JPH07252091A - クレーン仕様ショベルの吊り荷重量演算装置 - Google Patents
クレーン仕様ショベルの吊り荷重量演算装置Info
- Publication number
- JPH07252091A JPH07252091A JP12164794A JP12164794A JPH07252091A JP H07252091 A JPH07252091 A JP H07252091A JP 12164794 A JP12164794 A JP 12164794A JP 12164794 A JP12164794 A JP 12164794A JP H07252091 A JPH07252091 A JP H07252091A
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- JP
- Japan
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- boom
- load
- arm
- lifting
- hydraulic excavator
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- Component Parts Of Construction Machinery (AREA)
- Jib Cranes (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 ブームフートピン回りのモーメントの釣り合
いから吊り荷重量を演算する装置を提供することを目的
とする。 【構成】 ブーム回動角及びアーム回動角を検出する角
度センサとブームシリンダのボトム圧を検出する圧力セ
ンサと該角度センサ及び圧力センサにより検出された検
出値に基づいて吊り荷の地切り直前及び直後のブームフ
ートピン回りのモーメント及び吊り荷重量を演算するコ
ントローラを設け、更に、実際の吊り荷重量がコントロ
ーラに予め記憶されている定格荷重を超えたときに警報
を発する警報発生装置等から構成される。
いから吊り荷重量を演算する装置を提供することを目的
とする。 【構成】 ブーム回動角及びアーム回動角を検出する角
度センサとブームシリンダのボトム圧を検出する圧力セ
ンサと該角度センサ及び圧力センサにより検出された検
出値に基づいて吊り荷の地切り直前及び直後のブームフ
ートピン回りのモーメント及び吊り荷重量を演算するコ
ントローラを設け、更に、実際の吊り荷重量がコントロ
ーラに予め記憶されている定格荷重を超えたときに警報
を発する警報発生装置等から構成される。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、油圧ショベルのアタ
ッチメント先端で吊り荷を吊る場合の吊り荷重量演算装
置に関するものである。
ッチメント先端で吊り荷を吊る場合の吊り荷重量演算装
置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、油圧ショベルのアタッチメント先
端で吊り荷を吊る場合、バケット回動部にクレーン用リ
ンクを介して吊り具を設け、該クレーン用リンクと吊り
具の間にロードセル等の電気式荷重検出器を配設し、更
に、運転室内には検出された検出値を演算するコントロ
ーラ及び演算結果を表示するモニタが装備されていた。
しかし、該方法では、クレーン作業、掘削作業間の切り
換え時、電気式荷重検出器の取り付け取り外しの煩わし
さや、電気式荷重検出器に接続されるハーネスが掘削時
に土砂等により切断される等の欠点があった。
端で吊り荷を吊る場合、バケット回動部にクレーン用リ
ンクを介して吊り具を設け、該クレーン用リンクと吊り
具の間にロードセル等の電気式荷重検出器を配設し、更
に、運転室内には検出された検出値を演算するコントロ
ーラ及び演算結果を表示するモニタが装備されていた。
しかし、該方法では、クレーン作業、掘削作業間の切り
