JPH10292440A - 発破地面の自動掘削負荷計測装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 正確な発破量および発破設置位置の計画に資
することのできる発破地面の自動掘削負荷計測装置を提
供すること。 【解決手段】発破後の地面を掘削する掘削機を利用して
発破地面の掘削負荷を計測し表示する自動掘削負荷計測
装置において、該装置に、掘削機のバケットのクラウド
操作１３を検出するクラウド操作検出手段１５と、クラ
ウド操作を検出した時の掘削機の作業位置を検出する作
業位置検出手段７，２６，２７，２８と、各作業位置に
おける掘削機のバケットシリンダのボトム圧力を掘削負
荷として検出する掘削負荷検出手段１７と、 掘削機の
バケットの開放操作２２を検出する開放操作検出手段２
４と、開放操作を検出した時の開放操作が掘削機による
運搬車への掘削物の積込工程であるか否かを判定する積
込工程判定手段と、を設ける。その結果、作業位置毎
に、積み込み主体か掘削主体かを判別することができ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、発破地面の自動掘
削負荷計測装置に係わり、特に、大規模鉱山等において
発破をかけた後の掘削機による地面の掘削負荷を測定す
る発破地面の自動掘削負荷計測装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】露天掘り（直掘り）の大規模鉱山等にお
いては、発破により一旦地面を爆破し、その後、爆破さ
れた地面を掘削機、例えば油圧ショベルで掘削する手段
が採用されている。

【０００３】この時の採掘状況を図１５〜図１６を用い
て説明する。図１５は大規模鉱山全体の平面図である。
この図で、Ａは大規模鉱山の全体領域を示し、通常、
縦、横それぞれ数ｋｍ以上に及ぶ。Ａ１ 〜Ａｎ は全体
領域Ａを小さく区分した区域を示し、各区域は、例え
ば、縦、横それぞれ５０〜 ２００ｍ程度に選定され
る。Ｂはこの鉱山現場の管理を行う鉱山管理事務所を示
す。鉱山管理事務所Ｂは全体領域Ａの内外の管理に都合
の良い位置に設置される。

【０００４】図１６は図１５に示す１つの区域の平面図
である。この場合、図１５に示す区域Ａ１ が方形で示
される。Ｐｂ１、Ｐｂ２、・・・、Ｐｂｉ、・・・は、
区域Ａ１における発破の設置位置を示す。また、ｄ１
、ｄ２ は発破相互の間隔を示す。通常、この間隔はほ
ぼ等間隔とされることが多い。発破の設置位置（間隔）
や爆薬の量は、全体領域Ａにおけるある場所の地質調査
の柱状サンプルや地形図を参考にして決定される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記大規模鉱山におけ
る作業の８０％は表土の除去作業にあるといわれてい
る。従って、発破の適否は作業全体に重大な影響を及ぼ
す。即ち、爆薬の量が少な過ぎたり、発破位置の間隔が
広過ぎたりすると土石を充分にほぐすことができず、油
圧ショベルによる掘削負荷が大きくなり、掘削に長時間
を要し、予定時間通りの掘削ができず、ダンプトラック
を長時間待機させることになる。逆に、爆薬量が多過ぎ
たり、発破位置の間隔が狭過ぎると土石が過剰にほぐさ
れ、油圧ショベルの有する掘削能力を充分に生かしきれ
ないばかりでなく、爆薬に大きなコストがかかるという
問題が生じる。発破の計画者は、発破後の状態を見て、
または油圧ショベルのオペレータから掘削の状況を聞い
て次の区域の発破の計画を立案するが、鉱山に使用され
ている油圧ショベルの稼動率は、通常１００％近く、オ
ペレータに掘削時の負荷状態等をメモする余裕等はな
く、逆に、そのための時間をとるとすれば稼働率が落ち
生産性が低下するという問題が発生する。

【０００６】本発明は、上記の種々の問題点に鑑みて、
自動的に正確な発破状態を計測し、表示することのでき
る発破地面の自動掘削負荷計測装置を提供することにあ
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記の課題を
解決するために、次のような手段を採った。

