JPS5975123A - 積載重量計測装置 - 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】 この発明はパケットローダ等の積込機におけるパケット
内の積荷重ｔＶ目動計測するための装置に関する。

パケットローダの積荷重口な計測するために、パケット
リフトアップ時のリフトシリンダ油圧な検出し、その検
出油圧力に基づくマイクロコンピュータの演算処理によ
ってパケット内の正味積荷重置ヲ算出するようにしたシ
ステムは既に開発されている。

このシステムの場合、パケットが高い位置にあるときの
計量には有効であるが、パケットが地上付近の低い位置
にあるときは、該パケットの引起しくチルトバック）や
車軸加速による積荷の動向型に起因して前記リフトシリ
ンダの油圧に変動が生じるため、積荷の正確な計量が極
めて困難になる。従って、パケット低位置での正確な積
荷計量は車輌乞完全停止させれば可能であるが、しかし
、一般の積込作業においてパケット内への荷役積込後に
車輌乞停止させ、かつ該パケットが完全静止状態になる
のを待って積荷を計量するのでは作業性が著しく低下す
る結果となる。また、現行の積荷計量の場合、該積荷の
重心位置を実機装着時のキャリブレーションにより校正
しているが、性質の異なる積荷で重心位置が校正時の位
置より異なった際、計算値に誤差が生じる。

この発明は上記事情に鑑みてなされ、その主目的は、パ
ケットおよび該パケット積荷の動荷重の影響馨弓及的に
なく丁こと、および理論的に積荷重心位置も含めた計測
値で計算することにより、該積荷の計量精度を大幅に向
上させ得るようにした信頼性の高い荷役積載重量計測装
置？提供するにある。

この発明のまたの目的は、パケットの高低位置乞問わず
に該パケット内の積荷重ｔＶ車軸走行中においても高精
度計測できる荷役積載重量計測装置を提供するにある。

この発明の他の目的は、パケット積込作業性および該作
業管理等の同上に大きく寄与する荷役積載重量計測装置
な提供するにある。

この発明は上記各目的？達成すべく、パケットヒンジビ
ンの部分またはリフトアーム等のひずみ？検出し、該ひ
ずみに基づいてパケット内の正確な積荷重置が算出でき
るようにしたことを特徴とする。

以下、この発明の好適実施例な図面に基づいて説明する
〇 まず、第１図において、１は荷役積込用のローダパケッ
トであり、その支持機構２は、先端部に前記パケット１
がヒンジビンＰで枢支されて図示省略のリフトシリンダ
で駆動されるリフトアーム３と、パケット１ぞ図示省略
のチルトシリンダに連動させるためのチルトリンケージ
４と？備えた周知構成になっている。

ヒンジビンＰは第２図で一層詳細な如くり７トアーム３
先端のビン孔にベアリング５を介して貫挿されている。

ベアリング５の端部外周には断面半円弧状の環状溝６が
設けである。

この環状ｆＲ６の円弧底面には、第８図と第４図で更に
一層詳細な如く該溝幅方向に定間隔で隣合い且つ溝周り
方向にも定間隔で列する複数のストレンゲージＡＩ、Ｂ
１〜Ａ４．Ｂ４のそれぞれが張り付けである。

これらのストレンゲージは、パケット１の自重と該パケ
ット内の積荷荷重とに起因したベアリング５のひずみ値
？検出する。

即ち、パケット１が荷役を積込むと、該積荷重量とパケ
ット自重との総荷重Ｗによってベアリング５の端部には
せん断力Ｆが作用し、これによって該ベアリングの環状
溝６の円弧底部には応力が集中する。

このため、該溝６内におけるストレンゲージＡ１〜Ａ４
の列装域には引張ひずみが、かつストレンゲージＢ１〜
Ｂ４の列装域には圧縮ひずみがそれぞれ発生する。それ
らのひずみ量？それぞれのストレンゲージＡ１〜Ａ４と
Ｂ１〜Ｂ４が検出する。

これらのストレンゲージは第５図の如＜　Ａ／Ｄ変換器
７を介して荷役重量演算手段８に検出値信号を伝送する
。

また、該手段８は前記ヒンジピンＰの高さ検出用センサ
９からの信号なも入力するようになっている。該センサ
９は、リフトシリンダのストロークまたはり７トアーム
３のヒンジピンＰの廻すの回転角？検出して該ヒンジピ
ンの高さ？計測するようになっている。

