JP2005043267A - Load-measuring device of construction equipment - Google Patents

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Yutaka Watanabe
豊 渡辺
Yasushi Tokuda
康史 徳田
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a load measuring device of construction equipment, capable of accurately measuring load by measuring the load at timing at small effects of running state or state of ground surface. <P>SOLUTION: A pressure sensor 5 measures the pressure of a plurality of suspension cylinders supporting the body of a dump truck. In the load measuring processing S1 in a processor 10, the load of cargo is calculated from the pressure value measured with the pressure sensor 5. In work deciding processing S2, the load is measured and the measured value is recorded based on the operation signal for operating the vehicle body and the speed signal of the vehicle body, in the work state of construction equipment which can reduce the effects of the swinging of the car body and the frictional resistance of a cylinder, for example during moving forward and backward for discharging of soil. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&amp;NCIPI

Description

本発明は、建設機械の荷重計測装置に係り、特に、ダンプトラックの荷重の計測精度を向上させるに好適な建設機械の荷重計測装置に関する。   The present invention relates to a load measuring device for a construction machine, and more particularly to a load measuring device for a construction machine suitable for improving the accuracy of dump truck load measurement.

鉱山や採石現場では、ダンプトラックに積込んだ採掘物の量を計測できることが望まれる。これは、ダンプトラックヘ積込みの際にその荷重量を監視して積み過ぎを防ぐことで、ダンプトラックの故障の予防に繋げたり、また、トラックごとの積込み量を記録することで現場の生産量を管理するためである。このような目的のために現場によっては、トラックを計量するための計りを設置して、積荷状態でのトラックの重量を逐次計測し、事前に計測した空荷状態でのトラックの重量との差から積荷の量を算出するという方法がとられてきた。しかし、このように計りを用いる方法では、計りや計測に必要とする人員がいることに加え、常にトラックが計りの場所まで移動する必要があり、ダンプトラックの生産性を高める上での障害となっていた。そのため、ダンプトラックそのものに荷重計測の機能を持たせるペイロードの要望が高まってきた。   In a mine or quarry site, it is desirable to be able to measure the amount of mined material loaded on a dump truck. This is to prevent overloading by monitoring the load amount when loading onto the dump truck, and to prevent the dump truck from being damaged, and by recording the loading amount for each truck, It is for managing. For this purpose, depending on the site, a scale for weighing the truck may be installed to sequentially measure the weight of the truck in the loaded state, and the difference from the weight of the truck in the empty state measured in advance. The method of calculating the amount of cargo from the above has been taken. However, in this method of measuring, in addition to the personnel required for measuring and measuring, the truck must always move to the measuring place, which is an obstacle to increasing the productivity of dump trucks. It was. For this reason, there has been an increasing demand for a payload that allows the dump truck itself to have a load measurement function.

ダンプトラックのペイロードの一形態として、積載部であるボディを支持するサスペンションにかかる圧力から荷重を計算する方法がある。封入ガスとオイルからなる油圧シリンダをサスペンションに用いると、荷重の増減に対してこのシリンダの圧力が変動するため、このサスペンションシリンダの圧力をセンサにより計測することで計測装置では荷重を算出することが可能となる。この方法は、圧カセンサと計測装置という比較的安価な機器で装置を構成することができるため、一般的に広く行われている。   As one form of the payload of the dump truck, there is a method of calculating a load from a pressure applied to a suspension that supports a body as a loading unit. When a hydraulic cylinder consisting of sealed gas and oil is used for the suspension, the pressure of this cylinder fluctuates as the load increases or decreases. Therefore, the measuring device can calculate the load by measuring the pressure of this suspension cylinder with a sensor. It becomes possible. This method is generally widely used because the apparatus can be constituted by relatively inexpensive devices such as a pressure sensor and a measuring device.

しかしながら、ダンプトラックのペイロードは車体の姿勢やサスペンションシリンダの状態によって影響を受けることとなる。そこで、例えば、特許第2719328号公報に記載されているように、積荷のバランスや地面の傾きといった影響を低減して積込みの際の荷重計測精度を向上する方法が知られている。しかしながら、積込みの際のシリンダが停止した状態では、シリンダの静止摩擦抵抗の影響大きいため、計測されるサスペンションのシリンダ圧力と積荷荷重の関係に誤差を生じやすく、生産量を管理する上では不都合となることがある。   However, the payload of the dump truck is affected by the posture of the vehicle body and the state of the suspension cylinder. Therefore, for example, as described in Japanese Patent No. 2719328, there is known a method for improving the load measurement accuracy at the time of loading by reducing the influence of the load balance and the inclination of the ground. However, when the cylinder is stopped during loading, the influence of the static frictional resistance of the cylinder is large. May be.

