JPH1037254A - Loading weight measuring device in working machine - Google Patents

Loading weight measuring device in working machine

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JPH1037254A
JPH1037254A JP19944696A JP19944696A JPH1037254A JP H1037254 A JPH1037254 A JP H1037254A JP 19944696 A JP19944696 A JP 19944696A JP 19944696 A JP19944696 A JP 19944696A JP H1037254 A JPH1037254 A JP H1037254A
Authority
JP
Japan
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bucket
load
detector
pin
weight
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP19944696A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Satoshi Fujii
藤井  敏
Tomohiro Akagi
朋宏 赤木
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Caterpillar Japan Ltd
Caterpillar Mitsubishi Ltd
Original Assignee
Caterpillar Mitsubishi Ltd
Shin Caterpillar Mitsubishi Ltd
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Publication date
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Publication of JPH1037254A publication Critical patent/JPH1037254A/en
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a simple and easy measuring device which measures accurately a loading weight without reducing the operability of the machine. SOLUTION: The stick 15 of the front working structure of a hydraulic shovel and the bucket 16 are rotatably connected to each other by a pin 19. And a strap 31 and a rod 32 of the bucket linkage member to control the bucket angle are rotatably connected through pins 34, 33, 35, between the stick 15 and the bucket 16. The first load detector 41 is installed to measure the load in only the N-N axial direction in the pin 19 connecting the stick 15 and the bucket 16 and the second load detector 44 is installed to measure the load in only the M-M axial direction in the pin 35 connecting the bucket 16 and the rod 32. The angles of the N-N axial direction and the M-M axial direction are detected by an inclination detector detecting an angle of the bucket 16 against the ground.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、油圧ショベル、バ
ックホー、ローダなどに適用可能な作業機械における負
荷重量計測装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a load weight measuring device for a working machine applicable to a hydraulic excavator, a backhoe, a loader and the like.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来の、例えば油圧ショベルにおいて
は、掘削してバケットに取込んだ土砂などをダンプトラ
ックなどに積込む作業において、バケットに土砂などが
入った状態でその土砂などの重量を計測する手段がなか
った。
2. Description of the Related Art In a conventional excavator, for example, when excavating and loading sediment and the like into a bucket on a dump truck, the weight of the sediment and the like is measured in a state where the sediment and the like have entered the bucket. There was no way to do it.

【0003】そのため、従来の積込み作業では、ダンプ
トラックなどに積込んだ土砂などの重量をオペレータの
勘により推定するか、または、ダンプトラックなどに積
込んだ後に大型の車両積載量計測装置によりダンプトラ
ックごと積込み重量を計測するか、または、別途据置き
の重量計測装置に土砂などをいったん移して重量を計測
した後に再びその土砂などをダンプトラックなどに積込
む作業を行うようにしている。
[0003] Therefore, in the conventional loading operation, the weight of earth and sand loaded on a dump truck or the like is estimated by an operator's intuition, or after loading on a dump truck or the like, a large vehicle loading capacity measuring device is used. Either the load weight of each truck is measured, or the soil and the like are temporarily transferred to a separately installed weight measuring device to measure the weight, and then the work is loaded again on the dump truck or the like.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】オペレータの勘による
積込み重量の推定では、正確な積込み重量を把握するこ
とができず、また、大型の車両積載量計測装置や重量計
測装置では、設置するのに時間、場所および費用などを
要し、さらに、重量計測装置を経て土砂などをダンプト
ラックなどに積込む場合は、作業が2度手間となり作業
効率が悪いなどの問題点を有している。
In the estimation of the loading weight based on the intuition of the operator, an accurate loading weight cannot be grasped. In addition, in a large vehicle loading amount measuring device or a weight measuring device, it is difficult to install the device. It takes time, place, cost, and the like, and furthermore, when earth and sand are loaded on a dump truck or the like via a weight measuring device, the work is troublesome twice and has a problem that the working efficiency is poor.

【0005】本発明は、このような点に鑑みなされたも
ので、作業機械の作業性を損なうことなく、正確な積込
み重量を計測できる簡便な負荷重量計測装置を提供する
ことを目的とするものである。
The present invention has been made in view of the above points, and has as its object to provide a simple load weight measuring device capable of accurately measuring a loaded weight without impairing workability of a work machine. It is.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】請求項1に記載された発
明は、作業機構によりバケットを操作する作業機械にお
いて、作業機構中に設けられたバケット内計測対象物の
重量による負荷を計測する負荷検出器を具備した負荷重
量計測装置である。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a work machine for operating a bucket by a work mechanism, the load being configured to measure a load based on the weight of a measurement object in the bucket provided in the work mechanism. It is a load weight measuring device provided with a detector.

【0007】そして、作業機構中の負荷検出器により、
バケット内に取込まれたバケット内計測対象物の重量に
よる負荷を、積込み作業などと同時に計測する。
[0007] Then, by the load detector in the working mechanism,
The load due to the weight of the object to be measured in the bucket taken into the bucket is measured simultaneously with the loading operation.

