JP4172325B2 - 積み込み機械の荷重検出装置 - Google Patents
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【発明の属する技術分野】
本発明はリフティングマグネットやグラップル等を備えた積み込み装置によってスクラップ等を運搬車に積み込む積み込み機械において、持ち上げた荷重を検出する荷重検出装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
たとえばスクラップローダと称される積み込み機械は、図3,4に示すようにホイール式(またはクローラ式)の走行体1を備えた自走式のベースマシン2に積み込み装置3がアタッチメントとして取付けて構成される。
【0003】
積み込み装置3は、ブームシリンダ4によって起伏作動するブーム5の先端に、アームシリンダ6によって水平軸まわりの回動運動を行うアーム7を取付けるとともに、このアーム7の先端に積み込み具としてのリフティングマグネット(図3参照。以下、通称に従ってリフマグという)8、または開閉爪を備えたグラップル9(図4参照)を取付けて構成され、スクラップを、リフマグ8の場合は吸着し、グラップル9の場合はつかんで持ち上げた上で運搬車に積み込む。
【0004】
また、油圧ショベルも、バケットにすくいとった土砂をダンプカーに積み込む作業を行うことから、積み込み機械の一種となる。
【0005】
このような積み込み機械においては、運搬車の過積載防止等の見地から積載荷重を管理する必要があるため、積み込み装置3によって持ち上げた荷重を検出している(たとえば特許文献1参照)。
【0006】
また、運搬車が過積載とならないように毎回の荷重を積算する技術も公知である(たとえば特許文献2参照)
【0007】
【特許文献1】
特開2000−64360号公報
【特許文献2】
特開平10−245874号公報
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、公知技術によると、荷を持ち上げた状態で積み込み装置3の自重を含む総荷重を検出する構成をとっているため、荷重検出が不正確になるという問題があった。
【0009】
なお、積み込み装置3の各部の重量は既知であるため、荷重検出に先立ってその自重を設定し、検出された総荷重からこの自重を差し引いて実荷重を求めることは可能である。
【0010】
しかし、この場合、オペレータが手動操作によって数値を制御部にインプットするか、複数の設定値のうちで切換える方式がとられているため、操作そのものが面倒となる。
【0011】
また、積み込み機械では、積み込みの対象物の種類等に応じて装着される積み込み装置3(主として積み込み具)の種類が異なり、かつ、同じ種類でもサイズが異なるものが使い分けられる場合があるため、装着された積み込み装置3の自重を正確に把握することは必ずしも容易ではない。このため、自重設定操作がさらに面倒となるとともに、自重設定が不正確となり、結局、荷重検出が不正確になる。
【0012】
そこで本発明は、積み込み装置の自重設定操作が容易で、荷重検出を正確に行うことができる積み込み機械の荷重検出装置を提供するものである。
【0013】
【課題を解決するための手段】
請求項1の発明は、ベースマシンに、荷を持ち上げる積み込み装置が取付けられ、この積み込み装置は、ブームシリンダによって起伏作動するブームと、このブームの先端に取付けられアームシリンダによって回動するアームと、このアームの先端に取付けられた積み込み具とを具備する積み込み機械の荷重検出装置において、上記積み込み装置全体に作用する荷重を求めるための情報を検出する検出手段と、この検出手段からの情報に基づいて荷重を演算する荷重演算手段と、上記積み込み装置全体の自重の設定を指令する自重設定スイッチと、荷重表示器とを具備し、上記荷重演算手段は、
(A) 上記自重設定スイッチによる自重設定指令があったときに、上記検出手段からの情報に基づいて積み込み装置全体の自重を演算して設定し、
(B) この自重設定が行われたことを条件として総荷重から上記設定された自重を差し引いて実荷重を求め、