かかる演算手段８はｌＲＯＭ１０と出力機器１１とを備
えたマイクロコンピュータからなっている。

ＲＯＭＩＱには、前記総荷重Ｗの演算式やその他の必要
データ等が予め記憶させである。

即ち、第１図の如く積荷終了後のパケット１？一杯に引
起した状態において、該パケット自重と積荷重量との総
荷重ＷはヒンジピンＰとチルトリンケージ４とで保持さ
れている。

このため、第１図において、Ｆ、Ｆ、、Ｗの関係は次式
で示される。但し、（Ｆ・・・合成荷重、Ｆ、・・・分
力荷重、Ｗ・・・前述の総荷重、１１・・・パケットヒ
ンジビンＰとパケット積荷重心との距離、１２・・・前
記ヒンジピンＰとチルトリンケージ４先端部のヒンジピ
ンとの距離、α、β、θ・・・角度）とする。

Ｆｌ・７２　＝　Ｗ　”　Ａ！Ｉ　、　　ノ＝　Ｖ、　
＋　ＷＷ＝Ｆ−ＣＯＳ（β−θ）　−ＲｃＯｓ　（β−
α）また、前記総荷重Ｗは次式によって求めることもで
きる。

Ｗ＝　　Ｆ”＋Ｆ’、−２１ｚＦ、ｃｏ８（θ−α）・
・・・・・（２）θ−α＝（β−α）−ｒ 従って、ＲＯＭ１０には上記演算式（１）　ｌ　（２）
のいずれかが記憶される。

演算式（１）の場合、α角とβ角はヒンジピンＰの高さ
で一義的に決まり、かつ、その高さは前述の如くリフト
シリンダのストロークまたはリフトアーム６のヒンジピ
ンＰの廻りの回転角によって計測できる。このため、前
記合成荷重Ｆの値とその作用方向（θ角）およびパケッ
トヒンジビンＰの高さな計測子れば前記総荷重Ｗな求め
ることができる。

この場合のＦ値とθ角は前述のストレンゲージＡ１．Ｂ
ｌ〜Ａ４　、Ｂ４による歪計測の結果によって求めるこ
とができる。

換言すると、合成荷重Ｆによって前記ベアリング５の端
部に作用するせん断力の分布は第４図の如く一定なため
、該せん断力に起因してベアリング端部の環状溝６の底
部に生じる引張ひずみと圧縮ひずみを、互に隣合うスト
レンゲージＡ１．　Ｂ１−Ａ４　、Ｂ４のそれぞれによ
って計測すれば、該計測結果より前記Ｆ値とθ角とを求
め得る。

一方、演算式（２の場合は、チルトリンケージ４に作用
する荷重Ｆ１とパケットヒンジビンＰに作用する合成荷
重Ｆおよび該ヒンジピンの高さ乞計測することによって
前記総荷重ｗ７求め得る。

斯くして、ストレンゲージＡｉ、Ｂｉ〜Ａ４゜Ｂ４およ
びパケットヒンジビン高さ検出センサ９からの信号？入
力した演算手段８は、ＲＯＭ１Ｑから演算式（１）また
は（２）？呼出し、該呼出式に基づいた演算処理な行な
って総荷重ｗ２算出すると同時に、この総荷重Ｗからパ
ケット１の自重を減算することにより該パケット内の正
味積荷重量？算出てる。その結果の信号を出力機器１１
が入力することによって、該機器は前記積荷重量の表示
と記録を行なう。

従って１図示例の出力機器１１はディジタル表示器１１
Ａとプリンタ１１Ｂとからなっている。

第６図および第７図の実施例では、中空なパケットヒン
ジピンＰＩす用い、該ヒンジピンの内周面に断面半円弧
状の環状内溝６′を設け、その溝底部にストレンゲージ
Ａｉ、Ｂ１〜Ａ６　、Ｂ（Ｓ馨張り付けている。

この場合、環状内溝６１は、パケット１に一体のブラケ
ット１′のボス部とり７トアーム３のボス部との相互間
にてせん断力乞うげる中空ヒンジピンＰの断面に沿って
該ピンの内周面に形成される。