【0008】請求項2に記載された発明は、作業機構に
よりバケットを操作する作業機械において、作業機構中
に設けられたバケット内計測対象物の重量による負荷を
計測する負荷検出器と、バケット内計測対象物の重量に
よる負荷の計測に適する一定のバケット姿勢を検出する
傾斜角検出器とを具備した負荷重量計測装置である。
According to a second aspect of the present invention, in a work machine for operating a bucket by a work mechanism, a load detector provided in the work mechanism for measuring a load due to the weight of an object to be measured in the bucket; The load weight measuring device includes a tilt angle detector that detects a fixed bucket posture suitable for measuring a load based on the weight of a measurement target.

【0009】そして、バケット内計測対象物の重量によ
る負荷の計測に適する一定のバケット姿勢を傾斜角検出
器により検出し、そのバケット姿勢にて、作業機構中の
負荷検出器によりバケット内計測対象物の重量による負
荷を計測する。
Then, a fixed bucket posture suitable for measuring the load due to the weight of the object to be measured in the bucket is detected by the inclination angle detector, and in the bucket posture, the object to be measured in the bucket is detected by the load detector in the working mechanism. Measure the weight load.

【0010】請求項3に記載された発明は、請求項1ま
たは2記載の作業機械における負荷重量計測装置におい
て、負荷検出器が、作業機構にてバケットを支持する腕
部材の先端部に掛る負荷を計測する第1の負荷検出器
と、作業機構にてバケット角を制御するバケットリンケ
ージ部材の先端部に掛る負荷を計測する第2の負荷検出
器とを有するものである。
According to a third aspect of the present invention, in the load weight measuring device for a working machine according to the first or second aspect, the load detector includes a load applied to a tip portion of an arm member supporting the bucket by the working mechanism. And a second load detector for measuring the load applied to the tip of the bucket linkage member for controlling the bucket angle by the working mechanism.

【0011】そして、第1の負荷検出器によりバケット
を支持する腕部材の先端部に掛る負荷を計測し、第2の
負荷検出器によりバケット角を制御するバケットリンケ
ージ部材の先端部に掛る負荷を計測することにより、こ
れらの計測値からバケット内に取込まれているバケット
内計測対象物の重量を計測する。
The load applied to the tip of the arm member supporting the bucket is measured by the first load detector, and the load applied to the tip of the bucket linkage member for controlling the bucket angle is determined by the second load detector. By measuring, the weight of the measurement object in the bucket taken into the bucket is measured from these measured values.

【0012】請求項4に記載された発明は、下部走行体
と、上部旋回体と、この上部旋回体にブーム、スティッ
クおよびバケットをピンにより順次回動可能に連結する
とともにスティックとバケットとの間にバケット角を制
御するバケットリンケージ部材をピンにより回動可能に
連結したフロント作業機構とを有する作業機械におい
て、スティックとバケットとを連結するピンに設置され
特定方向のみの負荷を計測する第1の負荷検出器と、バ
ケットの対地角度を検出することにより負荷計測用の特
定方向を検出する傾斜角検出器と、バケットとバケット
リンケージ部材とを連結するピンに設置され傾斜角検出
器により検出された特定方向のみの負荷を計測する第2
の負荷検出器とを具備した作業機械における負荷重量計
測装置である。
According to a fourth aspect of the present invention, a lower traveling structure, an upper revolving structure, and a boom, a stick, and a bucket connected to the upper revolving structure by a pin so as to be sequentially rotatable, and a space between the stick and the bucket. A work machine having a front working mechanism in which a bucket linkage member for controlling a bucket angle is rotatably connected by a pin, the work machine being mounted on a pin connecting the stick and the bucket to measure a load only in a specific direction. A load detector, a tilt angle detector that detects a specific direction for load measurement by detecting a ground angle of the bucket, and a tilt angle detector that is installed on a pin connecting the bucket and the bucket linkage member and is detected. The second to measure the load only in a specific direction
And a load detector for a work machine including the load detector.

【0013】そして、バケット内に土砂などのバケット
内計測対象物を取込んだとき、スティックとバケットと
を連結するピンに設置された第1の負荷検出器と、バケ
ットとバケットリンケージ部材とを連結するピンに設置
された第2の負荷検出器とに対して、バケット内計測対
象物の重量およびバケットの自重による負荷が、相互に
反対方向へ作用する。このため、第1および第2の負荷
検出器が計測に適する特定方向に位置する状態を傾斜角
検出器により検出した時点で、第1の負荷検出器より検
出された負荷から、第2の負荷検出器より検出された負
荷と、バケットの自重とを差引くことにより、バケット
内計測対象物の正味の重量を求めることができる。
When the object to be measured in the bucket, such as earth and sand, is taken into the bucket, the first load detector installed on the pin connecting the stick and the bucket is connected to the bucket and the bucket linkage member. The load due to the weight of the object to be measured in the bucket and the weight of the bucket acts in opposite directions to the second load detector installed on the pin. For this reason, when the state in which the first and second load detectors are located in the specific direction suitable for measurement is detected by the inclination angle detector, the second load detector detects the second load from the load detected by the first load detector. By subtracting the load detected by the detector from the weight of the bucket, the net weight of the object to be measured in the bucket can be obtained.

【0014】請求項5に記載された発明は、請求項4記
載の作業機械における負荷重量計測装置において、ピン
の内部に、負荷検出器および傾斜角検出器を設けたもの
である。そして、負荷検出器および傾斜角検出器をピン
と一体的に取扱う。
According to a fifth aspect of the present invention, in the load weight measuring device for a working machine according to the fourth aspect, a load detector and an inclination angle detector are provided inside the pin. Then, the load detector and the tilt angle detector are handled integrally with the pin.