(C) 自重設定が行われているときは実荷重を、自重設定が行われていないときは総荷重をそれぞれ上記表示器に表示させる
ように構成されたものである。
【0014】
請求項2の発明は、請求項1の構成において、荷重演算手段は、積み込み作業ごとに求められた実荷重を積算するように構成されたものである。
【0015】
請求項3の発明は、請求項2の構成において、荷重演算手段からの信号に基づいて作動する警報手段が設けられ、荷重演算手段は、積算された荷重が予め設定された制限値以上となったときに上記警報手段を作動させるように構成されたものである。
【0016】
請求項4の発明は、請求項1乃至3のいずれかの構成において、実荷重の積算/リセットを指令する積算スイッチが設けられ、荷重演算手段は、この積算スイッチによって積算指令が出されたときは実荷重の積算を行い、リセット指令が出されたときは積算荷重をリセットするように構成されたものである。
【0017】
上記構成によると、空荷状態で自重設定スイッチが操作されると、荷重演算部による荷重演算が行われて、ブーム、アーム、バケット及びこれらを作動させる各シリンダから成る積み込み装置全体の自重が自動的に演算・設定され、以後、積み込み作業ごとに検出された総荷重から自重が差し引かれて実荷重が求められる。
【0018】
すなわち、オペレータは作業開始に際して自重設定スイッチを操作するだけでよく、積み込み装置が変わるたびに同装置の自重データを変えて数値をインプットしたり複数の設定値のうちから選択したりする必要がなくなり、自重設定操作が簡単となる。
【0019】
また、自重データの誤入力や誤選択のおそれがないため、正確な荷重検出を行うことができる。
【0020】
この場合、請求項2,3の構成によると、各回の積み込み作業ごとの実荷重を積算するため、この積算荷重をオペレータに向けて表示したり記録したりすることによって積算荷重を正確に管理することができる。
【0021】
また、請求項3の構成によると、積算荷重が制限値以上となったときに警報を発するため、たとえば運搬車に積み込む直前に満杯を報知し、過積載を防止することができる。
【0022】
請求項4の構成によると、積算スイッチという一つのスイッチの操作によって荷重演算部での積算作用とそのリセット作用が行われる。たとえば、積算スイッチが設定時間以上継続してオン操作されたときに、リセット指令として積算荷重がリセットされ、設定時間内の操作であれば、積算指令として積算作用が行われる。
【0023】
これにより、一つのスイッチの操作によって積算とそのリセットを行うことができるため、荷重の積算を行う必要がある積み込み機械において、自重設定が容易であることと合わせて荷重検出のための操作がより簡単となる。
【0024】
【発明の実施の形態】
本発明の実施形態を図によって説明する。
【0025】
図1にこの荷重検出装置のブロック構成を示す。
【0026】
この装置においては、荷重演算部としてのコントローラ11を備え、このコントローラ11に荷重検出のための情報を送る検出手段として、図3,4のブームシリンダ4のヘッド側圧力を検出するブームシリンダヘッド圧力センサ12と、同ロッド側圧力を検出するブームシリンダロッド圧力センサ13と、ブーム5の傾斜角度を検出するブーム角度センサ14と、アーム7の傾斜角度を検出するアーム角度センサ15とが設けられ、コントローラ11においてこれらからの情報に基づいて、積み込み装置3に作用する荷重が計算で求められる。
【0027】
ここで、求められる荷重Wには、積み込み装置3の自重Wjが含まれており、荷のみによる実荷重Wrは、
Wr=W−Wj
となる。
【0028】
一方、スイッチ及び入力手段として、積算スイッチ16と、自重設定スイッチ17と、積算制限値設定器18が設けられ、コントローラ11においてこれらの操作に基づく次のような処理が行われる。
【0029】
積算スイッチ16の操作
積算スイッチ16が、予め定めた時間(たとえば3秒)以上、継続して操作されると、リセット指令操作であるとしてこれまでの積算値をクリアするリセット作用が行われ、時間内の操作であれば、積算指令操作であるとして積み込み作業ごとに求められた実荷重Wrを積算して積算荷重Wtを求める積算作用が行われる。