【０００８】発破後の地面を掘削する掘削機を利用して
発破地面の掘削負荷を計測し表示する発破地面の自動掘
削負荷計測装置において、前記自動掘削負荷計測装置
は、前記掘削機のバケットのクラウド操作を検出するク
ラウド操作検出手段と、前記クラウド操作を検出した時
の前記掘削機の作業位置を検出する作業位置検出手段
と、前記検出された各作業位置における前記掘削機のバ
ケットシリンダのボトム圧力を掘削負荷として検出する
掘削負荷検出手段と、前記掘削機のバケットの開放操作
を検出する開放操作検出手段と、前記開放操作を検出し
た時の前記開放操作が前記掘削機による運搬車への掘削
物の積込工程であるか否かを判定する積込工程判定手段
と、を備えることを特徴とする。

【０００９】また、前記積込工程判定手段は、前記掘削
機による運搬車への積み込みに要する所定の時間幅を有
する積込基準時間と、前記バケットの前回の開放操作か
ら今回の開放操作に要した所要時間とを対比して、前記
所要時間が前記積込基準時間の前記時間幅内に入ってい
る時は、前記積込工程であると判定することを特徴とす
る。

【００１０】また、前記自動掘削負荷計測装置は、表示
手段を備え、前記表示手段に、前記各作業位置に、前記
各掘削負荷を表示すると共に、前記積込工程であるか否
かを表示することを特徴とする。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の一実施形態を図
１〜図１４を用いて説明する。

【００１２】図２は本実施形態に係わる自動掘削負荷計
測装置を備える油圧ショベルの側面図である。

【００１３】図において、１は走行体、２は上部旋回
体、３は運転室、４は上部旋回体２に回動可能に支持さ
れたブーム、４Ｓはブーム４を駆動するブームシリン
ダ、５はブーム４に回動可能に支持されたアーム、５Ｓ
はアーム５を駆動するアームシリンダ、６はアーム５に
回動可能に支持されたバケット、６Ｓはバケット６を駆
動するバケットシリンダ、６ｐはバケットの回動中心と
なるピン、７Ａは人工衛星からの信号を受信するための
アンテナ、８Ａは鉱山事務所等に備えられるコンピュー
タと送受信するためのアンテナである。Ｃはバケット操
作におけるクラウド方向、Ｄはダンプ方向、Ｏはバケッ
ト開方向を示す。

【００１４】この油圧ショベルは、通常、バケット６が
クラウド方向Ｃに操作されると掘削が行われ、ダンプ方
向Ｄに操作されると放土が行われる。またバケット開方
向Ｏに操作される場合は、ダンプトラックへの土石等の
積み込みまたは整地のための放土が行われる。１つの区
域に発破が仕掛けられ、爆破が終了すると、当該区域に
１台または複数台の油圧ショベルが入って爆破された地
面を掘削し、掘削土石等をダンプトラックに積み込んで
所定の個所へ運搬して処理を行う。

【００１５】図１は、本実施形態に係わる発破地面の自
動掘削負荷計測装置のブロック図である。なお、図２に
示す部分と同一の部分は同一符号を付して説明を省略す
る。

【００１６】図において、６Ｓｒはバケットシリンダ６
Ｓのロッド室、６Ｓｂはボトム室、１０，１９は油圧ポ
ンプ、１１，２０は油タンク、１２は油圧ポンプ１０と
バケットシリンダ６Ｓの間に介在するコントロール弁、
１３はバケット６をクラウド方向またはダンプ方向に操
作する操作レバー、１４，２３はそれぞれバケット操作
用パイロット弁とバケット開閉用パイロット弁、１５は
操作レバー１３によるバケット６のクラウド方向（図２
におけるクラウド方向Ｃ）の操作信号Ｌｃを検出する圧
力スイッチ、１６は操作レバー１３によるバケット６の
ダンプ方向（図２におけるダンプ方向Ｄ）の操作信号Ｌ
ｄを検出する圧力スイッチ、１７はバケットシリンダ６
Ｓのボトム室６Ｓｂの圧力信号Ｐｂを検出する圧力セン
サ、１８Ｓはバケット開閉シリンダ、１８Ｓｒはバケッ
ト開閉シリンダ１８Ｓのロッド室、１８Ｓｂはボトム
室、２１は油圧ポンプ１９とバケット開閉シリンダ１８
Ｓ間に介在するコントロール弁、２２はバケット６を開
閉操作する操作レバー、２４は操作レバー２２によるバ
ケット６の開方向の操作信号Ｌｂを検出する圧力スイッ
チである。

【００１７】操作レバー１３または２２が操作される
と、バケット操作パイロット弁１４またはバケット操作
開閉パイロット弁２３の各パイロット圧力が制御され
て、コントロール弁１２または２１を駆動する。

