期演进)、4G(4th Generation：第四代)、5G(5th Generation第五代)等的移动体通信标准对应的移动体通信模块或用于与卫星通信网连接的卫星通信模块等。
设备引导部50例如执行与设备引导功能相关的挖土机100的控制。设备引导部50例如将目标施工面与附属装置的前端部具体而言端接附件的工作部位之间的距离等工作信息通过显示装置40或声音输出装置43等传递给操作人员。如上所述，与目标施工面相关的数据例如预先存储于存储装置47。与目标施工面相关的数据例如以基准坐标系来表述。基准坐标系例如为世界测地系统。世界测地系统为在地球的重心放置原点，在格林威治子午线与赤道的交点的方向上取X轴，在东经90度的方向上取Y轴，然后在北极的方向上取Z轴的三维正交XYZ坐标系。操作人员可以将施工现场的任意的点设定为基准点，并通过输入装置42，根据与基准点的相对位置关系设定目标施工面。铲斗6的工作部位例如为铲斗6的铲尖、铲斗6的背面等。并且，作为端接附件，当代替铲斗6例如采用破碎器时，破碎器的前端部相当于工作部位。设备引导部50通过显示装置40、声音输出装置43等，将工作信息通知给操作人员，并且引导由操作人员通过操作装置26对挖土机100进行的操作。
并且，设备引导部50例如执行与设备控制功能相关的挖土机100的控制。例如，当操作人员手动进行挖掘操作时，设备引导部50可以使动臂4、斗杆5及铲斗6中的至少一个自动进行动作，以使目标施工面与铲斗6的前端位置一致。
设备引导部50从动臂角度传感器S1、斗杆角度传感器S2、铲斗角度传感器S3、机体倾斜传感器S4、回转状态传感器S5、摄像装置S6、测位装置P1、通信装置T1及输入装置42等获取信息。而且，设备引导部50例如根据所获取的信息，计算铲斗6与目标施工面之间的距离，通过来自声音输出装置43的声音及显示于显示装置40的图像，将铲斗6与目标施工面之间的距离的程度通知给操作人员，或自动控制附属装置的动作，以使附属装置的前端部(具体而言，铲斗6的铲尖或背面等工作部位)与目标施工面一致。设备引导部50作为与该设备引导功能及设备控制功能相关的详细的功能结构，包括位置计算部51、距离计算部52、信息传递部53、自动控制部54、回转角度计算部55及相对角度计算部56。
位置计算部51计算规定的测位对象的位置。例如，位置计算部51计算附属装置的前端部具体而言铲斗6的铲尖或背面等工作部位的基准坐标系中的坐标点。具体而言，位置计算部51由动臂4、斗杆5及铲斗6各自的俯仰角度(动臂角度、斗杆角度及铲斗角度)计算铲斗6的工作部位的坐标点。
距离计算部52计算两个测位对象之间的距离。例如，距离计算部52计算附属装置的前端部具体而言铲斗6铲尖或背面等工作部位与目标施工面之间的距离。并且，距离计算部52也可以计算铲斗6的作为工作部位的背面与目标施工面之间的角度(相对角度)。
信息传递部53通过显示装置40或声音输出装置43等规定的通知机构，将各种信息传递(通知)给挖土机100的操作人员。信息传递部53将通过距离计算部52计算出的各种距离等的大小(程度)通知给挖土机100的操作人员。例如，使用由显示装置40显示的视觉信息及由声音输出装置43输出的听觉信息中的至少一个而将铲斗6的前端部与目标施工面之间的距离(的大小)传递给操作人员。并且，信息传递部53也可以使用由显示装置40显示的视觉信息及由声音输出装置43输出的听觉信息中的至少一个而将铲斗6的作为工作部位的背面与目标施工面之间的相对角度(的大小)传递给操作人员。
具体而言，信息传递部53使用由声音输出装置43输出的间歇音而将铲斗6的工作部位与目标施工面之间的距离(例如，铅垂距离)的大小传递给操作人员。此时，信息传递部53可以是如下方式，即，铅垂距离越小，越缩短间歇音的间隔，铅垂距离越大，越加长间歇音的间隔。并且，信息传递部53可以使用连续音，也可以一边改变声音的高低、强弱等，一边表现铅垂距离的大小的不同。并且，当铲斗6的前端部成为低于目标施工面的位置即超过了目标施工面时，信息传递部53也可以通过声音输出装置43发出警报。该警报例如为远大于间歇音的连续音。
并且，信息传递部53也可以将附属装置的前端部具体而言铲斗6的工作部位与目标施工面之间的距离的大小或铲斗6的背面与目标施工面之间的相对角度的大小等作为工作信息显示于显示装置40。显示装置40在基于控制器30的控制下，例如，一并显示从摄像装置S6接收的图像数据及从信息传递部53接收的工作信息。信息传递部53例如也可以使用模拟仪的图像或条形指令器的图像等，将铅垂距离的大小传递给操作人员。
自动控制部54通过使致动器自动进行动作，自动支援由操作人员通过操作装置26对挖土机100进行的手动操作。具体而言，如后述，自动控制部54能够单独且自动地调整作用于与多个液压致动器(具体而言，回转液压马达2A、动臂缸7及铲斗缸9)对应的控制阀(具体而言，控制阀173、控制阀175L、175R及控制阀174)的先导压。由此，自动控制部54能够使各液压致动器自动进行动作。例如，由自动控制部54进行的与设备控制功能相关的控制例如可以在输入装置42中所包括的规定的开关被按下时执行。该规定的开关例如为设备控制开关(以下，称为“MC(Machine Control：机器控制)开关”)，并且也可以作为旋钮开关配置于操作装置26(例如，与斗杆5的操作对应的操纵杆装置)的由操作人员把持的把持部的前端。以下，以MC开关被按下时设备控制功能有效为前提进行说明。
例如，当MC开关等被按下时，自动控制部54为了支援挖掘工作或整形工作而对应于斗杆缸8的动作，使动臂缸7及铲斗缸9中的至少一个自动进行伸缩。具体而言，当操作人员手动进行斗杆5的闭合操作(以下，称为“斗杆闭合操作”)时，自动控制部54使动臂缸7及铲斗缸9中的至少一个自动进行伸缩，以使目标施工面与铲斗6的铲尖或背面等工作部位的位置一致。此时，操作人员例如仅对与斗杆5的操作对应的操纵杆装置进行斗杆闭合操作，便能够一边使铲斗6的铲尖等与目标施工面一致，一边闭合斗杆5。
并且，当MC开关等被按下时，自动控制部54也可以为了使上部回转体3正对目标施工面而使回转液压马达2A(致动器的一例)自动进行旋转。以下，将由控制器30(自动控制部54)进行的使上部回转体3正对目标施工面的控制称为“正对控制”。由此，操作人员等仅按下规定的开关，或以该开关被按下的状态仅操作与回转操作对应的后述的操纵杆装置26C，便能够使上部回转体3正对目标施工面。并且，操作人员仅按下MC开关，便能够使上部回转体3正对目标施工面且开始与上述的目标施工面的挖掘工作等相关的设备控制功能。
例如，挖土机100的上部回转体3正对目标施工面的状态为按照附属装置的动作能够使附属装置的前端部(例如，铲斗6的作为工作部位的铲尖或背面等)沿目标施工面(向上斜面BS)的倾斜方向移动的状态。具体而言，挖土机100的上部回转体3正对目标施工面的状态为与挖土机100的回转平面铅垂的附属装置的运转面(附属装置运转面)包括与圆筒体对应的目标施工面的法线的状态(换言之，沿该法线的状态)。
当未处于挖土机100的附属装置运转面包括与圆筒体对应的目标施工面的法线的状态时，附属装置的前端部无法向目标施工面的倾斜方向移动。因此，作为结果，挖土机100无法对目标施工面适当地进行施工。相对于此，自动控制部54通过使回转液压马达2A自动进行旋转，能够使上部回转体3正对。由此，挖土机100能够对目标施工面适当地进行施工。
自动控制部54在正对控制中，例如，当铲斗6的铲尖的左端的坐标点与目标施工面之间的左端铅垂距离(以下，简称为“左端铅垂距离”)和铲斗6的铲尖的右端的坐标点与目标施工面之间的右端铅垂距离(以下，简称为“右端铅垂距离”)成为相等时，判断为挖土机正对目标施工面。并且，当不是左端铅垂距离与右端铅垂距离成为相等(即，左端铅垂距离与右端铅垂距离之差成为零时)但其差成为规定值以下时，自动控制部54也可以判断为挖土机100正对目标施工面。
并且，自动控制部54在正对控制中，例如，也可以根据左端铅垂距离与右端铅垂距离之差，使回转液压马达2A进行动作。具体而言，若在MC开关等规定的开关被按下的状态下操作与回转操作对应的操纵杆装置26C，则判断是否向使上部回转体3正对目标施工面的方向操作了操纵杆装置26C。例如，当向铲斗6的铲尖与目标施工面(向上斜面BS)之间的铅垂距离变大的方向操作了操纵杆装置26C时，自动控制部54不执行正对控制。另一方面，当向铲斗6的铲尖与目标施工面(向上斜面BS)之间的铅垂距离变小的方向操作了回转操作杆时，自动控制部54执行正对控制。其结果，自动控制部54能够以使左端铅垂距离与右端铅垂距离之差变小的方式使回转液压马达2A进行动作。然后，若该差成为规定值以下或零，则自动控制部54停止回转液压马达2A。并且，自动控制部54也可以将该差成为规定值以下或零的回转角度设定为目标角度，并且以使该目标角度与当前的回转角度(具体而言，基于回转状态传感器S5的检测信号的检测值)的角度差成为零的方式对回转液压马达2A进行动作控制。此时，回转角度例如为上部回转体3的前后轴相对于基准方向的角度。
另外，如后述，当代替回转液压马达2A而将回转用电动机搭载于挖土机100时，自动控制部54将回转用电动机(致动器的一例)设为控制对象而进行正对控制。
回转角度计算部55计算上部回转体3的回转角度。由此，控制器30能够确定上部回转体3的当前的朝向。回转角度计算部55例如根据测位装置P1中所包括的GNSS罗盘的输出信号，计算上部回转体3的前后轴相对于基准方向的角度作为回转角度。并且，回转角度计算部55也可以根据回转状态传感器S5的检测信号，计算回转角度。并且，当在施工现场中设定有基准点时，回转角度计算部55也可以将从回转轴观察了基准点的方向设为基准方向。
回转角度表示附属装置运转面相对于基准方向延伸的方向。附属装置运转面例如为纵向截断附属装置的假想平面，且以与回转平面垂直的方式配置。回转平面例如为包括与回转轴垂直的回转框架的底面的假想平面。例如，当判断为附属装置运转面包括目标施工面的法线时，控制器30(设备引导部50)判断为上部回转体3正对目标施工面。
相对角度计算部56计算使上部回转体3正对目标施工面所需的回转角度(相对角度)。相对角度例如为形成于使上部回转体3正对目标施工面时的上部回转体3的前后轴的方向与上部回转体3的前后轴的当前的方向之间的相对角度。相对角度计算部56例如根据存储于存储装置47的与目标施工面相关的数据及通过回转角度计算部55计算出的回转角度，计算相对角度。
若在MC开关等规定的开关被按下的状态下操作与回转操作对应的操纵杆装置26C，则自动控制部54判断是否向使上部回转体3正对目标施工面的方向进行了回转操作。当判断为向使上部回转体3正对目标施工面的方向进行了回转操作时，自动控制部54将通过相对角度计算部56计算出的相对角度设定为目标角度。而且，当操作了操纵杆装置26C之后的回转角度的变化达到目标角度时，自动控制部54可以判断为上部回转体3已正对目标施工面，并使回转液压马达2A的动作停止。由此，自动控制部54以图2所示的结构为前提能够使上部回转体3正对目标施工面。在上述正对控制的实施例中，示出了对目标施工面的正对控制的事例，但并不限定于此。例如，在将临时放置的沙土装载于自卸车时的挖取动作中，也可以生成相当于目标体积的目标挖掘轨道，并且以使附属装置面对目标挖掘轨道的方式进行回转动作的正对控制。此时，随着挖取动作，目标挖掘轨道发生变更。因此，在向自卸车排土之后，对新变更的目标挖掘轨道进行正对控制。
