JPS5938434A - 作業機械の作業量表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、建設機械等の作業機械が作業を行なったとき
、その作業の作業量を表示する作９Ｍ４械の作業Ｌ（表
示装置に関する。

作業機械がある一定期間、例えは−日作業を行なった場
合、その作業機械の作業員の労働飯、機械の疲労度、そ
の他槁々の事項をチェックする必要上その作業量がどの
程度であるかを知ることはきわめて旗要なことである。

このような作業機械の作業内容は当然その作業機械によ
りそれぞれ異なるものである。そこで、作業機械として
油圧ショベルを例示してその作業内容を説明する。

第１図は油圧ショベルの概略構成の側面図、第２図は油
圧ショベルの作業を説明するための平面図である。

第１図および第２図で、ｌは油圧ショベルを示し、２は
その下部走行体、３は上部旋回体、３ａは旋回装置、４
は上部旋回体に取付けられるフロント機構である。７０
ント＠構４はブーム５１アーム６、パケット７より成る
。８はブーム５を俯仰させるブームシリンダ、９はアー
ム６を揺動させるアームシリンダ、１０はパケット７を
回動さぜるパケットシリンダである。

このような油圧ショベルにおける典型的な作業内容を第
２図により説明する。第２図で１１は土砂等を運搬する
ダンプトラック、Ｅは地面における掘削部を示す。掘削
部Ｂを掘削するためオペレ−タはパケット７の先端を掘
削点に位置せしめ、アーム６およびパケット７を操作し
て掘削を行なうとともに掘削した土砂をパケット７に取
り入れ１プーム５を上昇しながら旋回装置３αを駆動し
て上部旋回体３を旋回させ、ダン７トラツク１１上でバ
クット７内の土砂を放出し、再びプーム５を下問トさせ
ながら上部旋回体３を旋回させてパケット７の先端を掘
削点に戻し次の掘削作業を行なう。

従来Ａ上述した油圧ショベルの作業のような作業機械の
作業量を知るためには、専ら燃料ゲージによる燃料消費
量が目安として用いられていた。

しかし、作業機械においては、作業機械が実作業状態に
ある場合のみならず非作業状態にある場合、例えば前記
油圧ショベルでは単に走行して作業位置を変更する場合
においても燃料を消費するものであり一燃料消費景と実
作業量は必ずしも一致せず、燃料消ｇ１．量に基づいて
作業量を正確に把握することはできないという欠点があ
った。さらに、従来の手段では燃料ゲージの目盛の目読
によるため、作業開始時における燃料量の記録およびこ
の燃料量から作業終了時における燃料量の減算操作が必
要であり面倒であるうえ、減Ｗ操作の結果書られる数値
はあくまで魅刺消１１が、であり、作業量を直裁に指示
するもの′１２はないという欠点もあった。

本発明の目的（ま、上記従来の欠点を除き、作業機械の
作業量を正確に、かつ、把握し易い闇として表示するこ
とができる作業機械の作業量表示装置を提供するにある
。

この目的を達１戊するため、本発明は、作業機械の作朶
部の１１１作を検出し、この動作が予め定められた所定
の作業パターンと一致するか否かを判断し、一致する毎
にその回数又は適宜の値を積算してゆき、この積算され
た値又はその館に応じた値が表示部に表示されるように
したことを特徴とする。

以下、本発明を図示の実施例に基づいて詳細に説明する
。

第３図は本発明の実施例に係る油圧ショベルの掘削作業
量表示装置のブ四ツク図を示すものである。図で、］２
は第１図に示す油圧ショベルの旋回装ｒｌｔ３α、プー
ム５、アーム６、パケット７の作動状態を検出し、その
状態に応じて信号を出力する作動状態検出部、１３は作
動状態検出部１２からの信号を入力し、それらの信号が
掘削作業パターンに一致したか否かを判断し、一致する
毎に信号を出力し又はその回数を積算してゆくコントロ
ーラ、１４はコントローラ１３から信号が出力された回
数又はコントローラ１３において積算された回数を表示
し、あるいはその回数に乱づいて抑削土ｉｔを表示する
表示部である。これら作動状態検出部１２、コントロー
ラ１３、表示部１４の詳細について説明する前に、油圧
ショベルの掘削作業の内容について第４図のタイムチャ
ートを参照しながら説明する。

