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Gebiet der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Arbeitsmaschine, die
eine Last bewegt, und insbesondere auf eine Vorrichtung und ein
Verfahren zur Messung des Ladegewichts.
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Beschreibung des Standes der
Technik
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Herkömmlicherweise
ist es bekannt, dass eine Maschine, die zum Beladen von Muldenkippern und
anderen Lieferfahrzeugen verwendet werden, beispielsweise Radlader,
eine Ladegewicht-Messeinrichtung
verwendet, die beim Betrieb des Auslegers das Gewicht der Last,
die in der Schaufel getragen wird, misst und das Gewicht anzeigt
(siehe Patentdokument 1).
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Gemäß dem Stand
der Technik, der in dem vorstehenden Dokument beschrieben ist, wird
nach dem Beginn der Bewegung des Auslegers eine vorgeschriebene
Berechnung durchgeführt,
die eine numerische Tabelle verwendet, die aus dem Auslegerwinkel
und der Differenz zwischen dem Druck des Ausleger-Zylinderkopfes
und dem Bodendruck vorher berechnet wird, um das Ladegewicht zu
messen, das in der Schaufel getragen wird.
- Patentdokument
1: Japanische Patentanmeldungsoffenlegungsschrift Nr. 2001-99701 .
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Kurze Zusammenfassung der
Erfindung
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Probleme, die durch die Erfindung zu lösen sind
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Da
jedoch im Stand der Technik, der in dem oben erwähnten Patentdokument 1 beschrieben
ist, Fehlerfaktoren, beispielsweise die Reibungskraft, die in dem
zum Anheben der Last verwendeten Mechanismus erzeugt wird (im Folgenden „Hebemechanismus"), oder Änderungen
in dem Gewicht aufgrund von Abrieb, Beschädigung, Reparatur und Austauscharbeiten
an den Komponenten des Hebemechanismus, beispielsweise Schaufel
oder Zinken, nicht in Betracht gezogen werden, gibt es einen Bedarf für eine weitere
Verbesserung der Messgenauigkeit.
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Folglich
ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Messgenauigkeit
des Ladegewichts zu verbessern, das durch eine Arbeitsmaschine bewegt wird.
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Mittel zur Lösung der
Probleme
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Gemäß einem
Aspekt der vorliegenden Erfindung weist eine Arbeitsmaschine zum
Bewegen einer Last auf: eine Hebevorrichtung zum Anheben einer Last;
eine Verstellungs-Detektorvorrichtung zum Erfassen der Verstellung
der Hebevorrichtung; eine Betätigungseinrichtung
zum Antreiben der Hebevorrichtung; und eine Messvorrichtung zum
Messen eines Ausgangswertes oder eines Eingangswertes der Hebevorrichtung
und ferner eine Messwert-Aufnahmeeinrichtung, um während des
Betriebs der Hebevorrichtung die Verstellung von der Verstellungs-Detektoreinrichtung
und den Ausgangswert oder den Eingangswert von der Messvorrichtung
aufzunehmen; eine Geschwindigkeits-Recheneinrichtung, um die Bewegungsgeschwindigkeit
der Hebevorrichtung während
des Betriebs der Hebevorrichtung zu erhalten; eine Korrektureinrichtung,
um den korrigierten Wert dadurch zu erhalten, dass der Ausgangswert
oder der Eingangswert der Betätigungseinrichtung
entsprechend der Bewegungsgeschwindigkeit der Hebeeinrichtung korrigiert
wird; und eine Einrichtung zum Berechnen des Ladegewichts auf der
Grundlage des korrigierten Wertes, der durch Korrektur des Ausgangswertes
oder des Eingangswertes der Betätigungseinrichtung
erhalten wird, und der Verstellung der Hebevorrichtung, die von
der Messwert-Aufnahmeeinrichtung erhalten wird.
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Gemäß dieser
Arbeitsmaschine wird der Eingangswert oder der Ausgangswert der
Betätigungseinrichtung
entsprechend der Arbeitsgeschwindigkeit der Hebevorrichtung korrigiert,
und das Ladegewicht wird unter Verwendung dieses korrigierten Wertes berechnet.
Dieser ermöglicht
es, dass Fehlerfaktoren, die sich in Abhängigkeit von der Arbeitsgeschwindigkeit
der Hebevorrichtung ändern,
beispielsweise Kräfte,
wie Reibungskräfte,
in Betracht gezogen werden können,
um Messresultate höherer
Genauigkeit zu erhalten.
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In
einem Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung wird ein Hydraulikzylinder als Betätigungseinrichtung
verwendet, und die Druckdifferenz zwischen dem Hydraulikzylinder-Kopfdruck
und -Bodendruck wird gemessen, um als Ausgangswert der Betätigungseinrichtung
verwendet zu werden. Dies ist jedoch nur ein Beispiel, und die vorliegende
Erfindung kann bei Arbeitsmaschinen angewendet werden, die andere
Arten von Betätigungseinrichtungen verwenden,
und ein Eingangswert kann auch zur Verwendung an Stelle oder zusammen
mit dem Ausgangswert der Betätigungseinrichtung
verwendet werden. Beispielsweise kann, wenn ein Elektromotor als
Betätigungseinrichtung
verwendet wird, das Ausgangsdrehmoment und die Drehzahl als Ausgangswert
des Elektromotors gemessen werden, oder der Eingangsstrom und die
Eingangsspannung, die Eingangswerte sind, können ebenfalls erfasst werden.