一方、各ストレンゲージＡ１．Ｂ１〜Ａ（５、Ｂ５は、
前実施例の場合と略同じ配列構成にして張り付けられる
。

この実施例の場合、第６図中に矢印Ｆ／２で示すせん断
力が作用すると、同図中における環状内溝６１内のスト
レンゲージＢ１．Ａ４の張付部には引張ひずみが、かつ
、これらに隣合うストレンゲージＡ１．Ｂ４の張付部に
は圧縮ひずみが発生するため、それらのひずみを前記各
ストレンゲージＢ１、Ａ４とＡｉ　、Ｂ４のそれぞれが
検出する。

それらの検出値信号？第５図中の演算手段８が入力して
演算処理することにより、前実施例の場合と同じくパケ
ット１内の正味積荷重量が算出され、かつ、その表示と
記録が遂行される。

第８図〜第１θ図に示す更に別の実施例では、リフトア
ーム３のひずみな検出するようにしている。

この場合、リフトアーム３の先端側にヒンジピンＰの近
傍で縦方向に延在して上下端が半円弧状に形成されたス
リット１２な設け、その半円弧面に複数のストレンゲー
ジＡ、Ｂ、Ｃを定間隔で張付けている。

斯＜ｔ、て、リフトアーム６にスリット１２の長手方向
へ沿ったせん断力（第９図中の矢印Ｆ／２）が作用する
と、ストレンゲージＡはその部分に発生する圧縮ひずみ
？、かつストレンゲージＣはその部分に発生する引張ひ
ずみなそれぞれ検出する。

また、スリット１２の幅方向に圧縮力（第９図中の矢印
Ｆ’／２　）が作用した場合、或いは該圧縮力と逆方向
の引張力が作用した場合において、各ストレンゲージＡ
、Ｂ、Ｃの全ての部分に前者の場合は圧縮ひずみが発生
し、後者の場合は引張ひずみが発生するので、各ストレ
ンゲージは何れの場合におけるひずみをも合成状態に検
出する。

従って、各ストレンゲージＡ、Ｂ、Ｃからの検出信号を
演算手段８に入力させれば、前実施例の場合と同じくパ
ケット１内の正味積荷重量す自動計測でき、その表示と
記録をも遂行させ得る。

なお、上記実施例において、パケットローダによるダン
プトラック等運搬機への総積込重徴や積込不足残憧等？
算出させることもできる。

この場合、第５図の演算手段８が備えた内部メモリに運
搬機の最大積載量を予め記憶設定しておき、該演算手段
８によって、前述の如きパケット１内の正味積荷重置の
算出と同時に該算出重量値？前記最大積載量と比較演算
させることにより、その時点での運搬機に対する総積込
重量または檀込残量乞算出させればよい。その算出結果
の総積込重量または積込残量を演算手段８からの出力信
号で表示器１１Ａにディジタル表示させれば、ローダオ
ペレータが運搬機への荷役積込状況ン即時的に且つ正確
に把握できる。

また、前記表示器１１Ａには、演算手段８からの入力信
号により、パケット１内の荷役が運搬機に対して過積載
置の場合に点灯乃至点滅するランプＩｌａと、適正積載
分の場合に点灯乃至点滅するランプ１１ｂと、未だ積載
不足の場合に点灯乃至点滅するランプ１１０と？それぞ
れ色分けして設けておけば、それらのランプ表示によっ
て運搬機への過積載を未然に防止できる。

第５図中の符号１３はローダの外部に装備されて演算手
段８からの信号で積込重量？ディジタル表示させるため
の大型の外部表示器であり、これによりトラックオペレ
ータ等に積込重量す遠方からでも容昌に確認させ得る。

同図中の符号１４は演算手段８の入力部にインターフェ
ース？介して接続されたキーボード等の外部入力手段で
ある。この手段によって、運搬機、例えばダンプトラッ
クの車輌識別番号や最大積載基数、運転手コード番号、
顧客名、荷役品名、荷役の比重および含水比等の各種デ
ータの設定とプログラム制御、並びに荷役作業時や該作
業終了時などにおける必要データの呼出しとプリントア
ウト等を遂行させ得る。