油ＩＩトショベルの掘削作業は、さきに油圧ショベルの
典型的な作業例として概略説明したとおりであるが、こ
こでは第４図のタイムチャートを参照してさらに詳細に
説明する。まず、オペレータの操作ｒよりアーム６がク
ラウド状態となり　（作動状態検出部１２で検出される
アーム・クラウド状態の信号を信号Ａ１とする。）、ひ
き続いてパケット７もクラウド状態となる（パケット・
クラウド状態の信号を信号Ｃ１とする。）。通常、掘削
には少なくとも時間Δｔ１を要するものとすると、アー
ム・クラウドおよびパケット・クラウドの面状態が同時
に時間Δｔ８以上継続したときに（即ち、信号Ａ、、Ｃ
，が同時に時間Δｔ１存在したときに）掘削が行なわれ
たとみることができる。この油圧ショベルの状態が、第
４図（ｅ）の伏Ｍｌで表わされている。掘削が終了する
と先づプーム５の上昇が始まるが図示の場合はこれと同
時に第４図（Ｃ）に示すようにパケット７が土砂積み過
ぎのため単時間ダンプ状態とされる。前記プーム５の上
昇（プーム上昇の信号を信号Ｂｌとする。）に続いて旋
回体３がダンプトラック１１の方へ右旋回する（旋回体
右旋回の信号を信号８にとする。）。通常、アーム５を
上昇しなからダン７トラツク１１まで旋回体３を旋回す
る動作は少なくとも時間Δｔ！を要するものとすると、
　旋回とブーム上動作が同時に時間Δｔ２継続したとき
（信号Ｂ、　、　８１が同時に時間Δｔ２存在したとき
）、旋回・ブーム上げが行なわれたとみることができる
（第４図（ｅ）の状態■）。図示の場合旋回・ブーム上
げが行なわれた後、第４図（ｄ）に示すように、旋回し
過ぎのため旋回体３が僅かに左旋回される。パケット７
がダンプトラック１１上に到達すると、まずアーム６が
ダンプ状態（信号Ａｘ）とされ、続いてパケット７もダ
クプ状態（信号Ｃｍ）とされる。

状態１．Ｉｌの場合と同じく、両状態が同時に時間Δｔ
、継続したとき放土が行なわれたとみることができる（
第４図（ｅ）の状態Ｉｌｌ　）。次いで、アーム６とパ
ケット７がクラウド状態とされた後、パケット７の先端
を掘削点に戻すべく、ブーム５を下げ（信号Ｂ２）なが
ら旋回体３を左旋回（信号Ｓりする。状態１．ＩＩ、Ｈ
の場合と同じく、ブーム下げと左旋回が同時に時間Δｔ
４継続したとき戻りの動作が行なわれたとみることがで
きる（第４図（ｅ）の状態■）。以上が油圧ショベルの
掘削作業における１回の掘削で採られる動作である。

次に、第３図に示される作動状態検出部１２の構成につ
いて説明する。第５図乃至第７図はいづれも作動状態検
出部１２の具体例を示すものである。

まず、第５図に示す具体例について説明すると、図で、
１５は旋回体３、ブーム５、アーム６、パケット７を操
作するためのレバー、１６はレバー１５の操作に応じて
これらを駆動する旋回装＠３ａ１プームシリンダ８、ア
ームシリンダ９、パケットシリンダ１０への圧油の供給
を制御するコントロールバルブ、１７はコントロールパ
ルプ１６に連結されたリンク、１８はレバー１！Ｍ７’
）動キヲリンク１７に伝達するレバー機構部である。１
９はリンク１７の中途に設けられたカム％２０（Ｌ。

２０ｂはカム１９により開閉されるマイクロスイッチで
ある。レバー１５を右又は左方向に操作すると、マイク
ロスイッチ２０ＣＬ又はマイクロスイッチ２０ｂが閉と
なり、これにより第４図（α）〜（ｄ）に示す信号Ａ１
　ｍ　！”ｌ　＊　Ｂｌ　ｒ　０２　＊　ＣＩ　＋　”
２＊Ｓ、、Ｓ、が得られる。

次に第６図に示す具体例について説明する。１５は第５
図に示すものと同じレバー、２１はレバー１５の操作に
応じて作動するパイロットパルプ、２２は旋回装置３α
、ブームシリンダ８、アームシリンダ９、パケットシリ
ンダ１０への圧油の供給を制御するフントロールバルブ
であり、パイロット圧により作動する。２３はパイロッ
トバルブ２１とフントロールパルプ２２を連絡する管路
でアリ、フン）ｔｆｆ−ルバルブ２２にパイロット圧ヲ
伝達する。２４α、２４ｂは両管路２３の中途に設けら
れた圧力スイッチであり、それぞれの管路２３の圧力が
一定値以上になるとスイッチを閉じる。レバー１５を右
又は左に操作するといずれかの管路２３に圧力が生じ、
圧力スイッチ２４α又は圧力スイッチ２４ｂが閉じて第
４図（α）〜（ｄ）に示す各信号が得られる。

