JP6707208B2 - 積込量積算装置および積込量積算システム - Google Patents

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Description

本発明は、鉱山等における、積込機から運搬機に積載する運搬物の積載量を算出する技術に関する。
ダンプトラック等の運搬機に対して、油圧ショベルのような積込機を用いて積込作業を行うにあたり、積込作業中の運搬物の荷重計測を自動的に高精度に行う技術がある。例えば、特許文献1には、「運搬物を掬い旋回して他の場所に移送する油圧ショベルの作業量モニタ装置において、前記運搬物を掬い運搬する旋回操作中のバケット内部の荷重と前記運搬物を放土した後の旋回操作中におけるバケット内部の荷重とを演算する荷重演算手段と、前記2つの旋回操作中の前記荷重の荷重差が所定値以上あって、バケットダンプ操作が旋回方向の所定の角度範囲で実行されたとき荷重計測指令を出力するバケットダンプ操作検出手段と、前記荷重計測指令が出力されたとき前記バケットダンプ操作直前の荷重を移送された運搬物の荷重として計測する荷重計測手段と、を設けたことを特徴とする(要約抜粋)」作業量モニタ装置が開示されている。
また、運搬機への積載中に生じる過剰積載を検出し、積込機に通知する技術がある。例えば、特許文献2には、「フレームとダンプボディを含む機械において、電子コントローラが機械に動作可能に接続され、少なくとも1つの加速度計が、フレームおよび/またはダンプボディの加速度を測定して、電子コントローラに加速度信号を提供すべく配置され、電子コントローラが、加速度信号を受信および解析して、過剰積載状態を表す積載信号を、遠隔制御局および/または積載を実行している積載機械に提供すべく配置されている(要約抜粋)」ことが開示されている。
特許第3787046号公報 米国特許第8,833,861号明細書
運搬機に対して積込機を用いて積込作業を行う場合、生産効率の観点から運搬機の制限積載量に対して過不足なく積み込みを行うことが望ましい。特許文献1に開示の技術によれば、積込機のオペレータは、現在の積込量を把握しながら作業を行うことができるため、運搬機の制限積載量に対して過不足なく積込を行うことが容易となる。しかしながら、特許文献1に開示の技術では、オペレータの操作ミスなどにより、所定量のバケット操作が行われなかった場合、バケット荷重の積算が見逃されてしまい、精度よく積載量を把握することができない。
また、特許文献2に開示の技術によれば、積込機のオペレータは、過剰積載状態は把握できるが、積載量が不足している場合は、把握できない。また、運搬機側で取得したデータを用いて積載状態を算出しているため、運搬機毎に算出精度にばらつきが発生する。従って、積込機側で安定した精度で積載量を把握することができない。
本願は、上記事情に鑑みてなされたもので、積込状況によらず、精度よく、運搬機に積載された積載量を把握し、生産効率を向上させる技術を提供することを目的とする。
本発明は、積込量を記憶する積込量記憶部と、入力された、積込機に備えた作業フロント内の運搬物の荷重データを、前記積込量記憶部に記憶されている前記積込量に積算し、積算後の値で前記積込量記憶部に記憶される前記積込量を更新する積込量演算部と、入力された、運搬機に備えたベッセルの積載量データと、前記積込量記憶に記憶される積込量と、の差分を算出する差分演算部と、前記差分演算部が算出した前記差分の絶対値と予め定めた閾値とを比較し、前記絶対値が前記閾値より大きい場合、積算失敗と判定し、判定結果を出力する積算成否判定部と、前記積算成否判定部から積算失敗を示す前記判定結果が出力された場合、前記積載量データを前記積込量とする補正を行い、補正後の前記積込量で前記積込量記憶部に記憶されている前記積込量を更新する積込量補正部と、前記積込量記憶部に記憶される前記積込量を出力する出力部と、を備えることを特徴とする積込量積算装置を提供する。
本発明によれば、積込状況によらず、精度よく積載量を把握でき、生産効率を向上させることができる。上記した以外の課題、構成および効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。
第一の実施形態の積込量積算システムの概略図である。 第一の実施形態の油圧ショベルの外観図である。 第一の実施形態の油圧ショベルの制御回路を説明するための説明図である。 第一の実施形態のダンプトラックの外観図である。 第一の実施形態の重量計測コントローラの機能ブロック図である。 (a)および(b)は、それぞれ、第一の実施形態の積込機および運搬機の重量計測コントローラのハードウェア構成図である。 第一の実施形態の積込量積算処理のフローチャートである。 第一の実施形態の積込量算出処理のフローチャートである。 第一の実施形態のバケット荷重演算処理を説明するための説明図である。 第一の実施形態の積載量算出処理のフローチャートである。 第一の実施形態のサスペンション圧力と積載量との対応関係を示すグラフである。 第一の実施形態の積込量補正処理のフローチャートである。 (a)〜(c)は、第一の実施形態の積算成否判定を説明するための説明図である。 第一の実施形態の表示画面例を説明するための説明図である。 第二の実施形態の積込量補正処理のフローチャートである。 第二の実施形態の表示画面例を説明するための説明図である。 第三の実施形態の油圧ショベルの制御回路を説明するための説明図である。 第一の実施形態の重量計測コントローラの機能ブロック図である。 第三の実施形態の積込量補正処理のフローチャートである。 第三の実施形態の表示画面例を説明するための説明図である。 本発明の実施形態の変形例のシステム構成図である。
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施形態を説明するための全図において、同一の機能を有する部材には同一又は関連する符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。また、以下の実施形態では、特に必要なとき以外は同一又は同様な部分の説明を原則として繰り返さない。
<<第一の実施形態>>
本発明の第一の実施形態を説明する。本実施形態では、積込機側、運搬機側、それぞれで、運搬機へ積み込んだ運搬物の量を算出する。以下、本実施形態では、積込機側で算出した、運搬機に積み込んだ運搬物の量を、運搬機側で算出した運搬物の量を用いて適宜補正する。以下、積込機として油圧ショベルを、運搬機としてダンプトラックを用いる場合を例にあげて、本実施形態を説明する。
まず、本実施形態の積込量積算システムを説明する。図1は、本実施形態の積込量積算システム100の概略図である。
本図に示すように、本実施形態の積込量積算システム100は、積込機である油圧ショベル200と、運搬機であるダンプトラック300とを備える。
鉱山等における掘削積込作業では、まず、空荷のダンプトラック300が到着し、油圧ショベル200が積込可能な位置に停止した後、油圧ショベル200による積込作業が行われる。そして、所定量の積込が終了すると、ダンプトラック300は、発進する。そして、また、次のダンプトラック300が到着し、同じ作業が繰り返される。
<油圧ショベル>
次に、油圧ショベル200を説明する。図2は、本実施形態の油圧ショベル200の外観図である。