【0015】[0015]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の一形態を図
1乃至図5を参照しながら説明する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS One embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS.

【0016】図5に示されるように、作業機械としての
油圧ショベルは、下部走行体11と、上部旋回体12と、フ
ロント作業機構13とを有する。
As shown in FIG. 5, a hydraulic excavator as a working machine has a lower traveling body 11, an upper swing body 12, and a front working mechanism 13.

【0017】フロント作業機構13は、上部旋回体12にブ
ーム14、スティック15およびバケット16をピン17,18,
19により回動可能に連結するとともに、ブーム回動用シ
リンダ21、スティック回動用シリンダ22およびバケット
回動用シリンダ23をピン24,25,26,27,28によりそれ
ぞれ回動可能に連結し、バケット回動用シリンダ23のピ
ストンロッド29の先端と、スティック15およびバケット
16との間に、バケット角を制御するバケットリンケージ
部材としてのストラップ31およびロッド32をピン33,3
4,35により回動可能に連結したものである。
The front working mechanism 13 connects the boom 14, the stick 15, and the bucket 16 to the upper revolving unit 12 with pins 17, 18,
19, and a boom rotation cylinder 21, a stick rotation cylinder 22, and a bucket rotation cylinder 23 are rotatably connected by pins 24, 25, 26, 27, 28, respectively. Tip of piston rod 29 of cylinder 23, stick 15 and bucket
16 and a strap 31 and a rod 32 serving as bucket linkage members for controlling the bucket angle.
It is connected rotatably by 4, 35.

【0018】ブーム回動用シリンダ21、スティック回動
用シリンダ22およびバケット回動用シリンダ23の各ピス
トンロッドを伸縮することにより、ブーム14、スティッ
ク15およびバケット16を回動する。
The boom 14, the stick 15, and the bucket 16 are rotated by extending and retracting the piston rods of the boom rotation cylinder 21, the stick rotation cylinder 22, and the bucket rotation cylinder 23.

【0019】図2(A)(B)に示されるように、前記
ピン19は、バケット16を支持する腕部材としてのスティ
ック15と、バケット16の背面側に一体的に取付けられた
ブラケット16a とを連結するバケットピンである。この
バケットピン19と、バケット16のブラケット16a に一体
成形されたピン嵌合ボス16b とには貫通穴36,37がそれ
ぞれ穿設されているから、これらの貫通穴36,37にボル
ト38を挿入し、このボルト38にナット39を螺合すること
により、バケットピン19をバケット16のブラケット16a
に固定する。
As shown in FIGS. 2A and 2B, the pin 19 comprises a stick 15 as an arm member for supporting the bucket 16 and a bracket 16a integrally attached to the back side of the bucket 16. Is a bucket pin that connects. Since through holes 36 and 37 are formed in the bucket pin 19 and the pin fitting boss 16b formed integrally with the bracket 16a of the bucket 16, a bolt 38 is inserted into these through holes 36 and 37. Then, by screwing a nut 39 to the bolt 38, the bucket pin 19 is attached to the bracket 16 a of the bucket 16.
Fixed to

【0020】また、図2(A)(B)に示されるよう
に、前記ピン35は、バケット16のブラケット16a とバケ
ットリンケージ部材の一つであるロッド32とを連結する
リンケージピンである。このリンケージピン35も、バケ
ットピン19と同様に、貫通穴36,37に挿入されたボルト
38およびナット39により、バケット16のブラケット16a
に固定する。
As shown in FIGS. 2A and 2B, the pin 35 is a linkage pin for connecting the bracket 16a of the bucket 16 and the rod 32 which is one of the bucket linkage members. This linkage pin 35 is, similarly to the bucket pin 19, a bolt inserted into the through holes 36 and 37.
38 and nut 39, the bracket 16a of the bucket 16
Fixed to

【0021】要するに、バケットピン19およびリンケー
ジピン35は、バケット16と一体に取付けられており、バ
ケット16の回動角はバケットピン19およびリンケージピ
ン35の回動角となる。
In short, the bucket pin 19 and the linkage pin 35 are mounted integrally with the bucket 16, and the rotation angle of the bucket 16 is the rotation angle of the bucket pin 19 and the linkage pin 35.

【0022】このようにスティック15とバケット16のブ
ラケット16a とを連結するバケットピン19の内部に、図
1および図3に示されるように、スティック15の先端部
に掛るN−N軸方向の負荷を計測する第1の負荷検出器
41を設置する。
As shown in FIGS. 1 and 3, a load applied to the tip of the stick 15 in the NN axis direction is provided inside the bucket pin 19 connecting the stick 15 and the bracket 16a of the bucket 16. Load detector for measuring the load
Install 41.