そこで、例えば、特開昭60−161532号公報や、特開平6−221902号公報に記載されているように、サスペンションのシリンダの摩擦抵抗によって生じる圧力の偏りの影響を減衰するため、シリンダが上下に振動する走行中のシリンダ圧の平均値を用いる方法が知られている。   Therefore, as described in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 60-161532 and Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-221902, in order to attenuate the influence of pressure deviation caused by the frictional resistance of the cylinder of the suspension, the cylinder is moved up and down. There is known a method using an average value of the cylinder pressure during traveling that vibrates rapidly.

特許第2719328号公報Japanese Patent No. 2719328 特開昭60−161532号公報JP-A-60-161532 特開平6−221902号公報JP-A-6-221902

しかしながら、特開昭60−161532号公報や、特開平6−221902号公報に記載されているように、通常の走行中に荷重を計測する方法では、次の問題が生じる。すなわち、通常の積荷走行中には、荷重の計測に適した状態を得られるかは経路に依存するところが多い。例えば、地山の切り崩しによる採石現場に見られる山の上方で採石を積込んでそのまま斜面を下る場合などは、走行路に平坦な場所がないため、精度のよい荷重計測が行えないという問題があった。   However, as described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 60-161532 and Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-221902, the following problems arise in the method of measuring the load during normal traveling. In other words, during normal load traveling, whether or not a state suitable for load measurement can be obtained often depends on the route. For example, when quarrying is loaded above a mountain seen at a quarry site due to a cut-off of a natural mountain and going down a slope as it is, there is a problem that accurate load measurement cannot be performed because there is no flat place on the road. It was.

本発明の目的は、走行状態や地面の状態の影響が少ないタイミングで荷重を計測して、精度の良い荷重計測が行える建設機械の荷重計測装置を提供することにある。   An object of the present invention is to provide a load measuring device for a construction machine capable of measuring a load at a timing with little influence of a traveling state or a ground state and performing a load measurement with high accuracy.

(1)上記目的を達成するために、本発明は、積荷を搭載するボディ及び建設機械の車体を支持する複数のサスペンションシリンダの圧力を計測する圧力計測手段を有し、この圧力検出手段によって計測された圧力の値から積荷の荷重を算出する建設機械の荷重計測装置において、前記車体を操作する操作信号と、前記車体の速度を計測する速度信号に基づいて、前記車体の揺れやシリンダの摩擦抵抗の影響が低減できる建設機械の作業状態を判定する判定手段を備え、車体動作の安定した時点での荷重計測値を記録するようにしたものである。
かかる構成により、走行状態や地面の状態の影響が少ないタイミングで荷重を計測して、精度の良い荷重計測を行い得るものとなる。
(1) In order to achieve the above object, the present invention has pressure measuring means for measuring pressures of a body on which a load is loaded and a plurality of suspension cylinders that support the body of a construction machine, and is measured by the pressure detecting means. In the load measuring device for a construction machine that calculates the load of the load from the measured pressure value, based on the operation signal for operating the vehicle body and the speed signal for measuring the speed of the vehicle body, the vibration of the vehicle body and the friction of the cylinder A determination means for determining the working state of the construction machine that can reduce the influence of resistance is provided, and the load measurement value at the time when the vehicle body operation is stabilized is recorded.
With such a configuration, it is possible to measure the load at a timing that is less affected by the traveling state and the ground state, and perform accurate load measurement.

(2)上記(1)において、好ましくは、前記建設機械の作業状態は、積荷を積み移動している状態であり、移動を行っている間の荷重計測値を記録するようにしたものである。   (2) In the above (1), preferably, the working state of the construction machine is a state in which a load is loaded and moved, and a load measurement value during the movement is recorded. .

(3)上記(1)において、好ましくは、前記車体の揺れやシリンダの摩擦抵抗の影響が低減できるダンプトラックの作業状態として放土の状態を判定し、放土の際に行う後進の間の荷重計測値を記録するようにしたものである。   (3) In the above (1), preferably, the state of the earthing is determined as a working state of the dump truck capable of reducing the influence of the shaking of the vehicle body and the frictional resistance of the cylinder, and during the reverse traveling performed at the time of earthing The load measurement value is recorded.

本発明によれば、走行状態や地面の状態の影響が少ないタイミングで荷重を計測して、精度の良い荷重計測が行えるものとなる。   According to the present invention, it is possible to measure the load at a timing with little influence of the traveling state and the ground state, and perform accurate load measurement.