油圧ショベル200は、下部車体201と、上部旋回体202と、運転室203と、作業フロント207と、を備える。
下部車体201は、図示しない左走行体および右走行体を備える。上部旋回体202は、下部車体201上に旋回可能に取り付けられる。運転室203は、上部旋回体202の前部に取り付けられる。作業フロント207は、上部旋回体202の前部に上下揺動自在に取り付けられる。上部旋回体202は、後述する操作レバーを介したオペレータの操作に従って、油圧駆動回路により駆動される。
<作業フロント>
作業フロント207は、土砂等の作業対象物(以下、運搬物と呼ぶ。)をダンプトラック300に積み込む。作業フロント207は、ブーム210と、アーム211と、バケット212と、ブームシリンダ213と、アームシリンダ214と、バケットシリンダ215と、を備える。
ブーム210は、上部旋回体202に対して上下揺動自在に取り付けられる。アーム211は、ブーム210に上下揺動自在に取り付けられる。バケット212は、アーム211に上下回動自在に取り付けられる。
また、ブームシリンダ213と、アームシリンダ214と、バケットシリンダ215とは、作業フロント207を駆動させる油圧シリンダである。ブームシリンダ213は、上部旋回体202とブーム210とに連結され、ブーム210を上下方向に揺動させる。アームシリンダ214は、ブーム210とアーム211とに連結され、アーム211を上下方向に揺動させる。バケットシリンダ215は、アーム211とバケット212とに連結され、バケット212を上下方向に回動させる。
さらに、作業フロント207には、作業フロント207の姿勢を検出するために、ブーム角度センサ220と、アーム角度センサ221と、バケット角度センサ222と、を備える。
ブーム角度センサ220は、ブーム210に設けられ、ブーム210が上下方向に回動した角度を検出する。アーム角度センサ221は、アーム211に設けられ、アーム211が回動した角度を検出する。バケット角度センサ222は、バケット212に設けられ、バケット212が回動した角度を検出する。これらのブーム角度センサ220と、アーム角度センサ221と、バケット角度センサとによって検出された各角度、および、予め定められているブーム210とアーム211とバケット212との寸法データに基づいて、作業フロント207の上部旋回体202に対する姿勢が算出される。
ブームシリンダ213と、アームシリンダ214と、バケットシリンダ215とは、オペレータによる操作レバーの操作に従って、油圧駆動回路により駆動される。
<制御装置>
次に、油圧ショベル200が備える制御装置280について、図3を用いて説明する。制御装置280は、油圧駆動回路の駆動を制御する油圧制御用コントローラ250と、センサ等からの信号を処理して処理結果を表示装置に出力する表示制御用コントローラ251と、を備える。
油圧制御用コントローラ250は、ブーム操作レバー240と、アーム操作レバー241と、バケット操作レバー242と、旋回操作レバー243と、の操作に応じて、油圧駆動回路を介して、それぞれ、ブームシリンダ213と、アームシリンダ214と、バケットシリンダ215と、上部旋回体202を旋回させる旋回モータ216と、を駆動させる。
油圧駆動回路は、メインポンプ204と、作動油タンク205と、コントロール弁230〜233と、を備える。
メインポンプ204は、図示しないエンジンにより駆動されるメインポンプである。メインポンプ204が作動油タンク205より吐出した圧油は、それぞれ、コントロール弁230〜233を経て、ブームシリンダ213、アームシリンダ214、バケットシリンダ215、旋回モータ216に対して供給される。
ブーム操作レバー240、アーム操作レバー241、バケット操作レバー242、および、旋回操作レバー243から出力される各操作信号は油圧制御用コントローラ250に取り込まれる。油圧制御用コントローラ250に取り込まれた各操作信号は、コントロール弁230〜233の開閉駆動に使用される。ブームシリンダ213、アームシリンダ214、バケットシリンダ215、および旋回モータ216に対して各々供給される圧油の流量は、各操作レバー240〜243の操作量に比例して増減する。
ブームシリンダ213のボトム側油室213aへ圧油が供給された場合には、ブーム210は上部旋回体202に対して上方向に揺動駆動され、反対にロッド側油室213bに供給された場合には、ブーム210は上部旋回体202に対して下方向に揺動駆動される。
アームシリンダ214のボトム側油室214aへ圧油が供給された場合には、アーム211はブーム210に対して下方向に揺動駆動され、反対にロッド側油室214bに供給された場合には、アーム211はブーム210に対して上方向に揺動駆動される。バケットシリンダ215のボトム側油室215aへ圧油が供給された場合には、バケット212はアーム211に対して下方向に回動駆動され、反対にロッド側油室215bに供給された場合には、バケット212はアーム211に対して上方向に回動駆動される。
また、旋回モータ216が接続されている油路216aへ圧油が供給された場合には、上部旋回体202は下部車体201に対して左方向に回動駆動され、反対に216bへ圧油が供給された場合には、上部旋回体202は下部車体201に対して右方向に回動駆動される。
ブームシリンダ213には、ブームボトム圧力センサ260およびブームロッド圧力センサ261が接続される。ブームボトム圧力センサ260は、ボトム側油室213aの圧力を検出する。また、ブームロッド圧力センサ261は、ロッド側油室213bの圧力を検出する。ブームボトム圧力センサ260およびブームロッド圧力センサ261の計測信号は、表示制御用コントローラ251に入力される。
また、表示制御用コントローラ251には、各角度センサ220〜222が接続され、これらの計測信号も入力される。
さらに、表示制御用コントローラ251には、表示モニタ(表示装置)270、通信装置206、積込完了スイッチ271が各々接続される。
なお、表示モニタ270は、表示制御用コントローラ251の処理結果を表示したり、指示の入力を受け付けたりする、ユーザインタフェースである。例えば、運転室203内に配置される。また、通信装置206は、後述するダンプトラック300からの情報を受信する。積込完了スイッチ271は、1台のダンプトラック300への積込作業が完了した際に、油圧ショベル200のオペレータにより押下(ON)されるスイッチである。本実施形態では、ON状態になると、積込完了信号271sが出力される。
表示制御用コントローラ251は、これらの接続装置から得られる計測信号、指示信号に従って、油圧ショベル200がダンプトラック300に積み込んだ運搬物の量を算出し、表示モニタ270に出力する。表示制御用コントローラ251の詳細については後述する。
<ダンプトラック>
次に、本実施形態の運搬機であるダンプトラック300について説明する。図4は、本実施形態のダンプトラック300の外観を示す図である。ダンプトラック300は、運搬物を積載して走行する。また、ダンプトラック300は、車両本体307と、ベッセル301と、車輪302と、サスペンションシリンダ303と、サスペンション圧力センサ304と、通信装置306と、制御装置310と、を備える。