并且，回转液压马达2A具有第1端口2A1及第2端口2A2。液压传感器21检测回转液压马达2A的第1端口2A1的工作油的压力。液压传感器22检测回转液压马达2A的第2端口2A2的工作油的压力。与通过液压传感器21、22检测到的吐出压力对应的检测信号输入于控制器30。
并且，第1端口2A1经由安全阀23与工作油罐连接。安全阀23在第1端口2A1侧的压力达到了规定的溢流压时打开，并将第1端口2A1侧的工作油排出至工作油罐。同样地，第2端口2A2经由安全阀24与工作油罐连接。安全阀24在第2端口2A2侧的压力达到了规定的溢流压时打开，并将第2端口2A2侧的工作油排出至工作油罐。
[挖土机的液压系统]
接着，参考图3对第1实施方式所涉及的挖土机100的液压系统进行说明。
图3是概略地表示第1实施方式所涉及的挖土机100的液压系统的结构的一例的图。
另外，与图2等的情况同样地，在图3中，机械动力系统、工作油管路、先导管路及电气控制系统分别以双重线、实线、虚线及点线来表示。
通过该液压回路实现的液压系统使工作油分别从由发动机11驱动的主泵14L、14R经由中心旁通油路C1L、C1R、平行油路C2L、C2R循环至工作油罐。
中心旁通油路C1L以主泵14L为起点依次通过配置于控制阀17内的控制阀171、173、175L、176L，并到达工作油罐。
中心旁通油路C1R以主泵14R为起点依次通过配置于控制阀17内的控制阀172、174、175R、176R，并到达工作油罐。
控制阀171为向行走液压马达1L供给从主泵14L吐出的工作油且将行走液压马达1L所吐出的工作油排出至工作油罐的滑阀。
控制阀172为向行走液压马达1R供给从主泵14R吐出的工作油且将行走液压马达1R所吐出的工作油排出至工作油罐的滑阀。
控制阀173为向回转液压马达2A供给从主泵14L吐出的工作油且将回转液压马达2A所吐出的工作油排出至工作油罐的滑阀。
控制阀174为向铲斗缸9供给从主泵14R吐出的工作油且将铲斗缸9内的工作油排出至工作油罐的滑阀。
控制阀175L、175R分别为向动臂缸7供给主泵14L、14R所吐出的工作油且将动臂缸7内的工作油排出至工作油罐的滑阀。
控制阀176L、176R向斗杆缸8供给主泵14L、14R所吐出的工作油且将斗杆缸8内的工作油排出至工作油罐。
控制阀171、172、173、174、175L、175R、176L、176R分别根据作用于先导端口的先导压，调整供给及排出至液压致动器的工作油的流量，或切换流动方向。
平行油路C2L与中心旁通油路C1L并列地对控制阀171、173、175L、176L供给主泵14L的工作油。具体而言，平行油路C2L构成为在控制阀171的上游侧从中心旁通油路C1L分支，并且能够分别与控制阀171、173、175L、176R并列地供给主泵14L的工作油。由此，当因控制阀171、173、175L中的某一个而通过中心旁通油路C1L的工作油的流动被限制或切断时，平行油路C2L能够对更下游的控制阀供给工作油。
平行油路C2R与中心旁通油路C1R并列地对控制阀172、174、175R、176R供给主泵14R的工作油。具体而言，平行油路C2R构成为在控制阀172的上游侧从中心旁通油路C1R分支，并且能够分别与控制阀172、174、175R、176R并列地供给主泵14R的工作油。当因控制阀172、174、175R中的某一个而通过中心旁通油路C1R的工作油的流动被限制或切断时，平行油路C2R能够对更下游的控制阀供给工作油。
调节器13L、13R分别在基于控制器30的控制下，调节主泵14L、14R的斜板的偏转角，由此调节主泵14L、14R的吐出量。
吐出压力传感器28L检测主泵14L的吐出压力，并将与检测到的吐出压力对应的检测信号输入于控制器30。关于吐出压力传感器28R也相同。由此，控制器30根据主泵14L、14R的吐出压力，能够控制调节器13L、13R。
在中心旁通油路C1L、C1R中，在位于最下游的各控制阀176L、176R与工作油罐之间设置有负控制节流器(以下，称为“负控节流器”)18L、18R。由此，由主泵14L、14R吐出的工作油的流动被负控节流器18L、18R限制。而且，负控节流器18L、18R产生用于控制调节器13L、13R的控制压(以下，称为“负控压”)。
负控压传感器19L、19R检测负控压，与检测到的负控压对应的检测信号输入于控制器30。
控制器30可以根据通过吐出压力传感器28L、28R检测的主泵14L、14R的吐出压力，控制调节器13L、13R，并调节主泵14L、14R的吐出量。例如，控制器30可以根据主泵14L的吐出压力的增加，控制调节器13L，并调节主泵14L的斜板偏转角，由此减少吐出量。关于调节器13R也相同。由此，控制器30能够以由吐出压力与吐出量的乘积来表示的主泵14L、14R的吸收马力不超过发动机11的输出马力的方式进行主泵14L、14R的总马力控制。
并且，控制器30可以根据通过负控压力传感器19L、19R检测的负控压，控制调节器13L、13R，由此调节主泵14L、14R的吐出量。例如，控制器30如下进行控制：负控压越大则越减小主泵14L、14R的吐出量，负控压越小则越增加主泵14L、14R的吐出量。
具体而言，当挖土机100中的液压致动器处于未进行任何操作的待机状态(图3所示的状态)时，从主泵14L、14R吐出的工作油通过中心旁通油路C1L、C1R到达负控节流器18L、18R。然后，从主泵14L、14R吐出的工作油的流动使在负控节流器18L、18R的上游所产生的负控压增加。其结果，控制器30使主泵14L、14R的吐出量减少至允许最小吐出量，抑制所吐出的工作油通过中心旁通油路C1L、C1R时的压力损耗(抽吸损失)。
另一方面，当通过操作装置26操作了某一个液压致动器时，从主泵14L、14R吐出的工作油经由与操作对象的液压致动器对应的控制阀流入操作对象的液压致动器。然后，从主泵14L、14R吐出的工作油的流动使到达负控节流器18L、18R的量减少或消失，降低在负控节流器18L、18R的上游所产生的负控压。其结果，控制器30增加主泵14L、14R的吐出量，使工作油在操作对象的液压致动器中充分地循环，从而能够可靠地驱动操作对象的液压致动器。
[挖土机的与设备控制功能相关的结构的详细内容]
接着，参考图4A至图4C对挖土机100的与设备控制功能相关的结构的详细内容进行说明。
图4A至图4C概略地表示第1实施方式所涉及的挖土机100的液压系统中的与操作系统相关的结构部分的一例的图。具体而言，图4A是表示使先导压作用于对动臂缸7进行液压控制的控制阀175L、175R的先导回路的一例的图。并且，图4B是表示使先导压作用于对铲斗缸9进行液压控制的控制阀174的先导回路的一例的图。并且，图4C是表示使先导压作用于对回转液压马达2A进行液压控制的控制阀173的先导回路的一例的图。
并且，如图4A所示，例如，操纵杆装置26A用于操作人员等操作与动臂4对应的动臂缸7。操纵杆装置26A利用从先导泵15吐出的工作油而将与其操作内容相对应的先导压输出至二次侧。
往复阀32AL的两个入口端口分别连接于与动臂4的上升方向的操作(以下，称为“动臂上升操作”)对应的操纵杆装置26A的二次侧的先导管路及比例阀31AL的二次侧的先导管路，出口端口连接于控制阀175L的右侧的先导端口及控制阀175R的左侧的先导端口。
往复阀32AR的两个入口端口分别连接于与动臂4的下降方向的操作(以下，称为“动臂下降操作”)对应的操纵杆装置26A的二次侧的先导管路及比例阀31AR的二次侧的先导管路，出口端口连接于控制阀175R的右侧的先导端口。
即，操纵杆装置26A经由往复阀32AL、32AR使与操作内容(例如，操作方向及操作量)相对应的先导压作用于控制阀175L、175R的先导端口。具体而言，当进行了动臂上升操作时，操纵杆装置26A将与操作量相对应的先导压输出至往复阀32AL的其中一个入口端口，并且经由往复阀32AL使其作用于控制阀175L的右侧的先导端口及控制阀175R的左侧的先导端口。并且，当进行了动臂下降操作时，操纵杆装置26A将与操作量相对应的先导压输出至往复阀32AR的其中一个入口端口，并且经由往复阀32AR使其作用于控制阀175R的右侧的先导端口。
比例阀31AL根据从控制器30输入的控制电流而进行动作。具体而言，比例阀31AL利用从先导泵15吐出的工作油而将与从控制器30输入的控制电流相对应的先导压输出至往复阀32AL的另一个入口端口。由此，比例阀31AL能够调整经由往复阀32AL作用于控制阀175L的右侧的先导端口及控制阀175R的左侧的先导端口的先导压。
比例阀31AR根据从控制器30输入的控制电流而进行动作。具体而言，比例阀31AR利用从先导泵15吐出的工作油而将与从控制器30输入的控制电流相对应的先导压输出至往复阀32AR的另一个入口端口。由此，比例阀31AR能够调整经由往复阀32AR作用于控制阀175R的右侧的先导端口的先导压。
即，比例阀31AL、31AR能够以不依赖于操纵杆装置26A的操作状态而能够使控制阀175L、175R停止在任意的阀位置上的方式调整输出至二次侧的先导压。
与比例阀31AL同样地，比例阀33AL作为设备控制用控制阀而发挥作用。比例阀33AL配置于连接操作装置26与往复阀32AL的管路，且构成为能够变更其管路的流路面积。在第1实施方式中，比例阀33AL根据控制器30所输出的控制指令而进行动作。因此，控制器30与由操作人员对操作装置26的操作无关地，对操作装置26所吐出的工作油的压力进行减压的基础上，经由往复阀32AL将其供给至控制阀17内的所对应的控制阀的先导端口。
同样地，比例阀33AR作为设备控制用控制阀而发挥作用。比例阀33AR配置于连接操作装置26与往复阀32AR的管路，且构成为能够变更其管路的流路面积。在第1实施方式中，比例阀33AR根据控制器30所输出的控制指令而进行动作。因此，控制器30与由操作人员对操作装置26的操作无关地，能够对操作装置26所吐出的工作油的压力进行减压的基础上，经由往复阀32AR将其供给至控制阀17内的所对应的控制阀的先导端口。
操作压力传感器29A以压力(操作压力)的方式检测由操作人员对操纵杆装置26A的操作内容，与检测到的压力对应的检测信号输入于控制器30。由此，控制器30能够掌握对操纵杆装置26A的操作内容。
控制器30与由操作人员对操纵杆装置26A的动臂上升操作无关地，能够将从先导泵15吐出的工作油经由比例阀31AL及往复阀32AL供给至控制阀175L的右侧的先导端口及控制阀175R的左侧的先导端口。并且，控制器30与由操作人员对操纵杆装置26A进行的动臂下降操作无关地，能够将从先导泵15吐出的工作油经由比例阀31AR及往复阀32AR供给至控制阀175R的右侧的先导端口。即，控制器30能够自动控制动臂4的升降动作。并且，控制器30即使在正在进行对特定的操作装置26的操作的情况下，也能够强制性地停止与其特定的操作装置26对应的液压致动器的动作。
