JPH0673761A - 建設機械の安全装置 - Google Patents
建設機械の安全装置Info
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- JPH0673761A JPH0673761A JP22397892A JP22397892A JPH0673761A JP H0673761 A JPH0673761 A JP H0673761A JP 22397892 A JP22397892 A JP 22397892A JP 22397892 A JP22397892 A JP 22397892A JP H0673761 A JPH0673761 A JP H0673761A
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- 238000010276 construction Methods 0.000 title claims description 8
- 230000005484 gravity Effects 0.000 claims abstract description 8
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 11
- 238000009412 basement excavation Methods 0.000 description 8
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000002265 prevention Effects 0.000 description 1
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 description 1
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- Component Parts Of Construction Machinery (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 ボトム圧の検出により発生する転倒危険性の
信頼性の低さを解消すべく、従来のボトム圧力検出セン
サに換えて、ブームシリンダ１の支点ピンＢをピン型ロ
ードセルに置き換えて、ブームシリンダ１の支点ピン荷
重を直接に検出することとし、時間遅れがなく、また高
精度な転倒モーメントを演算出来るように構成した。 【構成】 ブームシリンダ１のブームシリンダ角β、ま
たはメインブーム４のブーム角αと、バケットアーム５
のアーム角θとを検出し、該ブームシリンダ角βとブー
ム角αとアーム角θにより、負荷荷重作用点を演算し、
ブームシリンダ１の支点ピン荷重を直接的に検出し、負
荷荷重作用点と、ブームシリンダ１の支点ピン荷重と、
予め姿勢別に演算した掘削部の重心位置ＧＦを記憶さ
せ、該記憶数値に基づいて演算し転倒危険性を判断す
る。
信頼性の低さを解消すべく、従来のボトム圧力検出セン
サに換えて、ブームシリンダ１の支点ピンＢをピン型ロ
ードセルに置き換えて、ブームシリンダ１の支点ピン荷
重を直接に検出することとし、時間遅れがなく、また高
精度な転倒モーメントを演算出来るように構成した。 【構成】 ブームシリンダ１のブームシリンダ角β、ま
たはメインブーム４のブーム角αと、バケットアーム５
のアーム角θとを検出し、該ブームシリンダ角βとブー
ム角αとアーム角θにより、負荷荷重作用点を演算し、
ブームシリンダ１の支点ピン荷重を直接的に検出し、負
荷荷重作用点と、ブームシリンダ１の支点ピン荷重と、
予め姿勢別に演算した掘削部の重心位置ＧＦを記憶さ
せ、該記憶数値に基づいて演算し転倒危険性を判断す
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、バックホー等の建設機
械において、転倒の危険性を判断しオペレーターに警報
を発する建設機械の安全装置に関する。
械において、転倒の危険性を判断しオペレーターに警報
を発する建設機械の安全装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来から、建設機械において転倒危険性
を判断し、オペレーターに警報を発する技術は公知とさ
れているのである。そして、従来の建設機械の安全装置
においては、メインブーム１のブーム角αと、バケット
アーム５のアーム角θと、ブームシリンダ１のボトム圧
力を検出し、演算して転倒危険性を判断していたのであ
る。しかしこの場合にはブームシリンダ１のボトム圧力
を検出するので、次のような問題点があり、その信頼性
が薄かったのである。即ち、第１に、ブームシリンダ１
及びコントロールバルブからの油のリークがあり、ボト
ム圧が一定しないこと。第２に、ピストンやロッド部の
シールによりピストンの摺動に摩擦抵抗が発生し、ブー
ムシリンダ１のボトム圧が正確に発生しない場合がある
