JPH0459572B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、バケツトローダ等の積込機によつ
てダンプトラツク等の運搬機に土砂、鉄鉱石、パ
ルプチツプ等の荷役を積込む過程で、その積込重
量を正確に自動計測できるようにした荷役積載重
量監視装置に関する。

荷役積込作業時において、その積込総重量を正
確に把持することは、ダンプトラツク等運搬機の
適正運転の維持、管理、安全性の点で重要なばか
りか、工事施工面においても実際の運搬重量や加
工重量等が客観化されるため、施工管理上すこぶ
る効果的であり、関係各方面にとつて有益であ
る。

然るに従来、例えばダンプトラツクの実際の積
載量を計測する場合、定設置型乃至可搬型の荷重
計によつてトラツクごとの重量を計測し、該計測
値からトラツク重量を減算して実際の荷役積載量
を算出している。

かかる計測手段では、実際の積載荷役が過積か
否かを正確に判定するまでに相当な手間がかかる
ため、時間的ロスが多く、経済的にも可成の負担
となる。

特に、設置型荷重計による計測の場合、トラツ
クを特定秤量場まで移動させなければならない。

また、該荷重計は相当高価にして設置数にも限
度があるため、前述の如き積載量計測時の時間的
ロスに加えてトラツク行列による待ち時間のロス
も多く、それに起因した荷重計設置場所の変更乃
至増加等に要する経済的負担の増大および施工順
序の変更等を余儀なくされる。

一方、可搬荷重計の場合、これをオペレータ自
身が随時現場に持ち込んでトラツクごとの重量を
計測し、その値からトラツク重量を減算すること
自体、非常に計測効率が悪く且つ管理面でも問題
があるため、実際に使用されていない。

また、いずれの荷重計を用いても、荷役積載量
を前述の如くトラツク重量減算により算出する際
に、その算出を得る謝る危惧があるなど、積載量
計測上の信頼性も欠ける。

また、従来、特公昭48−27704号の積載重量計
側装置に示す如く、トラツクの荷台を傾動する油
圧シリンダ乃至その近傍の圧油供給管路に圧力変
換器を設けて圧力を測定し、また上記荷台が所定
位置まで傾斜されたときに動作するスイツチ部材
を設けて、該スイツチが投入された時に前記油圧
シリンダ内の油圧を密閉状態とすると共に接点を
閉じて圧力を測定して積載重量を計測する装置が
開示されている。これは、荷台を保持するシリン
ダの油圧値は、一定の高さ位置においては荷台の
積載重量と相関関係に立つことによる。

従つて、この構成を積込機に利用すれば積載重
量を単に測定することはできるが、この得られた
積載重量を基にして積載不足残量や過積載防止を
図ることができない欠点があつた。

また、実開昭54−133059号の積載余裕量表示装
置では、クレーンバケツトを支持するクレーン駆
動モータの電力を電圧荷重信号に変換してバケツ
ト内の積載重量を算出すると共に最大積載量から
減算して余裕積載量を表示する構成が開示されて
いる。

しかし、単に積載残量を表示するだけでは、ロ
ーダ等の積込機からダンプトラツク（オフハイウ
エイトラツク）等の運搬機に積込物を積み込む場
合に、オペレータが誤つて最大積載量を超えて積
載物を積み込んでしまうと、運搬機へ無理な負担
をかけることになると共に、運搬機に積み込まれ
た過積載分の積載物を積込機のバケツトですくい
取るとすると一層の負荷が運搬機にかかつてしま
い運搬機の故障の要因となると共に、すくい取る
に際して積載物を運搬機の周囲に散逸させ、作業
効率を悪化させる欠点がある。

このため、ダンプトラツク等運搬機の適正運転
の維持、管理、安全性などの点で大きな支承をき
たすのみならず、前述の如く実際の荷役積載量を
正確に把持できないことに起因して、例えば、そ
の積載量によつて混合比を設定し且つ該混合比の
正確度が要求される工場等において生産不良や工
事施工不良等を惹き起す惧れがある。

