JP5374037B2 - Total gravity center display device for work vehicles - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、検出したアウトリガの反力値を利用して作業車の安定状態を視認できる表示装置に関する。 The present invention relates to a display device that can visually recognize a stable state of a work vehicle using a detected reaction force value of an outrigger.
移動式クレーンのアウトリガの反力を検出して、その検出値に基づき転倒予防する移動式クレーンの転倒防止装置が提案されている(例えば、特許文献1参照。)。これは、個々のアウトリガの対地反力を検出するとともに、前後左右に隣り合う2基のアウトリガの対地反力の和のうち最小のものと、全アウトリガの対地反力の総和との比を所定の安全基準値と比較することにより、所定の転倒予防手段を実行するものである。 There has been proposed a fall prevention device for a mobile crane that detects the reaction force of an outrigger of a mobile crane and prevents the fall based on the detected value (see, for example, Patent Document 1). This detects the ground reaction force of each outrigger and determines the ratio of the minimum of the sum of the ground reaction forces of the two outriggers adjacent to the front, rear, left and right and the sum of the ground reaction forces of all the outriggers. The predetermined fall prevention means is executed by comparing with the safety reference value.
また、アウトリガの反力を検出して、その検出値を運転席の表示装置により数値表示する作業車が知られている。
特許文献1に記載された転倒防止装置では移動式クレーンの転倒予防が可能であるものの、その移動式クレーンの運転者はその時のクレーン作業状態が安定限界に対してどの程度余裕をもっているのか知ることができなかった。
Although the fall prevention device described in
一方、検出したアウトリガ反力値を運転席の表示装置により数値表示するものでは、安定限界に対する余裕度を知ることができるものの、頭のなかで安定限界の数値との対比を行わなくてはならず、直感的に又は瞬時にその時の安定性の有無を把握するのは困難であった。
そこで、本発明は、検出したアウトリガ反力から総合重心位置を演算し、運転席の画像表示装置の表示画面上にアウトリガのジャッキに対する総合重心位置を画面表示することにより、その両者の位置関係から即座に作業車の安定状態を把握することのできる作業車の総合重心位置表示装置を提供しようとするものである。
On the other hand, if the detected outrigger reaction force value is numerically displayed on the driver's seat display device, the margin for the stability limit can be known, but the head must be compared with the value of the stability limit. Therefore, it was difficult to grasp the presence or absence of stability at that time intuitively or instantaneously.
Therefore, the present invention calculates the total barycentric position from the detected outrigger reaction force, and displays the total barycentric position with respect to the jack of the outrigger on the display screen of the driver's seat image display device. It is an object of the present invention to provide a work vehicle total center-of-gravity position display device that can immediately grasp the stable state of a work vehicle.