こと。第３に、負荷の変動に対するボトム圧検出センサ
の追従性が悪く、タイムラグが発生し、また最大圧力が
検出できないので、転倒危険性の判断が甘くなる等の不
具合があったのである。
を判断し、オペレーターに警報を発する技術は公知とさ
れているのである。そして、従来の建設機械の安全装置
においては、メインブーム１のブーム角αと、バケット
アーム５のアーム角θと、ブームシリンダ１のボトム圧
力を検出し、演算して転倒危険性を判断していたのであ
る。しかしこの場合にはブームシリンダ１のボトム圧力
を検出するので、次のような問題点があり、その信頼性
が薄かったのである。即ち、第１に、ブームシリンダ１
及びコントロールバルブからの油のリークがあり、ボト
ム圧が一定しないこと。第２に、ピストンやロッド部の
シールによりピストンの摺動に摩擦抵抗が発生し、ブー
ムシリンダ１のボトム圧が正確に発生しない場合がある
こと。第３に、負荷の変動に対するボトム圧検出センサ
の追従性が悪く、タイムラグが発生し、また最大圧力が
検出できないので、転倒危険性の判断が甘くなる等の不
具合があったのである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記従来技
術において検出していたボトム圧の検出により発生する
転倒危険性の信頼性の低さを解消すべく、従来のボトム
圧力検出センサに換えて、ブームシリンダ１の支点ピン
Ｂをピン型ロードセルに置き換えて、ブームシリンダ１
の支点ピン荷重を直接に検出することとし、時間遅れが
なく、また高精度な転倒モーメントを演算出来るように
構成したものである。
術において検出していたボトム圧の検出により発生する
転倒危険性の信頼性の低さを解消すべく、従来のボトム
圧力検出センサに換えて、ブームシリンダ１の支点ピン
Ｂをピン型ロードセルに置き換えて、ブームシリンダ１
の支点ピン荷重を直接に検出することとし、時間遅れが
なく、また高精度な転倒モーメントを演算出来るように
構成したものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明の解決しようとす
る課題は以上の如くであり、次に該課題を解決するため
の手段を説明する。即ち、ブームシリンダ１のブームシ
リンダ角β、またはメインブーム４のブーム角αと、バ
ケットアーム５のアーム角θとを検出し、該ブームシリ
ンダ角βとブーム角αとアーム角θにより負荷荷重作用
点を演算し、ブームシリンダ１の支点ピン荷重を直接的
に検出し、負荷荷重を演算し、転倒危険性を判断するも
のである。
る課題は以上の如くであり、次に該課題を解決するため
の手段を説明する。即ち、ブームシリンダ１のブームシ
リンダ角β、またはメインブーム４のブーム角αと、バ
ケットアーム５のアーム角θとを検出し、該ブームシリ
ンダ角βとブーム角αとアーム角θにより負荷荷重作用
点を演算し、ブームシリンダ１の支点ピン荷重を直接的
に検出し、負荷荷重を演算し、転倒危険性を判断するも
のである。
【０００５】また、負荷荷重作用点と、ブームシリンダ
１の支点ピン荷重に対して、掘削部の重心位置ＧＦは、
予め姿勢別に演算した値を記憶させ、この記憶数値に基
づいて演算し、転倒危険性を判断するものである。
１の支点ピン荷重に対して、掘削部の重心位置ＧＦは、
予め姿勢別に演算した値を記憶させ、この記憶数値に基
づいて演算し、転倒危険性を判断するものである。
【０００６】
【作用】次に作用を説明する。転倒支点Ｏであるクロー
ラ式走行装置７の先端の位置における、転倒モーメント
と転倒阻止モーメントの両方を演算し、転倒モーメント
の方が大となると、転倒危険警報を発するのである。
ラ式走行装置７の先端の位置における、転倒モーメント
と転倒阻止モーメントの両方を演算し、転倒モーメント
の方が大となると、転倒危険警報を発するのである。
【０００７】
【実施例】次に実施例を説明する。図１は本発明の安全
装置を具備したバックホーの全体側面図、図２はバック
ホーの各部の角度関係を示す側面図、図３はバックホー
の各部の寸法関係を示す側面図、図４はメインブーム４
のブーム支点ピンＡと、ブームシリンダ１のシリンダ支
点ピンＢの周囲の拡大側面図、図５はメインブーム４の
ブーム支点ピンＡと、ブームシリンダ１のシリンダ支点
ピンＢの周囲の負荷の関係を示す図面、図６は実施例の
センサーの配置を示す図面である。
装置を具備したバックホーの全体側面図、図２はバック
ホーの各部の角度関係を示す側面図、図３はバックホー
の各部の寸法関係を示す側面図、図４はメインブーム４
のブーム支点ピンＡと、ブームシリンダ１のシリンダ支
点ピンＢの周囲の拡大側面図、図５はメインブーム４の
ブーム支点ピンＡと、ブームシリンダ１のシリンダ支点
ピンＢの周囲の負荷の関係を示す図面、図６は実施例の
センサーの配置を示す図面である。
【０００８】図１において、建設機械のうちバックホー
の全体構成を説明する。クローラ式走行装置７の上に旋
回台軸受８を配置し、該旋回台軸受８の上に旋回フレー
