JP2012185006A

JP2012185006A - Load measuring apparatus and measuring method using construction machine

Info

Publication number: JP2012185006A
Application number: JP2011047667A
Authority: JP
Inventors: Hideto Ishibashi; 英人石橋
Original assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Current assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Priority date: 2011-03-04
Filing date: 2011-03-04
Publication date: 2012-09-27

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To easily, promptly and more accurately measure the load of a hydraulic cylinder required for measuring the weight of an object to be measured.SOLUTION: An object to be measured, which is held by a fork grapple 14 of a work device 10, is carried up to a predetermined height position by performing a boom-up operation of a boom cylinder 15, stopped and then temporarily operated in a boom-down direction by the boom cylinder 15. Next, this boom-down operation is stopped and after the lapse of a little time, the boom cylinder is commanded to be adjusted down in the boom-down direction from a controller 25. When this control-down command is outputted, the boom is not moved or downward operation is performed just for s shorter stroke than boom-down operation.

Description

本発明は、ブームを有する作業装置をフレームに装着した建設機械を用いて、被測定物の重量を計測するために、ブームシリンダに作用する荷重を測定する荷重測定装置及び測定方法に関するものである。 The present invention relates to a load measuring device and a measuring method for measuring a load acting on a boom cylinder in order to measure the weight of an object to be measured using a construction machine having a work device having a boom mounted on a frame. .

特許文献１に示されているように、建設機械としての油圧ショベルを用いて測定対象となる被測定物の重量を計測することは可能である。この特許文献１では、油圧ショベルのバケットを含む作業装置にフックを設け、このフックに被測定物を吊り下げて、ブーム上げ動作を行って、この被測定物を地上から持ち上げた状態に保持するようになし、このときに作用するブームシリンダの油圧力に基づく荷重を測定して、被測定物の重量を演算で求めるようにしている。ブームシリンダには被測定物だけでなく、作業装置全体の荷重が作用していることから、作業装置の姿勢状態に応じた荷重を測定して、この作業装置の荷重を差し引くことによって、被測定物の重量が計測されることになる。 As shown in Patent Document 1, it is possible to measure the weight of an object to be measured using a hydraulic excavator as a construction machine. In this Patent Document 1, a work device including a bucket of a hydraulic excavator is provided with a hook, the object to be measured is suspended from the hook, a boom raising operation is performed, and the object to be measured is held in a lifted state from the ground. The load based on the hydraulic pressure of the boom cylinder acting at this time is measured, and the weight of the object to be measured is obtained by calculation. Since the load of the entire work device is acting on the boom cylinder, not only the object to be measured, measure the load according to the posture state of the work device, and subtract the load of this work device to measure The weight of the object will be measured.

特許文献１によれば、被測定物を吊り下げたときに、ブームシリンダの保持力と、作業装置の姿勢状態に基づくブーム及びアームの重量、より正確にはこれらの重量とバケット等のフロントアタッチメントの重量とに基づいて、この被測定物の重量計測を行うことができるとされている。 According to Patent Literature 1, when the object to be measured is suspended, the holding force of the boom cylinder and the weight of the boom and arm based on the posture state of the working device, more precisely, the weight and the front attachment such as a bucket. The weight of the object to be measured can be measured based on the weight of the object.

ブーム，アーム及びフロントアタッチメントの重量は既知である。そして、フレームに対するブームの角度と、ブームの先端に連結したアームのブームとの角度とを検出することによって、作業装置の姿勢が検出される。また、ブームシリンダの保持力の測定はロッド室側とボトム室側の受圧面積差とロッド室及びボトム室とに作用する圧力を検出することにより得られる。ここで、ブームシリンダは、通常、シリンダチューブの端部がフレームに取り付けられており、ピストンロッドの先端がブームの中間位置に取り付けられている。そして、ピストンのボトム側及びロッド側の受圧面積をそれぞれＡＰｂ，ＡＰｒとし、またボトム室及びロッド室に作用する圧力をＰｂ，Ｐｒとしたときに、保持力Ｆは（Ｐｂ×ＡＰｂ−Ｐｒ×ＡＰｒ）となる。 The weight of the boom, arm and front attachment is known. And the attitude | position of a working device is detected by detecting the angle of the boom with respect to a flame | frame, and the angle of the boom of the arm connected with the front-end | tip of a boom. Also, the measurement of the holding force of the boom cylinder can be obtained by detecting the pressure receiving area difference between the rod chamber side and the bottom chamber side and the pressure acting on the rod chamber and the bottom chamber. Here, in the boom cylinder, the end of the cylinder tube is usually attached to the frame, and the tip of the piston rod is attached to the middle position of the boom. When the pressure receiving areas on the bottom side and the rod side of the piston are APb and APr, respectively, and the pressure acting on the bottom chamber and the rod chamber are Pb and Pr, the holding force F is (Pb × APb−Pr × APr). )

ここで、保持力Ｆは、ブームシリンダが受承している全荷重であるが、この保持力Ｆからブームシリンダに作用している作業装置の荷重を差し引くために、ブームの基端部、つまりブームフート部におけるその回動中心から、ブームシリンダの取付部までの距離をＬとし、ブームの重心位置までの水平距離をｘ１、アームの重心位置までの水平距離をｘ２、さらに被測定物を保持しているフロントアタッチメントの重心位置までの水平距離をｘ３とし、またブームの重量をＷ１，アームの重量をＷ２、フロントアタッチメントの重量をＷ３としたときに、被測定物の重量Ｗは、Ｗ＝Ｌ／ｘ３×｛Ｆ×Ｌ−（Ｗ２×ｘ２）−（Ｗ１×ｘ１）｝−Ｗ３を演算することにより計測できる。 Here, the holding force F is the total load received by the boom cylinder. In order to subtract the load of the working device acting on the boom cylinder from the holding force F, the base end of the boom, that is, The distance from the pivot center of the boom foot to the boom cylinder mounting part is L, the horizontal distance to the center of gravity of the boom is x1, the horizontal distance to the center of gravity of the arm is x2, and the object to be measured is held. When the horizontal distance to the center of gravity of the front attachment is x3, the weight of the boom is W1, the weight of the arm is W2, and the weight of the front attachment is W3, the weight W of the object to be measured is W = L It can be measured by calculating / x3 * {F * L- (W2 * x2)-(W1 * x1)}-W3.

以上のようにして被測定物の重量の計測を行うことができるが、ブームシリンダによるブーム上げ動作により被測定物を地上から浮上させて、所定の高さ位置まで持ち上げた状態で、ブームシリンダの作動を停止させ、このブームシリンダの荷重、つまりブームシリンダの保持力Ｆを測定する。ただし、ブーム上げ動作を行った直後では、ブームシリンダのボトム側に保持力Ｆ以上の圧力が作用している場合があり、このために正確な測定が行われない可能性がある。 Although the weight of the object to be measured can be measured as described above, the boom cylinder is lifted from the ground by the boom raising operation by the boom cylinder and lifted to a predetermined height position. The operation is stopped, and the load of the boom cylinder, that is, the holding force F of the boom cylinder is measured. However, immediately after the boom raising operation is performed, a pressure higher than the holding force F may be applied to the bottom side of the boom cylinder, and therefore, accurate measurement may not be performed.