【0023】すなわち、図3(A)(B)に示されるよ
うに、上記バケットピン19の端面より軸方向やや内側位
置にて正方形断面の角形部19a を形成し、この角形部19
a の一側面および反対側面からそれぞれ取付穴42を穿設
し、これらの取付穴42のざぐり底面間に中央壁部42a を
設け、この中央壁部42a の両側のざぐり底面に一対の歪
みゲージを張付けるなどして構成された第1の負荷検出
器41を設ける。
That is, as shown in FIGS. 3A and 3B, a square section 19a having a square cross section is formed at a position slightly inside the end face of the bucket pin 19 in the axial direction.
a, mounting holes 42 are drilled from one side and the opposite side, a central wall 42a is provided between the counterbore bottoms of these mounting holes 42, and a pair of strain gauges are provided on the counterbore bottoms on both sides of the central wall 42a. A first load detector 41 configured by sticking or the like is provided.

【0024】図3(A)に示されるように、一側の負荷
検出器41は鉛直線に対して時計方向に45°の角度で設
け、他側の負荷検出器41は鉛直線に対して反時計方向に
45°の角度で設けると良い。
As shown in FIG. 3A, the load detector 41 on one side is provided at an angle of 45 ° clockwise with respect to the vertical, and the load detector 41 on the other side is positioned at an angle with respect to the vertical. It is preferable to provide at an angle of 45 ° counterclockwise.

【0025】さらに、図3(A)(C)に示されるよう
に、上記バケットピン19の内部に、バケット16の対地角
度を検出する傾斜角検出器43を設置する。この傾斜角検
出器43は、例えば、振子式、ひずみ式などの一般的なも
のを利用する。図3(D)に示されるように、この傾斜
角検出器43により、特定方向(鉛直方向すなわち重力加
速度方向gを特定方向とする)に対する負荷計測用N−
N軸の角度θを検出する。
Further, as shown in FIGS. 3A and 3C, an inclination angle detector 43 for detecting the angle of the bucket 16 to the ground is provided inside the bucket pin 19. As the tilt angle detector 43, for example, a general type such as a pendulum type or a strain type is used. As shown in FIG. 3D, the tilt angle detector 43 detects the load measurement N- in a specific direction (the vertical direction, that is, the direction of gravitational acceleration g is a specific direction).
The angle θ of the N axis is detected.

【0026】また、図1および図4に示されるように、
バケット16のブラケット16a とロッド32とを連結するリ
ンケージピン35の内部に、ロッド32の先端部に掛る負荷
のうち前記傾斜角検出器43により検出されたN−N軸方
向と平行すなわち同一方向であるM−M軸方向の負荷成
分を計測する第2の負荷検出器44を設置する。
As shown in FIGS. 1 and 4,
Inside the linkage pin 35 connecting the bracket 16a of the bucket 16 and the rod 32, the load applied to the distal end of the rod 32 is parallel to the NN axis direction detected by the inclination angle detector 43, that is, in the same direction. A second load detector 44 for measuring a load component in a certain MM axis direction is installed.

【0027】すなわち、図4に示されるように上記リン
ケージピン35にも、バケットピン19と同様に正方形断面
の角形部35a 、取付穴45および中央壁部45a を設け、こ
の中央壁部45a の両側のざぐり底面に一対の歪みゲージ
を張付けるなどして構成された第2の負荷検出器44を設
ける。
That is, as shown in FIG. 4, the linkage pin 35 is also provided with a square section 35a having a square cross section, a mounting hole 45 and a central wall section 45a similarly to the bucket pin 19, and both sides of the central wall section 45a. There is provided a second load detector 44 configured by attaching a pair of strain gauges to the bottom surface of the counterbore.

【0028】前記のようにバケットピン19およびリンケ
ージピン35は、ボルト締結によりバケット16と一体であ
り、バケット16に対し回動しないから、図1に示される
ように、バケットピン19のN−N軸およびリンケージピ
ン35のM−M軸が、相互に平行となるように、かつバケ
ット16のS面に対し垂直となるようにバケット16に固定
する。
As described above, since the bucket pin 19 and the linkage pin 35 are integrated with the bucket 16 by bolting and do not rotate with respect to the bucket 16, as shown in FIG. The axis and the MM axis of the linkage pin 35 are fixed to the bucket 16 so that they are parallel to each other and perpendicular to the S-plane of the bucket 16.

【0029】また、図2(B)に示されるように、前記
バケットピン19およびリンケージピン35の取付穴42,45
は、スティック15またはロッド32と、バケット16のブラ
ケット16a との間に位置するため、バケット16にかかる
負荷を最も検出しやすいピン軸方向位置に負荷検出器4
1,44を設けることができる。
As shown in FIG. 2B, mounting holes 42 and 45 for the bucket pin 19 and the linkage pin 35 are provided.
Is located between the stick 15 or the rod 32 and the bracket 16a of the bucket 16, so that the load detector 4 is located at the position in the pin axis direction where the load applied to the bucket 16 is most easily detected.
1,44 can be provided.

【0030】次に、図示された実施形態の作用を説明す
る。
Next, the operation of the illustrated embodiment will be described.

【0031】バケット16内に土砂などのバケット内計測
対象物を取込んだときに、そのバケット内計測対象物の
重量による負荷を第1の負荷検出器41および第2の負荷
検出器44により計測するのに最適なバケット姿勢を傾斜
角検出器43により検出する。すなわち、図1に示される
ようにN−N軸およびM−M軸が特定方向(鉛直方向す
なわち重力加速度方向)と一致する状態を検出する。
When an object to be measured such as earth and sand is taken into the bucket 16, the load due to the weight of the object to be measured in the bucket is measured by the first load detector 41 and the second load detector 44. The most suitable bucket posture is detected by the inclination angle detector 43. That is, as shown in FIG. 1, a state in which the NN axis and the MM axis coincide with a specific direction (vertical direction, that is, the direction of gravitational acceleration) is detected.

