JP7059309B2 - Excavator and excavator weight calculator - Google Patents

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Description

本発明は、アタッチメントを備えたショベルに関する。 The present invention relates to a shovel with an attachment.

ダンプトラックへ物を積み込む作業を行う油圧ショベルの作業量モニタ装置が知られている(特許文献1参照。)。この作業量モニタ装置は、ブームシリンダのボトム側の作動油の圧力(ブームボトム圧)とロッド側の作動油の圧力(ブームロッド圧)とに基づいてブーム、アーム、及び、土砂が入ったバケットで構成される掘削アタッチメントを支える力を導き出す。また、ブーム角度、アーム角度、及びバケット角度とブーム、アーム、及び空のバケットのそれぞれの重量とに基づいて掘削アタッチメントのブーム支持ピン周りのモーメントを導き出す。そして、支える力とブーム支持ピン周りのモーメントとのつり合いからバケット内の土砂の重量を導き出す。 A hydraulic excavator work amount monitoring device for loading an object into a dump truck is known (see Patent Document 1). This workload monitoring device is a bucket containing booms, arms, and earth and sand based on the hydraulic oil pressure on the bottom side of the boom cylinder (boom bottom pressure) and the hydraulic oil pressure on the rod side (boom rod pressure). Derives the force that supports the excavation attachment made up of. It also derives a moment around the boom support pin of the drilling attachment based on the boom angle, arm angle, and bucket angle and the weight of each of the boom, arm, and empty bucket. Then, the weight of the earth and sand in the bucket is derived from the balance between the supporting force and the moment around the boom support pin.

特開2002-285589号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2002-285589

しかしながら、上述の作業量モニタ装置は、ブームボトム圧及びブームロッド圧に基づいて掘削アタッチメントを支える力を導き出すため、バケットが上下動し、安定して水平移動しない場合、圧力検出値にサージ圧等が発生し、バケット内の土砂の重量を高精度に導き出すことができないおそれがある。熟練操作者が掘削・積み込み動作を行う際には、旋回中にブームを上げ下げする操作も行っており、この点は無視できない。 However, since the above-mentioned work amount monitoring device derives a force to support the excavation attachment based on the boom bottom pressure and the boom rod pressure, if the bucket moves up and down and does not move stably and horizontally, the surge pressure etc. is added to the pressure detection value. Will occur, and the weight of the earth and sand in the bucket may not be derived with high accuracy. When a skilled operator performs excavation and loading operations, he also raises and lowers the boom during turning, and this point cannot be ignored.

上述に鑑み、多様な客先現場における作業量を高精度に導き出すショベルを提供することが望まれる。 In view of the above, it is desired to provide a shovel that can derive the amount of work at various customer sites with high accuracy.

本発明の実施例に係るショベルは、下部走行体と、前記下部走行体に搭載される上部旋回体と、前記上部旋回体に取り付けられ、バケットを含むアタッチメントと、前記アタッチメントの姿勢を検出する姿勢センサと、前記姿勢センサとブームシリンダの差圧、若しくは、前記アタッチメントに取り付けられる歪みセンサとに基づき積み込み重量を掘削・積み込みの1サイクル毎に導き出す制御装置と、を備え、前記制御装置は、撮像装置が撮像した画像に基づいて前記アタッチメントがダンプトラックの方向を向いていると判定し、更にその後、前記上部旋回体に対する旋回操作が行われた場合にダンプ動作の完了を判定し、或いは、前記バケットを動作させるバケットシリンダへの操作量を圧力により検出する圧力センサに基づきダンプ動作の完了を判定し、前記ダンプ動作を完了すると、1サイクル毎の前記積み込み重量の累算により1台のダンプトラックに積み込まれた土砂の総積載重量を導き出す。
The excavator according to the embodiment of the present invention has a lower traveling body, an upper swivel body mounted on the lower traveling body, an attachment attached to the upper swivel body and including a bucket, and a posture for detecting the posture of the attachment. The control device includes a sensor and a control device that derives the loading weight in each cycle of excavation / loading based on the differential pressure between the attitude sensor and the boom cylinder or the strain sensor attached to the attachment. Based on the image captured by the apparatus, it is determined that the attachment is facing the direction of the dump truck, and then, when a turning operation with respect to the upper swivel body is performed, it is determined that the dump operation is completed, or the above. The completion of the dump operation is determined based on the pressure sensor that detects the amount of operation on the bucket cylinder that operates the bucket by pressure, and when the dump operation is completed, one dump truck is accumulated by accumulating the loaded weight for each cycle. The total load weight of the earth and sand loaded in is derived.

上述の手段により、多様な客先現場における作業量を高精度に導き出すショベルが提供される。 By the above-mentioned means, a shovel that derives the amount of work at various customer sites with high accuracy is provided.

本発明の実施例に係るショベルの側面図である。It is a side view of the excavator which concerns on embodiment of this invention. 図1のショベルに搭載される駆動系の構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of the drive system mounted on the excavator of FIG. 掘削・積み込み動作を説明する図である。It is a figure explaining the excavation / loading operation. コントローラの構成例を示す図である。It is a figure which shows the configuration example of a controller. 重量導出処理の流れを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the flow of weight derivation processing. ブームに取り付けられた歪みセンサの配置を示す図である。It is a figure which shows the arrangement of the distortion sensor attached to a boom. ブームに取り付けられた歪みセンサの配置を示す図である。It is a figure which shows the arrangement of the distortion sensor attached to a boom. 重量導出処理の別の流れを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows another flow of the weight derivation process. 掘削アタッチメントに作用するねじり荷重を説明する図である。It is a figure explaining the torsional load acting on the excavation attachment. 図1のショベルが接続される通信ネットワークの概略図である。It is a schematic diagram of the communication network to which the excavator of FIG. 1 is connected.

最初に、図1を参照し、本発明の実施例に係る建設機械としてのショベル(掘削機)50について説明する。なお、図1は、本実施例に係るショベルの側面図である。ショベル50の下部走行体1には、旋回機構2を介して上部旋回体3が搭載される。上部旋回体3には、ブーム4が取り付けられる。ブーム4の先端にはアーム5が取り付けられ、アーム5の先端にはエンドアタッチメントとしてのバケット6が取り付けられる。 First, the excavator (excavator) 50 as a construction machine according to the embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. Note that FIG. 1 is a side view of the excavator according to the present embodiment. The upper swivel body 3 is mounted on the lower traveling body 1 of the excavator 50 via the swivel mechanism 2. A boom 4 is attached to the upper swing body 3. An arm 5 is attached to the tip of the boom 4, and a bucket 6 as an end attachment is attached to the tip of the arm 5.

アタッチメントの一例である掘削アタッチメントを構成する作業要素としてのブーム4、アーム5、及びバケット6は、ブームシリンダ7、アームシリンダ8、及びバケットシリンダ9によりそれぞれ油圧駆動される。 The boom 4, arm 5, and bucket 6 as working elements constituting the excavation attachment, which is an example of the attachment, are hydraulically driven by the boom cylinder 7, the arm cylinder 8, and the bucket cylinder 9, respectively.

ブーム4にはブーム角度センサS1が取り付けられ、アーム5にはアーム角度センサS2が取り付けられ、バケット6にはバケット角度センサS3が取り付けられている。ブーム角度センサS1、アーム角度センサS2、及びバケット角度センサS3を集合的に「姿勢センサ」と称する。 A boom angle sensor S1 is attached to the boom 4, an arm angle sensor S2 is attached to the arm 5, and a bucket angle sensor S3 is attached to the bucket 6. The boom angle sensor S1, the arm angle sensor S2, and the bucket angle sensor S3 are collectively referred to as a "posture sensor".

ブーム角度センサS1は、ブーム4の回動角度を検出する。ブーム角度センサS1は、例えば、水平面に対するブーム4の傾斜を検出することで上部旋回体3に対するブーム4の回動角度を検出する加速度センサである。 The boom angle sensor S1 detects the rotation angle of the boom 4. The boom angle sensor S1 is, for example, an acceleration sensor that detects the rotation angle of the boom 4 with respect to the upper swing body 3 by detecting the inclination of the boom 4 with respect to the horizontal plane.

アーム角度センサS2は、アーム5の回動角度を検出する。アーム角度センサS2は、例えば、水平面に対するアーム5の傾斜を検出することでブーム4に対するアーム5の回動角度を検出する加速度センサである。 The arm angle sensor S2 detects the rotation angle of the arm 5. The arm angle sensor S2 is, for example, an acceleration sensor that detects the rotation angle of the arm 5 with respect to the boom 4 by detecting the inclination of the arm 5 with respect to the horizontal plane.

バケット角度センサS3は、バケット6の回動角度を検出する。バケット角度センサS3は、例えば、水平面に対するバケット6の傾斜を検出することでアーム5に対するバケット6の回動角度を検出する加速度センサである。ブーム角度センサS1、アーム角度センサS2、及びバケット角度センサS3は、可変抵抗器を利用したポテンショメータ、対応する油圧シリンダのストローク量を検出するストロークセンサ、連結ピン回りの回動角度を検出するロータリエンコーダ等であってもよい。 The bucket angle sensor S3 detects the rotation angle of the bucket 6. The bucket angle sensor S3 is, for example, an acceleration sensor that detects the rotation angle of the bucket 6 with respect to the arm 5 by detecting the inclination of the bucket 6 with respect to the horizontal plane. The boom angle sensor S1, the arm angle sensor S2, and the bucket angle sensor S3 are a potentiometer using a variable resistor, a stroke sensor that detects the stroke amount of the corresponding hydraulic cylinder, and a rotary encoder that detects the rotation angle around the connecting pin. And so on.

