JP6955198B2 - Equipment for estimating the ground strength of the out-trigger ground of the work vehicle and the method of estimating the ground strength of the out-trigger ground of the work vehicle - Google Patents
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Description
本発明は、移動式クレーン及び高所作業車などを含む作業車のアウトリガ接地地盤の地盤強度の推定装置及び作業車のアウトリガ接地地盤の地盤強度の推定方法に関するものである。 The present invention relates to a device for estimating the ground strength of the outrigger ground of a work vehicle including a mobile crane and an aerial work platform, and a method of estimating the ground strength of the outrigger ground of the work vehicle.
一般に、移動式クレーン及び高所作業車などを含む作業車には、作業時に車両を安定させる目的でアウトリガが取り付けられている。アウトリガは、クレーン作業時や高所作業時に、地面に接地させて荷重を支持することで、作業車の転倒を防止するようになっている。 Generally, work vehicles including mobile cranes and aerial work platforms are equipped with outriggers for the purpose of stabilizing the vehicle during work. The outriggers are designed to prevent the work vehicle from tipping over by supporting the load by grounding it on the ground during crane work or aerial work.
作業車のオペレータは、アウトリガ接地地盤の強度について、地盤の表面を目視し経験に基づいて強度が高いと推定される地盤にアウトリガを接地させるようにしている。しかしながら、オペレータが地盤強度を高いと誤認すると、クレーン作業中や高所作業中に地盤が沈下して作業車が転倒する危険性がある。 Regarding the strength of the outrigger grounding ground, the operator of the work vehicle visually observes the surface of the ground and grounds the outrigger on the ground which is estimated to have high strength based on experience. However, if the operator misunderstands that the ground strength is high, there is a risk that the ground will sink and the work platform will tip over during crane work or aerial work.
そこで、例えば特許文献1に記載された支持力検証装置は、アウトリガの側方から検知具を地面に貫入させて、貫入量と貫入力の関係から地盤の支持力を検出するように構成されている。このような構成によって、アウトリガの接地板を接地させようとする地盤の支持力を実測値に基づいて事前に検証することのできる支持力検証装置となる。
Therefore, for example, the bearing capacity verification device described in
しかしながら、前述した特許文献1の支持力検証装置は、構成が複雑であり、アウトリガ案内部に検知具押圧手段を取り付けたり接地板に検知具を取り付けたりするなど、アウトリガ自体に大幅な改造を施すことが必要となる。
However, the bearing capacity verification device of
そこで、本発明は、アウトリガ自体に大幅な改造を施すことなく、簡易な構成によって地盤強度を推定することのできる、作業車のアウトリガ接地地盤の地盤強度の推定装置及び作業車のアウトリガ接地地盤の地盤強度の推定方法を提供することを目的としている。 Therefore, the present invention provides an outrigger ground strength estimation device for a work vehicle and an outrigger ground ground for a work vehicle, which can estimate the ground strength with a simple configuration without significantly modifying the outrigger itself. The purpose is to provide a method for estimating ground strength.
前記目的を達成するために、本発明の作業車のアウトリガ接地地盤の地盤強度の推定装置は、車体部と、前記車体部に搭載される作業機と、前記車体部を支持するアウトリガと、前記アウトリガの反力を計測する反力計測器と、前記車体部の傾斜角度を計測する傾斜角度計測器と、前記アウトリガのジャッキの長さを計測する長さ計測器と、前記アウトリガの反力と前記車体部の傾斜角度と前記ジャッキの長さとに基づいて地盤強度を計算する計算機と、を備え、前記計算機は、前記作業機の姿勢変化による作業車の総合重心位置の移動の前後で、移動前の前記アウトリガの反力と前記車体部の傾斜角度と前記ジャッキの長さと、移動後の前記アウトリガの反力と前記車体部の傾斜角度と前記ジャッキの長さと、に基づいて地盤強度を計算するようになっている。 In order to achieve the above object, the outrigger ground strength estimation device of the work vehicle of the present invention includes a vehicle body portion, a work machine mounted on the vehicle body portion, an outrigger that supports the vehicle body portion, and the above. A reaction force measuring device that measures the reaction force of the outrigger, an inclination angle measuring device that measures the tilt angle of the vehicle body, a length measuring device that measures the length of the jack of the outrigger, and a reaction force of the outrigger. A computer for calculating the ground strength based on the inclination angle of the vehicle body and the length of the jack is provided, and the computer moves before and after the movement of the total center of gravity position of the work vehicle due to the change in the attitude of the work machine. The ground strength is calculated based on the reaction force of the previous outrigger, the tilt angle of the vehicle body, and the length of the jack, and the reaction force of the outrigger after movement, the tilt angle of the vehicle body, and the length of the jack. It is designed to do.