【0032】そして、この図1に示された最適なバケッ
ト姿勢において、第1の負荷検出器41と第2の負荷検出
器44とが検出した値を油圧ショベルに搭載されたマイク
ロコンピュータの演算部に取込み、バケット内計測対象
物の重量による負荷を、積込み作業などと同時に計測演
算する。
Then, in the optimum bucket posture shown in FIG. 1, the values detected by the first load detector 41 and the second load detector 44 are calculated by the arithmetic unit of the microcomputer mounted on the hydraulic shovel. The load due to the weight of the object to be measured in the bucket is measured and calculated simultaneously with the loading operation.

【0033】すなわち、前記図1に示されたバケット姿
勢で、バケット16を支持する腕部材としてのスティック
15の先端部に掛る負荷を、スティック15とバケット16の
ブラケット16a とを連結するバケットピン19に設置され
た第1の負荷検出器41により計測すると同時に、バケッ
ト角を制御するバケットリンケージ部材の先端部に掛る
負荷を、バケットリンケージ部材のロッド32とバケット
16のブラケット16a とを連結するリンケージピン35に設
置された第2の負荷検出器44により計測する。そして、
これらの負荷検出器41,44の計測値からバケット16内に
取込まれたバケット内計測対象物の重量を計測する。
That is, a stick as an arm member for supporting the bucket 16 in the bucket posture shown in FIG.
The load applied to the tip of the bucket 15 is measured by a first load detector 41 installed on a bucket pin 19 connecting the stick 15 and the bracket 16a of the bucket 16, and the tip of a bucket linkage member for controlling the bucket angle. The load on the part is controlled by the bucket linkage rod 32 and the bucket.
The measurement is performed by the second load detector 44 installed on the linkage pin 35 connecting the 16 brackets 16a. And
From the measured values of the load detectors 41 and 44, the weight of the measurement object in the bucket taken into the bucket 16 is measured.

【0034】つまり、図1に示されるようにバケット内
計測対象物の重量W1 とバケット16の自重W2 との合成
重量が、第1の負荷検出器41と第2の負荷検出器44とで
相互に反対方向へ作用するため、第1の負荷検出器41よ
り検出されたN−N軸方向の負荷F1yから、第2の負荷
検出器44より検出されたM−M軸方向の負荷F2yと、バ
ケット16の自重W2 とを差引くことにより、バケット内
計測対象物の正味の重量W1 を求めることができる。
That is, as shown in FIG. 1, the combined weight of the weight W1 of the object to be measured in the bucket and the own weight W2 of the bucket 16 is different between the first load detector 41 and the second load detector 44. , A load F2y in the MM axis direction detected by the second load detector 44 from a load F1y in the NN axis direction detected by the first load detector 41, By subtracting the weight W2 of the bucket 16, the net weight W1 of the object to be measured in the bucket can be obtained.

【0035】この重量演算方法を、図1に基づき具体的
に説明する。
This weight calculation method will be specifically described with reference to FIG.

【0036】バケット16にバケット内計測対象物として
の土砂Dが取込まれると、土砂Dの重量W1 およびバケ
ット16の自重W2 によりバケットピン19に負荷F1 が作
用する。また、バケットピン19を支点とするモーメント
の釣合いにより、リンケージピン35に反力負荷F2 が作
用する。第1の負荷検出器41はN−N軸方向のみの負荷
しか検出しないので、N−N軸方向の負荷F1yを検出
し、同様に第2の負荷検出器44はM−M軸方向のみの重
量による負荷しか検出しないので、M−M軸方向の負荷
F2yを検出する。
When the sediment D as a measurement object in the bucket is taken into the bucket 16, a load F1 acts on the bucket pin 19 due to the weight W1 of the sediment D and the weight W2 of the bucket 16. In addition, a reaction force load F2 acts on the linkage pin 35 by balancing the moment about the bucket pin 19 as a fulcrum. Since the first load detector 41 detects only the load in the NN axis direction only, the first load detector 41 detects the load F1y in the NN axis direction. Similarly, the second load detector 44 detects only the load in the MM axis direction. Since only the load due to the weight is detected, the load F2y in the MM axis direction is detected.

【0037】傾斜角検出器43より検出される角度を常に
監視し、バケット16のS面が地平面に対し水平になった
バケット姿勢のとき、N−N軸およびM−M軸は鉛直方
向を向くので、事実上、第1の負荷検出器41および第2
の負荷検出器44は鉛直方向の重量負荷のみを検出するこ
とになる。
The angle detected by the inclination angle detector 43 is constantly monitored. When the bucket 16 is in a posture where the S surface of the bucket 16 is horizontal with respect to the ground plane, the NN axis and the MM axis are oriented in the vertical direction. So that the first load detector 41 and the second
The load detector 44 detects only the vertical weight load.