【００１８】また、７は、油圧ショベルに搭載され、人
工衛星からの信号をアンテナ７Ａで受信して油圧ショベ
ルの地球上の絶対座標Ｐｇを出力するＧＰＳ（ Grobal
Positioning System）、８はアンテナ８Ａを備える
無線送受信器、２５は、油圧ショベルに備えられ、コン
ピュータで構成される処理装置（構成の詳細は後述す
る）、２６は油圧ショベルのブーム角αを検出する角度
センサ、２７は油圧ショベルのアーム角βを検出する角
度センサ、２８は油圧ショベルの上部旋回体２の旋回中
心に設置され、検出角度θを検出する磁気方位センサ、
２９は油圧ショベルに備えられ、スタートスイッチＯＮ
またはストップスイッチＯＮに操作されたとき信号Ｓｓ
を出力するスタート／ストップスイッチである。

【００１９】また、３０は、例えば、図１５に示す管理
事務所Ｂ等に備えられるコンピュータ（構成の詳細は後
述する）、３１は処理装置２５から送信される各種デー
タをアンテナ３１Ａを介して受信する無線送受信機、３
２はコンピュータ３０から出力される各種データを表示
する表示装置である。

【００２０】図３は、磁気方位センサ２８の方位検出を
説明する図である。

【００２１】図において、２ｃは上部旋回体２の旋回中
心、実線で示す４、５はそれぞれブーム４およびアーム
５の軸線、６ｐはバケット６の回動ピンである。磁気方
位センサ２８は、上部旋回体２の正面方向の向き、即
ち、ブーム４、アーム５、バケット６の向きが地磁気の
北方向から何度傾いているかを検出し、その検出角度θ
を方位データとして検出する。

【００２２】次に、処理装置２５の構成を図４を用いて
説明する。

【００２３】図４は図１に示す処理装置２５のシステム
構成図である。

【００２４】図において、２５１は図１に示す油圧ショ
ベルの各部から出力される信号を入力する入力インタフ
ェース、２５２は種々の演算処理を実行するＣＰＵ、２
５３は各種の処理プログラム等を格納するＲＯＭまたは
ＲＡＭ、２５４は演算処理の結果等を格納するＲＡＭ、
２５５は時刻信号を出力するタイマ、２５６は処理装置
２５で得られたデータを外部に出力するための出力イン
タフェースである。ＲＯＭ２５３には、後に詳述する処
理装置２５において実行される、スタートプログラム２
５３ａ、負荷圧サンプリングプログラム２５３ｂ、掘削
位置サンプリングプログラム２５３ｃ、および終了プロ
グラム２５３ｄの各プログラムが格納されている。

【００２５】次に、コンピュータ３０の構成を図５を用
いて説明する。

【００２６】図５は図１に示すコンピュータ３０のシス
テム構成図である。

【００２７】図において、３０１は図１に示す無線送受
信機３１で受信した信号を入力する入力インタフェー
ス、３０２は種々の演算処理を実行するＣＰＵ、３０３
は処理プログラムや各種データが格納されるＲＯＭおよ
びＲＡＭ、３０４は処理の結果得られた表示データを格
納するＲＡＭ、３０５は表示データを表示装置３２等へ
出力する出力インタフェースである。ＲＯＭおよびＲＡ
Ｍ３０３には、発破データ３０３ａ、負荷圧データ３０
３ｂ、および表示プログラム３０３ｃが格納されてい
る。発破データ３０３ａは、掘削工事現場の地図、発破
を設けた位置、および火薬の使用量等のデータで格納さ
れている。

【００２８】次に、処理装置２５において実行される処
理手順を図６〜図１１に示すフローチャートを用いて説
明する。

【００２９】図６は、処理装置２５におけるスタータプ
ログラム２５３ａの実行に係わり、処理装置２５におけ
る初期処理の処理手順を示すフローチャートである。

【００３０】ステップ１０において、発破終了後、地面
の掘削を開始する時、オペレータによる油圧ショベルの
スタート／ストップスイッチ２９の操作を確認する。ス
タートスイッチ２９がＯＮされると信号Ｓｓが出力され
る。ステップ１１において、処理装置２５はこの信号Ｓ
ｓを入力すると、図示されていない掘削回数をカウント
する掘削カウンタｎ、作業サイクルをカウントする作業
サイクルカウンタａ、操作レバー１３の操作時間をカウ
ントするレバー操作時間カウンタＣｔｌ、および圧力セ
ンサ１７の検出圧力Ｐｂの積算値Ｐｄをそれぞれ０にセ
ットし、また、クラウドフラグＦｃ、ダンプフラグＦ
ｄ、および開フラグＦｂをそれぞれＯＦＦにセットし、
サイクルタイム計測開始時刻Ｃｔ（０）に現在時刻をセ
ットして、スタートプログラムを終了する。