換え時、電気式荷重検出器の取り付け取り外しの煩わし
さや、電気式荷重検出器に接続されるハーネスが掘削時
に土砂等により切断される等の欠点があった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記事実に鑑
みなされたものであり、その目的はアタッチメント先端
に設けたロードセル等の電気式荷重検出器の検出値から
吊り荷重量を演算する代わりに、ブームフートピン回り
のモーメントの釣り合いから吊り荷重量を演算する装置
を提供するものである。
みなされたものであり、その目的はアタッチメント先端
に設けたロードセル等の電気式荷重検出器の検出値から
吊り荷重量を演算する代わりに、ブームフートピン回り
のモーメントの釣り合いから吊り荷重量を演算する装置
を提供するものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明ではブーム回動角及びアーム回動角を検出す
る角度センサとブームシリンダのボトム圧を検出する圧
力センサと該角度センサ及び圧力センサにより検出され
た検出値に基づいて吊り荷の地切直前及び直後のブーム
フートピン回りのモーメント及び吊り荷重量を演算する
コントローラを設け、更に、実際の吊り荷重がコントロ
ーラに予め記憶されている定格荷重を超えたときに警報
を発する警報発生装置等から構成される。
め、本発明ではブーム回動角及びアーム回動角を検出す
る角度センサとブームシリンダのボトム圧を検出する圧
力センサと該角度センサ及び圧力センサにより検出され
た検出値に基づいて吊り荷の地切直前及び直後のブーム
フートピン回りのモーメント及び吊り荷重量を演算する
コントローラを設け、更に、実際の吊り荷重がコントロ
ーラに予め記憶されている定格荷重を超えたときに警報
を発する警報発生装置等から構成される。
【０００５】
【作用】本発明に係る吊り荷重量演算装置によれば、コ
ントローラに予め記憶されているブーム、アーム、バケ
ット及び各シリンダ等のアタッチメントの各ピン間距離
と角度センサにより検出されたブーム及びアームの回転
角から作業半径を演算し、未知の吊り荷重量のブームフ
ートピン回りのモーメントによりブームシリンダに発生
するボトム圧を圧力センサで検出し、吊り荷の重量が算
出される。
ントローラに予め記憶されているブーム、アーム、バケ
ット及び各シリンダ等のアタッチメントの各ピン間距離
と角度センサにより検出されたブーム及びアームの回転
角から作業半径を演算し、未知の吊り荷重量のブームフ
ートピン回りのモーメントによりブームシリンダに発生
するボトム圧を圧力センサで検出し、吊り荷の重量が算
出される。
【０００６】
【実施例】以下本発明の実施例を図１乃至４に基いて説
明する。１は油圧ショベル本体で、該油圧ショベル本体
１の前部にはブーム２がブームフートピン３回りに俯仰
動可能に枢着されている。ブーム２の略中央部にはブー
ムシリンダ４の一端が枢着され、ブームシリンダ４の他
端は油圧ショベル本体１の前部に取付られている。ブー
ム２の先端部にはアーム５がアームシリンダ６により俯
仰動可能に枢着され、アーム５の先端部にはバケット７
がバケットシリンダ８によりリンク機構９を介して回動
可能に枢着されている。ブームフートピン３近傍にはブ
ーム２の回動角を検出するブーム角度センサ１０が装着
され、一方ブーム２とアーム５の枢着部近傍にはアーム
５の回動角を検出するアーム角度センサ１１が装着され
ている。また、ブームシリンダ４のボトム側管路１２に
はブームシリンダ４のボトム圧を検出する圧力センサ１
３を配設すると共に、ブームシリンダ４のトップ側油室
４ａ及びボトム側油室４ｂをコントロールバルブ１６を
介してリモコン弁１７に接続し、更に、運転室後部に
は、ブーム、アーム、バケット及び各シリンダ等のアタ
ッチメントの各ピン間距離と定格荷重等を予め記憶し、
上記各センサからの信号に基づいてブームフートピン３
回りのモーメントを演算し、吊り荷重量を算出し、該吊
り荷重量と定格荷重を比較演算するコントローラ１４が