第７図および第８図はブーム５０作動状態を検出する具
体例を示す図である。第７図において、５はブーム、８
はブームシリンダ、２５はブームシリンダ８の動きに連
動する変位計である。ブームシリンダ８の移動によるブ
ーム５のとげ下げの状態が変位計２５で判別できるので
、変位計２５の位置に応じて第４図（α）に示す信号＋
３．又は信号Ｂ、が得られる。相８図において、２６は
ブーム５の回転角を検出する回転角検出センサである。

ブーム５０回転角によりブーム５の上げ下げの状態が判
るので、回転角検出センサ２６で検出された角度に応じ
て第４図（α）に示す信号Ｂ１又は信号Ｂ、が得られる
。これら変位計２５又は回転角検出センサ２６は、アー
ム６、パケット７に対しても同様に用いることができる
。

次に、第３図に示すコントローラ１３の構成について説
明する。

第９図はコントローラ１３の一具体例を示すブロック図
である。２７α、　２７　ｂ　、　２７　Ｃ、２’７ｄ
はそれぞれ論理素子、２８α、２８ｂ、２８Ｃ。

２８ｄはそれぞれタイマ素子、２９はカウンタ回路であ
る。論理素子２７αは第４図（ｅ）の状態■を構成する
信号Ａ、　、　Ｃ，を作動状態検出部１２から入力し、
信号Ａ１．ＣＩが同時に入力したときのみ出力を生じる
。この出力はタイマ素子２８ＣＬに入力され２）が、タ
イマ素子２８ｃＬは遅延時間Δ１、を有し、入力が時間
Δｔ１継続した後はじめて出力を発生する。タイマ素子
２８αの出力は論理素子２７ｂを作動状態とする。論理
素子２７ｂは第４図（ｅ）の状態１１を構成する信号Ｂ
Ｉ、Ｊを作動状態検出部１２から人力するが、タイマ素
子２８（ＩＬの信号により駆動状態にあり、かつ、信号
Ｂ、、８．が同時に入力したときのみ出力を生じる。タ
イマ素子２８ｂは遅延時間Δｔ２を有し、論理素子２７
ｂからの入力が時間Δ１１継続した後はじめて出力を生
じ、論理素子２７Ｃを作動せ態とする。論理素子２７Ｃ
は第４図（ｅ）の状態■を構成する信号Ａ２．　Ｃ，を
作動状態検出部１２から入力し、それが作動状態にあり
、かつ、信号Ａ、　、　Ｃ，が同時に入力したときのみ
出力を生じる。

タイマ素子２８Ｃは遅延時間Δｔ、を有し、入力が時間
Δｔ、継続したときに論理素子２７ｄを作動状態にする
出力を生じる。論理素子２７ｄは第４図（ｅ）の状態■
を構成する信号Ｂ、、８２を作動状態検出部１２から入
力し、それが作動状態にあり、かつ、信号Ｂ、　、　Ｃ
，が同時に入力したときのみ出力を生じる。タイマ素子
２８ｄは遅延時間Δｔ４を有し、入力が時間Δｔ４継続
したときに出力を生じる。なお、タイマ素子２８ｂ　、
２８Ｃ。

２８ｄから出力があったとき、それぞれｌＧｉ＋段のタ
イマ素子２８α、２８ｂ、２８Ｃの出力信号は解除され
る。タイマ素子２８ｄがらの出力番：ｔカウンタ回８２
９に入力され、前回計数されていた値に１を加える。以
上説明したように、論理素子２７α〜２７ｄ１タイマ素
子２Ｂ（Ｚ〜２８ｄは一連の掘削作業パターンが実行さ
れたか否がを判断するものであり、これが実行されたと
きのみカウンタ回路２９に１が加えられる。したがって
、カウンタ回路２９には掘削作業の回数が積算されてい
ることとなる。