【００３１】図７〜図９は、処理装置２５における負荷
圧サンプリングプログラム２５３ｂの実行に係わり、処
理装置２５において負荷圧データを得るための処理手順
を示すフローチャートである。

【００３２】ここで、負荷圧サンプリングプログラム
は、タイマ２５５の出力に基づき、一定時間毎、例えば
１０ｍｓｅｃ毎に起動される。またこの処理は、操作レ
バー１３がバケット６をクラウド方向に操作されたとき
（即ち、掘削が行われたとき）、この操作信号Ｌｃがノ
イズでなくオペレータの意志であることを確認するた
め、操作信号Ｌｃが一定時間、例えば ０．３ｓｅｃ継
続して入力されたか否かを判断し、一定時間継続して入
力されたときは掘削が行われたものとする確認処理を行
い、また、掘削を終了して放土するときの操作信号Ｌｄ
についても同様の確認処理を行う。さらに、掘削しダン
プトラックに放土する一連の作業サイクル時間を計測す
るために、バケット６が開放されたとき出力される操作
信号Ｌｂについても同様の確認処理を行う。これらの確
認処理がされて初めてそれぞれ所要の数値の設定やデー
タの取り込み動作が実行される。

【００３３】ステップ２０において、負荷圧サンプリン
グプログラム２５３ｂが起動すると、操作レバー１３の
クラウド方向の操作信号Ｌｃが入力されたか否かを判断
する。入力されていない場合はステップ２１において、
クラウド操作判定用カウンタ値Ｃｃを０にセットし、か
つ、クラウドフラグＦｃをＯＦＦにする。次いで、ステ
ップ２２で、操作レバー１３のダンプ方向操作信号Ｌｄ
が入力されたか否か判断し、入力されていない場合はス
テップ２３において、ダンプ操作判定用カウンタ値Ｃｄ
を０にセットし、かつ、ダンプフラグＦｄをＯＦＦにす
る。次いで、ステップ２４において、操作レバー２２の
バケット開方向の操作信号Ｌｂが入力されたか否かを判
断し、入力されていない場合はステップ２５において、
バケット開操作判定用カウンタＣｂを０にセットし、か
つバケット開フラグをＯＦＦにする。そして、ステップ
２６において、クラウドフラグＦｃがＯＮか否かを判断
し、ＯＮでない場合には、ステップ２７において、同様
にダンプフラグＦｄがＯＮか否か判断し、ＯＮでなけれ
ば処理を終了する。

【００３４】このような処理が１０ｍｓｅｃ毎に行われ
て行くうちに、ステップ２０において、オペレータが掘
削を行うために操作レバー１３をクラウド方向に操作す
ると、操作信号Ｌｃが検出され、次いでステップ２８に
おいて、クラウドフラグＦｃがＯＮか否かが判断され
る。この場合、ＯＮになっていないので、ステップ２９
において、クラウド操作判定用カウンタ値Ｃｃが予め定
められた値Ｃｃｏになっているか否か判断する。設定値
Ｃｃｏを例えば３０回とすると、負荷圧サンプリングプ
ログラム２５３ｂは上記の例では１０ｍｓｅｃ毎に実行
されるので、クラウド操作判定用カウンタ値Ｃｃが０か
ら３０になるまでには０．３ｓｅｃを要し、この時間間
隔でオペレータの操作意志の確認を行うことになる。

【００３５】即ち、クラウド操作判定用カウンタ値Ｃｃ
が予め定められた値Ｃｃｏになっていない場合には、ス
テップ３０においてクラウド操作判定用カウンタ値Ｃｃ
に「「1 」を加算し、次にステップ２２、ステップ２
３、ステップ２４、ステップ２５、ステップ２６、ステ
ップ２７を経て処理を終了する。この処理を１０ｍｓｅ
ｃ毎に繰り返して行くと、やがてステップ２９におい
て、クラウド操作判定用カウンタ値Ｃｃが値Ｃｃｏに達
し、オペレータによる操作レバー１３のクラウド方向へ
の操作を確認することになる。この操作が確認される
と、ステップ３１において、クラウドフラグＦｃをＯＮ
にし、掘削カウンタｎに「１」を加算し、そのときの掘
削位置Ｐ６ｐ（ピン６ｐの位置）、およびそのときの時
刻ｔｏ（ｎ）を格納し、かつ、ダンプフラグＦｄをＯＦ
Ｆにする。次いで、ステップ２２、ステップ２３、ステ
ップ２４、ステップ２５、ステップ２６、ステップ２７
を経て処理を終了する。