比例阀33AL根据控制器30所输出的控制指令(电流指令)而进行动作。而且，对由从先导泵15经由操纵杆装置26A、比例阀33AL及往复阀32AL导入于控制阀175L的右侧先导端口及控制阀175R的左侧先导端口的工作油产生的先导压进行减压。比例阀33AR根据控制器30所输出的控制指令(电流指令)而进行动作。而且，对由从先导泵15经由操纵杆装置26A、比例阀33AR及往复阀32AR导入于控制阀175R的右侧先导端口的工作油产生的先导压进行减压。比例阀33AL、33AR能够以能够使控制阀175L、175R停止在任意的阀位置上的方式调整先导压。
根据该结构，控制器30即使在操作人员正在进行动臂上升操作的情况下，根据需要，也能够对作用于控制阀175的上升侧的先导端口(控制阀175L的左侧先导端口及控制阀175R的右侧先导端口)的先导压进行减压，并强制性地停止动臂4的闭合动作。关于操作人员正在进行动臂下降操作时强制性地停止动臂4的下降动作的情况也相同。
或者，控制器30即使在操作人员正在进行动臂上升操作的情况下，根据需要，也可以控制比例阀31AR，增加位于控制阀175的上升侧的先导端口的相反的一侧的控制阀175的下降侧的先导端口(控制阀175R的右侧先导端口)的先导压，并且使控制阀175强制性地返回到中性位置，由此强制性地停止动臂4的上升动作。此时，可以省略比例阀33AL。关于操作人员正在进行动臂下降操作时强制性地停止动臂4的下降动作的情况也相同。
并且，如图4B所示，操纵杆装置26B用于操作人员等操作与铲斗6对应的铲斗缸9。操纵杆装置26B利用从先导泵15吐出的工作油而将与其操作内容相对应的先导压输出至二次侧。
往复阀32BL的两个入口端口分别连接于与铲斗6的闭合方向的操作(以下，称为“铲斗闭合操作”)对应的操纵杆装置26B的二次侧的先导管路及比例阀31BL的二次侧的先导管路，出口端口连接于控制阀174的左侧的先导端口。
往复阀32BR的两个入口端口分别连接于与铲斗6的打开方向的操作(以下，称为“铲斗打开操作”)对应的操纵杆装置26B的二次侧的先导管路及比例阀31BR的二次侧的先导管路，出口端口连接于控制阀174的右侧的先导端口。
即，操纵杆装置26B经由往复阀32BL、32BR使与操作内容相对应的先导压作用于控制阀174的先导端口。具体而言，当进行了铲斗闭合操作时，操纵杆装置26B将与操作量相对应的先导压输出至往复阀32BL的其中一个入口端口，并且经由往复阀32BL使其作用于控制阀174的左侧的先导端口。并且，当进行了铲斗打开操作时，操纵杆装置26B将与操作量相对应的先导压输出至往复阀32BR的其中一个入口端口，并且经由往复阀32BR使其作用于控制阀174的右侧的先导端口。
比例阀31BL根据从控制器30输入的控制电流而进行动作。具体而言，比例阀31BL利用从先导泵15吐出的工作油而将与从控制器30输入的控制电流相对应的先导压输出至往复阀32BL的另一个先导端口。由此，比例阀31BL能够调整经由往复阀32BL作用于控制阀174的左侧的先导端口的先导压。
比例阀31BR根据控制器30所输出的控制电流而进行动作。具体而言，比例阀31BR利用从先导泵15吐出的工作油而将与从控制器30输入的控制电流相对应的先导压输出至往复阀32BR的另一个先导端口。由此，比例阀31BR能够调整经由往复阀32BR作用于控制阀174的右侧的先导端口的先导压。
即，比例阀31BL、31BR能够以不依赖于操纵杆装置26B的操作状态而能够使控制阀174停止在任意的阀位置上的方式调整输出至二次侧的先导压。
与比例阀31BL同样地，比例阀33BL作为设备控制用控制阀而发挥作用。比例阀33BL配置于连接操作装置26与往复阀32BL的管路，且构成为能够变更其管路的流路面积。在第1实施方式中，比例阀33BL根据控制器30所输出的控制指令而进行动作。因此，控制器30与由操作人员对操作装置26的操作无关地，能够对操作装置26所吐出的工作油的压力进行减压的基础上，经由往复阀32BL将其供给至控制阀17内的所对应的控制阀的先导端口。
同样地，比例阀33BR作为设备控制用控制阀而发挥作用。比例阀33BR配置于连接操作装置26与往复阀32BR的管路，且构成为能够变更其管路的流路面积。在第1实施方式中，比例阀33BR根据控制器30所输出的控制指令而进行动作。因此，控制器30与由操作人员对操作装置26的操作无关地，能够对操作装置26所吐出的工作油的压力进行减压的基础上，经由往复阀32BR将其供给至控制阀17内的所对应的控制阀的先导端口。
操作压力传感器29B以压力(操作压力)的方式检测由操作人员对操纵杆装置26B的操作内容，与检测到的压力对应的检测信号输入于控制器30。由此，控制器30能够掌握操纵杆装置26B的操作内容。
控制器30与由操作人员对操纵杆装置26B的铲斗闭合操作无关地，能够将从先导泵15吐出的工作油经由比例阀31BL及往复阀32BL供给至控制阀174的左侧的先导端口。并且，控制器30与由操作人员对操纵杆装置26B的铲斗打开操作无关地，能够将从先导泵15吐出的工作油经由比例阀31BR及往复阀32BR供给至控制阀174的右侧的先导端口。即，控制器30能够自动控制铲斗6的开闭动作。并且，控制器30即使在正在进行对特定的操作装置26的操作的情况下，也能够强制性地停止与其特定的操作装置26对应的液压致动器的动作。
另外，由操作人员正在进行铲斗闭合操作或铲斗打开操作时强制性地停止铲斗6的动作的比例阀33BL、33BR的操作与由操作人员正在进行动臂上升操作或动臂下降操作时强制性地停止动臂4的动作的比例阀33AL、33AR的操作相同，因此省略重复说明。
并且，例如，如图4C所示，操纵杆装置26C用于操作人员等操作与上部回转体3(回转机构2)对应的回转液压马达2A。操纵杆装置26C利用从先导泵15吐出的工作油而将与其操作内容相对应的先导压输出至二次侧。
往复阀32CL的两个入口端口分别连接于与上部回转体3的左方向的回转操作(以下，称为“左回转操作”)对应的操纵杆装置26C的二次侧的先导管路及比例阀31CL的二次侧的先导管路，出口端口连接于控制阀173的左侧的先导端口。
往复阀32CR的两个入口端口分别连接于与上部回转体3的右方向的回转操作(以下，称为“右回转操作”)对应的操纵杆装置26C的二次侧的先导管路及比例阀31CR的二次侧的先导管路，出口端口连接于控制阀173的右侧的先导端口。
即，操纵杆装置26C经由往复阀32CL、32CR使与向左右方向的操作内容相对应的先导压作用于控制阀173的先导端口。具体而言，当进行了左回转操作时，操纵杆装置26C将与操作量相对应的先导压输出至往复阀32CL的其中一个入口端口，并且经由往复阀32CL使其作用于控制阀173的左侧的先导端口。并且，当进行右回转操作时，操纵杆装置26C将与操作量相对应的先导压输出至往复阀32CR的其中一个入口端口，并且经由往复阀32CR使其作用于控制阀173的右侧的先导端口。
比例阀31CL根据从控制器30输入的控制电流而进行动作。具体而言，比例阀31CL利用从先导泵15吐出的工作油而将与从控制器30输入的控制电流相对应的先导压输出至往复阀32CL的另一个先导端口。由此，比例阀31CL能够调整经由往复阀32CL作用于控制阀173的左侧的先导端口的先导压。
比例阀31CR根据控制器30所输出的控制电流而进行动作。具体而言，比例阀31CR利用从先导泵15吐出的工作油而将与从控制器30输入的控制电流相对应的先导压输出至往复阀32CR的另一个先导端口。由此，比例阀31CR能够调整经由往复阀32CR作用于控制阀173的右侧的先导端口的先导压。
即，比例阀31CL、31CR能够以不依赖于操纵杆装置26C的操作状态而能够使控制阀173停止在任意的阀位置上的方式调整输出至二次侧的先导压。
与比例阀31CL同样地，比例阀33CL作为设备控制用控制阀而发挥作用。比例阀33CL配置于连接操作装置26与往复阀32CL的管路，且构成为能够变更其管路的流路面积。在第1实施方式中，比例阀33CL根据控制器30所输出的控制指令而进行动作。因此，控制器30与由操作人员对操作装置26的操作无关地，能够对操作装置26所吐出的工作油的压力进行减压的基础上，经由往复阀32CL将其供给至控制阀17内的所对应的控制阀的先导端口。
同样地，比例阀33CR作为设备控制用控制阀而发挥作用。比例阀33CR配置于连接操作装置26与往复阀32CR的管路，且构成为能够变更其管路的流路面积。在第1实施方式中，比例阀33CR根据控制器30所输出的控制指令而进行动作。因此，控制器30与由操作人员对操作装置26的操作无关地，能够对操作装置26所吐出的工作油的压力进行减压的基础上，经由往复阀32CR将其供给至控制阀17内的所对应的控制阀的先导端口。
操作压力传感器29C以压力来检测由操作人员对操纵杆装置26C的操作状态，与检测到的压力对应的检测信号输入于控制器30。由此，控制器30能够掌握对操纵杆装置26C的向左右方向的操作内容。
控制器30与由操作人员对操纵杆装置26C的左回转操作无关地，能够将从先导泵15吐出的工作油经由比例阀31CL及往复阀32CL供给至控制阀173的左侧的先导端口。并且，控制器30与由操作人员对操纵杆装置26C的右回转操作无关地，能够将从先导泵15吐出的工作油经由比例阀31CR及往复阀32CR供给至控制阀173的右侧的先导端口。即，控制器30能够自动控制上部回转体3的向左右方向的回转动作。并且，控制器30即使在正在进行对特定的操作装置26的操作的情况下，也能够强制性地停止与其特定的操作装置26对应的液压致动器的动作。
另外，由操作人员正在进行回转操作时强制性地停止上部回转体3的动作的比例阀33CL、33CR的操作与由操作人员正在进行动臂上升操作或动臂下降操作时强制性地停止动臂4的动作的比例阀33AL、33AR的操作相同，因此省略重复说明。
另外，挖土机100可以具备使斗杆5自动开闭的结构及使下部行走体1自动前进·后退的结构。此时，在液压系统中，与斗杆缸8的操作系统相关的结构部分，与行走液压马达1L的操作系统相关的结构部分及与行走液压马达1R的操作相关的结构部分可以构成为与动臂缸7的操作系统相关的结构部分等(图4A～图4C)相同。
[挖土机的与沙土荷载检测功能相关的结构的详细内容]
接着，参考图5对第1实施方式所涉及的挖土机100的与沙土荷载检测功能相关的结构的详细内容进行说明。图5是概略地表示第1实施方式所涉及的挖土机100中的与沙土荷载检测功能相关的结构部分的一例的图。
如图3所示，控制器30包括沙土荷载处理部60作为与检测通过铲斗6挖掘的沙土的荷载的功能相关的功能部。
沙土荷载处理部60具有装载物重量计算部61、最大装载量检测部62、加法装载量计算部63、剩余装载量计算部64。
在此，对由第1实施方式所涉及的挖土机100进行的向自卸车的沙土(装载物)的装载工作的动作的一例进行说明。
首先，挖土机100在挖掘位置上控制附属装置而通过铲斗6挖掘沙土(挖掘动作)。接着，挖土机100使上部回转体3回转，使铲斗6从挖掘位置向放土位置移动(回转动作)。在放土位置的下方配置有自卸车的货箱。接着，挖土机100在放土位置上控制附属装置而排出铲斗6内的沙土，由此将铲斗6内的沙土装载于自卸车的货箱(放土动作)。接着，挖土机100使上部回转体3回转，并且使铲斗6从放土位置向挖掘位置移动(回转动作)。通过重复这些动作，挖土机100将挖掘到的沙土装载于自卸车的货箱。