【0030】
自重設定スイッチ17の操作
自重設定スイッチ17は、積み込み装置3の自重を求める自重設定を行うか否かの選択を行い、たとえば空荷状態で同スイッチ17がオン操作されたときに、そのときのセンサ情報に基づいて求められた荷重が自重として自動的に設定・記憶される。
【0031】
積算制限値設定器18の操作
同設定器18は、ボリュームスイッチまたは切換スイッチとして構成され、その操作に応じて積算値の制限値が設定される。たとえば、運搬車一台の積載制限が3トンの場合に積算制限値が3トン以下に設定される。
【0032】
また、コントローラ11によって求められた荷重をモニタ表示するための表示器19と、積算荷重Wtが上記制限値を超えた場合に警報を発する警報ブザー20が設けられている。
【0033】
コントローラ11による処理内容を図2のフローチャートを併用して説明する。
【0034】
処理開始後、ステップS1で自重設定スイッチ17が立ち上がっているか(自重設定を行う操作が行われているか)が判別され、NOの場合はステップS2に移行し、YESの場合はステップS3に移行する。
【0035】
ステップS3では、すでに前回の積み込み作業時に自重設定されている(自重設定済み)か否かが判別され、YESの場合はすでに自重設定モードになっていて自重設定の必要がないため、ステップS4で自重設定フラグオフ、ステップS5で自重リセット(Wj←0)の操作が行われてステップS2に移る。
【0036】
一方、ステップS3でNO(まだ自重設定がされていない)の場合は、自重設定するべくステップS6で自重設定フラグオンとされた後、ステップS7でセンサ情報に基づいて自重Wjが求められてセットされ(Wj←W)、かつ、ステップS8で積算荷重Wtがリセットされる(Wt←0)。
【0037】
このように、自重設定スイッチ17の操作のみによって積み込み装置3の自重が自動的に演算されセットされる。このため、オペレータは作業開始に際して自重設定スイッチ17を操作するだけでよく、積み込み装置3の種類や仕様が変わるたびに自重データを変えて数値をインプットしたり複数の設定値のうちから選択したりする必要がなくなり、自重設定操作がきわめて簡単となる。
【0038】
また、自重データの誤入力や誤選択のおそれがないため、実荷重Wrを正確に検出することができる。
【0039】
ステップS2では、自重設定済みか否かが判別され、自重設定済み(YES)の場合は、ステップS9で実荷重計算、すなわち、検出された総荷重Wから自重Wjを差し引いて実荷重Wrを求める計算が行われる。
【0040】
次いで、ステップS10で積算スイッチ16が積算指令操作されたか否かが判別され、NOの場合はリセット指令操作であるとしてステップS11で積算荷重Wtがリセットされる。
【0041】
これに対し、YESの場合は積算指令操作であるとしてステップS12で積算荷重の演算(前回までの積算荷重Wtに今回の実荷重Wrを加算)が行われる。
【0042】
一方、ステップS2でNO(自重設定済みでない)の場合は、ステップS13で自重Wjを含んだ検出荷重Wがそのまま現荷重Wnとしてセットされる。
【0043】
以後、この処理が積み込み作業ごとに繰り返される。
【0044】
なお、フローチャート中での図示は省略しているが、積み込み作業ごとに、求められた実荷重Wrまたは現荷重Wn、それに積算荷重Wtが荷重表示器19に表示される。
【0045】
また、積算荷重Wtが制限値以上となるとコントローラ11からの信号に基づいて警報ブザー20が作動し、オペレータに警報する。従って、オペレータはその時点で積み込みを中止するか、警報ブザー20が停止するまで荷を減らせばよい。
【0046】
ところで、荷重表示器19において、自重設定の有無を表示してもよいし、警報や点滅表示、色替え表示等を行って自重設定スイッチ17の操作による自重設定を促すようにしてもよい。
【0047】
また、実荷重Wrまたは現荷重Wnと積算荷重Wtをスイッチの切換操作によって一つのモニタに切換表示するように構成してもよい。
【0048】
さらに、本発明はスクラップを積み込むスクラップローダに限らず、土砂や砕石等を積み込むものを含む積み込み機械全般に適用することができる。
