JP7355072B2 - 作業機械 - Google Patents
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Description
次に、図3~図5を参照しながら先端アタッチメントの一例であるバケット16の重量及び重心位置の特定方法について説明する。
また、バケットモーメントτbuは、ブーム基端部周り(回動軸A1周り)のモーメントとして作用しているので、バケットモーメントτbuは、前記水平距離L’とバケット16の重量M3(先端重量M3)とを用いた式(2)により表され、式(2)は式(3)に書き直すことができる。
M3=τbu/L’ ・・・(3)
ブーム14の重量及び重心位置、アーム15の重量及び重心位置は予めデータ記憶部72に記憶されているので、ブーム14の重量及び重心位置、アーム15の重量及び重心位置、ブーム角度センサ61から入力される検出信号、及びアーム角度センサ62から入力される検出信号に基づいて、ブームモーメントτb及びアームモーメントτaをそれぞれ演算することができる。
特性演算部71は、バケット16が変位位置に配置されている状態において、ブームヘッド圧センサ64からの検出信号及びブームロッド圧センサ65からの検出信号に基づいてブームシリンダ17の保持力を演算する。また、特性演算部71は、演算されたブームシリンダ17の保持力と、ブームフットとブームシリンダ17のシリンダ軸線との距離と、に基づいて、ブームフット周り(回動軸A1周り)の作業装置13のモーメントである全モーメントτ’を演算する。
式(5)は、次の式(6)に書き直すことができる。
特性演算部71は、演算された全モーメントτ’と式(4)と式(6)とから、水平移動距離xを演算する。
特性演算部71は、バケット角度センサ63から入力される検出信号に基づいて、前記重心変化角度ΔBudegを演算する。そして、特性演算部71は、演算した重心変化角度ΔBudegと式(7)とから、長さLを演算する。
H3g=L・sin(Bugdeg) ・・・(9)
L3gは、基準線RLに平行な方向の長さLの成分であり、H3gは、基準線RLに対して垂直な方向の長さLの成分である。特性演算部71は、演算された長さLと、式(8)及び式(9)とから、長さLの平行成分L3gと、長さLの垂直成分H3gとを演算する。これにより、バケット16の重心位置は、これらの成分L3g,H3gによって特定される。
次に、図6及び図7を参照しながら先端アタッチメントの重量及び重心位置の特定に関するガイダンス機能について説明する。
を包含する。
前記実施形態に係る作業機械は、油圧ショベル10であるが、作業機械は、油圧ショベル以外の作業機械であってもよい。
前記実施形態に係る先端アタッチメントは、バケット16であるが、先端アタッチメントは、例えばリフティングマグネット、フォーク、グラップルなどの他の先端アタッチメントであってもよい。
前記実施形態では、特性演算部71は、ブーム14の角度θ1が特定ブーム角度θ1sに調節され、アーム15の角度θ2が特定アーム角度θ2sに調節された状態で、先端アタッチメントの重量及び重心位置を演算するが、このような形態に限られない。特性演算部は、ブームの角度が特定ブーム角度θ1s以外の任意の角度に調節され、アームの角度が特定アーム角度θ2s以外の任意の角度に調節された状態で、先端アタッチメントの重量及び重心位置を演算してもよい。
前記実施形態では、コントローラ70は、圧抜きモード(圧抜き制御)においてオペレータによる操作レバーの操作に応じてバケットシリンダ19の圧力を抜くようにバケット用比例弁21D又は前記圧抜き弁に指令信号を出力するが、このような形態に限られない。コントローラ70は、前記開始入力受付部から前記開始指令信号の入力を受けると、オペレータによる操作レバーの操作がなくても、バケットシリンダ19の圧力を抜くようにバケット用比例弁21D又は前記圧抜き弁に指令信号を出力してもよい。
11 下部走行体(機体の一部を構成する構成要素の一例)
12 上部旋回体(機体の一部を構成する構成要素の一例)
13 作業装置
14 ブーム
15 アーム
16 バケット(先端アタッチメントの一例)
17 ブームシリンダ
18 アームシリンダ
19 バケットシリンダ(先端シリンダの一例)
61 ブーム角度センサ(姿勢検出器の一例)
62 アーム角度センサ(姿勢検出器の一例)