油圧シリンダが何らかの力が作用して両油室間で圧力の均衡がとれていない状態で停止しても、本来であれば時間の経過とともに圧力のバランスが回復することになる。しかしながら、ピストンとシリンダチューブ内面との間に、またピストンロッドのシリンダチューブからの導出部にシール部材が介在しており、これらの部位には静止摩擦力が作用している。従って、圧力が不均衡な状態で停止したときには、静止摩擦力により保持されている圧力分が測定誤差となる。このために高い測定精度が得られない。 Even if the hydraulic cylinder is stopped in a state where pressure is not balanced between the two oil chambers due to some force, the pressure balance is restored over time. However, a seal member is interposed between the piston and the inner surface of the cylinder tube, and in a lead-out portion of the piston rod from the cylinder tube, and a static frictional force acts on these portions. Accordingly, when the pressure is stopped in an unbalanced state, the pressure component held by the static friction force becomes a measurement error. For this reason, high measurement accuracy cannot be obtained.

以上の点を勘案して、特許文献１では、ブームシリンダのボトム室及びロッド室を油圧ポンプと作動油タンクと接続する方向切換弁を交互に切り換える構成としている。その結果、ピストンの両受圧面に交互に油圧が作用して、ブームシリンダが伸縮しない程度で微小振動することになって、ピストンに作用する静止摩擦力を減殺することができ、もって静止摩擦力の影響による測定誤差を防止するようにしている。 In consideration of the above points, in Patent Document 1, the direction switching valve that connects the bottom chamber and the rod chamber of the boom cylinder to the hydraulic pump and the hydraulic oil tank is alternately switched. As a result, hydraulic pressure acts alternately on both pressure-receiving surfaces of the piston and the boom cylinder vibrates slightly to the extent that it does not expand and contract, so that the static friction force acting on the piston can be reduced, and the static friction force Measurement errors due to the influence of the are prevented.

特開２００７−１９７１１３号公報JP 2007-197113 A

しかしながら、ブームシリンダの保持力を測定するためには、このブームシリンダのボトム室とロッド室との圧力を検出することから、安定した測定を行うには、これら２室の圧力が変動しないようにするのが望ましい。特許文献１のように、交互に油圧を作用させるようにすると、荷重測定の際に、この圧力変動要因を除去しなければならず、このために演算が複雑になる等といった問題点がある。 However, in order to measure the holding force of the boom cylinder, the pressures in the bottom chamber and the rod chamber of the boom cylinder are detected. Therefore, in order to perform stable measurement, the pressures in these two chambers are not changed. It is desirable to do. If the hydraulic pressure is applied alternately as in Patent Document 1, this pressure fluctuation factor must be removed when measuring the load, which causes problems such as complicated calculations.

ところで、ブームシリンダを極めて緩やかに停止させると、ロッド室とボトム室との間における圧力の不均衡を解消することができ、荷重測定の精度を向上させることができる。特に、ブームを上げ動作させている間はボトム室側に駆動圧が作用していることから、ブーム上げ動作を行った後、一度ブームシリンダを停止させ、次いで下げ動作を行わせるようになし、この下げ動作の停止を極めて緩やかに行うと、ピストンのいずれの受圧面にも余剰の油圧力が作用することがなくなり、ブームシリンダによる保持力である荷重を正確に測定することができる。しかしながら、そうすると、ブームの動作が緩慢になって、荷重測定に多大の時間を要することになる。 By the way, if the boom cylinder is stopped very gently, the pressure imbalance between the rod chamber and the bottom chamber can be eliminated, and the accuracy of load measurement can be improved. In particular, since the drive pressure is acting on the bottom chamber side while raising the boom, after performing the boom raising operation, the boom cylinder is once stopped and then lowered. If the lowering operation is stopped very gently, no excessive oil pressure is applied to any pressure receiving surface of the piston, and the load, which is the holding force by the boom cylinder, can be accurately measured. However, if it does so, operation | movement of a boom will become slow and will require much time for load measurement.

本発明は以上の点に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、被測定物の重量を計測するために必要な油圧シリンダの荷重を簡便かつ迅速に、しかもより正確に測定できるようにすることにある。 The present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to easily and quickly measure the load of a hydraulic cylinder necessary for measuring the weight of an object to be measured more accurately. There is to be able to do it.

前述した目的を達成するために、被測定物の重量を計測するために、建設機械のフレームに装着され、ブームシリンダにより上げ下げ動作するブームを有する作業装置と、この作業装置に設けられ、前記被測定物を保持する被測定物保持手段とを備え、ブーム上げ動作により前記被測定物を持ち上げた状態で、前記ブームシリンダのピストンで区画形成されるボトム室とロッド室との圧力を測定して、このブームシリンダの荷重を測定する荷重測定装置の発明としては、前記ブームシリンダを駆動するために、このブームシリンダの前記２つの油室を、油圧ポンプと作動油タンクとの間に切り換える流路切換手段と、前記流路切換手段により前記被測定物を保持したブーム上げ動作を行って停止させた後に、ブーム下げ動作を行わせるブーム下げ動作制御手段とを備え、前記ブーム下げ動作制御手段は、一度ブーム下げ指令を出力し、次いで前記ブームシリンダを停止させた後に、少なくとも１度前記ブームシリンダをブーム下げ方向に向けて調整下げ指令を出力するものであり、前記調整下げ指令が出力されたときには、前記ブームは動かないか、若しくはブーム下げ動作時より短いストロークだけ下げ動作を行うように設定する構成としたことをその特徴とするものである。 In order to achieve the above-described object, in order to measure the weight of an object to be measured, a working device having a boom attached to a frame of a construction machine and moving up and down by a boom cylinder is provided, and the working device is provided with the working device. An object holding means for holding an object to be measured, and in a state where the object to be measured is lifted by a boom raising operation, a pressure between a bottom chamber and a rod chamber defined by a piston of the boom cylinder is measured. As an invention of a load measuring device for measuring the load of the boom cylinder, a flow path for switching the two oil chambers of the boom cylinder between a hydraulic pump and a hydraulic oil tank in order to drive the boom cylinder. A boom for performing a boom lowering operation after a boom raising operation for holding the object to be measured by the switching means and the flow path switching means is stopped. The boom lowering operation control means outputs a boom lowering command once, and then stops the boom cylinder, and then adjusts the boom cylinder toward the boom lowering direction at least once. When the adjustment lowering command is output, the boom is set not to move or to perform a lowering operation for a shorter stroke than that during the boom lowering operation. Is.