請求項1の発明は、ジャッキを有するアウトリガを備えた走行車体に旋回台を旋回自在に搭載し、当該旋回台に伸縮自在な伸縮ブームを起伏自在に枢着した作業車の総合重心位置表示装置であって、前記伸縮ブームのブーム長さ、ブーム起伏角及びブーム旋回角を検出するブーム姿勢検出手段と、アウトリガ張出幅検出手段、定格安定性能記憶手段、各部重量重心位置データ記憶手段及び前記ブーム姿勢検出手段からの信号により定格重心位置範囲を演算する定格重心位置範囲演算手段と、前記アウトリガ張出幅検出手段、ジャッキ反力信号とアウトリガ張出幅信号とから作業車の平面視における総合重心位置を演算する総合重心位置演算手段及び前記定格重心位置範囲演算手段からの信号により、ジャッキ位置及び定格重心位置範囲に対する総合重心位置の画像データを演算する画像データ演算手段と、前記画像データ演算手段からの信号により画面上にジャッキ位置及び定格重心位置範囲に対する総合重心位置の画像を表示する画像表示装置と、を備えたことを特徴とする作業車の総合重心位置表示装置。
The invention according to
請求項2の発明は、前記画像データ演算手段が、前記画像表示装置の表示画面において常に作業中の伸縮ブーム方向を真上として前記ジャッキ位置を表示するよう回転したジャッキ位置の画像データを演算すること、を特徴とする請求項1記載の作業車の総合重心位置表示装置である。
The invention according to claim 2, wherein the image data calculating means, calculating the image data of the rotated jack positioned to always show the jacking position telescopic boom direction working as just above the display screen of the image Display device The overall center-of-gravity position display device for a work vehicle according to
請求項1記載の発明によれば、画像表示手段の画面上に定格重心位置範囲に対する総合重心位置の画像が表示されるので、定格重心位置範囲と総合重心位置との距離を直感的に又は瞬時に把握することができる。そのため、作業車がその時点で定格安定性能に対してどの程度の余裕を有しているのかも容易に知ることができる。 According to the first aspect of the present invention, since the image of the total center of gravity position with respect to the rated center of gravity position range is displayed on the screen of the image display means, the distance between the rated center of gravity position range and the total center of gravity position can be determined intuitively or instantaneously. Can grasp. Therefore, it is possible to easily know how much margin the work vehicle has for the rated stable performance at that time.
請求項2記載の発明によれば、請求項1の効果に加えて前記画像表示装置の表示画面において常に作業中の伸縮ブーム方向を真上として前記ジャッキ位置を表示するよう回転したジャッキ位置が表示されるので、旋回台に搭載された運転室で運転中に目の前にある伸縮ブームを基準にジャッキの位置を知ることができる。そのため、直感的かつ正確にジャッキの位置を把握することができる。
According to the invention described in claim 2, it is rotated jacking position to display the jacking position always as just above the telescopic boom direction are working in the display screen of the image Display device in addition to the effects of
図1に本発明の実施の形態に係る総合重心位置表示装置を搭載するのに最適な作業車の例としてラフテレーンクレーン1の側面図を示し、
1365136889894_0.ipdl?N0000=234&N0001=48&N0005=RmlcjS40pnBsnaojLXjH&N0500=4JPA%20421137736%20%20%20%20%20%20%20&N0510=rCH86CD8IMYLsz2tcBUR&N0552=9&N0553=000004
にはその平面図を示す。ラフテレーンクレーン1は走行車体2の前後端にアウトリガ3、3を備えている。図2に示すようにアウトリガ3は左右に張出格納可能なスライド4、4と、当該スライド4の先端に上下に伸縮可能なジャッキ5とを備えている。図1と図2に示されたラフテレーンクレーン1はアウトリガ3のスライド4を張り出し、ジャッキ5を伸長したアウトリガ設置状態となっている。
FIG. 1 shows a side view of a
1365136889894_0.ipdl? N0000 = 234 & N0001 = 48 & N0005 = RmlcjS40pnBsnaojLXjH & N0500 = 4JPA% 20421137736% 20% 20% 20% 20% 20% 20% 20 & N0510 = rCH86CD8IMYLsz2tcBUR & N0552 = 9 & N0553 = 4