また、本発明の作業車のアウトリガ接地地盤の地盤強度の推定方法は、作業機の第1姿勢において、アウトリガの反力を計測する工程と、車体部の傾斜角度を計測する工程と、前記アウトリガのジャッキの長さを計測する工程と;前記作業機を第1姿勢から第2姿勢へと姿勢変化させる工程と;前記作業機の第2姿勢において、前記アウトリガの反力を計測する工程と、前記車体部の傾斜角度を計測する工程と、前記アウトリガの前記ジャッキの長さを計測する工程と;第1姿勢で計測された前記アウトリガの第1反力と前記車体部の第1傾斜角度と前記ジャッキの第1長さと、第2姿勢で計測された前記アウトリガの第2反力と前記車体部の第2傾斜角度と前記ジャッキの第2長さと、に基づいて地盤強度を計算する工程と;を備えている。 Further, the method for estimating the ground strength of the outrigger ground of the work vehicle of the present invention includes a step of measuring the reaction force of the outrigger, a step of measuring the inclination angle of the vehicle body portion, and the outrigger in the first posture of the work machine. The step of measuring the length of the jack; the step of changing the posture of the working machine from the first posture to the second posture; and the step of measuring the reaction force of the outrigger in the second posture of the working machine. A step of measuring the inclination angle of the vehicle body portion and a step of measuring the length of the jack of the outrigger; the first reaction force of the outrigger measured in the first posture and the first inclination angle of the vehicle body portion. A step of calculating the ground strength based on the first length of the jack, the second reaction force of the outrigger measured in the second posture, the second inclination angle of the vehicle body, and the second length of the jack. It has;
このように、本発明の作業車のアウトリガ接地地盤の地盤強度の推定装置は、車体部と、車体部に搭載される作業機と、車体部を支持するアウトリガと、アウトリガの反力を計測する反力計測器と、車体部の傾斜角度を計測する傾斜角度計測器と、アウトリガのジャッキの長さを計測する長さ計測器と、アウトリガの反力と車体部の傾斜角度とジャッキの長さとに基づいて地盤強度を計算する計算機と、を備えている。このため、アウトリガ自体に大幅な改造を施すことなく、簡易な構成によって地盤強度を推定することができる。 As described above, the device for estimating the ground strength of the outrigger ground of the work vehicle of the present invention measures the vehicle body, the work equipment mounted on the vehicle body, the outriggers that support the vehicle body, and the reaction force of the outriggers. The reaction force measuring instrument, the tilt angle measuring instrument that measures the tilt angle of the vehicle body, the length measuring instrument that measures the length of the outrigger jack, the reaction force of the outrigger, the tilt angle of the vehicle body, and the length of the jack. It is equipped with a computer that calculates the ground strength based on. Therefore, the ground strength can be estimated by a simple configuration without significantly modifying the outrigger itself.
また、本発明の作業車のアウトリガ接地地盤の地盤強度の推定方法は、作業機の第1姿勢において、アウトリガの反力を計測する工程と、車体部の傾斜角度を計測する工程と、アウトリガのジャッキの長さを計測する工程と;作業機を第1姿勢から第2姿勢へと姿勢変化させる工程と;作業機の第2姿勢において、アウトリガの反力を計測する工程と、車体部の傾斜角度を計測する工程と、アウトリガのジャッキの長さを計測する工程と;第1姿勢で計測されたアウトリガの第1反力と車体部の第1傾斜角度とジャッキの第1長さと、第2姿勢で計測されたアウトリガの第2反力と車体部の第2傾斜角度とジャッキの第2長さと、に基づいて地盤強度を計算する工程と;を備えている。このため、アウトリガ自体に大幅な改造を施すことなく、簡易な構成によって地盤強度を推定することができる。 Further, the method of estimating the ground strength of the outrigger ground contact ground of the work vehicle of the present invention includes a step of measuring the reaction force of the outrigger, a step of measuring the inclination angle of the vehicle body portion, and a step of measuring the outrigger in the first posture of the work machine. The process of measuring the length of the jack; the process of changing the posture of the work machine from the first posture to the second posture; the process of measuring the reaction force of the outrigger in the second posture of the work machine, and the inclination of the vehicle body The process of measuring the angle and the process of measuring the length of the outrigger jack; the first reaction force of the outrigger measured in the first posture, the first tilt angle of the vehicle body, the first length of the jack, and the second. It includes a process of calculating the ground strength based on the second reaction force of the outrigger measured in the posture, the second inclination angle of the vehicle body portion, and the second length of the jack. Therefore, the ground strength can be estimated by a simple configuration without significantly modifying the outrigger itself.
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。ただし、以下の実施の形態に記載されている構成要素は例示であり、本発明の技術範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. However, the components described in the following embodiments are examples, and the technical scope of the present invention is not limited to them.