以下、図1〜図5を用いて、本発明の一実施形態による建設機械の荷重計測装置の構成及び動作について説明する。以下の例では、建設機械の荷重計測装置をダンプトラックに適用した例について説明する。
最初に、図1を用いて、本実施形態による荷重計測装置が適用されるダンプトラックの構成について説明する。
図1は、本発明の一実施形態による荷重計測装置が適用されるダンプトラックの構成を示す側面図である。
Hereinafter, the configuration and operation of a load measuring apparatus for construction machinery according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. The following example demonstrates the example which applied the load measuring device of the construction machine to the dump truck.
First, the configuration of the dump truck to which the load measuring device according to the present embodiment is applied will be described with reference to FIG.
FIG. 1 is a side view showing a configuration of a dump truck to which a load measuring device according to an embodiment of the present invention is applied.

図1に示すダンプトラックは、鉱山や採石現場など規模の大きな現場で稼動するものであり、例えば、車重80t,積載重量80t程度のものである。ダンプトラックの車体1には、積荷を運ぶボディ2が装着されている。オペレータがボディ操作レバーを操作してボディ操作シリンダ3を動作させることで、ボディ2は、実線の位置から一点鎖線で示す状態まで起床させることができ、これによって、ボディ2に積込まれた土砂を放土することができる。ダンプトラックの車体1には、前後の車軸上に車体を支える形で複数のサスペンション4が備えられており、ボディ2やボディ2に搭載された土砂を含め、車体1の荷重が各サスペンション4にかかることとなる。各サスペンション4には、積荷の荷重を計測する機器として、サスペンション4のシリンダ圧力を計測するためにそれぞれのシリンダに圧カセンサを取り付けてある。これらセンサの信号は、荷重の計算を行う荷重計測の処理装置へ送られる。   The dump truck shown in FIG. 1 operates at a large-scale site such as a mine or a quarry site. For example, the dump truck has a vehicle weight of 80 t and a loading weight of about 80 t. A body 2 for carrying a load is mounted on the body 1 of the dump truck. When the operator operates the body operation lever to operate the body operation cylinder 3, the body 2 can be woken up from the position of the solid line to the state indicated by the alternate long and short dash line. Can be unearthed. The body 1 of the dump truck is provided with a plurality of suspensions 4 that support the body on the front and rear axles. The load of the body 1 including the body 2 and the earth and sand mounted on the body 2 is applied to each suspension 4. That would be the case. Each suspension 4 has a pressure sensor attached to each cylinder in order to measure the cylinder pressure of the suspension 4 as a device for measuring the load of the load. These sensor signals are sent to a load measurement processor that calculates the load.

次に、図2を用いて、本実施形態による建設機械の荷重計測装置の構成について説明する。
図2は、本発明の一実施形態による建設機械の荷重計測装置の構成を示すシステムブロック図である。
Next, the configuration of the load measuring device for the construction machine according to the present embodiment will be described with reference to FIG.
FIG. 2 is a system block diagram showing the configuration of the load measuring device for a construction machine according to one embodiment of the present invention.

荷重計測装置の処理装置10には、サスペンションのシリンダ圧力を計測するためにそれぞれのシリンダに取り付けられたシリンダ圧カセンサ5a,5b,5c,5dが接続される。なお、図1に示した例では、車体は4個のサスペンションで支持されているものとして、圧力センサ5も4個備えられている。また、車体の操作信号としてトランスミッションのシフトギヤ位置信号6、車体速度信号7、ボディの昇降操作レバー8の状態信号が、処理装置10に入力する。シリンダ圧カセンサ5a,5b,5c,5dから圧力信号,トランスミッションのシフトギヤ位置信号6,車体速度信号7,ボディの昇降操作レバー8の状態信号などの車体の操作信号は、入力インターフェース16を介して、処理装置10に取り込まれる。なお、シフトギヤ位置信号、車体速度信号、ボディの昇降状態信号は、トランスミッションやボディを制御する別のコントローラから通信によって取得する構成でよいものである。   To the processing device 10 of the load measuring device, cylinder pressure sensors 5a, 5b, 5c, 5d attached to the respective cylinders are connected in order to measure the cylinder pressure of the suspension. In the example shown in FIG. 1, the vehicle body is supported by four suspensions, and four pressure sensors 5 are provided. Further, a transmission shift gear position signal 6, a vehicle body speed signal 7, and a state signal of the body raising / lowering operation lever 8 are input to the processing device 10 as vehicle body operation signals. Vehicle operation signals, such as pressure signals from the cylinder pressure sensors 5a, 5b, 5c, 5d, transmission shift gear position signal 6, vehicle speed signal 7, body lift control lever 8 status signal, etc. are input via the input interface 16. It is taken into the processing device 10. The shift gear position signal, the vehicle body speed signal, and the body lifting / lowering state signal may be obtained by communication from another controller that controls the transmission and the body.