63 バケット角度センサ(姿勢検出器の一例)
64 ブームヘッド圧センサ(保持圧検出器の一例)
65 ブームロッド圧センサ(保持圧検出器の一例)
70 コントローラ
71 特性演算部
72 データ記憶部
73 ガイダンス出力部
80 ディスプレイ
81 開始入力受付部のスイッチ
M3 バケットの重量(先端アタッチメントの重量の一例)
Claims (4)
- 作業機械であって、
機体と、
前記機体に起伏可能に支持された基端部であるブーム基端部を有するブームと、
前記ブームの先端部に回動可能に支持されたアーム基端部とその反対側の先端部であるアーム先端部とを有するアームと、
前記アーム先端部に回動可能に支持された基端部である先端アタッチメント基端部を有する先端アタッチメントと、
前記ブームを前記機体に対して起伏させるように作動する油圧シリンダであるブームシリンダと、
前記アームを前記ブームに対して回動させるように作動する油圧シリンダであるアームシリンダと、
前記先端アタッチメントを前記アームに対して回動させるように作動する油圧シリンダである先端シリンダと、
前記ブーム、前記アーム及び前記先端アタッチメントの姿勢を検出する姿勢検出器と、
前記ブームシリンダの保持圧を検出する保持圧検出器と、
特性演算部を有するコントローラと、を備え、
前記ブーム、前記アーム及び前記先端アタッチメントは、作業装置を構成し、
前記特性演算部は、
前記先端シリンダの圧力が抜かれたときの位置である圧抜き位置に前記先端アタッチメントが配置された状態で前記姿勢検出器から入力される検出信号に基づいて前記ブーム基端部と前記アーム先端部との水平距離を演算し、
前記圧抜き位置に前記先端アタッチメントが配置された状態で前記保持圧検出器から入力される検出信号に基づいて前記ブーム基端部周りの前記作業装置のモーメントである全モーメントを演算し、
前記全モーメントと前記水平距離とに基づいて前記先端アタッチメントの重量を演算し、
前記圧抜き位置とは異なる位置である変位位置に前記先端アタッチメントが配置された状態で前記保持圧検出器から入力される検出信号に基づいて前記ブーム基端部周りの前記作業装置のモーメントである全モーメントを演算し、
前記圧抜き位置における前記全モーメントと前記変位位置における前記全モーメントとに基づいて前記変位位置における前記ブーム基端部周りの前記先端アタッチメントのモーメントを演算し、
前記姿勢検出器から入力される検出信号に基づいて、前記先端アタッチメントが前記圧抜き位置から前記変位位置に変位することに伴う前記先端アタッチメントの重心位置の重心変化角度を演算し、
前記変位位置における前記ブーム基端部周りの前記先端アタッチメントのモーメントと前記先端アタッチメントの前記重量と前記水平距離とに基づいて、前記先端アタッチメントが前記圧抜き位置から前記変位位置に変位することに伴う前記先端アタッチメントの重心位置の水平移動距離を演算し、
前記重心変化角度と前記水平移動距離に基づいて前記先端アタッチメントの重心位置を演算する、作業機械。 - 請求項1に記載の作業機械であって、
前記先端アタッチメントの前記重量及び前記重心位置を特定するための処理である特定処理を開始することをオペレータが指定するための入力を受け、当該入力に対応する指令信号を前記コントローラに出力する開始入力受付部をさらに備え、
前記コントローラは、前記指令信号が入力されると、前記特定処理を開始するように構成され、
前記コントローラは、前記特定処理が開始されると、前記特定処理のガイダンスに関する表示がディスプレイに表示されるような画像信号を前記ディスプレイに出力するガイダンス出力部をさらに有する、作業機械。 - 請求項2に記載の作業機械であって、
前記コントローラは、前記指令信号が入力されると、前記特定処理において前記先端シリンダの圧力を抜くための圧抜き制御を行う、作業機械。 - 請求項1~3の何れか1項に記載の作業機械であって、
前記コントローラは、予め設定された前記ブームの角度である特定ブーム角度と予め設定された前記アームの角度である特定アーム角度とを記憶するデータ記憶部をさらに有し、
前記特性演算部は、前記ブームの角度が前記特定ブーム角度に調節され、前記アームの角度が前記特定アーム角度に調節された状態で、前記先端アタッチメントの前記重量及び前記重心位置を演算する、作業機械。
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