車両本体307は、図示しないエンジンおよび走行モータを備える。走行モータの動力を車輪302に伝達することで、ダンプトラック300は走行可能となる。ベッセル301には、油圧ショベル200により、土等の運搬物が積載される。ベッセル301は、車両本体307の上部に設置される。
サスペンションシリンダ303は、車輪302と車両本体307との間に設置される。車両本体307の重量、ベッセル301の重量、ベッセル301に積載された運搬物の重量の合計に応じた負荷が、サスペンションシリンダ303を介して車輪302に加えられる。サスペンションシリンダ303は、ベッセル301に運搬物が積載されると、その重量に応じて縮み、内部に封入された作動油の圧力(内圧)が高まる。
サスペンション圧力センサ304は、サスペンションシリンダ303の内圧を検出する。サスペンション圧力センサ304の検出信号は制御装置310に入力される。サスペンション圧力センサ304は、ダンプトラック300の各サスペンションシリンダ303に設置されている。本実施形態のダンプトラック300は4つの車輪302を備える。従って、ダンプトラック300は、4つのサスペンション圧力センサ304を備える。
通信装置306は制御装置310と接続され、油圧ショベル200への情報送信に使用される。制御装置310の動作については後述する。
<表示制御用コントローラおよび制御装置の機能ブロック>
次に、本実施形態の表示制御用コントローラ251および制御装置310を、図5を用いて説明する。以下、本明細書では、油圧ショベル200側で、各センサの計測値から算出した、バケット212に積み込まれた運搬物の量をバケット荷重(backet load weight)または単に荷重(load weight)と呼び、バケット212によりダンプトラック300に積み込まれた運搬物の量の積算値を積込量(loading amount)と呼び、ダンプトラック300側で、センサの計測値から算出した、自身のベッセル301へ積載された運搬物の量を積載量(loaded amount)と呼ぶ。
表示制御用コントローラ251には、ブーム角度センサ220からのブーム角度センサ信号(角度信号)220s、アーム角度センサ221からのアーム角度センサ信号(角度信号)221s、バケット角度センサ222からのバケット角度センサ信号(角度信号)222s、ブームボトム圧力センサ260からのブームボトム圧力センサ信号260s、ブームロッド圧力センサ261からのブームロッド圧力センサ信号261s、積込完了スイッチ271からの積込完了信号271s、通信装置206を介した制御装置310からの通信信号206s、の各信号が入力される。表示制御用コントローラ251からの出力信号は、表示モニタ270への表示モニタ信号270sである。
表示制御用コントローラ251は、バケット荷重演算部400と、重量計測部252と、を備える。また、重量計測部252は、積算判定部401と、積込量演算部402と、積込量記憶部403と、差分演算部404と、積算成否判定部405と、積込量補正部406と、表示モニタ制御部407と、積込完了判定部409と、を備える。
バケット荷重演算部400は、バケット212内の運搬物の荷重を算出し、バケット荷重(荷重データ)として出力する。
積算判定部401は、バケット212内の運搬物が、ダンプトラック300のベッセル301に積込まれたかを判定する。積込量演算部402は、積込量の合計を算出する。積込量記憶部403は、積込量演算部402の演算結果を記憶する。差分演算部404は、積込量記憶部403に記憶されている積込量と、制御装置310の積載量演算部500により算出される積載量と、の差分を算出する。積算成否判定部405は、差分の演算結果から積算判定部401および積込量演算部402による積込量計測が正しく行われているか判定する。積込量補正部406は、積算成否判定部405の判定結果を受けて積込量記憶部403に記憶されている積込量を補正する。表示モニタ制御部407は、表示モニタ信号270sを生成する。積込完了判定部409は、積込が完了したか否かを判定する。
制御装置310には、サスペンション圧力センサ304からのサスペンション圧力センサ信号304sが入力される。制御装置310からの出力信号は、通信装置306を介した表示制御用コントローラ251への通信信号306sである。
制御装置310は、ベッセル301に積載された運搬物の重量を演算する積載量演算部500を備える。積載量演算部500の演算結果である積載量データは、出力信号310sとして通信装置306に出力される。
なお、表示制御用コントローラ251および制御装置310は、予め設定した制御周期で一連の入出力を繰り返し実行する。
<ハードウェア構成>
表示制御用コントローラ251は、図6(a)に示すように、CPU291と、RAM292と、ROM293と、入力インタフェース(I/F)294と、出力I/F296と、を備える情報処理装置で実現できる。ROM293には、上記各部を実現するプログラムが格納される。格納されるプログラムは、例えば、バケット荷重演算部400を実現するバケット荷重演算プログラム400pと、積算判定部401を実現する積算判定プログラム401pと、積込量演算部402を実現する積算演算プログラム402pと、差分演算部404を実現する差分演算プログラム404pと、積算成否判定部405を実現する積算成否判定プログラム405pと、積込量補正部406を実現する積込量判定プログラム406pと、表示モニタ制御部407を実現する表示モニタ制御プログラム407pと、積込完了判定部409を実現する積込完了判定プログラム409pを備える。なお、指示受付プログラム408pは、後述する第三の実施形態で用いられるプログラムである。また、上記積込量記憶部403は、例えば、RAM292に設けられる。
入力I/F294には、ブーム角度センサ信号220sと、アーム角度センサ信号221sと、バケット角度センサ信号222sと、ブームボトム圧力センサ信号260sと、ブームロッド圧力センサ信号261sと、積込完了信号271sと、通信信号206sと、の各信号が入力される。出力I/F296からは、表示モニタ信号270sが出力される。
例えば、予めROM293等に格納される上記プログラムを、CPU291がRAM292にロードして実行することにより、上記各機能は実現される。また、処理に必要な各種のデータ、処理の途中に生成されるデータは、ROM293やRAM292に格納される。
なお、表示制御用コントローラ251は、ROM293やRAM292といった半導体メモリに加え、ハードディスクドライブ等の磁気記憶装置を備えてもよい。
また、制御装置310は、図6(b)に示すように、CPU391と、RAM392と、ROM393と、入力I/F394と、出力I/F396とを備える情報処理装置で実現できる。ROM393には、積載量演算部500を実現する積載量演算プログラム500pが格納される。入力I/F394には、サスペンション圧力センサ信号304sが入力され、出力I/F396からは、出力信号310sが出力される。なお、ROM393やRAM392といった半導体メモリに加え、ハードディスクドライブ等の磁気記憶装置を備えてもよい。
<積込量積算処理の全体の流れ>
次に、本実施形態の積込量積算処理の流れを説明する。図7は、本実施形態の積込量積算処理の処理フローである。本実施形態の積込量積算処理は、上述のように所定の時間間隔で実行される。