処理装置10は、演算を行うCPU11と、CPU11を駆動するタイマ12と、時刻を取得するための時計13と、各種処理(プログラム)を保存するROM14と、変数値や荷重計測の結果である荷重データを保存するRAMメモリ15と、センサ入力や通信を行う入力インターフェース16と、CPU11の演算結果を表示装置や外部装置へ出力を行う出力インターフェース17とを有している。また、処理装置10は、出力インターフェース17を介して表示装置20に荷重量を表示することができ、キャブ内もしくは積込み機のオペレータヘ荷重量を知らせることができる。   The processing device 10 includes a CPU 11 that performs calculation, a timer 12 that drives the CPU 11, a clock 13 that acquires time, a ROM 14 that stores various processes (programs), and load that is a result of variable values and load measurement. It has a RAM memory 15 that stores data, an input interface 16 that performs sensor input and communication, and an output interface 17 that outputs a calculation result of the CPU 11 to a display device and an external device. Further, the processing device 10 can display the load amount on the display device 20 via the output interface 17, and can notify the load amount to the operator in the cab or the loader.

CPU11は、ROM15に格納された各種処理(プログラム)を実行する。これらの処理は、荷重計測処理S1と、作業判定処理S2と、荷重量保存処理S3とがあり、それぞれの処理内容については以下に説明する。   The CPU 11 executes various processes (programs) stored in the ROM 15. These processes include a load measurement process S1, a work determination process S2, and a load amount storage process S3, and the contents of each process will be described below.

荷重計測処理S1では、処理装置10は、サスペンションのシリンダ圧カセンサ5a,…,5dの出力信号を所定のサンプリング周期で読み込み、荷重を算出する。4個のシリンダ圧力センサ5a,…,5dによって算出された荷重の総和が全体の荷重となる。この荷重は、積荷に車体01やボディ02も含めたサスペンションにかかる全ての荷重である。この荷重計測処理は、積荷の有無に関わらず常時行われている。   In the load measurement process S1, the processing apparatus 10 reads the output signals of the cylinder pressure sensors 5a,..., 5d of the suspension at a predetermined sampling period and calculates the load. The total load calculated by the four cylinder pressure sensors 5a,..., 5d is the total load. This load is all the loads applied to the suspension including the vehicle body 01 and the body 02 in the load. This load measurement process is always performed regardless of whether or not there is a load.

積荷の荷重は、積荷状態におけるシリンダ圧力値から計算される荷重計測値から、空荷の状態におけるシリンダ圧力値から計算された空荷計測値を減算することによって算出される。   The load of the load is calculated by subtracting the measured value of the empty load calculated from the cylinder pressure value in the unloaded state from the load measured value calculated from the cylinder pressure value in the loaded state.

次に、図3〜図5を用いて、本実施形態による建設機械の荷重計測装置における作業判定処理S2の処理内容について説明する。
図3は、本発明の一実施形態による建設機械の荷重計測装置における作業判定処理S2の状態遷移図である。図4は、ダンプトラックによる放土時の経路説明図である。図5は、ダンプトラックによる放土時のタイミングチャートである。図5(A)は車体の進行方向を示すトランスミッションのギヤを示し、図5(B)はボディの起伏と着座を判定するボディ操作レバーの状態を示し、図5(C)は車体速度を示し、図5(D)はサスペンションの圧力から計測される荷重計測値を示している。
Next, processing contents of the work determination process S2 in the load measuring device for construction machine according to the present embodiment will be described with reference to FIGS.
FIG. 3 is a state transition diagram of the work determination process S2 in the load measuring device for the construction machine according to the embodiment of the present invention. FIG. 4 is an explanatory diagram of a route during dumping by a dump truck. FIG. 5 is a timing chart at the time of earthing by a dump truck. FIG. 5 (A) shows the gear of the transmission indicating the traveling direction of the vehicle body, FIG. 5 (B) shows the state of the body operation lever that determines whether the body is raised or lowered, and FIG. 5 (C) shows the vehicle body speed. FIG. 5D shows a load measurement value measured from the pressure of the suspension.

作業判定処理S2では、処理装置10は、荷重計測処理で算出された荷重値、および、車体速度信号5,シフトギヤの位置信号6,ボディの昇降状態であるボディ操作レバー8の状態信号からダンプトラックの作業の判定を行う。   In the work determination processing S2, the processing device 10 calculates the dump truck from the load value calculated in the load measurement processing, the vehicle body speed signal 5, the shift gear position signal 6, the state signal of the body operation lever 8 that is the body being lifted and lowered. Judgment of work is performed.