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Des
Weiteren hat in einem Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung die Hebevorrichtung der Arbeitsmaschine
einen Ausleger, die Betätigungseinrichtung
umfasst einen Hydraulikzylinder zum Bewegen des Auslegers, die Messeinrichtung umfasst
eine Druck-Detektorvorrichtung zum Bestimmen des Hydraulikzylinderdrucks;
und die Verstellungs-Detektoreinrichtung umfasst eine Winkeldetektoreinrichtung
zum Erfassen des Winkels des Auslegers. Diese Konfiguration trifft
auf eine Arbeitsmaschine zu, die eine Last unter Verwendung eines Auslegers
anhebt oder absenkt, beispielsweise ein Radlader, eine motorbetriebene
Schaufel oder ein Kran. Die vorliegende Erfindung ist jedoch auch
auf Arbeitsmaschinen anwendbar, die keinen Ausleger haben, beispielsweise
auf eine Winde.
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Ferner
kann in einem Ausführungsbeispiel der
vorliegenden Erfindung die Korrektureinrichtung den Korrekturfaktor
aus der Bewegungsgeschwindigkeit der Hebevorrichtung und dem Ausgangswert oder
Eingangswert der Betätigungseinrichtung
berechnen und den Ausgangswert oder den Eingangswert der Betätigungseinrichtung
auf der Grundlage des Korrekturfaktors und der Bewegungsgeschwindigkeit
der Hebevorrichtung korrigieren. Gemäß dieser Ausführung können Fehlerfaktoren,
die sich in Antwort auf den Ausgangswert oder den Eingangswert der
Betätigungseinrichtung
oder die Bewegungsgeschwindigkeit der Hebevorrichtung ändern, in
Betracht gezogen werden.
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Ferner
kann in einem Ausführungsbeispiel der
vorliegenden Erfindung die Korrektureinrichtung eine Geschwindigkeits-Korrekturtabelle
umfassen, die die Korrelation zwischen dem Ausgangswert und dem
Eingangswert der Betätigungseinrichtung,
die Bewegungsgeschwindigkeit der Hebevorrichtung und den Korrekturfaktor
definiert, der zur Berechnung des Korrekturfaktors verwendet wird.
Eine Konstante kann ebenfalls als Korrekturfaktor verwendet werden.
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Bei
einer Arbeitsmaschine mit einem Ausleger kann beispielsweise die
Ausleger-Winkelgeschwindigkeit als die oben erwähnte Bewegungsgeschwindigkeit
verwendet werden, wobei dies jedoch nicht mehr als eine Erläuterung
ist. Beispielsweise können
eine Vielzahl von Bewegungsgeschwindigkeiten, die mit der Bewegung
der Hebevorrichtung in Beziehung stehen, einschließlich der
Ausleger-Hubgeschwindigkeit,
der Schaufel-Hubgeschwindigkeit, der Bewegungsgeschwindigkeit des
hydraulischen Zylinderkolbens, der die Hebevorrichtung bewegt, oder
die Drehzahl oder Elektromotors, der die Hebevorrichtung bewegt,
für das
oben erwähnte
Korrekturverfahren verwendet werden.
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Gemäß einem
anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst eine Arbeitsmaschine eine
Hebevorrichtung zum Anheben einer Last; eine Verstellungs-Detektoreinheit
zum Bestimmen der Verstellung der Hebevorrichtung; eine Betätigungseinrichtung
zum Antreiben der Hebevorrichtung; und eine Messeinheit zum Messen
des Ausgangswertes und des Eingangswertes der Betätigungseinrichtung; und
ferner eine Ladegewicht-Recheneinheit, die eine Ladegewicht-Berechnungstabelle
hat, die die Korrekturen zwischen dem Ausgangswert und dem Eingangswert
der Betätigungseinrichtung,
der Verstellung der Hebevorrichtung und dem Ladegewicht definiert;
die während
des Betriebs der Hebevorrichtung die Verstellung von der Verstellungs-Detektoreinrichtung
und dem Ausgangswert oder dem Eingangswert der Messeinrichtung erfasst
und die das Ladegewicht unter Bezugnahme auf die Ladegewicht-Berechnungstabelle
auf der Grundlage der Verstellung die von der Verstellungs-Detektoreinrichtung
aufgenommen wird und der Grundlage des Ausgangswertes oder des Eingangswertes,
der von der Messeinrichtung aufgenommen wird, berechnet, und eine
Kalibrierungseinrichtung, die die spezifizierten Ladegewichtswerte
eingibt, während
einer Kalibrierung der Ladeeinrichtung die Verstellung der Verstellungs-Detektoreinrichtung
und den Ausgangswert oder den Eingangswert von der Messeinrichtung
aufnimmt und die die Ladegewicht-Berechnungstabelle auf der Grundlage
der Verstellung, die von der Verstellungs-Detektoreinrichtung aufgenommen
wird, dem Ausgangswert oder dem Eingangswert, der von der Messeinrichtung
aufgenommen wird, und dem spezifizierten Ladegewicht berechnet.