取り付けられ、運転室前部で視認可能な位置に、コント
ローラ１４からの吊り荷荷重信号、定格荷重信号及び負
荷率（吊り荷重量／定格荷重）の信号を受信し、選択表
示するモニタ１５が装着されている。そして、運転室内
にはオペレータに安全を知らせる警報音発生装置（図示
せず）が、また、油圧ショベル本体１の外周面には外部
の作業者に安全を知らせる点滅乃至回転燈（図示せず）
が取り付けられている。
明する。１は油圧ショベル本体で、該油圧ショベル本体
１の前部にはブーム２がブームフートピン３回りに俯仰
動可能に枢着されている。ブーム２の略中央部にはブー
ムシリンダ４の一端が枢着され、ブームシリンダ４の他
端は油圧ショベル本体１の前部に取付られている。ブー
ム２の先端部にはアーム５がアームシリンダ６により俯
仰動可能に枢着され、アーム５の先端部にはバケット７
がバケットシリンダ８によりリンク機構９を介して回動
可能に枢着されている。ブームフートピン３近傍にはブ
ーム２の回動角を検出するブーム角度センサ１０が装着
され、一方ブーム２とアーム５の枢着部近傍にはアーム
５の回動角を検出するアーム角度センサ１１が装着され
ている。また、ブームシリンダ４のボトム側管路１２に
はブームシリンダ４のボトム圧を検出する圧力センサ１
３を配設すると共に、ブームシリンダ４のトップ側油室
４ａ及びボトム側油室４ｂをコントロールバルブ１６を
介してリモコン弁１７に接続し、更に、運転室後部に
は、ブーム、アーム、バケット及び各シリンダ等のアタ
ッチメントの各ピン間距離と定格荷重等を予め記憶し、
上記各センサからの信号に基づいてブームフートピン３
回りのモーメントを演算し、吊り荷重量を算出し、該吊
り荷重量と定格荷重を比較演算するコントローラ１４が
取り付けられ、運転室前部で視認可能な位置に、コント
ローラ１４からの吊り荷荷重信号、定格荷重信号及び負
荷率（吊り荷重量／定格荷重）の信号を受信し、選択表
示するモニタ１５が装着されている。そして、運転室内
にはオペレータに安全を知らせる警報音発生装置（図示
せず）が、また、油圧ショベル本体１の外周面には外部
の作業者に安全を知らせる点滅乃至回転燈（図示せず）
が取り付けられている。
【０００７】次に本発明の作用を説明する。先ず、図１
に示す状態、すなわち吊り荷を接地させた状態（地切り
直前でアタッチメントが静止している状態）ではブーム
フートピン３回りのモーメントの釣り合いより下記の計
算式が成り立つ。 Ｗ（１）＊Ｒ（１）＝Ｆ（１）＊Ｌ（１）……………
（ａ） 次に、図２に示す状態、すなわち吊り荷を地切りさせた
状態（地切り直後でアタッチメントが静止している状
態）ではブームフートピン３回りのモーメントの釣り合
いより下記の計算式が成り立つ。 Ｗ（０）＊Ｒ（０）＝Ｆ（２）＊Ｌ（２）……………
（ｂ） Ｗ（０）＊Ｒ（０）＝Ｗ（ｘ）＊Ｒ（ｘ）＋Ｗ（１）＊
Ｒ（２）なので Ｗ（ｘ）＊Ｒ（ｘ）＋Ｗ（１）＊Ｒ（２）＝Ｆ（２）＊
Ｌ（２）……………（ｃ） ここで、地切り直前と地切り直後ではブームを少し上げ
ただけで、アタッチメントの姿勢の変化は微小であるた
め、Ｒ（２）＝Ｒ（１）、Ｌ（２）＝Ｌ（１）として、
（ｃ）式に代入すると下記の式が得られる。 Ｗ（ｘ）＊Ｒ（ｘ）＋Ｗ（１）＊Ｒ（１）＝Ｆ（２）＊
Ｌ（１） 又、上式に（ａ）式を代入すると Ｗ（ｘ）＊Ｒ（ｘ）＋Ｆ（１）＊Ｌ（１）＝Ｆ（２）＊
Ｌ（１） 故に Ｗ（ｘ）＝Ｌ（１）＊｛Ｆ（２）−Ｆ（１）｝／Ｒ
（ｘ）……………（ｄ） となり吊り荷重量が（ｄ）式により算出されるここで、 Ｒ（ｘ） ；ブームフートピン３中心〜吊り荷重心
までの水平距離であり、ブーム、アームの各角度センサ
出力値とアタッチメント連結部のピン間距離より演算さ
れる値 Ｒ（０） ；（吊り荷＋アタッチメント）の重心位
置〜ブームフートピン３中心までの水平距離 Ｒ（１），Ｒ（２）；アタッチメントの重心位置〜ブー
ムフートピン３までの水平距離 Ｌ（１），Ｌ（２）；ブームフートピン３中心からブー