(構成)
まず、図1を用いて本実施例の作業車のアウトリガ接地地盤の地盤強度の推定装置Dを備える移動式クレーンとしてのラフテレーンクレーン1の全体構成について説明する。以下の実施例では、作業車としてラフテレーンクレーン1を例にして説明するが、これに限定されるものではなく、カーゴクレーン、トラッククレーン、オールテレーンクレーンなどを含む移動式クレーンや高所作業車に広く本発明を適用できる。
(composition)
First, the overall configuration of the
(クレーンの全体構成)
本実施例のラフテレーンクレーン1は、図1に示すように、走行機能を有する車両の本体部分となる車体部10と、車体部10の四隅に設けられたアウトリガ11,・・・と、車体部10に水平旋回可能に取り付けられた旋回台12と、旋回台12に立設されたブラケット13に取り付けられたブーム14と、を備えている。車体部10の車体フレームには、車体部10の傾斜角度を計測する傾斜角度計測器90(不図示、図3参照)が搭載されている。
(Overall configuration of the crane)
As shown in FIG. 1, the
傾斜角度計測器90は、車体部10の車体フレームなどに固定される1軸又は2軸の傾斜センサである。傾斜角度計測器90は、気泡や振り子を利用した機械的なものであってもよいし、ポテンショメータや磁気を利用したものであってもよい。傾斜角度計測器90としては、特に、デジタル処理しやすいように、MEMS技術を利用した傾斜センサ(ACS)や電解液の傾きを利用した傾斜センサ(AGS)を使用することが好ましい。傾斜角度計測器90として、1軸のものを使用した場合には2つ使用することが好ましく、それぞれ車両前後方向及び車両左右方向の傾斜角度を計測するように方向づけられる。傾斜角度計測器90として、2軸のものを使用した場合には1つ使用するだけでよく、車両前後方向及び車両左右方向の傾斜角度を計測するように方向づけられる。
The tilt
アウトリガ11は、スライドシリンダ(不図示)を伸縮することで車体部10から幅方向外側にスライド張出/スライド格納可能であるとともに、ジャッキシリンダ51(図2参照)を伸縮することで車体部10から上下方向にジャッキ張出/ジャッキ格納可能である。
The out-
旋回台12は、旋回用モータの動力を伝達されるピニオンギヤを有しており、このピニオンギヤが車体部10に設けた円形状のギヤに噛み合うことで旋回軸を中心に回動する。旋回台12は、前方右側に配置された運転室18と、後方中央に配置されたブラケット13と、後方下部に配置されたカウンタウェイト19と、を有している。運転室18内には、計算された地盤強度が作業に必要となる地盤強度よりも小さいときに、オペレータに警報する警報器40(後述する)や、表示モニタや、操作手段などが配置されている。
The
ブーム14は、基端ブーム141と中間ブーム142と先端ブーム143とによって入れ子式に構成されており、内部に配置された伸縮シリンダによって伸縮できるようになっている。先端ブーム143の最先端のブームヘッド144にはシーブが配置され、シーブにワイヤロープ16が掛け回されてフックブロック17が吊下げられている。
The
最も外側の基端ブーム141は、付け根部がブラケット13に水平に設置された支持軸に回動自在に取り付けられており、支持軸を回転中心として上下に起伏できるようになっている。さらに、ブラケット13と基端ブーム141の下面との間には、起伏シリンダ15が架け渡されており、起伏シリンダ15を伸縮することでブーム14全体を起伏することができる。
The outermost
(アウトリガの構成)
そして、本実施例のアウトリガ11は、図2に示すように、案内部52と、伸縮部53と、接地板54と、を備えている。この案内部52及び伸縮部53の内部には、ジャッキシリンダ51が設置されている。そして、ジャッキシリンダ51のヘッド側の油圧回路には、ジャッキシリンダ51の圧力を検知することでアウトリガ11の反力を計測する反力計測器としての圧力計20が接続されている。
(Outrigger configuration)
As shown in FIG. 2, the
すなわち、圧力計20によって圧力を計測し、ジャッキシリンダ51の断面積を乗じる(掛ける)ことで反力を求めることができる。求められた反力を接地板54の面積で除す(割る)ことで接地板54の圧力を計算することができる。なお、接地板54の下に敷板(敷鉄板)を配置した場合には、敷板の面積で除す(割る)ことで敷板の圧力を計算することができる。この場合、敷板自体の重量による圧力をさらに加えることで単位面積当りの下向きの荷重(圧力)を計算することができる。
That is, the reaction force can be obtained by measuring the pressure with the
さらに、アウトリガ11には、アウトリガ11の長さを計測する長さ計測器31が取り付けられている。長さ計測器31は、一端が接地板54に取り付けられ他端がリール31bに巻き取られてアウトリガ11内に張設されたコード31aと、コードを繰出自在に巻き取るリール31bと、によって構成される。そして、アウトリガ11の伸縮に伴うコード31aの繰出量に応じたリール31bの回転変位を回転変位検出手段(例えばポテンショメータ)31cで検出し、アウトリガ長さ信号として出力するようになっている。長さ計測器31はリール式に限定されるものではなく、例えばレーザ変位計なども含み、アウトリガ11の長さを計測できるものであればどのようなものであってもよい。
Further, a
(制御系の構成)
次に、図3を用いて本実施例の地盤強度の推定装置Dを含む制御系の構成について説明する。本実施例の制御系は、図3に示すように、入力側として、前述した長さ計測器31と、前述した傾斜角度計測器90と、前述した反力計測器としての圧力計20と、旋回レバー61と起伏レバー62と伸縮レバー63とウインチレバー64とを含む作業機の操作手段と、地盤強度を計算する計算機であり作業機としてのブーム14の動作を制御する制御装置でもあるコントローラ70と、出力側として、旋回モータ81と起伏シリンダ82と伸縮シリンダ83とウインチ84とを含む作業機の駆動手段と、運転室18に配置される警報器40と、を備えている。制御装置としてのコントローラ70は、CPU、メモリ、HDD、SSDなどによって構成される汎用のコンピュータである。
(Control system configuration)