【００３６】上記ステップ３１の処理が終了して１０ｍ
ｓｅｃ経過後に再度負荷圧サンプリングプログラムが実
行されるが、このときは前回のステップ３１の処理でク
ラウドフラグＦｃがＯＮとなっているので、ステップ２
８でこれを判断し、処理はステップ２２、ステップ２３
を経てステップ２４へ移行する。クラウドフラグＦｃは
ＯＮの状態にあるので、ステップ２５を経て、ステップ
２６でこれが判断され、ステップ３２へ移行する。ステ
ップ３２では、クラウド操作時間のカウント値Ｃｔｌに
「１」を加算し、かつ、そのときの圧力センサ１７の検
出値（負荷圧）Ｐｂをそれまでの負荷圧の積算値Ｐｄ
（この場合は最初の掘削であるので「０」）に加算す
る。次いで、ステップ２７を経て処理を終了する。この
処理が掘削動作中、１０ｍｓｅｃ毎に実行され、その都
度、クラウド操作時間のカウント値Ｃｔｌに「１」が加
算され、負荷圧データが積算されていく。

【００３７】次に、掘削動作が終了すると、オペレータ
は操作レバー１３をダンプ方向へ操作する。この動作
は、ステップ２０およびステップ２１を経てステップ２
２の処理で判断される。次いで、ステップ３３でダンプ
フラグＦｄがＯＮであるか否か判断し、この場合はダン
プ方向へ切り換えられたばかりであるので、ダンプフラ
グＦｄはＯＦＦの状態にあり、ステップ３４においてダ
ンプ操作判定用カウンタ値Ｃｄが所定値Ｃｄｏになって
いるか否か判断し、ステップ３５において所定値Ｃｄｏ
にはなっていないので、ダンプ操作判定用カウンタ値Ｃ
ｄ に「１」を加算し、ステップ２４、ステップ２５、
ステップ２７を経て処理を終了する。クラウド方向操作
の場合と同様、この処理がＣｄ ＝Ｃｄｏになる（ダン
プ方向操作が確認される）まで繰り返され、ステップ３
４でこれが判断されると、ステップ３６でダンプフラグ
ＦｄをＯＮし、クラウドフラグＦｃをＯＦＦにする。次
いで、ステップ２４、ステップ２５、ステップ２６を経
てステップ２７でダンプフラグＦｄがＯＮであることを
判断し、次いで、ステップ３７で掘削回数ｎが更新され
ているか否かをみる。この場合、掘削回数ｎはステップ
３１で「１」が加算され、更新されているので、ステッ
プ３８の処理を実行することになる。

【００３８】ところで、幾度かのバケットのクラウド
（掘削）とダンプ（放土）を繰り返した後は、油圧ショ
ベルは、ダンプトラックに掘削した土石類を積み込む。
このとき、オペレータはバケットを開方向に操作する。
その結果は、ステップ２４において、バケット開操作信
号ＬｂがＯＮとなることにより判定される。次に、ステ
ップ４１において、開フラグＦｂがＯＮか否かが判定さ
れる。最初は開フラグＦｂはＯＦＦであるのでステップ
４２に導かれる。次に、ステップ４３でバケット開操作
判定用カウンタＣｂがバケット開カウンタ設定値Ｃｂｏ
に到達したと判断されるまで、Ｃｂのカウンタは累積さ
れる。バケット開操作判定用カウンタＣｂがバケット開
カウンタ設定値Ｃｂｏに到達するとステップ４４が実行
される。ここでは、バケット開フラグＦｂをＯＮとし、
このときの時刻を作業サイクルタイム計測開始時刻Ｃｔ
（ａ）に格納する。格納後、作業サイクルカウンタａに
「１」を加算してステップ２６、ステップ２７、ステッ
プ３７を経てステップ３８を実行する。

【００３９】ステップ３８では、以下の処理が実行され
る。

【００４０】（１）作業サイクルカウンタａのときのク
ラウド操作時間のカウント値Ｃｔｌの積算値Ｃｔｌ
（ａ，ｎ）から同じ作業サイクルカウンタａで前回まで
のクラウド操作時間カウント値Ｃｔｌ（ａ，ｎ−１）を
減算して今回のクラウド操作時間までのカウント値ΔＣ
ｔｌ（ａ，ｎ）を得る。