まず、表示制御用コントローラ251は、各入力信号を取得する(ステップS1101)。本実施形態では、バケット荷重演算部400は、ブームボトム圧力センサ信号260sと、ブームロッド圧力センサ信号261sと、ブーム角度センサ信号220sと、アーム角度センサ信号221sと、バケット角度センサ信号222sと、を取得する。また、積算判定部401は、バケット角度センサ信号222sを取得する。さらに、積込完了判定部409は、積込完了信号271sを取得する。
次に、表示制御用コントローラ251の重量計測部252は、ステップS1101で取得した各信号に基づいて、油圧ショベル200側での積込量算出処理を行う(ステップS1102)。
一方、制御装置310は、各入力信号を取得する(ステップS1201)。ここでは、積載量演算部500が、サスペンション圧力センサ信号304sを取得する。
そして、積載量演算部500は、ステップS1201で取得した信号に基づいて、ダンプトラック300側での積載量算出処理を行う(ステップS1202)。算出結果は、通信装置306を介して表示制御用コントローラ251に出力される。
次に、重量計測部252は、ステップS1102で算出した積込量を、積載量演算部500が算出した積載量を用いて補正する積込量補正処理を行う(ステップS1103)。
最後に、重量計測部252は、積込量補正処理により得られた積込量を表示モニタ270に表示させる積込量表示処理を行い(ステップS1104)、処理を終了する。
以下、各処理の詳細を説明する。
<積込量算出処理>
まず、積込量算出処理を、図8を用いて説明する。図8は、積込量算出処理の処理フローである。
一般に、作業具がバケットである油圧ショベル200は、掘削、ブーム上げ旋回、放土のサイクルを繰り返すことで作業を遂行する。本実施形態では、これを利用し、所定時間のブーム上げ操作およびバケット放土操作の検出をトリガとし、荷重の算出、積込量の算出を行うことにより、積込量の合計を得る。
なお、積込量算出処理は、重量計測部252の積算判定部401と、積込量演算部402と、積込完了判定部409とにより、実行される。算出結果は、積込量記憶部403に記憶される。
まず、積込完了判定部409は、積込完了スイッチ271のON/OFF判定を行う。ここでは、積込完了スイッチ271がON状態であるか否かを判定する(ステップS1301)。前述のように、積込完了スイッチ271は、ON状態になると、積込完了信号271sを出力する。積込完了判定部409は、積込完了信号271sを取得するとON状態であると判定する。ON状態でないと判定された場合、積込完了判定部409は、判定結果を、バケット荷重演算部400へ出力する。
ここで、判定結果の出力を受けた、バケット荷重演算部400の処理を説明する。図9は、バケット荷重演算の演算アルゴリズムを説明するための模式図である。
バケット荷重演算部400では、判定結果を受け取ると、ブーム上げ操作時間判定を行う。ここでは、ブーム210の上部旋回体202に対する上方向の駆動操作が、第一の所定期間以上連続して行われたか否かを判定する。判定は、ブーム角度センサ信号220sを用いて行われる。バケット荷重演算部400は、ブーム角度センサ信号220sを監視し、上方向の駆動操作期間をブーム上げ操作時間としてカウントし、その長さが第一の所定期間以上であるか否かを判定する。第一の所定期間は、予め定めておく。例えば、第一の所定期間を5[s]とすると、ブーム角度センサ信号220sが5[s]以上連続してブーム上げ方向へ変動した場合、ブーム上げ操作が連続してなされたものと判定する。ブーム上げ操作時間は、RAM292等に格納される。
連続してなされたと判定された場合、バケット荷重演算部400は、作業フロント207の動作により掘削されたバケット212内の運搬物の量であるバケット荷重を算出し、荷重データとして積込量演算部402と、表示モニタ制御部407と、に出力する。その他の場合は、荷重データを出力しない。
ここで、バケット荷重演算部400によるバケット荷重演算処理を、図9を用いて説明する。バケット荷重Faは、ブーム回動中心のモーメントMの釣り合い式を解くことで算出される。バケット荷重Faに伴って発生するモーメントMは、荷重点とブーム回動中心の水平距離Laを用いて、M=Fa・Laで表される。一方、ブームシリンダ213の推力Fbに伴って発生するモーメントMは、ブーム回動中心までの水平距離Lbを用いて、M=Fb・Lbで表される。水平距離LaおよびLbは、各角度センサ220〜222の検出値を用いて算出される。また、推力Fbは、ブームボトム圧力センサ260およびブームロッド圧力センサ261の検出値およびを用いて算出される。これらを用いて、未知数であるバケット荷重Faは、Fb・Lb/Laにより算出される。
予め定めた時間内にバケット荷重が入力された場合(ステップS1302)、積算判定部401は、放土操作時間判定を行う。積算判定部401は、バケット角度センサ信号222sを監視し、バケット212がアーム211に対して上方向に回動駆動している時間(放土操作時間)をカウントし、その長さが、第二の所定期間以上であるか否かを判定する(ステップS1304)。放土操作時間が、第二の所定期間以上継続する場合、バケット212により、運搬物がダンプトラック300のベッセル301に積み込まれたものと判定する。例えば、第二の所定期間を2[s]とした場合、バケット角度センサ信号222sが2[s]以上連続してバケット放土方向へ変動した場合、第二の所定期間以上と判定する。放土操作時間は、RAM292等に格納される。
放土操作時間が第二の所定期間以上である場合、積込量演算部402は、積込量演算を行う(ステップS1305)。積込量演算部402は、ステップS1303で、バケット荷重演算部400にて算出されたバケット荷重と、ステップS1304の判定結果とに基づき、積込量を算出する。ここでは、ステップS1303で算出されたバケット荷重を、積込量記憶部403に記憶されている現在の積込量に積算する。そして、積算後の値で、積込量記憶部403に記憶される積込量を更新する。
その後、積込量演算部402は、ブーム上げ操作時間をリセットし(ステップS1306)、また、放土操作時間をリセットし(ステップS1307)、ステップS1305で算出した積算後の積込量を、積込量記憶部403に記憶し(ステップS1308)、処理を終了する。なお、積込量演算部402は、後述の積込量補正処理で用いるため、積込量を積込量記憶部403に記憶した場合、RAM292等に記憶フラグを設定する。
一方、ステップS1302で、ブーム上げ操作時間の継続時間が第一の所定期間未満の場合は、バケット荷重演算部400は、バケット荷重を重量計測部252に出力しない。予め定めた時間内にバケット荷重を受信しない場合、重量計測部252は、そのまま、積込量算出処理を終了する。また、ステップS1304で、放土操作時間が第二の所定期間未満の場合も、そのまま積込量算出処理を終了する。
また、ステップS1301で、ON状態と判定された場合は、当該ダンプトラック300への積込作業が完了したため、積込完了判定部409は、積込量記憶部403に記憶される積込量をリセットし(積込量の値を0とする)(ステップS1309)、積込量算出処理を終了する。
<積載量算出処理>
