JPS63500046A - ショベル・ロ−ダの各作動サイクル毎に積載される掘削物量の確定法 - 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】 ショベル・ローダの各作動サイクル毎に積載される掘削物量の確定法 本発明はショベル・ローダの各作動サイクル毎に積載される掘削物量の確定法に 関するものである。特に本発明は、基部と、基部に対して垂直軸線回りに回転自 在に基部上に支持されたプラットフォームと、下端において前記プラットフォー ムに連結され、上端においてプラットフォーム上に取り付けられた控え構造に連 結されて。

プラットフォームから上方外側に延在するブームと、前記ブームから懸垂されて ブームから垂直方向および水平方向に移動自在のパケットとを含むショベル・ロ ーダに関してこのような確定を実施する場合に関するものである。

ショベル・ローダによって積載される掘削物量を、ショベル・ローダの作動サイ クル毎に積載される掘削物量と、小回数乃至多回数のサイクル全体の合計掘削物 量とから確定できる事が多くの理由から望ましい゛。

１日あたりまたは１交代で排除される掘削物の全量を確認する事のほかに、ショ ベル・ローダによってトラックに積載するさいにはトラックの積載不足または過 剰を生じないようにする事が重要である。積載不足はトラックの使用上むだであ り、また積載過剰はトラックの消耗と寿命に関して有害である。

と、このような測定の精度に影響する種々のファクタを考慮に入れて、ショ゛ベ ル・ローダの作動サイクル毎に積載される掘削物量を確実に測定する方法および 装置を提供するにある。

そのため本発明によれば、掘削物を積載するために保持するパケットを有し、こ のパケットはその装入位置力ら排出位置まで移動し、前記パケットは前記位置の 間を移動する際に構造によって支持されるようにしたショベル・ローダによって １．サイクルごとに積載される掘削−物の量を測定する方法において、パケット の前記運動中の１インタバルまたは複数インタバルにおける処理可能の位置信号 の形で、前記構造の特定部分に対するパケットの位置を確定する段階と、前記単 数または複数のインタバルにおける処理可能の荷重信号の形で、前記構造の特定 部分におけるパケットおよびパケット内容物の重量に関連する荷重を確定する段 階と、前記位置信号および荷重信号を処理して前記単数または複数のインタバル におけるパケットおよびその内容物の重量を確定する段階とを含む方法が提供さ れる。

さらに詳細には、ショベル・ローダのサイクル毎に積載される掘削物量の測定法 において、パケット装入位置からパケット排出位置までのブームの運動中の単数 または複数のインタバルにおいてブームまたは控え構造の特定部分に対するパケ ットの位置とブームまたは控え構造の中の所定点における荷重とを電気信号の形 で確定する段階と、各インタバルにおけるパケットとその内容物の全重量を前記 信号の入力から計算するようにプログラミングされた電子プロセッサに対して前 記信号入力を伝送する段階と、パケットの前記位置間の逆方向運動に際して単数 または複数のインタバルにおいて前記のような確定を成しその信号を前記プロセ ッサに入力する段階と、前記プロセッサの中において前記入力を処理して、パケ ットの前記両方向運動における重力の差を得る段階とを含む方法が提供さ九る。

装入されたパケットが排出位置に動く際の重量と、カラのパケットが排出位置か ら戻る際のその重量との差を確定する事により、実際に積載されたパケットの内 容物の重量が確認される。好ましくは、プロセッサはそれぞれの運動中に計算さ れた重量の平均を確定し、これらの平均値の差をパケットによって積載された内 容物の重量として与える。

望ましくは、確定はブームのそれぞれの方向への運動中に所定の時間インタバル で実施される。確定間の時間インタバルは好ましくは同等とする。

これらの重量確定は、ショベル・ローダの基部に対するブームの位置、または基 部に対するブームの角度または加速度など適当なパラメータに対応して開始され また終了盗れる。

望ましくは、゛装入されたパケットの重量の確定の開始は、パケットがブームに 対して特定の位置を占めてパケットの装入が終了した事を示す時点に対応して実 施される。

同様に重量特定の終了は、パケットがブームに対して他の特定の位置を占めてパ ケットがその荷重を排出しようとしている事を示す時点に実施される。同じく、 排出されたパケットの重量の特定の開始と終了は、パケットおよび／゛またはブ ームの運動における特定の位置に対応する時点において実施される。

装入されたパケットまたは排出されたパケットの重量特定の平均がブームのそれ ぞれの運動の末端または末端近くにおける特定、特に運動開始時点での特定値を 含まなければ、排出された荷重の特定精度が高められる事が　゛発見された。こ れは、このような時点においては相当の動力学的荷重が加えられ、このような荷 重がこの時点での特定値を大きく変動させるからである。従って、平均処理操作 から、ブームのそれぞれの運動の一端または両端において計算された重量を除外 する事が好ましい。

ブームに対するパケットの位置は、ブーム上の２特定点からバケッートの参照点 までの距離を測定する事によって確定され、ブーム上のこれらの特定点の一方は 、ブームとパケットを担持するアームとの枢着軸線とする事ができる。

望ましくは、パケットはこのパケットとブームとに枢転自在に連結された剛性部 材に連結され、この部材の枢着点の有効間隔を調整自在とする。またパケットは ブーム上端の綱車から単数または複数のケーブルによって懸垂される。このケー ブルを掛は回されたウィンチ・ドラムの動作によっパケットを上下運動させる。