Shows a plan view thereof. The
6は前記走行車体2に旋回自在に搭載された旋回台であり、当該旋回台6には運転室7が搭載されている。8は伸縮自在な伸縮ブームであって、前記旋回台6に起伏自在にその基端部が枢着されている。旋回台6には図示しないウインチが搭載されており、当該ウインチから繰出繰入されるワイヤ9が伸縮ブーム8先端シーブを経由してフック10のシーブに掛け回されている。図1と図2に示されたラフテレーンクレーン1の旋回台6より上の部分は、前記フック10を走行車体2上に載置したのち、前記伸縮ブーム8を全縮小して前方に向け最大倒伏した走行姿勢のままである。
図2に示した11は右前ジャッキ5aの中心と右後ジャッキ5bの中心とを結んだ線であって、アウトリガ3を張り出した状態のラフテレーンクレーン1がクレーン作業を行う際に右側方に向かっての安定の支点となる線である。同様に12は右後ジャッキ5bの中心と左後ジャッキ5cの中心とを結んだ線であって後方に向かっての安定支線であり、13は左後ジャッキ5cの中心と左前ジャッキ5dの中心とを結んだ線であって左側方に向かっての安定支線であり、14は左前ジャッキ5dの中心と右前ジャッキ5aの中心とを結んだ線であって前方に向かっての安定支線である。この安定支線11〜14は、ジャッキ5a〜5dの張り出し状態によって図2に示されたその位置と傾きが変化するものである。
図3は実施の形態に係る総合重心位置表示装置のブロック図である。20はアウトリガ張出幅検出手段であって、アウトリガ3の4つのスライド4に対応する右前張出幅検出手段21、左前張出幅検出手段22、右後張出幅検出手段23、左後張出幅検出手段24により構成されている。具体的には張出幅検出手段20として、コードリールにポテンショメータを組み合わせ、引き出されたコードの長さをポテンショメータの回転角度で検出する長さ検出器などが使用される。25はジャッキ反力検出手段であって、アウトリガ3の4つのジャッキ5に対応する右前ジャッキ反力検出手段26、左前ジャッキ反力検出手段27、右後ジャッキ反力検出手段28、左後ジャッキ反力検出手段29により構成されている。具体的にはジャッキ反力検出手段25として、ジャッキ5を構成するジャッキシリンダの保持側圧力を検出する圧力検出器などが使用される。
FIG. 3 is a block diagram of the total barycentric position display device according to the embodiment.
30はブーム姿勢検出手段であって、伸縮ブーム8のブーム長さを検出するブーム長さ検出手段31、ブーム起伏角度を検出するブーム起伏角検出手段32、伸縮ブーム8を含む旋回台6の走行車体2に対する旋回角度を検出するブーム旋回角検出手段33により構成されている。ブーム姿勢検出手段30として、ラフテレーンクレーン1の過負荷防止装置に使用されている一般的な検出器をそのまま使用可能である。
40は総合重心位置表示装置の演算部であって、以下に説明する各手段によって構成されている。41は総合重心位置演算手段であって、前記アウトリガ張出幅検出手段20及びジャッキ反力検出手段25からの信号によりラフテレーンクレーン1の総合重心位置を演算するものである。この総合重心位置演算手段41は、4つのジャッキの反力及びその位置から総合重心位置を演算するので、クレーン作業中であれば吊り荷重量も含む総合重心位置を演算することができる。
42は各部重量重心位置データ記憶手段であって、ラフテレーンクレーン1を構成する走行車体2、アウトリガ3、旋回台6、伸縮ブーム8等の全ての構成部分の重量重心データを記憶する手段である。43は定格安定性能記憶手段であって、ラフテレーンクレーン1の伸縮ブーム8による吊り上げ作業において、安定に対し所定の余裕を持ちながら吊り上げることのできる荷重である定格安定性能をブーム姿勢及びアウトリガ張出幅と関連付けて記憶する手段である。44は定格重心位置範囲演算手段であって、前記アウトリガ張出幅検出手段20、定格安定性能記憶手段43、各部重量重心位置データ記憶手段42及び前記ブーム姿勢検出手段30からの信号により定格重心位置範囲を演算するものである。ここで、定格重心位置範囲とは、仮に伸縮ブーム8先端にその時のブーム姿勢によって定まっている安定に関する定格荷重を吊ったとした場合の総合重心位置を全旋回角に渡って演算し表示したときに所定の矩形等として示される範囲である。
45は画像データ演算手段であって、前記アウトリガ張出幅検出手段20、総合重心位置演算手段41及び定格重心位置範囲演算手段からの信号により、ジャッキ位置及び定格重心位置範囲に対する総合重心位置の画像データを演算するものである。
46は画像表示手段であって、前記画像データ演算手段からの信号により画面上にジャッキ位置及び定格重心位置範囲に対する総合重心位置の画像を表示するものである。具体的には液晶を用いた表示装置等が使用可能である。
以上その構成を説明した総合重心位置表示装置の作用は以下の通りである。図1及び図2に示されたようにラフテレーンクレーン1が旋回台6よりも上部は走行姿勢のままで、アウトリガ3の4つのスライド4が最大張出位置まで張り出され、4つのジャッキ5も完全に伸長された状態とする。このとき、図3に示すアウトリガ張出幅検出手段20は4つのスライド4が最大張出であるときのアウトリガ張出幅を検出し、演算部40の総合重心演算手段41、定格重心位置範囲演算手段44及び画像データ演算手段45に信号を送る。ジャッキ反力検出手段25は4つのジャッキ5の反力を検出し、演算部40の総合重心演算手段41に信号を送る。ブーム姿勢検出手段30は走行姿勢におけるブーム長さ、ブーム起伏角、ブーム旋回角を検出し、演算部40の定格重心位置範囲演算手段44に信号を送る。