次に、制御装置310における積載量算出処理を、図10、図11を用いて説明する。図10は、積載量算出処理の処理フローであり、図11は、積載量演算部500の演算アルゴリズムを説明するための模式図である。
積載量演算部500は、サスペンション圧力センサ信号304sに基づいて、ベッセル301への積載量を算出する(ステップS1401)。積載量は、予め定めたサスペンション圧力と積載量との対応関係に基づいて算出される。サスペンション圧力と積載量との対応関係の一例を図11に示す。前述の通り、本実施形態のダンプトラック300は4つの車輪302を備える。従って、1台のダンプトラック300は、サスペンション圧力センサ304を4つ備える。図11の横軸は、これら4つのサスペンション圧力センサ304の検出値の平均値を示す。
積載量演算部500は、算出した積載量を、積載量データとして、通信装置306を介して表示制御用コントローラ251へ送信し(ステップS1402)、処理を終了する。
<積込量補正処理>
次に、ステップS1103の積込量補正処理を、図12、図13(a)、図13(b)、および図13(c)を用いて説明する。図12は、本実施形態の積込量補正処理の処理フローである。図13(a)〜図13(c)は、積算成否判定を説明するための模式図である。
まず、差分演算部404は、直前の積込量算出処理において、積込量記憶部403への積込量記憶処理(ステップS1308の処理)が実施されたか否かを判定する(ステップS1501)。本実施形態では、前述の記憶フラグが設定されているか否かで判定する。そして、本判定後、当該フラグをクリアする。
積込量記憶処理が実施されたと判定された場合、差分演算部404は、積込量記憶部403に記憶されている積込量と、通信装置206を介して、制御装置310から受信した積載量とを取得する(ステップS1502)。そして、積込量と積載量との差分を算出する差分演算を行う(ステップS1503)。
そして、積算成否判定部405は、差分演算の結果を受けて、積算成否判定を行う(ステップS1504)。ここでは、積込量の算出が成功したか否かを判定する。積算成否判定は、予め定められた差分演算結果に対する閾値Dthを用いて行われる。すなわち、積算成否判定部405は、差分演算結果の絶対値を算出して閾値Dthと比較し、当該絶対値が閾値Dth以下であるか否かを判定する。比較結果において、閾値Dth以下であれば、積算成功と判定する。判定結果は、積込量補正部406と、表示モニタ制御部407とに出力される。
当該閾値Dthは、例えば、表示制御用コントローラ251のROM293またはRAM292に予め記憶される。その値は、例えば、バケット212の定格容量以下に設定される。判定の詳細について、図13(a)〜図13(c)を用いて説明する。
図13(a)は、積込量と積載量の差分の絶対値ΔLDが、予め定められた閾値Dthの範囲内(ΔLD≦Dth)であるケースについて示した模式図である。この場合、積算成否判定部405による判定結果は、閾値Dth以下であるため、「積算成功」である。この場合、積算成否判定部405は、閾値Dth以下であることを示す情報(積算成功)を積込量補正部406と、表示モニタ制御部407とに出力する。
図13(b)および図13(c)は、積込量と積載量の差分の絶対値ΔLDが、予め定められた閾値Dthの範囲外(ΔLD>Dth)であるケースについて示した模式図である。図13(b)は、積載量の方が大きいケース、図13(c)は、積込量の方が大きいケースである。この場合、積算成否判定部405による判定結果は、閾値より大きいため、「積算失敗」である。これらの場合、積算成否判定部405は、閾値Dthより大きいことを示す情報(積算失敗)を積込量補正部406と、表示モニタ制御部407とに出力する。
積算成否判定において、判定結果が積算成功である場合、そのまま処理を終了する。一方、積算失敗である場合、積込量補正部406は、積込量補正を行い(ステップS1505)、処理を終了する。なお、積込量補正は、積込量記憶部403に記憶されている積込量を、通信装置206を介して受信した積載量で上書きする処理である。
<積込量表示>
次に、ステップS1104の積込量表示処理を説明する。
表示モニタ制御部407は、ステップS1302でバケット荷重演算部400から受信したバケット荷重と、積込量記憶部403に記憶されている積込量とを表示モニタ270に表示する。最終的に積込量記憶部403に記憶される積込量を表示する。また、ステップS1504の、積算成否判定部405による判定結果も併せて表示する。
表示モニタ270に表示される表示画面270a例を図14に示す。上述のように、表示画面270aは、バケット荷重表示領域272と、積込量表示領域273と、積算成否の判定結果表示領域274とを備える。それぞれの表示部には、バケット荷重、積込量、積算成否の判定結果を示す情報が表示される。
判定結果の表示は、例えば、「積算失敗」と判定された場合にランプを点灯して、油圧ショベル200のオペレータに報知する構成であってもよい。
なお、表示画面270aは、さらに、上述の積込完了スイッチ271として、積込完了指示を受け付ける積込完了指示受付領域271rを備えていてもよい。
以上説明したように、本実施形態の積込量積算システム100では、油圧ショベル200の重量計測部252の算出値である積込量とダンプトラック300の積載量演算部500の算出値である積載量とを用いて、油圧ショベル200側の積込量算出の成否を判定し、失敗の場合に積込量を補正する。
従って、本実施形態によれば、オペレータの操作ミスなどにより、油圧ショベル200側での積込量算出に大幅な狂いが生じた場合であっても、ダンプトラック300側の計測値を用い、容易に適正化できる。従って、本実施形態によれば、積込状況によらず、精度よくダンプトラック300への積載量を把握することができ、生産効率が向上する。
また、本実施形態によれば、積込量算出の成否判定の結果も油圧ショベル200のオペレータに報知する。このため、オペレータが、油圧ショベル200側での積込量算出の失敗を把握できる。従って、操作ミスの低減に繋がり、さらなる作業効率向上が期待できる。
また、本実施形態によれば、積込量算出の成否判定に使用する閾値が、油圧ショベル200のバケット定格容量以下に設定される。よって、積込量と積載量との間に、定格容量より大きな差が発生した場合のみ、積載量で積込量が補正される。すなわち、通常は、より算出精度の高い油圧ショベル200側での算出結果を用い、バケットの定格容量以上の差が発生した場合のみ、ダンプトラック300側で算出した積載量が用いられる。このため、精度が安定するとともに、積算見逃し/誤積算の発生を効率よく検知することができる。これらにより、さらに作業効率向上が期待できる。
<<第二の実施形態>>
次に、本発明の第二の実施形態を説明する。本実施形態では、積算が失敗した場合に、その内容を判別し、オペレータに通知する。
本実施形態の積込量積算システム100の構成は、基本的に第一の実施形態と同様である。以下、第一の実施形態と異なる構成に主眼をおいて説明する。
本実施形態では、重量計測部252の、積算成否判定部405の処理内容が異なる。以下、本実施形態の積込量補正処理の流れを説明する。図15は、本実施形態の積込量補正処理の処理フローである。