ブーム及びアームの重量は既知である。また、アームにはアタッチメントとして、被測定物保持手段が装着され、この被測定物保持手段の重量も既知である。この被測定物保持手段は、フックやグラップル等が用いられ、またバケットに収容させた土砂の重量を計測する際において、バケットそのものも被測定物保持手段として機能する。被測定物保持手段がアームに対して、鉛直方向等というように、一定の角度とした状態で測定される場合には、計測上ではアームと一体物とみなすことができる。重量計測時にアームと被測定物保持手段との角度が変化する場合には、ブームフート部の回動中心から、重量Ｗ１となったブームの重心位置までの水平距離ｘ１、重量Ｗ２のアームの重心位置までの水平距離ｘ２、重量Ｗ３を有する被測定物保持手段の重心位置までの水平距離ｘ３とし、被測定物の重量ＷはＷ＝Ｌ／ｘ３×｛Ｆ×Ｌ−（Ｗ３×ｘ３）−（Ｗ２×ｘ２）−（Ｗ１×ｘ１）｝として演算することになる。 The weight of the boom and arm is known. Further, an object holding means is attached to the arm as an attachment, and the weight of the object holding means is also known. As the measured object holding means, a hook, a grapple or the like is used, and when measuring the weight of earth and sand accommodated in the bucket, the bucket itself also functions as the measured object holding means. When the measured object holding means is measured at a constant angle with respect to the arm, such as in the vertical direction, it can be regarded as an integral part of the arm for measurement. When the angle between the arm and the measured object holding means changes during weight measurement, the horizontal distance x1 from the pivot center of the boom foot part to the center of gravity of the boom having the weight W1, and the center of gravity of the arm having the weight W2 The horizontal distance x3 to the position of the center of gravity of the measured object holding means having the horizontal distance x2 and the weight W3, and the weight W of the measured object is W = L / x3 × {F × L− (W3 × x3) − ( W2 × x2) − (W1 × x1)} is calculated.

被測定物保持手段は、測定対象となる被測定物を保持して、少なくともブームシリンダを駆動して、ブーム上げ動作を行い、この被測定物を地上から持ち上げる。ここで、ブームシリンダは一般に、ピストンで区画形成されるシリンダチューブの内部の室のうち、ボトム室が下方に位置し、ロッド室が上方に位置することになる。従って、ブーム上げ動作はボトム室にポンプ圧を作用させ、ロッド室をタンク圧とし、ブーム下げ動作はその逆の接続状態とする。ブームシリンダのボトム室に駆動圧を作用させて、ブーム上げ動作により被測定物を所定の高さに持ち上げた状態で停止させたときには、このボトム室に作用している駆動圧によりロッド室との間で圧力バランスが失われた状態となっており、ブームシリンダを停止させても、このブームシリンダのシール部材に作用している静止摩擦力によりこの圧力不均衡は解消されない。 The measured object holding means holds the measured object to be measured, drives at least the boom cylinder, performs a boom raising operation, and lifts the measured object from the ground. Here, the boom cylinder generally has a bottom chamber located below and a rod chamber located above among the chambers inside the cylinder tube defined by the piston. Accordingly, the boom raising operation applies pump pressure to the bottom chamber, the rod chamber is set to the tank pressure, and the boom lowering operation is set to the opposite connection state. When driving pressure is applied to the bottom chamber of the boom cylinder and the object to be measured is stopped at a predetermined height by the boom raising operation, the driving pressure applied to the bottom chamber Even if the boom cylinder is stopped, the pressure imbalance cannot be eliminated by the static frictional force acting on the seal member of the boom cylinder.

ブーム上げ動作時にブームシリンダに作用していた駆動圧を除去するために、ブームの上げ動作停止後に、一度ブーム下げ動作を行わせる。これによって、駆動圧に基づく圧力の偏在は解消される。ただし、ブーム下げ動作を停止させたときには、慣性力の作用等でブームシリンダの内部圧力が変動する。ここで、軽い被測定物を低速で作動させている状態で停止させたときには、殆ど圧力の変動は発生しないが、被測定物の重量が大きいほど、またブームシリンダの停止直前の速度が速いほど変動が大きなものとなる。さらに、作業装置の停止時の姿勢によっても、圧力変動が生じることになる。 In order to remove the driving pressure applied to the boom cylinder during the boom raising operation, the boom lowering operation is performed once after the boom raising operation is stopped. Thereby, the uneven distribution of the pressure based on the driving pressure is eliminated. However, when the boom lowering operation is stopped, the internal pressure of the boom cylinder fluctuates due to the action of inertial force or the like. Here, when a light object to be measured is stopped while operating at a low speed, the pressure hardly fluctuates. However, the weight of the object to be measured increases and the speed immediately before the stop of the boom cylinder increases. Fluctuations are significant. Furthermore, pressure fluctuations also occur depending on the posture when the working device is stopped.

そこで、次の段階において、この圧力の変動に基づく測定のばらつきを解消する。このために、ブームシリンダをブーム下げ方向に向けて調整下げ指令を出力する。ここで、この調整下げ指令があっても、実際にブーム下げの動作しないか、またはブーム下げ動作が行われても、その動作は短時間で緩停止させ、もって圧力バランスの変動が解消されない。ブーム下げ指令があり、また調整下げ指令があれば、ブームシリンダのロッド室にポンプ圧を作用させることになる。ブーム下げの動作時には、ボトム室はタンク圧とすることが必須であるが、調整下げ指令が出力された時には、ボトム室を作動油タンクと必ず接続しなければならない訳ではない。即ち、調整下げ時にブームは圧力の不均衡を解消するだけで、シリンダそのものは動かなくても差し支えなく、またブーム下げの動作が実際に行われても良い。ただし、ブームが下がるように動作させるにしても、調整下げ動作の前に行ったブーム下げ動作時より短いストロークとする。さらに、この調整下げ指令が出された時に、実際に下げ動作が行われる場合には、動作は１回だけでなく、２回以上行うようにしても良い。複数回調整下げを行う場合には、先行の調整下げ時より後続の調整下げ時の方のストロークを小さくする。 Therefore, in the next stage, measurement variations based on this pressure fluctuation are eliminated. For this purpose, an adjustment lowering command is output with the boom cylinder directed in the boom lowering direction. Here, even if this adjustment lowering command is issued, even if the boom lowering operation is not actually performed or the boom lowering operation is performed, the operation is slowly stopped in a short time, and the fluctuation of the pressure balance is not eliminated. If there is a boom lowering command and an adjustment lowering command, the pump pressure is applied to the rod chamber of the boom cylinder. During the boom lowering operation, it is essential that the bottom chamber has a tank pressure. However, when the adjustment lowering command is output, it is not always necessary to connect the bottom chamber to the hydraulic oil tank. That is, at the time of adjustment lowering, the boom only eliminates the pressure imbalance, the cylinder itself may not move, and the boom lowering operation may actually be performed. However, even if the boom is moved down, the stroke is shorter than that during the boom lowering operation performed before the adjustment lowering operation. Further, when the lowering operation is actually performed when this adjustment lowering command is issued, the operation may be performed not only once but also twice or more. In the case of performing adjustment lowering a plurality of times, the stroke at the time of subsequent adjustment lowering is made smaller than that at the previous adjustment lowering.

従って、調整下げ時には流量及び圧力と切換時間を厳格に制御する必要がある。この調整下げ指令を手動操作で行うこともできるが、制御の正確性を考慮して、電磁的に流路の切り換えを行うように構成するのが望ましい。このためには、流路切換手段を油圧パイロット式の方向切換弁で構成した場合には、ブーム下げ及び調整下げ指令は、電磁弁の操作により制御される構成となし、より好ましくは出力圧を微細に調整できる電磁比例弁を用いるようになし、ブーム下げ動作制御手段は、電磁弁の励磁電圧及び励磁時間により制御する。 Therefore, it is necessary to strictly control the flow rate, pressure, and switching time at the time of adjustment reduction. Although this adjustment lowering command can be manually operated, it is desirable that the flow path is switched electromagnetically in consideration of the accuracy of control. For this purpose, when the flow path switching means is constituted by a hydraulic pilot type directional switching valve, the boom lowering and adjustment lowering commands are not controlled by operation of the electromagnetic valve, more preferably the output pressure is set. The electromagnetic proportional valve that can be finely adjusted is used, and the boom lowering operation control means is controlled by the excitation voltage and the excitation time of the solenoid valve.