ここで、図3を用いて、作業判定処理S2における作業判定とその推移について説明する。図3は、ダンプトラックの作業状態の遷移と遷移の際に行う荷重計測の算出タイミングをUML(Unified Modeling Language統一モデリング言語)にて記載している。   Here, the work determination in the work determination process S2 and its transition will be described with reference to FIG. FIG. 3 describes in UML (Unified Modeling Language unified modeling language) the transition of the work state of the dump truck and the load measurement calculation timing performed at the time of the transition.

ここでは、説明の便宜のために、空荷移動S21から開始するものととする。空荷状態S21から積込み状態S22への推移は、積込みが開始されたと判断された時点で行われる。処理装置10は、停止中に荷重が一定量増加した場合に積込みの開始と判断することができる。処理装置10は、積込み中は、キャブ内や車外に搭載された表示装置20へ常に現在の積込み量を表示している。   Here, for convenience of explanation, it is assumed that the process starts from the empty load movement S21. The transition from the empty state S21 to the loading state S22 is performed when it is determined that loading has started. The processing apparatus 10 can determine that loading is started when the load increases by a certain amount during the stop. During loading, the processing device 10 always displays the current loading amount on the display device 20 mounted inside the cab or outside the vehicle.

積込み状態S22から積荷移動S23の状態への推移は、積込み完了が判定された時点で行われる。処理装置10は、走行が開始された、もしくは、一定距離以上移動した時点で、積込み完了と判断することができる。この積込み完了と判断された時点で、処理装置10は、積込み停止時に算出されていた荷重計測値を積込み量としてRAM16に保存する。   The transition from the loading state S22 to the state of the load movement S23 is performed when loading completion is determined. The processing device 10 can determine that loading has been completed when the travel starts or when the processing device 10 moves a certain distance or more. When it is determined that the loading is completed, the processing device 10 stores the load measurement value calculated when the loading is stopped in the RAM 16 as a loading amount.

次に、積荷移動S23から放土S24への推移は、車両を後進した場合に行う。ここで、図4を用いて、ダンプトラック1によるホッパー30への放土時の経路について説明する。   Next, the transition from the load movement S23 to the earth release S24 is performed when the vehicle is moved backward. Here, the path | route at the time of earthing to the hopper 30 by the dump truck 1 is demonstrated using FIG.

ダンプトラック1は、経路(1)を走行することで、ホッパー30に対して背面を向ける。次に、経路(2)のように後進することで、ホッパー30にボディ2を近づけて放土を行う。そして、経路(3)によりホッパー30の位置から離脱する。そのダンプトラックの放土場所が変更されない限り、これらの経路パターンは同じであり、特に、経路(2)で後進が必要となることは共通となる。   The dump truck 1 travels along the route (1), and the back surface is directed toward the hopper 30. Next, as shown in the route (2), the body 2 is brought close to the hopper 30 to release the earth. And it leaves | separates from the position of the hopper 30 by a path | route (3). These route patterns are the same as long as the dump truck's release location is not changed, and in particular, it is common that reverse travel is required on route (2).

したがって、積荷移動S23から放土S24への推移は、車両を後進した場合に行うことができる。   Therefore, the transition from the load movement S23 to the earth release S24 can be performed when the vehicle is moved backward.

なお、図3において、放土S24の状態に推移した後でも、放土なしに一定距離以上の前進を行った場合は、処理装置10は、放土のための後進ではなかったと判断し、積荷移動S23の状態に戻る。   In FIG. 3, even after the transition to the state of earth release S24, if the vehicle advances forward more than a certain distance without earth release, the processing device 10 determines that it was not backward for earth release, and the load The state returns to the state of movement S23.

放土S24の状態では、処理装置10は、車体が後進している時の荷重のログを規定の間隔で行い、放土が終了した時点で、そのログを解析することで積載荷重の算出を行う。なお、通常の積荷走行と比べて後進移動を行う時間は短く、この間の荷重計測値を時系列データとして記録しても制御装置のメモリ16を使用する量も少なく済むため、時系列データを保存し、放土後に時系列データから振動や偏りを解析して荷重を算出するようにしてもよいものである。   In the state of the earthing S24, the processing device 10 performs a load log when the vehicle body is moving backward at a predetermined interval, and when the earthing is finished, the processing device 10 calculates the load load by analyzing the log. Do. It should be noted that the time required for reverse movement is shorter than that of normal load traveling, and even if the load measurement value during this time is recorded as time series data, the amount of use of the memory 16 of the control device can be reduced, so that time series data is saved. However, the load may be calculated by analyzing vibration and bias from the time-series data after releasing.

