JPS6080721A - 積荷重量計測装置 - 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】 この発明はローダ等積込機のバケット積荷重量を高精度
計測できるようにした積荷Ｍ景計測装置に関する。

ローダバケットの積荷重量を計測するため、荷役積込状
態のバケット持ち上げ時に該バケット保持用シリンダ系
統の油圧またはバケットリンケージ系統の応力を検出し
、その検出データを基にバケット内の積荷総重量を電子
的に計測するシステムは本発明者によって既に開発され
ている。

このシステムの場合、前記油圧または応力の検出データ
から空バケット自体の重量相当分を減じたものを、バケ
ットでダンプトラック等の運搬機に積込まれる実際の積
載荷重と見なし、その差分値に係数を乗じて前記運搬機
への積載重量を算出している。

従って、この場合の算出は飽くまでも運搬機への積載毎
にバケットが完全に空になることを前提にしている。

ところが、バケットの積荷が粘土や湿上等の如く粘着質
のものであると、それを運搬機に積込んだのちのバケッ
ト内には付着残土が生じる。

このため、バケットによる運１１機への実際の積込重量
はバケット内の付着残土分だけ減する結果となる。

この現象はバケットに残土がある限り継続されるため、
上述の如く算出された積載重量のデータを運１般機−・
の単なる過積載防止にとどめず、該運搬機等への積込作
業量の管理等に用いる場合、前記残土分による誤差累計
の影響を無視し得なくなる。

特に、壁土やセメントなど、複数材料の混合を行う場合
の積込機に上記システムを適用した際、材料混合比に大
きな差異が生じて製品の材料混合状態に好ましくない影
響が顕出する結果となる。

この発明は上記事情に鑑みて鋭意研究の結果、新たにな
されたものである。

この発明の主たる目的は、バケット内の付着残存物に起
因した積荷重量の計測誤差を解消し得る信頼性の高い積
荷重量計測装置を提供するにある。

この発明のまたの目的は、バケット積込機による運搬機
への過積載防止は元より、この種のバケット使用分野に
おける積込作業量の管理等に大きく寄与する積荷重量計
測装置を提供するにある。

この発明は上記目的達成のため、ローダ等の積込機にお
けるバケットの高さ位置またはチルト角を検出するため
のセンサと、パケット保持用シリンダ系統の油圧または
バケットリンケージ系統の応力を検出するセンサと、こ
れらのセンサから入力したデータを基にバケット内の積
荷重量を演算するための手段と、その演算結果のデータ
を記憶しておくための手、段と、積荷排出後の空バケッ
トに付着残存する荷重・９重量を上記各センサからの入
力データに基づいて演算する残存物重量演算手段と、そ
の演算結果の残存物重量を前記記憶手段より呼出した積
荷重量から減算して前記バケットの正味の積荷排出重量
を算出する減算手段と、その結果の積荷排出重量データ
を出力する手段とからなることを特徴とする。

以下、この発明の好適実施例を図面に基づいて説明する
。

まず、第１図に例示したローダ型の積込機１において、
そのバケット装置は先端にバケット４を有するリフト“
１−ム２をリフトシリンダ３で昇降駆動し、かつチルト
シリンダ５でその系統のリンケージ６を介して前記バケ
ット４をチルティングさせる周知構成となっている。

このようなバケット装置において、積荷状態にあるバケ
ット４の持上げ高さ位置と、その積荷荷重が作用した状
態にあるリフトシリンダ３の油圧とは、バケット４の積
荷重量と一定の相関関係にある。

その相関関係から、リフトシリンダ４の特定伸長点にお
ける該シリンダの油圧値を検出すれば、その検出値から
バケット４内の実際の積荷Ｍ量をめることができる。

かかる事由から、この発明の装置は第１図に示す実施例
の場合、バケット４の高さ位置を検出するための位置セ
ンサ７と、リフトシリンダ２の油圧を検出するための圧
力センサ８とを備えている。

これらのセンサ７．８はＡ／Ｄ変換器９，１ｏを介して
ＣＰＬＩＩＩのセンサ入力機構１２に接続されている。

ＣＰＵＩＩば、センサ入力機構１２のほかに電源供給機
構１３、積載量変換機構１４、パラメータ入力機構１５
、出力機器駆動機構１６のそれぞれを有している。

電源供給機構１３ば積込機１に搭載のバッテリＶに電源
スィッチ１３Ａを介して接続され、該スイッチの投入に
よってシステムが起動する。

積載量変換機構１４は、前記各センサ７．８がらＡ／Ｄ
変換器９，１ｏとセンサ入力機構１２を介して入力した
データ信号を基にバケット４内の積荷重量を算出するた
めの演算手段となるもので、記憶手段１７を有している
。