この発明は上記事情に鑑みて鋭意研究の結果、
新たになされたのである。

この発明の主たる目的は、運搬機への過積載を
事前に防止して、適正な重量での積載を行うこと
を可能とした積載重量監視装置を提供するにあ
る。

即ち、この発明は、バケツトと、その駆動系の
リフトシリンダとを備えた積込機に搭載されて、
運搬機へ積込まれる積込物の重量を、積込時にお
けるバケツトの位置とリフトシリンダの油圧とか
らバケツト内積込物の重量を算出すると共に、こ
の算出されたバケツト内積込物を順次加算して予
め設定された運搬機の目標積載量と比較演算して
該運搬機への積載不足残量または総積載重量を算
出する自動計測手段と、該自動計測手段の算出結
果を外部表示する外部表示装置とを有する積載重
量監視装置において、 (a) 自動計測手段で算出されたバケツト内積込物
の重量が、これを加算すると目標積載量を超え
る場合に、積込機のオペレータに過積載表示を
行う過積載表示装置を設ける、 (b) 積込機のバケツト内から上記積込物の排出を
待つて、自動計測手段で再度バケツト内に積込
まれたバケツト内積込物の重量を算出し、これ
を加算すると目標積載量乃至その許容範囲内で
あると積込終了を判定する積込終了判定手段を
設ける、 (c) 上記自動計測装置で算出された総積込重量を
積込先の運搬機に設けられた受信機を介して運
搬機側の出力機器に出力する送信機を設ける、 という技術的手段を講じている。

以下、この発明の好適実施例を図面に基づいて
説明する。

第１図に荷役積込機として例示したパケツトロ
ーダ１は、リフトアーム２先端のバケツト３と、
該バケツトを昇降駆動するリフトシリンダ４とを
備えた周知構成になつている。

かかるバケツトローダ（以下、ローダという）
に、この発明の装置が装備される。

該装置は、第２図に示す如く、前記バケツト３
の高さ位置を検出するためのリミツトスイツチ等
からなるポジシヨンセンサ５と、リフトシリンダ
４の油圧を検出すべく該シリンダの圧油系統に設
けられたストレンゲージ等の圧力センサ６とを備
えている。

これらのセンサ５，６は、それぞれの検出値を
電気信号に変換してマイクロコンピユータ７に出
力する。

ここでポジシヨンセンサ５は図示しないが、リ
フトアームの基端側の回転角度を検出する手段、
例えばリフトアームにカム片を設け、車輛本体側
には上下一対のリミツトスイツチで設けて、バケ
ツトが一定上昇位置で上記カム片により上側のリ
ミツトスイツチが投入され、一定下降位置で下側
のリミツトスイツチが投入されるように形成し
て、バケツトの一定高さ位置を検出する構成等を
用いることができる。

該コンピユータ７は、センサ入力機構８と、マ
イクロプロセツサ（以下、CPUという）９と、
パラメータ入力機構１０と、出力機器駆動機構１
１と、電源機構１２とを備えたシステム構成にな
つている。

前記CPU９は、各センサ５，６からその系統
の入力機構８を介して入力した電気信号を荷重に
変換することによつて、前記バケツト３内の実際
の荷役重量を読込み算出する。即ち、リフトアー
ムが一定の高さ位置に上昇するとポジシヨンセン
サ５がそれを検知して、圧力センサ６がリフトシ
リンダ４の油圧値を検出する。この検出された油
圧値を基に、当該機種における換算式が呼び出さ
れて油圧値を重量に換算する。同時にその読込み
重量と、予め設定された運搬機、例えば第１図の
如きダンプトラツクＴの最大積載量とを比較演算
し、該演算結果の電気信号により出力機器駆動機
構１１を作動させる。

該機構１１には、前記演算結果の重量値を表示
させるための出力機器１３が連動させてある。

この出力機器１３は、第８図で一層詳細な如
く、重量表示部１４のほかに、積載状況表示用ラ
ンプ１５〜１７と、積込量設定スイツチ１８、許
容範囲設定スイツチ１９、総積込量表示スイツチ
２０、機能停止スイツチ２１、電源スイツチ２
２、リセツトスイツチ２３のそれぞれを備えた図
示例構成になつていて、ローダ１の運転席等に装
備される。

かかる出力機器１３において、ランプ１５〜１
７は、バケツト３内の荷役が過積載分の場合に点
灯乃至点滅する警報器としての赤ランプ１５と、
適正積載分の場合に点灯乃至点滅する縁ランプ１
６と、未だ積載不足であることを表示する黄ラン
プ１７とに色分けされている。

また、前記各スイツチ１８〜２３における電源
スイツチ２２はマイクロコンピユータ７のバツテ
リーＶ系統の電気回路に設けられ、その他のスイ
ツチ１８〜２１と２３はパラメータ入力機構１０
の電気回路に設けられている。

以上の如きシステム機構のフローチヤートが第
４図に示してある。

そのフローチヤーにおいて、システム起動は第
３図の電源スイツチ２２を投入することで遂行さ
れ、それによつてシステム初期設定が行なわれ
る。

ダンプ積載量設定は、第３図の積込量設定スイ
ツチ１８でダンプトラツクＴの最大積層量または
その範囲内で積込むべき荷役の屯数を予め設定す
ることを意味する。この場合、許容範囲設定スイ
ツチ１９で、ダンプトラツクに対する総積込量の
誤差許容範囲を例えば±0.1t〜0.9tの範囲内に予
め設定しておく。