歪みセンサS4は、アタッチメントの歪みを検出する。本実施例では、歪みセンサS4はブーム4の表面に取り付けられてブーム4の伸張又は圧縮による歪みを検出する1軸歪みゲージである。但し、歪みセンサS4は、3軸歪みゲージであってもよく、アタッチメントの複数箇所に取り付けられる複数の1軸歪みゲージであってもよく、複数の3軸歪みゲージであってもよく、1又は複数の1軸歪みゲージと1又は複数の3軸歪みゲージの組み合わせであってもよい。 The strain sensor S4 detects the distortion of the attachment. In this embodiment, the strain sensor S4 is a uniaxial strain gauge attached to the surface of the boom 4 to detect strain due to expansion or compression of the boom 4. However, the strain sensor S4 may be a 3-axis strain gauge, a plurality of 1-axis strain gauges attached to a plurality of attachment points, a plurality of 3-axis strain gauges, or 1 or a plurality of 3-axis strain gauges. It may be a combination of a plurality of uniaxial strain gauges and one or a plurality of triaxial strain gauges.

上部旋回体3には、キャビン10が設けられ、エンジン11等の動力源及び車体傾斜センサS5が搭載される。キャビン10内には、コントローラ30、入力装置D1、音声出力装置D2、表示装置D3、記憶装置D4、及びエンジンコントローラD6が設けられ、キャビン10の外には通信装置D5が設けられている。 The upper swing body 3 is provided with a cabin 10, and is equipped with a power source such as an engine 11 and a vehicle body tilt sensor S5. A controller 30, an input device D1, a voice output device D2, a display device D3, a storage device D4, and an engine controller D6 are provided in the cabin 10, and a communication device D5 is provided outside the cabin 10.

車体傾斜センサS5は、ショベル50の車体の傾斜角度を検出する。本実施例では、車体傾斜センサS5は、水平面に対する車体の傾斜角度を検出する加速度センサである。車体の傾斜角度は、例えば、ブーム4の上下左右の面に取り付けられた歪みゲージの出力から導き出されてもよい。この場合、車体傾斜センサS5は省略されてもよい。 The vehicle body tilt sensor S5 detects the tilt angle of the vehicle body of the excavator 50. In this embodiment, the vehicle body tilt sensor S5 is an acceleration sensor that detects the tilt angle of the vehicle body with respect to the horizontal plane. The tilt angle of the vehicle body may be derived from, for example, the output of a strain gauge attached to the top, bottom, left, and right surfaces of the boom 4. In this case, the vehicle body tilt sensor S5 may be omitted.

コントローラ30は、ショベル50の駆動制御を行う主制御部として機能する制御装置である。コントローラ30は、CPU及び内部メモリを含む演算処理装置で構成されている。コントローラ30の各種機能は、CPUが内部メモリに格納されているプログラムを実行することで実現される。 The controller 30 is a control device that functions as a main control unit that controls the drive of the shovel 50. The controller 30 is composed of an arithmetic processing unit including a CPU and an internal memory. Various functions of the controller 30 are realized by the CPU executing a program stored in the internal memory.

入力装置D1は、ショベル50の操作者がコントローラ30に各種情報を入力するための装置である。入力装置D1は、例えば、表示装置D3の表面に設けられるメンブレンスイッチを含む。また、入力装置D1は、タッチパネル等であってもよい。 The input device D1 is a device for the operator of the shovel 50 to input various information to the controller 30. The input device D1 includes, for example, a membrane switch provided on the surface of the display device D3. Further, the input device D1 may be a touch panel or the like.

音声出力装置D2は、コントローラ30からの指令に応じて各種音声情報を出力する。音声出力装置D2は、例えば、コントローラ30に接続される車載スピーカである。また、音声出力装置D2は、ブザー等の警報器であってもよい。 The voice output device D2 outputs various voice information in response to a command from the controller 30. The audio output device D2 is, for example, an in-vehicle speaker connected to the controller 30. Further, the audio output device D2 may be an alarm device such as a buzzer.

表示装置D3は、コントローラ30からの指令に応じて各種情報を含む画面を表示する。表示装置D3は、例えば、コントローラ30に接続される車載液晶ディスプレイである。 The display device D3 displays a screen including various information in response to a command from the controller 30. The display device D3 is, for example, an in-vehicle liquid crystal display connected to the controller 30.

記憶装置D4は、各種情報を記憶するための装置である。記憶装置D4は、例えば、半導体メモリ等の不揮発性記憶媒体である。本実施例では、記憶装置D4は、ブーム角度センサS1、アーム角度センサS2、バケット角度センサS3、歪みセンサS4、車体傾斜センサS5等の検出値、コントローラ30の出力値等を記憶する。 The storage device D4 is a device for storing various types of information. The storage device D4 is a non-volatile storage medium such as a semiconductor memory. In this embodiment, the storage device D4 stores the detection values of the boom angle sensor S1, the arm angle sensor S2, the bucket angle sensor S3, the strain sensor S4, the vehicle body tilt sensor S5, etc., the output value of the controller 30, and the like.

通信装置D5は、コントローラ30とショベル50の外部にある装置との無線通信を制御する装置である。 The communication device D5 is a device that controls wireless communication between the controller 30 and a device outside the shovel 50.

エンジンコントローラD6はエンジン11を制御する装置である。本実施例では、エンジンコントローラD6は燃料噴射量等を制御してエンジン11を所定のエンジン回転数で維持するアイソクロナス制御を実行する。 The engine controller D6 is a device that controls the engine 11. In this embodiment, the engine controller D6 controls the fuel injection amount and the like to execute isochronous control for maintaining the engine 11 at a predetermined engine speed.

図2は、ショベル50に搭載される駆動系の構成例を示す図であり、機械駆動系、高圧油圧ライン、パイロットライン、及び電気制御系をそれぞれ二重線、実線、破線、及び点線で示す。 FIG. 2 is a diagram showing a configuration example of a drive system mounted on the excavator 50, in which a mechanical drive system, a high-pressure hydraulic line, a pilot line, and an electric control system are shown by double lines, solid lines, broken lines, and dotted lines, respectively. ..

ショベル50の駆動系は、主に、エンジン11、メインポンプ14L、14R、パイロットポンプ15、コントロールバルブ17、操作装置26、圧力センサ29、及びコントローラ30を含む。 The drive system of the excavator 50 mainly includes an engine 11, a main pump 14L, 14R, a pilot pump 15, a control valve 17, an operating device 26, a pressure sensor 29, and a controller 30.

エンジン11は、例えば、所定の回転数を維持するように動作するディーゼルエンジンである。また、エンジン11の出力軸は、メインポンプ14L、14R及びパイロットポンプ15の入力軸に接続される。 The engine 11 is, for example, a diesel engine that operates so as to maintain a predetermined rotation speed. Further, the output shaft of the engine 11 is connected to the input shafts of the main pumps 14L and 14R and the pilot pump 15.

メインポンプ14L、14Rは、高圧油圧ラインを介して作動油をコントロールバルブ17に供給するための装置であり、例えば、斜板式可変容量型油圧ポンプである。 The main pumps 14L and 14R are devices for supplying hydraulic oil to the control valve 17 via a high-pressure hydraulic line, and are, for example, swash plate type variable displacement hydraulic pumps.

パイロットポンプ15は、パイロットライン25を介して操作装置26を含む各種油圧制御機器に作動油を供給するための装置であり、例えば、固定容量型油圧ポンプである。 The pilot pump 15 is a device for supplying hydraulic oil to various hydraulic control devices including an operating device 26 via a pilot line 25, and is, for example, a fixed capacity hydraulic pump.

コントロールバルブ17は、ショベル50における油圧系を制御する油圧制御装置である。具体的には、コントロールバルブ17は、メインポンプ14L、14Rが吐出する作動油の流れを制御する流量制御弁171~176を含む。そして、コントロールバルブ17は、流量制御弁171~176を通じ、ブームシリンダ7、アームシリンダ8、バケットシリンダ9、左側走行用油圧モータ1A、右側走行用油圧モータ1B、及び旋回用油圧モータ2Aのうちの1又は複数のものに対しメインポンプ14L、14Rが吐出する作動油を選択的に供給する。なお、以下では、ブームシリンダ7、アームシリンダ8、バケットシリンダ9、左側走行用油圧モータ1A、右側走行用油圧モータ1B、及び旋回用油圧モータ2Aを集合的に「油圧アクチュエータ」と称する。 The control valve 17 is a hydraulic control device that controls the hydraulic system in the shovel 50. Specifically, the control valve 17 includes flow rate control valves 171 to 176 that control the flow of hydraulic oil discharged by the main pumps 14L and 14R. The control valve 17 is one of the boom cylinder 7, the arm cylinder 8, the bucket cylinder 9, the left hydraulic motor 1A, the right hydraulic motor 1B, and the turning hydraulic motor 2A through the flow control valves 171 to 176. The hydraulic oil discharged by the main pumps 14L and 14R is selectively supplied to one or more of them. In the following, the boom cylinder 7, arm cylinder 8, bucket cylinder 9, left-side traveling hydraulic motor 1A, right-side traveling hydraulic motor 1B, and turning hydraulic motor 2A are collectively referred to as "hydraulic actuators".

操作装置26は、操作者が油圧アクチュエータの操作のために用いる装置である。本実施例では、操作装置26は、パイロットライン25を介して、パイロットポンプ15が吐出する作動油を油圧アクチュエータのそれぞれに対応する流量制御弁のパイロットポートに供給する。なお、パイロットポートのそれぞれに供給される作動油の圧力(パイロット圧)は、油圧アクチュエータのそれぞれに対応する操作装置26のレバー又はペダルの操作方向及び操作量に応じた圧力である。 The operating device 26 is a device used by the operator to operate the hydraulic actuator. In this embodiment, the operating device 26 supplies the hydraulic oil discharged by the pilot pump 15 to the pilot port of the flow control valve corresponding to each of the hydraulic actuators via the pilot line 25. The pressure of the hydraulic oil (pilot pressure) supplied to each of the pilot ports is a pressure corresponding to the operation direction and the operation amount of the lever or pedal of the operation device 26 corresponding to each of the hydraulic actuators.

圧力センサ29は、操作装置26を用いた操作者の操作内容を検出するための操作内容検出部の一例である。本実施例では、圧力センサ29は、油圧アクチュエータのそれぞれに対応する操作装置26のレバー又はペダルの操作方向及び操作量を圧力の形で検出し、検出した値をコントローラ30に対して出力する。なお、操作装置26の操作内容は、ポテンショメータ等、圧力センサ以外の他のセンサの出力を用いて導き出されてもよい。 The pressure sensor 29 is an example of an operation content detection unit for detecting the operation content of the operator using the operation device 26. In this embodiment, the pressure sensor 29 detects the operating direction and operating amount of the lever or pedal of the operating device 26 corresponding to each of the hydraulic actuators in the form of pressure, and outputs the detected value to the controller 30. The operation content of the operation device 26 may be derived by using the output of a sensor other than the pressure sensor such as a potentiometer.