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Gemäß dieser
Arbeitsmaschine wird die Ladegewichtsspezifikation eingegeben, und
während der
Kalibrierung wird die Verstellung von der Verstellungs-Detektoreinrichtung
aufgenommen, und der Ausgangswert oder der Eingangswert wird von
der Messeinrichtung aufgenommen, und die Ladegewichts-Berechnungstabelle
wird auf der Grundlage der Verstellung, die von der Verstellungs-Detektoreinrichtung
aufgenommen wird, dem Ausgangswert oder dem Eingangswert, der von
der Messeinrichtung aufgenommen wird, und dem spezifizierten Ladegewicht
kalibriert. Häufig
eliminiert das Ausführen dieser
Art von Kalibrierung Fehlerfaktoren aufgrund von Änderungen
in dem Gewicht der Hebevorrichtung, die sich aus einem Abrieb, einer
Beschädigung, einer
Korrosion usw. der Komponenten der Hebevorrichtung ergeben, um eine
Messung mit größerer Genauigkeit
möglich
zu machen.
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Ein
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung ist eine Arbeitmaschine, die des Weiteren eine
Geschwindigkeits-Recheneinrichtung, um die Bewegungsgeschwindigkeit
der Hebevorrichtung während
der Bewegung der Hebevorrichtung zu erhalten; und eine Korrektureinrichtung
umfasst, um einen korrigierten Wert durch Korrektur des Ausgangswertes
oder des Eingangswertes der Betätigungseinrichtung
entsprechend der Geschwindigkeit zu erhalten, wobei die Ladegewichts-Berechnungstabelle den
korrigierten Wert für
den Ausgangswert oder den Eingangswert der Betätigungseinrichtung und den numerischen
Wert zum Erhalten des Ladegewichts auf der Grundlage der Verstellung
der Hebevorrichtung speichert, und wobei die Ladegewichts-Recheneinrichtung
das Ladegewicht unter Bezugnahme auf die Ladegewichts-Berechnungstabelle
auf der Grundlage des korrigierten Wertes von der Korrektureinrichtung
und der aufgenommenen Verstellung der Last-Hebeeinrichtung berechnet,
und die numerischen Werte der Ladegewichts-Berechnungstabelle kalibriert.
Dies macht es möglich,
die Fehlerfaktoren (beispielsweise Reibungskraft), die sich in Abhängigkeit
von der Bewegungsgeschwindigkeit der Hebevorrichtung ändern, in
Betracht zu ziehen, um Messergebnisse mit größerer Genauigkeit zu erhalten.
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Ferner
berechnet in einem Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung die Recheneinrichtung während der
Durchführung
der Kalibrierung den Mittelwert des numerischen Wertes, der von
der gegenwärtigen
Kalibrierung und dem numerischen Wert, der gegenwärtig in
der Ladegewichts-Berechnungstabelle
gespeichert ist, und benutzt dann den berechneten Mittelwert als
numerischen Wert nach der Kalibrierung, um die Ladegewichts-Berechnungstabelle
zu kalibrieren. Gemäß dieser
Anordnung werden die Daten, die aus der Kalibrierung während der
Kalibrierung der Ladegewichts-Berechnungstabelle
erhalten werden, nicht dazu verwendet, die Ladegewichts-Berechnungstabelle
auf den neuesten Stand zu bringen, sondern statt dessen wird der
Mittelwert der aus der Kalibrierung erhaltenen Daten und den existierenden
Daten der Ladegewichts-Berechnungstabelle erhalten, und dieser Mittelwert
wird verwendet, um die Ladegewichts-Berechnungstabelle auf den neuesten
Stand zu bringen, so dass in dem Fall, dass die von der Kalibrierung
erhaltenen Daten nicht einen richtigen Wert haben, die Wirkung dieses Fehlers
nicht 100% beträgt.
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Ferner
umfasst ein Ausführungsbeispiel
der Erfindung des Weiteren eine Bereinigungseinrichtung, die die
numerischen Werte des Ladegewichts-Berechnungstabelle auf die spezifizierten
Anfangswerte initialisiert. Durch die Durchführung dieses Initialisierungsverfahrens
kehrt die Ladegewichts-Berechnungstabelle
in den Zustand zurück,
in dem sie vor dem Versenden aus der Fabrik war. Wenn die Kalibrierung
bis zur Gegenwart viele Male wiederholt worden ist oder wenn die
Hebevorrichtung der Arbeitsmaschine erheblich repariert oder ersetzt worden
ist, gibt es Fälle,
bei denen die Zuverlässigkeit
der numerischen Werte in der gegenwärtigen Ladegewichts-Berechnungstabelle
Sorgen macht. In solch einem Fall ist es wirkungsvoll, die Kalibrierung erneut
durchzuführen,
nachdem das oben erwähnte Initialisierungsverfahren
durchgeführt
worden ist.
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Ein
anderer Aspekt der vorliegenden Erfindung stellt eine Vorrichtung
und Mittel zur Verfügung, um
das Gewicht der Last, die durch die Arbeitsmaschine transportiert
wird, entsprechend den oben erwähnten
Prinzipien durchzuführen.