Next, the configuration of the control system including the ground strength estimation device D of this embodiment will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 3, the control system of this embodiment includes the above-mentioned
コントローラ70では、計測値等に基づいて、以下の計算が実施される。
(地盤のモデル化)
地盤の陥没を図5のようにモデル化する。
R:力(ジャッキ反力)
x:陥没量
k:地盤バネ係数
とすれば、フックの法則より式(1)が導かれる。
R=kx・・・・(1)
ここで、kが小さいほど地盤は軟弱であり、kが大きいほど強固な地盤である。
地盤バネ係数kが小さいと軟弱な地盤であり、荷を吊ったときに移動式クレーンが転倒する可能性がある。そのため、移動式クレーンの準備作業中において地盤バネ係数kを求める。求め方は以下の通りである。
In the
(Modeling of the ground)
The depression of the ground is modeled as shown in FIG.
R: Force (jack reaction force)
If x: depression amount k: ground spring constant, equation (1) is derived from Hooke's law.
R = kx ... (1)
Here, the smaller k is, the softer the ground is, and the larger k is, the stronger the ground is.
If the ground spring constant k is small, the ground is soft and there is a possibility that the mobile crane will tip over when the load is hung. Therefore, the ground spring constant k is obtained during the preparation work of the mobile crane. How to find it is as follows.
(地盤バネ係数を求める第1の手法)
移動式クレーンの準備作業である、アウトリガ張り時において、ジャッキ長さ、ジャッキ高さ、ジャッキ反力から地盤バネ係数を求める第1の手法について説明する。
図6に示すように、ジャッキ長さをL、ジャッキ高さをXとすれば、陥没量(沈下量)は式(2)で表すことができる。
x=L−X・・・・(2)
式(2)を式(1)に代入すると、kは式(3)で表すことができる。
k=R/(L−X)・・・・(3)
(First method for finding the ground spring constant)
The first method for obtaining the ground spring constant from the jack length, the jack height, and the jack reaction force at the time of outrigger tension, which is the preparatory work for the mobile crane, will be described.
As shown in FIG. 6, if the jack length is L and the jack height is X, the sinking amount (sinking amount) can be expressed by the equation (2).
x = LX ... (2)
Substituting equation (2) into equation (1), k can be represented by equation (3).
k = R / (LX) ... (3)
(地盤バネ係数を求める第2の手法)
移動式クレーンの準備作業である、起伏操作・旋回操作などの移動式クレーンの重心移動操作時において、フレーム角度、ジャッキ高さ(後述するが必須要素ではない)、ジャッキ反力から地盤バネ係数を求める第2の手法について説明する。
アウトリガ11を備える移動式クレーンは、アウトリガ11を2つ以上備えている。そのうち、2つのアウトリガ11、11に着目する。着目する2つのアウトリガ11、11は、例えば起伏操作をする場合では、車体前側及び車体後側のアウトリガ11、11、旋回操作をする場合では車体左側及び車体右側のアウトリガ11、11を選定する。
図6に示すように、第1のアウトリガ11のジャッキ長さをL1、ジャッキ高さをX1、ジャッキ反力をR1、第2のアウトリガ11のジャッキ長さをL2、ジャッキ高さをX2、ジャッキ反力をR2、各アウトリガジャッキ接地面の地盤バネ係数をそれぞれk1、k2とする。また、2つのアウトリガジャッキのフレーム上の距離をW、フレームの傾斜角度をθとする。
式(3)より
k1=R1/(L1−X1)
k2=R2/(L2−X2)
これより
X1=L1−R1/k1・・・・(4)
X2=L2−R2/k2・・・・(5)
図6より
X2−X1=Wsinθ・・・・(6)
式(4)、(5)を式(6)に代入すれば式(7)が成り立つ。
R1/k1−R2/k2=Wsinθ+L1−L2・・・・(7)
起伏角度、旋回角度、ブーム長さを変更することで、総合重心Gの位置を移動させ、重心位置を移動した後の第1、第2のジャッキの反力、長さ、フレーム角度をそれぞれ、R1’、R2’、L1’、L2’、θ’とすると、式(8)に示すように、k1、k2を得ることができる。
The ground spring constant is calculated from the frame angle, jack height (which will be described later, but is not an essential element), and jack reaction force during the movement of the center of gravity of the mobile crane, such as undulating and turning operations, which is the preparatory work for the mobile crane. The second method to be obtained will be described.