センターバイパス管路40Lは、コントロールバルブ17内に配置された流量制御弁171、173、及び175を通る高圧油圧ラインであり、センターバイパス管路40Rは、コントロールバルブ17内に配置された流量制御弁172、174、及び176を通る高圧油圧ラインである。 The center bypass pipe 40L is a high-pressure hydraulic line passing through the flow control valves 171, 173, and 175 arranged in the control valve 17, and the center bypass pipe 40R is a flow control valve arranged in the control valve 17. A high pressure hydraulic line passing through 172, 174, and 176.

流量制御弁171は、メインポンプ14L、左側走行用油圧モータ1A、及び作動油タンクの間の作動油の流量及び流れ方向を制御するスプール弁である。また、流量制御弁172は、メインポンプ14R、右側走行用油圧モータ1B、及び作動油タンクの間の作動油の流量及び流れ方向を制御するスプール弁である。また、流量制御弁173は、メインポンプ14L、旋回用油圧モータ2A、及び作動油タンクの間の作動油の流量及び流れ方向を制御するスプール弁である。 The flow rate control valve 171 is a spool valve that controls the flow rate and flow direction of the hydraulic oil between the main pump 14L, the hydraulic motor 1A for traveling on the left side, and the hydraulic oil tank. Further, the flow rate control valve 172 is a spool valve that controls the flow rate and flow direction of the hydraulic oil between the main pump 14R, the hydraulic motor 1B for traveling on the right side, and the hydraulic oil tank. Further, the flow rate control valve 173 is a spool valve that controls the flow rate and flow direction of the hydraulic oil between the main pump 14L, the turning hydraulic motor 2A, and the hydraulic oil tank.

流量制御弁174は、メインポンプ14R、バケットシリンダ9、及び作動油タンクの間の作動油の流量及び流れ方向を制御するスプール弁である。また、流量制御弁175は、メインポンプ14L、アームシリンダ8、及び作動油タンクの間の作動油の流量及び流れ方向を制御するスプール弁である。また、流量制御弁176は、メインポンプ14R、ブームシリンダ7、及び作動油タンクの間の作動油の流量及び流れ方向を制御するスプール弁である。 The flow rate control valve 174 is a spool valve that controls the flow rate and flow direction of the hydraulic oil between the main pump 14R, the bucket cylinder 9, and the hydraulic oil tank. Further, the flow rate control valve 175 is a spool valve that controls the flow rate and the flow direction of the hydraulic oil between the main pump 14L, the arm cylinder 8, and the hydraulic oil tank. Further, the flow rate control valve 176 is a spool valve that controls the flow rate and the flow direction of the hydraulic oil between the main pump 14R, the boom cylinder 7, and the hydraulic oil tank.

次に、図3を参照しながらショベル50の動作の一例である掘削・積み込み動作について説明する。まず、図3(A)に示すように、操作者は、アーム5及びバケット6が開いた状態でバケット6の先端が掘削対象から所望の高さとなるように上部旋回体3を旋回させ且つバケット6を下降させる。上部旋回体3を旋回させる際、及び、ブーム4を下降させる際、操作者は目視でバケット6の位置を確認する。上部旋回体3の旋回、及び、ブーム4の下降は同時に行われることが一般的である。以上の動作をブーム下げ旋回動作と称し、この動作区間をブーム下げ旋回動作区間と称する。 Next, the excavation / loading operation, which is an example of the operation of the excavator 50, will be described with reference to FIG. First, as shown in FIG. 3A, the operator swivels the upper swivel body 3 so that the tip of the bucket 6 is at a desired height from the excavation target with the arm 5 and the bucket 6 open, and the bucket. 6 is lowered. When turning the upper swing body 3 and lowering the boom 4, the operator visually confirms the position of the bucket 6. Generally, the upper swing body 3 is turned and the boom 4 is lowered at the same time. The above operation is referred to as a boom lowering turning operation, and this operation section is referred to as a boom lowering turning operation section.

操作者は、バケット6の先端が所望の高さに到達したと判断した場合、図3(B)に示すように、アーム5が地面に対して略垂直になるまでアーム5を閉じる。これにより、所定の深さの土が掘削され、アーム5が地表面に対して略垂直になるまで、バケット6でかき寄せられる。次に、操作者は、図3(C)に示すように、アーム5及びバケット6を更に閉じ、図3(D)に示すように、バケット6がアーム5に対して略垂直になるまでバケット6を閉じる。すなわち、バケット6の上縁が略水平となるまでバケット6を閉じ、かき集めた土をバケット6内に収容する。以上の動作を掘削動作と称し、この動作区間を掘削動作区間と称する。 When the operator determines that the tip of the bucket 6 has reached a desired height, the operator closes the arm 5 until the arm 5 is substantially perpendicular to the ground, as shown in FIG. 3 (B). As a result, soil of a predetermined depth is excavated and the arm 5 is scraped by the bucket 6 until it is substantially perpendicular to the ground surface. Next, the operator further closes the arm 5 and the bucket 6 as shown in FIG. 3 (C), and the bucket 6 is substantially perpendicular to the arm 5 as shown in FIG. 3 (D). Close 6 That is, the bucket 6 is closed until the upper edge of the bucket 6 becomes substantially horizontal, and the collected soil is stored in the bucket 6. The above operation is referred to as an excavation operation, and this operation section is referred to as an excavation operation section.

次に、操作者は、バケット6がアーム5に対して略垂直になるまで閉じたと判断した場合、図3(E)に示すように、バケット6を閉じたままバケット6の底部が地面から所望の高さとなるまでブーム4を上げる。この動作をブーム上げ動作と称し、この動作区間をブーム上げ動作区間と称する。この動作に続いて、或いは同時に、操作者は、上部旋回体3を旋回させ、矢印AR1で示すようにバケット6を排土位置まで旋回移動する。ブーム上げ動作を含むこの動作をブーム上げ旋回動作と称し、この動作区間をブーム上げ旋回動作区間と称する。 Next, when the operator determines that the bucket 6 is closed until it is substantially perpendicular to the arm 5, the bottom of the bucket 6 is desired from the ground while the bucket 6 is closed, as shown in FIG. 3 (E). Raise the boom 4 until it reaches the height of. This operation is referred to as a boom raising operation, and this operation section is referred to as a boom raising operation section. Following or at the same time as this operation, the operator swivels the upper swivel body 3 and swivels the bucket 6 to the soil removal position as indicated by the arrow AR1. This operation including the boom raising operation is referred to as a boom raising turning operation, and this operation section is referred to as a boom raising turning operation section.

バケット6の底部が所望の高さとなるまでブーム4を上げるのは、例えば、ダンプトラックの荷台に排土する際にはバケット6を荷台の高さより高く持ち上げないとバケット6が荷台にぶつかってしまうためである。 Raising the boom 4 until the bottom of the bucket 6 reaches the desired height is, for example, when the dump truck is dumped to the loading platform, the bucket 6 must be lifted higher than the height of the loading platform or the bucket 6 will hit the loading platform. Because.

次に、操作者は、ブーム上げ旋回動作が完了したと判断した場合、図3(F)に示すようにアーム5及びバケット6を開いて、バケット6内の土を排出する。この動作をダンプ動作と称し、この動作区間をダンプ動作区間と称する。ダンプ動作では、バケット6のみを開いて排土してもよい。 Next, when the operator determines that the boom raising and turning operation is completed, the arm 5 and the bucket 6 are opened as shown in FIG. 3 (F), and the soil in the bucket 6 is discharged. This operation is referred to as a dump operation, and this operation section is referred to as a dump operation section. In the dump operation, only the bucket 6 may be opened and the soil may be discharged.

次に、操作者は、ダンプ動作が完了したと判断した場合、図3(G)に示すように、矢印AR2で示すように上部旋回体3を旋回させ、バケット6を掘削位置の真上に移動させる。このとき、旋回と同時にブーム4を下げてバケット6を掘削対象から所望の高さのところまで下降させる。この動作は図3(A)にて説明したブーム下げ旋回動作の一部である。操作者は、図3(A)に示すようにバケット6を所望の高さまで下降させ、再び掘削動作以降の動作を行うようにする。 Next, when the operator determines that the dump operation is completed, as shown in FIG. 3 (G), the upper swivel body 3 is swiveled as shown by the arrow AR2, and the bucket 6 is placed directly above the excavation position. Move it. At this time, at the same time as turning, the boom 4 is lowered to lower the bucket 6 from the excavation target to a desired height. This operation is a part of the boom lowering turning operation described with reference to FIG. 3 (A). As shown in FIG. 3A, the operator lowers the bucket 6 to a desired height so as to perform the operation after the excavation operation again.

操作者は、上述の「ブーム下げ旋回動作」、「掘削動作」、「ブーム上げ旋回動作」、及び「ダンプ動作」を1サイクルとしてこのサイクルを繰り返し行いながら掘削・積み込みを進めていく。 The operator proceeds with excavation and loading while repeating this cycle with the above-mentioned "boom lowering turning operation", "excavation operation", "boom raising turning operation", and "dumping operation" as one cycle.

次に図4を参照し、コントローラ30に設けられている各種機能について説明する。図4は、コントローラ30の構成例を示す図である。 Next, with reference to FIG. 4, various functions provided in the controller 30 will be described. FIG. 4 is a diagram showing a configuration example of the controller 30.

コントローラ30は、ブーム角度センサS1、アーム角度センサS2、バケット角度センサS3、歪みセンサS4、車体傾斜センサS5、入力装置D1、圧力センサ29等から情報を受信する。 The controller 30 receives information from the boom angle sensor S1, the arm angle sensor S2, the bucket angle sensor S3, the strain sensor S4, the vehicle body tilt sensor S5, the input device D1, the pressure sensor 29, and the like.