【0038】したがって、負荷F1yは、土砂Dの重量W
1 、バケット16の自重W2 および負荷F2yのトータルと
等しいことになる。バケット16の自重W2 は予めわかっ
ており、また鉛直方向の反力負荷F2yは、第2の負荷検
出器44より検出されるので、負荷F1yからバケット16の
自重W2 と鉛直方向の反力負荷F2yとを差引くことによ
り、土砂Dの重量W1 を求めることができる。
Therefore, the load F1y is determined by the weight W of the earth and sand D.
1, which is equal to the total of the weight W2 of the bucket 16 and the load F2y. The own weight W2 of the bucket 16 is known in advance, and the vertical reaction force load F2y is detected by the second load detector 44. Therefore, the self-weight W2 of the bucket 16 and the vertical reaction force load F2y are detected from the load F1y. Is subtracted, the weight W1 of the earth and sand D can be obtained.

【0039】このような演算は、油圧ショベルのエンジ
ンや油圧回路を制御するための制御装置に組込まれた中
央処理装置(以下、CPUという)およびメモリなどに
よって行う。
Such calculations are performed by a central processing unit (hereinafter referred to as CPU) and a memory incorporated in a control device for controlling the engine and the hydraulic circuit of the hydraulic shovel.

【0040】そして、この演算された土砂Dの重量W1
の値は、キャブ内のインスツルメントパネルなどに設け
られた液晶表示装置(図示せず)などの表示器に、積込
み作業を行うごとに加算された積算値で表示すれば、オ
ペレータはダンプトラックへ積込まれた正確な土砂の重
量を常に把握することができる。
Then, the calculated weight W1 of the earth and sand D
Is displayed on a display such as a liquid crystal display device (not shown) provided on an instrument panel or the like in the cab, as an integrated value added each time a loading operation is performed. It is possible to always know the exact weight of the earth and sand loaded on the.

【0041】前記負荷検出器41,44および傾斜角検出器
43は、バケットピン19およびリンケージピン35の内部に
設けたので、運搬、組付けなどにおいて、これらのピン
19,35と一体の部品として容易に取扱うことができると
ともに、作業時は掘削された土砂Dなどから効果的に保
護することができる。
The load detectors 41 and 44 and the tilt angle detector
43 is provided inside the bucket pin 19 and the linkage pin 35.
It can be easily handled as a part integral with 19 and 35, and can be effectively protected from excavated earth and sand D during work.

【0042】また、負荷検出器41,44は、土砂Dおよび
バケット16の重量による負荷が集中的に作用されるバケ
ットピン19およびリンケージピン35の角形部19a ,35a
に取付けたので、歪みなどを感度良く計測することがで
きる。
The load detectors 41 and 44 are provided with square portions 19a and 35a of the bucket pin 19 and the linkage pin 35 to which the load due to the weight of the earth D and the bucket 16 is concentrated.
Since it is attached to the sensor, distortion and the like can be measured with high sensitivity.

【0043】次に、図に示されない本発明の別の実施形
態を説明する。
Next, another embodiment of the present invention not shown in the drawings will be described.

【0044】本発明は、油圧ショベルのみに限定される
ものではなく、バックホーなどの他の作業機械にも適用
できる。特に、請求項1乃至3に記載の発明は、ホイー
ルローダまたはクローラ式ローダなどの、別の作業機構
によりバケットを操作する作業機械にも適用できる。
The present invention is not limited to a hydraulic excavator, but can be applied to other working machines such as a backhoe. In particular, the inventions described in claims 1 to 3 can be applied to a work machine that operates a bucket by another work mechanism such as a wheel loader or a crawler type loader.

【0045】請求項1乃至3に記載の発明は、負荷検出
器41,44の設置箇所が図示されたバケットピン19および
リンケージピン35に限定されるものではなく、例えば、
スティック15の先端部またはロッド32などに歪みゲージ
を張付けたり、バケットピン19とスティック15との間な
どに圧電素子を挟込むなどの構造にしても良い。要する
に、負荷検出器41,44は作業機構中に設けられるもので
あれば別の実施形態でも良い。
According to the first to third aspects of the present invention, the installation locations of the load detectors 41 and 44 are not limited to the illustrated bucket pin 19 and the linkage pin 35.
A structure may be employed in which a strain gauge is attached to the tip of the stick 15 or the rod 32, or a piezoelectric element is sandwiched between the bucket pin 19 and the stick 15. In short, other embodiments may be used as long as the load detectors 41 and 44 are provided in the working mechanism.

【0046】請求項1および2に記載の発明は、必ずし
も第1の負荷検出器41および第2の負荷検出器44の両方
を必要とせず、例えば、一定のバケット姿勢における第
1の負荷検出器41による計測値と、第2の負荷検出器44
による計測値との関係を、種々の負荷にて予め計測し、
その関係を既知データとしてマイクロコンピュータのメ
モリなどに記憶させておけば、いずれか一方の負荷検出
器の計測値から他方の負荷検出器の計測値がわかるの
で、負荷検出器は一つでも良い。
The first and second aspects of the present invention do not necessarily require both the first load detector 41 and the second load detector 44. For example, the first load detector in a fixed bucket posture may be used. 41 and the second load detector 44
The relationship with the measured value is measured in advance with various loads,
If the relationship is stored as known data in a memory of a microcomputer or the like, the measured value of one of the load detectors can be used to determine the measured value of the other load detector, so that only one load detector may be used.