若挖土机100进行规定动作，则装载物重量计算部61计算铲斗6内的沙土(装载物)的重量。在此，规定动作是用于开始计算沙土重量的开始必要的条件，例如是将动臂4提升至规定的角度、使上部回转体3回转且经过预定时间等。
沙土重量例如以围绕动臂4根部的转矩的平衡来计算。具体而言，因铲斗6内的沙土而动臂缸7的推力增加，由动臂缸7的推力计算的围绕动臂4根部的转矩也增加。转矩的增加量与由沙土重量及沙土重心计算的转矩一致。如此，装载物重量计算部61能够根据动臂缸7的推力(动臂杆压传感器S7R、动臂底压传感器S7B的测定值)及沙土重心，计算沙土重量。另外，沙土重心例如通过实验预先求出并存储于控制器30。另外，对根据动臂缸7的推力计算沙土重量的例子进行了说明，但沙土重量的计算方法并不限于此。可以根据斗杆缸8的推力(斗杆杆压传感器S8R、斗杆底压传感器S8B的测定值)计算沙土重量，也可以根据铲斗缸9(铲斗杆压传感器S9R、铲斗底压传感器S9B的测定值)的推力计算沙土重量。并且，也可以根据使上部回转体3回转时的回转液压马达2A的转矩(液压传感器21、22的测定值)计算沙土重量。
最大装载量检测部62检测装载沙土的对象的自卸车的最大装载量。例如，最大装载量检测部62根据通过摄像装置S6拍摄的图像，确定装载沙土的对象的自卸车。接着，最大装载量检测部62根据所确定的自卸车的图像，检测自卸车的最大装载量。例如，最大装载量检测部62根据所确定的自卸车的图像，判定自卸车的车型(尺寸等)。最大装载量检测部62具有将车型与最大装载量建立有关联的数据表，并根据从图像判定出的车型及数据表，求出自卸车的最大装载量。另外，也可以通过输入装置42输入自卸车的最大装载量、车型等，最大装载量检测部62根据输入装置42的输入信息，求出自卸车的最大装载量。
加法装载量计算部63计算装载于自卸车的沙土重量。即，每当铲斗6内的沙土排出至自卸车的货箱时，加法装载量计算部63相加通过装载物重量计算部61计算出的铲斗6内的沙土重量，并计算装载于自卸车的货箱的沙土重量的合计即加法装载量(合计重量)。另外，当装载沙土的对象的自卸车成为新的自卸车时，加法装载量被复位。
剩余装载量计算部64计算通过最大装载量检测部62检测到的自卸车的最大装载量与通过加法装载量计算部63计算出的当前的加法装载量之差作为剩余装载量。剩余装载量为可装载于自卸车的沙土的剩余的重量。
在显示装置40中也可以显示通过装载物重量计算部61计算出的铲斗6内的沙土重量、通过最大装载量检测部62检测到的自卸车的最大装载量、通过加法装载量计算部63计算出的自卸车的加法装载量(装载于货箱的沙土重量的合计)及通过剩余装载量计算部64计算出的自卸车的剩余装载量(可装载的沙土的剩余的重量)。
另外，也可以构成为当加法装载量超过了最大装载量时，在显示装置40中出现警告。并且，也可以构成为当计算出的铲斗6内的沙土重量超过剩余装载量时，在显示装置40中出现警告。另外，警告并不限于显示于显示装置40的情况，也可以是由声音输出装置43输出的声音。由此，能够防止超过自卸车的最大装载量来装载沙土。
[挖土机的挖掘·装载动作]
接着，利用图6对挖土机100的动作的一例进行说明。图6是对挖土机100中的深挖掘·装载动作进行说明的图。
首先，如图6(A)所示，操作人员进行动臂下降操作。然后，操作人员以使铲斗6的前端相对于挖掘对象来到所期望的高度位置的方式进行定位，如图6(B)所示，从打开铲斗6的状态逐渐闭合。此时，挖掘土进入铲斗6内。
接着，操作人员在使铲斗6的上缘大致呈水平的状态下，提升动臂4而将铲斗6提升至图6(C)所示的位置。此时，操作人员也可以进行提升动臂4并且闭合斗杆5的操作。
然后，如图6(D)所示，操作人员提升动臂4，直至铲斗6的底部从地面成为所期望的高度。所期望的高度例如为自卸车DT(参考后述的图6(E))的高度以上的高度。延续于上述动作或进行上述动作的同时，如箭头AR1所示，操作人员使上部回转体3回转并且将铲斗6移动至排土的位置。将此时的挖土机的动作称为动臂上升回转动作，将该动作区间称为动臂上升回转动作区间。
若完成动臂上升回转动作，则接着，如图6(E)所示，操作人员打开斗杆5及铲斗6而排出铲斗6内的土。将此时的挖土机100的动作称为翻卸动作，将该动作区间称为翻卸动作区间。在翻卸动作中，操作人员也可以仅打开铲斗6来进行排土。
若完成翻卸动作，则接着，图6(F)所示，操作人员如箭头AR2所示使上部回转体3回转，使铲斗6移动至挖掘位置的正上方。此时，与回转同时下降动臂4而使铲斗6从挖掘对象下降至所期望的高度。将此时的挖土机的动作称为动臂下降回转动作，将该动作区间称为动臂下降回转动作区间。
操作人员一边重复由“挖掘动作”、“动臂上升回转动作”、“翻卸动作”及“动臂下降回转动作”构成的周期，一边推进深挖掘·装载动作。
[第1实施方式所涉及的挖土机100中的沙土重量计算方法]
接着，利用图7至图9对第1实施方式所涉及的挖土机100的装载物重量计算部61中计算铲斗6内的沙土(装载物)的重量的方法进行说明。
图7A及图7B是对挖土机100的参数进行说明的图，图7A是侧视图，图7B是主视图。
如图7A所示，将装载于铲斗6的沙土(装载物)的重心设为沙土重心Gl。另外，沙土重心Gl相对于铲斗6的位置例如通过实验预先求出并存储于控制器30。将装载于铲斗6的沙土的重量设为沙土重量Wl。将连结动臂4两端的支点的直线相对于上部回转体3的回转平面所成的角度设为动臂角度θ1。另外，动臂角度θ1由动臂角度传感器S1检测。将连结斗杆5两端的支点的直线相对于连结动臂4两端的支点的直线所成的角度设为斗杆角度θ2。另外，斗杆角度θ2由斗杆角度传感器S2检测。将连结铲斗6的支点与沙土重心Gl的直线相对于连结斗杆5两端的支点的直线所成的角度设为铲斗角度θ3。另外，铲斗角度θ3由铲斗角度传感器S3检测。并且，将挖土机100的前后方向的倾斜角度设为倾角θp。并且，如图7B所示，将挖土机100的左右方向的倾斜角度设为滚转角θr。另外，倾角θp及滚转角θr由机体倾斜传感器S4检测。
装载物重量计算部61例如根据挖掘动作区间结束后提升动臂4时(参考图6的(B)及(C))的围绕动臂4脚销的转矩，推算出沙土重量。在此，挖土机100有时进行动臂4的上升动作的同时进行斗杆5的开闭动作(在图6的例子中为闭合斗杆5的动作)。例如，当以打开斗杆5的状态进行回转动作时，从上部回转体3至铲斗6的距离变长(换言之，回转半径变大)，因此回转力矩也变大。如此，若以打开斗杆5的状态进行回转动作，则需要大的回转驱动力，并且回转时间也变长。因此，当将挖掘出的沙土向地面排土时，通常，挖掘后的回转动作以减小回转力矩的方式进行闭合斗杆5的动作。另一方面，当将挖掘出的沙土向自卸车排土时，为了避免与自卸车的碰撞，在挖掘后，进一步打开斗杆5并且进行回转动作。如此，在挖掘后的动臂上升回转动作中，斗杆5也根据工作内容进行开闭动作。因此，伴随斗杆5开闭动作的力矩也施加于动臂4。
利用图8对由斗杆5的开闭动作而产生的围绕动臂4脚销的转矩进行说明。图8是表示斗杆5的开闭动作与围绕动臂4脚销的转矩之间的关系的挖土机100的附属装置的示意图。
在此，将装载于铲斗6的沙土重量设为m。将从动臂4与斗杆5的连结销(斗杆5的旋转中心)至沙土重心的距离设为r。将斗杆5的旋转角速度设为ωa。由斗杆5的开闭而产生的离心力Fa能够由以下式(1)来表示。
[数式1]
Fa＝mrωa 2…(1)
将从动臂4的脚销至动臂4与斗杆5的连结销的水平方向距离设为rx，将垂直方向距离设为rz。并且，将离心力Fa的水平方向成分设为Fax，将离心力Fa的垂直方向成分设为Faz。因斗杆5的开闭而围绕动臂4的脚销所产生的转矩τa能够由以下式(2)来表示。
[数式2]
τa＝Faxrz+Faxrx…(2)
如此，若在动臂上升动作中伴随斗杆5的开闭动作，则因斗杆5的开闭而围绕动臂4的脚销产生转矩τa。因此，在根据进行动臂上升动作时的围绕脚销的转矩推算出沙土重量的方法中，要求适当地补偿沙土重量。
图9是对第1实施方式所涉及的挖土机100中的装载物重量计算部61的处理进行说明的框图。装载物重量计算部61具有转矩计算部71、惯性力计算部72、离心力计算部73、斗杆离心力计算部74、静止时转矩计算部76、重量换算部77及倾斜校正部78。
转矩计算部71计算围绕动臂4脚销的转矩(检测转矩)。根据动臂缸7的工作油的压力(动臂杆压传感器S7R、动臂底压传感器S7B)来计算。
惯性力计算部72计算由惯性力而产生的围绕动臂4脚销的转矩(惯性项转矩)。惯性项转矩根据围绕动臂4脚销的角加速度及动臂4的惯性力矩来计算。围绕动臂4脚销的角加速度、惯性力矩根据姿势传感器的输出来计算。
离心力计算部73计算由科里奥利力及离心力而产生的围绕动臂4脚销的转矩(离心项转矩)。离心项转矩根据围绕动臂4脚销的角速度及动臂4的重量来计算。围绕动臂4脚销的角速度根据姿势传感器的输出来计算。动臂4的重量为已知。
斗杆离心力计算部74计算由开闭斗杆5时的离心力而产生的围绕动臂4脚销的转矩(斗杆离心力转矩τa)。另外，斗杆离心力转矩τa根据姿势传感器的输出及前述的式(1)及式(2)来计算。
静止时转矩计算部76根据转矩计算部71的检测转矩、惯性力计算部72的惯性项转矩、离心力计算部73的离心项转矩及斗杆离心力计算部74的斗杆离心力转矩，计算附属装置静止时的围绕动臂4脚销的转矩即静止转矩τW。在此，将围绕动臂4脚销的转矩的式示于式(3)中。另外，式(3)的左边的τ表示检测转矩，右边的第1项表示惯性项转矩，右边的第2项表示离心项转矩，右边的第3项表示斗杆离心力转矩τa，右边的第4项表示静止转矩τW。
[数式3]
Figure BDA0004183099340000311
如式(3)所示，通过从检测转矩τ减去惯性项转矩、离心项转矩及斗杆离心力转矩τa，能够计算静止转矩τW。由此，在第1实施方式中，能够补偿因动臂等围绕销的转动动作而产生的影响。例如，如图8所示，若动臂上升动作中伴随斗杆5的闭合动作，则因斗杆5的开闭动作而围绕动臂4的脚销向动臂上升的方向产生转矩τa。因此，与不伴随斗杆5的闭合动作的情况相比，由转矩计算部71计算出的转矩变小。在第1实施方式的装载物重量计算部61中，通过用由斗杆离心力计算部74计算出的斗杆离心力转矩τa来进行补偿，能够以高精确度来计算静止转矩τW。
重量换算部77根据用斗杆离心力转矩τa来补偿的静止转矩τW，计算沙土重量Wl。沙土重量Wl例如能够通过从静止转矩τW减去沙土未装载于铲斗6时的转矩的转矩除以从动臂4的脚销至沙土重心的水平距离来计算。
倾斜校正部78进行基于挖土机100姿势的修正。
在此，挖土机100位于倾角θp的倾斜面时的检查到的动臂角度θ1的附属装置的姿势与挖土机100位于平坦面时的动臂角度(θ1+θp)下的附属装置的姿势相等。即，用倾角θp来校正检测到的动臂角度θ1，由此，根据挖土机100的姿势补偿沙土重量。
并且，当挖土机100位于滚转角θr的倾斜面时，在正面观察挖土机100时，动臂缸7的推力F具有铅垂方向成分及水平方向成分。因此，用滚转角θr来校正动臂缸7的推力F，即将动臂缸7的推力F设为铅垂方向成分Fcosθr，由此，根据挖土机100的姿势补偿沙土重量。