また、流路切換手段を、手動操作レバーで操作するのではなく、電気レバーで操作される電磁パイロット式の方向切換弁を有する構成とすることができる。この場合には、ブーム下げ及び調整下げを行うブーム下げ動作制御手段は、電磁パイロット部の励磁電圧及び励磁時間により制御する構成とすることになる。 Further, the flow path switching means can be configured to have an electromagnetic pilot type direction switching valve that is operated by an electric lever instead of being operated by a manual operation lever. In this case, the boom lowering operation control means for performing the boom lowering and adjustment lowering is controlled by the excitation voltage and the excitation time of the electromagnetic pilot unit.

一方、被測定物の重量を計測するために、建設機械のフレームに装着され、ブームシリンダにより上げ下げ動作するブームを有する作業装置に被測定物保持手段を設け、この被測定物保持手段により前記被測定物を持ち上げたブームシリンダの荷重を測定する荷重測定方法の発明としては、前記ブームシリンダを作動させて、前記被測定物保持手段で保持されている前記被測定物を持ち上げるブーム上げ動作を行わせ、次いでブームシリンダを作動させて、一度ブーム下げ動作を行わせた後、このブームシリンダを停止させ、さらにブームの調整下げ指令が出力されても、前記ブームは実際には動かないか、若しくはブーム下げ動作時より短いストロークだけ下げ動作を行うようになし、この調整下げ終了後に、前記ブームシリンダのピストンで区画形成されている２つの油室の圧力を測定することを特徴としている。 On the other hand, in order to measure the weight of an object to be measured, an object holding means is provided on a working device that is mounted on a frame of a construction machine and has a boom that moves up and down by a boom cylinder. As an invention of a load measuring method for measuring a load of a boom cylinder that lifts a measurement object, a boom raising operation for lifting the measurement object held by the measurement object holding means by operating the boom cylinder is performed. Then, after operating the boom cylinder to perform the boom lowering operation once, the boom cylinder is stopped, and even if a boom adjustment lowering command is output, the boom does not actually move, or The boom cylinder is lowered only by a stroke shorter than that during the boom lowering operation. It is characterized in in that for measuring the pressure in the two oil chambers which are partitioned and formed.

建設機械の作業装置における被測定物保持手段のブームシリンダを作動させて、被測定物を持ち上げた状態で、ブームシリンダによる荷重を簡便かつ迅速に、しかも正確に測定することができる。 The load by the boom cylinder can be measured easily, quickly and accurately in a state where the boom cylinder of the measured object holding means in the working device of the construction machine is operated and the measured object is lifted.

被測定物の重量の計測を行う建設機械の一例として、フォークグラップルを装着した油圧ショベルの構成説明図である。FIG. 2 is a configuration explanatory diagram of a hydraulic excavator equipped with a fork grapple as an example of a construction machine that measures the weight of a measurement object. 被測定物の荷重を測定する機構の回路構成図である。It is a circuit block diagram of the mechanism which measures the load of to-be-measured object. 被測定物の荷重測定を行うための油圧回路図である。It is a hydraulic circuit diagram for performing the load measurement of a to-be-measured object. 荷重測定のタイミングチャート図である。It is a timing chart figure of load measurement. 被測定物の荷重測定を行うための第２の実施形態を示す油圧回路図である。It is a hydraulic circuit diagram which shows 2nd Embodiment for performing the load measurement of a to-be-measured object. 被測定物の荷重測定を行うための第３の実施形態を示す油圧回路図である。It is a hydraulic circuit diagram which shows 3rd Embodiment for performing the load measurement of a to-be-measured object.

以下、図面に基づいて本発明の実施の形態について説明する。まず、図１に被測定物の重量計測を可能する構成とした建設機械の一例としての油圧ショベルを示す。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. First, FIG. 1 shows a hydraulic excavator as an example of a construction machine configured to be able to measure the weight of an object to be measured.

図中において、１は下部走行体、２は上部旋回体である。上部旋回体２には、オペレータが機械を操作するために搭乗する運転室３が設けられ、運転室３内には、図示は省略するが、複数の操作レバー等といった操作手段が装着されている。 In the figure, 1 is a lower traveling body and 2 is an upper turning body. The upper swing body 2 is provided with a cab 3 in which an operator gets on to operate the machine. In the cab 3, operation means such as a plurality of operation levers are mounted although not shown. .

上部旋回体２には作業装置１０が設けられている。作業装置１０は、上部旋回体２のフレームに俯仰動作可能に設けたブーム１１と、このブーム１１の先端に回動可能に連結して設けたアーム１２と、このアーム１２の先端にリンク機構１３を介して連結したフロントアタッチメントとから構成されている。フロントアタッチメントは目的や用途に合わせて適宜のものを装着することができる。図示したものにあっては、フォークグラップル１４が用いられている。 A working device 10 is provided on the upper swing body 2. The working device 10 includes a boom 11 provided on the frame of the upper swing body 2 so as to be able to be lifted and lowered, an arm 12 connected to the tip of the boom 11 so as to be rotatable, and a link mechanism 13 at the tip of the arm 12. It is comprised from the front attachment connected via. A suitable front attachment can be attached according to the purpose and application. In the illustrated case, a fork grapple 14 is used.

ブーム１１はブームシリンダ１５により駆動され、アーム１２はアームシリンダ１６により駆動される。また、アーム１２の先端に設けたフォークグラップル１４を駆動するリンク機構１３はアタッチメント駆動シリンダ１７により駆動されるものである。そして、フォークグラップル１４は、複数の保持爪１４ａ、通常は４箇所の保持爪１４ａを有するものであり、これらの保持爪１４ａは開閉可能となっている。なお、この保持爪１４ａはフォークグラップル１４に内蔵した油圧シリンダで開閉操作されるが、このフォークグラップル１４の開閉機構については、従来から周知であるので、図示及び具体的な説明は省略する。 The boom 11 is driven by a boom cylinder 15, and the arm 12 is driven by an arm cylinder 16. The link mechanism 13 for driving the fork grapple 14 provided at the tip of the arm 12 is driven by an attachment drive cylinder 17. The fork grapple 14 has a plurality of holding claws 14a, usually four holding claws 14a, and these holding claws 14a can be opened and closed. The holding claw 14a is opened / closed by a hydraulic cylinder built in the fork grapple 14. The opening / closing mechanism of the fork grapple 14 is well known in the art, and illustration and detailed description thereof are omitted.

作業装置１０のフォークグラップル１４で被測定物を保持して、少なくともブームシリンダ１５を作動させることによって、ブーム１１の上げ動作を行わせ、もって被測定物を持ち上げる。そして、このときのブームシリンダ１５に作用する荷重を測定することによって、ブームシリンダ１５の保持力が測定されて、この保持力と、ブーム１１，アーム１２及びフォークグラップル１４の重量と、作業装置１０の姿勢とから所定の演算を行うことによって、被測定物の重量を計測される。 The object to be measured is held by the fork grapple 14 of the working device 10 and at least the boom cylinder 15 is operated to cause the boom 11 to be raised, thereby lifting the object to be measured. And the holding force of boom cylinder 15 is measured by measuring the load which acts on boom cylinder 15 at this time, this holding force, the weight of boom 11, arm 12, and fork grapple 14, and working device 10 are measured. The weight of the object to be measured is measured by performing a predetermined calculation from the posture.