ムシリンダ軸線におろした垂線の長さで各ピン間距離、
ブーム角度センサ検出値より演算される値 Ｆ（１），Ｆ（２）；ブームシリンダ保持力（ブームシ
リンダボトム側受圧面積）＊（圧力センサ検出値）＊
（ブームシリンダ本数）により演算される値 Ｗ（ｘ） ；吊り荷の重量 Ｗ（１） ；アタッチメントの重量 Ｗ（０） ；Ｗ（０）＝Ｗ（ｘ）＋Ｗ（１） 吊り荷の重量＋アタッチメントの重量 コントローラ１４にはブーム、アーム、バケット及び各
シリンダ等アタッチメントの各ピン間距離が予め記憶さ
れているのでこの記憶されている各ピン間距離とブー
ム、アームの角度センサからの検出値により作業半径Ｒ
（ｘ）とブームフートピン３からブームシリンダ軸線に
おろした垂線の長さが演算して求められる。又、吊り荷
を接地させた状態（地切り直前でアタッチメントが静止
している状態）で、オペレータによるスイッチ（演算実
行指令装置）操作でＬ（１）とＦ（１）の値を記憶さ
せ、吊り荷を地切りさせた状態（地切り直後でアタッチ
メントが静止している状態）で、オペレータによるスイ
ッチ（演算実行指令装置）操作でＲ（ｘ）とＦ（２）の
値と前記記憶されたＬ（１）、Ｆ（１）の値から（ｄ）
式の演算を実行することによって吊り荷重量Ｗ（ｘ）を
演算している。次に算出された吊り荷重量とコントロー
ラ１４に予め記憶されている定格荷重を比較し、吊り荷
重量が定格荷重を超えたときに、その信号を警報発生装
置に導出し、警報が発せられる。
に示す状態、すなわち吊り荷を接地させた状態（地切り
直前でアタッチメントが静止している状態）ではブーム
フートピン３回りのモーメントの釣り合いより下記の計
算式が成り立つ。 Ｗ（１）＊Ｒ（１）＝Ｆ（１）＊Ｌ（１）……………
（ａ） 次に、図２に示す状態、すなわち吊り荷を地切りさせた
状態（地切り直後でアタッチメントが静止している状
態）ではブームフートピン３回りのモーメントの釣り合
いより下記の計算式が成り立つ。 Ｗ（０）＊Ｒ（０）＝Ｆ（２）＊Ｌ（２）……………
（ｂ） Ｗ（０）＊Ｒ（０）＝Ｗ（ｘ）＊Ｒ（ｘ）＋Ｗ（１）＊
Ｒ（２）なので Ｗ（ｘ）＊Ｒ（ｘ）＋Ｗ（１）＊Ｒ（２）＝Ｆ（２）＊
Ｌ（２）……………（ｃ） ここで、地切り直前と地切り直後ではブームを少し上げ
ただけで、アタッチメントの姿勢の変化は微小であるた
め、Ｒ（２）＝Ｒ（１）、Ｌ（２）＝Ｌ（１）として、
（ｃ）式に代入すると下記の式が得られる。 Ｗ（ｘ）＊Ｒ（ｘ）＋Ｗ（１）＊Ｒ（１）＝Ｆ（２）＊
Ｌ（１） 又、上式に（ａ）式を代入すると Ｗ（ｘ）＊Ｒ（ｘ）＋Ｆ（１）＊Ｌ（１）＝Ｆ（２）＊
Ｌ（１） 故に Ｗ（ｘ）＝Ｌ（１）＊｛Ｆ（２）−Ｆ（１）｝／Ｒ
（ｘ）……………（ｄ） となり吊り荷重量が（ｄ）式により算出されるここで、 Ｒ（ｘ） ；ブームフートピン３中心〜吊り荷重心
までの水平距離であり、ブーム、アームの各角度センサ
出力値とアタッチメント連結部のピン間距離より演算さ
れる値 Ｒ（０） ；（吊り荷＋アタッチメント）の重心位
置〜ブームフートピン３中心までの水平距離 Ｒ（１），Ｒ（２）；アタッチメントの重心位置〜ブー
ムフートピン３までの水平距離 Ｌ（１），Ｌ（２）；ブームフートピン３中心からブー
ムシリンダ軸線におろした垂線の長さで各ピン間距離、
ブーム角度センサ検出値より演算される値 Ｆ（１），Ｆ（２）；ブームシリンダ保持力（ブームシ
リンダボトム側受圧面積）＊（圧力センサ検出値）＊
（ブームシリンダ本数）により演算される値 Ｗ（ｘ） ；吊り荷の重量 Ｗ（１） ；アタッチメントの重量 Ｗ（０） ；Ｗ（０）＝Ｗ（ｘ）＋Ｗ（１） 吊り荷の重量＋アタッチメントの重量 コントローラ１４にはブーム、アーム、バケット及び各
シリンダ等アタッチメントの各ピン間距離が予め記憶さ
れているのでこの記憶されている各ピン間距離とブー
ム、アームの角度センサからの検出値により作業半径Ｒ
（ｘ）とブームフートピン３からブームシリンダ軸線に
おろした垂線の長さが演算して求められる。又、吊り荷
を接地させた状態（地切り直前でアタッチメントが静止