以上，根据第1实施方式所涉及的挖土机100，能够检测挖掘出的沙土重量。并且，例如，在动臂上升动作时等附属装置动作中，致动器的压力发生变动。相对于此，根据第1实施方式所涉及的挖土机100，通过根据检测到的围绕销的转矩来补偿由附属装置动作而产生的惯性力、科里奥利力及围绕销的离心力，能够计算静止时的转矩。并且，根据计算出的静止时的转矩，能够计算沙土重量，并且能够提高沙土重量的检测精确度。
并且，即使在挖土机100的接地面不是平坦面的情况下，也能够根据挖土机100的姿势(倾角、滚转角)补偿沙土重量。由此，即使挖土机的接地面为倾斜面，也能够适当地检测沙土重量。
并且，能够计算装载于自卸车的沙土重量。由此，能够防止自卸车的超载。例如，在从工作现场向公路出去之前通过称重仪等检查自卸车的装载量。当装载量超过了最大装载量时，自卸车需要返回挖土机100的位置，并进行减少所装载的沙土的工作。因此，自卸车的应用效率下降。并且，自卸车的装载不足会增加搬运沙土的自卸车的总台数，从而自卸车的应用效率下降。相对于此，根据第1实施方式所涉及的挖土机100，能够防止超载，并且能够将沙土装载于自卸车，因此能够提高自卸车的应用效率。
并且，在显示装置40中显示铲斗6内的沙土重量、自卸车的最大装载量、加法装载量及剩余装载量。由此，搭乘挖土机100的操作人员能够通过一边参考这些显示一边进行工作来在自卸车中装载沙土。
以上，对挖土机100的实施方式等进行了说明，但本发明并不限定于上述实施方式等，在技术方案中所记载的本发明的主旨范围内，能够进行各种变形、改进。
以装载物重量计算部61具备斗杆离心力计算部74，并且补偿由开闭斗杆5时的离心力而产生的围绕动臂4脚销的转矩为例子进行了说明，但并不限于此。装载物重量计算部61也可以具备计算由开闭斗杆5的加减速(惯性力)而产生的围绕动臂4脚销的转矩的斗杆惯性力计算部(未图示)。装载物重量计算部61也可以补偿由开闭斗杆5时的惯性力而产生的围绕动臂4脚销的转矩。并且，装载物重量计算部61也可以用由开闭斗杆5时的离心力而产生的转矩及由惯性力而产生的转矩这两者来进行补偿。
第1实施方式所涉及的挖土机(施工机械)100具备作为端接附件的铲斗6，并且测量由铲斗6搬运的沙土(搬运物)的重量。在此，第1实施方式所涉及的挖土机(施工机械)100中所应用的沙土重量的测量方法也可以应用于其他施工机械中。即，在具有铲斗、磁力吊、抓钩、货叉或包括链锯的伐木机等搬运搬运物时使用的端接附件的施工机械中，可以应用第1实施方式所涉及的挖土机100中所应用的沙土重量的测量方法。
例如，也可以在作为端接附件具有磁力吊的施工机械中应用。例如，在下降动臂4且打开了斗杆5的状态下，用磁力吊吸附从施工机械分开的位置上的铁屑等(搬运物)之后，提升动臂4，并且闭合斗杆5，由此在缩短了从上部回转体3的旋转中心与由磁力吊吸附的铁屑等(搬运物)之间的距离的状态下，使上部回转体3回转。即使在这种同时进行动臂4的上升动作及斗杆5的闭合动作的工作中，也能够适当地计算搬运物的重量。
[第2实施方式所涉及的挖土机100中的沙土重量计算方法]
并且，利用图10对第2实施方式所涉及的挖土机100的装载物重量计算部61进行说明。图10是对第2实施方式所涉及的挖土机100中的装载物重量计算部61的处理进行说明的框图。装载物重量计算部61具有转矩计算部71、惯性力计算部72、离心力计算部73、斗杆惯性力计算部75、静止时转矩计算部76、重量换算部77及倾斜校正部78。
转矩计算部71计算围绕动臂4脚销的转矩(检测转矩)。惯性力计算部72计算由惯性力而产生的围绕动臂4脚销的转矩(惯性项转矩)。离心力计算部73计算由科里奥利力及离心力而产生的围绕动臂4脚销的转矩(离心项转矩)。另外，转矩计算部71、惯性力计算部72及离心力计算部73与图9所示的装载物重量计算部61的转矩计算部71、惯性力计算部72及离心力计算部73相同，因此省略重复说明。
斗杆惯性力计算部75计算由开闭斗杆5的加减速(惯性力)而产生的围绕动臂4脚销的转矩(斗杆惯性力转矩)。另外，斗杆惯性力转矩根据姿势传感器的输出来计算。
静止时转矩计算部76根据转矩计算部71的检测转矩、惯性力计算部72的惯性项转矩、离心力计算部73的离心项转矩及斗杆惯性力计算部75的斗杆惯性力转矩，计算附属装置静止时的围绕动臂4脚销的转矩即静止转矩τW。在此，将围绕动臂4脚销的转矩的式示于前述的式(3)中。另外，式(3)的左边的τ表示检测转矩，右边的第1项表示惯性项转矩，右边的第2项表示离心项转矩，右边的第3项表示斗杆惯性力转矩τa，右边的第4项表示静止转矩τW。
如式(3)所示，通过从检测转矩τ减去惯性项转矩、离心项转矩及斗杆惯性力转矩τa，能够计算静止转矩τW。由此，在第2实施方式中，能够补偿因动臂等围绕销的转动动作而产生的影响。例如，如图8所示，若在动臂上升动作中伴随斗杆5的闭合动作，则因斗杆5的开闭动作而围绕动臂4的脚销产生斗杆惯性力转矩τa。因此，与不伴随斗杆5的闭合动作的情况相比，由转矩计算部71计算出的转矩发生变化。尤其在由铲斗6搬运的沙土重量重时，从挖土机100观察，当从远的位置移动至跟前的位置时，惯性力的影响变大。在第2实施方式的装载物重量计算部61中，通过由斗杆惯性力计算部75计算出的斗杆惯性力转矩τa来进行补偿，能够以高精确度来计算静止转矩τW。
重量换算部77根据用斗杆惯性力转矩τa来补偿的静止转矩τW，计算沙土重量Wl。并且，倾斜校正部78进行基于挖土机100姿势的修正。另外，重量换算部77及倾斜校正部78与图9所示的重量换算部77及倾斜校正部相同，因此省略重复说明。
以上，根据第2实施方式所涉及的挖土机100，能够检测挖掘出的沙土重量。并且，例如，在动臂上升动作时等附属装置动作中，致动器的压力发生变动。相对于此，根据第2实施方式所涉及的挖土机100，通过根据检测到的围绕销的转矩补偿由附属装置动作而产生的惯性力、科里奥利力及围绕销的离心力，能够计算静止时的转矩。并且，根据计算出的静止时的转矩，能够计算沙土重量，并且能够提高沙土重量的检测精确度。
并且，即使在挖土机100的接地面不是平坦面的情况下，也能够根据挖土机100的姿势(倾角、滚转角)补偿沙土重量。由此，即使挖土机的接地面为倾斜面，也能够适当地检测沙土重量。
并且，能够计算装载于自卸车的沙土重量。由此，能够防止自卸车的超载。例如，在从工作现场向公路出去之前通过称重仪等检查自卸车的装载量。当装载量超过了最大装载量时，自卸车需要返回挖土机100的位置，并进行减少所装载的沙土的工作。因此，自卸车的应用效率下降。并且，自卸车的装载不足会增加搬运沙土的自卸车的总台数，从而自卸车的应用效率下降。相对于此，根据第2实施方式所涉及的挖土机100，能够防止超载，并且能够将沙土装载于自卸车，因此能够提高自卸车的应用效率。
并且，在显示装置40中显示铲斗6内的沙土重量、自卸车的最大装载量、加法装载量及剩余装载量。由此，搭乘挖土机100的操作人员能够通过一边参考这些显示一边进行工作来在自卸车中装载沙土。
以上，对挖土机100的实施方式等进行了说明，但本发明并不限定于上述实施方式等，在技术方案中所记载的本发明的主旨范围内，能够进行各种变形、改进。
以图9所示的装载物重量计算部61补偿由开闭斗杆5时的离心力而产生的转矩，并且图10所示的装载物重量计算部61补偿由开闭斗杆5时的惯性力而产生的转矩为例子进行了说明，但并不限于此。装载物重量计算部61也可以是根据由开闭斗杆5时的离心力而产生的转矩及由开闭斗杆5时的惯性力而产生的转矩中的至少任一个进行补偿的结构。
即，也可以是补偿由开闭斗杆5时的离心力而产生的转矩及由开闭斗杆5时的惯性力而产生的转矩这两者的结构。此时，装载物重量计算部61也可以具有转矩计算部71、惯性力计算部72、离心力计算部73、斗杆离心力计算部74、斗杆惯性力计算部75、静止时转矩计算部76、重量换算部77及倾斜校正部78。此时，静止时转矩计算部76根据转矩计算部71的检测转矩、惯性力计算部72的惯性项转矩、离心力计算部73的离心项转矩、斗杆离心力计算部74的斗杆离心力转矩及斗杆惯性力计算部75的斗杆惯性力转矩，计算附属装置静止时的围绕动臂4脚销的转矩即静止转矩τW。并且，前述的式(3)的τa也可以设为合并了斗杆离心力转矩及斗杆惯性力转矩的转矩。由此，能够进一步提高沙土重量的检测精确度。
第2实施方式所涉及的挖土机(施工机械)100具备作为端接附件的铲斗6，并且测量由铲斗6搬运的沙土(搬运物)的重量。在此，第2实施方式所涉及的挖土机(施工机械)100中所应用的沙土重量的测量方法也可以应用于其他施工机械中。即，在具有铲斗、磁力吊、抓钩、货叉或包括链锯的伐木机等搬运搬运物时使用的端接附件的施工机械中，也可以应用第2实施方式所涉及的挖土机100中所应用的沙土重量的测量方法。
例如，也可以在作为端接附件具有磁力吊的施工机械中应用。例如，在下降动臂4且打开了斗杆5的状态下，用磁力吊吸附从施工机械分开的位置上的铁屑等(搬运物)之后，提升动臂4，并且闭合斗杆5，由此在缩短了从上部回转体3的旋转中心与由磁力吊吸附的铁屑等(搬运物)之间的距离的状态下，使上部回转体3回转。即使在这种同时进行动臂4的上升动作及斗杆5的闭合动作的工作中，也能够适当地计算搬运物的重量。
并且，在磁力吊等端接附件、搬运物为重量物时，当将离施工机械远的地方的搬运物拿到施工机械的跟前时，斗杆的惯性力的影响变大。在这种工作中，也能够适当地计算搬运物的重量。
[第3实施方式所涉及的挖土机100中的沙土重量计算方法]
接着，利用图7A、图7B、图11A、图11B及至图12对第3实施方式所涉及的挖土机100的装载物重量计算部61中计算铲斗6内的沙土(装载物)的重量的方法进行说明。
图7A及图7B是对挖土机100的参数进行说明的图，图7A是侧视图，图7B是主视图。
如图7A所示，将装载于铲斗6的沙土(装载物)的重心设为沙土重心Gl。另外，沙土重心Gl相对于铲斗6的位置例如通过实验预先求出并存储于控制器30。将装载于铲斗6的沙土的重量设为沙土重量Wl。将连结动臂4两端的支点的直线相对于上部回转体3的回转平面所成的角度设为动臂角度θ1。另外，动臂角度θ1由动臂角度传感器S1检测。将连结斗杆5两端的支点的直线相对于连结动臂4两端的支点的直线所成的角度设为斗杆角度θ2。另外，斗杆角度θ2由斗杆角度传感器S2检测。将连结铲斗6的支点与沙土重心Gl的直线相对于连结斗杆5两端的支点的直线所成的角度设为铲斗角度θ3。另外，铲斗角度θ3由铲斗角度传感器S3检测。并且，将挖土机100的前后方向的倾斜角度设为倾角θp。并且，如图7B所示，将挖土机100的左右方向的倾斜角度设为滚转角θr。另外，倾角θp及滚转角θr由机体倾斜传感器S4检测。
装载物重量计算部61例如根据挖掘动作区间结束后提升动臂4时(参考图6的(B)及(C))的围绕动臂4脚销的转矩，推算出沙土重量。在此，挖土机100有时进行动臂4的上升动作的同时进行斗杆5的开闭动作(在图6的例子中为闭合斗杆5的动作)。例如，当以打开斗杆5的状态进行回转动作时，从上部回转体3至铲斗6的距离变长(换言之，回转半径变大)，因此回转力矩也变大。如此，若以打开斗杆5的状态进行回转动作，则需要大的回转驱动力，并且回转时间也变长。因此，当将挖掘出的沙土向地面排土时，通常，挖掘后的回转动作以减小回转力矩的方式进行闭合斗杆5的动作。另一方面，当将挖掘出的沙土向自卸车排土时，为了避免与自卸车的碰撞，在挖掘后，进一步打开斗杆5并且进行回转动作。如此，在挖掘后的动臂上升回转动作中，斗杆5也根据工作内容进行开闭动作。因此，伴随斗杆5开闭动作的力矩也施加于动臂4。