このために、油圧ショベルには、図２に示した重量計測用の回路構成を備えている。まず、作業装置１０の姿勢を検出するために、ブームフート部と、ブーム１１とアーム１２との連結部と、アーム１２とフォークグラップル１４との連結部とには、それぞれブーム角度センサ２０，アーム角度センサ２１及びアタッチメント角度センサ２２を備えている。また、ブームシリンダ１５のボトム室とロッド室との圧力を検出するために、ブームボトム圧力センサ２３とブームロッド圧力センサ２４とが設けられている。 For this purpose, the hydraulic excavator is provided with the circuit configuration for weight measurement shown in FIG. First, in order to detect the posture of the work device 10, a boom foot sensor, a connecting part between the boom 11 and the arm 12, and a connecting part between the arm 12 and the fork grapple 14 are respectively provided with a boom angle sensor 20 and an arm angle. A sensor 21 and an attachment angle sensor 22 are provided. Further, a boom bottom pressure sensor 23 and a boom rod pressure sensor 24 are provided in order to detect the pressure between the bottom chamber and the rod chamber of the boom cylinder 15.

以上の各センサ２０〜２４の検出信号はコントローラ２５に取り込まれて、このコントローラ２５により所定の演算処理を行うことによって、被測定物の重量が計測される。ここで、ブームボトム圧力センサ２３及びブームロッド圧力センサ２４の測定値から直接ブームシリンダ１５に作用する荷重、つまりブームシリンダ１５の保持力が確定するものではなく、測定値から誤差成分を除去する必要がある。このために、運転室３内にはタッチパネル式のモニタ２６が設けられており、このモニタ２６に設けたスイッチを操作することによって、被測定物の重量計測が行われる。ここで、被測定物の重量計測に関連するスイッチとしては、計測スイッチ２７と積算スイッチ２８とである。また、モニタ２６には荷重表示部２９，回数表示部３０，積算表示部３１が設けられている。 The detection signals of the sensors 20 to 24 are taken into the controller 25, and the controller 25 performs a predetermined calculation process to measure the weight of the object to be measured. Here, the load acting directly on the boom cylinder 15 from the measured values of the boom bottom pressure sensor 23 and the boom rod pressure sensor 24, that is, the holding force of the boom cylinder 15 is not determined, and it is necessary to remove the error component from the measured values. There is. For this purpose, a touch panel type monitor 26 is provided in the cab 3, and the weight of the object to be measured is measured by operating a switch provided on the monitor 26. Here, the switches related to the weight measurement of the object to be measured are the measurement switch 27 and the integration switch 28. In addition, the monitor 26 is provided with a load display unit 29, a frequency display unit 30, and an integration display unit 31.

ここで、ブームシリンダ１５の荷重測定に当って、誤差成分を除去する機構を備えている。この機構はブーム下げを制御するものであり、図３に示したように、ブームシリンダ１５を駆動する油圧回路に組み込まれている。この油圧回路において、３２は油圧ポンプ，３３は作動油タンクであり、ブームシリンダ１５のピストン１５ａにより区画形成されている２つの油室、即ちボトム室Ａ及びロッド室Ｂと、油圧ポンプ３２，作動油タンク３３との間に流路を切り換えるための流路切換手段として方向切換弁３４が設けられる。この方向切換弁３４は、油圧パイロット式で切り換えられるものであり、このためにパイロット弁３５が設けられている。このパイロット弁３５は操作レバー３６により手動で切換操作されるものであり、方向切換弁３４に設けた油圧パイロット部３４ＰＡ，３４ＰＢはパイロットポンプ３７と作動油タンク３３とに切り換え可能に接続されている。 Here, in measuring the load of the boom cylinder 15, a mechanism for removing an error component is provided. This mechanism controls the lowering of the boom, and is incorporated in a hydraulic circuit that drives the boom cylinder 15 as shown in FIG. In this hydraulic circuit, 32 is a hydraulic pump, 33 is a hydraulic oil tank, two oil chambers defined by the piston 15a of the boom cylinder 15, that is, the bottom chamber A and the rod chamber B, and the hydraulic pump 32, the operation. A direction switching valve 34 is provided as a flow path switching means for switching the flow path between the oil tank 33 and the oil tank 33. The direction switching valve 34 is switched by a hydraulic pilot type, and a pilot valve 35 is provided for this purpose. The pilot valve 35 is manually switched by an operation lever 36, and hydraulic pilot portions 34PA and 34PB provided in the direction switching valve 34 are connected to a pilot pump 37 and a hydraulic oil tank 33 so as to be switchable. .

以上のように構成し、パイロット弁３５に接続した操作レバー３６を操作することによって、方向切換弁３４の切り換えが行われる。即ち、パイロットポンプ３７を方向切換弁３４の油圧パイロット部３４ＰＡと接続し、油圧パイロット部３４ＰＢを作動油タンク３３に接続すると、方向切換弁３４が右側の切換位置に切り換わる。その結果、ブームシリンダ１５の油室Ａに圧油が導かれて、ピストンロッド１５ｂが伸長する。これによって、ブーム１１が上げ動作される。また、パイロットポンプ３７が方向切換弁３４の油圧パイロット部３４ＰＢと接続し、油圧パイロット部３４ＰＡが作動油タンク３３に接続することになって、方向切換弁３４が左側の切換位置に切り換わり、ブームシリンダ１５の油室Ｂに圧油が導かれて、ピストンロッド１５ｂが縮小して、ブーム１１が下げ動作を行うことになる。 The direction switching valve 34 is switched by operating the operation lever 36 configured as described above and connected to the pilot valve 35. That is, when the pilot pump 37 is connected to the hydraulic pilot section 34PA of the direction switching valve 34 and the hydraulic pilot section 34PB is connected to the hydraulic oil tank 33, the direction switching valve 34 is switched to the right switching position. As a result, the pressure oil is guided to the oil chamber A of the boom cylinder 15 and the piston rod 15b extends. As a result, the boom 11 is raised. Further, the pilot pump 37 is connected to the hydraulic pilot portion 34PB of the direction switching valve 34, and the hydraulic pilot portion 34PA is connected to the hydraulic oil tank 33, so that the direction switching valve 34 is switched to the left switching position, and the boom Pressure oil is guided to the oil chamber B of the cylinder 15, the piston rod 15 b is contracted, and the boom 11 is lowered.