コントローラ30は、受信した情報と記憶装置D4に記憶された情報とに基づいて各種演算を実行し、その演算結果に応じて制御信号を音声出力装置D2、表示装置D3、エンジンコントローラD6等に出力する。また、コントローラ30は、通信装置D5を介して受信した情報、演算結果等を外部に無線送信してもよい。 The controller 30 executes various calculations based on the received information and the information stored in the storage device D4, and outputs control signals to the voice output device D2, the display device D3, the engine controller D6, etc. according to the calculation results. do. Further, the controller 30 may wirelessly transmit the information received via the communication device D5, the calculation result, and the like to the outside.

姿勢導出部301は、アタッチメントの姿勢を検出する機能要素である。本実施例では、姿勢導出部301は、ブーム角度センサS1、アーム角度センサS2、及びバケット角度センサS3で構成される姿勢センサの出力に基づいて掘削アタッチメントの姿勢を導き出す。 The posture deriving unit 301 is a functional element that detects the posture of the attachment. In this embodiment, the posture deriving unit 301 derives the posture of the excavation attachment based on the output of the posture sensor including the boom angle sensor S1, the arm angle sensor S2, and the bucket angle sensor S3.

重量導出部302は、アタッチメントが持ち上げている物の重量(以下、「持ち上げ重量」とする。)を導き出す機能要素である。本実施例では、重量導出部302は、所定の導出条件が満たされた場合に、姿勢センサが検出した掘削アタッチメントの姿勢と歪みセンサS4が検出した掘削アタッチメントの歪みとに基づいて持ち上げ重量を導き出す。 The weight deriving unit 302 is a functional element for deriving the weight of the object being lifted by the attachment (hereinafter referred to as "lifting weight"). In this embodiment, the weight derivation unit 302 derives the lift weight based on the posture of the excavation attachment detected by the attitude sensor and the strain of the excavation attachment detected by the strain sensor S4 when a predetermined derivation condition is satisfied. ..

例えば、重量導出部302は、掘削アタッチメントの歪み、掘削アタッチメントの姿勢、掘削アタッチメントの形状、歪みゲージの貼り付け位置等を入力キーとして対応テーブルを参照することで持ち上げ重量を導き出す。対応テーブルは、掘削アタッチメントの姿勢と、掘削アタッチメントの歪みと、持ち上げ重量との対応関係を記憶する参照用テーブルであり、記憶装置D4に予め記憶されている。対応関係はFEM解析等に基づいて予め決定されている。例えば、重量導出部302は、現在の掘削アタッチメントの姿勢と歪みの組み合わせに最も近い組み合わせを対応テーブルの中から選択し、その選択した組み合わせに関連付けて記憶されている持ち上げ重量の値を現在の持ち上げ重量として導き出す。掘削アタッチメントの歪みは、掘削アタッチメントにおける1又は複数の部位における歪みを意味する。 For example, the weight deriving unit 302 derives the lifting weight by referring to the corresponding table using the distortion of the excavation attachment, the posture of the excavation attachment, the shape of the excavation attachment, the attachment position of the strain gauge, and the like as input keys. The correspondence table is a reference table that stores the correspondence between the posture of the excavation attachment, the distortion of the excavation attachment, and the lifting weight, and is stored in advance in the storage device D4. The correspondence relationship is determined in advance based on FEM analysis and the like. For example, the weight derivation unit 302 selects the combination closest to the combination of posture and strain of the current excavation attachment from the corresponding table, and the value of the lifting weight stored in association with the selected combination is the current lifting. Derived as weight. Distortion of the excavation attachment means distortion at one or more sites in the excavation attachment.

或いは、重量導出部302は、掘削アタッチメントの歪みと掘削アタッチメントの姿勢とを予め記憶された計算式に代入することで持ち上げ重量を導き出してもよい。計算式は記憶装置D4に予め記憶されている。 Alternatively, the weight deriving unit 302 may derive the lifting weight by substituting the strain of the excavation attachment and the posture of the excavation attachment into a calculation formula stored in advance. The calculation formula is stored in advance in the storage device D4.

「所定の導出条件」は、重量導出部302が重量を導き出すタイミングを決めるための条件であり、例えば、「バケット6が浮いたこと」(第1の導出条件)及び「ダンプ動作が完了したこと」(第2の導出条件)を含む。「バケット6が浮いたこと」すなわちバケット6が地面から離れたことを第1の導出条件とするのは、バケット6が浮いたときにはバケット6内に土砂等の物が収まっていると推定できるためである。「ダンプ動作が完了したこと」を第2の導出条件とするのは、ダンプ動作が完了したときにはバケット6内が空になっている、或いは、落とせる土砂を落としきったと推定できるためである。 The "predetermined derivation condition" is a condition for determining the timing at which the weight derivation unit 302 derives the weight. For example, "the bucket 6 has floated" (first derivation condition) and "the dump operation has been completed". "(Second derivation condition) is included. The first derivation condition is that "the bucket 6 floats", that is, the bucket 6 is separated from the ground, because it can be estimated that when the bucket 6 floats, objects such as earth and sand are contained in the bucket 6. Is. The reason that "the dump operation is completed" is set as the second derivation condition is that it can be estimated that the bucket 6 is empty or the earth and sand that can be dropped have been removed when the dump operation is completed.

コントローラ30は、例えば、掘削動作後に旋回操作が行われたと判定した場合に第1の導出条件が満たされたと判定する。旋回操作が行われるときにはバケット6が空中に浮いていると推定できるためである。「掘削動作後」は図3(D)の動作後にあたり、コントローラ30は、掘削アタッチメントの姿勢と、ブーム4の上下面に取り付けた歪みゲージが検出した掘削アタッチメントの歪みから、掘削動作後の状態にあるか否かを判定できる。具体的には、コントローラ30は、掘削動作後に圧力センサ29の出力に基づいて旋回操作レバーが操作されたと判定した場合に第1の導出条件が満たされたと判定する。コントローラ30は、ブーム4の両側面のそれぞれに取り付けられた2つの歪みゲージの出力に基づいて旋回操作が行われたか否かを判定してもよい。 For example, when it is determined that the turning operation is performed after the excavation operation, the controller 30 determines that the first derivation condition is satisfied. This is because it can be estimated that the bucket 6 is floating in the air when the turning operation is performed. “After excavation operation” corresponds to after the operation of FIG. 3D, and the controller 30 is in a state after excavation operation from the posture of the excavation attachment and the distortion of the excavation attachment detected by the strain gauge attached to the upper and lower surfaces of the boom 4. It can be determined whether or not it is in. Specifically, the controller 30 determines that the first derivation condition is satisfied when it is determined that the turning operation lever is operated based on the output of the pressure sensor 29 after the excavation operation. The controller 30 may determine whether or not the turning operation has been performed based on the outputs of the two strain gauges attached to each of the side surfaces of the boom 4.

或いは、コントローラ30は、ブーム4が所定の高さ以上に上昇したと判定した場合に第1の導出条件が満たされたと判定してもよい。ブーム4が所定の高さ以上に上昇したときにはバケット6が空中に浮いていると推定できるためである。具体的には、コントローラ30は、ブーム角度センサS1の出力に基づいてブーム4が所定の高さ以上に上昇したと判定した場合に第1の導出条件が満たされたと判定する。 Alternatively, the controller 30 may determine that the first derivation condition is satisfied when it is determined that the boom 4 has risen above a predetermined height. This is because it can be estimated that the bucket 6 is floating in the air when the boom 4 rises above a predetermined height. Specifically, the controller 30 determines that the first derivation condition is satisfied when it is determined that the boom 4 has risen to a predetermined height or more based on the output of the boom angle sensor S1.

或いは、コントローラ30は、バケット6が所定角度まで閉じられたと判定した場合に第1の導出条件が満たされたと判定してもよい。バケット6が所定角度まで閉じられたときにはバケット6が空中に浮いていると推定できるためである。具体的には、コントローラ30は、バケット角度センサS3の出力に基づいてバケット6が所定角度まで閉じられたと判定した場合に第1の導出条件が満たされたと判定する。 Alternatively, the controller 30 may determine that the first derivation condition is satisfied when it is determined that the bucket 6 is closed to a predetermined angle. This is because it can be estimated that the bucket 6 is floating in the air when the bucket 6 is closed to a predetermined angle. Specifically, the controller 30 determines that the first derivation condition is satisfied when it is determined that the bucket 6 is closed to a predetermined angle based on the output of the bucket angle sensor S3.

また、コントローラ30は、例えば、ダンプ動作中に旋回操作が行われたと判定した場合に第2の導出条件が満たされたと判定する。旋回操作が行われるときにはダンプ動作が完了したと推定できるためである。具体的には、コントローラ30は、ダンプ動作中に圧力センサ29の出力に基づいて旋回操作レバーが操作されたと判定した場合に第2の導出条件が満たされたと判定する。 Further, the controller 30 determines that the second derivation condition is satisfied when it is determined that the turning operation is performed during the dump operation, for example. This is because it can be estimated that the dump operation is completed when the turning operation is performed. Specifically, the controller 30 determines that the second derivation condition is satisfied when it is determined that the turning operation lever is operated based on the output of the pressure sensor 29 during the dump operation.

或いは、コントローラ30は、第1の導出条件が満たされた後に、バケット6が所定角度まで開かれたと判定した場合に第2の導出条件が満たされたと判定してもよい。バケット6が所定角度まで開かれたときにはダンプ動作が完了したと推定できるためである。具体的には、コントローラ30は、バケット角度センサS3の出力に基づいてバケット6が所定角度まで開かれたと判定した場合に第2の導出条件が満たされたと判定する。 Alternatively, the controller 30 may determine that the second derivation condition is satisfied when it is determined that the bucket 6 is opened to a predetermined angle after the first derivation condition is satisfied. This is because it can be estimated that the dump operation is completed when the bucket 6 is opened to a predetermined angle. Specifically, the controller 30 determines that the second derivation condition is satisfied when it is determined that the bucket 6 is opened to a predetermined angle based on the output of the bucket angle sensor S3.