A mobile crane equipped with
As shown in FIG. 6, the jack length of the
From equation (3), k 1 = R 1 / (L 1 −X 1 )
k 2 = R 2 / (L 2- X 2 )
From this, X 1 = L 1- R 1 / k 1 ... (4)
X 2 = L 2- R 2 / k 2 ... (5)
From FIG. 6, X 2- X 1 = Wsin θ ... (6)
By substituting the equations (4) and (5) into the equation (6), the equation (7) is established.
R 1 / k 1- R 2 / k 2 = Wsinθ + L 1- L 2 ... (7)
By changing the undulation angle, turning angle, and boom length, the position of the total center of gravity G is moved, and the reaction force, length, and frame angle of the first and second jacks after moving the position of the center of gravity are changed, respectively. If R 1 ', R 2 ', L 1 ', L 2 ', and θ'are set, k 1 and k 2 can be obtained as shown in the equation (8).
そして、本実施例のコントローラ70は、計算の結果に基づいて判断し、警報器40の動作を制御する警報制御機能部70aと、作業機としてのブーム14の動作を停止/規制する停止/規制機能部70bと、有している。
Then, the
警報制御機能部70aは、計算された地盤強度(すなわち地盤バネ係数k)が、作業に必要となる地盤強度(必要地盤バネ係数ka)よりも小さいときに、警報器40によってオペレータに警報するように制御する。なお、必要地盤バネ係数kaは、所定の安全率を考慮したものであることが好ましい。
The alarm
停止/規制機能部70bは、計算された地盤強度(すなわち地盤バネ係数k)が、作業に必要となる地盤強度(必要地盤バネ係数ka)よりも小さいときに、作業機の動作を停止させるか、又は、作業機の陥没量を抑える(すなわち、安全側となる)逆向きの動作のみを可能とするようになっている。すなわち、コントローラ70は、旋回モータ81と起伏シリンダ82と伸縮シリンダ83とウインチ84とを含む作業機の駆動手段を、停止させるか、又は、その時点の動作方向に対して逆向きの動作のみを可能とするように制御する。なお、必要地盤バネ係数kaは、所定の安全率を考慮したものであることが好ましい。
Whether the stop /
警報器40は、オペレータに転倒のおそれを報知・警告するものである。警報器40としては、ブザー音等の警報音を発するもの(ブザー)、「地盤強度が小さいため転倒のおそれがあります」等の音声を発するもの(スピーカー)などを使用することができる。なお、警報器40は、これらに限定されるものではなく、オペレータと接触する部位を振動させたり、表示モニタ内に表示させたりするものであってもよい。
The
(作用)
次に、図4のフローチャートを用いて、本実施例の作業車のアウトリガ接地地盤の地盤強度の推定装置D又は推定方法の作用について説明する。
(Action)
Next, the operation of the ground strength estimation device D or the estimation method of the outrigger ground ground of the work vehicle of the present embodiment will be described with reference to the flowchart of FIG.