かかる積載量変換機構１４は、演算結果の出方信号によ
り出力機器駆動機構１６を介して出力機器１８を作動さ
せるようになっている。

図示例の出力機器１８は、ディジタル表示器１８Ａとプ
リンタ１８Ｂとからなっている。

ディジタル表示器１８Ａは、重量表示部１９のほかに、
積込状況表示用のランプ２０〜２２と積込車数設定スイ
ッチ２３、許容範囲設定スイッチ２４、総積込量表示ス
イッチ２５、機能停止スイッチ２６のそれぞれが前面パ
ネルに設けられた図示側構成になっている。

前記ランプ２０〜２２はバケット４内の積荷がダンプト
ランク等の運搬機に対して適正積載骨であるか否かを表
示させるための手段である。このため、バケット４内の
積荷が過積載置の場合に点灯乃至点滅させる警報器とし
ての赤ランプ２０と、適正積載骨の場合に点灯乃至点滅
させる緑ランプ２１と、未だ積載不足のときに点灯乃至
点滅させる黄ランプ２２とに色分けされている。

従って、ディジタル表示器１８Ａにおける重量表示部１
９とランプ２０〜２２およびプリンタ１８Ｂのそれぞれ
は出力ｌａ器駆動機構１６の出力端に接続されている。

また、前記各スイッチ２３〜２６のそれぞれは、パラメ
ータ入力機構１５に接続され、更に該機構１５にはキー
ボード等の外部入力手段２７も接続させである。この外
部入力手段２７は、運搬機の車両識別番号や運転手コー
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を行うためのもの
である。

以上の構成において、電源スィッチ１３Ａを投入し且つ
その他のスイッチ２３〜２６をＯＦＦにしたままでロー
ダバケット４による積込作業を開始すると、積荷状態に
あるバケット４の持上げ高さ位置が位置センサ７によっ
て検出されると同時に、その位置におけるリフトシリン
ダ３の油圧が圧力センサ８によって検出される。

それらの検出信号はＡ／Ｄ変換器９，１ｏでディジタル
信号に変換されＣＰ　Ｕｌｌの入力機構１２を介して積
載量変換機構１４が入力する。

このとき、積載量変換機構１４は記憶手段１７がら換算
式を呼出し、前記リフトシリンダ３の油圧力を基にバケ
ット４内の積荷重量を演算する。

その結果の積荷重量値は、記憶手段１７に一時的に記憶
されると同時に、積載量変換機構１４からの出力信号に
よる駆動機構１６の作動でディジタル表示器１８Ａの重
量表示部１９にディジタル表示される。

斯くして、積荷重量が計測されたバケット４内の積荷は
運搬機、例えばダンプトラックに積み込まれる。

その積込後のバケット４はリフトダウンされて新たな荷
役を掬い込んだのちリフトアンプされることにより、そ
の高さ位置とリフトシリンダ３の油圧力がそれぞれのセ
ンサ７．８によって再び検出される。

その検出データを積載量変換機構１４が入力することに
より、該機構１４は前述の場合と同しくバケット４内の
積荷車量を演算する。

この場合、積載量変換機構１４は記憶手段１７から前回
の積荷重量値を呼出し、これに今回の積荷重量値を加算
する。

この加算は、総積込量表示スイッチ２５を投入しない限
り、バケット４の積込回数毎に繰り返される。

積込回数毎の加算Ｍ量は、その都度、前記重量表示部１
９にディジクル表示される。

かかる積込作業を適当回数繰り返したのちに総積込量表
示スイッチ２５を投入すると、プリンタ１８Ｂが作動し
てバケットローダによる運Ｉｌ１機への総積込重量が記
録される。

以上はダンプトラックに積込むべき総重量を予め設定せ
ずに該トランクへの実際の積込重量を演算計測する場合
である。

そこで、ダンプトラックの最大積載量またはその範囲内
で所望型量分だけの荷役を積込む場合、その積込むべき
総重量を車数設定スイッチ２３によって予め設定してお
くことにより、ダンプトランクへの過積載を未然に防止
できる。

この場合、許容範囲設定スイッチ２４によって、ダンプ
トラックに対する総積込量の誤差許容重量をも予め設定
しておく。

それらの設定値は、前記スイッチ２３．２４からパラメ
ータ入力機構１５を介して入力する記憶手段１７によっ
て記憶される。

この場合、前記重量表示部１９にば設定積込小数がディ
ジタル表示される。

この状態において、ハケノｌ−４による積込作業を開始
すると、積載量変換機構１４がセンサ７．８からの入力
信号に基づいた演算を行ってバケット４内の積荷重量を
演算する。