ム９を全旋回可能に載置している。該旋回フレーム９の
先端に枢支ブラケット１０を設け、メインブーム４とブ
ームシリンダ１を枢支している。該枢支ブラケット１０
にメインブーム４を枢支するのがブーム支点ピンＡであ
り、また枢支ブラケット１０にブームシリンダ１を枢支
するのがシリンダ支点ピンＢである。メインブーム４の
先端にバケットアーム５を枢支し、更にバケットアーム
５の先端にバケット６を枢支している。メインブーム４
とバケットアーム５との間にアームシリンダ２を介装
し、またバケットアーム５とバケット６の間にバケット
シリンダ３を介装している。
の全体構成を説明する。クローラ式走行装置７の上に旋
回台軸受８を配置し、該旋回台軸受８の上に旋回フレー
ム９を全旋回可能に載置している。該旋回フレーム９の
先端に枢支ブラケット１０を設け、メインブーム４とブ
ームシリンダ１を枢支している。該枢支ブラケット１０
にメインブーム４を枢支するのがブーム支点ピンＡであ
り、また枢支ブラケット１０にブームシリンダ１を枢支
するのがシリンダ支点ピンＢである。メインブーム４の
先端にバケットアーム５を枢支し、更にバケットアーム
５の先端にバケット６を枢支している。メインブーム４
とバケットアーム５との間にアームシリンダ２を介装
し、またバケットアーム５とバケット６の間にバケット
シリンダ３を介装している。
【０００９】次に転倒危険性の演算方法を説明する。ま
ず図２において、メインブーム４のブーム支点ピンＡの
回りのモーメントの釣合いから、負荷荷重を求める。
ず図２において、メインブーム４のブーム支点ピンＡの
回りのモーメントの釣合いから、負荷荷重を求める。
【００１０】
【表１】
【００１１】
【表２】
【００１２】
【表３】
【００１３】また、バケット角を検出して、負荷荷重作
用点位置を演算する方がより正確であるが、実際の作用
点は、同じ姿勢でもバケット中にある場合、爪先にある
場合等があるため、完全に把握できないことと、掘削部
の姿勢別に最も有効と思われる点を作用点として仮定す
ることにより、バケット角を検出しなくても特に問題は
ないと考えられる。
用点位置を演算する方がより正確であるが、実際の作用
点は、同じ姿勢でもバケット中にある場合、爪先にある
場合等があるため、完全に把握できないことと、掘削部
の姿勢別に最も有効と思われる点を作用点として仮定す
ることにより、バケット角を検出しなくても特に問題は
ないと考えられる。
【００１４】また、掘削部重心の腕の長さＬ１について
説明する。掘削部の重心は、掘削部の姿勢により、変化
するが、演算が複雑で、マイコンで演算すると時間がか
かる。そこで、演算時間を省くために、掘削部重心の腕
の長さは、予め、姿勢別に演算した値を記憶しておくも
のとする。
説明する。掘削部の重心は、掘削部の姿勢により、変化
するが、演算が複雑で、マイコンで演算すると時間がか
かる。そこで、演算時間を省くために、掘削部重心の腕
の長さは、予め、姿勢別に演算した値を記憶しておくも
のとする。
【００１５】また、転倒モーメントの演算について説明
する。回転中心が、ブーム支点Ａから転倒支点Ｏに変わ
るため、荷重の大きさは変わらないが、腕の長さは変わ
ることになる。よって、転倒モーメントは、数１の通り
となる。
する。回転中心が、ブーム支点Ａから転倒支点Ｏに変わ
るため、荷重の大きさは変わらないが、腕の長さは変わ
ることになる。よって、転倒モーメントは、数１の通り
となる。
【００１６】
【数１】
【００１７】次に転倒の判定について説明する。転倒支
点Ｏまわりの自重により、機体を転倒させずに安定させ
ようとするモーメントは、（ＷＧ・ＬＧ）である。該
（ＷＧ・ＬＧ）と、上記演算により求めた転倒モーメン
トの値を比較して、転倒危険性を判断するのである。
点Ｏまわりの自重により、機体を転倒させずに安定させ
ようとするモーメントは、（ＷＧ・ＬＧ）である。該
（ＷＧ・ＬＧ）と、上記演算により求めた転倒モーメン
トの値を比較して、転倒危険性を判断するのである。
【００１８】以上の如く構成して求める転倒モーメント
の検出を、シリンダ支点ピンＢの部分に設けた、ピン型
ロードセル等により検出しようとするのである。図６は
本発明の３実施例を示している。実施例１においては、
ブームシリンダ支点Ｂに係る力Ｆ１の検出手段として、
ブームシリンダ支点Ｂの部分に、Ｘ−Ｙ２方向検出ピン
型ロードセルを介装して検出している。またブーム角α
の検出手段としても、Ｘ−Ｙ２方向検出ピン型ロードセ
ルが兼用されている。またアーム角θの検出手段として
は、アーム支点Ｃにポテンショメータを嵌装している。
の検出を、シリンダ支点ピンＢの部分に設けた、ピン型
ロードセル等により検出しようとするのである。図６は
本発明の３実施例を示している。実施例１においては、
ブームシリンダ支点Ｂに係る力Ｆ１の検出手段として、
ブームシリンダ支点Ｂの部分に、Ｘ−Ｙ２方向検出ピン
型ロードセルを介装して検出している。またブーム角α
の検出手段としても、Ｘ−Ｙ２方向検出ピン型ロードセ