以下、図4のフローチャートを用いて地盤強度の推定の手順について説明する。はじめに、作業機の第1姿勢において、反力計測器としての圧力計20によって反力R1、R2が計測され(ステップS1)、長さ計測器31によってジャッキの長さL1、L2が計測され(ステップS2)、傾斜角度計測器90によって車体フレームの傾斜角度θが計測される(ステップS3)。第1姿勢は、例えば、アウトリガ11を張って車体部10を水平に保持した状態とすることができる。各計測値(R、L、θ)は、コントローラ70に入力される。ここにおいて、ステップS1〜S3は、この順に限定されるものではなく、例えば全ステップを同時に実行することもできる。
Hereinafter, the procedure for estimating the ground strength will be described using the flowchart of FIG. First, in the first posture of the working machine, the reaction forces R 1 and R 2 are measured by the
次に、作業機としてのブーム14を第1姿勢から第2姿勢へ姿勢変化させる(ステップS4)。第2姿勢は、例えば、アウトリガ11を張って車体部10を水平に保持しつつ、ブーム14を伸長させた状態とすることができる。なお、第1姿勢と第2姿勢は、姿勢変化の前後で総合重心(すなわち、アウトリガ11で支持されている作業車全体の重心)が移動するものであれば、それぞれどのような姿勢であってもよい。
Next, the posture of the
次に、作業機の第2の姿勢において、反力計測器としての圧力計20によって反力R’1、R’2が計測され(ステップS5)、長さ計測器31によってジャッキの長さL’1、L’2が計測され(ステップS6)、傾斜角度計測器90によって車体フレームの傾斜角度θ’が計測される(ステップS7)。各計測値(R’、L’、θ’)は、コントローラ70に入力される。ここにおいて、ステップS5〜S7は、この順に限定されるものではなく、例えば全ステップを同時に実行することもできる。
Then, in a second position of the working machine, a reaction force R by the
次に、コントローラ70は、式(8)によって、地盤バネ係数k1、k2を計算する(ステップS8)。さらに、コントローラ70は、計算した結果である地盤バネ係数k1、k2が、作業に必要となる地盤バネ係数kaよりも小さいか否かを判定する(ステップS9)。ここにおいて、作業に必要となる地盤バネ係数kaは、作業内容や吊荷の重量などに基づいて、あらかじめ設定された値である。
Next, the
地盤バネ係数k1、k2が、作業に必要となる地盤バネ係数ka以上であれば(ステップS9のNO)、安全に作業することができると見込まれるため制御を終了する。地盤バネ係数k1、k2が、作業に必要となる地盤バネ係数kaよりも小さい場合には(ステップS9のYES)、安全に作業することができないおそれがあるため、コントローラ70は警報器40によってオペレータに警報させる(ステップS10)。具体的にいうと、例えば、運転室18内のスピーカーから「地盤強度が小さいため転倒のおそれがあります。」等の音声が流れる。
If the ground spring constants k 1 and k 2 are equal to or greater than the ground spring constant ka required for the work (NO in step S9), it is expected that the work can be carried out safely, and the control is terminated. If the ground spring constants k 1 and k 2 are smaller than the ground spring constant ka required for the work (YES in step S9), it may not be possible to work safely. Therefore, the
さらに、地盤バネ係数k1、k2が、作業に必要となる地盤バネ係数kaよりも小さい場合には、安全に作業することができないおそれがあるため、コントローラ70は旋回モータ81と起伏シリンダ82と伸縮シリンダ83とウインチ84とを含む作業機の駆動手段を、停止させるか、又は、逆向きの動作のみを可能とするように制御する(ステップS11)。具体的にいうと、例えば、ブーム14を伸長させている際であれば、ブーム14の伸長を停止させたり、ブーム14を短縮させる動作のみを可能とさせたり、という内容の制御(規制)をすることができる。
Further, if the ground spring constants k 1 and k 2 are smaller than the ground spring constant ka required for the work, the work may not be safe. Therefore, the
(効果)
次に、本実施例の作業車のアウトリガ接地地盤の地盤強度の推定装置Dの奏する効果を列挙して説明する。
(effect)
Next, the effects of the ground strength estimation device D of the outrigger ground ground of the work vehicle of this embodiment will be listed and described.
(1)上述してきたように、本実施例の作業車のアウトリガ接地地盤の地盤強度の推定装置Dは、車体部10と、車体部10に搭載される作業機としてのブーム14と、車体部10を支持するアウトリガ11と、アウトリガ11の反力Rを計測する反力計測器としての圧力計20と、車体部10の傾斜角度θを計測する傾斜角度計測器90と、アウトリガ11のジャッキの長さLを計測する長さ計測器と31、アウトリガ11の反力Rと車体部10の傾斜角度θとジャッキの長さLとに基づいて地盤強度を計算する計算機としてのコントローラ70と、を備えている。このような構成によれば、アウトリガ11自体に大幅な改造を施すことなく、簡易な構成によって地盤強度を推定することができる。特に、4つあるアウトリガ11それぞれの地面からの高さを計測する必要がなく、きわめて簡単に地盤強度kを推定できる。
(1) As described above, the outrigger ground strength estimation device D of the work vehicle of the present embodiment includes the