The operation of the overall center-of-gravity position display device that has described the configuration is as follows. As shown in FIGS. 1 and 2, the
総合重心位置演算手段41は、アウトリガ張出幅信号とジャッキ反力信号とからラフテレーンクレーン1の平面視における総合重心位置を演算し、画像データ演算手段45に演算結果を出力する。定格重心位置範囲演算手段44は、各部重量重心位置データ記憶手段42から読み出したラフテレーンクレーン1各部の重量重心位置データ、定格安定性能記憶手段43から読み出した定格吊り上げ荷重、アウトリガ張出幅信号から定格重心位置範囲を演算する。具体的には、走行姿勢での伸縮ブーム8先端に安定に関する定格荷重を吊ったとした場合の重心位置を全旋回角に渡って演算し表示したときに所定の矩形等として示される範囲が演算される。なお、所定の伸縮ブーム長さとアウトリガ張出幅の領域では、安定で吊り上げ性能が決定されず、ラフテレーンクレーン1の強度のみで吊り上げ性能が決定される場合があるが、この場合は強度に基づく定格荷重を採用するようにしてもよい。
The total center-of-gravity position calculation means 41 calculates the total center-of-gravity position in the plan view of the
画像データ演算手段45は、アウトリガ張出幅信号、総合重心位置演算結果、定格重心位置範囲演算結果に基づき、ジャッキ位置及び定格重心位置範囲に対する総合重心位置の画像データを演算する。図4は、画像表示手段46(画像表示装置)がその画面上にジャッキ位置50a〜50d、転倒支線51〜54、定格重心位置範囲55及び総合重心位置56を表示したものである。ここで、図2に示したラフテレーンクレーン1と表示画面との対応を示すと、右前ジャッキ5aがジャッキ位置50a、右後ジャッキ5bがジャッキ位置50b、左後ジャッキ5cがジャッキ位置50c、左前ジャッキ5dがジャッキ位置50dを表している。そして、右側方転倒支線11が転倒支線51、後方転倒支線12が転倒支線52、左側方転倒支線13が転倒支線53、前方転倒支線14が転倒支線54に対応している。
The image data calculation means 45 calculates the image data of the total barycentric position with respect to the jack position and the rated barycentric position range based on the outrigger extension width signal, the total barycentric position calculation result, and the rated barycentric position range calculation result. In FIG. 4, the image display means 46 (image display device) displays the jack positions 50a to 50d, the falling
図2に示すように現実の作業車は左右のアウトリガがスライドの幅寸法だけ前後に配置されるため、転倒支線11〜14により形作られる四角形は厳密には長方形ではなく平行四辺形であるが、図4の表示画面上の転倒支線51〜54に形作られる四辺形は簡単のため長方形で表示されている。なお、表示画面上の四辺形を実際の転倒支線により形作られる四辺形を正確に縮小したものを表示するようにしても良いことは勿論である。
As shown in FIG. 2, in the actual work vehicle, the left and right outriggers are arranged forward and backward by the width of the slide, so that the quadrangle formed by the overturning
黒点で示された位置56は総合重心位置である。総合重心位置56は転倒支線51〜54で形作られた長方形及び定格重心位置範囲55のほぼ中心に表示されている。これは、図2に示したラフテレーンクレーン1の旋回台6より上部が走行姿勢で、アウトリガ3のスライド4が4つとも最大張出された状態では、総合重心位置が転倒支線11〜14により形作られる四辺形のほぼ中心にあることを示している。なお、このときにはジャッキ5a〜5dの反力はほぼすべて同じ値となっている。
A
図5はラフテレーンクレーン1がクレーン作業中であるときに、画像表示手段46に表示された内容である。この時、伸縮ブーム8が伸長され右前ジャッキ5aの方向に旋回し、その先端には吊り荷が吊下げられている。図5に示されたように総合重心位置56は右前ジャッキ5aを表示するジャッキ位置50aに近づいている。しかし、右側方の定格重心位置範囲55に対しては距離L1離れており、右側方転倒支線51に対してはL2離れている。これから、安定定格性能及び安定限界状態となるまでには余裕があることが判る。このように、ジャッキ位置を結ぶ線によって示される転倒支点あるいは定格重心位置範囲と総合重心との距離を直感的に又は瞬時に把握することができる。そのため、作業車がその時点でどの程度の安定度を有しているのかを容易に知ることができる。