ブームシリンダ１５の荷重を測定する際の誤差成分を除去する。その手順は、フォークグラップル１４に保持させた被測定物が所定の高さ位置に保持されている状態で、作業装置１０が作動状態から停止状態に移行し、その後にブーム下げ動作を行わせるようにする。このブーム下げ動作は、一度ブーム１１を下げる操作をおこなって、フォークグラップル１４が所定高さ位置まで下降した後、この動作を停止させる。その後に、ブームシリンダ１５をブーム下げ方向に向けても動作させて、調整下げを行わせるものである。ここで、ブーム下げ動作は実際にブーム１１を動かすものであるが、調整下げ時には、ブーム１１が動くようにしても良いが、ブーム１１は必ずしも動かす必要はない。その制御は、モニタ２６に設けた計測スイッチ２７を押下することによって、コントローラ２５からの信号に基づいて行われる。従って、コントローラ２５に設定した動作プログラムがブーム下げ動作制御手段として機能することになる。 An error component when measuring the load of the boom cylinder 15 is removed. The procedure is such that the work apparatus 10 shifts from the operating state to the stopped state and the boom lowering operation is performed after the workpiece held by the fork grapple 14 is held at a predetermined height position. To. In this boom lowering operation, after the boom 11 is once lowered and the fork grapple 14 is lowered to a predetermined height position, this operation is stopped. After that, the boom cylinder 15 is operated even in the boom lowering direction to perform adjustment lowering. Here, the boom lowering operation actually moves the boom 11, but the boom 11 may be moved at the time of adjustment lowering, but the boom 11 is not necessarily moved. The control is performed based on a signal from the controller 25 by pressing a measurement switch 27 provided on the monitor 26. Therefore, the operation program set in the controller 25 functions as a boom lowering operation control means.

前述した調整下げ動作時には、方向切換弁３４の油圧パイロット部３４ＰＢにパイロットポンプ３７からの油圧が作用することになるが、この油圧の作用はパイロット弁３５を介して行うのではなく、電磁比例弁３８を介して方向切換弁３４の油圧パイロット部３４ＰＢに作用させる。このために、パイロットポンプ３７と方向切換弁３４の油圧パイロット部３４ＰＢとの間には、パイロット弁３５を介さないバイパス流路３９が接続されており、電磁比例弁３８はこのバイパス流路３９に設けられている。そして、コントローラ２５からの信号が電磁比例弁３８のソレノイドに入力されて、電流及び通電時間が制御されることになる。 At the time of the above-described adjustment lowering operation, the hydraulic pressure from the pilot pump 37 acts on the hydraulic pilot portion 34PB of the direction switching valve 34. This hydraulic pressure action is not performed via the pilot valve 35, but an electromagnetic proportional valve. The hydraulic pilot part 34PB of the direction switching valve 34 is applied via 38. For this purpose, a bypass flow path 39 not connected to the pilot valve 35 is connected between the pilot pump 37 and the hydraulic pilot portion 34PB of the direction switching valve 34, and the electromagnetic proportional valve 38 is connected to the bypass flow path 39. Is provided. Then, a signal from the controller 25 is input to the solenoid of the electromagnetic proportional valve 38, and the current and energization time are controlled.

以上のように構成することによって、油圧ショベルの作業装置１０におけるフォークグラップル１４により保持されている被測定物の重量を正確に、しかも迅速に計測できる。この被測定物の重量の計測手順は図４に示す通りである。 By configuring as described above, the weight of the object to be measured held by the fork grapple 14 in the working device 10 of the excavator can be measured accurately and quickly. The procedure for measuring the weight of the object to be measured is as shown in FIG.

即ち、フォークグラップル１４により被測定物を持ち上げる操作等が行われて、作業装置１０を停止させる。この状態から、モニタ２６の計測スイッチ２７を押下する。これによって、計測が開始される。ここで、図４においては、細線はブームシリンダ１５のボトム室Ａの圧力変動であり、細点線はロッド室Ｂの圧力であり、従って荷重の現在値は太線のようになる。また、ブーム下げについての動作も太線で示す。 That is, an operation of lifting the object to be measured by the fork grapple 14 is performed, and the work apparatus 10 is stopped. From this state, the measurement switch 27 of the monitor 26 is pressed. Thereby, measurement is started. Here, in FIG. 4, the thin line is the pressure fluctuation in the bottom chamber A of the boom cylinder 15, and the thin dotted line is the pressure in the rod chamber B, so the current value of the load is as shown by a thick line. Also, the operation for lowering the boom is indicated by a bold line.

図４の状態の前の段階では、ブームシリンダ１５によりブーム上げ動作が行われていたとする。従って、この段階ではブームシリンダ１５のボトム室Ａ側に駆動圧が作用している。そして、ブームシリンダ１５が停止して、そのボトム室Ａ及びロッド室Ｂが油圧ポンプ３２とも、また作動油タンク３３とも遮断されると、これらの油室は圧力が大きく変動するが、この圧力変動は時間とともに収束に向かう。ただし、ブームシリンダ１５には静止摩擦力が作用しているので、ボトム室Ａとロッド室Ｂとが圧力バランスが取れない状態で変動するものであり、ブームシリンダ１５が保持している重量や、ブーム上げ速度、さらには作業装置１０の姿勢によっては、異なる圧力変動を示す。 In the stage before the state of FIG. 4, it is assumed that the boom raising operation is performed by the boom cylinder 15. Accordingly, at this stage, the driving pressure is acting on the bottom chamber A side of the boom cylinder 15. When the boom cylinder 15 is stopped and the bottom chamber A and the rod chamber B are shut off from both the hydraulic pump 32 and the hydraulic oil tank 33, the pressure in these oil chambers varies greatly. Goes to convergence over time. However, since a static frictional force is applied to the boom cylinder 15, the bottom chamber A and the rod chamber B fluctuate in a state where the pressure balance cannot be achieved, and the weight that the boom cylinder 15 holds, Depending on the boom raising speed and the posture of the work apparatus 10, different pressure fluctuations are shown.

そこで、まず操作レバー３６を操作してブーム下げ指令を行い、パイロット弁３５を切り換える。その結果、ブームシリンダ１５のロッド室Ｂ側にポンプ圧が作用し、ボトム室Ａ側は作動油タンク３３と接続されることになり、ボトム室Ａの圧力が低下し、かつロッド室Ｂの圧力がさらに低下していく。そして、この間にも、なおボトム室Ａ及びロッド室Ｂの内部圧力が僅かではあるが変動する。ここで、ブーム下げの動作は短時間とし、フォークグラップル１４またはそれに保持されている被測定物が下降する方向に僅かに動いたことを検出した直後に操作レバー３６を操作して、方向切換弁３４を中立位置に戻す。 Therefore, first, the operation lever 36 is operated to issue a boom lowering command, and the pilot valve 35 is switched. As a result, the pump pressure acts on the rod chamber B side of the boom cylinder 15, the bottom chamber A side is connected to the hydraulic oil tank 33, the pressure in the bottom chamber A decreases, and the pressure in the rod chamber B Will continue to decline. During this time, the internal pressures of the bottom chamber A and the rod chamber B still vary slightly. Here, the boom lowering operation is performed for a short time, and immediately after detecting that the fork grapple 14 or the object to be measured moved slightly in the downward direction, the operation lever 36 is operated to turn the direction switching valve. 34 is returned to the neutral position.