している状態）で、オペレータによるスイッチ（演算実
行指令装置）操作でＬ（１）とＦ（１）の値を記憶さ
せ、吊り荷を地切りさせた状態（地切り直後でアタッチ
メントが静止している状態）で、オペレータによるスイ
ッチ（演算実行指令装置）操作でＲ（ｘ）とＦ（２）の
値と前記記憶されたＬ（１）、Ｆ（１）の値から（ｄ）
式の演算を実行することによって吊り荷重量Ｗ（ｘ）を
演算している。次に算出された吊り荷重量とコントロー
ラ１４に予め記憶されている定格荷重を比較し、吊り荷
重量が定格荷重を超えたときに、その信号を警報発生装
置に導出し、警報が発せられる。
【０００８】
【発明の効果】この発明は、上記一実施例に於いて詳述
した構成により、ブームフートピン回りのモーメントの
釣り合い条件から吊り荷重量を算出できるため、クレー
ン作業、掘削作業間の切り換え時における電気式荷重検
出器の取り付け、取り外しの煩わしさや、電気式荷重検
出器に接続されるハーネスが掘削時に土砂等により切断
されることがない等顕著な効果を奏する。
した構成により、ブームフートピン回りのモーメントの
釣り合い条件から吊り荷重量を算出できるため、クレー
ン作業、掘削作業間の切り換え時における電気式荷重検
出器の取り付け、取り外しの煩わしさや、電気式荷重検
出器に接続されるハーネスが掘削時に土砂等により切断
されることがない等顕著な効果を奏する。
【図１】本発明に係る地切り直前の作業状態を示す全体
側面図
側面図
【図２】本発明に係る地切り直後の作業状態を示す全体
側面図
側面図
【図３】本発明に係る吊り荷重量演算装置を装備した油
圧ショベル全体側面図
圧ショベル全体側面図
【図４】本発明に係る油圧回路図
１ 油圧ショベル本体 ２ ブーム ３ ブームフートピン ４ ブームシリンダ ５ アーム ７ バケット １０ ブーム角度センサ １１ アーム角度センサ １３ 圧力センサ １４ コントローラ １５ モニタ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｅ０２Ｆ 9/26 Ａ
Claims (3)
- 【請求項１】 下部走行体と該下部走行体上に旋回可能
に装架される上部旋回体と該上部旋回体前部に俯仰動可
能に枢着されたブーム、アーム及びバケット等より成る
アタッチメントを備えた油圧ショベルにおいて、前記ブ
ーム及びアームの回動角を検出する角度センサと前記ブ
ームを駆動するブームシリンダのボトム圧を検出する圧
力センサと前記角度センサ及び圧力センサにより検出さ
れた検出値に基づいてオペレータによるスイッチ（演算
実行指令装置）操作で吊り荷の地切直前及び直後のブー
ムフートピン回りのモーメントを求め、更に、モーメン
トの釣り合いより吊り荷重量を演算するコントローラを
設け、該コントローラに予め記憶されている所定の安全
率を考慮した作業範囲内での様々なアタッチメントの姿
勢に対応する定格荷重のうち、アタッチメントの姿勢に
見合った値（以下定格荷重という）を常に取り出し、該
吊り荷重量が定格荷重を超えた時に警報を発する警報発
生装置を設けたことを特徴とする油圧ショベルの吊り荷
重量演算装置。 - 【請求項２】 前記警報発生装置がオペレータに対して
は警報音発生装置、ショベルの周囲にいる作業者に対し
ては点滅乃至回転燈であることを特徴とする請求項１記
載の油圧ショベルの吊り荷重量演算装置。 - 【請求項３】 前記吊り荷重、定格荷重の視認可能な表
示部を設けたことを特徴とする請求項１乃至２記載の油
圧ショベルの吊り荷重量演算装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12164794A JPH07252091A (ja) | 1994-03-15 | 1994-03-15 | クレーン仕様ショベルの吊り荷重量演算装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12164794A JPH07252091A (ja) | 1994-03-15 | 1994-03-15 | クレーン仕様ショベルの吊り荷重量演算装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07252091A true JPH07252091A (ja) | 1995-10-03 |