ここで、図4及び図5を用いて、放土時の荷重計測について説明する。図5の時刻t0〜t2が図4の経路(1)を走行中の各種状態を示している。図5(A)に示すように、トランスミッションギヤは2速を保持している。図5(B)に示すように、ボディ操作レバーは操作されていないものである。そして、図5(C)に示すように、車体速度は減速され、時刻t1においては、経路(1)から経路(2)に切り換えるため、車体速度は零となる。   Here, the load measurement at the time of earthing will be described with reference to FIGS. 4 and 5. Times t0 to t2 in FIG. 5 indicate various states during traveling on the route (1) in FIG. As shown in FIG. 5 (A), the transmission gear maintains the second speed. As shown in FIG. 5B, the body operation lever is not operated. Then, as shown in FIG. 5C, the vehicle body speed is decelerated, and at time t1, the vehicle body speed becomes zero because the route (1) is switched to the route (2).

時刻t2において、図5(A)に示すように、トランスミッションギヤが後進位置となると、この時点t2から荷重計測を開始する。そして、後進位置が保持されている時刻t3までの間、所定時間間隔で、荷重計測を継続する。   At time t2, as shown in FIG. 5A, when the transmission gear is in the reverse drive position, load measurement is started from time t2. Then, load measurement is continued at predetermined time intervals until time t3 when the reverse position is held.

その後、時刻t3において、図5(A)に示すように、トランスミッションギヤをニュートラル(中立)とした後、図5(B)に示すように、ボディ操作レバーを操作して、ボディを起床して放土を行う。時刻t5において放土が終了したとすると、図5(A)に示すようにトランスミッションギヤを1速として前進しながら、同時に図5(B)に示すように、ボディを降下する。   Thereafter, at time t3, as shown in FIG. 5 (A), the transmission gear is set to neutral (neutral), and then, as shown in FIG. 5 (B), the body operation lever is operated to wake up the body. Perform earthing. Assuming that earth release is completed at time t5, the body is lowered as shown in FIG. 5 (B) while moving forward with the transmission gear as the first speed as shown in FIG. 5 (A).

最後に、図3において、放土が終了したと判断した時点で、放土S24から再び空荷移動S21に状態を推移する。   Finally, in FIG. 3, when it is determined that the earthing has been completed, the state is changed from the earthing S24 to the empty load movement S21 again.

荷重量保存処理S3は、作業判定処理S2によって算出された荷重計測値をRAMメモリ16へ保存する。荷重計測値としては、積込み完了時の荷重計測値、空荷状態での荷重計測値、そして、放土前の後進の間の荷重計測値のそれぞれを保存する。この空荷移動から放土までの一連の作業の開始時刻と終了時刻を時計のタイムスタンプとして同時に保存し、また、空荷移動の距離と時間、積荷移動の距離と時間も同様に記録してもよいものである。   The load amount storage process S3 stores the load measurement value calculated by the work determination process S2 in the RAM memory 16. As load measurement values, load measurement values at the completion of loading, load measurement values in an unloaded state, and load measurement values during reverse travel before earth release are stored. The start time and end time of a series of operations from unloading to unloading are simultaneously saved as a clock time stamp, and the distance and time of unloading and the distance and time of unloading are recorded in the same way. Is also good.

以上説明したように、本実施形態では、放土S24の状態,すなわち、車体が後進している時の荷重のログを規定の間隔で行い、放土が終了した時点で、そのログを解析することで積載荷重の算出を行っている。ここで、ログの解析としては、例えば、図5(D)に示す荷重計測値の中で、時刻t2〜t3までの間の荷重計測値の平均を得て、その平均値から空荷荷重を引いて、積載荷重を求める。また、図5(D)の時刻t2〜t3の間に示すように、後進状態においても、時刻t2の直後は、後進開始直後であるため、計測される荷重値が安定しない場合もあり、また、時刻t3の直前は、停止のためにブレーキにより減速されている状態であるため、計測される荷重値が安定しない場合もあるので、時刻t2の直後と、時刻t3の直前の値を除いて平均値を取るようにすることもできる。   As described above, in this embodiment, the state of the earthing S24, that is, the load log when the vehicle body is moving backward is performed at a predetermined interval, and the log is analyzed when the earthing is finished. Thus, the load capacity is calculated. Here, as an analysis of the log, for example, in the load measurement values shown in FIG. 5D, the average of the load measurement values from time t2 to t3 is obtained, and the empty load is calculated from the average value. Pull to determine the load capacity. In addition, as shown between times t2 and t3 in FIG. 5D, even in the reverse state, the load value to be measured may not be stable because the time immediately after time t2 is immediately after the start of reverse movement. Since the vehicle is decelerated by the brake for stopping just before time t3, the measured load value may not be stable, so except for the values immediately after time t2 and immediately before time t3. It is also possible to take an average value.