ここで、計測スイッチ２７がＯＮ状態にあるから、ブーム下げ指令を停止して僅かな時間中立位置に保った後に、コントローラ２５からの調整下げ指令により電磁比例弁３８に所定電流が所定時間だけ流れる。その結果、ブーム下げ動作時にもボトム室Ａとロッド室Ｂとで多少の圧力変動があったものが、ロッド室Ｂに圧力を導入することにより安定化される。ここで、調整下げはロッド室Ｂ内に油圧ポンプ３２からの圧力を導くものであるが、ブーム１１を実際に下げ動作させる必要はない。また、ブーム１１の下げ動作が行われたとしても、その動きは操作レバー３６の操作によるブーム下げ動作より短いストロークとする。また、この調整下げ指令は複数回繰り返すことも可能であり、この場合には、後続の調整下げの動作は先行の調整下げの動作より動きを小さくする。その結果、あたかも、ブーム１１を下げ動作させて、極めて緩やかに停止した状態となり、ブームシリンダ１５に作用するシール部材による静止摩擦力等の影響を排除することができる。 Here, since the measurement switch 27 is in the ON state, the boom lowering command is stopped and kept at the neutral position for a short time, and then a predetermined current flows through the electromagnetic proportional valve 38 by the adjustment lowering command from the controller 25 for a predetermined time. . As a result, even if there is some pressure fluctuation in the bottom chamber A and the rod chamber B during the boom lowering operation, the pressure is introduced into the rod chamber B and stabilized. Here, the adjustment lowering leads the pressure from the hydraulic pump 32 into the rod chamber B, but it is not necessary to actually lower the boom 11. Even if the lowering operation of the boom 11 is performed, the movement is made a shorter stroke than the boom lowering operation by the operation of the operation lever 36. Further, the adjustment lowering command can be repeated a plurality of times. In this case, the subsequent adjustment lowering operation makes the movement smaller than the preceding adjustment lowering operation. As a result, it is as if the boom 11 has been lowered and stopped very gently, and the influence of static frictional force and the like caused by the seal member acting on the boom cylinder 15 can be eliminated.

以上のようにしてブーム下げ動作制御を行った後、ブームシリンダ１５のボトム室Ａとロッド室Ｂとの圧力が安定し、その間の圧力バランスが取れることになり、このブームシリンダ１５におけるボトム室Ａとロッド室Ｂとの間の油圧力の差は、それに作用する荷重を受承する保持力のみとなる。つまり、ピストン１５ａの両面における受圧面積の差分と、ブームシリンダ１５に作用する作業装置１０及び被測定物の重量分からなる圧力差がボトム室Ａとロッド室Ｂとの間に生じることになる。そこで、この圧力差から作業装置１０を構成するブーム１１，アーム１２及びフォークグラップル１４との姿勢に基づくブームシリンダ１５への負荷分を差し引くことによって、被測定物の重量を計測できる。 After performing the boom lowering operation control as described above, the pressure in the bottom chamber A and the rod chamber B of the boom cylinder 15 is stabilized, and the pressure balance between them is obtained. The difference in hydraulic pressure between the rod chamber B and the rod chamber B is only the holding force that receives the load acting on it. That is, a difference in pressure receiving area between both surfaces of the piston 15a and a pressure difference consisting of the weight of the work device 10 and the object to be measured acting on the boom cylinder 15 are generated between the bottom chamber A and the rod chamber B. Therefore, the weight of the object to be measured can be measured by subtracting the load on the boom cylinder 15 based on the postures of the boom 11, the arm 12 and the fork grapple 14 constituting the work device 10 from the pressure difference.

このように、調整下げ指令を出力することにより、ブーム１１の下げ動作を行い、この下げ動作を衝撃のない状態で停止させたと同様の状態になり、しかも迅速かつ確実にこの停止動作を行うことができるので、ブームシリンダ１５の荷重測定を正確に行うことができる。このようにして測定されたブームシリンダ１５の保持力から、ブーム１１，アーム１２及びアタッチメントとしてのフォークグラップル１４の角度センサ２０，２１，２に基づく作業装置１０の姿勢と、予め設定されているブーム１１，アーム１２及びフォークグラップル１４の重量から演算により被測定物の重量を計測することができる。 Thus, by outputting the adjustment lowering command, the lowering operation of the boom 11 is performed, and this lowering operation becomes the same state as when stopped without an impact, and this stopping operation is performed quickly and reliably. Therefore, the load measurement of the boom cylinder 15 can be accurately performed. Based on the holding force of the boom cylinder 15 measured in this way, the attitude of the working device 10 based on the angle sensors 20, 21, 2 of the boom 11, the arm 12, and the fork grapple 14 as an attachment, and a preset boom 11, the weight of the object to be measured can be measured from the weight of the arm 12 and the fork grapple 14 by calculation.

ところで、前述した被測定物の重量計測は、例えば、ダンプトラックの荷台に荷を載せて、搬送するに当って、荷の総重量を計測するという場合に用いることができる。このために、パネル２６には積算スイッチ２８と、回数表示部３０及び積算表示部３１が設けられている。そして、この積算スイッチ２８を押下すると、ダンプトラックへの荷の積載回数と総重量とが表示される。従って、複数回積載する場合を考慮すると、総重量を知るには、被測定物の１回分の計測時における計測精度は極めて重要であり、静止摩擦力の影響による誤差を排除できることは、計測誤差を最小限に抑制できる。 By the way, the above-described weight measurement of the object to be measured can be used, for example, when the total weight of the load is measured when the load is loaded on the loading platform of the dump truck and transported. For this purpose, the panel 26 is provided with an integration switch 28, a number display unit 30 and an integration display unit 31. When the integration switch 28 is pressed, the number of loads loaded on the dump truck and the total weight are displayed. Therefore, taking into account the case of loading multiple times, in order to know the total weight, the measurement accuracy at the time of one measurement of the object to be measured is extremely important, and the error due to the effect of static friction force can be eliminated. Can be minimized.

前述した第１の実施形態では、方向切換弁３４を油圧パイロット方式のものとしたが、図５に示したように、電磁パイロット式の方向切換弁１３４を用いる場合には、この方向切換弁１３４の電磁パイロット部１３４ＳＡ及び１３４ＳＢにコントローラを接続し、電磁パイロット部１３４ＳＢを励磁することによって、方向切換弁１３４をブーム下げ方向に動作させ、最初のブーム下げ動作は所定量ブーム１１を下げる動作を行わせ、次いで調整下げを行わせるが、この動作は手動操作ではなく、コントローラ２５からの信号に基づいて制御されることから、励磁電流の値と励磁時間を制御することによって、調整下げを正確に制御することができる。なお、図５において、これら以外の構成要素については、前述した第１の実施形態と同様の符号を付しておく。 In the first embodiment described above, the directional switching valve 34 is of the hydraulic pilot type. However, as shown in FIG. 5, when the electromagnetic pilot type directional switching valve 134 is used, the directional switching valve 134 is used. By connecting a controller to the electromagnetic pilot portions 134SA and 134SB and exciting the electromagnetic pilot portion 134SB, the direction switching valve 134 is operated in the boom lowering direction, and the first boom lowering operation lowers the boom 11 by a predetermined amount. Then, the adjustment is reduced. This operation is not a manual operation, but is controlled based on a signal from the controller 25. Therefore, the adjustment can be accurately adjusted by controlling the value of the excitation current and the excitation time. Can be controlled. In FIG. 5, the same reference numerals as those in the first embodiment described above are attached to the other components.

さらに、油圧パイロット方式の方向切換弁３４の切り換えを操作レバー３６により切り換わるパイロット弁３５を介して行うだけでなく、図６に示したように、電磁比例弁２００，２０１により切換可能な構成とすることもできる。従って、ブーム下げと調整下げとをコントローラ２５からの指令信号に基づいて制御される。 Further, the switching of the hydraulic pilot-type direction switching valve 34 is not only performed via the pilot valve 35 switched by the operation lever 36, but can be switched by the electromagnetic proportional valves 200 and 201 as shown in FIG. You can also Therefore, the boom lowering and the adjustment lowering are controlled based on the command signal from the controller 25.