重量導出部302は、持ち上げ重量を導き出した場合、その導出結果に応じて音声出力装置D2、表示装置D3、通信装置D5、及びエンジンコントローラD6の少なくとも1つに制御指令を出力してもよい。例えば、重量導出部302は、持ち上げ重量に関する情報を表示装置D3に表示してもよく、音声出力装置D2を通じて音声出力してもよい。また、重量導出部302は、通信装置D5を介して持ち上げ重量に関する情報を外部に無線送信してもよい。また、持ち上げ重量が所定値以上の場合に、エンジンコントローラD6を介してエンジン11の出力を増大させてもよい。 When the weight derivation unit 302 derives the lifted weight, the weight derivation unit 302 may output a control command to at least one of the voice output device D2, the display device D3, the communication device D5, and the engine controller D6 according to the derivation result. For example, the weight deriving unit 302 may display information on the lifting weight on the display device D3, or may output audio through the audio output device D2. Further, the weight deriving unit 302 may wirelessly transmit information on the lifting weight to the outside via the communication device D5. Further, when the lifting weight is equal to or more than a predetermined value, the output of the engine 11 may be increased via the engine controller D6.

姿勢導出部301及び重量導出部302はショベルの外部にある外部制御装置によって実現されてもよい。外部制御装置は、コントローラ30と同様、CPU及び内部メモリを含む演算処理装置である。この場合、コントローラ30は、取得した情報を通信装置D5を通じて外部制御装置に無線送信する。 The attitude derivation unit 301 and the weight derivation unit 302 may be realized by an external control device outside the excavator. Like the controller 30, the external control device is an arithmetic processing unit including a CPU and an internal memory. In this case, the controller 30 wirelessly transmits the acquired information to the external control device through the communication device D5.

次に図5を参照し、コントローラ30が持ち上げ重量を導き出す処理(以下、「重量導出処理」とする。)について説明する。図5は重量導出処理の流れを示すフローチャートである。コントローラ30は、所定の制御周期で繰り返しこの重量導出処理を実行する。 Next, with reference to FIG. 5, a process for the controller 30 to derive the lifted weight (hereinafter referred to as “weight derivation process”) will be described. FIG. 5 is a flowchart showing the flow of the weight derivation process. The controller 30 repeatedly executes this weight derivation process at a predetermined control cycle.

最初に、コントローラ30の重量導出部302はバケット6が浮いたか否かを判定する(ステップST1)。本実施例では、重量導出部302は、掘削動作後に旋回操作が行われた場合にバケット6が浮いたと判定する。重量導出部302は、油圧シリンダにおける作動油の圧力に基づいてバケット6が浮いたか否かを判定してもよい。また、重量導出部302は、ブーム操作レバーが上げ方向に操作されてから所定時間(例えば2秒間)が経過した後で旋回操作レバーが操作される前にバケット6が浮いたか否かを判定してもよい。旋回が始まると旋回慣性力による歪みがノイズとして作用するためである。 First, the weight derivation unit 302 of the controller 30 determines whether or not the bucket 6 has floated (step ST1). In this embodiment, the weight deriving unit 302 determines that the bucket 6 has floated when the turning operation is performed after the excavation operation. The weight deriving unit 302 may determine whether or not the bucket 6 has floated based on the pressure of the hydraulic oil in the hydraulic cylinder. Further, the weight deriving unit 302 determines whether or not the bucket 6 has floated after a predetermined time (for example, 2 seconds) has elapsed after the boom operating lever is operated in the raising direction and before the turning operating lever is operated. You may. This is because when the turning starts, the distortion due to the turning inertial force acts as noise.

バケット6が浮いていないと判定した場合(ステップST1のNO)、重量導出部302は、バケット6が浮いたと判定するまでバケット6が浮いたか否かの判定を繰り返す。 When it is determined that the bucket 6 is not floating (NO in step ST1), the weight deriving unit 302 repeats the determination of whether or not the bucket 6 is floating until it is determined that the bucket 6 is floating.

バケット6が浮いたと判定した場合(ステップST1のYES)、重量導出部302は、掘削アタッチメントの姿勢及びブーム4の歪みを取得する(ステップST2)。本実施例では、重量導出部302は、姿勢センサの出力に基づいて姿勢導出部301が導き出した掘削アタッチメントの姿勢を取得する。また、歪みセンサS4の出力に基づいてブーム4の歪みを取得する。 When it is determined that the bucket 6 has floated (YES in step ST1), the weight deriving unit 302 acquires the posture of the excavation attachment and the strain of the boom 4 (step ST2). In this embodiment, the weight derivation unit 302 acquires the attitude of the excavation attachment derived by the attitude derivation unit 301 based on the output of the attitude sensor. Further, the strain of the boom 4 is acquired based on the output of the strain sensor S4.

その後、重量導出部302は持ち上げ重量を導き出す(ステップST3)。本実施例では、掘削アタッチメントの姿勢とブーム4の歪みとを入力キーとして記憶装置D4に記憶されている対応テーブルを参照することでバケット6内に取り込まれた土砂等の重量を持ち上げ重量として導き出す。 After that, the weight deriving unit 302 derives the lifting weight (step ST3). In this embodiment, the weight of the earth and sand taken into the bucket 6 is lifted and derived as the weight by referring to the corresponding table stored in the storage device D4 using the posture of the excavation attachment and the distortion of the boom 4 as input keys. ..

この構成により、コントローラ30は、例えば、ダンプトラックに積み込まれた土砂等の積み込み重量(=持ち上げ重量)を掘削・積み込みの1サイクル毎に導き出すことができる。また、サイクル毎の積み込み重量をダンプトラック毎に累算することで1台のダンプトラックに積み込まれた土砂の総積載重量を作業量として導き出すことができる。また、コントローラ30は所定時間に亘ってサイクル毎の持ち上げ重量を累算することで所定時間当たりの掘削重量を作業量として導き出すことができる。そのため、コントローラ30は掘削アタッチメントによる作業量をより高精度に導き出すことができる。 With this configuration, the controller 30 can derive, for example, the loading weight (= lifting weight) of earth and sand loaded on the dump truck in each excavation / loading cycle. Further, by accumulating the loading weight for each cycle for each dump truck, the total loading weight of the earth and sand loaded on one dump truck can be derived as the work amount. Further, the controller 30 can derive the excavation weight per predetermined time as the work amount by accumulating the lifting weight for each cycle over a predetermined time. Therefore, the controller 30 can derive the amount of work by the excavation attachment with higher accuracy.

本実施例では、コントローラ30は、バケット6が浮いたと判定した時点の掘削アタッチメントの姿勢と歪みセンサS4の出力とに基づいて持ち上げ重量を導き出す。しかしながら、コントローラ30は、1サイクル中においてバケット6が浮いたと判定した後の複数の時点における掘削アタッチメントの姿勢と歪みセンサS4の出力とに基づいて持ち上げ重量を導き出してもよい。この場合、コントローラ30は、バケット6が浮いたと判定した後の複数の時点において導き出された複数の持ち上げ重量の統計値(平均値、最大値、最小値、中間値等)を最終的な持ち上げ重量として出力してもよい。 In this embodiment, the controller 30 derives the lifting weight based on the posture of the excavation attachment at the time when the bucket 6 is determined to be floating and the output of the strain sensor S4. However, the controller 30 may derive the lift weight based on the posture of the excavation attachment and the output of the strain sensor S4 at a plurality of time points after determining that the bucket 6 has floated in one cycle. In this case, the controller 30 uses the statistical values (average value, maximum value, minimum value, intermediate value, etc.) of the plurality of lift weights derived at the plurality of time points after determining that the bucket 6 is floated as the final lift weight. It may be output as.

また、コントローラ30は、バケット6が浮いたか否かにかかわらず、掘削アタッチメントの姿勢とブーム4の歪みとを継続的に取得しながら持ち上げ重量を継続的に導き出してもよい。この場合も、コントローラ30は、バケット6が浮いたと判定した時点の持ち上げ重量、又は、バケット6が浮いたと判定した後の複数の時点における持ち上げ重量の統計値を最終的な持ち上げ重量として出力してもよい。 Further, the controller 30 may continuously derive the lifting weight while continuously acquiring the posture of the excavation attachment and the distortion of the boom 4, regardless of whether or not the bucket 6 is floated. In this case as well, the controller 30 outputs the statistical value of the lifting weight at the time when the bucket 6 is determined to be floating or the statistical value of the lifting weight at a plurality of time points after the bucket 6 is determined to be floating as the final lifting weight. May be good.

また、コントローラ30は、掘削アタッチメントの姿勢の変化に基づき、掘削作業、法面形成作業、床掘り作業といった作業内容を判別してもよい。この場合、コントローラ30は、識別した作業内容とその後に導き出した作業量とを関連付け、作業内容毎に作業量を導き出してもよい。 Further, the controller 30 may determine the work contents such as excavation work, slope forming work, and floor digging work based on the change in the posture of the excavation attachment. In this case, the controller 30 may associate the identified work content with the work amount derived thereafter, and derive the work amount for each work content.

次に図6及び図7を参照し、ブーム4における歪みセンサS4の取り付け位置について説明する。図6及び図7は何れもブーム4の斜視図であり、ブーム4に取り付けられた歪みセンサの配置を示す。 Next, with reference to FIGS. 6 and 7, the mounting position of the strain sensor S4 in the boom 4 will be described. 6 and 7 are both perspective views of the boom 4, showing the arrangement of strain sensors attached to the boom 4.