ルが兼用されている。またアーム角θの検出手段として
は、アーム支点Ｃにポテンショメータを嵌装している。
【００１９】また、実施例２においては、ブームシリン
ダ支点Ｂに係る力Ｆ１の検出手段としては、ブームシリ
ンダ支点Ｂに１方向検出のピン型ロードセルを設け、ブ
ーム角αの検出手段としては、ブームシリンダ支点Ｂに
ポテンショメータを設け、またアーム角θの検出方法と
してはアーム支点Ｃに、ポテンショメータを設けてい
る。
ダ支点Ｂに係る力Ｆ１の検出手段としては、ブームシリ
ンダ支点Ｂに１方向検出のピン型ロードセルを設け、ブ
ーム角αの検出手段としては、ブームシリンダ支点Ｂに
ポテンショメータを設け、またアーム角θの検出方法と
してはアーム支点Ｃに、ポテンショメータを設けてい
る。
【００２０】また、実施例３においては、ブームシリン
ダ支点Ｂに１方向検出のピン型ロードセルを設け、ブー
ム角αの検出としては、ブーム支点ピンＡにポテンショ
メータを設け、またアーム角θの検出方法としてはアー
ム支点Ｃにポテンショメータを配置している。
ダ支点Ｂに１方向検出のピン型ロードセルを設け、ブー
ム角αの検出としては、ブーム支点ピンＡにポテンショ
メータを設け、またアーム角θの検出方法としてはアー
ム支点Ｃにポテンショメータを配置している。
【００２１】
【発明の効果】本発明は以上の如く構成したので、次の
ような効果を発揮するのである。請求項１の如く構成し
たので、従来技術の不具合であった次の点を改善するこ
とが出来たのである。即ち、ブームシリンダ１の底部に
設けたボトム圧検出器によりブームシリンダ支点Ｂに係
る力Ｆ１を検出していた場合には、ブームシリンダ１及
びコントロールバルブからの油のリークがあり、ボトム
圧が一定しなかったのである。第２に、ピストンやロッ
ド部のシールによりピストンの摺動に摩擦抵抗が発生
し、ブームシリンダ１のボトム圧が正確に発生しなかっ
たのである。第３に、負荷の変動に対するボトム圧検出
センサの追従性が悪く、タイムラグが発生し、また最大
圧力が検出できないので、転倒危険性の判断が甘くなる
という不具合があったのである。これらの不具合を解消
することが出来たのである。
ような効果を発揮するのである。請求項１の如く構成し
たので、従来技術の不具合であった次の点を改善するこ
とが出来たのである。即ち、ブームシリンダ１の底部に
設けたボトム圧検出器によりブームシリンダ支点Ｂに係
る力Ｆ１を検出していた場合には、ブームシリンダ１及
びコントロールバルブからの油のリークがあり、ボトム
圧が一定しなかったのである。第２に、ピストンやロッ
ド部のシールによりピストンの摺動に摩擦抵抗が発生
し、ブームシリンダ１のボトム圧が正確に発生しなかっ
たのである。第３に、負荷の変動に対するボトム圧検出
センサの追従性が悪く、タイムラグが発生し、また最大
圧力が検出できないので、転倒危険性の判断が甘くなる
という不具合があったのである。これらの不具合を解消
することが出来たのである。
【００２２】請求項２の如く、掘削部の重心は、掘削部
の姿勢により、変化するが、演算が複雑で、マイコンで
演算すると時間がかかる。そこで、演算時間を省くため
に、掘削部重心の腕の長さは、予め、姿勢別に演算した
値を記憶しておくものとする。これにより、複雑な演算
機能を省略することができて、演算装置を廉価の装置に
構成することができ、また正確に演算した場合よりも、
転倒危険性の判断において信頼性の高い結果を得ること
が出来るのである。
の姿勢により、変化するが、演算が複雑で、マイコンで
演算すると時間がかかる。そこで、演算時間を省くため
に、掘削部重心の腕の長さは、予め、姿勢別に演算した
値を記憶しておくものとする。これにより、複雑な演算
機能を省略することができて、演算装置を廉価の装置に
構成することができ、また正確に演算した場合よりも、
転倒危険性の判断において信頼性の高い結果を得ること
が出来るのである。
【図１】本発明の安全装置を具備したバックホーの全体
側面図。
側面図。
【図２】バックホーの各部の角度関係を示す側面図。
【図３】バックホーの各部の寸法関係を示す側面図。
【図４】メインブーム４のブーム支点ピンＡと、ブーム
シリンダ１のシリンダ支点ピンＢの周囲の拡大側面図。
シリンダ１のシリンダ支点ピンＢの周囲の拡大側面図。
【図５】メインブーム４のブーム支点ピンＡと、ブーム
シリンダ１のシリンダ支点ピンＢの周囲の負荷の関係を
示す図面。
シリンダ１のシリンダ支点ピンＢの周囲の負荷の関係を
示す図面。
【図６】実施例のセンサの配置位置を示す図面である。
１ ブームシリンダ ２ アームシリンダ ３ バケットシリンダ ４ メインブーム ５ バケットアーム ６ バケット ７ クローラ式走行装置 ８ 旋回台軸受
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 島添 秀雄 岡山市江並428番地 セイレイ工業株式会 社内
Claims (2)