利用图11A及图11B对由斗杆5及铲斗6的开闭动作而产生的围绕动臂4脚销的转矩进行说明。图11A是表示斗杆5的开闭动作与围绕动臂4脚销的转矩之间的关系的挖土机100的附属装置的示意图。图11B是表示铲斗6的开闭动作与围绕动臂4脚销的转矩之间的关系的挖土机100的附属装置的示意图。
首先，利用图11A对斗杆5的开闭动作进行说明。
在此，将装载于铲斗6的沙土重量设为m。将从动臂4与斗杆5的连结销(斗杆5的旋转中心)至沙土重心的距离设为ra。将斗杆5的旋转角速度设为ωa。由开闭斗杆5而产生的离心力Fa能够由以下式(4)来表示。
Fa＝mraωa 2……(4)
另外，沙土重量m为根据动臂缸7的推力计算出的临时值。具体而言，首先，转矩计算部71(参考图12。)根据动臂缸7的推力(根据动臂杆压传感器S7R及动臂底压传感器S7B的测定值计算的值)，计算围绕动臂4脚销的检测转矩τ。然后，静止时转矩计算部76(参考图12。)根据检测转矩τ、基于由惯性力计算部72(参考图12。)计算出的惯性力的项J及基于由离心力计算部73(参考图12。)计算出的离心力的项h以及后述的式(8)，计算静止转矩τW。此时，静止时转矩计算部76不使用斗杆离心力转矩τa及铲斗离心力转矩τb而计算静止转矩τW。因此，沙土重量m为根据动臂缸7的推力计算出的临时值。另外，θ为附属装置角度，包括动臂角度、斗杆角度及铲斗角度。
将从动臂4的脚销至动臂4与斗杆5的连结销的水平方向距离设为rarmx，将垂直方向距离设为rarmz。并且，将离心力Fa的水平方向成分设为Fax，将离心力Fa的垂直方向成分设为Faz。因开闭斗杆5而围绕动臂4的脚销所产生的转矩τa能够由以下式(5)来表示。
τa＝Faxrarmz+Fazrarmx……(5)
如此，若在动臂上升动作中伴随斗杆5的开闭动作，则因斗杆5的开闭而围绕动臂4的脚销产生转矩τa。因此，在根据进行动臂上升动作时的围绕脚销的转矩推算出沙土重量的方法中，要求适当地补偿沙土重量。
接着，利用图11B对铲斗6的开闭动作进行说明。
在此，将装载于铲斗6的沙土重量设为m。将从斗杆5与铲斗6的连结销(铲斗6的旋转中心)至沙土重心的距离设为rb。将铲斗6的旋转角速度设为ωb。由开闭铲斗6而产生的离心力Fb能够由以下式(6)来表示。
Fb＝mrbωb 2……(6)
将从动臂4的脚销至斗杆5与铲斗6的连结销的水平方向距离设为rbktx，将垂直方向距离设为rbktz。并且，将离心力Fb的水平方向成分设为Fbx，将离心力Fb的垂直方向成分设为Fbz。因开闭铲斗6而围绕动臂4的脚销所产生的转矩τb能够由以下式(7)来表示。
τb＝Fbxrbktz+Fbzrbktx……(7)
如此，若在动臂上升动作中伴随铲斗6的开闭动作，则因开闭铲斗6而围绕动臂4的脚销产生转矩τb。因此，在根据进行动臂上升动作时的围绕脚销的转矩推算出沙土重量的方法中，要求适当地补偿沙土重量。
图12是对第3实施方式所涉及的挖土机100中的装载物重量计算部61的处理进行说明的框图。装载物重量计算部61具有转矩计算部71、惯性力计算部72、离心力计算部73、斗杆离心力计算部74、铲斗离心力计算部79A、静止时转矩计算部76、重量换算部77及倾斜校正部78。
转矩计算部71计算围绕动臂4脚销的转矩(检测转矩τ)。检测转矩τ根据动臂缸7的工作油的压力(动臂杆压传感器S7R、动臂底压传感器S7B)来计算。
惯性力计算部72计算由惯性力而产生的围绕动臂4脚销的转矩(惯性项转矩)。惯性项转矩根据围绕动臂4脚销的角加速度及动臂4的惯性力矩来计算。围绕动臂4脚销的角加速度、惯性力矩根据姿势传感器的输出来计算。
离心力计算部73计算由科里奥利力及离心力而产生的围绕动臂4脚销的转矩(离心项转矩)。离心项转矩根据围绕动臂4脚销的角速度及动臂4的重量来计算。围绕动臂4脚销的角速度根据姿势传感器的输出来计算。动臂4的重量为已知。
斗杆离心力计算部74计算由开闭斗杆5时的离心力而产生的围绕动臂4脚销的转矩(斗杆离心力转矩τa)。另外，斗杆离心力转矩τa根据姿势传感器的输出及前述的式(4)及式(5)来计算。
铲斗离心力计算部79A计算由开闭铲斗6时的离心力而产生的围绕动臂4脚销的转矩(铲斗离心力转矩τb)。另外，铲斗离心力转矩τb根据姿势传感器的输出及前述的式(6)及式(7)来计算。
静止时转矩计算部76根据转矩计算部71的检测转矩τ、惯性力计算部72的惯性项转矩、离心力计算部73的离心项转矩、斗杆离心力计算部74的斗杆离心力转矩及铲斗离心力计算部79A的铲斗离心力转矩，计算附属装置静止时的围绕动臂4脚销的转矩即静止转矩τW。在此，将围绕动臂4脚销的转矩的式示于式(8)中。另外，式(8)的左边的τ表示检测转矩，右边的第1项表示惯性项转矩，右边的第2项表示离心项转矩，右边的第3项表示斗杆离心力转矩τa，右边的第4项表示铲斗离心力转矩τb，右边的第5项表示静止转矩τW。
[数式4]
Figure BDA0004183099340000401
如式(8)所示，通过从检测转矩τ减去惯性项转矩、离心项转矩、斗杆离心力转矩τa及铲斗离心力转矩τb，能够计算静止转矩τW。由此，在第3实施方式中，能够补偿因动臂等围绕销的转动动作而产生的影响。例如，如图11A所示，若在动臂上升动作中伴随斗杆5的闭合动作，则因斗杆5的开闭动作而围绕动臂4的脚销向动臂上升的方向产生转矩τa。因此，与不伴随斗杆5的闭合动作的情况相比，由转矩计算部71计算出的转矩变小。在第3实施方式的装载物重量计算部61中，通过用由斗杆离心力计算部74计算出的斗杆离心力转矩τa来进行补偿，能够以高精确度来计算静止转矩τW。并且，若在动臂上升动作中伴随铲斗6的闭合动作，则如图11B所示，因铲斗6的开闭动作而围绕动臂4的脚销向动臂下降的方向产生转矩τb。因此，与不伴随铲斗6的闭合动作的情况相比，由转矩计算部71计算出的转矩变大。在第3实施方式的装载物重量计算部61中，通过用由铲斗离心力计算部79A计算出的铲斗离心力转矩τb来进行补偿，能够以高精确度进行静止转矩τW。
重量换算部77根据用斗杆离心力转矩τa及铲斗离心力转矩τb来补偿的静止转矩τW，计算沙土重量Wl。沙土重量Wl例如能够通过从静止转矩τW减去沙土未装载于铲斗6时的转矩的转矩除以从动臂4的脚销至沙土重心的水平距离来计算。
倾斜校正部78进行基于挖土机100姿势的修正。
在此，挖土机100位于倾角θp的倾斜面时的检查到的动臂角度θ1的附属装置的姿势与挖土机100位于平坦面时的动臂角度(θ1+θp)下的附属装置的姿势相等。即，用倾角θp来校正检测到的动臂角度θ1，由此，根据挖土机100的姿势补偿沙土重量。
并且，当挖土机100位于滚转角θr的倾斜面时，在正面观察挖土机100时，动臂缸7的推力F具有铅垂方向成分及水平方向成分。因此，用滚转角θr来校正动臂缸7的推力F，即将动臂缸7的推力F设为铅垂方向成分Fcosθr，由此，根据挖土机100的姿势补偿沙土重量。
以上，根据第3实施方式所涉及的挖土机100，能够检测挖掘出的沙土重量。并且，例如，在动臂上升动作时等附属装置动作中，致动器的压力发生变动。相对于此，根据第3实施方式所涉及的挖土机100，通过根据检测到的围绕销的转矩补偿由附属装置动作而产生的惯性力、科里奥利力及围绕销的离心力，能够计算静止时的转矩。并且，根据计算出的静止时的转矩，能够计算沙土重量，并且能够提高沙土重量的检测精确度。
并且，即使在挖土机100的接地面不是平坦面的情况下，也能够根据挖土机100的姿势(倾角、滚转角)补偿沙土重量。由此，即使挖土机的接地面为倾斜面，也能够适当地检测沙土重量。
并且，能够计算装载于自卸车的沙土重量。由此，能够防止自卸车的超载。例如，在从工作现场向公路出去之前通过称重仪等检查自卸车的装载量。当装载量超过了最大装载量时，自卸车需要返回挖土机100的位置，并进行减少所装载的沙土的工作。因此，自卸车的应用效率下降。并且，自卸车的装载不足会增加搬运沙土的自卸车的总台数，从而自卸车的应用效率下降。相对于此，根据第3实施方式所涉及的挖土机100，能够防止超载，并且能够将沙土装载于自卸车，因此能够提高自卸车的应用效率。
并且，在显示装置40中显示铲斗6内的沙土重量、自卸车的最大装载量、加法装载量及剩余装载量。由此，搭乘挖土机100的操作人员能够通过一边参考这些显示一边进行工作来在自卸车中装载沙土。
并且，以装载物重量计算部61具备斗杆离心力计算部74，计算由通过斗杆缸8开闭斗杆5时的离心力而产生的围绕动臂4脚销的转矩(斗杆离心力转矩τa)，并且用斗杆离心力转矩τa来补偿静止转矩τW为例子进行了说明，但并不限于此。装载物重量计算部61也可以具备计算由开闭斗杆5的加减速(惯性力)而产生的围绕动臂4脚销的转矩(斗杆惯性力转矩)的斗杆惯性力计算部(未图示)。装载物重量计算部61也可以用斗杆惯性力转矩来补偿静止转矩τW。并且，装载物重量计算部61也可以用斗杆离心力转矩τa及斗杆惯性力转矩这两者来补偿静止转矩τW。
并且，以装载物重量计算部61具备铲斗离心力计算部79A，计算由通过铲斗缸9开闭铲斗6时的离心力而产生的围绕动臂4脚销的转矩(铲斗离心力转矩τb)，并且用铲斗离心力转矩τb来补偿静止转矩τW为例子进行了说明，但并不限于此。装载物重量计算部61也可以具备计算由开闭铲斗6的加减速(惯性力)而产生的围绕动臂4脚销的转矩(铲斗惯性力转矩)的铲斗惯性力计算部(未图示)。装载物重量计算部61也可以用铲斗惯性力转矩来补偿静止转矩τW。并且，装载物重量计算部61也可以用铲斗离心力转矩τb及铲斗惯性力转矩这两者来补偿静止转矩τW。
[第4实施方式所涉及的施工机械的概要]
首先，参考图13对第4实施方式所涉及的施工机械100A的概要进行说明。
图13是第4实施方式所涉及的施工机械100A的侧视图。
第4实施方式所涉及的施工机械100A与图1所示的第1至第3实施方式所涉及的挖土机(施工机械)100相比，端接附件从铲斗6变更为抓钩6A。其他结构相同，因此省略重复说明。另外，第4实施方式所涉及的施工机械100A用抓钩6A把持圆木(木材)等长尺寸的搬运物W，并搬运搬运物W。由施工机械100A搬运的搬运物W例如装载于自卸车(未图示)。
铲斗缸(端接附件缸)9用于使抓钩6A转动(倾斜)。并且，抓钩6A具备能够开闭的卡爪(把持部)6Aa、开闭卡爪6Aa的抓钩开闭缸6Ab及通过旋转轴6Ad使卡爪6Aa旋转的旋转液压马达6Ac。
并且，控制阀17(参考图2)具有与抓钩开闭缸6Ab对应的控制阀(未图示)及与旋转液压马达6Ac对应的控制阀(未图示)，且构成为能够根据操作装置26的操作状态，将从主泵14供给的工作油供给至液压致动器即抓钩开闭缸6Ab及旋转液压马达6Ac。
并且，抓钩旋转角度传感器S10安装于抓钩6A，并检测抓钩6A的把持部围绕旋转轴6Ad的旋转角度。抓钩旋转角度传感器S10例如可以包括陀螺仪传感器、分解器及旋转编码器等。由抓钩旋转角度传感器S10检测的与抓钩6A的旋转角度对应的检测信号输入于控制器30。