図6に示す実施例では、歪みセンサS4としての歪みゲージS40は、ブーム4の長手方向(掘削アタッチメントの前後方向)におけるブーム4の歪みを検出するように、ブームシリンダボス4aとブームフート4bとの間でブーム4の背側(+Z側)の表面に取り付けられている。具体的には、歪みゲージS40は、ブーム4の背側の表面の中央部分に取り付けられている。すなわちブーム4の縦中心面(一点鎖線で示す線分を含みブーム4を縦断する面)を横切るように配置されている。但し、歪みゲージS40は、ブーム4の腹側(-Z側)の表面に取り付けられていてもよく、ブームシリンダボス4aとブームトップ4cとの間でブーム4の背側又は腹側の表面に取り付けられていてもよい。また、中央部分以外の部分に取り付けられてもよい。歪みセンサS4は、背面又は腹面に貼り付けられる場合であっても、ブーム4の長手方向における引張圧縮応力を算出できるように貼り付けられる。 In the embodiment shown in FIG. 6, the strain gauge S40 as the strain sensor S4 has the boom cylinder boss 4a and the boom foot 4b so as to detect the strain of the boom 4 in the longitudinal direction of the boom 4 (the front-back direction of the excavation attachment). It is attached to the surface of the back side (+ Z side) of the boom 4 between them. Specifically, the strain gauge S40 is attached to the central portion of the dorsal surface of the boom 4. That is, they are arranged so as to cross the vertical center surface of the boom 4 (the surface including the line segment indicated by the alternate long and short dash line and vertically crossing the boom 4). However, the strain gauge S40 may be attached to the ventral (-Z side) surface of the boom 4, and may be attached to the dorsal or ventral surface of the boom 4 between the boom cylinder boss 4a and the boom top 4c. It may be attached. Further, it may be attached to a portion other than the central portion. The strain sensor S4 is attached so that the tensile compressive stress in the longitudinal direction of the boom 4 can be calculated even when the strain sensor S4 is attached to the back surface or the ventral surface.

この配置により、歪みセンサS4は、例えば、掘削アタッチメントで土砂等を持ち上げるときのブーム4の背側及び腹側の金属板の伸縮による歪みを検出できる。また、掘削アタッチメント(ブーム4)に作用する持ち上げ荷重に起因する引張圧縮応力による歪みを検出できる。また、歪みセンサS4は、ブーム4の表面ではなく、背側又は腹側の内部に貼り付けられていてもよい。この構成は、ショベルのような掘削作業を行う機械であっても、歪みセンサS4の損傷を防止できる。 With this arrangement, the strain sensor S4 can detect distortion due to expansion and contraction of the metal plates on the dorsal and ventral sides of the boom 4 when, for example, lifting earth and sand with an excavation attachment. In addition, strain due to tensile compressive stress due to the lifting load acting on the excavation attachment (boom 4) can be detected. Further, the strain sensor S4 may be attached to the inside of the dorsal side or the ventral side instead of the surface of the boom 4. This configuration can prevent damage to the strain sensor S4 even in a machine that performs excavation work such as a shovel.

図7に示す実施例では、歪みセンサS4は8個の歪みゲージS41~S48で構成されている。図7の破線は隠れ線を表す。歪みゲージS41及び歪みゲージS42は3軸歪みゲージである。歪みゲージS43~S48は1軸歪みゲージである。歪みゲージS41~S44は、ブームシリンダボス4aとブームフート4bとの間でブーム4の背側(+Z側)、腹側(-Z側)、左側(-Y側)、右側(+Y側)の表面に取り付けられている。歪みゲージS45~S48は、ブームシリンダボス4aとブームトップ4cとの間でブーム4の背側(+Z側)、腹側(-Z側)、左側(-Y側)、右側(+Y側)の表面に取り付けられている。歪みゲージS41、S42、S45、S46はブーム4の縦中心面を横切るように配置されている。歪みゲージS43、S44、S47、S48は、ブーム4の左側又は右側の表面の中央部分に、ブーム4の長手方向における引張圧縮応力を算出できるように、貼り付けられている。すなわちブーム4の横中心面(二点鎖線で示す線分を含みブーム4を横断する面)を横切るように配置されている。また、歪みゲージS41~S44は一点鎖線で示す仮想平面としての後方基準断面R1を横切るように配置され、歪みゲージS45~S48は一点鎖線で示す仮想平面としての前方基準断面R2上を横切るように配置されている。後方基準断面R1及び前方基準断面R2は図6の一点鎖線で表される線分及び図7の二点鎖線で表される線分のそれぞれに垂直である。 In the embodiment shown in FIG. 7, the strain sensor S4 is composed of eight strain gauges S41 to S48. The broken line in FIG. 7 represents a hidden line. The strain gauge S41 and the strain gauge S42 are triaxial strain gauges. The strain gauges S43 to S48 are uniaxial strain gauges. The strain gauges S41 to S44 have surfaces on the dorsal side (+ Z side), ventral side (-Z side), left side (-Y side), and right side (+ Y side) of the boom 4 between the boom cylinder boss 4a and the boom foot 4b. It is attached to. The strain gauges S45 to S48 are located between the boom cylinder boss 4a and the boom top 4c on the dorsal side (+ Z side), ventral side (-Z side), left side (-Y side), and right side (+ Y side) of the boom 4. It is attached to the surface. The strain gauges S41, S42, S45, and S46 are arranged so as to cross the vertical center surface of the boom 4. The strain gauges S43, S44, S47, and S48 are attached to the central portion of the surface on the left or right side of the boom 4 so that the tensile compressive stress in the longitudinal direction of the boom 4 can be calculated. That is, they are arranged so as to cross the lateral center surface of the boom 4 (the surface including the line segment indicated by the alternate long and short dash line and crossing the boom 4). Further, the strain gauges S41 to S44 are arranged so as to cross the rear reference cross section R1 as a virtual plane indicated by the alternate long and short dash line, and the strain gauges S45 to S48 cross the front reference cross section R2 as a virtual plane indicated by the alternate long and short dash line. Have been placed. The rear reference cross section R1 and the front reference cross section R2 are perpendicular to each of the line segment represented by the alternate long and short dash line in FIG. 6 and the line segment represented by the alternate long and short dash line in FIG. 7.

また、図7の実施例では、8個の歪みゲージの全てがブーム4の表面に取り付けられているが、歪みゲージは8個未満でも9個以上であってもよく、ブーム4の表面以外の位置に取り付けられてもよい。例えば、全ての歪みゲージがアーム5の表面に取り付けられてもよい。また、ブーム4の表面及びアーム5の表面に分散して取り付けられてもよい。また、歪みゲージは、ブーム4、アーム5等の作業要素の表面ではなく、作業要素の内部に貼り付けられていてもよい。 Further, in the embodiment of FIG. 7, all eight strain gauges are attached to the surface of the boom 4, but the strain gauges may be less than 8 or 9 or more, other than the surface of the boom 4. It may be mounted in a position. For example, all strain gauges may be attached to the surface of the arm 5. Further, it may be dispersedly attached to the surface of the boom 4 and the surface of the arm 5. Further, the strain gauge may be attached to the inside of the working element such as the boom 4 and the arm 5 instead of the surface of the working element.

図7の実施例は、8個の歪みゲージS41~S48を用いるため、1個の歪みゲージを用いる図6の実施例よりも掘削アタッチメントの歪み状態を高精度に検出できる。そのため、掘削アタッチメントが動作中であっても掘削アタッチメントの歪み状態を高精度に検出できる。 Since the embodiment of FIG. 7 uses eight strain gauges S41 to S48, the strain state of the excavation attachment can be detected with higher accuracy than the embodiment of FIG. 6 using one strain gauge. Therefore, even when the excavation attachment is in operation, the distorted state of the excavation attachment can be detected with high accuracy.

次に図8を参照し、重量導出処理の別の一例について説明する。図8は重量導出処理の別の流れを示すフローチャートである。コントローラ30は、所定の制御周期で繰り返しこの重量導出処理を実行する。 Next, another example of the weight derivation process will be described with reference to FIG. FIG. 8 is a flowchart showing another flow of the weight derivation process. The controller 30 repeatedly executes this weight derivation process at a predetermined control cycle.

最初に、コントローラ30の重量導出部302はバケット6が浮いたか否かを判定する(ステップST1)。本実施例では、重量導出部302は、掘削動作後に旋回操作が行われた場合にバケット6が浮いたと判定する。 First, the weight derivation unit 302 of the controller 30 determines whether or not the bucket 6 has floated (step ST1). In this embodiment, the weight deriving unit 302 determines that the bucket 6 has floated when the turning operation is performed after the excavation operation.

バケット6が浮いていないと判定した場合(ステップST1のNO)、重量導出部302は、バケット6が浮いたと判定するまでバケット6が浮いたか否かの判定を繰り返す。 When it is determined that the bucket 6 is not floating (NO in step ST1), the weight deriving unit 302 repeats the determination of whether or not the bucket 6 is floating until it is determined that the bucket 6 is floating.

バケット6が浮いたと判定した場合(ステップST1のYES)、重量導出部302は、掘削アタッチメントの姿勢及びブーム4の歪みを取得する(ステップST2)。本実施例では、重量導出部302は、姿勢センサの出力に基づいて姿勢導出部301が導き出した掘削アタッチメントの姿勢を取得する。また、歪みセンサS4の出力に基づいてブーム4の歪みを取得する。 When it is determined that the bucket 6 has floated (YES in step ST1), the weight deriving unit 302 acquires the posture of the excavation attachment and the strain of the boom 4 (step ST2). In this embodiment, the weight derivation unit 302 acquires the attitude of the excavation attachment derived by the attitude derivation unit 301 based on the output of the attitude sensor. Further, the strain of the boom 4 is acquired based on the output of the strain sensor S4.

その後、重量導出部302は持ち上げ重量(ダンプ前重量)を導き出す(ステップST3)。本実施例では、掘削アタッチメントの姿勢とブーム4の歪みとを入力キーとして記憶装置D4に記憶されている対応テーブルを参照することでバケット6内に取り込まれた土砂等の重量を持ち上げ重量(ダンプ前重量)として導き出す。 After that, the weight deriving unit 302 derives the lifting weight (weight before dumping) (step ST3). In this embodiment, the weight (dump) of earth and sand taken into the bucket 6 is lifted by referring to the corresponding table stored in the storage device D4 using the posture of the excavation attachment and the distortion of the boom 4 as input keys. Derived as (pre-weight).