第１０図は第３因に示すコントローラ１３の他の具体例
を示すブロック図である。第１０図で３０はマイクロプ
ロセッサユニｙ　）　（ＭＰＵ）　、３１はリードオン
メモリ　（ＲＯＭ）　、３２はランダムアクセスメモリ
　（ＲＡＭ）であり、これらでマイクロコンピュータが
構成されている。Ｍ　Ｐ　ＴＪ　３０はＲＯＭ　３１に
記憶されたプログラムにしたがって必要な演算や制御を
行なう機能を有する。ＲＯＭ　３１　Ｇ−１マイクロコ
ンピユータの種々の処理に必要なプログラムを記憶した
記憶装置、ＲへＭ３２は外から取入れられた信号又は演
算結果などを記憶する記憶装置である。３３はマルチプ
レクサやＡ／Ｄ変換器等を含む外部信号の入力部、３４
はＤ　／　Ａ　変換器等で構成され、マイクロコンピュ
ータの演算結果を出力する出力部であＺ）。

このコントローラの動作を第１１図に示すフローチャー
トを参照しながら説明する。まず、ＲＯＭ３１のプログ
ラムにしたがい、ＭＰＵ３０が作動して作動状態検出部
１２からの信号Ｂ、　、　Ｂ、　。

ＡＩ　ｅ　Ａｌ　、ＣＩ　　＊　Ｃ２、”ｌ　＊　ｓ、
を順次読み込む（第１のステップ。以下、各ステップを
８１．Ｓ■、・・・・・・・・・で示す。）。これら信
号のうち、信号Ａ、と信号Ｃ１が同時に時間Δｔ、だけ
継続して存在しているか否か判断する（８ｎ）。否であ
ればステップＳＩＫ戻り、再度前記各信号の読み込みを
行なう。［１号Ａ１と信ｆＣ＋が同時に時間Δｔ。

たけ継続してイ芋荘している、即ち、第４図（ｅ）の伏
１ルＩが存在したと判断した場合は再び各信号を読み込
み（ＳＩＩｌ）、今度は信号Ｂ１と信号Ｓ１が同時に時
間Δｔ２だけ継続して存在した（状態■が存在した）か
否かを判断する（ＳＩＶ）。否の場合はＩ！ｉ１段のス
テップ８１の動作に戻る。状態１１が存在している場合
ね再び各信号を読み込み（ｓｙ）、信号Ａ２と信＠Ｃ２
が同時に時１１ｊｊΔｔ、たけ継続して存在した（伏７
ａｔ　Ｉｌｌが存在した）か否かを判断する（８Ｖｌ）
。否であれは前段のステップＳＶへ戻り、状態■がイｆ
在した場合は再び各信号を読み込み（ＳνＩＩ）、信号
Ｂ２と信号Ｓ、が同時に時間Δｔ４だけ継続して存在し
た（状態■が存在した）か否かを判断する（Ｓ■）。否
であれは前段のステップｓ　Ｖｌｌへ戻り、状態１’／
が存在した場合は表示部１４における罰則回数表示を＋
１する（８Ｎ）。

これら一連の動作はコントローラが作動状態にある間繰
り返えされる。表示部１４の表示を＋１した回数に変更
する信号は出力部３４を経て取り出される。以上説明し
たように、ステップ８１〜Ｓ■の動作は一連の掘削作業
ノくターンが実行されたか否かを判断するものであり、
これが実行されたときのみ表示部１４の表示が、それま
で表示されていた回数に１を加えた値に変更されること
となる。

次に、第３図に示す表示部１４の構成について説明する
。

第１２図は表示部１４の正面図を示すものであり、３５
は表示面、３６はモード切換スイ゛ンチ、３７はリセッ
トスイッチである。表示面３５の表示素子は液晶、発光
ダイオード等の素子が用ｌ／）られる。表示部１４は表
示用・駆動回路を有し、コントローラ１３が第９図に示
すような構成の場合はカウンタ回路２９の値を常に入力
し、これに相当する値を表示部・動回路により表示素子
を駆動して表示面３５に表示する。又、コントローラ１
３が第１０図に示すような構成の場合、表示は出力部３
４からの信号が入力する毎に１つ増加した数に変更され
る。ところで、掘削作業においては、単に掘削回数だけ
でなく、掘削した土砂の量を知りたし）場合もある。こ
の場合、−回の掘削により掘削される土砂の量は、パケ
ット７の大きさによりその概略の量が定まっている（例
えば０．２　ｓ　７ｒｔ等のように）。そこで、表示部
１４内に、表示された回数に前記の概略の量を乗する乗
算器を設けておき、回数にこの量を乗算ずれは掘削した
土砂の鼠を直接表示面３５に表示することができる。モ
ード切換スイッチ３６はこのために設けられたスイッチ
であり、これを操作することにより、掘削回数および掘
削した土砂の量のいずれかを選択的に表示することがで
きる。リセットスイッチ３７は表示向３５の表示をゼロ
にクリアするスイッチである０なお、以上は油圧ショベ
ルの掘削作業Ｖ）作業部の表示についての説明であるが
、油圧ショベルの作業は掘削作業以外０）ものもあり、
その場合の作業量の表示は、その作業に特有の作業ノく
ターンを予め設定しておくことにより同様に行なうこと
ｈｌできる。又、作業パターンを複数設定しておき、油
圧ショベルの作業にしたがって作業パターンを自動的に
又は手動で選択するようにしておくことができる。さら
に、掘削作業の場合、−回の撰削作柴終了毎にカウンタ
回路に加算する数又は変更すべき表示の数を一回に掘削
される土砂の概略の量とすることもできる。この場合、
掘削回数は除算により得られる。