以上、この発明では、パケットの自重と積荷荷重とに起
因して該パケットのヒンジ部またはその近傍でリフトア
ームに発生するひずみ？検出し、そのひずみに基づいて
パケット内の正味横荷重量を自動計測するようにしたの
で、パケットや該ノ（ケラト積荷の動荷重の影響な殆ん
ど受けずに前記積荷重量な正確に計測できる。

このため、パケットの高低位置や車軸の走行・停止Ｅ等
を問わずにパケット積荷重量を高精度計測でき、パケッ
ト積込作業の能率アップおよび作業管理の同上等に大き
く寄与する。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明を説明するために例示したパケット装
置の概略的側面図、第２図は同装置のヒンジピン部分の
拡大断面図、第８図は第２図のＡ部拡大図、第４図は第
２図のＩＶ−ＩＶ線に沿う断面図、第５図はパケット積
荷自動計測システムのブロック図、第６図はこの発明の
他の実施例に係わるパケットヒンジピンボス部の断面図
、第７図は第６図の■−■線に沿う断面図、第８図はこ
の発明の更に別の実施例に係わるパケットリフトアーム
の部分的側面図、第９図は第８図のＢ部拡大図、第１Ｏ
図は第９図のＸ−４線矢視図である。 １はパケット、３はリフトアーム、Ｐはパケットヒンジ
ピン、Ａ１．Ｂｉ〜Ａ６．Ｂ６、Ａ〜Ｃはストレンゲー
ジ、９はパケット高さ検出センサ。 ８は演算手段である。 出　願　人　　　キャタピラ−三菱株式会社第８図 ３ ２ 第９図　　　　第１０図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）、パケットローダ等の積込機におけるノ（ケラト
   内の積荷重Ｗｋな自動計測する装置にして、リフトアー
   ム先端側のパケットヒンジ部もしくはその近傍に設けら
   れ、パケットの自重と該パケット内の積荷荷重とに起因
   して前記パケットヒンジ部もしくはその近傍でリフトア
   ームに生じるひずみな検出するための複数のストレンゲ
   ージと、パケットの高さ位置を検出するだめのセンナと
   、該センサおよび前記各ストレンゲージからの信号な入
   力してパケット内の積荷重量を算出する演算手段とを備
   え、前記ひずみ度に基づいてパケット内の正味積荷重量
   な自動計測できるようにしたことな特徴とする荷役積載
   重量計測装置。 （２、特許請求の範囲第１項記載の装置におい【。 ストレンゲージは、パケットヒンジビンのベアリング外
   周に形成された断面半円弧状の環状溝底部に定間隔で張
   り付けられて前記ベアリングの引張ひずみと圧縮ひずみ
   を検出するようになっていることを特徴とした荷役積載
   重量計測装置。 （３）、特許請求の範囲第１項記載の装置において、ス
   トレンゲージは、中空なパケットヒンジピンの内周面に
   形成した断面半円弧状の環状内溝底部に張り付けられて
   前記ヒンジピンの引張ひずみと圧縮ひずみとを検出する
   ようになっていることを特徴とした荷役積載重量計測装
   置。 （４）、特許請求の範囲第１項記載の装置において、ス
   トレンゲージは、リフトアームの先端側に形成されて上
   下端が半円弧状ななす縦長スリットの端部半円弧面に張
   り付けられ、該円弧面に生じる引張ひすみ或いは圧縮ひ
   ずみ？合成状態で検出するようになっていることな特徴
   とした荷役積載重量計測装置。 （５）、特許請求の範囲第１項記載の装置において、パ
   ケットｔｌｉｌｉさ検出センサは、パケット昇降駆動用
   リフトシリンダのストロークまたはリフトアームのヒン
   ジピン廻りの回転角？検出するセンサからなっているこ
   とを特徴とした荷役積載重量計測装置。 （６）、特許請求の範囲第１項記載の装置において、演
   算手段は、ストレンゲージおよびパケット高さ検出セン
   サからの入力信号に基づいてパケット内の正味積荷重量
   ？算出するだめの演算式およびその他の必要データ等を
   予め記憶させてお（ＲＯＭを備えていることを特徴とし
   た荷役積載重量計測装置。 （７）、特許請求の範囲第１項または第６項記載の装置
   において、演算手段はパケット積荷の正味重量算出値な
   表示および記録させるための出力機器を備えていること
   な特徴とした荷役積載重量計測装置。