その後、重量導出部302はダンプ動作が完了したか否かを判定する(ステップST4)。本実施例では、重量導出部302は、ダンプ動作中に旋回操作が行われた場合にダンプ動作が完了したと判定する。重量導出部302は、油圧シリンダにおける作動油の圧力、姿勢センサの出力等に基づいてダンプ動作が完了したか否かを判定してもよい。また、重量導出部302は、ショベルに搭載されたカメラが撮像した画像に基づいて掘削アタッチメントがダンプトラックの方向を向いていると判定した場合にダンプ動作の開始を検出してもよい。また、その画像に基づいてバケット6がダンプトラックの真上に位置していると判定した場合にダンプ動作の開始を検出してもよい。その上で、圧力センサ29の出力に基づいてバケット操作レバーが開き方向に操作されたと判定した場合、或いは、バケット角度センサの出力に基づいてバケット6が開かれたと判定した場合にダンプ動作が完了したと判定してもよい。 After that, the weight derivation unit 302 determines whether or not the dump operation is completed (step ST4). In this embodiment, the weight derivation unit 302 determines that the dump operation is completed when the turning operation is performed during the dump operation. The weight deriving unit 302 may determine whether or not the dump operation is completed based on the pressure of the hydraulic oil in the hydraulic cylinder, the output of the attitude sensor, and the like. Further, the weight derivation unit 302 may detect the start of the dump operation when it is determined that the excavation attachment is facing the direction of the dump truck based on the image captured by the camera mounted on the excavator. Further, when it is determined that the bucket 6 is located directly above the dump truck based on the image, the start of the dump operation may be detected. Then, when it is determined that the bucket operation lever is operated in the opening direction based on the output of the pressure sensor 29, or when it is determined that the bucket 6 is opened based on the output of the bucket angle sensor, the dump operation is completed. It may be determined that it has been done.

ダンプ動作が完了していないと判定した場合(ステップST4のNO)、重量導出部302は、ダンプ動作が完了したと判定するまでダンプ動作が完了したか否かの判定を繰り返す。 When it is determined that the dump operation is not completed (NO in step ST4), the weight derivation unit 302 repeats the determination of whether or not the dump operation is completed until it is determined that the dump operation is completed.

ダンプ動作が完了したと判定した場合(ステップST4のYES)、重量導出部302は、掘削アタッチメントの姿勢及びブーム4の歪みを取得する(ステップST5)。本実施例では、重量導出部302は、姿勢センサの出力に基づいて姿勢導出部301が導き出した掘削アタッチメントの姿勢を取得する。また、歪みセンサS4の出力に基づいてブーム4の歪みを取得する。 When it is determined that the dump operation is completed (YES in step ST4), the weight deriving unit 302 acquires the posture of the excavation attachment and the strain of the boom 4 (step ST5). In this embodiment, the weight derivation unit 302 acquires the attitude of the excavation attachment derived by the attitude derivation unit 301 based on the output of the attitude sensor. Further, the strain of the boom 4 is acquired based on the output of the strain sensor S4.

その後、重量導出部302は持ち上げ重量(ダンプ後重量)を導き出す(ステップST6)。本実施例では、掘削アタッチメントの姿勢とブーム4の歪みとを入力キーとして記憶装置D4に記憶されている対応テーブルを参照することでダンプ動作後にバケット6内に残っている土砂等の重量を持ち上げ重量(ダンプ後重量)として導き出す。 After that, the weight deriving unit 302 derives the lifting weight (weight after dumping) (step ST6). In this embodiment, the weight of earth and sand remaining in the bucket 6 after the dump operation is lifted by referring to the corresponding table stored in the storage device D4 using the posture of the excavation attachment and the distortion of the boom 4 as input keys. Derived as weight (weight after dumping).

その後、重量導出部302はダンプ前重量とダンプ後重量との差を算出する(ステップST7)。そして、重量導出部302はその差をダンプトラックに積み込まれた土砂等の積み込み重量とする。 After that, the weight derivation unit 302 calculates the difference between the weight before the dump and the weight after the dump (step ST7). Then, the weight deriving unit 302 uses the difference as the loading weight of earth and sand loaded on the dump truck.

この構成により、コントローラ30は、例えば、ダンプトラックに積み込まれた土砂等の積み込み重量を掘削・積み込みの1サイクル毎に導き出すことができる。また、サイクル毎の積み込み重量を累算することでダンプトラックに積み込まれた土砂の総重量を導き出すことができる。また、ダンプ前重量とダンプ後重量との差を積み込み重量とするため、例えばダンプ動作の完了時にバケット6の内側に張り付いている土砂等の重量が積み込み重量に含まれてしまうのを防止できる。 With this configuration, the controller 30 can derive, for example, the loading weight of earth and sand loaded on the dump truck in each excavation / loading cycle. In addition, the total weight of earth and sand loaded on the dump truck can be derived by accumulating the loading weight for each cycle. Further, since the difference between the weight before the dump and the weight after the dump is used as the loading weight, it is possible to prevent the weight of earth and sand stuck to the inside of the bucket 6 from being included in the loading weight when the dump operation is completed. ..

次に図9を参照し、掘削アタッチメントに作用するねじり荷重について説明する。図9は、鉛直軸に対して角度θだけ傾斜したショベル50の掘削アタッチメントの正面図である。鉛直下方を向く矢印G1は、バケット6及びバケット6内に取り込まれた土砂等の重心に作用する重力を示す。バケット6の幅方向を向く矢印G1aはその重力の幅方向における成分である横力を示す。 Next, with reference to FIG. 9, the torsional load acting on the excavation attachment will be described. FIG. 9 is a front view of the excavation attachment of the excavator 50 inclined by an angle θ with respect to the vertical axis. The arrow G1 pointing vertically downward indicates the gravity acting on the center of gravity of the bucket 6 and the earth and sand taken into the bucket 6. The arrow G1a pointing in the width direction of the bucket 6 indicates the lateral force which is a component in the width direction of the gravity.

この横力の存在により、ショベル50の車体が傾斜している場合、アーム5はアーム5とブーム4との連結部を中心として回転しようとし、ブーム4に作用するねじり荷重T1を発生させてしまう。 Due to the presence of this lateral force, when the vehicle body of the excavator 50 is tilted, the arm 5 tries to rotate around the connecting portion between the arm 5 and the boom 4, and generates a torsional load T1 acting on the boom 4. ..

図9に示す実施例では、歪みセンサS4としての歪みゲージS40は、3軸歪みゲージであり、ブーム4の内部に貼り付けられている。3軸歪みゲージを用いることで、コントローラ30は、X軸方向、Y軸方向、及びZ軸方向の全ての方向における歪みを検出できる。そのため、コントローラ30は、1箇所に貼られたセンサで、各方向に生じる掘削荷重に基づく曲げ応力を算出できるだけでなく、偏心掘削時に生じるねじり荷重に基づくせん断応力も算出できる。また、3軸歪みゲージを用いずに、図7に示したようにブーム4上で各方向(X軸方向、Y軸方向、Z軸方向)に対して歪みゲージが貼り付けられていてもよい。 In the embodiment shown in FIG. 9, the strain gauge S40 as the strain sensor S4 is a 3-axis strain gauge and is attached to the inside of the boom 4. By using the 3-axis strain gauge, the controller 30 can detect strain in all directions of the X-axis direction, the Y-axis direction, and the Z-axis direction. Therefore, the controller 30 can calculate not only the bending stress based on the excavation load generated in each direction but also the shear stress based on the torsional load generated during eccentric excavation with the sensor attached to one place. Further, instead of using the 3-axis strain gauge, the strain gauge may be attached on the boom 4 in each direction (X-axis direction, Y-axis direction, Z-axis direction) as shown in FIG. ..

ねじり荷重T1は、歪みゲージS40の出力によって形成される特定のパターンをもたらす。コントローラ30は、この特定のパターンを検知することによってねじり荷重T1が発生していることを検知できる。これにより、部品寿命を精度良く算出できる。 The torsional load T1 results in a particular pattern formed by the output of the strain gauge S40. The controller 30 can detect that the torsional load T1 is generated by detecting this specific pattern. As a result, the component life can be calculated accurately.

また、3軸歪みゲージをアーム5の表面に取り付けてもよい。この場合、コントローラ30は、アーム5に作用するねじり荷重によるせん断応力を算出できるので、アーム5の寿命を精度良く算出できる。 Further, a 3-axis strain gauge may be attached to the surface of the arm 5. In this case, since the controller 30 can calculate the shear stress due to the torsional load acting on the arm 5, the life of the arm 5 can be calculated accurately.

次に図10を参照し、ショベル50が接続される通信ネットワーク100について説明する。図10は、ショベル50が接続される通信ネットワーク100を示す概略図である。通信ネットワーク100は、主に、ショベル50、基地局21、サーバ22、及び通信端末23で構成される。通信端末23は、携帯通信端末23a、固定通信端末23b等を含む。基地局21、サーバ22、及び通信端末23は、それぞれ、インターネットプロトコル等の通信プロトコルを用いて互いに接続され得る。なお、ショベル50、基地局21、サーバ22、及び通信端末23のそれぞれは1つであってもよく複数であってもよい。また、携帯通信端末23aは、ノートパソコン、携帯電話、スマートフォン等を含む。 Next, with reference to FIG. 10, the communication network 100 to which the excavator 50 is connected will be described. FIG. 10 is a schematic diagram showing a communication network 100 to which the excavator 50 is connected. The communication network 100 is mainly composed of a shovel 50, a base station 21, a server 22, and a communication terminal 23. The communication terminal 23 includes a mobile communication terminal 23a, a fixed communication terminal 23b, and the like. The base station 21, the server 22, and the communication terminal 23 can each be connected to each other using a communication protocol such as an Internet protocol. The excavator 50, the base station 21, the server 22, and the communication terminal 23 may be one or a plurality of each. Further, the mobile communication terminal 23a includes a notebook computer, a mobile phone, a smartphone and the like.

基地局21は、ショベル50が無線送信する情報を受信する固定施設であり、例えば、衛星通信、携帯電話通信、狭域無線通信等を通じてショベル50との間で情報を送受信する。 The base station 21 is a fixed facility that receives information transmitted wirelessly by the excavator 50, and transmits / receives information to / from the excavator 50 through, for example, satellite communication, mobile phone communication, narrow area wireless communication, or the like.