【0047】請求項1に記載の発明は、必ずしも傾斜角
検出器43を必要とせず、例えば、作業機構を構成する各
部材の回動部分にポテンショメータなどの回動角センサ
を取付けた作業機械においては、それらの各部材の回動
角センサにより傾斜角検出器43と同様にバケット16の姿
勢を把握することができる。さらには、オペレータの目
視により一定のバケット姿勢を判定して、負荷検出器に
よる計測値を取込むようにしても良い。
The invention described in claim 1 does not necessarily require the inclination angle detector 43. For example, in a working machine in which a rotation angle sensor such as a potentiometer is attached to a rotation portion of each member constituting a working mechanism. The attitude of the bucket 16 can be grasped in the same manner as the inclination angle detector 43 by the rotation angle sensors of those members. Further, a fixed bucket posture may be determined by visual observation of the operator, and the measured value by the load detector may be taken.

【0048】[0048]

【発明の効果】請求項1記載の発明によれば、作業機械
の作業機構中にバケット内計測対象物の重量による負荷
を計測する負荷検出器を設けた簡便な構造の負荷重量計
測装置であるが、積込み作業においてバケットに取込ん
だ土砂などのバケット内計測対象物の重量を正確かつ即
座に計測でき、正確な積込み重量を把握できるからダン
プトラックなどへの過積載を防止でき、また、出来高管
理などが可能となるとともに、作業機械の作業性を全く
損なうことがなく、従来の重量計測装置を経て土砂など
をダンプトラックなどに積込む場合に比べて作業効率を
向上できる。
According to the first aspect of the present invention, there is provided a load weight measuring apparatus having a simple structure in which a load detector for measuring a load due to the weight of an object to be measured in a bucket is provided in a work mechanism of a work machine. However, it is possible to accurately and immediately measure the weight of the object to be measured in the bucket, such as earth and sand, taken into the bucket during the loading operation, and to know the exact loading weight, thereby preventing overloading on dump trucks, etc. This makes it possible to perform management and the like, and without impairing the workability of the working machine at all, and to improve the working efficiency as compared with a case where earth and sand are loaded onto a dump truck or the like via a conventional weight measuring device.

【0049】請求項2記載の発明によれば、傾斜角検出
器により検出した最も負荷の計測に適するバケット姿勢
で、作業機構中の負荷検出器によりバケット内計測対象
物の重量を正確に計測できる。
According to the second aspect of the present invention, the weight of the object to be measured in the bucket can be accurately measured by the load detector in the working mechanism in a bucket posture suitable for measuring the load detected by the inclination angle detector. .

【0050】請求項3記載の発明によれば、第1の負荷
検出器によりバケットを支持する腕部材の先端部に掛る
負荷を計測するとともに、第2の負荷検出器によりバケ
ット角を制御するバケットリンケージ部材の先端部に掛
る負荷を計測することにより、これらの計測値からバケ
ット内に取込まれているバケット内計測対象物の重量を
正確に計測できる。
According to the third aspect of the present invention, the first load detector measures the load applied to the distal end of the arm member supporting the bucket, and the second load detector controls the bucket angle. By measuring the load applied to the distal end of the linkage member, the weight of the measurement object in the bucket taken into the bucket can be accurately measured from these measured values.

【0051】請求項4記載の発明によれば、傾斜角検出
器によりバケットの対地角度を検出することにより負荷
重量計測用の特定方向を検出し、スティックとバケット
とを連結するピンに設置した第1の負荷検出器により特
定方向のみの負荷を計測するとともに、バケットとバケ
ットリンケージ部材とを連結するピンに設置した第2の
負荷検出器により特定方向のみの負荷を計測することに
より、油圧ショベルの積込み作業におけるバケット内計
測対象物の重量を正確に計測できる。
According to the fourth aspect of the present invention, the specific direction for measuring the load weight is detected by detecting the ground angle of the bucket by the inclination angle detector, and the pin is provided on the pin connecting the stick and the bucket. By measuring the load only in a specific direction by the first load detector and measuring the load only in the specific direction by the second load detector installed on the pin connecting the bucket and the bucket linkage member, The weight of the object to be measured in the bucket during the loading operation can be accurately measured.

【0052】請求項5記載の発明によれば、ピンの内部
に負荷検出器および傾斜角検出器を設けたから、負荷検
出器および傾斜角検出器をピンと一体的に取扱うことが
でき、それらの組付けなどにおける取扱いが容易である
とともに、バケット内計測対象物としての土砂などから
負荷検出器および傾斜角検出器を保護することもでき
る。
According to the fifth aspect of the present invention, since the load detector and the tilt angle detector are provided inside the pin, the load detector and the tilt angle detector can be handled integrally with the pin. In addition to being easy to handle at the time of attachment and the like, the load detector and the inclination angle detector can be protected from soil or the like as a measurement object in the bucket.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明に係る作業機械における負荷重量計測装
置の一実施形態を示す土砂取込み状態の正面図である。
FIG. 1 is a front view of an embodiment of a load weight measuring device in a work machine according to the present invention in a state where sediment is taken in;

【図2】(A)は同上計測装置のバケットピンおよびリ
ンケージピンをバケット側と一体化する構造部分の正面
図、(B)はその側面図である。
FIG. 2A is a front view of a structural part of the measuring device in which a bucket pin and a linkage pin are integrated with a bucket side, and FIG. 2B is a side view thereof.