FIG. 5 shows the contents displayed on the image display means 46 when the
また、図5に示されたように前方の定格重心位置範囲55に対しては距離L3離れており、前方の転倒支線54に対してはL4離れている。画像表示手段46の表示から、L3>L1、L4>L2であることも直感的に把握することができる。すなわち、前方に対する安定よりも右側方に対する安定の余裕が少なく、安定については右側方に対してより注意を払えばよいことが判る。このように本願発明に係る総合重心位置表示装置によれば、クレーン作業中のラフテレーンクレーン1の安定状態を非常に判り易く監視できるので、クレーン作業中の転倒を防止し安全性向上を図ることができる。
Further, as shown in FIG. 5, the distance L3 is separated from the front rated gravity
図6は前記画像データ演算手段45が、前記画像表示手段46の表示画面において常に作業中の伸縮ブーム方向を真上として前記ジャッキ位置を表示するよう回転したジャッキ位置の画像データを演算するようにした総合重心位置表示装置でのクレーン作業中の総合重心位置56の画像表示である。57は表示画面上に表示された伸縮ブームである。伸縮ブーム57は右前ジャッキ位置50aのやや右側となる右側方を向いている。このとき、総合重心位置56は伸縮ブーム57のやや左側にある。これは、旋回台6、伸縮ブーム8及び吊荷からなる上部の重心位置が伸縮ブーム上に位置しており旋回動作により回転移動しても、走行車体2の重心位置は旋回角度に関係なく所定の位置で変化しないため、総合重心位置56が伸縮ブーム57と一致しなくなるからである。
FIG. 6 shows that the image data calculation means 45 calculates image data of the rotated jack position so that the jack position is always displayed on the display screen of the image display means 46 with the direction of the telescopic boom currently being operated being directly above. It is an image display of the total center-of-
図6に示すように、総合重心位置56は右側方転倒支線51及び定格重心位置範囲55よりも内側に位置している。これにより、クレーン作業中のラフテレーンクレーン1が安定状態にあることが容易に把握できる点は、図5で示した画像表示手段の場合と同様である。図6に示した画像表示によれば、常に作業中の伸縮ブーム方向を真上として前記ジャッキ位置を表示するよう回転したジャッキ位置が表示されるので、旋回台6に搭載された運転室7で運転中のオペレータは、目の前にある伸縮ブーム8を基準にジャッキの位置を知ることができる。そのため、直感的かつ正確にジャッキ50a〜50dの位置を把握することができる。
As shown in FIG. 6, the total center-of-
なお、本願請求項に係る発明では、ジャッキ反力信号とアウトリガ張出幅信号とから作業車の平面視における総合重心位置を演算したが、アウトリガ張出幅検出手段20、ブーム姿勢検出手段及30及び各部重量重心位置データ記憶手段42から吊荷を除く作業車の重量重心位置を求め、さらにブーム姿勢検出手段30及び図示しない吊荷荷重検出手段とから吊荷の重量重心位置を求め、この両者から総合重心位置を求めることもできる。
In the invention according to the claims of the present application, the total center-of-gravity position in the plan view of the work vehicle is calculated from the jack reaction force signal and the outrigger extension width signal, but the outrigger extension width detection means 20, boom posture detection means and 30. Further, the weight center of gravity position of the work vehicle excluding the suspended load is obtained from each part weight center of gravity position data storage means 42, and the weight gravity center position of the suspended load is obtained from the boom
1:ラフテレーンクレーン
2:走行車体
3:アウトリガ
4:スライド
5:ジャッキ
6:旋回台
8:伸縮ブーム
20:アウトリガ張出幅検出手段
41:総合重心位置演算手段
42:各部重量重心位置データ記憶手段
43:定格安定性能記憶手段
44:定格重心位置範囲演算手段
45:画像データ演算手段
46:画像表示手段