かかる設定により、ダンプトラツクに積込むべ
き荷役の総重量がマイクロコンピユータ７で予め
積込まれ、積込残量が出力機器１３の重量表示部
１４に表示される。これがフロチヤートにおける
積込残量表示である。この時点では未だローダ積
込待の状態にある。

この状態から、リセツトスイツチ２３を投入し
てローダバケツト３による荷役の積込みを開始す
ると、該バケツト内の積荷重量が自動計測され
る。

即ち、土砂等荷役を積込んだバケツト３のリフ
トアツプにより該バケツトがダンプトラツクに荷
役を積込む高さまで変位すると、その高さ位置が
リフトアーム２等により押出されるリミツトスイ
ツチ等のポジシヨンセンサ５で検出される。

その検出された高さ位置において、バケツト３
内の積荷重量等を支持した状態のリフトシリンダ
４にかかつている油圧が圧力センサ６によつて検
出される。

バケツト３の高さとリフトシリンダ４の油圧と
は、バケツト内の積荷重量と一定の相関関係にあ
る。

その相関関係から、リフトシリンダ４の特定伸
長点における該シリンダの油圧値を検出すれば、
該検出値からバケツト内の実際の積荷重量を荷役
作業中においても瞬時に求めることができる。

かかる理由に基づいて、マイクロコンピユータ
７のCPU９が前記各センサ５，６から入力機構
８を介して入力した電気信号を荷重に変換する。

該荷重がダンプトラツクに積込まれるバケツト
内の積荷計測重量となる。その計測重量値が出力
機器１３の重量表示部１４に屯数でデジタル表示
される。これが第４図のフローチヤートにおける
積込重量換算重量表示である。

斯くして、バケツト３内の荷役がダンプトラツ
クに積込まれ、その積込みが繰返えされる度毎に
フロチヤート図中の総積込縁算がCPU７によつ
て遂行され、該演算結果の総積込重量値がその都
度、前記重量表示部１４に表示される。

同時に、CPU７は前記演算結果の総積込重量
と、予め設定されたダンプトラツクの最大積載量
とを比較演算して積込重量を判定する。

その結果、バケツト内荷役が過積載分か否かが
判明する。

即ち、繰返えし積込途上のバケツト内荷役をダ
ンプトラツクに積込んでも該トラツクの最大積載
量に達しない場合、出力機構１３における積載不
足表示用の黄ランプ１７が点滅する。

従つて、ローダオペレータは黄ランプ１７が点
滅している限りダンプトラツクへの積込作業を中
断することなく該作業を円滑に繰返えし遂行でき
る。

その繰返えし作業により、ダンプトラツクへの
積込終了直前のバケツト内荷役が適正重量の場合
は縁ランプ１６が点滅する。この場合、バケツト
内荷役をそのままダンプトラツクに積込むことに
より、該トラツクへの実際の総積込重量が最大積
載量と許容範囲内で一致する適正な総積込重量と
なる。もつて、積込作業は終了するので、その時
点における終了処理を行なうことによつて、この
発明のシステムはフローチヤート図にて再び初期
設定の状態に戻る。

しかしながら、前記積込終了直前のバケツト内
荷役が過積載分と判定された場合、過積載表示用
の赤ランプ１５が点滅することによつてバケツト
内荷役の排出を指示する。

この場合、ローダオペレータがその指示に従つ
てバケツト内荷役を排出することにより、ローダ
１によるダントラツクＴへの過積載を未然に防止
することができる。

同時に、その時点における積込残量に見合つた
荷役を再度バケツト３に積込み、該積込重量が緑
ランプ１６の点滅により適正であることを確認し
た際に、そのバケツト内荷役をダンプトラツクに
積込むことにより、該トラツクへの総積込重量が
適正積載分となつて積込作業は終了する。

以上の実施例において、出力機器１３の重量表
示部１４に表示される重量値は、積込残量乃至積
込加算重量のいずれであつてもよい。

積込残量の場合は、CPU７がダンプトラツク
の最大積載量からバケツト内の荷役重量を減算し
た結果の解答重量値を表示させ、以後、ダンプト
ラツクへの積込みが繰返えされる度毎に既表示の
重量値からバケツト内荷役重量を減算した解答重
量値がその都度表示されるようにすればよい。

従つて、この場合、ローダオペレータは前記表
示部１４の重量表示値を読取るだけで残りの積込
量を即座に確認できる。

一方、積込加算重量の場合、ダンプトラツクへ
の積込みが繰返される度毎にバケツト内の荷役重
量が加算された表示値となるので、積込作業途上
において常にトラツクへの積込重量を適確に把持
できるというメリツトがある。