【図3】(A)は同上計測装置のバケットピン部分を示
す正面図、(B)は(A)のB−B線断面図、(C)は
(A)のC−C線断面図、(D)は重力加速度方向に対
するN−N軸の角度を示す断面図である。
3A is a front view showing a bucket pin portion of the measuring device, FIG. 3B is a cross-sectional view taken along line BB of FIG. 3A, FIG. 3C is a cross-sectional view taken along line CC of FIG. (D) is a sectional view showing the angle of the NN axis with respect to the direction of gravitational acceleration.

【図4】(A)は同上計測装置のリンケージピン部分を
示す正面図、(B)は(A)のB−B線断面図である。
FIG. 4A is a front view showing a linkage pin portion of the measuring device, and FIG. 4B is a sectional view taken along line BB of FIG.

【図5】本発明に係る油圧ショベルの正面図である。FIG. 5 is a front view of the hydraulic shovel according to the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

D バケット内計測対象物としての土砂 11 下部走行体 12 上部旋回体 13 フロント作業機構 14 ブーム 15 腕部材としてのスティック 16 バケット 17〜19,24〜28,33〜35 ピン 31,32 バケットリンケージ部材としてのストラップ
およびロッド 41 第1の負荷検出器 43 傾斜角検出器 44 第2の負荷検出器
D Sediment as the object to be measured in the bucket 11 Lower traveling structure 12 Upper revolving structure 13 Front working mechanism 14 Boom 15 Stick as arm member 16 Bucket 17 to 19, 24 to 28, 33 to 35 Pin 31, 32 As bucket linkage member Straps and rods 41 First load detector 43 Tilt angle detector 44 Second load detector

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 作業機構によりバケットを操作する作業
機械において、 作業機構中に設けられたバケット内計測対象物の重量に
よる負荷を計測する負荷検出器を具備したことを特徴と
する作業機械における負荷重量計測装置。
1. A work machine for operating a bucket by a work mechanism, comprising: a load detector provided in the work mechanism for measuring a load due to the weight of an object to be measured in the bucket. Weight measuring device.
【請求項2】 作業機構によりバケットを操作する作業
機械において、 作業機構中に設けられたバケット内計測対象物の重量に
よる負荷を計測する負荷検出器と、 バケット内計測対象物の重量による負荷の計測に適する
一定のバケット姿勢を検出する傾斜角検出器とを具備し
たことを特徴とする作業機械における負荷重量計測装
置。
2. A work machine for operating a bucket by a work mechanism, comprising: a load detector provided in the work mechanism for measuring a load due to the weight of the measurement object in the bucket; A load angle measuring device for a work machine, comprising: a tilt angle detector for detecting a fixed bucket posture suitable for measurement.
【請求項3】 負荷検出器は、作業機構にてバケットを
支持する腕部材の先端部に掛る負荷を計測する第1の負
荷検出器と、作業機構にてバケット角を制御するバケッ
トリンケージ部材の先端部に掛る負荷を計測する第2の
負荷検出器とを有することを特徴とする請求項1または
2記載の作業機械における負荷重量計測装置。
3. A load detector comprising: a first load detector for measuring a load applied to a tip of an arm member supporting a bucket by a work mechanism; and a bucket linkage member for controlling a bucket angle by the work mechanism. The load weight measuring device for a working machine according to claim 1, further comprising a second load detector that measures a load applied to the distal end portion.
【請求項4】 下部走行体と、上部旋回体と、この上部
旋回体にブーム、スティックおよびバケットをピンによ
り順次回動可能に連結するとともにスティックとバケッ
トとの間にバケット角を制御するバケットリンケージ部
材をピンにより回動可能に連結したフロント作業機構と
を有する作業機械において、 スティックとバケットとを連結するピンに設置され特定
方向のみの負荷を計測する第1の負荷検出器と、 バケットの対地角度を検出することにより負荷計測用の
特定方向を検出する傾斜角検出器と、 バケットとバケットリンケージ部材とを連結するピンに
設置され傾斜角検出器により検出された特定方向のみの
負荷を計測する第2の負荷検出器とを具備したことを特
徴とする作業機械における負荷重量計測装置。
4. A bucket linkage for connecting a lower traveling structure, an upper revolving structure, a boom, a stick, and a bucket to the upper revolving structure so as to be sequentially rotatable by a pin, and controlling a bucket angle between the stick and the bucket. A work machine having a front working mechanism in which members are rotatably connected by pins, a first load detector installed on a pin connecting a stick and a bucket to measure a load only in a specific direction, and a ground surface of the bucket. An inclination angle detector that detects a specific direction for load measurement by detecting an angle, and a load that is installed on a pin connecting a bucket and a bucket linkage member and that detects a load only in a specific direction detected by the inclination angle detector. A load weight measuring device for a working machine, comprising: a second load detector.
【請求項5】 ピンの内部に、負荷検出器および傾斜角
検出器を設けたことを特徴とする請求項4記載の作業機
械における負荷重量計測装置。
5. The load weight measuring device for a working machine according to claim 4, wherein a load detector and an inclination angle detector are provided inside the pin.
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