1: rough terrain crane 2: traveling vehicle body 3: outrigger 4: slide 5: jack 6: swivel base 8: telescopic boom 20: outrigger extension width detecting means 41: total center of gravity position calculating means 42: weight weight position data storage means of each part 43: Rated stable performance storage means 44: Rated gravity center position range calculating means 45: Image data calculating means 46: Image display means
Claims (2)
前記伸縮ブームのブーム長さ、ブーム起伏角及びブーム旋回角を検出するブーム姿勢検出手段と、
アウトリガ張出幅検出手段、定格安定性能記憶手段、各部重量重心位置データ記憶手段及び前記ブーム姿勢検出手段からの信号により定格重心位置範囲を演算する定格重心位置範囲演算手段と、
前記アウトリガ張出幅検出手段、ジャッキ反力信号とアウトリガ張出幅信号とから作業車の平面視における総合重心位置を演算する総合重心位置演算手段及び前記定格重心位置範囲演算手段からの信号により、ジャッキ位置及び定格重心位置範囲に対する総合重心位置の画像データを演算する画像データ演算手段と、
前記画像データ演算手段からの信号により画面上にジャッキ位置及び定格重心位置範囲に対する総合重心位置の画像を表示する画像表示装置と、を備えたことを特徴とする作業車の総合重心位置表示装置。 And pivotally mounting the swivel base to the vehicle body with the A Utoriga with jack, a total center-of-gravity position display device for a working vehicle which is pivoted freely undulating telescopic telescopic boom to the turning base,
Boom posture detecting means for detecting the boom length, boom undulation angle and boom turning angle of the telescopic boom;
A rated centroid position range calculating means for calculating a rated centroid position range based on signals from the outrigger extension width detecting means, rated stable performance storing means, each part weight centroid position data storing means and the boom posture detecting means;
With the signals from the outrigger extension width detecting means, the total gravity center position calculating means in a plan view of the work vehicle from the jack reaction force signal and the outrigger extension width signal, and the rated gravity center position range calculating means, Image data calculation means for calculating the image data of the total barycentric position relative to the jack position and the rated barycentric position range;
An image display device that displays an image of a total barycentric position with respect to a jack position and a rated barycentric position range on a screen based on a signal from the image data calculating means.
It said image data calculating means, characterized in that for calculating the image data of the jack position rotated to display the jacking position as just above always telescopic boom direction are working in the display screen of the image Display device The total gravity center display apparatus of the working vehicle of Claim 1.
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