(2)さらに、コントローラ70は、作業機の姿勢変化による作業車の総合重心位置の移動の前後で、移動前のアウトリガ11の反力Rと車体部10の傾斜角度θとジャッキの長さLと、移動後のアウトリガ11の反力R’と車体部10の傾斜角度θ’とジャッキの長さL’と、に基づいて地盤強度(地盤バネ係数k)を計算するようになっていることが好ましい。このように構成することで、作業機を姿勢変化させてデータを取得するだけで、アウトリガ11ごとに異なる地盤強度(地盤バネ係数k)を有する地盤であっても、それぞれの地盤強度を求めることができる。
(2) Further, the
(3)また、コントローラ70は、作業機の姿勢変化として、ブーム14の旋回動作、ブーム14の起伏動作、又は、ブーム14の伸縮動作による、作業車としての移動式クレーンの総合重心位置の移動の前後で、地盤強度kを計算するようになっていることも好ましい。このように、移動式クレーンの準備作業中の作業機(ブーム14)の姿勢変化によって、作業前に地盤強度を求めることができる。これによって、実際の荷吊作業では、安全に作業することができる。
(3) Further, the
(4)また、計算された地盤強度(地盤バネ係数k)が、作業に必要となる地盤強度(必要地盤バネ係数ka)よりも小さいときに、オペレータに警報する警報器40をさらに備えることが好ましい。このように構成することで、地盤強度が小さい場合には、準備作業中に警報されるため、オペレータは事前に転倒のおそれがあることを認識して、例えば移動式クレーンを別の場所に設置する等の安全対策をとることができる。
(4) Further, when the calculated ground strength (ground spring coefficient k) is smaller than the ground strength required for the work (required ground spring coefficient ka), an
(5)そして、作業機の動作を制御する制御装置としてのコントローラ70をさらに備え、コントローラ70は、計算された地盤強度kが、作業に必要となる地盤強度kaよりも小さいときに、作業機の動作を停止させるか、又は、作業機の陥没量を抑える逆向きの動作のみを可能とするようになっていることが好ましい。このように構成することで、地盤強度が小さい場合には、作業機の動作が停止、又は、逆向き動作のみ可能となり、転倒するおそれのある作業をオペレータの意図によらずに強制的に規制するため、いっそう安全性が高まる。
(5) Then, a
(6)そして、本実施例の作業車のアウトリガ接地地盤の地盤強度の推定方法は、作業機の第1姿勢において、アウトリガ11の反力Rを計測する工程と、車体部10の傾斜角度θを計測する工程と、アウトリガ11のジャッキの長さLを計測する工程と;作業機としてのブーム14を第1姿勢から第2姿勢へと姿勢変化させる工程と;作業機の第2姿勢において、アウトリガ11の反力R’を計測する工程と、車体部10の傾斜角度θ’を計測する工程と、アウトリガ11のジャッキの長さL’を計測する工程と;第1姿勢で計測されたアウトリガ11の第1反力Rと車体部10の第1傾斜角度θとジャッキの第1長さLと、第2姿勢で計測されたアウトリガ11の第2反力R’と車体部10の第2傾斜角度θ’とジャッキの第2長さL’と、に基づいて地盤強度を計算する工程と;を備えている。このため、アウトリガ11自体に大幅な改造を施すことなく、簡易な構成によって地盤強度を推定することができる。
(6) Then, the method of estimating the ground strength of the outrigger ground contact ground of the work vehicle of the present embodiment includes a step of measuring the reaction force R of the
ここにおいて、本実施例の作業車のアウトリガ接地地盤の地盤強度の推定方法は、計算された地盤強度(地盤バネ係数k)が、作業に必要となる地盤強度(必要地盤バネ係数ka)よりも小さいときに、オペレータに警報する工程や、作業機の動作を停止させるか、又は、作業機の陥没量を抑える逆向きの動作のみを可能とする工程をさらに含むことも好ましい。 Here, in the method of estimating the ground strength of the out-trigger ground of the work vehicle of this embodiment, the calculated ground strength (ground spring coefficient k) is larger than the ground strength required for the work (required ground spring coefficient ka). It is also preferable to further include a step of alerting the operator when the size is small, and a step of stopping the operation of the working machine or enabling only the reverse operation of suppressing the amount of depression of the working machine.
以上、図面を参照して、本発明の実施例を詳述してきたが、具体的な構成は、この実施例に限らず、本発明の要旨を逸脱しない程度の設計的変更は、本発明に含まれる。 Although the embodiments of the present invention have been described in detail with reference to the drawings, the specific configuration is not limited to this embodiment, and design changes to the extent that the gist of the present invention is not deviated are described in the present invention. included.
例えば、実施例では、主に準備作業中の取得データに基づいて地盤強度を推定する場合について説明したが、これに限定されるものではなく、実作業中にデータを取得して地盤強度を推定することも、もちろん可能である。 For example, in the embodiment, the case where the ground strength is estimated mainly based on the acquired data during the preparatory work has been described, but the present invention is not limited to this, and the ground strength is estimated by acquiring the data during the actual work. Of course, it is possible to do so.