その結果の積荷重量値は車数で前記重量表示部１９にデ
ィジタル表示される。

斯くして、バケット４内の積荷がダンプトラックに積込
まれ、その積込みが繰り返される度毎にバケット４内の
積荷重量が演算される。

その積荷重量値は前回の積荷重量値にその都度加算され
、もって、その時点におけるダンプトラック−・の総積
込重量が算出される。

この総積込重量は、前記設定積込小数と比較演算される
。

すなわち、積載量変換機構１４は記憶手段１７から前記
設定積込小数を呼出し、その設定値から実際の前記総積
込重量を減算するごとにより、ダンプトラックに対する
積込残量を算出する。

その結果、バケット４内の積荷がダンプトランクに対す
る適正積載分か否かを判定する。

更に詳しく述べると、繰り返し積込途上のバケット４内
の積荷をダンプトランクに積み込んでも前記設定積込小
数に達しない場合、出力機器駆動機構Ｉ６からの信号に
よって黄ランプ２２が点灯乃至点滅する。

従って、ローダオペレークは黄ランプ２２が点灯乃至点
滅している限り、ダンプトラックへの積込作業を積載不
足や過積載等の不安なく円滑に継続遂行できる。

前記積込作業の繰り返しにより、ダンプトランクへの積
込終了直前のバケット４内の積荷がダンプトラックに対
する適正型量分の場合には緑ランプ２１が点灯乃至点滅
する。

従って、この場合、バケット４内の積荷をそのままダン
プトランクに積込むことにより、該トランクへの実際の
総積込重量が前記設定積込小数と許容範囲内で一致する
適正重量値となって積込作業は終了する。

しかしながら、前記積込終了直前のバケット４内の積荷
が過積載分である場合には赤ランプ２０が点灯乃至点滅
する。

この場合、ローダオペレータがバケット４内の積荷を排
出することによりダンプトラックへの過積載を未然に防
止できる。

同時に、その時点における積込残量に見合った荷役を再
度ハケソト４に積込み、該積込重量が緑ランプ２１の点
灯乃至点滅により適正であることを確認してから、前記
バケット４内の積荷をダンプトラックに積込むことによ
りその積込作業は終了する。

とごろで、バケット４内の積荷が粘土や湿土、壁土、セ
メント等の如き粘着質のものであると、それをダンプト
ラック等に積込んでもバケット４内には付着残土等の所
謂残存物が生じる。

このため、前述の如き積荷重量の演算計器では前記付着
残荷の重量分たり誤差が生じる。

従って、この場合、積載量変換機構１４によって１回目
の積荷重量が前述の場合と同しく演算計測されたバケッ
ト４内の積荷をダンプトランクに積込み、該積込後の空
ハケソト４をリフトダウンさせた時点で機能停止スイッ
チ２６をＯＮにする。

そして、前記空ハヶソト４をそのまま再度リフトアンプ
させる。

すると、前記各センサ７．８が働き、それらで検出され
た信号を積載量変換機構１４が入力することによって、
該機構１４は空バケット４内に付着した残存前の重量を
演算する。

すなわち、このバケットの積載量変換機構１４は、第２
図で一層詳細な如く、バケット内の積荷重量を演算する
機能１４Ａと、空ハヶソトの付着残存荷の重量を演算す
る機能１４Ｂと、前記積荷重量から残存前の重量を減算
する機能１４Ｃと、正味の積込重量を加算する機能１４
Ｄとを有する。

ソレラ（７）ｔＪＭ能１４Ａ〜１４Ｄを実現させるため
の手段としては、センサ７．８と、機能停止スイッチ２
６、総積込量スイッチ２５、記憶手段１７がある。

記憶手段１７ば、前記積荷重量を演算するための換算式
記憶部１７Ａと、減算式記憶部１７Ｂと、加算式記憶部
１７Ｃとを有している。

かかる積載量変換機構１４において、積荷重量演算機能
１４Ａは、積荷状態のバケット４がダンプトラック等−
１の積込み高さ位置に持ち上げられたとき、その高さ位
置とリフトシリンダ３の油圧とを検出するセンサ７．８
からの入力信号で換算式記１、ａ部１７Ａから換算式を
呼出して前述の如くバケット４内の積荷重量を演算する
。

そＯ結果の重量値は減算式記憶部１７Ｂに記ｔ１され且
つディジタル表示器１８Ａの重量表示部１９に表示され
る。

残存前の車量演算機能１４Ｂは、ダンプトラ、り等への
何役積込後の空ハケソト４を一旦リフトダウンさモてそ
のまま角度リフトアップさせたときのセンサ７．８から
の入力信号で換算式記憶部１７Ａから換算式を呼出し、
これにより空バケット４に付着した残存前の重量を演算
する。