Family
ID=14816433
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12164794A Pending JPH07252091A (ja) | 1994-03-15 | 1994-03-15 | クレーン仕様ショベルの吊り荷重量演算装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07252091A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001011885A (ja) * | 1999-06-30 | 2001-01-16 | Shin Caterpillar Mitsubishi Ltd | 建設機械の制御装置 |
| JP2006028744A (ja) * | 2004-07-12 | 2006-02-02 | Hitachi Constr Mach Co Ltd | 油圧シリンダの圧力検出構造 |
| CN110498164A (zh) * | 2019-09-17 | 2019-11-26 | 徐州徐工环境技术有限公司 | 吊装式垃圾车安全作业的保护系统 |
| CN114761641A (zh) * | 2019-12-16 | 2022-07-15 | 株式会社小松制作所 | 作业机械、计测方法以及系统 |
| WO2022176515A1 (ja) * | 2021-02-22 | 2022-08-25 | 株式会社小松製作所 | 作業機モーメントを推定する方法 |
| WO2022209214A1 (ja) * | 2021-03-31 | 2022-10-06 | 株式会社小松製作所 | 演算装置および演算方法 |
-
1994
- 1994-03-15 JP JP12164794A patent/JPH07252091A/ja active Pending
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001011885A (ja) * | 1999-06-30 | 2001-01-16 | Shin Caterpillar Mitsubishi Ltd | 建設機械の制御装置 |
| JP2006028744A (ja) * | 2004-07-12 | 2006-02-02 | Hitachi Constr Mach Co Ltd | 油圧シリンダの圧力検出構造 |
| JP4484606B2 (ja) * | 2004-07-12 | 2010-06-16 | 日立建機株式会社 | 油圧シリンダの圧力検出構造 |
| CN110498164A (zh) * | 2019-09-17 | 2019-11-26 | 徐州徐工环境技术有限公司 | 吊装式垃圾车安全作业的保护系统 |
| CN114761641A (zh) * | 2019-12-16 | 2022-07-15 | 株式会社小松制作所 | 作业机械、计测方法以及系统 |
| CN114761641B (zh) * | 2019-12-16 | 2024-04-05 | 株式会社小松制作所 | 作业机械、计测方法以及系统 |
| WO2022176515A1 (ja) * | 2021-02-22 | 2022-08-25 | 株式会社小松製作所 | 作業機モーメントを推定する方法 |
| WO2022209214A1 (ja) * | 2021-03-31 | 2022-10-06 | 株式会社小松製作所 | 演算装置および演算方法 |
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