本図に示すように、本実施形態の積込量補正処理では、第一の実施形態の積込量補正処理のステップS1504の積算成否判定において、失敗と判定された場合、ステップS1505の積込量補正までの間に、失敗内容を特定する処理(内容特定処理)を行う。その他の処理は、第一の実施形態と同様である。
内容特定処理では、積算成否判定部405は、積込量と積載量との大小を判別し、判別結果により、失敗した内容を特定する。
すなわち、ステップS1504において、積算失敗と判定された場合、積算成否判定部405は、積込量と積載量の大小比較を行う(ステップS2101)。ここでは、積算成否判定部405は、例えば、差分演算部404の演算結果の正負を判別し、判別結果に応じて失敗の内容を特定する。なお、失敗の内容は、判別結果に対応づけて、予めROM293等に格納しておく。
積算成否判定部405は、例えば、積込量が積載量よりも小さい場合は、失敗の内容を、積算見逃しによるものと特定する。これは、図13(b)に示す例である。一方、積込量が積載量以上である場合は、誤積算によるものと特定する。これは、図13(b)に示す例である。例えば、積載時にバケット212内の運搬物をこぼしてしまった場合等である。
積算成否判定部405は、判別結果、すなわち、判別結果により特定される失敗の内容を、表示モニタ制御部407に出力し、ステップS1505の処理に移行する。
なお、ステップS1104の積込量表示処理では、さらに、判別結果、すなわち、特定された内容も併せて表示する。この場合、表示画面270aは、図16に示すように、判定結果表示領域274の代わりに、積算失敗の内容を表示する失敗内容表示領域275を備える。
図16に示す表示画面270a例では、失敗内容表示領域275に、積算失敗内容それぞれのランプ275a、275bを備え、判定された内容のランプが点灯する構成を示す。これにより、油圧ショベルのオペレータに判定結果を報知する。
以上説明したように、本実施形態によれば、第一の実施形態同様、積込量と積載量との差分の絶対値を算出し、算出した絶対値が予め定めた閾値より大きい場合、積載量を積込量とする補正を行う。このため、本実施形態によれば、第一の実施形態と同様の効果が得られる。さらに、本実施形態によれば、積込量算出失敗の内容(積算見逃し/誤積算)を油圧ショベル200のオペレータに報知する。このため、オペレータは、積込量算出の失敗について、その内容を詳細に把握できる。従って、操作ミスの低減に繋がり、さらなる作業効率向上が期待できる。
<<第三の実施形態>>
次に、本発明の第三の実施形態について説明する。上記第一および第二の実施形態では、積算失敗と判別された場合、自動的に、ダンプトラック300が算出した積載量を用いて補正される。しかしながら、本実施形態では、オペレータが許可した場合のみ、積載量を用いた補正を実施する。
以下、本実施形態について、第一の実施形態と異なる構成に主眼をおいて説明する。
本実施形態の油圧ショベル200は、図17に示すように、さらに、補正指示受付スイッチ277を備える。そして、本実施形態の重量計測部252aは、さらに、補正指示受付スイッチ277の操作信号(補正指示受付信号277s)を受信する。補正指示受付信号277sは、重量計測部252aに出力される。
補正指示受付スイッチ277は、オペレータから補正を行うか否かの指示を受け付け、指示に応じた操作信号を出力する。本実施形態では、補正を行う場合、補正指示受付スイッチ277をON状態とする。そして、補正指示受付スイッチ277は、ON状態の場合、補正指示受付信号277sを出力するものとする。
次に、本実施形態の表示制御用コントローラ251aの機能を説明する。図18は、本実施形態の表示制御用コントローラ251aおよび制御装置310の機能ブロック図である。
本実施形態の表示制御用コントローラ251aの重量計測部252aは、第一の実施形態の重量計測部252aの各部に加え、指示受付部408を備える。なお、制御装置310は、第一の実施形態と同様である。また、両コントローラのハードウェア構成も第一の実施形態と同様である。ただし、図6(a)に示すように、ROM293には、指示受付部408を実現する指示受付プログラム209pがさらに格納される。
指示受付部408には、補正指示受付信号277sが入力される。指示受付部408は、補正指示受付信号277sを受信したか否かによって、積込量補正部406による積込量補正(積込量記憶部403の記憶値の上書き)を実施するか否かの判定を行う。
次に、本実施形態の積込量補正処理の流れを説明する。図19は、本実施形態の積込量補正処理の処理フローである。
本図に示すように、本実施形態の積込量補正処理では、第一の実施形態の積込量補正処理のステップS1504の積算成否判定において、失敗と判定された場合、指示受付部408が、オペレータから補正の指示を受け付けているか否かを判定する(ステップS3101)。判定は、上述のように、補正指示受付信号277sを受信しているか否かにより行う。
そして、指示受付部408は、受信している場合、補正指示有と判定する。一方、指示を受けていない場合は、補正指示無、と判定する。判定結果は、積込量補正部406に出力する。
積込量補正部406は、指示受付部408から補正指示有との通知を受けた場合のみ、ステップS1505の積込量補正処理を行う。受け付けていない場合は、補正処理を行わず、処理を終了する。その他の処理は、第一の実施形態と同様である。
なお、補正指示受付スイッチ277は、例えば、表示画面270a上に、補正指示受付領域277rとして設定される。本実施形態の表示画面270aの一例を図21に示す。
なお、本実施形態では、積込量表示領域273の表示値は、図19のフローに従って変化する。補正指示受付スイッチ277が押下されて補正が許可された場合、ダンプトラック300の積載量で上書きされた積込量が積込量表示領域273に表示される。一方、補正指示受付スイッチ277が押下されない場合は、積込量の上書きが実施されないため、前回算出した積込量(ダンプトラック300の積載量で上書きされていない積込量)が表示される。
以上説明したように、本実施形態によれば、オペレータの指示を受け付ける指示受付部408をさらに備え、積込量補正部406は、差分の絶対値が閾値より大きい場合、さらに、指示受付部408を介して補正を許可する指示を受け付けた場合にのみ補正を行う。すなわち、本実施形態によれば、油圧ショベル200のオペレータが許可した場合のみ、積込量の補正が実施される。このため、意図しない自動的な補正を防止でき、積込量計測のロバスト性向上が期待できる。
なお、本実施形態は、第一の実施形態に組み合わせる場合を例にあげて説明したが、第二の実施形態と組み合わせてもよい。
また、上記各実施形態では、積込機として図2に示す油圧ショベル200を用いる場合を例にあげて説明したが、これに限定されない。例えば、作業フロント207の関節数など、運搬機であるダンプトラック300への積込が可能な任意の構成が適用できる。
また、油圧ショベル200の制御装置280も、上記構成に限定されない。例えば、油圧制御用コントローラ250を備えず、表示制御用コントローラ251が油圧制御用コントローラ250の機能も実現してもよい。
また、上記各実施形態では、運搬機として、図4に示すダンプトラック300を用いる場合を例にあげて説明したが、これに限定されない。運搬機は、積込機による積込作業が可能であれば良い。例えば、車輪の個数を4個としたが、当然6個にするなどの構成も適用できる。