この場合には、電磁比例弁２００，２０１からの流路とパイロット弁３５からの流路との合流部に高圧選択弁２０２，２０３を設けるようにする。これによって、油圧ショベルとしての動作を行わせる際には、パイロット弁３５を手動操作することによって、パイロットポンプ３７のポンプ圧を高圧選択弁２０２または２０３を介して方向切換弁３４の油圧パイロット部３４ＰＡまたは３４ＰＢに供給される。 In this case, the high pressure selection valves 202 and 203 are provided at the junction of the flow path from the electromagnetic proportional valves 200 and 201 and the flow path from the pilot valve 35. As a result, when the operation as a hydraulic excavator is performed, the pilot valve 35 is manually operated, so that the pump pressure of the pilot pump 37 is changed to the hydraulic pilot portion 34PA of the direction switching valve 34 via the high pressure selection valve 202 or 203. Or it is supplied to 34PB.

一方、パイロット弁２３６を中立位置に保持した状態で、ブームシリンダ１５に作用する荷重を測定するに当って、計測スイッチ２７を操作すると、電磁比例弁２００が開くことになり、パイロットポンプ３７のポンプ圧は、高圧選択弁２０２を介して方向切換弁２３４の油圧パイロット部２３４ＰＡに供給される。そして、ブーム下げの動作が終了すると、一度電磁比例弁２００が閉じるように操作され、次いで再び電磁比例弁２００が開くことになる結果、調整下げに入ることになる。 On the other hand, when the measurement switch 27 is operated to measure the load acting on the boom cylinder 15 with the pilot valve 236 held in the neutral position, the electromagnetic proportional valve 200 is opened, and the pump of the pilot pump 37 is pumped. The pressure is supplied to the hydraulic pilot unit 234PA of the direction switching valve 234 via the high pressure selection valve 202. When the operation of lowering the boom is completed, the solenoid proportional valve 200 is once operated to be closed, and then the solenoid proportional valve 200 is opened again.

ここで、ブーム下げ時と、調整下げ時とでは、ブームシリンダ１５のロッド室Ｂに供給される油圧ポンプ３２からの流量及び供給時間が異なるが、電磁比例弁２００を用いることによって、コントローラ２５からの信号に基づいて、厳格に制御することができるものである。また、ブームシリンダ１５の荷重測定時には、ブーム下げの動作の前に行われるブーム上げ動作により被測定物を持ち上げるが、この動作もコントローラ２５からの信号に基づいて、電磁比例弁２０１を作動させることにより行わせることもできる。従って、流量及びその供給時間を段階的に小さくなるように複数段で調整下げの動作を行うようにすることもでき、さらに緩やかに停止させることができ、静止摩擦力による影響排除効果はより向上する。 Here, the flow rate and supply time from the hydraulic pump 32 supplied to the rod chamber B of the boom cylinder 15 differ between when the boom is lowered and when the adjustment is lowered. It can be strictly controlled based on this signal. Further, when measuring the load of the boom cylinder 15, the object to be measured is lifted by a boom raising operation performed before the boom lowering operation, and this operation is also performed by operating the electromagnetic proportional valve 201 based on a signal from the controller 25. Can also be performed. Therefore, it is possible to perform the adjustment lowering operation in multiple stages so that the flow rate and its supply time become smaller step by step, and it can be stopped more slowly, and the effect of eliminating the influence by static friction force is further improved. To do.

なお、図６においては、前述以外の構成については、図３と同じ符号を付すようにしている。 In FIG. 6, components other than those described above are denoted by the same reference numerals as in FIG.

１０作業装置１１ブーム
１２アーム１４フォークグラップル
１５ブームシリンダ１５ａピストン
１５ｂピストンロッド２０ブーム角度センサ
２１アーム角度センサ２２アタッチメント角度センサ
２３ボトム圧力センサ２４ブームロッド圧力センサ
２５コントローラ２６モニタ
２７計測スイッチ２８積算スイッチ
３２油圧ポンプ３３作動油タンク
３４，１３４方向切換弁３４ＰＡ，３４ＰＢ油圧パイロット部
３５パイロット弁３６操作レバー
３７パイロットポンプ３８，２００，２０１電磁比例弁
１３４ＳＡ，１３４ＳＢ電磁パイロット部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Working apparatus 11 Boom 12 arm 14 Fork grapple 15 Boom cylinder 15a Piston 15b Piston rod 20 Boom angle sensor 21 Arm angle sensor 22 Attachment angle sensor 23 Bottom pressure sensor 24 Boom rod pressure sensor 25 Controller 26 Monitor 27 Measurement switch 28 Integration switch 32 Hydraulic pump 33 Hydraulic oil tank 34, 134 Directional switching valve 34PA, 34PB Hydraulic pilot part 35 Pilot valve 36 Operation lever 37 Pilot pump 38, 200, 201 Electromagnetic proportional valve 134SA, 134SB Electromagnetic pilot part

Claims

In order to measure the weight of an object to be measured, a working device having a boom mounted on a frame of a construction machine and moving up and down by a boom cylinder, and an object holding device provided in the working device and holding the object to be measured And measuring the pressure of the bottom chamber and the rod chamber defined by the piston of the boom cylinder, and measuring the load of the boom cylinder. In the load measuring device,
Flow path switching means for switching the two oil chambers of the boom cylinder between a hydraulic pump and a hydraulic oil tank in order to drive the boom cylinder;
A boom lowering operation control means for performing a boom lowering operation after performing a boom raising operation for holding the object to be measured by the flow path switching means and stopping.
The boom lowering operation control means outputs a boom lowering command once, and then stops the boom cylinder and then outputs an adjustment lowering command at least once with the boom cylinder directed in the boom lowering direction.
A load measuring device using a construction machine, wherein when the adjustment lowering command is output, the boom is configured not to move or to perform a lowering operation for a shorter stroke than that during the boom lowering operation. .

The flow path switching means has a hydraulic pilot type direction switching valve, and an electromagnetic valve is operated based on the boom lowering command and the adjustment lowering command. 2. The load measuring device using a construction machine according to claim 1, wherein the load is controlled by an excitation voltage and an excitation time of the solenoid valve.

The flow path switching means includes an electromagnetic pilot type direction switching valve, and the boom lowering operation control means is configured to be controlled by an excitation voltage and an excitation time of the electromagnetic pilot section. A load measuring apparatus using the construction machine according to Item 1.

In order to measure the weight of the object to be measured, the object to be measured is provided in a working device that is mounted on the frame of the construction machine and has a boom that moves up and down by a boom cylinder, and the object to be measured is provided by the object to be measured. A load measuring method for measuring the load of a boom cylinder that lifts
Operating the boom cylinder to perform a boom raising operation for lifting the measurement object held by the measurement object holding means;
Next, after operating the boom cylinder to perform the boom lowering operation, the boom cylinder is stopped,
Further, the boom does not move based on the boom adjustment lowering command, or the lowering operation is performed for a shorter stroke than the boom lowering operation,
A load measuring method using a construction machine, wherein the pressure of two oil chambers defined by the piston of the boom cylinder is measured after the adjustment is finished.