第２図中の符号２４は、マイクロコンピユータ
７に前記表示用出力機器１３とは別に装備された
プリンタ等の記録用出力機器である。

該出力機器２４は、システム設定条件、バケツ
トローダによるダンプトラツクへの積込回数、該
回数毎のバケツト内荷役の計測重量、積込終了時
におけるダンプトラツクへの総積込重量等を全て
編集してデータ紙に記録する。

従つて、該データ紙はローダ作業量の管理に役
立つ。この場合、前記出力機器２４はローダの一
日の作業量を磁気テープ乃至ICメモリ等で蓄え
ておく構成にしておけば、ローダのその日の総作
業量を管理情報として持ち帰ることにより集中管
理することもできる。

また、ローダ１にはマイクロコンピユータ７か
らの出力信号を送信するためのテレメータを装備
しておき、かつトラツクＴには、前記送信用テレ
メータからの信号を受信するためのテレメータ
と、該テレメータが受信した信号を入力してトラ
ツクの総積込重量を表示する出力機器とを装備し
ておくことにより、ローダからトラツクに該トラ
ツクが実際に何屯の荷役を積んでいるかを指令す
ること可能である。

なお、この発明は上記実施例に限定されず、要
旨を変更しない範囲で種々変形して実施できる。

以上、この発明では、積込機によるバケツト内
積込物は自動計測されると共に、この算出された
バケツト内積込物を順次加算して予め設定された
運搬機の目標積載量と比較演算して該運搬機への
積載不足残量または総積載重量を算出し、これが
外部表示されるので、積込機のオペレータは運搬
機への積込の都度、積込が適正か否か知ることが
できる。

そして、自動計測手段で、上記バケツト内積込
物の重量が運搬機に積み込まれると過積載となる
と判定されると、過積載表示装置で積込機のオペ
レータに（警告等で）外部表示されるので、オペ
レータは積載についての判定を正確に知ることが
できる。

また同時に積込先の運搬機のオペレータも受信
機を介して総積込重量のデータをリアルタイムに
入手することができるので、作業内容を正確に把
持することができると共に、積込機のオペレータ
に運搬機の状況をフイードバツクすることが可能
である。

更に、上記過積載と判定された場合には、バケ
ツト内の積込物を排出しないと次の手順に進むこ
となく、再度積み込んだバケツト内積込物の重量
が適正（加算値が目標積載値量乃至その許容範囲
内）であると積込終了が可能となる。

従つて、積込機のオペレータは常に、適正な重
量内で運搬機に積込作業を行うことができるの
で、過積載を未然に防止することができ、運搬機
に積み込んだ積載物を積込機のバケツトですくい
取る等の無理な作業を行うことがなくなる。

【図面の簡単な説明】

図面はこの発明の好適一実施例を示すもので、
第１図はバケツトローダによるダンプトラツクへ
の荷積み状態を示す説明図、第２図はそのローダ
に装備される荷役積載重量監視装置のブロツク
図、第３図は同装置における出力機器の正面図、
第４図は同装置の作動手順を示すフローチヤート
図である。 １は積込機として例示したローダ、３はバケツ
ト、４はリフトシリンダ、Ｔは運搬機として例示
したダンプトラツク、５，６はセンサ、９はマイ
クロプロセツサ、１３は出力機器である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ バケツトと、その駆動系のリフトシリンダと
   を備えた積込機に搭載されて、運搬機へ積込まれ
   る積込物の重量を、積込時におけるバケツトの位
   置とリフトシリンダの油圧とからバケツト内積込
   物の重量を算出すると共に、この算出されたバケ
   ツト内積込物を順次加算して予め設定された運搬
   機の目標積載量と比較演算して該運搬機への積載
   不足残量または総積載重量を算出する自動計測手
   段と、該自動計測手段の算出結果を外部表示する
   外部表示装置とを有する積載重量監視装置におい
   て、 自動計測手段で算出されたバケツト内積込物の
   重量が、これを加算すると目標積載量を超えるか
   否かを判定する積込残量判定手段と、 バケツト内積込物の重量では上記目標積載量を
   超えると判定された場合に、積込機のオペレータ
   に過積載表示を行なう過積載表示装置と、 目標積載量を超えると判定されて過積載表示が
   なされた場合に積込機のバケツト内から上記積込
   物を排出し、再度バケツト内に積込まれた積込物
   の重量が上記目標積載量乃至その許容版範囲内に
   なるか否かを判定し、または目標積載量を超えな
   いと判定されたバケツト内積込物の重量が上記目
   標積載量乃至その許容範囲内になるか否かを判定
   する積込終了判定手段と、 該バケツト内積込物の重量が目標積載量乃至そ
   の許容範囲内となる場合にこれを外部表示する外
   部表示装置と、 上記自動計測手段で算出された総積込重量を積
   込先の運搬機に設けられた受信機を介して運搬機
   側の出力機器に出力する送信機とを有してなるこ
   とを特徴とする積載重量監視装置。