また、実施例では、反力計測器として圧力計20を用いる場合について説明したが、これに限定されるものではなく、ロードセル等の荷重計をアウトリガ11に取り付けて直接的に反力を計測することもできる。
Further, in the embodiment, the case where the
さらに、実施例では、警報器40による警報と、コントローラ70による動作の規制と、の両方を実行する場合について説明したが、これに限定されるものではなく、警報又は規制のいずれか一方のみを実施することもできる。
Further, in the embodiment, the case where both the alarm by the
D:地盤強度の推定装置;
1:ラフテレーンクレーン(移動式クレーン、作業車);
10:車体部; 11:アウトリガ;
51:; 52:案内部; 53:伸縮部; 54:接地板;
20:圧力計(反力計測器);
30:陥没量計測器; 31:長さ計測器;
61〜64:操作手段;
70:コントローラ; 70a:警報制御機能部; 70b:停止/規制機能部;
40:警報器;
81〜84:駆動手段;
90:傾斜角度計測器
D: Ground strength estimation device;
1: Rough terrain crane (mobile crane, work vehicle);
10: Body part; 11: Outrigger;
51 :; 52: Guide part; 53: Telescopic part; 54: Ground plate;
20: Pressure gauge (reaction force measuring instrument);
30: Depression measuring instrument; 31: Length measuring instrument;
61-64: Operating means;
70: Controller; 70a: Alarm control function unit; 70b: Stop / regulation function unit;
40: Alarm;
81-84: Drive means;
90: Tilt angle measuring instrument
Claims (5)
前記車体部に搭載される作業機と、
前記車体部を支持するアウトリガと、
前記アウトリガの反力を計測する反力計測器と、
前記車体部の傾斜角度を計測する傾斜角度計測器と、
前記アウトリガのジャッキの長さを計測する長さ計測器と、
前記アウトリガの反力と前記車体部の傾斜角度と前記ジャッキの長さとに基づいて地盤強度を計算する計算機と、を備え、
前記計算機は、前記作業機の姿勢変化による作業車の総合重心位置の移動の前後で、移動前の前記アウトリガの反力と前記車体部の傾斜角度と前記ジャッキの長さと、移動後の前記アウトリガの反力と前記車体部の傾斜角度と前記ジャッキの長さと、に基づいて地盤強度を計算するようになっている、作業車のアウトリガ接地地盤の地盤強度の推定装置。 Body part and
The work machine mounted on the vehicle body and
The outriggers that support the vehicle body and
A reaction force measuring instrument that measures the reaction force of the outrigger, and
An inclination angle measuring instrument that measures the inclination angle of the vehicle body,
A length measuring instrument that measures the length of the outrigger jack,
A computer that calculates the ground strength based on the reaction force of the outrigger, the inclination angle of the vehicle body, and the length of the jack is provided.
Before and after the movement of the total center of gravity position of the work vehicle due to the change in the attitude of the work machine, the computer uses the reaction force of the outrigger before the movement, the inclination angle of the vehicle body, the length of the jack, and the outrigger after the movement. A device for estimating the ground strength of the outrigger ground ground of a work vehicle, which calculates the ground strength based on the reaction force of the vehicle body, the inclination angle of the vehicle body, and the length of the jack.
前記制御装置は、計算された地盤強度が、作業に必要となる地盤強度よりも小さいときに、作業機の動作を停止させるか、又は、作業機の陥没量を抑える逆向きの動作のみを可能とするようになっている、請求項1乃至請求項3のいずれか一項に記載された作業車のアウトリガ接地地盤の地盤強度の推定装置。 Further equipped with a control device for controlling the operation of the work machine,
When the calculated ground strength is smaller than the ground strength required for the work, the control device can only stop the operation of the work machine or operate in the reverse direction to suppress the amount of depression of the work machine. The device for estimating the ground strength of the out-trigger ground of the work vehicle according to any one of claims 1 to 3, wherein the ground strength is estimated.
前記作業機を第1姿勢から第2姿勢へと姿勢変化させる工程と;
前記作業機の第2姿勢において、前記アウトリガの反力を計測する工程と、前記車体部の傾斜角度を計測する工程と、前記アウトリガの前記ジャッキの長さを計測する工程と;
第1姿勢で計測された前記アウトリガの第1反力と前記車体部の第1傾斜角度と前記ジャッキの第1長さと、第2姿勢で計測された前記アウトリガの第2反力と前記車体部の第2傾斜角度と前記ジャッキの第2長さと、に基づいて地盤強度を計算する工程と;
を備える、作業車のアウトリガ接地地盤の地盤強度の推定方法。 In the first posture of the work machine, a step of measuring the reaction force of the outrigger, a step of measuring the inclination angle of the vehicle body, and a step of measuring the length of the jack of the outrigger;
The process of changing the posture of the work machine from the first posture to the second posture;
In the second posture of the working machine, a step of measuring the reaction force of the outrigger, a step of measuring the inclination angle of the vehicle body portion, and a step of measuring the length of the jack of the outrigger;
The first reaction force of the outrigger measured in the first posture, the first tilt angle of the vehicle body portion, the first length of the jack, the second reaction force of the outrigger measured in the second posture, and the vehicle body portion. The process of calculating the ground strength based on the second inclination angle of the jack and the second length of the jack;
A method of estimating the ground strength of the outrigger ground of a work vehicle.
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