【００４１】（２）今回のクラウド操作時間カウント値
ΔＣＴｌ（ａ，ｎ）に負荷圧サンプリングプログラム２
３３ｃの繰り返し時間間隔Ｔｓ（１０ｍｓｅｃ）を乗算
して今回の掘削時間ΔＴｌを得る。

【００４２】（３）今回得られた負荷圧の積算値Ｐｄ
（ａ，ｎ）から、前回までの負荷圧の積算値Ｐｄ（ａ，
ｎ−１）を減算して今回の負荷圧ΔＰｄ（ａ，ｎ）を得
る。

【００４３】（４）今回の負荷圧ΔＰｄｌ（ａ，ｎ）を
今回の操作時間ΔＴｌで除して今回の平均負荷圧Ｐａ
（ａ，ｎ）を得る。

【００４４】この演算結果は逐次、無線送受信機８を介
して鉱山管理事務所Ｂ等のコンピュータ３０へ送信され
る。

【００４５】次に、ステップ４５において、作業サイク
ルカウンタａが更新されているか否かを判断する。油圧
ショベルが数回の掘削および放土の作業の後、ダンプト
ラックに土石等を積み込むと、ステップ４４において作
業サイクルカウンタａが更新されるので、ステップ４５
で作業サイクルカウンタａの更新が確認される。次に、
ステップ４６において、ダンプトラックに積み込むまで
の作業サイクル時間Ｔｃｙｃを、前回の作業サイクルカ
ウンタＣｔ（ａー１）を今回の作業サイクルカウンタＣ
ｔ（ａ）から減算したものに、繰り返し時間間隔（１０
ｍｓ）Ｔｓを乗算して求める。

【００４６】次に、この作業サイクル時間Ｔｃｙｃが、
ダンプトラックがあまり来ない時の掘削作業主体の時の
ものか、あるいは、ダンプトラックが次々に来て積み込
む積み込み作業主体の時のものかを、自動的に判定する
処理について説明する。

【００４７】通常、ダンプトラックが次々来る時の掘削
と積み込みに要する時間は一定であり、その時間を基準
サイクル時間Ｔｒｅｆとし、この基準サイクル時間Ｔｒ
ｅｆに対してダンプトラックの到来時間の誤差分と掘削
作業時のバケット開操作に要する時間を△Ｔｂａｎｄ１
および△Ｔｂａｎｄ２とする。

【００４８】はじめに、ステップ４７において、今回得
られた作業サイクル時間Ｔｃｙｃと基準サイクル時間Ｔ
ｒｅｆに△Ｔｂａｎｄ１を加えたものとを比較する。こ
の作業サイクル時間Ｔｃｙｃが大きいかまたは等しい場
合は、ステップ４９でフラグＦ２５＝１に設定する。フ
ラグＦ２５＝１はダンプトラックへの積み込みが行われ
ていない掘削作業主体であることを意味する。

【００４９】次に、ステップ４８で作業サイクル時間Ｔ
ｃｙｃが、基準サイクル時間Ｔｒｅｆに△Ｔｂａｎｄ１
を加えたものより小さい場合であって、かつ基準サイク
ル時間Ｔｒｅｆから△Ｔｂａｎｄ２を減算したものより
大きい場合は、フラグＦ２５＝０に設定する。このフラ
グＦ２５＝０は、今回の作業がダンプトラックへの積み
込み作業であることを意味する。さらに、作業サイクル
時間Ｔｃｙｃが基準サイクル時間Ｔｒｅｆから△Ｔｂａ
ｎｄ２を減算したものに等しいか、または小さい場合
は、フラグＦ２５＝１に設定する。この場合は、通常の
ダンプトラックへの積み込み作業に関わらないバケット
の開操作の場合と判定し、この場合のバケットの開操作
は掘削作業のためのものと判定する。

【００５０】このフラグＦ２５＝１またはフラグＦ２５
＝０のフラグ情報は、他の掘削負荷情報等と共に、無線
送受信機２４を介して逐次管理事務所Ｂのコンピュータ
３０に送信される。

【００５１】次に、処理装置２５における掘削位置サン
プリングプログラム２５３ｃの実行に係わり、先にステ
ップ３１において求めた掘削位置Ｐ６ｐを算出するため
の処理手順を図１０に示すフローチャートを用いて説明
する。