【0049】
【発明の効果】
上記のように本発明によると、自重設定スイッチの操作のみによって積み込み装置全体の自重を自動的に演算し設定することができるため、オペレータは作業開始に際して自重設定スイッチを操作するだけでよく、積み込み装置の種類や仕様が変わるたびに自重データを変えて数値をインプットしたり複数の設定値のうちから選択したりする必要がなくなり、自重設定操作がきわめて簡単となる。
【0050】
また、自重データの誤入力や誤選択のおそれがないため、正確な荷重検出を行うことができる。
【0051】
この場合、請求項2,3の発明によると、各回の積み込み作業ごとの実荷重を積算するため、この積算荷重をオペレータに向けて表示したり記録したりすることによって積算荷重を正確に管理することができる。
【0052】
また、請求項3の発明によると、積算荷重が制限値以上となったときに警報を発するため、たとえば運搬車に積み込む直前に満杯を報知し、過積載を防止することができる。
【0053】
請求項4の発明によると、積算スイッチという一つのスイッチの操作によって積算とそのリセットを行うことができるため、荷重の積算を行う必要がある積み込み機械において、自重設定が容易であることと合わせて荷重検出のための操作がより簡単となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の実施形態にかかる荷重検出装置のブロック構成図である。
【図2】 同装置の作用を説明するためのフローチャートである。
【図3】 本発明が適用されるリフマグ式のスクラップローダの全体概略側面図である。
【図4】 本発明が適用されるグラップル式のスクラップローダの全体概略側面図である。
【符号の説明】
3 積み込み装置
11 荷重演算手段としてのコントローラ
12 検出手段としてのブームシリンダヘッド圧力センサ
13 同ロッド圧力センサ
14 ブーム角度センサ
15 アーム角度センサ
16 積算スイッチ
17 自重設定スイッチ
18 積算制限値設定器
19 荷重表示器
20 警報手段としての警報ブザー
Claims (4)
- ベースマシンに、荷を持ち上げる積み込み装置が取付けられ、この積み込み装置は、ブームシリンダによって起伏作動するブームと、このブームの先端に取付けられアームシリンダによって回動するアームと、このアームの先端に取付けられた積み込み具とを具備する積み込み機械の荷重検出装置において、上記積み込み装置全体に作用する荷重を求めるための情報を検出する検出手段と、この検出手段からの情報に基づいて荷重を演算する荷重演算手段と、上記積み込み装置全体の自重の設定を指令する自重設定スイッチと、荷重表示器とを具備し、上記荷重演算手段は、
(A) 上記自重設定スイッチによる自重設定指令があったときに、上記検出手段からの情報に基づいて積み込み装置全体の自重を演算して設定し、
(B) この自重設定が行われたことを条件として総荷重から上記設定された自重を差し引いて実荷重を求め、
(C) 自重設定が行われているときは実荷重を、自重設定が行われていないときは総荷重をそれぞれ上記表示器に表示させる
ように構成されたことを特徴とする積み込み機械の荷重検出装置。 - 請求項1記載の荷重検出装置において、荷重演算手段は、積み込み作業ごとに求められた実荷重を積算するように構成されたことを特徴とする積み込み機械の荷重検出装置。
- 請求項2記載の荷重検出装置において、荷重演算手段からの信号に基づいて作動する警報手段が設けられ、荷重演算手段は、積算された荷重が予め設定された制限値以上となったときに上記警報手段を作動させるように構成されたことを特徴とする積み込み機械の荷重検出装置。
- 請求項2または3記載の積み込み機械の荷重検出装置において、実荷重の積算/リセットを指令する積算スイッチが設けられ、荷重演算手段は、この積算スイッチによって積算指令が出されたときは実荷重の積算を行い、リセット指令が出されたときは積算荷重をリセットするように構成されたことを特徴とする積み込み機械の荷重検出装置。
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