積込量算出処理も、上記処理フローに限定されない。積込量が算出可能なあらゆる手段を用いることができる。例えば、上記処理フローでは、バケット荷重演算部400によるバケット放土操作時間判定(積算判定)にバケット角度センサ信号222sを用いたが、バケット操作レバー242の操作信号を用いても良い。また、バケット荷重演算部400によるバケット荷重演算においても、ブーム上げ操作時間をバケット荷重演算のトリガとしたが、上部旋回体202の下部車体201に対する旋回動作をトリガとしてもよい。
また、上記各実施形態では、積載量を、図11に示すような、予め定めたサスペンション圧力と積載量との関係を用いて算出しているが、これに限定されない。ベッセル301に積載された対象物の重量が計測可能なあらゆる手段を用いてもよい。
また、表示モニタ270に表示される表示画面のレイアウトや表示項目も上記表示画面270a例に限定されない。例えば、ダンプトラック300の積載量や積込量と積載量との差分演算結果などを合わせて表示してもよい。
また、上記各実施形態では、積算成否判定に用いる閾値DthをROM293またはRAM292に予め記憶しておく場合を例にあげて説明したが、その限りではない。例えば、表示制御用コントローラ251に専用の設定器を新たに接続し、当該設定器を介して、積込機のオペレータが、閾値Dthを設定および変更可能なように構成してもよい。この場合、設定された閾値Dthは、例えば、RAM292に記憶する。これにより、積込機のオペレータが閾値を適宜変更できるため、ユーザビリティが向上する。
また、上記各実施形態では、重量計測部252、252aが油圧ショベル200に搭載される場合を例にあげて説明したが、これに限定されない。重量計測部252、252aは、例えば、図21に示すように、積込量積算装置600として独立して設けられてもよい。この場合、積込量積算装置600は、例えば、管制センタ等に配置されてもよい。この場合、積込量積算システム100aは、図21に示すように、油圧ショベル200と、ダンプトラック300と、積込量積算装置600とにより構成される。なお、重量計測部252、252aの機能ブロックは、図5、図18に示す例と同様である。
なお、積込量積算装置600は、CPUとメモリと記憶装置と通信I/Fとを備える。そして、積込量積算装置600において重量計測部252、252aは、記憶装置に予め記憶されたプログラムを、CPUがメモリにロードして実行することにより実現される。また、油圧ショベル200やダンプトラック300とのデータの送受信は、通信I/Fを介して行われる。
さらに、上記各実施形態および図21の例では、重量計測部252、252aは、表示モニタ制御部407を備え、算出結果を、油圧ショベル200が備える表示モニタ270に出力しているが、これに限定されない。表示モニタ制御部407の代わりに、出力I/F296で実現される出力部を備え、表示モニタ270以外の外部装置に出力するよう構成してもよい。
100:積込量積算システム、100a:積込量積算システム、200:油圧ショベル、201:下部車体、202:上部旋回体、203:運転室、204:メインポンプ、205:作動油タンク、206:通信装置、206s:通信信号、207:作業フロント、210:ブーム、211:アーム、212:バケット、213:ブームシリンダ、213a:ボトム側油室、213b:ロッド側油室、214:アームシリンダ、214a:ボトム側油室、214b:ロッド側油室、215:バケットシリンダ、215a:ボトム側油室、215b:ロッド側油室、216:旋回モータ、216a:油路、216b:油路、220:ブーム角度センサ、220s:ブーム角度センサ信号、221:アーム角度センサ、221s:アーム角度センサ信号、222:バケット角度センサ、222s:バケット角度センサ信号、230:コントロール弁、231:コントロール弁、232:コントロール弁、233:コントロール弁、240:ブーム操作レバー、241:アーム操作レバー、242:バケット操作レバー、243:旋回操作レバー、250:油圧制御用コントローラ、251:表示制御用コントローラ、251a:表示制御用コントローラ、252:重量計測部、252a:重量計測部、260:ブームボトム圧力センサ、260s:ブームボトム圧力センサ信号、261:ブームロッド圧力センサ、261s:ブームロッド圧力センサ信号、270:表示モニタ、270a:表示画面、270s:表示モニタ信号、271:積込完了スイッチ、271r:積込完了指示受付領域、271s:積込完了信号、272:バケット荷重表示領域、273:積込量表示領域、274:判定結果表示領域、275:失敗内容表示領域、275a:ランプ、275b:ランプ、277:補正指示受付スイッチ、277r:補正指示受付領域、277s:補正指示受付信号、280:制御装置、291:CPU、292:RAM、293:ROM、295:通信I/F、
300:ダンプトラック、301:ベッセル、302:車輪、303:サスペンションシリンダ、304:サスペンション圧力センサ、304s:サスペンション圧力センサ信号、306:通信装置、306s:通信信号、307:車両本体、310:重量計測コントローラ、
400:バケット荷重演算部、401:積算判定部、402:積込量演算部、403:積込量記憶部、404:差分演算部、405:積算成否判定部、406:積込量補正部、407:表示モニタ制御部、408:指示受付部、409:積込完了判定部、500:積載量演算部、600:積込量積算装置

Claims (7)

  1. 積込量を記憶する積込量記憶部と、
    入力された、積込機に備えた作業フロント内の運搬物の荷重データを、前記積込量記憶部に記憶されている前記積込量に積算し、積算後の値で前記積込量記憶部に記憶される前記積込量を更新する積込量演算部と、
    入力された、運搬機に備えたベッセルの積載量データと、前記積込量記憶部に記憶される積込量と、の差分を算出する差分演算部と、
    前記差分演算部が算出した前記差分の絶対値と予め定めた閾値とを比較し、前記絶対値が前記閾値より大きい場合、積算失敗と判定し、判定結果を出力する積算成否判定部と、
    前記積算成否判定部から積算失敗を示す前記判定結果が出力された場合、前記積載量データを前記積込量とする補正を行い、補正後の前記積込量で前記積込量記憶部に記憶されている前記積込量を更新する積込量補正部と、
    前記積込量記憶部に記憶される前記積込量を出力する出力部と、を備えること
    を特徴とする積込量積算装置。
  2. 請求項1記載の積込量積算装置において、
    前記出力部は、表示装置に接続され、前記積込量記憶部に記憶される前記積込量を前記表示装置に出力すること
    を特徴とする積込量積算装置。
  3. 請求項1記載の積込量積算装置において、
    前記出力部は、前記積算成否判定部から積算失敗を示す前記判定結果が出力された場合、当該絶対値が前記閾値より大きいことを示す情報を、さらに出力すること
    を特徴とする積込量積算装置。
  4. 請求項1記載の積込量積算装置において、
    前記積算成否判定部は、積算失敗と判定した場合、前記差分演算部が算出した前記差分の正負を判別し、判別結果を、さらに出力し、
    前記出力部は、前記積算成否判定部が出力した前記判別結果を、さらに出力すること