鉱山や採石現場で稼動するダンプトラックの作業は、1)積込み場所への空荷での移動、2)積込み機による土砂の積込み、3)積込まれた土砂を放土場所へ運ぶ積荷での移動、4)ホッパー等のある放土場所での土砂の放土という4つに分別することができる。ここで、積荷荷重の計測は、土砂が積み込まれた後、土砂が放土される前に行う必要がある。また、停止中はシリンダの静止摩擦抵抗の影響で誤差が生じやすいので、走行中に計測する必要がある。さらに、路面に傾斜がなく、平地であり、しかも、路面の凹凸が少ない場所の方が測定精度が向上する。   The work of dump trucks operating at mines and quarry sites is 1) transporting by empty load to the loading site, 2) loading of earth and sand by the loader, and 3) loading of the loaded earth and sand to the discharge site. 4) It can be divided into 4 types: earth and sand release at a release place with a hopper. Here, the load load needs to be measured after the earth and sand are loaded and before the earth and sand are released. Moreover, since errors are likely to occur due to the influence of the static frictional resistance of the cylinder during stoppage, it is necessary to measure during running. Furthermore, the measurement accuracy is improved in a place where the road surface is not inclined, is flat, and the road surface is less uneven.

このような条件を満たす中で、放土においては、トラックのボディが後方に土砂を放土する構造であるため、通常は後進でホッパーに位置付けをした後にボディを上昇させ放土する。後進速度は低速で行われるために、ボディの揺れも少なくサスペンションのシリンダ圧の変動は小さい。そこで、本実施形態では、この放土における後進の間のシリンダ圧からダンプトラックの積載荷重を算出するようにしている。また、放土場所というのは場所が限定されているため、ダンプトラックの走行路の状態が一定であり、車体の傾斜によって生じる影響があったとしても、補正が容易である。   Under such conditions, the earth of the truck has a structure in which earth and sand are released rearward, so that the body is usually lifted and released after being positioned on the hopper in reverse. Since the reverse speed is low, the body does not sway and fluctuations in the cylinder pressure of the suspension are small. Therefore, in the present embodiment, the loading load of the dump truck is calculated from the cylinder pressure during reverse travel in the earth. In addition, since the place where the earth is released is limited, the state of the traveling path of the dump truck is constant, and even if there is an influence caused by the inclination of the vehicle body, the correction is easy.

以上の説明では、放土の際の後進を行う際に荷重計測して、積荷荷重を算出するものとしたが、本発明は、放土時の後進の際に限らず、車体の揺れやシリンダの摩擦抵抗の影響が低減できるダンプトラックの作業状態の時に、荷重を計測して、積荷荷重を算出する場合でもよいものである。このようなダンプトラックの作業状態とは、より具体的には、積荷を積み移動している状態であり、移動を行っている間の荷重計測値を記録して、積荷荷重を求めるようにする。このような作業状態としては、放土の際の後進だけでなく、例えば、放土場所において前進している際に、所定の計測区間を設けることも可能である。図4に示した例において、経路(2)は放土の際に後進している経路であるが、経路(1)は放土場所において前進している状態である。放土場所は、ダンプトラックの走行路の状態が一定であるため、安定した測定に適しており、例えば、経路(1)において、所定の前進低速定速走行区間を設け、所定の速度以下で所定の時間以上前進走行していることを判定して、荷重を計測し、積荷荷重を算出するようにしてもよいものである。   In the above description, load measurement is performed by calculating the load when performing reverse travel during earth release. However, the present invention is not limited to backward travel during earth release, but the vehicle body shake and cylinder The load load may be calculated by measuring the load when the dump truck is in a working state in which the influence of the frictional resistance can be reduced. More specifically, such a working state of the dump truck is a state in which a load is loaded and moved, and a load measurement value is recorded while the load is being moved to obtain a load load. . As such a working state, it is possible to provide a predetermined measurement section not only when the earth is released but also when moving forward at the earthing place. In the example shown in FIG. 4, the route (2) is a route that moves backward at the time of earthing, but the route (1) is in a state of moving forward at the earthing location. The dumping place is suitable for stable measurement because the condition of the traveling path of the dump truck is constant. For example, in the route (1), a predetermined forward low speed constant speed traveling section is provided, and the traveling speed is below a predetermined speed. It may be determined that the vehicle is traveling forward for a predetermined time or more, the load is measured, and the load is calculated.