Des Weiteren stellt ein anderer Aspekt der vorliegenden Erfindung ein
Computergramm bereit, das einen Computer steuert, um das Ladegewichts-Messverfahren
durchzuführen.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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1 ist
eine Anordnungszeichnung einer Außenansicht eines Radladers,
der mit der vorliegenden Erfindung in Beziehung steht;
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2 ist
eine Anordnungszeichnung eines Ladegewichts-Meßsystems;
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3 ist
ein Flussdiagramm, das den Ablauf der gesamten Steuerung in Bezug
auf einen Controller 11 der vorliegenden Erfindung zeigt;
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4 ist
ein Funktionsblockdiagramm von einem Teil des Controllers 11,
der die Ladegewichtsmessung durchführt;
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5 ist
eine Tabelle, die ein Beispiel einer Ladegewichts-Berechnungstabelle
zeigt;
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6 ist
eine Tabelle, die ein Beispiel einer Geschwindigkeits-Korrekturtabelle
zeigt;
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7 ist
ein Flussdiagramm, das Details des Ablaufs des Betriebs der Ladegewichtsmessung zeigt;
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8 ist
ein Flussdiagramm, das das Verfahren der Kalibrierung der Ladegewichtstabelle zeigt.
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Detaillierte Beschreibung
der Erfindung
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Das
Folgende beschreibt Details eines Ausführungsbeispiels der vorliegenden
Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen.
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Die
Ausführungsbeispiele,
die unten gezeigt sind, verwenden die vorliegende Erfindung bei
einem Radlader als Beispiel für
eine Arbeitsmaschine, um diese Erläuterung leichter verständlich zu
machen, zusätzlich
zu einem Radlader kann die vorliegende Erfindung auf eine Vielzahl
von Arbeitsmaschinen angewendet werden, die eine Hebefunktion, einschließlich, jedoch
nicht begrenzt auf, motorbetriebene Schaufeln, Krane und Winden.
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1 ist
eine Anordnungszeichnung einer Außenansicht eines Radladers 1.
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Der
Radlader 1 ist als Hebevorrichtung mit einem Ausleger 2,
der sich frei um einen Auslegerzapfen 3 dreht, der an einer
hinteren Verankerungseinheit befestigt ist, und eine Schaufel 4 auf,
die sich frei um einen Schaufelzapfen 5 dreht, der an einem
Ende des Auslegers 2 befestigt ist. In der Nähe des Auslegerzapfens 3 ist
eine Auslegerwinkel-Detektoreinrichtung 6, beispielsweise
ein Potentiometer, vorgesehen, die die Verstellung des Auslegers 2, beispielsweise
den Hubwinkel (θ)
(im Folgenden „Auslegerwinkel") erfasst. Wie in 1 gezeigt
ist, wird der Auslegerwinkel (θ)
in der Gegenuhrzeigerrichtung gemessen, der Winkel zwischen der
senkrechten Linie 18, die durch den Auslegerzapfen 3 verläuft, und
der geraden Linie 19, die den Auslegerzapfen 3 mit dem
Schaufelzapfen 5 verbindet, der den Auslegers 2 mit
der Schaufel 4 verbindet. Zusätzlich ist, wenn die gerade
Linie 19, die den Auslegerzapfen 3 mit dem Schaufelzapfen 5 verbindet,
horizontal ist, der Auslegerwinkel (θ) als „Auslegerwinkel (θ) = 0 Grad" definiert. Ferner
ist der Radlader 1 mit einem Hydraulikzylinder (im Folgenden „Auslegerzylinder") 7 versehen,
der den Ausleger 2 anhebt, und der Auslegerzylinder 7 ist
mit einer Kopfdruck-Detektoreinrichtung 8 und
einer Bodendruck-Detektoreinrichtung 9 versehen, die den
Kopfdruck bzw. den Bodendruck messen. Der wesentliche Ausgangsdruckwert
und Eingangsdruckwert des Auslegerzylinders 7 ist die Druckdifferenz
(P) zwischen dem oben erwähnten Kopfdruck
und dem Bodendruck. Hier wird diese Druckdifferenz (P) als Auslegerzylinder-Druckwert (P)
bezeichnet.
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2 ist
eine Anordnungszeichnung eines Ladesgewichts-Meßsystems, das in dem Radlader 1 installiert
ist.
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Wie
in 2 gezeigt ist, ist der Radlader 1 mit
einem Controller 11 versehen, der einen Mikroprozessor
oder dergleichen aufweist, der elektrisch mit der oben erwähnten Auslegerwinkel-Detektoreinrichtung 6,
der Kopfdruckdetektoreinrichtung 8, der Bodendruckdetektoreinrichtung 9 und
auch einer Tastatur 30 und einem Datenspeicherabschnitt 31 verbunden
ist. Die Tastatur 30 ist in einer Fahrerkabine 14 installiert
und wird dazu benutzt, außer
anderen Daten das im Folgenden erwähnte Kalibrierungssignal, um
den Start einer Kalibrierung anzugeben, und einen Ladegewichtswert
einzugeben, der das Gewicht der Last, die angehoben werden kann,
angibt. Zusätzlich
speichert der Datenspeicherabschnitt 31 vorweg die im Folgenden
erwähnte
Ladegewichts-Berechnungstabelle 63 und eine Geschwindigkeits-Korrekturtabelle 64.