图14A及图14B是对第4实施方式所涉及的施工机械100A的动作的一例进行说明的图。
如图14A所示，用抓钩6A的卡爪6Aa来把持长尺寸的搬运物W。在此，设为抓钩6A的卡爪6Aa在与搬运物W的重心G不同的位置上把持搬运物W，换言之在偏靠搬运物W的其中一个端部侧的位置上把持搬运物W。并且，施工机械100A进行使抓钩6A的把持部围绕旋转轴6Ad旋转的动作(参考箭头)。
如图14B所示，当使抓钩6A的把持部围绕旋转轴6Ad旋转时，搬运物W在用抓钩6A的把持部来把持的搬运物W脱离的方向(搬运物W的轴向)上承受离心力Fc。在此，由抓钩6A的把持部把持成搬运物W不会因离心力Fc而脱离，由此由搬运物W承受的离心力Fc施加于施工机械100A的附属装置。
接着，利用图15进一步对抓钩6A的把持部的旋转动作进行说明。图15是表示抓钩6A的把持部的旋转动作与围绕动臂4脚销的转矩之间的关系的挖土机100的附属装置的示意图。
将使抓钩6A的把持部围绕旋转轴6Ad旋转时的离心力设为离心力Fc。另外，离心力Fc具有X方向、Y方向、Z方向的成分。另外，X方向为水平方向且附属装置伸缩的方向。Y方向为水平方向且与X方向正交的方向。Z方向为铅垂方向。在此，如黑色箭头所示，将离心力Fc的X方向的水平方向成分设为Fcx，将离心力Fc的Z方向的垂直方向成分设为Fcz。
在此，由抓钩6A的把持部把持成搬运物W不会因离心力Fc而脱离，由此由搬运物W承受的离心力Fc在斗杆5与抓钩6A的连结销的位置上也起作用(参考标有阴影线的箭头)。
将从动臂4的脚销至斗杆5与抓钩6A的连结销的水平方向距离设为rbktx，将垂直方向距离设为rbktz。因抓钩6A的把持部的旋转动作而围绕动臂4的脚销所产生的转矩τc能够由以下式(9)来表示。
τc＝Fcxrbktz+Fczrbktx……(9)
如此，若在动臂上升动作中伴随抓钩6A的把持部的旋转动作，则因抓钩6A的把持部的旋转动作而围绕动臂4的脚销产生转矩τc。因此，在根据动臂上升动作时的围绕脚销的转矩推算出搬运物重量的方法中，要求适当地补偿搬运物重量。
另外，如式(9)所示，由搬运物W承受的离心力Fc中，Y方向的水平方向成分Fcy不影响围绕动臂4脚销的转矩τc。
例如，在通过铲斗缸(端接附件缸)9使抓钩6A转动而旋转轴6Ad朝向铅垂方向(Z方向)的情况下，因通过旋转液压马达6Ac使抓钩6A的把持部进行旋转动作而产生离心力Fc。在此，离心力Fc的Z方向的垂直方向成分Fcz成为零。在此，当因抓钩6A的把持部的旋转动作而离心力Fc朝向Y方向时，X方向的水平方向成分Fcx成为零，由式(9)计算出的转矩τc也成为零。
并且，例如，在通过铲斗缸(端接附件缸)9使抓钩6A转动而旋转轴6Ad朝向水平方向(X方向)的情况下，因通过旋转液压马达6Ac使抓钩6A的把持部进行旋转动作而产生离心力Fc。在此，离心力Fc的X方向的水平方向成分Fcx成为零。在此，当因抓钩6A的把持部的旋转动作而离心力Fc朝向Y方向时，Z方向的垂直方向成分Fcz成为零，由式(9)计算出的转矩τc也成为零。
[第4实施方式所涉及的施工机械100A中的沙土重量计算方法]
图16是对第4实施方式所涉及的施工机械100A中的装载物重量计算部61的处理进行说明的框图。装载物重量计算部61具有转矩计算部71、惯性力计算部72、离心力计算部73、斗杆离心力计算部74、铲斗离心力计算部(端接附件离心力计算部)79A、把持部离心力计算部79B、静止时转矩计算部76、重量换算部77及倾斜校正部78。
转矩计算部71、惯性力计算部72、离心力计算部73、斗杆离心力计算部74、倾斜校正部78与图12所示的情况相同，因此省略重复说明。
铲斗离心力计算部79A计算由使抓钩6A向倾斜方向旋转时的离心力而产生的围绕动臂4脚销的转矩(铲斗离心力转矩(端接附件离心力转矩)τb)。另外，铲斗离心力转矩τb根据姿势传感器的输出及前述的式(6)及式(7)来计算。
把持部离心力计算部79B计算由使抓钩6A围绕旋转轴6Ad旋转时的离心力而产生的围绕动臂4脚销的转矩(把持部离心力转矩τc)。另外，把持部离心力转矩τc根据姿势传感器的输出及前述的式(9)来计算。
静止时转矩计算部76根据转矩计算部71的检测转矩、惯性力计算部72的惯性项转矩、离心力计算部73的离心项转矩、斗杆离心力计算部74的斗杆离心力转矩、铲斗离心力计算部79A的铲斗离心力转矩及把持部离心力计算部79B的把持部离心力转矩，计算附属装置静止时的围绕动臂4脚销的转矩即静止转矩τW。在此，将围绕动臂4脚销的转矩的式示于式(10)中。另外，式(10)的左边的τ表示检测转矩，右边的第1项表示惯性项转矩，右边的第2项表示离心项转矩，右边的第3项表示斗杆离心力转矩τa，右边的第4项表示铲斗离心力转矩τb，右边的第5项表示把持部离心力转矩τc，右边的第6项表示静止转矩τW。
[数式5]
Figure BDA0004183099340000451
如式(10)所示，通过从检测转矩τ减去惯性项转矩、离心项转矩、斗杆离心力转矩τa、铲斗离心力转矩τb及把持部离心力转矩τc，能够计算静止转矩τW。由此，在第4实施方式所涉及的施工机械100A的装载物重量计算部61中，能够补偿因动臂等围绕销的转动动作而产生的影响。
例如，在搬运木材等长尺寸的搬运物W的施工机械100A中，在动臂上升动作中伴随抓钩6A的倾斜动作、把持部的旋转动作而进行搬运工作。因此，在第4实施方式的装载物重量计算部61中，通过补偿由铲斗离心力计算部79A计算出的铲斗离心力转矩τb及由把持部离心力计算部79B计算出的把持部离心力转矩τc，能够以高精确度计算静止转矩τW。
重量换算部77根据用斗杆离心力转矩τa、铲斗离心力转矩τb及把持部离心力转矩τc来补偿的静止转矩τW，计算搬运物重量。
以上，根据第4实施方式所涉及的施工机械100A，能够检测用抓钩6A把持的搬运物W的重量。并且，根据第4实施方式所涉及的施工机械100A，能够根据用斗杆离心力转矩τa、铲斗离心力转矩τb及把持部离心力转矩τc来补偿的静止转矩τW计算搬运物重量，并且能够提高搬运物重量的检测精确度。
并且，根据第4实施方式所涉及的施工机械100A，与第4实施方式所涉及的挖土机100同样地，即使在施工机械100A的接地面不是平坦面的情况下，也能够根据施工机械100A的姿势(倾角、滚转角)来补偿搬运物重量。由此，即使施工机械100A的接地面为倾斜面，也能够适当地检测搬运物重量。
并且，根据第4实施方式所涉及的施工机械100A，与第4实施方式所涉及的挖土机100同样地，能够计算装载于自卸车的搬运物重量。由此，能够防止自卸车的超载，并且将搬运物装载于自卸车，因此能够提高自卸车的应用效率。
并且，在显示装置40中显示用抓钩6A把持的搬运物重量、自卸车的最大装载量、加法装载量及剩余装载量。由此，搭乘在挖土机100的操作人员能够通过一边参考这些显示一边进行工作来向自卸车中装载搬运物。
并且，以装载物重量计算部61具备斗杆离心力计算部74，计算由通过斗杆缸8开闭斗杆5时的离心力而产生的围绕动臂4脚销的转矩(斗杆离心力转矩τa)，并且用斗杆离心力转矩τa来补偿静止转矩τW为例子进行了说明，但并不限于此。装载物重量计算部61也可以具备计算由开闭斗杆5的加减速(惯性力)而产生的围绕动臂4脚销的转矩(斗杆惯性力转矩)的斗杆惯性力计算部(未图示)。装载物重量计算部61也可以用斗杆惯性力转矩来补偿静止转矩τW。并且，装载物重量计算部61也可以用斗杆离心力转矩τa及斗杆惯性力转矩这两者来补偿静止转矩τW。
并且，以装载物重量计算部61具备铲斗离心力计算部79A，计算由通过铲斗缸(端接附件缸)9开闭抓钩6A时的离心力而产生的围绕动臂4脚销的转矩(铲斗离心力转矩(端接附件离心力转矩)τb)，并且用铲斗离心力转矩τb来补偿静止转矩τW为例进行了说明，但并不限于此。装载物重量计算部61也可以具备计算由开闭抓钩6A的加减速(惯性力)而产生的围绕动臂4脚销的转矩(铲斗惯性力转矩(端接附件惯性力转矩))的铲斗惯性力计算部(端接附件惯性力计算部。未图示)。装载物重量计算部61也可以用铲斗惯性力转矩来补偿静止转矩τW。并且，装载物重量计算部61也可以用铲斗离心力转矩τb及铲斗惯性力转矩这两者来补偿静止转矩τW。
并且，以装载物重量计算部61具备把持部离心力计算部79B，计算由通过旋转液压马达(把持部旋转机构)6Ac使抓钩6A的把持部进行旋转动作时的离心力而产生的围绕动臂4脚销的转矩(把持部离心力转矩τc)，并且用把持部离心力转矩τc来补偿静止转矩τW为例子进行了说明，但并不限于此。装载物重量计算部61也可以具备计算由使抓钩6A的把持部进行旋转动作时的加减速(惯性力)而产生的围绕动臂4脚销的转矩(把持部惯性力转矩)的把持部惯性力计算部(未图示)。装载物重量计算部61也可以用把持部惯性力转矩来补偿静止转矩τW。并且，装载物重量计算部61也可以用把持部离心力转矩τc及把持部惯性力转矩这两者来补偿静止转矩τW。
以上，对挖土机100及施工机械100A的实施方式等进行了说明，但本发明并不限定于上述实施方式等，在技术方案中所记载的本发明的主旨的范围内，能够进行各种变形、改进。
第3实施方式所涉及的挖土机100及第4实施方式所涉及的施工机械100A中所应用的搬运物重量的测量方法也可以应用于其他施工机械中。即，在具有铲斗、磁力吊、抓钩、货叉或包括链锯的伐木机等搬运搬运物时使用的端接附件的施工机械中，也可以应用第3实施方式所涉及的挖土机100及第4实施方式所涉及的施工机械100A中所应用的搬运物重量的测量方法。
并且，以在挖土机100或施工机械100A的控制器30中作为功能来设置沙土荷载处理部60(装载物重量计算部61)为例子进行了说明，但并不限于此。在与控制器30分体设置的施工机械用控制装置(未图示)中，也可以具备沙土荷载处理部60(装载物重量计算部61)的功能。
[装载支援系统]
接着，利用图17对装载支援系统SYS进行说明。图17是表示装载支援系统SYS的结构例的图。装载支援系统SYS也可以构成为具备挖土机100、具有设置于自卸车DT的支援装置210的移动体200、管理装置300及支援装置400，并且经由通信网900能够进行通信。
支援装置210为移动终端装置，例如是设置于自卸车DT的笔记本电脑、平板电脑及智能手机等计算机。
管理装置300为固定终端装置，例如是设置于工作现场外的管理中心等的计算机。另外，管理装置300也可以是可移动性的计算机(例如，笔记本电脑、平板电脑或智能手机等移动终端装置)。
支援装置400为移动终端装置，例如是在工作现场的工作者等所携带的笔记本电脑、平板电脑及智能手机等计算机。
挖土机100的控制器30也可以将计算出的沙土重量等经由通信装置T1及通信网900发送至管理装置300。由此，管理装置300能够管理挖土机100装载于自卸车DT的沙土等装载物的重量。并且，挖土机100的控制器30也可以经由通信装置T1及通信网900发送至设置于自卸车DT的支援装置210。
并且，挖土机100也可以经由通信网900进行远程操作。
本申请主张基于2020年12月7日申请的日本专利申请2020-202965号的优先权，该日本专利申请的全部内容通过参考援用于本说明书中。