その結果の重量値は前記重量表示部１９にディジタル表
示されると同時に減算式記憶部１７Ｂの指定個所に記憶
される。

減算機能１４Ｃは、総積込量スイッチ２５の投入による
指令信号で減算式記憶部１７Ｂから減算式を呼出し、前
記１回目の積荷重量値から残存前の重量値を減算する。

その減算解答値がダンプトランクに実際に積込まれた正
味重量値となり、該重量値は前記重量表示部１９にディ
ジタル表示され且つ加算式記憶部１７Ｃの指定個所に記
憶される。

そして、前記正味の積込重量値は、バケット４ガダンプ
トランクへの積込を繰返す度毎に演算され、該演算の都
度、加算式記憶部１７Ｃの指定個所に順次記憶される。

加算６機能１４Ｄは、ダンプトランクへの積込みの都度
、加算式記憶部１７Ｃから加算式を呼出し、前述の如く
繰返して演算された正味積込重量値の加算を行う。

斯くして、ダンプトランクに実際に積込まれた正味の総
積込重量が演算され、それが重量表示部１９にディジタ
ル表示されると共にプリンタ１８Ｂでプリントアウトさ
れる。

以上において、前記残存前の重量値は１度計測されたも
のが記憶手段１７に記憶され、該記憶Ｍ量値がバケット
４内の積荷重量演算の度に呼出されるため、ダンプトラ
ックへの積込みを繰返す度毎に前記残存前の重量を演算
計測させるべく空へヶノト４を昇降させる必要はない。

なお、上記実施例では、バケット４の持上げ高さ位置と
りフトンリンダ３の油圧とをセンサ７゜８で検出するよ
うにしたが、これらのセンサはチルトンリンダ５の油圧
またはチルトリンケージの応力を検出するためのセンサ
と、バケット４のチルト角を検出するためのセンサとに
置き換えてもよく、この場合であっても同様の作用効果
が得られる。

以上、この発明の構成によれば、ハケソト内の積荷重量
を演算計測するのみならず、積荷排出後のバケットに付
着した残存前の重量を計測し、該残存前の重量を前記積
荷重量から減算してバケットの正味の積荷排出重量とす
るため、該バケットの付着残存荷に起因した積荷重量の
計測誤差を未然に解消できる。

従って、この発明の装置による計測精度は信頼性の高い
ものとなり、粘着質の荷物を取扱うバケット使用分野に
おいてもその作業量の管理等に大きく寄与する。

特に、壁土やセメントなど、複数材料の混合を行う場合
、その混合比の差異を確実に防止できる。

【図面の簡単な説明】

図面はこの発明の好適実施例を示すもので、第１図は装
置全体のブロック図、第２図は機能フローを示すブロッ
ク図、第３図はフローチャートである。 出願人　キャタピラ−三菱株式会社

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）、ローダ等の積込機に装備されたバケット内の積
   荷重量を自動計測するための装置にして、バケットの高
   さ位置またはチルト角を検出するためのセンサと、バケ
   ット保持用シリンダ系統の油圧またはバケットリンケー
   ジ系統の応力を検出するセンサと、これらのセンサから
   入力したデータを基にバケット内の積荷重量を演算する
   だめの手段と、その演算結果のデータを記憶しておくた
   めの記憶手段と、積荷排出後の空バケットに付着残存す
   る荷物の重量を上記各センサからの入力データに基づい
   て演算する残存物重量演算手段と、その演算結果の残存
   物重量を前記記憶手段より呼出した積荷重量から減算し
   て前記バケットの正味の積荷排出重量を演算する手段と
   、その結果の積荷排出重量データを出力する手段とから
   なることを特徴とする積荷重量計測装置。 （２、特許請求の範囲第１項記載の装置において、バケ
   ットの正味積荷排出重量／１ｉｉＷ手段は、その演算結
   果の重量値を予め設定された重量値と比較演算する機能
   を有していることを特徴とした積荷重量計測装置。 （３）、特許請求の範囲第１項記載の装置において、残
   存物重量演算手段はその演算結果の重量値を記憶させる
   ための手段を有し、パケット内積荷の繰り返し演算時に
   前述の記憶手段から残存物重量値を呼出して減算手段に
   より該残存物重量値をバケット内積荷重量値から減算さ
   せるようにしたことを特徴とする積荷重量計測装置。 （４）、バケットの正味積荷排出重量演算手段が演算し
   た結果の重量値をバケットの積荷作業繰返えし時に加算
   する機能を持っていることを特徴とした積荷重量計測装
   置。 （５）、データ出力手段は、バケット内の積荷重量、残
   存物重量、正味の積荷排出重量値の各演算値をその都度
   ディジクル表示するための表示器と、少なくとも前記正
   味の積荷排出重量値を記録するプリンタとからなってい
   ることを特徴とした積荷重量計測装置。