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Ferner
ist der Controller 11 mit einer Anzeigeeinrichtung 12 verbunden,
die in der Fahrerkabine 14 installiert ist. Die Anzeigeeinrichtung 12 ist
mit einem Ladegewichts-Anzeigeabschnitt 21, der das Ladegewicht
(W) in der Schaufel 4 anzeigt, und einem kumulativen Ladegewichts-Anzeigeabschnitt 22 versehen,
der das kumulierte Gewicht anzeigt, das bis jetzt geladen worden
ist. Zusätzlich
ist der Controller 11 mit einem Drucker 13 verbunden,
der das Ladegewicht und das kumulative Ladegewicht entsprechend den
Befehlen von einem Druckerschalter 20 ausdruckt. Auch ein
Hebel 23 und ein Summer 17 sind elektrisch mit
dem Controller 11 verbunden. Der Hebel 23 ist
in der Fahrerkabine 14 vorgesehen und wird durch die Bedienungsperson
des Radladers 11 (im Folgenden „Bedienungsperson") betätigt, um
den Ausleger 2 und die Schaufel 4 zu bewegen.
Zusätzlich
ist der Summer 17 in der Fahrerkabine 14 vorgesehen,
und er summt, um die Bedienungsperson zu warnen, wenn das Ladegewicht,
das in der Schaufel 4 geladen ist, eine Überlast
darstellt.
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Als
nächstes
wird 3 verwendet, um den Ablauf der Ladegewichts-(W)-Messung
zu erläutern, die
von dem Controller 11 verarbeitet wird. In den folgenden
Flussdiagrammen ist „Schritt" durch „S" abgekürzt.
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Wie
in 3 gezeigt ist, stellt der Controller 11 fest,
ob ein Kalibrierungssignal eingegeben wird (S50) oder nicht. Das
Kalibrierungssignal wird von der Bedienungsperson unter Verwendung
der Tastatur 30 eingegeben. Wenn der Controller 11 feststellt, dass
ein Kalibrierungssignal eingegeben worden ist, führt er die im Folgende erwähnte Kalibrierung
durch (S53), und, wenn er feststellt, dass ein Kalibrierungssignal
nicht eingegeben worden ist, bestimmt er, ob es notwendig ist, eine
Ladegewichtsmessung unter Verwendung der spezifizierten Messbedingungen
jedes Mal dann durchzuführen,
wenn der Ausleger 2 bewegt wird, oder nicht (S51). Sodann,
wenn der Controller 11 feststellt, dass es notwendig ist,
eine Ladegewichtsmessung durchzuführen, führt er die Ladegewichtsmessung
durch, die im Einzelnen im Folgenden beschrieben wird (S52).
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4 zeigt
ein Funktions-Blockdiagramm des Teils des Controllers 11,
der das Ladegewicht misst.
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Wie
in 4 gezeigt ist, hat der Controller 11 einen
Winkelgeschwindigkeits-Berechnungsabschnitt 60, einen Druckkorrekturabschnitt 61 und
einen Ladegewichts-Rechenabschnitt 62, und ferner enthält der Datenspeicherabschnitt 31 eine
Ladegewichts-Berechnungstabelle 63 und eine Geschwindigkeits-Korrekturtabelle 64.
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Der
Winkelgeschwindigkeits-Berechnungsabschnitt 60 gibt wiederholt
den Auslegerwinkel (θ) mehrmals
bei festen Intervallen während
des Betriebs des Auslegers 2 ein und berechnet die Winkelgeschwindigkeit
des Auslegers 2 (ω)
zum Zeitpunkt von jeder Eingabe (im Folgenden „Auslegerwinkelgeschwindigkeit"). Hier ist die Auslegerwinkelgeschwindigkeit
(ω) die
Drehgeschwindigkeit pro Zeiteinheit des Auslegers 2.
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Der
Druckkorrekturabschnitt 61 gibt wiederholt den Auslegerzylinderdruckwert
(P), der von der oben erwähnten
Kopfdruckdetektoreinrichtung 8 und die Bodendruckdetektoreinrichtung 9 ermittelt
wird, unter festen Intervallen während
des Betriebs des Auslegers 2 ein, während er auch die Auslegerwinkelgeschwindigkeit
(ω) zum
Zeitpunkt jeder Eingabe eingibt, die durch den Winkelgeschwindigkeits-Detektorabschnitt 60 berechnet
wird. Als nächstes
bezieht sich der Druckkorrekturabschnitt 61 auf die Geschwindigkeits-Korrekturtabelle 64 auf
der Grundlage des Auslegerzylinderdruckwertes (P) und der Auslegerwinkelgeschwindigkeit
(ω) zu
dem Zeitpunkt von jeder Eingabe und berechnet einen Korrekturfaktor
(α) entsprechend
der Kombination des Auslegerzylinderdruckwertes (P) und der Auslegerwinkelgeschwindigkeit
(ω). In
der oben erwähnten
Geschwindigkeits-Korrekturtabelle 64 sind die verschiedenen Korrekturfaktoren
(α) entsprechend
den Werten des Auslegerzylinderdruckwertes (P) und der Auslegerwinkelgeschwindigkeit
(α) gespeichert.
Dieser Wert des Korrekturfaktors (α) ist ein Wert, der in dem Auslegerzylinderdruckwert
(P) enthalten ist, der zur Korrektur der Fehlerfaktoren verwendet
wird, die sich entsprechend der Auslegerwinkelgeschwindigkeit (ω) ändern, beispielsweise
Reibung. Sodann verwendet der Druckkorrekturabschnitt 61 den
berechneten Korrekturfaktor (α),
den Auslegerzylinderdruckwert (P) und die Auslegerwinkelgeschwindigkeit
(ω), um
den auf Geschwindigkeit korrigierten Druckwert (im Folgenden „korrigierter
Druckwert") (P') zu berechnen beispielsweise
entsprechend der Formel „P'=P-αω".
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Der
Ladegewichts-Berechnungsabschnitt 62 gibt den korrigierten
Druckwert (P') und
den Auslegerwinkel (θ)
zum Zeitpunkt jeder Eingabe bei jedem der oben erwähnten, eingestellten
Intervalle ein, bezieht sich auf die Ladegewichts-Berechnungstabelle 63 und
berechnet das Ladegewicht (W) entsprechend dem korrigierten Druckwert
(P') in Verbindung mit
dem Auslegerwinkel (θ).
Zusätzlich
speichert die oben erwähnte
Ladegewichts-Berechnungstabelle 63 die Beziehung zwischen
verschiedenen korrigierten Druckwerten (P'), dem Auslegerwinkel (θ) und dem
Ladegewicht (W). Auf der Grundlage der numerischen Werte, die in
der oben erwähnten
Ladegewichts-Berechnungstabelle 63 gespeichert sind, wird das
Ladegewicht (W) entsprechend die Kombination aus dem korrigierten
Druckwert (P') und
dem Aus legerwinkel (θ)
zu dem Zeitpunkt jeder Eingabe berechnet, und dann wird das genaueste
Ladegewicht (W) auf der Grundlage des Ladegewichts (W) bei einer
Vielzahl von Eingaben berechnet.
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Als
nächstes
werden die Ladegewichts-Berechnungstabelle 63 und die Geschwindigkeits-Korrekturtabelle 64 erläutert.
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5 zeigt
ein Beispiel der Ladegewichts-Berechnungstabelle 63.
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Wie
in 5 gezeigt ist, zeigt die Ladegewichts-Berechnungstabelle 63 die
Beziehung zwischen dem Ladegewicht (W), dem Auslegerwinkel (θ) und dem
korrigierten Druckwert (P').
Insbesondere wird, wenn es mehrere repräsentative Werte für das Ladegewicht
(W) in der Ladegewichts-Berechnungstabelle 63 gibt, beispielsweise
W=0t (Zustand, bei dem keine Last vorhanden ist), 4,625t (mittelgroße Nennlast),
9,25t (maximale Nennlast) und 18,5t (Überlast), der korrigierte Druckwert
(P') für die verschiedenen
Werte innerhalb des variablen Bereiches des Auslegerwinkels (θ), beispielsweise
von -40 Grad bis +45 Grad, aufgezeichnet.
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6 zeigt
ein Beispiel der Geschwindigkeits-Korrekturtabelle 64.
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Wie
in 6 gezeigt ist, zeigt die Geschwindigkeits-Korrekturtabelle 64 die
Beziehung zwischen dem Korrekturfaktor (α), dem Auslegerzylinderdruckwert
(P) und der Auslegerwinkelgeschwindigkeit (ω). Insbesondere sind in der
Geschwindigkeits-Korrekturtabelle 64 die Korrekturfaktor-(α)-Werte „α11 bis α99" entsprechend den
verschiedenen Kombinationen der Auslegerzylinderdruckwerte (P) „P1 bis
P9" und den verschiedenen
Auslegerwinkelgeschwindigkeiten (ω) „ω1 bis ω9" aufgezeichnet. Es ist zu beachten,
dass in diesem Ausführungsbeispiel
der Korrekturfaktor (α)
als eine Funktion der Auslegerwinkelgeschwindigkeit (ω) und dem
Auslegerzylinderdruckwert (P) verwendet wird, je nach der Arbeitsmaschine kann
der Korrekturfaktor (α)
jedoch eine Konstante sein, entweder die Auslegerwinkelgeschwindigkeit (ω) oder der
Auslegerzylinderdruckwert (P) können allein
eine Variable einer Funktion oder eine unterschiedliche Variable
sein, beispielsweise kann der Auslegerwinkel (θ) als eine Variable einer Funktion verwendet
werden. Die Anordnung der Geschwindigkeits-Korrekturtabelle 64 kann
je nach den Umständen
geändert
werden, oder, wenn der Korrekturfaktor α eine Konstante ist, ist die
Geschwindigkeits-Korrekturtabelle 64 nicht erforderlich.
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Als
nächstes
wird 7 verwendet, um den Verfahrensablauf der Ladegewichtsmessung
zu erläutern (S52
von 3).
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Wie
in 7 gezeigt ist, wird dieses Verfahren während der
Bewegung des Auslegers 2, oder mehr speziell während des
Anhebens der Last, durchgeführt.
Der Controller 11 erfasst den gegenwärtigen Wert des Auslegerwinkels
(θ) des
Auslegers 2 auf der Grundlage des Ausgangssignals der Auslegerwinkel-Detektoreinrichtung 6 (S1).
Als nächstes gibt
der Controller 11 den Kopfdruck und den Bodendruck ein,
die von der Kopfdruckdetektoreinrichtung 8 und der Bodendruckdetektoreinrichtung 9 erfasst werden,
und er berechnet die Differenz, um den gegenwärtigen Auslegerzylinderdruckwert
(P) zu berechnen (S2). Als nächstes
verwendet der Controller 11 den oben erwähnten, gegenwärtigen Wert
des Auslegerwinkels (θ)
und den Wert des Auslegerwinkels (θ), der vor dem ersten Zyklus
erfasst worden ist, um die Auslegerwinkelgeschwindigkeit (ω) unter
Verwendung des beschriebenen Rechenverfahrens zu berechnen (S3).
Als nächstes
bezieht sich der Controller 11 auf die Geschwindigkeits-Korrekturtabelle (6),
um den Korrekturfaktor (α)
entsprechend der Kombination der gegenwärtigen Auslegerwinkelgeschwindigkeit
(ω) und
dem Auslegerzylinderdruckwert (P) zu bestimmen (S4). Als nächstes setzt
der Controller 11 die gegenwärtige Auslegerwinkelgeschwindigkeit
(ω), den
Auslegerzylinderdruckwert (P) und den Korrekturfaktor (α) in die
Formel „P'=P-αω" ein, um den korrigierten
Druckwert (P') zu
berechnen (S5). Der korrigierte Druckwert (P') ist ein Wert, der die Fehlerkomponenten,
beispielsweise die Reibungskraft usw., die sich entsprechend der
Auslegerwinkelgeschwindigkeit (ω) ändern, von
dem Auslegerzylinderdruckwert (P) subtrahiert. Als nächstes bezieht
sich der Controller 11 auf die Ladegewichts-Berechnungstabelle 63 und
berechnet das Ladegewicht (W), entsprechend der Kombination des gegenwärtigen Auslegerwinkels
(θ) und
des korrigierten Druckwertes (P')
(S6). Die Ladegewichts-Berechnungstabelle 63 zeichnet nur
numerische Werte für
repräsentative
Werte des Ladegewichts (W) auf, wobei eine Interpolationsrechnung
unter Verwendung dieser numerischen Werte durchgeführt wird, um
das gegenwärtige
Ladegewicht (W) zu berechnen.
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Die
oben erwähnten
Schritte 1 (S1) bis Schritt 6 (S6) werden mehrfach
bei einem konstanten Intervall durchgeführt, wobei eine Wiederholungsschleife
(L1) verwendet wird. Diese wird verwendet, um das Ladegewicht (W)
an einer Vielzahl von Punkten während
der Bewegung des Auslegers 2 zu berechnen. Der Controller 11 mittelt
auch das Ladegewicht (W) an einer Vielzahl von Punkten, um den genauesten
Wert des Ladegewichts (W) zu erhalten (S7), und er speichert diesen
in dem Datenspeicherabschnitt 31, zeigt ihn auf der Anzeigeeinrichtung 12 an
und überprüft ferner,
ob dieser Wert den Überlastwert übersteigt,
und wenn er dies tut, ertönt
der Summer 17, um die Bedienungsperson zu warnen (S8).
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Als
nächstes
wird 8 verwendet, um das Kalibrierungsverfahren zu
erläutern
(S53 von 3).
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Wie
in 8 gezeigt ist, bestimmt der Controller 11,
ob ein Gesamtbereinigungssignal von der Bedienungsperson unter Verwendung
der Tastatur 30 eingegeben worden ist oder nicht (S11).
Wenn ein Gesamtbereinigungssignal eingegeben worden ist (S11: Ja),
bereinigt der Controller 11 alle Daten in der Ladegewichts-Berechnungstabelle 63 und
führt sie zu
den vorher gelieferten Anfangswerten zurück (S20). Dieser Vorgang ändert den
Inhalt der Ladegewichts-Berechnungstabelle 63 auf den gleichen
Inhalt wie zum Zeitpunkt des Versands von der Fabrik. Wenn das Gesamtbereinigungssignal
nicht eingegeben worden ist, bestimmt der Controller 11 zusätzlich, ob
eine Kalibrierung ohne Last durch die Bedienungsperson unter Verwendung
der Tastatur 30 ausgewählt
worden ist (S12). Wenn eine Kalibrierung ohne Last ausgewählt worden
ist (S12: Ja), bewegt der Controller 11 den Ausleger 2 durch
den gesamten variablen Bereich des Auslegerwinkels (θ) (S13).
Zusätzlich
wird in diesem Fall die Schaufel 4 leer gelassen.
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Sodann
wiederholt der Controller 11 das gleiche Verfahren wie
Schritt 1 (S1) bis Schritt 6 (S6), das in 7 gezeigt
ist, während
des Betriebs über den
variablen Bereich des Auslegers, um den korrigierten Druckwert (P') entsprechend den
Werten des Auslegerwinkels (θ),
die in der Ladegewichts-Berechnungstabelle 63 aufgezeichnet
sind, zu berechnen (S14). Sodann nimmt der Controller 11 den
Mittelwert des korrigierten Druckwerts (P') bei jedem Auslegerwinkel (θ) während der
gegenwärtig
durchgeführten
Kalibrierung und den korrigierten Druckwert (P') entsprechend der Spalte, wenn das
Ladegewicht (W) der Ladegewichts-Berechnungstabelle 63 gleich
Null ist (keine Last) (S15), und dann benutzt er diesen Mittelwert,
um den korrigierten Druckwert (P') entsprechend
der Spalte ohne Last der Ladegewichts-Berechnungstabelle 63 zu überschreiben (S21).
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In
dem oben erwähnten
Schritt 12 (S12), wenn eine Kalibrierung ohne Last nicht
ausgewählt worden
ist, wartet der Controller zusätzlich
zwischenzeitlich darauf, dass die Bedienungsperson die Tastatur 30 benutzt,
um das Ladegewicht anzugeben (S16). Hier ist das Ladegewicht, das
angegeben werden kann, entweder eine mittlere Nennlast, die maximale
Nennlast oder die Überlast,
die in der Ladegewichts-Berechnungstabelle 63 aufgezeichnet
sind. Im Zusammenhang damit lädt
die Bedienungsperson eine Last, die genau das gleiche Gewicht wie
das oben erwähnte,
spezifizierte Gewicht hat, in die Schaufel 4. Nachdem die
oben erwähnte
Last aufgeladen worden ist, bewegt dann der Controller 11 den Ausleger 2 durch
den gesamten variablen Bereich des Auslegerwinkels (θ) (Schritt 17).
Sodann führt der
Controller 11 wiederholt das gleiche Verfahren wie für die Schritte 1 (S1)
bis Schritt 6 (S6) durch, wie in 7 gezeigt
ist, während
der Ausleger sich durch den gesamten variablen Bereich bewegt, und
er berechnet dann den korrigierten Druckwert (P') entsprechend den Werten des Auslegewinkels
(θ), die
in der Ladegewichts-Berechnungstabelle 63 aufgezeichnet sind
(S18). Sodann nimmt der Controller 11 den Mittelwert des
berechneten Druckwertes (P')
an jedem Auslegerwinkel (θ)
während
der gegenwärtig
durchgeführten
Kalibrierung und den korrigierten Druckwert (P') entsprechend der Spalte, wenn das
Ladegewicht (W) der Ladegewichts-Berechnungstabelle 63 gleich
Null (keine Last) ist (S19), und dann benutzt er diesen Mittelwert,
um den korrigierten Druckwert (P'), der
der Spalte ohne Last der Ladegewichts-Berechnungstabelle 63 entspricht,
zu überschreiben
(S21).
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Wie
oben erwähnt
wurde, werden gemäß diesem
Ausführungsbeispiel
durch die gelegentliche Ausführung
dieser Kalibrierung die Fehlerfaktoren aufgrund von Änderungen
in dem Gewicht der Hebevorrichtung eliminiert, die aus Abrieb, Beschädigung, Korrosion
usw. der Schaufel, der befestigbaren und abnehmbaren Schaufelzinken,
dem Schaufelzapfen, dem Auslegerzapfen usw. resultieren, um die
Messung mit möglichst
guter Genauigkeit durchzuführen.
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Zusätzlich werden
die Daten, die aus der Kalibrierung während der Kalibrierung der
Ladegewichts-Berechnungstabelle
erfasst werden, nicht dazu verwendet, um die Ladegewichts-Berechnungstabelle
auf den neuesten Stand zu bringen, stattdessen wird der Mittelwert
der Daten, der aus der Kalibrierung und den existierenden Daten
der Ladegewichts-Berechnungstabelle erhalten wird, abgeleitet, und
dieser Mittelwert wird verwendet, um die Ladegewichts-Berechnungstabelle
auf den neuesten Stand zu bringen, so dass in dem Fall, dass die
von der Kalibrierung empfangenen Daten keinen korrekten Wert darstellen,
die Wirkung dieses Fehlers nicht 100% beträgt.
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Ausführungsbeispiele
der vorliegenden Erfindung wurden oben beschrieben, diese Ausführungsbeispiele
sind jedoch lediglich Beispiele, die zur Erläuterung der vorliegenden Erfindung
verwendet wurden, und diese Ausführungsbeispiele
sind nicht dazu gedacht, den Schutzumfang der vorliegenden Erfindung
einzuschränken.
Die vorliegende Erfindung kann eine Vielzahl anderer Ausführungsbeispiele
bereitstellen, ohne von dieser Zusammenfassung abzuweichen.
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Beispielsweise
führen
die oben erwähnten Ausführungsbeispiele
die Kalibrierung nur an der Ladegewichts-Berechnungstabelle durch,
die Kalibrierung kann jedoch auch an der Geschwindigkeits-Korrekturtabelle
durchgeführt
werden.
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Zusammenfassung
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Eine
Arbeitsmaschine, beispielsweise ein Radlader, zum Bewegen einer
Last misst das Gewicht der Last genau. Während die Last durch einen Ausleger
der Arbeitsmaschine angehoben wird, werden ein Auslegerwinkel (θ) und ein
Druckwert (P) eines Auslegerzylinders gemessen, und die Auslegerwinkelgeschwindigkeit
(ω) wird
berechnet. Ein Korrekturfaktor (α)
wird entsprechend der Auslegerwinkelgeschwindigkeit (ω) bestimmt,
und ein korrigierter Druckwert (P') wird aus „P' = P – α ω" berechnet. Es wird auf eine vorgegebene
Tabelle Bezug genommen, und das Gewicht (W) der Last wird auf der Grundlage
des Auslegerwinkels (θ)
und dem korrigierten Druckwert (P') des Auslegerzylinders bestimmt. Ferner
werden Kalibrierungen nach Bedarf durchgeführt, und jedes Mal, wenn eine
Kalibrierung gemacht wird, wird der Mittelwert des kalibrierten Wertes
und des vorhergehenden kalibrierten Wertes berechnet, und die Daten
werden auf diesen Mittelwert neu eingeschrieben.