- 【請求項１】 ブームシリンダ１のブームシリンダ角
β、またはメインブーム４のブーム角αと、バケットア
ーム５のアーム角θとを検出し、該ブームシリンダ角β
とブーム角αとアーム角θにより、負荷荷重作用点を演
算し、ブームシリンダ１の支点ピン荷重を直接的に検出
し負荷荷重を演算し、転倒危険性を判断することを特徴
とする建設機械の安全装置。 - 【請求項２】 請求項１記載の負荷荷重作用点と、ブー
ムシリンダ１の支点ピン荷重に対して、掘削部の重心位
置ＧＦは、予め姿勢別に演算した値を記憶させ、この記
憶数値に基づいて演算し、転倒危険性を判断することを
特徴とする建設機械の安全装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22397892A JPH0673761A (ja) | 1992-08-24 | 1992-08-24 | 建設機械の安全装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22397892A JPH0673761A (ja) | 1992-08-24 | 1992-08-24 | 建設機械の安全装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0673761A true JPH0673761A (ja) | 1994-03-15 |
Family
ID=16806661
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22397892A Pending JPH0673761A (ja) | 1992-08-24 | 1992-08-24 | 建設機械の安全装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0673761A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100493357B1 (ko) * | 1997-11-29 | 2005-08-29 | 볼보 컨스트럭션 이키프먼트 홀딩 스웨덴 에이비 | 중장비전도방지장치 |
| JP2013091945A (ja) * | 2011-10-25 | 2013-05-16 | Nippon Sharyo Seizo Kaisha Ltd | 杭打機及び杭打機の安定度測定方法 |
| JP2013108245A (ja) * | 2011-11-18 | 2013-06-06 | Nippon Sharyo Seizo Kaisha Ltd | 杭打機及び杭打機の重心位置測定方法 |
| WO2019116451A1 (ja) * | 2017-12-12 | 2019-06-20 | 住友重機械工業株式会社 | ショベル |
-
1992
- 1992-08-24 JP JP22397892A patent/JPH0673761A/ja active Pending
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100493357B1 (ko) * | 1997-11-29 | 2005-08-29 | 볼보 컨스트럭션 이키프먼트 홀딩 스웨덴 에이비 | 중장비전도방지장치 |
| JP2013091945A (ja) * | 2011-10-25 | 2013-05-16 | Nippon Sharyo Seizo Kaisha Ltd | 杭打機及び杭打機の安定度測定方法 |
| JP2013108245A (ja) * | 2011-11-18 | 2013-06-06 | Nippon Sharyo Seizo Kaisha Ltd | 杭打機及び杭打機の重心位置測定方法 |
| WO2019116451A1 (ja) * | 2017-12-12 | 2019-06-20 | 住友重機械工業株式会社 | ショベル |
| KR20200090804A (ko) * | 2017-12-12 | 2020-07-29 | 스미도모쥬기가이고교 가부시키가이샤 | 쇼벨 |
| CN111511993A (zh) * | 2017-12-12 | 2020-08-07 | 住友重机械工业株式会社 | 挖土机 |
| EP3725959A4 (en) * | 2017-12-12 | 2020-12-02 | Sumitomo Heavy Industries, Ltd. | EXCAVATOR |
| CN111511993B (zh) * | 2017-12-12 | 2022-06-14 | 住友重机械工业株式会社 | 挖土机 |
| US11572676B2 (en) | 2017-12-12 | 2023-02-07 | Sumitomo Heavy Industries, Ltd. | Shovel |
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