なお、処理装置10は、荷重計測値の記録のみ行い、記録された荷重計測値をメモリカード等に記録する方法をとるようにしてもよいものである。そして、メモリカードに記録された荷重計測値を外部の管理装置で読み出して、予め登録してある空荷荷重のデータを用いて、積荷荷重を算出するようにしてもよいものである。   The processing device 10 may be configured to record only the load measurement values and record the recorded load measurement values on a memory card or the like. Then, the load measurement value recorded in the memory card may be read out by an external management device, and the load load may be calculated using the data of the empty load registered in advance.

以上説明したように、本実施形態によれば、ダンプトラックの作業のうち、車体の揺れやシリンダの摩擦抵抗の低減が望まれる放土前の後進時での荷重計測が可能であり、荷重計測値の精度を向上することができる。   As described above, according to the present embodiment, it is possible to perform load measurement at the time of reverse travel before releasing the earth, in which it is desired to reduce the vibration of the vehicle body and the frictional resistance of the cylinder in the work of the dump truck. The accuracy of the value can be improved.

本発明の一実施形態による荷重計測装置が適用されるダンプトラックの構成を示す側面図である。It is a side view showing composition of a dump truck to which a load measuring device by one embodiment of the present invention is applied. 本発明の一実施形態による建設機械の荷重計測装置の構成を示すシステムブロック図である。It is a system block diagram which shows the structure of the load measuring device of the construction machine by one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態による建設機械の荷重計測装置における作業判定処理S2の状態遷移図である。It is a state transition diagram of work determination processing S2 in the load measuring device for construction machine according to one embodiment of the present invention. ダンプトラックによる放土時の経路説明図である。It is route explanatory drawing at the time of earthmoving by a dump truck. ダンプトラックによる放土時のタイミングチャートである。It is a timing chart at the time of earthmoving by a dump truck.

符号の説明Explanation of symbols

1…車体
2…ボデイ
3…ボディ操作シリンダ
4…サスペンションシリンダ
5…シリンダ圧カセンサ
6…シフトギヤ位置信号
7…車体速度信号
8…ボディ操作レバー
10…処理装置
20…表示装置
S1…荷重計測処理
S2…作業判定処理
S3…荷重量保存処理
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Vehicle body 2 ... Body 3 ... Body operation cylinder 4 ... Suspension cylinder 5 ... Cylinder pressure signal sensor 6 ... Shift gear position signal 7 ... Vehicle body speed signal 8 ... Body operation lever 10 ... Processing device 20 ... Display device S1 ... Load measurement processing S2 ... Work determination process S3 ... Load amount storage process

Claims (3)

積荷を搭載するボディ及び建設機械の車体を支持する複数のサスペンションシリンダの圧力を計測する圧力計測手段を有し、
この圧力検出手段によって計測された圧力の値から積荷の荷重を算出する建設機械の荷重計測装置において、
前記車体を操作する操作信号と、前記車体の速度を計測する速度信号に基づいて、前記車体の揺れやシリンダの摩擦抵抗の影響が低減できる建設機械の作業状態を判定する判定手段を備え、
車体動作の安定した時点での荷重計測値を記録することを特徴とする建設機械の荷重計測装置。
A pressure measuring means for measuring the pressure of a plurality of suspension cylinders for supporting a body for loading a load and a vehicle body of a construction machine;
In the load measuring device of the construction machine that calculates the load of the load from the pressure value measured by the pressure detecting means,
Based on an operation signal for operating the vehicle body and a speed signal for measuring the speed of the vehicle body, the determination means includes a determination unit that determines a working state of the construction machine that can reduce the influence of the vibration of the vehicle body and the frictional resistance of the cylinder,
A load measuring device for a construction machine, which records a load measurement value at a stable point of vehicle operation.
請求項1記載の建設機械の荷重計測装置において、
前記建設機械の作業状態は、積荷を積み移動している状態であり、移動を行っている間の荷重計測値を記録することを特徴とする建設機械の荷重計測装置。
In the load measuring device of the construction machine according to claim 1,
The working state of the construction machine is a state in which a load is loaded and moved, and a load measurement value is recorded while the load is being moved.
請求項1記載の建設機械の荷重計測装置において、
前記車体の揺れやシリンダの摩擦抵抗の影響が低減できるダンプトラックの作業状態として放土の状態を判定し、放土の際に行う後進の間の荷重計測値を記録することを特徴とする建設機械の荷重計測装置。
In the load measuring device of the construction machine according to claim 1,
A construction characterized by determining a state of earthing as a working state of a dump truck capable of reducing the influence of the body vibration and the frictional resistance of the cylinder, and recording a load measurement value during reverse traveling performed at the time of earthing Machine load measuring device.
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