【００５２】ステップ７０において、ＧＰＳ７からの信
号Ｐｇ、磁気方位センサ２８からの検出信号θ、ブーム
角センサ２６およびアーム角センサ２７からの検出信号
α、βを読み込む。次に、ステップ７１において、油圧
ショベルの旋回中心とブーム４の上部旋回体２との連結
点２ｃとの間の水平距離（既知）、および角度α、β用
いて上記連結点２ｃとバケットピン６ｐとの間の水平距
離Ｌを演算し、先に読み出された信号Ｐｇ、演算された
距離Ｌ、および方位θに基づいて掘削位置（バケットピ
ン６ｐの位置）Ｐ６ｐを演算する。

【００５３】次に、終了プログラム２５３ｄの実行に係
わり、処理装置２５において実行される終了処理の処理
手順を図１１に示すフローチャートを用いて説明する。

【００５４】ステップ８０において、掘削または積み込
み作業を終了すると、オペレータによるスタート／スト
ップスイッチ２９の操作を確認する。ストップスイッチ
２９がＯＮされると信号Ｓｓが出力され、ステップ８１
において、作業終了のステータスを出力すると共に、現
在の時間ｔ０、クラウド操作時間の積算値Ｔｌ、負荷圧
力の積算値Ｐｄを無線送受信機８を介して管理事務所Ｂ
のコンピュータ３０に送信し、処理を終了する。

【００５５】次に、管理事務所Ｂに配置され、処理装置
２５から送信される負荷圧データを表示処理するコンピ
ュータ３０および表示装置３２の動作を図１２〜図１４
を用いて説明する。

【００５６】図１２はコンピュータ３０における表示プ
ログラム３０３ｃの実行に係わり、受信した負荷圧デー
タ３０３ｂを表示装置３２に表示するための処理手順を
示すフローチャートである。

【００５７】コンピュータ３０は、油圧ショベルによる
掘削および積み込みの作業開始前に、発破データ３０３
ａに基づいて表示装置３２の画面に作業区域および発破
設置位置を表示する。この状態で、ステップ９０におい
て、油圧ショベルから新しい負荷圧データを受信したか
否かを判断する。新しい負荷圧データが受信すると、ス
テップ９１で、表示装置３２の表示画面に、入力された
掘削位置データＰ６ｐに相当する位置に○を表示し、か
つその近辺に掘削負荷圧△Ｐｄ（ａ，ｎ）を表示し、さ
らに、前記○の中に、今回の作業サイクルが、掘削作業
主体であったか、積み込み作業主体であったかをフラグ
Ｆ２５に基づいて色分けして表示する。次にステップ９
２において、ストップスイッチ２９がＯＮされているか
否かを判定し、ＯＮされていない時は、ステップ９０か
らの処理を繰り返す。掘削および積み込みの一連の作業
が終了して、オペレータによりストップスイッチ２９が
ＯＮされると、ステップ９３において、図１１のステッ
プ８１の処理により送信されてきたクラウド操作時間の
積算値Ｔｌ、および負荷圧力の積算値Ｐｄを表示すると
共に、現在時刻ｔ０から掘削作業開始時刻ｔ０（１）を
減算して作業に要した全経過時間を表示する。

【００５８】さらに、ステップ９４において、作業サイ
クルタイム毎のクラウド操作時間の積算値Ｔｌ、および
積算負荷圧力Ｐｄと、掘削主体かまたは積み込み主体か
を表す表示、掘削位置Ｐ６ｐが含まれる小区域の記号が
表示される。

【００５９】図１３は、表示装置３２の表示画面の一部
拡大図である。

【００６０】図において、Ｐｂｉは発破を設置した位置
の一つを示し、発破位置Ｐｂｉの周辺の○印は掘削位置
であり、数字は負荷圧を表している。なお、負荷圧は実
際の負荷圧ではなく、実際の負荷圧を０〜１００のレベ
ルに区分したときのレベル表示である。

【００６１】図１４は、表示装置３２の他の表示画面の
一部拡大図である。

【００６２】図において、Ｐｂｉは発破を設けた位置の
一つを示し、この表示例は、区域をさらに小区域（例え
ば ５ｍ四方）に細分し、これら小区域毎に掘削時間お
よび負荷圧（レベル）の平均値を表示するようにしてい
る。勿論、この場合には、図示されていないが、表示プ
ログラム３０３ｃに掘削時間および負荷圧レベルの平均
値演算の処理手順が付加されることになる。