    を特徴とする積込量積算装置。
  5. 請求項1記載の積込量積算装置において、
    オペレータからの指示を受け付ける補正指示受付スイッチに接続され、当該補正指示受付スイッチを介して前記積載量データによる補正を許可する指示を受け付ける指示受付部をさらに備え、
    前記積込量補正部は、前記差分の絶対値が前記閾値より大きい場合、さらに、前記指示受付部が前記補正を許可する指示を受け付けた場合に、前記補正を行うこと
    を特徴とする積込量積算装置。
  6. 請求項1記載の積込量積算装置において、
    前記閾値は、前記作業フロントが備えるバケットの定格容量以下に設定されること
    を特徴とする積込量積算装置。
  7. 積込機と、運搬機と、積込量積算装置と、を備える積込量積算システムであって、
    前記積込機は、運搬物を前記運搬機に積み込む作業フロントの、当該作業フロントが取り付けられる旋回体に対する姿勢を検出する角度センサと、前記作業フロントを駆動する油圧シリンダのボトム圧力を検出するボトム圧力センサと、前記油圧シリンダのロッド圧力を検出するロッド圧力センサと、前記角度センサから出力される角度センサ信号、前記ボトム圧力センサから出力されるボトム圧力センサ信号、および前記ロッド圧力センサから出力されるロッド圧力センサ信号に基づいて、前記作業フロント内の前記運搬物の荷重を算出して荷重データとして出力する荷重演算部と、を備え、
    前記運搬機は、サスペンションシリンダの内圧を検出するサスペンション圧力センサと、前記サスペンション圧力センサから出力されるサスペンション圧力センサ信号に基づいて、前記運搬物を積載するベッセルに積載された積載量を算出して積載量データとして出力する積載量演算部と、を備え、
    前記積込量積算装置は、
    積込量を記憶する積込量記憶部と、
    荷重演算部が算出した前記荷重データを、前記積込量記憶部に記憶されている前記積込量に積算し、積算後の値で前記積込量記憶部に記憶される前記積込量を更新する積込量演算部と、
    前記積載量演算部が算出した前記積載量データと、前記積込量記憶部に記憶される積込量と、の差分を算出する差分演算部と、
    前記差分演算部が算出した前記差分の絶対値と予め定めた閾値とを比較し、前記絶対値が前記閾値より大きい場合、積算失敗と判定し、判定結果を出力する積算成否判定部と、
    前記積算成否判定部から積算失敗を示す前記判定結果が出力された場合、前記積載量データを前記積込量とする補正を行い、補正後の前記積込量で前記積込量記憶部に記憶されている前記積込量を更新する積込量補正部と、
    前記積込量記憶部に記憶される前記積込量を出力する出力部と、を備えること
    を特徴とする積込量積算システム。
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7246294B2 (ja) * 2019-11-26 2023-03-27 コベルコ建機株式会社 計測装置、及び建設機械
CN111846714B (zh) * 2020-07-29 2022-05-03 深圳东风汽车有限公司 一种垃圾车自适应模糊装载量控制方法及系统

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5938576U (ja) * 1982-09-03 1984-03-12 新キャタピラー三菱株式会社 荷役積載重量監視装置
US5111301A (en) * 1989-06-28 1992-05-05 Sanyo Electric Co., Ltd. Automatic exposure adjusting apparatus for automatically adjusting exposure by fuzzy inference
AU690404B2 (en) * 1994-12-27 1998-04-23 Komatsu Limited Device and method for limiting the vehicle speed of a working vehicle
JP2973932B2 (ja) * 1996-06-25 1999-11-08 三菱自動車工業株式会社 車両荷重測定装置
JP3787046B2 (ja) 1999-09-17 2006-06-21 日立建機株式会社 油圧ショベルの作業量モニタ装置
WO2003033829A1 (fr) 2001-10-18 2003-04-24 Hitachi Construction Machinery Co., Ltd. Appareil de detection du volume de travail d'une pelle hydraulique, procede de detection d'un volume de travail, systeme de presentation du resultat de la detection d'un volume de travail
JP4583157B2 (ja) * 2004-01-15 2010-11-17 株式会社小松製作所 ダンプトラックの積載重量測定方法及び積載重量測定装置
NZ555187A (en) * 2007-05-15 2010-01-29 Actronic Ltd Weight estimation for excavator payloads
CN101306767B (zh) * 2007-05-16 2011-02-02 天地科技股份有限公司 智能化汽车快速定量装车方法和装车站
JP5275658B2 (ja) * 2008-03-27 2013-08-28 株式会社小松製作所 作業車両の作業量推定システム及び作業車両
JP5442959B2 (ja) * 2008-04-25 2014-03-19 ニチユ三菱フォークリフト株式会社 荷役作業用車輌における表示装置
JP2012035973A (ja) * 2010-08-06 2012-02-23 Ohbayashi Corp 積込量管理システム及び積込量管理方法
US8833861B2 (en) 2010-12-03 2014-09-16 Caterpillar Inc. Loading analysis system and method
CN103249896B (zh) * 2011-11-04 2014-12-03 株式会社小松制作所 装载系统及搬运机
JP2014001040A (ja) * 2012-06-18 2014-01-09 Hitachi Constr Mach Co Ltd 油圧ショベルの作業量計測装置
JP6516362B2 (ja) * 2015-08-05 2019-05-22 株式会社奥村組 運搬車両に対する運搬物の積載システムおよび積載方法
US9695571B1 (en) * 2015-12-10 2017-07-04 Caterpillar Inc. Payload monitoring system
CN105775791B (zh) * 2016-03-17 2017-02-22 天地科技股份有限公司 一种煤炭列车装车非连续累计装载系统及方法

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