本申请主张基于2021年3月31日申请的日本专利申请2021-062374号的优先权，该日本专利申请的全部内容通过参考援用于本说明书中。
本申请主张基于2021年3月31日申请的日本专利申请2021-062436号的优先权，该日本专利申请的全部内容通过参考援用于本说明书中。
符号说明
100-挖土机，100A-施工机械，1-下部行走体，2-回转机构，2A-回转液压马达，2A1-第1端口，2A2-第2端口，3-上部回转体，4-动臂(附属装置)，5-斗杆(附属装置)，6-铲斗(附属装置、端接附件)，6A-抓钩(附属装置、端接附件)，6Aa-卡爪(把持部)，6Ab-抓钩开闭缸，6Ac-旋转液压马达(把持部旋转机构)，6Ad-旋转轴，7-动臂缸，8-斗杆缸，9-铲斗缸，21、22-液压传感器，30-控制器(控制装置)，40-显示装置，42-输入装置，43-声音输出装置，47-存储装置，60-沙土荷载处理部，61-装载物重量计算部(重量计算部)，62-最大装载量检测部，63-加法装载量计算部，64-剩余装载量计算部，71-转矩计算部，72-惯性力计算部，73-离心力计算部，74-斗杆离心力计算部，75-斗杆惯性力计算部，76-静止时转矩计算部，77-重量换算部，78-倾斜校正部，79A-铲斗离心力计算部，79B-把持部离心力计算部，S1-动臂角度传感器，S2-斗杆角度传感器，S3-铲斗角度传感器，S4-机体倾斜传感器，S5-回转状态传感器，S6-摄像装置，S7R-动臂杆压传感器，S7B-动臂底压传感器，S8R-斗杆杆压传感器，S8B-斗杆底压传感器，S9R-铲斗杆压传感器，S9B-铲斗底压传感器，DT-自卸车。

Claims (13)

1.一种施工机械，其具备：
附属装置，至少具有动臂、安装于该动臂前端的斗杆及安装于该斗杆前端的端接附件，并且安装于上部回转体；及
控制装置，
所述控制装置根据所述斗杆的离心力及所述斗杆的惯性力中的至少任一个，补偿使所述动臂旋转的转矩，并且根据所补偿的所述转矩，计算由所述附属装置搬运的搬运物的重量。
2.根据权利要求1所述的施工机械，其中，
使所述动臂旋转的转矩为围绕连结所述上部回转体与所述附属装置的销的转矩。
3.根据权利要求1或2所述的施工机械，其中，
所述控制装置根据所述施工机械的姿势，补偿所述搬运物的重量。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的施工机械，其中，
所述控制装置根据进行所述动臂的上升动作及所述斗杆的开闭动作的工作时的转矩，计算所述搬运物的重量。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的施工机械，其中，
所述端接附件为铲斗、磁力吊、抓钩、货叉或包括链锯的伐木机。
6.一种施工机械，其具备：
附属装置，至少具有动臂、安装于该动臂前端的斗杆及安装于该斗杆前端的端接附件，并且安装于上部回转体；及
控制装置，
所述控制装置根据所述端接附件的离心力及所述端接附件的惯性力中的至少任一个，补偿使所述动臂旋转的转矩，并且根据所补偿的所述转矩，计算由所述附属装置搬运的搬运物的重量。
7.根据权利要求6所述的施工机械，其中，
所述端接附件可转动地安装于所述斗杆的前端，
所述控制装置根据由所述端接附件相对于所述斗杆转动而产生的所述端接附件的离心力及所述端接附件的惯性力中的至少任一个，补偿使所述动臂旋转的转矩。
8.根据权利要求6或7所述的施工机械，其中，
所述端接附件具有把持所述搬运物的把持部及使所述把持部旋转的把持部旋转机构，
所述控制装置根据由所述把持部的旋转动作而产生的所述端接附件的离心力及所述端接附件的惯性力中的至少任一个，补偿使所述动臂旋转的转矩。
9.根据权利要求6至8中任一项所述的施工机械，其中，
使所述动臂旋转的转矩为围绕连结所述上部回转体与所述附属装置的销的转矩。
10.根据权利要求6至9中任一项所述的施工机械，其中，
所述控制装置根据所述施工机械的姿势，补偿所述搬运物的重量。
11.根据权利要求6至10中任一项所述的施工机械，其中，
所述控制装置根据进行所述动臂的上升动作及所述端接附件的旋转动作的工作时的转矩，计算所述搬运物的重量。
12.一种施工机械用控制装置，所述施工机械具备至少具有动臂、安装于该动臂前端的斗杆及安装于该斗杆前端的端接附件，并且安装于上部回转体的附属装置，所述施工机械用控制装置中，
所述控制装置根据所述斗杆的离心力及所述斗杆的惯性力中的至少任一个，补偿使所述动臂旋转的转矩，并且根据所补偿的所述转矩，计算由所述附属装置搬运的搬运物的重量。
13.一种施工机械用控制装置，所述施工机械具备至少具有动臂、安装于该动臂前端的斗杆及安装于该斗杆前端的端接附件，并且安装于上部回转体的附属装置，所述施工机械用控制装置中，
所述控制装置根据所述端接附件的离心力及所述端接附件的惯性力中的至少任一个，补偿使所述动臂旋转的转矩，并且根据所补偿的所述转矩，计算由所述附属装置搬运的搬运物的重量。
CN202180071103.5A 2020-12-07 2021-12-07 施工机械及施工机械用控制装置 Pending CN116438356A (zh)

Applications Claiming Priority (7)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2020-202965 2020-12-07
JP2020202965 2020-12-07
JP2021062436 2021-03-31
JP2021062374 2021-03-31
JP2021-062436 2021-03-31
JP2021-062374 2021-03-31
PCT/JP2021/045018 WO2022124319A1 (ja) 2020-12-07 2021-12-07 作業機械及び作業機械用の制御装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN116438356A true CN116438356A (zh) 2023-07-14

Family

ID=81974512

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202180071103.5A Pending CN116438356A (zh) 2020-12-07 2021-12-07 施工机械及施工机械用控制装置

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20230279634A1 (zh)
EP (1) EP4257755A1 (zh)
JP (1) JPWO2022124319A1 (zh)
CN (1) CN116438356A (zh)
WO (1) WO2022124319A1 (zh)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7252762B2 (ja) * 2019-01-08 2023-04-05 日立建機株式会社 作業機械
WO2021010489A1 (ja) * 2019-07-17 2021-01-21 住友建機株式会社 作業機械及び作業機械による作業を支援する支援装置

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002004337A (ja) 2000-06-15 2002-01-09 Hitachi Constr Mach Co Ltd 油圧ショベルの操作土量算出方法
US7912612B2 (en) * 2007-11-30 2011-03-22 Caterpillar Inc. Payload system that compensates for rotational forces
JP2010089633A (ja) * 2008-10-08 2010-04-22 Caterpillar Japan Ltd 作業量モニタリングシステム
EP3274075A4 (en) 2015-03-23 2018-11-21 BASF Corporation Carbon dioxide sorbents for indoor air quality control
US10745889B2 (en) * 2016-11-09 2020-08-18 Komatsu Ltd. Work machine and method for controlling work machine
JP2020202965A (ja) 2019-06-17 2020-12-24 株式会社サンセイアールアンドディ 遊技機
JP2021062436A (ja) 2019-10-11 2021-04-22 セイコーエプソン株式会社 教示方法

Also Published As

Publication number Publication date
WO2022124319A1 (ja) 2022-06-16
JPWO2022124319A1 (zh) 2022-06-16
US20230279634A1 (en) 2023-09-07
EP4257755A1 (en) 2023-10-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP7242387B2 (ja) ショベル
WO2021006349A1 (ja) ショベル
CN112411662B (zh) 挖土机
CN116438356A (zh) 施工机械及施工机械用控制装置
CN111989436B (zh) 挖土机
CN112384663B (zh) 挖土机
JPWO2020071314A1 (ja) ショベル
KR20230015315A (ko) 쇼벨 및 쇼벨용의 시스템
WO2022210173A1 (ja) ショベルの表示装置、ショベル
KR20210143792A (ko) 쇼벨
JP7289701B2 (ja) ショベル
CN111433413A (zh) 挖土机
CN117043421A (zh) 挖土机的显示装置、挖土机及挖土机的支援装置
JP7420619B2 (ja) ショベル
JP2020165256A (ja) ショベル
JP7395403B2 (ja) 検出装置及びショベル
JP2021156078A (ja) ショベル
WO2022210990A1 (ja) 作業機械及び作業機械の支援システム
CN113454292A (zh) 挖土机
JP7420618B2 (ja) ショベル
JP2021156081A (ja) 作業機械
WO2023190842A1 (ja) 作業機械
JP2024061373A (ja) 作業機械の制御装置
WO2022210933A1 (ja) 作業機械及び作業機械の支援システム
JP2021025198A (ja) ショベル

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination