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TECHNISCHES GEBIET
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Arbeitsmaschine und ein Verfahren zum Steuern einer Arbeitsmaschine.
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TECHNISCHER HINTERGRUND
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Um eine Arbeitsbelastung einer Arbeitsmaschine zu kennen, ist eine Last in einem Löffel von Bedeutung. Eine Methode zum Errechnen eines Wertes der Last in einem Löffel wird beispielsweise in der japanischen Patentoffenlegungsschrift Nr.
JP 2010 -
89 633 A (Patentdokument 1) offenbart.
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In dieser Veröffentlichung wird ein aktueller Last-Wert einer Last durch Errechnen anhand einer Stellung einer Arbeitsmaschine und des auf einen Auslegerzylinder wirkenden Drucks bestimmt. Durch Integrieren des aktuellen Last-Wertes wird ein integrierter Last-Wert errechnet. Wenn der integrierte Last-Wert einen Soll-Last-Wert erreicht, wird dieser Zustand einer Bedienungsperson gemeldet.
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LISTE DER ANFÜHRUNGEN
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PATENTDOKUMENTE
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PATENTDOKUMENT 1: Japanische Patentoffenlegungsschrift Nr.
JP 2010 -
89 633 A
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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TECHNISCHES PROBLEM
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Bei dem in der oben genannten Veröffentlichung beschriebenen Verfahren zum Errechnen des Last-Wertes ist es jedoch möglich, dass der Wert der Last in dem Löffel nicht genau bestimmt wird. Dementsprechend besteht Bedarf zum Verbessern von Messgenauigkeit beim Messen einer Löffel-Last.
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Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Arbeitsmaschine, mit der Messgenauigkeit beim Messen einer Last verbessert werden kann, und ein Verfahren zum Steuern der Arbeitsmaschine zu schaffen.
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LÖSUNG DES PROBLEMS
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Eine Arbeitsmaschine der vorliegenden Erfindung enthält einen Ausleger, einen Stiel, einen Löffel, einen Auslegerzylinder, eine Erfassungseinheit und eine Steuereinrichtung. Der Stiel ist an einem vorderen Ende des Auslegers angebracht. Der Löffel ist an einem vorderen Ende des Stiels angebracht. Der Auslegerzylinder treibt den Ausleger an. Die Erfassungseinheit erfasst eine Beschleunigung beim Ausfahren/Einfahren des Auslegerzylinders. Die Steuereinrichtung errechnet einen Wert der Last in dem Löffel auf Basis einer Last des Auslegerzylinders und korrigiert den durch Errechnen bestimmten Last-Wert auf Basis der durch die Erfassungseinheit erfassten Beschleunigung beim Ausfahren/Einfahren des Auslegerzylinders.
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Bei der Arbeitsmaschine der vorliegenden Erfindung wird der Wert der Last in dem Löffel auf Basis der Beschleunigung beim Ausfahren/Einfahren des Auslegerzylinders korrigiert. So kann ein Fehler aufgrund einer Trägheit einer Arbeitsausrüstung basierend auf einer Betätigung des Auslegers, des Stiels, des Löffels und dergleichen in dem Last-Wert beseitigt werden. So kann die Messgenauigkeit beim Messen der Last verbessert werden.
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Bei der oben beschriebenen Arbeitsmaschine korrigiert die Steuereinrichtung zusätzlich zu Korrektur auf Basis der Beschleunigung den mittels Errechnen bestimmten Last-Wert auf Basis von Verhältnisdaten, die einen Betrag eines Fehlers eines Wertes der Last in dem Löffel in Bezug auf einen Wert der Last in dem Löffel anzeigen.
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Dadurch ist es, wenn sich ein Modell des Momentengleichgewichts von der Konfiguration und dem Status der konkreten Arbeitsausrüstung unterscheidet, möglich, einen Fehler aufgrund des Unterschiedes zwischen dem Modell und der konkreten Arbeitsausrüstung zu korrigieren.
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Bei der oben beschriebenen Arbeitsmaschine besteht ein Verhältnis der Verhältnisdaten darin, dass der Fehler des Wertes der Last in dem Löffel mit einer Zunahme des Wertes der Last in dem Löffel abnimmt.
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Dadurch kann das Verhältnis zwischen dem Last-Wert und dem Fehler in den Verhältnisdaten an die Realität so angepasst werden, dass, wenn der Wert der Last in dem Löffel zunimmt, der Fehler des Last-Wertes in Bezug auf den Last-Wert relativ verringert wird. Dadurch kann der Fehler aufgrund des Unterschiedes zu dem Berechnungs-Modell entsprechend korrigiert werden.
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Bei der oben beschriebenen Arbeitsmaschine wird ein Verhältnis des Betrages des Fehlers des Wertes der Last in dem Löffel in Bezug auf den Wert der Last in dem Löffel in den Verhältnisdaten mittels einer quadratischen Funktion ausgedrückt.
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So kann das Verhältnis zwischen dem Last-Wert und dem Fehler in den Verhältnisdaten leicht an die Realität angepasst werden.
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Ein Verfahren zum Steuern einer Arbeitsmaschine der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren, mit dem eine Arbeitsmaschine gesteuert wird, die einen Ausleger, einen Stiel, einen Löffel und einen Auslegerzylinder enthält, der den Ausleger antreibt. Bei dem Verfahren zum Steuern der Arbeitsmaschine der vorliegenden Erfindung wird ein Wert der Last in dem Löffel auf Basis einer Last des Auslegerzylinders errechnet. Der durch Errechnen bestimmte Last-Wert wird auf Basis einer Beschleunigung beim Ausfahren/Einfahren des Auslegerzylinders korrigiert.
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Bei dem Verfahren zum Steuern der Arbeitsmaschine der vorliegenden Erfindung wird der Wert der Last in dem Löffel auf Basis der Beschleunigung beim Ausfahren/Einfahren des Auslegerzylinders korrigiert. So kann ein Fehler aufgrund einer Trägheit einer Arbeitsausrüstung basierend auf einer Funktion des Auslegers, des Stiels, des Löffels und dergleichen in dem Last-Wert beseitigt werden. So kann die Messgenauigkeit beim Messen der Last verbessert werden.
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Bei dem oben beschriebenen Verfahren zum Steuern der Arbeitsmaschine wird der mittels Errechnen bestimmte Last-Wert zusätzlich zu Korrektur auf Basis der Beschleunigung auf Basis von Verhältnisdaten korrigiert, die einen Betrag eines Fehlers eines Wertes der Last in dem Löffel in Bezug auf einen Wert der Last in dem Löffel anzeigen.
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Dadurch ist es, wenn sich ein Modell des Momentengleichgewichts von der Konfiguration und dem Status der konkreten Arbeitsausrüstung unterscheidet, möglich, einen Fehler aufgrund des Unterschiedes zwischen dem Modell und der konkreten Arbeitsausrüstung zu korrigieren.
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VORTEILHAFTE EFFEKTE DER ERFINDUNG
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Gemäß der vorliegenden Erfindung können, wie oben beschrieben, eine Arbeitsmaschine, mit der Messgenauigkeit beim Messen einer Last verbessert werden kann, sowie ein Verfahren zum Steuern der Arbeitsmaschine geschaffen werden.
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Figurenliste
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- 1 ist eine Ansicht, die schematisch einen Aufbau einer Arbeitsmaschine in einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
- 2 ist eine Ansicht, die schematisch einen Aufbau eines Zylinders mit einem daran angebrachten Hub-Sensor zeigt, der für eine Arbeitsausrüstung eingesetzt wird.
- 3(A) ist eine Ansicht, die schematisch einen Aufbau des für den Zylinder in 2 eingesetzten Hub-Sensors zeigt, und 3(B) ist eine Ansicht, die zeigt, wie sich ein elektrisches Signal, das ein Sensor-Ausgang des Hub-Sensors ist, periodisch ändert.
- 4 ist eine schematische Ansicht der Arbeitsausrüstung zum Veranschaulichen von Momentengleichgewicht.
- 5(A) ist eine Ansicht, die eine zeitliche Änderung eines berechneten Last-Wertes W zeigt, 5(B) ist eine Ansicht, die eine zeitliche Änderung einer Beschleunigung beim Ausfahren/Einfahren eines Auslegerzylinders zeigt, 5(C) ist eine Ansicht, die eine zeitliche Änderung eines PPC-Drucks in dem Auslegerzylinder zeigt, und 5(D) ist eine Ansicht, die konzeptionell eine Gleichung zum Berechnen eines korrigierten Last-Wertes aus der Amplitude der berechneten Last und der Amplitude der Beschleunigung zeigt.
- 6(A) ist eine Ansicht, die eine zeitliche Änderung des berechneten Wertes der Last in einem Löffel zeigt, und 6(B) ist eine Ansicht, die eine zeitliche Änderung der Beschleunigung beim Ausfahren/Einfahren des Auslegerzylinders zeigt.
- 7 ist eine Ansicht, die die Beziehung zwischen einem Wert der Last in dem Löffel und einem Fehler des Wertes der Last in dem Löffel zeigt.
- 8(A) ist eine Ansicht, die ein Ergebnis einer berechneten Last zeigt, wenn nur Korrektur auf Basis der Beschleunigung beim Ausfahren/Einfahren des Auslegerzylinders durchgeführt wird, und 8(B) ist eine Ansicht, die ein Ergebnis einer berechneten Last zeigt, wenn Korrektur auf Basis der Beschleunigung beim Ausfahren/Einfahren des Auslegerzylinders und Korrektur auf Basis von Verhältnisdaten (Tabellen-Korrektur) durchgeführt werden.
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BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Im Folgenden wird eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
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Zunächst wird ein Aufbau einer Arbeitsmaschine in einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben. Im Folgenden wird ein Hydraulikbagger unter Bezugnahme auf 1 als ein Beispiel für eine Arbeitsmaschine beschrieben, bei der die Idee der vorliegenden Erfindung angewendet werden kann. Es ist anzumerken, dass die vorliegende Erfindung nicht nur bei einem Hydraulikbagger, sondern auch bei einer Arbeitsmaschine eingesetzt werden kann, die einen Ausleger, einen Stiel und einen Löffel aufweist.
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In der folgenden Beschreibung geben „oben“, „unten“, „vorn“, „hinten“, „links“ und „rechts“ Richtungen in Bezug auf eine Bedienungsperson an, die auf einem Fahrersitz 2b in einer Fahrerkabine 2a sitzt.
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1 ist eine Seitenansicht, die schematisch einen Aufbau eines Hydraulikbaggers als ein Beispiel für die Arbeitsmaschine in einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. Ein Hydraulikbagger 10 weist in der vorliegenden Ausführungsform, wie in 1 gezeigt, als Hauptbestandteile eine Fahreinheit 1, eine Dreheinheit 2 und eine Arbeitsausrüstung 3 auf. Fahreinheit 1 und Dreheinheit 2 bilden einen Hauptkörper der Arbeitsmaschine.
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Fahreinheit 1 weist ein aus einer rechten und einer linken Raupenkettenvorrichtung 1a bestehendes Paar auf. Jede von dem Paar aus rechter und linker Raupenkettenvorrichtung 1a weist eine Raupenkette auf. Wenn die rechte und die linke Raupenkette des Paars drehend angetrieben werden, ist Hydraulikbagger 10 selbstfahrend.
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Dreheinheit 2 ist in Bezug auf Fahreinheit 1 drehbar installiert. Dreheinheit 2 weist Fahrkabine 2a, Fahrersitz 2b, einen Motorraum 2c sowie ein Ballastgewicht 2d auf. Fahrerkabine 2a ist beispielsweise an einer vorderen linken Seite (Fahrzeug-Vorderseite) von Dreheinheit 2 angeordnet. In einem Innenraum von Fahrerkabine 2a ist Fahrersitz 2b angeordnet, auf dem die Bedienungsperson sitzt.
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Motorraum 2c und Ballastgewicht 2d sind jeweils an einer hinteren Seite (Fahrzeug-Hinterseite) von Dreheinheit 2 angeordnet. Motorraum 2c nimmt eine Motoreinheit (einen Motor, eine Abgasbehandlungsstruktur und dergleichen) auf. Die Oberseite von Motorraum 2c ist mit einer Motorhaube abgedeckt. Ballastgewicht 2d ist an der Rückseite von Motorraum 2c angeordnet.
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Arbeitsausrüstung 3 ist schwenkbar an der Vorderseite von Dreheinheit 2 und beispielsweise rechts von Fahrerkabine 2a gelagert. Arbeitsausrüstung 3 weist beispielsweise einen Ausleger 3a, einen Stiel 3b, einen Löffel 3c, Hydraulikzylinder 4a, 4b sowie 4c und dergleichen auf. Ein unterer Endabschnitt von Ausleger 3a ist über einen Auslegerfuß-Bolzen 5a mit Dreheinheit 2 drehbar gekoppelt. Ein unterer Endabschnitt von Stiel 3b ist mit einem vorderen Endabschnitt von Ausleger 3a über einen Bolzen 5b des Ausleger-Vorderendes drehbar gekoppelt. Löffel 3c ist über einen Bolzen 5c mit einem vorderen Endabschnitt von Stiel 3b drehbar gekoppelt.
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Ausleger 3a kann mit Auslegerzylinder 4a angetrieben werden. Durch diesen Antrieb kann Ausleger 3a in Bezug auf Dreheinheit 2 nach oben/unten um Auslegerfuß-Bolzen 5a herum gedreht werden. Stiel 3b kann mit Stielzylinder 4b angetrieben werden. Durch diesen Antrieb kann Stiel 3b in Bezug auf Ausleger 3a nach oben/unten um Bolzen 5b des Ausleger-Vorderendes herum gedreht werden. Löffel 3c kann mit Löffelzylinder 4c angetrieben werden. Durch diesen Antrieb kann Löffel 3c in Bezug auf Stiel 3b nach oben/unten um Bolzen 5c herum gedreht werden. So kann Arbeitsausrüstung 3 angetrieben werden.
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Ein Druck-Sensor 6a ist an einer Kopf-Seite von Auslegerzylinder 4a angebracht. Druck-Sensor 6a kann einen Druck eines Hydrauliköls im Inneren einer Ölkammer 40A (2) an der Zylinder-Kopf-Seite von Auslegerzylinder 4a (Kopf-Druck) registrieren. Ein Druck-Sensor 6b ist an einer Fuß-Seite von Auslegerzylinder 4a angebracht. Druck-Sensor 6b kann einen Druck des Hydrauliköls im Inneren einer Ölkammer 40B (2) an der Fuß-Seite des Zylinders (Fuß-Druck) registrieren.
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Hub-Sensoren (Erfassungseinheiten) 7a, 7b und 7c sind an Auslegerzylinder 4a, Stielzylinder 4b bzw. Löffelzylinder 4c angebracht.
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Im Folgenden wird der Zylinder, an dem der Hub-Sensor angebracht ist, unter Bezugnahme auf 2 und 3 beschrieben, wobei Auslegerzylinder 4a als ein Beispiel dient.
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2 ist eine Ansicht, die schematisch einen Aufbau des Zylinders mit dem daran angebrachten Hub-Sensor zeigt, der für die Arbeitsausrüstung eingesetzt wird. 3(A) ist eine Ansicht, die schematisch einen Aufbau des für den Zylinder in 2 eingesetzten Hub-Sensors zeigt. 3(B) ist eine Ansicht, die zeigt, wie sich ein elektrisches Signal, das ein Sensor-Ausgang des Hub-Sensors ist, periodisch ändert.
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Auslegerzylinder 4a weist, wie in 2 gezeigt, als Hauptbestandteile eine Zylinderröhre 4aa, eine Zylinderstange 4ab sowie einen Kolben 4ac auf. Kolben 4ac ist an einem Endabschnitt von Zylinderstange 4ab angebracht. Kolben 4ac ist in Zylinderröhre 4aa eingeführt. Zylinderstange 4ab kann relativ in Bezug auf Zylinderröhre 4aa bewegt werden. So kann Kolben 4ac in Bezug auf eine Innenwand von Zylinderröhre 4aa verschoben werden.
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Eine Kammer, die durch einen Zylinder-Kopf 4ad, Kolben 4ac und die Innenwand von Zylinderröhre 4aa begrenzt wird, bildet Ölkammer 40A an der Kopf-Seite des Zylinders. Eine der Ölkammer 40A an der Kopf-Seite des Zylinders in Bezug auf Kolben 4ac gegenüberliegende Ölkammer bildet Ölkammer 40B an der Fuß-Seite des Zylinders.
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Zylinderstange 40ab fährt ein, wenn das Hydrauliköl in Ölkammer 40A an der Kopf-Seite des Zylinders eingeleitet wird und das Hydrauliköl aus Ölkammer 40B an der Fuß-Seite des Zylinders abgeleitet wird. Zylinderstange 40ab fährt aus, wenn das Hydrauliköl aus Ölkammer 40A an der Kopf-Seite des Zylinders abgeleitet wird und das Hydrauliköl in Ölkammer 40B an der Fuß-Seite des Zylinders eingeleitet wird. So bewegt sich Zylinderstange 40ab linear in einer Rechts-Links-Richtung in der Zeichnung.
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Hub-Sensor 7a ist beispielsweise an einer Position angeordnet, die außerhalb von Zylinderröhre 4aa liegt und an Zylinderkopf 4ad angrenzt. Hub-Sensor 7a ist im Inneren einer Verkleidung 14 angeordnet.
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Hub-Sensor 7a weist eine Dreh-Walze 11, eine Dreh-Mittelachse 12 sowie eine Dreh-Sensoreinheit 13 auf. Dreh-Walze 11 ist so angeordnet, dass eine Außenumfangsfläche von Dreh-Walze 11 mit einer Oberfläche von Zylinderstange 4ab in Kontakt ist. Dreh-Walze 11 kann bei linearer Bewegung von Zylinderstange 4ab um Dreh-Mittelachse 12 herumgedreht werden. Dreh-Sensoreinheit 13 ist so eingerichtet, dass sie ein Maß der Drehung (Drehwinkel) von Dreh-Walze 11 registrieren kann.
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Dreh-Sensoreinheit 13 weist, wie in 3(A) gezeigt, einen Magneten 13a sowie einen Loch-IC (integrierter Schaltkreis) 13b auf. Magnet 13a ist an Dreh-Walze 11 so angebracht, dass er sich integral mit Dreh-Walze 11 dreht.
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Magnet 13a ist so eingerichtet, dass ein N-Pol und ein S-Pol entsprechend dem Drehwinkel von Dreh-Walze 11 abwechselnd umgeschaltet werden. Magnet 13a ist so eingerichtet, dass sich eine Magnetkraft (Flussdichte), die von Loch-IC 13b registriert wird, periodisch ändert, wobei eine Umdrehung von Dreh-Walze 11 als eine Periode definiert ist.
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Loch-IC 13b ist ein Magnetkraft-Sensor, der die Magnetkraft (Flussdichte), die von Magnet 13a erzeugt wird, als ein elektrisches Signal registriert. Loch-IC 13b befindet sich an einer Position, die von Magnet 13a in einer axialen Richtung von Dreh-Mittelachse 12 beabstandet ist.
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Wenn sich Dreh-Walze 11 dreht und sich dadurch Magnet 13a dreht, ändert sich, wie in 3(B) gezeigt, die Magnetkraft (Flussdichte), die durch Loch-IC 13b hindurchtritt, periodisch entsprechend dem Drehwinkel, und das elektrische Signal (Spannung), das der Sensor-Ausgang ist, ändert sich periodisch. Der Drehwinkel von Dreh-Walze 11 kann anhand des Betrages der von Loch-IC 13b ausgegebenen Spannung gemessen werden.
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Des Weiteren kann die Anzahl der Umdrehungen von Dreh-Walze 11 gemessen werden, indem gezählt wird, wie oft eine Periode des von Loch-IC 13b ausgegebenen elektrischen Signals (Spannung) wiederholt wird. Dann wird ein Betrag der Verschiebung (Hub-Länge) von Zylinderstange 4ab in Auslegerzylinder 4a auf Basis des Drehwinkels von Dreh-Walze 11 und der Anzahl von Umdrehungen von Dreh-Walze 11 gemessen.
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Stielzylinder 4b und Löffelzylinder 4c haben jeweils den Aufbau eines Zylinders, an dem ein Hub-Sensor angebracht ist, der der gleiche ist wie der von Auslegerzylinder 4a.
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Ein Ausleger-Winkel A1 kann, wie in 1 gezeigt, aus dem Betrag der Verschiebung von Zylinderstange 4ab in Auslegerzylinder 4a berechnet werden. Des Weiteren kann ein Stiel-Winkel A2 aus einem Betrag der Verschiebung einer Zylinderstange in Stielzylinder 4b berechnet werden. Des Weiteren kann ein Löffel-Winkel A3 aus einem Betrag der Verschiebung einer Zylinderstange in Löffelzylinder 4c berechnet werden. Weiterhin kann eine Beschleunigung α beim Ausfahren/Einfahren von Auslegerzylinder 4a berechnet werden, indem der Betrag der Verschiebung von Auslegerzylinder 4a in Bezug auf die Zeit zweifach differenziert wird.
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Die Hub-Sensoren 7a, 7b, 7c sowie die Druck-Sensoren 6a, 6b sind jeweils elektrisch mit einer Rechenvorrichtung 8a in einer Steuereinrichtung 8 verbunden. So können der Kopf-Druck und der Fuß-Druck von Auslegerzylinder 4a, der Ausleger-Winkel A1, der Stiel-Winkel A2, der Löffel-Winkel A3 sowie die Beschleunigung α beim Ausfahren/Einfahren von Auslegerzylinder 4a, wie sie oben beschrieben sind, zu Rechenvorrichtung 8a in Steuereinrichtung 8 übertragen werden.
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Es ist anzumerken, dass Ausleger-Winkel A1, Stiel-Winkel A2, Löffel-Winkel A3 sowie Beschleunigung α beim Ausfahren/Einfahren von Auslegerzylinder 4a in Rechenvorrichtung 8a, unter Verwendung elektrischer Signale (durch mehrere Loch-IC 13b registrierte elektrische Signale) berechnet werden können, die von den Hub-Sensoren 7a, 7b, 7c zu Rechenvorrichtung 8a übertragen werden.
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Steuereinrichtung 8 kann zusätzlich zu Rechenvorrichtung 8a eine Speichereinheit 8 aufweisen. In Speichereinheit 8b können Verhältnisdaten (Lastkorrektur-Tabelle), die den Betrag eines Fehlers eines Last-Wertes in dem Löffel in Bezug auf einen weiter unten beschriebenen tatsächlichen Last-Wert in dem Löffel angeben, Gewichte und Formen von Ausleger 3a, Stiel 3b sowie Löffel 3c und dergleichen gespeichert werden. Des Weiteren können die Verhältnisdaten und dergleichen zunächst in Speichereinheit 8b gespeichert werden oder können mittels einer Betätigung durch die Bedienungsperson von außerhalb von Arbeitsmaschine 10 Speichereinheit 8b zugeführt werden.
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Eine Funktion von Steuereinrichtung 8 (Rechenvorrichtung 8a) besteht darin, einen aktuellen Wert W der Last (berechneter Last-Wert) in Löffel 3c auf Basis einer Last von Auslegerzylinder 4a zu errechnen. Das heißt, eine Funktion von Steuereinrichtung 8 (Rechenvorrichtung 8a) besteht darin, den aktuellen Wert W der Last (berechneter Last-Wert) in Löffel 3c anhand von Momentengleichgewicht von Ausleger 3a, Stiel 3b und Löffel 3c zu errechnen. Des Weiteren besteht eine Funktion von Steuereinrichtung 8 (Rechenvorrichtung 8a) darin, den durch Errechnen bestimmten aktuellen Last-Wert auf Basis der mit Hub-Sensor 7a erfassten Beschleunigung beim Ausfahren/Einfahren von Auslegerzylinder 4a zu korrigieren.
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Es ist anzumerken, dass die Last von Auslegerzylinder 4a eine sogenannte Axialkraft ist, die anhand des Kopf-Drucks und des Fuß-Drucks von Auslegerzylinder 4a bestimmt wird. Des Weiteren ist die zum Korrigieren des aktuellen Last-Wertes verwendete Beschleunigung beim Ausfahren/Einfahren von Auslegerzylinder 4a eine Beschleunigung beim Ausfahren/Einfahren von Auslegerzylinder 4a, die durch eine Trägheit erzeugt wird, die beim Schwingen von Arbeitsausrüstung 3 verursacht wird. Dieses Schwingen ist nicht das Ausfahren/Einfahren von Auslegerzylinder 4a selbst auf Basis einer normalen Funktion, wenn Ausleger 3A betätigt wird, sondern ein Schwingen von Arbeitsausrüstung 3, das sekundär auftritt, wenn Arbeitsausrüstung 3 betätigt wird.
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Des Weiteren besteht eine Funktion von Steuereinrichtung 8 (Rechenvorrichtung 8a) darin, den mittels Errechnen bestimmten Last-Wert auf Basis der Verhältnisdaten zu korrigieren. Das heißt, eine Funktion von Steuereinrichtung 8 (Rechenvorrichtung 8a) besteht darin, den mittels Errechnen bestimmten Last-Wert auf Basis der Verhältnisdaten zu korrigieren, die den Betrag des Fehlers des Wertes der Last in dem Löffel in Bezug auf einen tatsächlichen Wert WR der Last in dem Löffel angeben.
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Im Folgenden wird ein Verfahren zum Errechnen eines aktuellen Wertes W der Last in Löffel 3c bei der Arbeitsmaschine in der vorliegenden Ausführungsform unter Bezugnahme auf 4 beschrieben.
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4 ist eine schematische Ansicht der Arbeitsausrüstung zur Darstellung von Momentengleichgewicht. In der vorliegenden Ausführungsform wird, wie in
4 gezeigt, der aktuelle Wert W der Last in Löffel 3 anhand von Momentengleichgewicht um Auslegerfuß-Bolzen 5a herum registriert. Dabei wird das Momentengleichgewicht um Auslegerfuß-Bolzen 5a herum mit der folgenden Gleichung (1) ausgedrückt.
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In Gleichung (1) ist Mboomcyl ein Moment von Auslegerzylinder 4a um Auslegerfuß-Bolzen 5a herum. Mboom ist ein Moment von Ausleger 3a um Auslegerfuß-Bolzen 5a herum. Marm ist ein Moment von Stiel 3b um Auslegerfuß-Bolzen 5a herum. Mbucket ist ein Moment von Löffel 3c um Auslegerfuß-Bolzen 5a herum. W ist der aktuelle Wert der Last in Löffel 3c. L ist ein horizontaler Abstand von Auslegerfuß-Bolzen 5a zu Bolzen 5c (der Abschnitt, an dem Löffel 3c von Stiel 3b getragen wird).
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Mboomcyl wird aus der Last (dem Kopf-Druck und dem Fuß-Druck) von Auslegerzylinder 4a berechnet.
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Mboom wird berechnet, indem ein Abstand r1 von einem Schwerpunkt C1 von Ausleger 3a zu Auslegerfuß-Bolzen 5a mit einem Gewicht M1 von Ausleger 3a multipliziert wird (r1 x M1). Die Position von Schwerpunkt C1 von Ausleger 3a wird aus Ausleger-Winkel A1 und dergleichen berechnet. Gewicht M1 von Ausleger 3A und dergleichen sind in Speichereinheit 8b gespeichert.
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Marm wird berechnet, indem ein Abstand r2 von einem Schwerpunkt C2 von Stiel 3b zu Auslegerfuß-Bolzen 5a mit einem Gewicht M2 von Stiel 3b multipliziert wird (r2 x M2). Die Position des Schwerpunktes C2 von Stiel 3b wird aus Stiel-Winkel A2 und dergleichen berechnet. Gewicht M2 von Stiel 3b und dergleichen sind in Speichereinheit 8b gespeichert.
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Mbucket wird berechnet, indem ein Abstand r3 von einem Schwerpunkt C3 von Löffel 3c zu Auslegerfuß-Bolzen 5a mit einem Gewicht M3 von Löffel 3c multipliziert wird (r3 x M3). Die Position des Schwerpunktes C3 des Löffels wird aus Löffel-Winkel A3 und dergleichen berechnet. Gewicht M3 von Stiel 3c und dergleichen sind in Speichereinheit 8b gespeichert.
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Bei der Berechnung des aktuellen Wertes W der Last in Löffel 3c werden, wie in 1 und 4 gezeigt, die Beträge der Verschiebung an den Zylindern 4a, 4b und 4c mit Hub-Sensoren 7a, 7b bzw. 7c registriert. Auf Basis der Beträge der Verschiebung an den Zylindern 4a, 4b und 4c werden von Steuereinrichtung 8 oder dergleichen Ausleger-Winkel A1, Stiel-Winkel A2 und Löffel-Winkel A3 berechnet. Auf Basis von Ausleger-Winkel A1, Stiel-Winkel A2 und Löffel-Winkel A3 werden die Positionen der Schwerpunkte C1, C2 und C3 von Steuereinrichtung 8 oder dergleichen berechnet.
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Moment Mboom von Ausleger 3a um Auslegerfuß-Bolzen 5a herum wird aus dem Produkt der Position von Schwerpunkt C1 und Gewicht M1 von Ausleger 3a berechnet. Des Weiteren wird Moment Marm von Stiel 3b um Auslegerfuß-Bolzen 5a herum aus dem Produkt der Position von Schwerpunkt C2 und Gewicht M2 von Stiel 3b berechnet. Des Weiteren wird Moment Mbucket von Löffel 3 C um Auslegerfuß-Bolzen 5a herum aus dem Produkt der Position von Schwerpunkt C3 und Gewicht M3 von Löffel 3c berechnet.
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Der Kopf-Druck von Auslegerzylinder 4a hingegen wird von Druck-Sensor 6a registriert. Der Fuß-Druck von Auslegerzylinder 4a wird von Druck-Sensor 6b registriert. Auf Basis des Kopf-Drucks und des Fuß-Drucks von Auslegerzylinder 4a wird Moment Mboomcyl von Auslegerzylinder 4a um Auslegerfuß-Bolzen 5a herum von Steuereinrichtung 8 oder dergleichen berechnet.
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Des Weiteren wird auf Basis von Ausleger-Winkel A1 und Stiel-Winkel A2, die wie oben beschrieben berechnet wurden, sowie von einer Länge von Ausleger 3a und einer Länge von Stiel 3b der horizontale Abstand L von Auslegerfuß-Bolzen 5a zu Bolzen 5c von Steuereinrichtung 8 oder dergleichen berechnet.
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Indem die Momente Mboomcyl, Mboom, Marm und Mbucket sowie Abstand L, die wie oben beschrieben berechnet wurden, in die oben stehende Gleichung (1) eingesetzt werden, wird der aktuelle Wert W der Last in Löffel 3c von Steuereinrichtung 8 oder dergleichen berechnet.
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Last-Wert W wird, wie oben beschrieben, unter Verwendung der Beträge der Verschiebung an den Zylindern 4a, 4b und 4c, des Kopf-Drucks, des Fuß-Drucks und dergleichen berechnet. Dementsprechend kommt es, wenn Arbeitsausrüstung 3 betätigt wird, zu einem Fehler bei einem gemessenen Wert des Last-Wertes W aufgrund einer Trägheitskraft von Arbeitsausrüstung 3. Das heißt, der wie oben beschrieben gemessene Last-Wert W schließt nicht nur den tatsächlichen Last-Wert WR, sondern aufgrund der Trägheit von Arbeitsausrüstung 3 auch einen Fehler E1 ein.
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Durch den Erfinder angesichts der oben beschriebenen Umstände angestellte eingehende Studien haben ergeben, dass Fehler E1 aufgrund der Trägheit von Arbeitsausrüstung 3 anhand einer Änderung von Beschleunigung α beim Ausfahren/Einfahren von Auslegerzylinder 4a registriert werden kann. Dementsprechend wird im Folgenden die Erkenntnis dahingehend, dass Fehler E1 aufgrund der Trägheit von Arbeitsausrüstung 3 anhand einer Änderung von Beschleunigung α beim Ausfahren/Einfahren von Auslegerzylinder 4a registriert werden kann, unter Bezugnahme auf 5(A) bis 5(C) beschrieben.
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Der Wert der Last (berechneter Last-Wert) in Löffel 3c wurde bei Betätigung des Auslegers anhand des oben beschriebenen Momentengleichgewichts bestimmt. 5(A) zeigt ein diesbezügliches Ergebnis und zeigt eine zeitliche Änderung des Wertes der Last in Löffel 3c. Des Weiteren wurde die Beschleunigung beim Ausfahren/Einfahren des Auslegerzylinders bei Betätigung des Auslegers untersucht. 5(B) zeigt ein diesbezügliches Ergebnis und zeigt eine zeitliche Änderung der Beschleunigung. Darüber hinaus zeigt 5(C) eine zeitliche Änderung eines PPC(Pressure Proportional Control)-Drucks des Auslegerzylinders bei Betätigung des Auslegers.
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Wenn eine Betätigung von Auslegerzylinder 4a beginnt, steigt, wie in 5(C) gezeigt, der PPC-Druck des Auslegerzylinders an. Wenn die Betätigung von Auslegerzylinder 4a beginnt, wird, wie in 5(A) gezeigt, eine Amplitude einer berechneten Last erzeugt. Diese Amplitude schwächt sich mit der Zeit ab, wenn der PPC-Druck von Auslegerzylinder 4a aufrechterhalten wird.
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Anschließend fällt, wie in 5(C) gezeigt, wenn die Betätigung von Auslegerzylinder 4a beendet wird, der PPC-Druck des Auslegerzylinders ab. Des Weiteren wird, wenn die Betätigung von Auslegerzylinder 4a beendet wird, wie in 5(A) gezeigt, eine Amplitude einer Kurve des berechneten Last-Wertes erzeugt. Diese Amplitude schwächt sich mit der Zeit ab, wenn der PPC-Druck von Auslegerzylinder 4a konstant gehalten wird.
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Der tatsächliche Wert WR der Last in Löffel 3c ändert sich im Verlauf der Zeit nicht. Dementsprechend ist eine Änderung, die durch die Amplitude angezeigt wird, die in der Kurve des Last-Wertes in 5(A) erscheint, ein Fehler. Diese Amplitude, die ein Fehler ist, wird erzeugt, wenn eine Betätigung von Ausleger 3a beginnt und endet. Dementsprechend wird davon ausgegangen, dass der Fehler (Amplitude), der in dem berechneten Last-Wert erzeugt wird, auf die Trägheit zurückzuführen ist, die verursacht wird, wenn Arbeitsausrüstung 3, wie beispielsweise Ausleger 3a, betätigt wird.
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Hingegen wird, wie in 5(B) gezeigt, auch eine Amplitude der Beschleunigung beim Ausfahren/Einfahren von Auslegerzylinder 4a zur gleichen Zeit wie bei dem in 5(A) gezeigten berechneten Last-Wert erzeugt. Dieses Ergebnis hat den Erfinder zu der Erkenntnis geführt, dass der Fehler aufgrund der Trägheit von Arbeitsausrüstung 3 registriert werden kann, indem die an einer Kurve der Beschleunigung beim Ausfahren/Einfahren von Auslegerzylinder 4a erzeugte Amplitude registriert wird.
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Im Folgenden wird ein Verfahren, mit dem der Fehler aufgrund der Trägheit von Arbeitsausrüstung 3 in dem berechneten Last-Wert beseitigt wird, indem der berechnete Last-Wert auf Basis der an der Kurve der Beschleunigung beim Ausfahren/Einfahren von Auslegerzylinder 4a erzeugten Amplitude korrigiert wird, unter Bezugnahme auf 5(D) sowie 6(A) und 6(B) beschrieben.
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5(D) ist eine Ansicht, die konzeptionell eine Gleichung zum Berechnen eines korrigierten Last-Wertes aus der Amplitude der berechneten Last und der Amplitude der Beschleunigung zeigt.
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6(A) ist eine Ansicht, die eine zeitliche Änderung des berechneten Last-Wertes in einem Löffel zeigt. 6(B) ist eine Ansicht, die eine zeitliche Änderung der Beschleunigung beim Ausfahren/Einfahren des Auslegerzylinders zeigt.
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Um den Fehler aufgrund der Trägheit von Arbeitsausrüstung 3 in dem berechneten Last-Wert zu beseitigen, wird eine Regressionsanalyse (Methode der kleinsten Quadrate) angewendet. Bei der Regressionsanalyse wird zunächst eine Regressionsgleichung formuliert. Die Regressionsgleichung ist beispielsweise die in 5(D) gezeigte Gleichung.
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Die Regressionsgleichung wird, wie in 5(D) gezeigt, so formuliert, dass die berechnete Last (beispielsweise ein Abschnitt RA der Amplitude in 5(A)) im Wesentlichen einem Wert entspricht, der bestimmt wird, indem der korrigierte Last-Wert zu dem Produkt aus der Beschleunigung (beispielsweise ein Abschnitt RB der Amplitude in 5(B)) und einem Koeffizienten c addiert wird. Das heißt, die Amplitude der Beschleunigung beim Ausfahren/Einfahren von Auslegerzylinder 4a wird der Amplitude der berechneten Last genähert, indem sie mit dem vorgegebenen Koeffizienten c multipliziert wird. Indem die der Amplitude der berechneten Last genäherte Amplitude der Beschleunigung von der berechneten Last subtrahiert wird, wird der korrigierte Last-Wert unter Aufhebung des Fehlers aufgrund der Trägheit von Arbeitsausrüstung 3 berechnet.
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Koeffizient c in der Regressionsgleichung wird auf Basis eines gemessenen Wertes der berechneten Last und eines gemessenen Wertes der Beschleunigung beim Ausfahren/Einfahren des Auslegerzylinders bestimmt.
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Das heißt, eine Wellenform der Beschleunigung wird, wie in 6(A) und 6(B) anhand von Beschleunigungen (beispielsweise a(n-4), a(n-3), a(n-2), a(n-1), a(n)) an fünf Punkten bestimmt, die über 1,0 s unmittelbar vor einer Zeit t (n) gemessen werden. Des Weiteren wird eine Wellenform der Last anhand von Lasten (w(n-4), w(n-3), w(n-2), w(n-1), w(n)) an fünf Punkten bestimmt, die über 1,0 s unmittelbar vor einer Zeit t (n) gemessen werden.
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Koeffizient c wird bestimmt, indem die Wellenform der Beschleunigung und die Wellenform der Last, die wie oben beschrieben bestimmt wurden, miteinander verglichen werden. Dabei wird berechnet, mit welchem Koeffizienten c die Wellenform der Beschleunigung der Wellenform der Last am stärksten genähert werden kann, und Koeffizient c wird so als ein Ergebnis der Rechnung bestimmt.
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Wenn Koeffizient c bestimmt worden ist, werden Koeffizient c und die Beschleunigung beim Ausfahren/Einfahren des Auslegerzylinders sowie die berechnete Last zu Zeit t (n) in die in 5 (D) gezeigte Gleichung eingesetzt. So wird der korrigierte Last-Wert zu Zeit t (n) bestimmt.
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Die oben dargestellte Regressionsanalyse wird beispielsweise alle 10 ms durchgeführt. So wird der korrigierte Last-Wert alle 10 ms bestimmt. Der wie oben beschrieben bestimmte korrigierte Last-Wert wird in dem gleichen Zeitintervall grafisch dargestellt. So ergibt sich beispielsweise in 5(A) eine Kurve des korrigierten Last-Wertes, wie sie mit einer aus abwechselnden langen und kurzen Strichen bestehenden Linie angedeutet ist. Der Fehler (Amplitude) aufgrund der Trägheit von Arbeitsausrüstung 3 in dem korrigierten Last-Wert ist beseitigt worden.
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So wird der korrigierte Last-Wert, in dem der Fehler aufgrund der Trägheit von Arbeitsausrüstung 3 in dem berechneten Last-Wert beseitigt worden ist, bestimmt, indem der berechnete Last-Wert auf Basis der in der Kurve der Beschleunigung beim Ausfahren/Einfahren von Auslegerzylinder 4a erzeugten Amplitude korrigiert wird.
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Bei der Kurve des korrigierten Last-Wertes, wie sie mit der aus abwechselnden langen und kurzen Strichen bestehenden Linie in 5(A) angedeutet ist, hat der Last-Wert dennoch keinen konstanten Wert (gerade Linie) und ändert sich im Verlauf der Zeit. Es wird davon ausgegangen, dass dies darauf zurückzuführen ist, dass ein in 4 gezeigtes Berechnungsmodell zum Berechnen der berechneten Last W von einer Annahme ausgeht, die sich von der in 1 gezeigten konkreten Arbeitsausrüstung 3 unterscheidet.
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Das heißt, bei dem in 4 gezeigten Berechnungsmodell wird angenommen, dass Last W an einem vorderen Ende von Stiel 3b (das heißt an Bolzen 5c) positioniert ist. Bei der in 1 gezeigten konkreten Arbeitsmaschine ist Last W jedoch im Inneren von Löffel 3c positioniert. Dementsprechend unterscheiden sich die Annahmen des Berechnungsmodells in 4 und der konkreten Arbeitsausrüstung 3 in 1 voneinander hinsichtlich der Position von Last W.
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Des Weiteren wird bei dem in 4 gezeigten Berechnungsmodell angenommen, dass Löffel 3c so gedreht wird, dass er sich so nah wie möglich an Stiel 3b befindet und an dieser Position fixiert ist. Hingegen wird bei der in 1 gezeigten konkreten Arbeitsmaschine 10 Löffel 3c in Bezug auf Stiel 3b gedreht, wenn Ausleger 3a und Stiel 3b betätigt werden. Dementsprechend unterscheiden sich die Annahmen des Berechnungsmodells in 4 und der konkreten Arbeitsausrüstung 3 in 1 auch hinsichtlich der Drehposition von Löffel 3c in Bezug auf Stiel 3b voneinander.
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Des Weiteren wird bei dem in 4 gezeigten Berechnungsmodell kein Gleitwiderstand von Auslegerzylinder 4a (Reibung, die bei Betätigung des Zylinders verursacht wird) angenommen. Bei der in 1 gezeigten konkreten Arbeitsmaschine 10 hingegen wird Gleitwiderstand an Auslegerzylinder 4a erzeugt. Dementsprechend unterscheidet sich die Annahme des in 4 gezeigten Berechnungsmodells von der konkreten Arbeitsausrüstung 3 in 1 auch hinsichtlich des Vorhandenseins oder Nichtvorhandenseins des Gleitwiderstandes an Auslegerzylinder 4a.
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Es wird davon ausgegangen, dass der korrigierte Last-Wert einen Fehler E2 enthält, der darauf zurückzuführen ist, dass, wie oben beschrieben, das Berechnungsmodell in 4 von einer Annahme ausgeht, die sich von der in 1 gezeigten konkreten Arbeitsausrüstung 3 unterscheidet. Dementsprechend wird Korrektur zum Beseitigen von Fehler E2 aufgrund des Unterschiedes zwischen dem Berechnungsmodell und dem korrigierten Last-Wert im Folgenden unter Bezugnahme auf 7 beschrieben.
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7 ist eine Ansicht, die das Verhältnis zwischen einem Wert der Last in Löffel 3c und einem Fehler des Wertes der Last in Löffel 3c zeigt. Verhältnisdaten 1 (Lastkorrektur-Tabelle), die das Verhältnis zwischen dem Last-Wert und dem Fehler des Wertes der Last in 3c anzeigen, wie sie in 7 dargestellt sind, werden beispielsweise für die Korrektur zum Beseitigen von Fehler E2 in dem korrigierten Last-Wert, wie er oben beschrieben ist, verwendet.
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Verhältnisdaten 1 weisen ein Verhältnis dahingehend auf, dass der Fehler des Last-Wertes mit einer Zunahme des Last-Wertes abnimmt. Bei den Verhältnisdaten 1 ist der Betrag der Korrektur (Absolutwert) an dem berechneten Last-Wert (beispielsweise dem korrigierten Last-Wert) umso größer, je größer der Last-Wert ist. Dabei bezieht sich, nachdem der oben beschriebene Fehler aufgrund der Trägheit von Arbeitsausrüstung 3 korrigiert worden ist, der Last-Wert in den Verhältnisdaten auf den korrigierten Last-Wert.
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Des Weiteren wird in den Verhältnisdaten 1 das Verhältnis des Betrages des Fehlers des Wertes der Last in Löffel 3c in Bezug auf den Wert der Last in Löffel 3c beispielsweise mittels einer quadratischen Funktion ausgedrückt. In diesem Falle nimmt der Betrag des Fehlers des Last-Wertes mit einer Zunahme des Wertes der Last in Löffel 3c quadratisch ab.
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Bei der Korrektur unter Verwendung der Verhältnisdaten 1 wird auf Basis des in den Verhältnisdaten 1 angezeigten Verhältnisses ein tatsächlicher Last-Wert berechnet, indem ein Last-Fehler in dem korrigierten Last-Wert beseitigt wird, an dem die oben dargestellte Korrektur von Fehler E1 aufgrund der Trägheit von Arbeitsausrüstung 3 durchgeführt worden ist.
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Aufgrund eingehender Studien zum Beseitigen von Fehler E2 aufgrund des Unterschiedes zwischen dem Berechnungsmodell und dem berechneten Last-Wert (beispielsweise dem korrigierten Last-Wert) ist der Erfinder zu dem Schluss gekommen, dass Fehler E2 entsprechend beseitigt werden kann, wenn Korrektur unter Verwendung der Verhältnisdaten 1 durchgeführt wird.
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Wenn Korrektur unter Verwendung von Verhältnisdaten durchgeführt wurde, die unabhängig von dem Wert des tatsächlichen Last-Wertes einen konstanten Last-Fehler aufwiesen, beispielsweise den in 7 gezeigten Verhältnisdaten 2, war es nicht möglich, Korrektur genau durchzuführen. Im Unterschied dazu war es, wenn die Verhältnisdaten 1 verwendet wurden, möglich, eine Kurve des korrigierten Last-Wertes zu erzeugen, wie sie in 8(B) mit einer Linie angedeutet ist, die aus einem langen und zwei kurzen Strichen besteht, die einander abwechseln.
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Die in 8(B) gezeigte Kurve des korrigierten Last-Wertes liegt näher an einem konstanten Wert als eine in 8(A) gezeigte Kurve des korrigierten Last-Wertes (eine Kurve, die mit einer aus abwechselnden langen und kurzen Strichen bestehenden Linie angedeutet ist), an dem lediglich die Korrektur von Fehler E1 aufgrund der Trägheit von Arbeitsausrüstung 3 durchgeführt worden ist. Dieses Ergebnisses hat zu der Erkenntnis geführt, dass Fehler E2 entsprechend beseitigt werden kann, indem Korrektur unter Verwendung in 7 gezeigter Verhältnisdaten 1 durchgeführt wird.
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Es ist anzumerken, dass mit der vorliegenden Ausführungsform ein Fall beschrieben worden ist, bei dem die Korrektur von Fehler E2 aufgrund des oben beschriebenen Unterschiedes zu dem Berechnungsmodell an dem Last-Wert durchgeführt wird, der der Korrektur von Fehler E1 aufgrund der Trägheit von Arbeitsausrüstung 3 unterzogen worden ist. Die Korrektur von Fehler E2 aufgrund des oben beschriebenen Unterschiedes zu dem Berechnungsmodell kann jedoch vor der Korrektur von Fehler E1 aufgrund der Trägheit von Arbeitsausrüstung 3 durchgeführt werden. Des Weiteren kann die Korrektur von Fehler E2 aufgrund des oben beschriebenen Unterschiedes zu dem Berechnungsmodell gleichzeitig mit der Korrektur von Fehler E1 aufgrund der Trägheit von Arbeitsausrüstung 3 durchgeführt werden.
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Des Weiteren ist es möglich, dass nur die Korrektur von Fehler E1 aufgrund der Trägheit von Arbeitsausrüstung 3 durchgeführt wird, ohne dass die Korrektur von Fehler E2 aufgrund des oben beschriebenen Unterschiedes zu dem Berechnungsmodell durchgeführt wird. Des Weiteren ist es möglich, dass nur die Korrektur von Fehler E2 aufgrund des Unterschiedes zu dem Berechnungsmodell durchgeführt wird, ohne dass die Korrektur von Fehler E1 aufgrund der Trägheit von Arbeitsausrüstung 3 durchgeführt wird. Insbesondere dann, wenn Auslegerzylinder 4a nicht betätigt wird und sich im Ruhezustand befindet, wird nur die Korrektur von Fehler E2 aufgrund des Unterschiedes zu dem Berechnungsmodell durchgeführt.
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Es ist anzumerken, dass, wenn Fehler E2 aufgrund des Unterschiedes zu dem Berechnungsmodell korrigiert wird, bevor Fehler E1 aufgrund der Trägheit von Arbeitsausrüstung 3 korrigiert wird, oder wenn nur die Korrektur von Fehler E2 aufgrund des Unterschiedes zu dem Berechnungsmodell durchgeführt wird, der Last-Wert in den Verhältnisdaten 1 in 7 den berechneten Last-Wert betrifft, der anhand des Momentengleichgewichts bestimmt wird.
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Im Folgenden werden die Funktion und der Effekt der vorliegenden Ausführungsform beschrieben.
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In der vorliegenden Ausführungsform wird der Wert W der Last in dem Löffel 3c auf Basis der Beschleunigung beim Ausfahren/Einfahren von Auslegerzylinder 4a korrigiert. So kann Fehler E1 aufgrund der Trägheit von Arbeitsausrüstung 3 basierend auf der Betätigung von Ausleger 3a, Stiel 3b, Löffel 3c und dergleichen in dem Last-Wert W beseitigt werden. So kann die Messgenauigkeit beim Messen der Last verbessert werden.
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Des Weiteren korrigiert Steuereinrichtung 8 zusätzlich zu Korrektur auf Basis der Beschleunigung den mittels Errechnen bestimmten Last-Wert auf Basis der Verhältnisdaten, die den Betrag eines Fehlers eines Wertes der Last in dem Löffel in Bezug auf den Wert der Last in dem Löffel anzeigen. Dadurch ist es, selbst wenn das in 4 gezeigte Modell des Momentengleichgewichts von einer Annahme ausgeht, die sich von dem Aufbau und dem Status der in 1 gezeigten konkreten Arbeitsausrüstung 3 unterscheidet, möglich, Fehler E2 aufgrund des Unterschiedes zwischen dem Modell und der konkreten Arbeitsausrüstung zu korrigieren.
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Des Weiteren besteht, wie in 7 gezeigt, ein Verhältnis der Verhältnisdaten darin, dass der Fehler des Wertes W der Last in dem Löffel 3c mit einer Zunahme des Wertes der Last in dem Löffel 3c abnimmt. Dadurch kann das Verhältnis zwischen dem Last-Wert und dem Fehler in den Verhältnisdaten 1 an die Realität so angepasst werden, dass, wenn der Wert der Last in dem Löffel 3c zunimmt, der Fehler des Last-Wertes in Bezug auf den Last-Wert relativ verringert wird. Dadurch kann der Fehler aufgrund des Unterschiedes zu dem Berechnungs-Modell entsprechend korrigiert werden.
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Des Weiteren wird in den Verhältnisdaten 1 in 7 das Verhältnis des Betrages des Fehlers des Wertes der Last in Löffel 3c in Bezug auf den Wert der Last in Löffel 3c mittels einer quadratischen Funktion ausgedrückt. So kann das Verhältnis zwischen dem Last-Wert und dem Fehler in den Verhältnisdaten 1 leicht an die Realität angepasst werden.
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Es ist anzumerken, dass die Funktion von Steuereinrichtung 8 lediglich darin bestehen muss, den aktuellen Wert W der Last (berechneter Last-Wert) in Löffel 3c auf Basis der Last an Auslegerzylinder 4a zu errechnen. Ein Beispiel dieser Funktion ist eine Funktion zum Errechnen des aktuellen Wertes W der Last (berechneter Last-Wert) in Löffel 3c anhand von Gleichgewicht statischer Momente von Ausleger 3a, Stiel 3b und Löffel 3c, wie dies in 4 dargestellt ist.
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Als weiteres Beispiel für diese Funktion kann eine Funktion zum Errechnen des aktuellen Wertes W der Last (berechneter Last-Wert) in Löffel 3c anhand von Gleichgewicht dynamischer Momente von Ausleger 3a, Stiel 3b und Löffel 3c dienen. Als weiteres Beispiel dafür kann eine Funktion zum Errechnen des aktuellen Wertes W der Last (berechneter Last-Wert) in Löffel 3c anhand von Gleichgewicht statischer oder dynamischer Momente von Ausleger 3a, Stiel 3b, Löffel 3c, der Zylinder 4a, 4b und 4c und dergleichen dienen. Als weiteres Beispiel dafür kann eine Funktion zum Errechnen des aktuellen Wertes W der Last (berechneter Last-Wert) in Löffel 3c anhand von Gleichgewicht von Kräften von Bestandteilen von Arbeitsausrüstung 3 dienen.
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Es sollte klar sein, dass die hier offenbarte Ausführungsform in jeder Hinsicht der Veranschaulichung und nicht der Einschränkung dient. Der Schutzumfang der vorliegenden Erfindung wird durch den Schutzumfang der Ansprüche und nicht durch die oben stehende Beschreibung definiert, und soll jegliche Abwandlungen innerhalb des Schutzumfangs und der dem Schutzumfang der Ansprüche äquivalenten Bedeutung einschließen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Fahreinheit;
- 1a
- Raupenkettenvorrichtung;
- 2
- Dreheinheit;
- 2a
- Fahrerkabine;
- 2b
- Fahrersitz;
- 2c
- Motorraum;
- 2d
- Ballastgewicht;
- 3
- Arbeitsausrüstung;
- 3a
- Ausleger;
- 3b
- Stiel;
- 3c
- Löffel;
- 4a
- Auslegerzylinder;
- 4aa
- Zylinderröhre;
- 4ab
- Zylinderstange;
- 4ac
- Kolben;
- 4ad
- Zylinder-Kopf;
- 4b
- Stielzylinder;
- 4c
- Löffelzylinder;
- 5a
- Auslegerfuß-Bolzen;
- 5b
- Bolzen des Ausleger-Vorderendes;
- 5c
- Bolzen;
- 6a, 6b
- Druck-Sensor;
- 7a, 7b, 7c
- Hub-Sensor;
- 8
- Steuereinrichtung;
- 8a
- Rechenvorrichtung;
- 8b
- Speichereinheit;
- 10
- Arbeitsmaschine;
- 11
- Dreh-Walze;
- 12
- Dreh-Mittelachse;
- 13
- Dreh-Sensoreinheit;
- 13a
- Magnet;
- 13b
- Loch-IC;
- 14
- Verkleidung;
- 40A
- Ölkammer an der Kopf-Seite des Zylinders;
- 40B
- Ölkammer an der Fuß-Seite des Zylinders.