このように、本実施例では、予め油圧ショベルノ掘削ハ
ターンを設定しておき、各アクチュエータの動きがこの
掘削パターンと一致したとき数値１を加算してゆくよう
にしたので、掘削作業の回数を正確に表示することがで
き、又、掘削した土砂の景をも知ることが７きる。

なお１以との実施例は油圧ショベルの掘削作業について
述べたが、これに限ることはなく、その他の種々の作業
機械の種々の作業に適用することができる。又、作業時
間も限定された期間例えば−日等に限ることはなく、適
宜の記憶装置とそのバックアップ電源を設けることによ
り任意の期間を選定することができる。

以上述べたように、本発明では、予め作業機械の作業パ
ターンを設定しておき、その作業機械の作業部の動作と
作業パターンとが一致しているか否かを判断し、一致す
る毎にその作業量を積算して表示するようにしたので、
作業機械の作業域を正確に表示することができ、かつ、
把握し易い任意の単位の量として表示することができる
。

【図面の簡単な説明】

第１図は油圧ショベルの概略構成の側面図、第２図は油
圧ショベルの掘削作業時の平面図、第３図は本発明の実
施例に係る油］」−ショベルの掘削作業量表示装置のブ
ロック図、第４図は油圧ショベルの掘削作業のタイムチ
ャート、第５図、第６図。 第７図および第８図はそれぞれ第３図に示す作動状態検
出部の具体例を示す概略構成図、第９図および第１０図
はそれぞれ第３図に示すコントローラの具体例を示すブ
ロック図、第ｉｉ図は第１０図に示すコントローラの具
体例の動作を説明するフローチャート、第１２図は第３
図に示す表示部の正面図である。 １・・・・・・油圧ショベル、３・・・・・・上部旋回
体、３ａ・・・・・・旋回装置、５・・・・・・ブーム
、６・・・・・・アーム、７・・・・・・パケット、１
２・・・・・・作動状態検出部、１３・・・・・・コン
トローラ、１４・・・・・・表示部、１５・・・・・・
Ｌ／　バー、１６・・・・・・コントロールバルブ、１
７・・・・・・リンク、１９・・・・・・カム、２０ａ
、２０ｂ・・・・・・マイクロスイツヂ、２１・・・・
・・パイロットバルブ、２２・・・・・・フントロール
バルブ、２３・・・・・・’ｔｌＬ２４α、２４ｂ・・
・・・・圧力スイッチ、２５・・・・・・変位計、２６
・・・・・・回転角検出センサ、２７ａ〜２７ｄ・・・
・・・論理赤子、２８α〜２８ｄ・・・・・・タイマ素
子、２９・・・・・・カウンタ回路、３０・・・・・・
ＭＰＬＩ、３１・・・・・・１１．ＯＭ、３２・・・・
・・ＲΔＭ１３３・・・・・・入力部、３４・・・・・
・出力部、３５・・・・・・表示面、３６・・・・・・
モード切換スイッチ。 代　理　人　弁理士　武　　順次部（ほか１名第１４図 第２図 第３図 第４図 ｌ 第５図 どど 第１／因 第１２図 詔

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 作業機械の作業時に駆動される作業部と、この作業部の
   動作を検出する検出手段と、この検出手段により検出さ
   れた動作が予め定められた作業パターンと一致するか否
   かを判断する判ＩＱ「手段と、この判断手段により一致
   したことが検出されたとき前記作業パターンの作業に関
   連した数値を加勢してゆく手段と、この加算された数値
   に応じた値を表示する表示部とを備えたことを特徴とす
   る作業機械の作業Δ１表示装置。