サーバ22は、ショベル50が無線送信する情報を保存し且つ管理する装置であり、例えば、CPU、ROM、RAM、入出力インタフェース等を備えたコンピュータである。具体的には、サーバ22は、通信ネットワーク100を通じて、基地局21が受信した情報を取得・保存し、操作者(管理者)が必要に応じてその保存した情報を参照できるように管理する。 The server 22 is a device that stores and manages information wirelessly transmitted by the shovel 50, and is, for example, a computer equipped with a CPU, a ROM, a RAM, an input / output interface, and the like. Specifically, the server 22 acquires and stores the information received by the base station 21 through the communication network 100, and manages the server 22 so that the operator (administrator) can refer to the stored information as needed.

また、サーバ22は、通信ネットワーク100を通じてショベル50の各種設定を行う。具体的には、サーバ22は、ショベル50の各種設定に関する値をショベル50に対して無線送信し、ショベル50のコントローラ30に記憶される各種設定に関する値を変更する。 Further, the server 22 makes various settings for the excavator 50 through the communication network 100. Specifically, the server 22 wirelessly transmits the values related to the various settings of the shovel 50 to the shovel 50, and changes the values related to the various settings stored in the controller 30 of the shovel 50.

また、サーバ22は、通信ネットワーク100を通じて通信端末23に各種情報を送信する。具体的には、サーバ22は、所定の条件が満たされた場合に、或いは、通信端末23からの要求に応じて、ショベル50に関する情報を通信端末23に対して送信し、ショベル50に関する情報を通信端末23の操作者に伝えるようにする。 Further, the server 22 transmits various information to the communication terminal 23 through the communication network 100. Specifically, the server 22 transmits information about the excavator 50 to the communication terminal 23 when a predetermined condition is satisfied or in response to a request from the communication terminal 23, and sends information about the excavator 50 to the communication terminal 23. Tell the operator of the communication terminal 23.

通信端末23は、サーバ22に保存された情報を参照可能な装置であり、例えば、CPU、ROM、RAM、入出力インタフェース、入力装置、ディスプレイ、スピーカ等を備えたコンピュータである。具体的には、通信端末23は、通信ネットワーク100を通じてサーバ22に接続され、ショベル50に関する情報を操作者(管理者)が閲覧できるようにする。或いは、通信端末23は、サーバ22が送信する、ショベル50に関する情報を受信し、受信した情報を操作者(管理者)が閲覧できるようにする。 The communication terminal 23 is a device that can refer to the information stored in the server 22, and is, for example, a computer equipped with a CPU, a ROM, a RAM, an input / output interface, an input device, a display, a speaker, and the like. Specifically, the communication terminal 23 is connected to the server 22 through the communication network 100 so that the operator (administrator) can view the information about the excavator 50. Alternatively, the communication terminal 23 receives the information about the excavator 50 transmitted by the server 22 so that the operator (administrator) can view the received information.

本実施例では、サーバ22は、ショベル50が無線送信したショベル50の作業量に関する情報を管理する。そのため、操作者(管理者)は、通信端末23を通じてショベル50の作業量に関する情報を任意のタイミングで受信して閲覧することができる。 In this embodiment, the server 22 manages information regarding the amount of work of the excavator 50 wirelessly transmitted by the excavator 50. Therefore, the operator (administrator) can receive and view the information regarding the work amount of the shovel 50 through the communication terminal 23 at an arbitrary timing.

以上、本発明の好ましい実施例について詳説したが、本発明は、上述した実施例に制限されることはなく、本発明の範囲を逸脱することなしに上述した実施例に種々の変形及び置換を加えることができる。 Although the preferred embodiments of the present invention have been described in detail above, the present invention is not limited to the above-mentioned examples, and various modifications and substitutions are made to the above-mentioned examples without departing from the scope of the present invention. Can be added.

1・・・下部走行体 1A・・・左側走行用油圧モータ 1B・・・右側走行用油圧モータ 2・・・旋回機構 2A・・・旋回用油圧モータ 3・・・上部旋回体 4・・・ブーム 4a・・・ブームシリンダボス 4b・・・ブームフート 4c・・・ブームトップ 5・・・アーム 6・・・バケット 7・・・ブームシリンダ 8・・・アームシリンダ 9・・・バケットシリンダ 10・・・キャビン 11・・・エンジン 14L、14R・・・メインポンプ 15・・・パイロットポンプ 17・・・コントロールバルブ 21・・・基地局 22・・・サーバ 23・・・通信端末 23a・・・携帯通信端末 23b・・・固定通信端末 25・・・パイロットライン 26・・・操作装置 29・・・圧力センサ 30・・・コントローラ 40L、40R・・・センターバイパス管路 50・・・ショベル 100・・・通信ネットワーク 171~176・・・流量制御弁 301・・・姿勢導出部 302・・・重量導出部 D1・・・入力装置 D2・・・音声出力装置 D3・・・表示装置 D4・・・記憶装置 D5・・・通信装置 D6・・・エンジンコントローラ S1・・・ブーム角度センサ S2・・・アーム角度センサ S3・・・バケット角度センサ S4・・・歪みセンサ S5・・・車体傾斜センサ S40~S48・・・歪みゲージ 1 ・ ・ ・ Lower traveling body 1A ・ ・ ・ Hydraulic motor for left side traveling 1B ・ ・ ・ Hydraulic motor for right side traveling 2 ・ ・ ・ Swing mechanism 2A ・ ・ ・ Hydraulic motor for turning 3 ・ ・ ・ Upper swivel body 4 ・ ・ ・Boom 4a ... Boom cylinder boss 4b ... Boom foot 4c ... Boom top 5 ... Arm 6 ... Bucket 7 ... Boom cylinder 8 ... Arm cylinder 9 ... Bucket cylinder 10 ...・ Cabin 11 ・ ・ ・ Engine 14L, 14R ・ ・ ・ Main pump 15 ・ ・ ・ Pilot pump 17 ・ ・ ・ Control valve 21 ・ ・ ・ Base station 22 ・ ・ ・ Server 23 ・ ・ ・ Communication terminal 23a ・ ・ ・ Mobile communication Terminal 23b ... Fixed communication terminal 25 ... Pilot line 26 ... Operating device 29 ... Pressure sensor 30 ... Controller 40L, 40R ... Center bypass pipeline 50 ... Excavator 100 ... Communication network 171 to 176 ... Flow control valve 301 ... Attitude lead-out unit 302 ... Weight lead-out unit D1 ... Input device D2 ... Voice output device D3 ... Display device D4 ... Storage device D5 ... Communication device D6 ... Engine controller S1 ... Boom angle sensor S2 ... Arm angle sensor S3 ... Bucket angle sensor S4 ... Distortion sensor S5 ... Body tilt sensor S40 to S48.・ ・ Strain gauge

Claims (2)

下部走行体と、
前記下部走行体に搭載される上部旋回体と、
前記上部旋回体に取り付けられ、バケットを含むアタッチメントと、
前記アタッチメントの姿勢を検出する姿勢センサと、
前記姿勢センサとブームシリンダの差圧、若しくは、前記アタッチメントに取り付けられる歪みセンサとに基づき積み込み重量を掘削・積み込みの1サイクル毎に導き出す制御装置と、を備え、
前記制御装置は、
撮像装置が撮像した画像に基づいて前記アタッチメントがダンプトラックの方向を向いていると判定し、
更にその後、前記上部旋回体に対する旋回操作が行われた場合にダンプ動作の完了を判定し、或いは、前記バケットを動作させるバケットシリンダへの操作量を圧力により検出する圧力センサに基づきダンプ動作の完了を判定し、
前記ダンプ動作を完了すると、1サイクル毎の前記積み込み重量の累算により1台のダンプトラックに積み込まれた土砂の総積載重量を導き出す、
ショベル。
With the lower running body,
The upper swivel body mounted on the lower traveling body and the upper swivel body
An attachment that is attached to the upper swing body and includes a bucket ,
A posture sensor that detects the posture of the attachment, and
It is equipped with a control device that derives the loading weight for each excavation / loading cycle based on the differential pressure between the attitude sensor and the boom cylinder or the strain sensor attached to the attachment.
The control device is
Based on the image captured by the image pickup device, it is determined that the attachment is facing the direction of the dump truck.
After that, when the swivel operation is performed on the upper swivel body, the completion of the dump operation is determined, or the dump operation is completed based on the pressure sensor that detects the operation amount to the bucket cylinder that operates the bucket by the pressure. Judging,
When the dump operation is completed, the total load weight of the earth and sand loaded on one dump truck is derived by accumulating the load weight for each cycle.
Excavator.
下部走行体と、前記下部走行体に搭載される上部旋回体と、前記上部旋回体に取り付けられ、バケットを含むアタッチメントと、前記アタッチメントの姿勢を検出する姿勢センサとを備えるショベルに用いられるショベルの重量算出装置であって、
前記姿勢センサとブームシリンダの差圧、若しくは、前記アタッチメントに取り付けられる歪みセンサとに基づき積み込み重量を掘削・積み込みの1サイクル毎に導き出す制御装置を備え、
前記制御装置は、
撮像装置が撮像した画像に基づいて前記アタッチメントがダンプトラックの方向を向いていると判定し、
更にその後、前記上部旋回体に対する旋回操作が行われた場合にダンプ動作の完了を判定し、或いは、前記バケットを動作させるバケットシリンダへの操作量を圧力により検出する圧力センサに基づきダンプ動作の完了を判定し、
前記ダンプ動作を完了すると、1サイクル毎の前記積み込み重量の累算により1台のダンプトラックに積み込まれた土砂の総積載重量を導き出す、
ショベルの重量算出装置。
A shovel used for a shovel having a lower traveling body, an upper turning body mounted on the lower traveling body, an attachment attached to the upper turning body and including a bucket, and a posture sensor for detecting the posture of the attachment. It is a weight calculation device
It is equipped with a control device that derives the loading weight for each excavation / loading cycle based on the differential pressure between the attitude sensor and the boom cylinder or the strain sensor attached to the attachment.
The control device is
Based on the image captured by the image pickup device, it is determined that the attachment is facing the direction of the dump truck.
After that, when the swivel operation is performed on the upper swivel body, the completion of the dump operation is determined, or the dump operation is completed based on the pressure sensor that detects the operation amount to the bucket cylinder that operates the bucket by the pressure. Judging,
When the dump operation is completed, the total load weight of the earth and sand loaded on one dump truck is derived by accumulating the load weight for each cycle.
Excavator weight calculator.
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