【００６３】以上説明したように、本実施形態によれ
ば、オペレータに直接掘削状況を聞かなくても、作業内
容が掘削主体か積み込み主体であるかが自動的に判定さ
れ、掘削負荷圧の高い作業位置で掘削主体の作業をして
いることが解れば、その後の発破の処置をより適正に行
うことができる。

【００６４】

【発明の効果】上記のごとく、本発明では、掘削機の作
業位置および掘削するバケットの負荷圧を検出すると共
に、バケットの開操作毎にその作業位置における作業が
掘削主体か、または積み込み主体であるかを自動的に判
定して、表示するようにしたので、発破位置や発破量等
を適正に判断することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態に係る発破地面の自動掘削
負荷計測装置のブロック図である。

【図２】本実施形態に係わる自動掘削負荷計測装置を備
える油圧ショベルの正面図である。

【図３】図１に示す磁気方位センサ２８の方位検出を説
明する図である。

【図４】図１に示す処理装置２５のシステム構成図であ
る。

【図５】図１に示すコンピュータ３０のシステム構成図
である。

【図６】図１に示す処理装置２５の処理手順を説明する
フローチャートである。

【図７】図１に示す処理装置２５の処理手順を説明する
フローチャートである。

【図８】図１に示す処理装置２５の処理手順を説明する
フローチャートである。

【図９】図１に示す処理装置２５の処理手順を説明する
フローチャートである。

【図１０】図１に示す処理装置２５の処理手順を説明す
るフローチャートである。

【図１１】図１に示す処理装置２５の処理手順を説明す
るフローチャートである。

【図１２】図１に示すコンピュータ３０の表示処理手順
を説明するフローチャートである。

【図１３】図１に示す表示装置３２の表示画面の一部拡
大図である。

【図１４】図１に示す表示装置３２の他の表示画面の一
部拡大図である。

【図１５】露天堀される大規模鉱山全体の平面図であ
る。

【図１６】図１５に示す１つの区域の平面図である。

【符号の説明】

６ バケット ６Ｓ バケットシリンダ ７ ＧＰＳ １３ 操作レバー １５ 圧力スイッチ １７ 圧力センサ ２２ 操作レバー ２４ 圧力センサ ２５ 処理装置 ２５３ｂ 負荷圧サンプリングプログラム ２６ 角度センサ ２７ 角度センサ ２８ 磁気方位センサ ３０ コンピュータ ３０３ｂ 負荷圧データ ３２ 表示装置 Ｐｂｉ 発破設置位置 Ｐ６ｐ 掘削位置 Ｔｒｅｆ 基準サイクル時間 Ｔｃｙｃ 作業サイクル時間

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 発破後の地面を掘削する掘削機を利用し
   て発破地面の掘削負荷を計測し表示する発破地面の自動
   掘削負荷計測装置において、 前記自動掘削負荷計測装置は、 前記掘削機のバケットのクラウド操作を検出するクラウ
   ド操作検出手段と、 前記クラウド操作を検出した時の前記掘削機の作業位置
   を検出する作業位置検出手段と、 前記検出された各作業位置における前記掘削機のバケッ
   トシリンダのボトム圧力を掘削負荷として検出する掘削
   負荷検出手段と、 前記掘削機のバケットの開放操作を検出する開放操作検
   出手段と、 前記開放操作を検出した時の前記開放操作が前記掘削機
   による運搬車への掘削物の積込工程であるか否かを判定
   する積込工程判定手段と、 を備えることを特徴とする発破地面の自動掘削負荷計測
   装置。
2. 【請求項２】 請求項１の記載において、 前記積込工程判定手段は、 前記掘削機による運搬車への積み込みに要する所定の時
   間幅を有する積込基準時間と、前記バケットの前回の開
   放操作から今回の開放操作に要した所要時間とを対比し
   て、前記所要時間が前記積込基準時間の前記時間幅内に
   入っている時は、前記積込工程であると判定することを
   特徴とする発破地面の自動掘削負荷計測装置。
3. 【請求項３】 請求項１ないしは請求項２のいずれか１
   つの請求項記載において、 前記自動掘削負荷計測装置は、表示手段を備え、 前記表示手段に、前記各作業位置に、前記各掘削負荷を
   表示すると共に、前記積込工程であるか否かを表示する
   ことを特徴とする発破地面の自動掘削負荷計測装置。