ブームに対するパケットの位置は、パケット担持部材綱車とパケットの間のケー ブル長さとを示す信号をそれぞれプロセッサに与える適当なセンサを使用して確 定する事ができる。プロセッサはこれらの信号から、ショベル・ローダのプラッ トフォームまたはブーム上の適当な参照点に対するパケット重心の座標を確定す るようにプログラミングされている。

支持された全重量に対して既知の関係を有する信号を発生する歪計またはその他 適当な荷重検知手段が備えられる。この歪計または検知手段は、ブーム、または ブームとショベル・ローダプラットフォームとを連結する控え構造上の特定部分 の歪みを確定するように構成される。

電子プロセッサは、この歪み信号と、パケットの位置を示す（３号とを計算して 、ブームによって支持された全重量を計算しパケットとその内容物の全重量を誘 漂するようにプログラミングされている。

ま夫このプロセッサは、１サイクルにおいてパケットが装入されている時と装入 物の排出後にこのような一連の計算を成し、ブームによって支持された装入状態 の平均荷重と排出状態の平均荷重との差を確定して、各サイクルごとにショベル ・ローダによって積載された掘削物の重量を得るようにプログラミングされてい る。

多くのショベル−ローダにおいては、パケット、パケットアーム、ブームなどの 要素の運動から発生する動力学的応力が歪みを測定する構造部材中に応力を生じ る。

従って、パケット荷重の確定ｔこおいてこれらの動力学的応力を補正するため、 パケットおよびブームを支持するプラットフォーム等の主要要素の線速および角 速および加速度が検知されてプロセッサに送られる。このプロセッサｌよ、関連 の要素の質量に関する静的情報とこれらの嬰濠の歪み測定構造部材に対する物理 的関係とをプログラミングされ、従ってプロセッサは構成要素の速度および／ま たは加速度に関する情報によって、パケット荷重の確定に際して動力学的応力に 対して必要な補償を実施する事ができる。

パケットがその装入位置から排出位置まで垂直軸線回りに揺動する際に生じるこ のような応力の一例は、パケット、ブームおよびその他の回転運動を成す要素に 作用する遠心力である。荷重の確定のために歪みを測定する構造部材の中に歪み を生じる動力学的応力はショベル・ローダの構造全体に依存する事は明らかであ る。しかし、構造の適当な分析によって関連の応力を容易に識別して、パケット 荷重の確定に際してこれらの応力を補償するために適当なプログラミングをプロ セッサの中に含ませる事ができる。

ブームに対するパケットの位置は、光学エンコーダなどの適当な電子センサによ って確定する事ができる。先に述べたように、パケットはこのパケットとブーム に対して枢着された剛性部材に連結され、この剛性部材の枢着点間隔が調整可能 であり、またパケットはブームの上端の綱車からウィンチ・ドラムに連−結され た単数または複数のケーブルによって懸垂されている。従って、パケットと綱車 との間のケーブルの長さは−ブームに対するパケットの位置の一つの制御ファク タである。ウィンチ・ドラムはモータから適当な歯車列を介して駆動さｔ、この 歯車列に対して光学エンコーダが連結されているので、その信号出力が綱車とパ ケットの間のケーブル長さに関連している。パケット担持部材をブームに対して 伸縮させる駆動機構に、適当な減速装置を介してモータが備えられ、この駆動装 置に対して光学エンコーダが連結されているので、その回転がパケット担持部材 の伸縮度に比例する。これらの２光学エンコーダの出力は、必要なら適当な増幅 器を通して、電子プロセッサに送られ、プラットフォームまたはショベル・ロー ダに対するブームの下方連結点または控え構造に対するブームの上方連結点など 、ブーム上の特定の参照点に対するパケットの重心の実位置をコンピュータプロ グラムが前記の信号から確定する事ができる。

この点に関して、ショベル・ローダの正常な作動中に、ブームは原則としてプラ ットツーオームに対して固定位置を保持するものと了解される。しかし化し作動 中にブーム位置が変動するようなショベル・ローダ構造であれば、プラットフォ ームに労するブームの角度位置を指示する信号を発生する他の光学エンコーダを 備え、この信号がプロセッサに対する他の入力を成し、プロセッサはパケット位 置の確定に際してこの傾斜度を考慮するようにプログラミングされる。またこの 光学エンコーダの出力は、動力学的応力を確定するための種々の構造要素の速度 および／−または伽速度の測定のために−ｔ＋処理される。

通常の場合、ブームの上部が剛性または可撓性の単数または複数の部材によって 控え構造に対して連結され。

この部材はあらゆる動作条件のもとに緊張するように構成されている。ブームの 傾斜角度を調整する事のできる他の構造においては、これらの緊張部材は、必要 に応じて伸縮するケーブルの形とする事ができる。緊張部材は。

一定長であれ、または可変長であれ、プラットフォームに固着された剛性支柱ま たは控え部材に連結されまたは掛は回される。このようにして緊張部材あるいは 支柱または控え部材の中の歪みがブームによって支持された荷重と計算可能の関 係を持っている。従って、緊張部材または控え構造の適当６部材の中に適当な歪 み計または応力検知装置を配置し、これがブームによって支持された重量に対し て計算可能の関係を有する信号を発生するようにする事ができる。センサを可撓 性部材よりは剛性部材の中に取り付ける事が好ましい、これによって、部材の中 の応力または歪みとブームによって支持された荷重との関係の複雑さを減少させ る事ができるからである。

パケットの位置と控え構造の部材中の歪みを読み出して記録するインタバルは同 一である。パケットの位置と歪みの読み出し値との記録および処理の開始は、プ ラットフォームに対するブームの回転運動が所定点を超えた時点、またはブーム に対するパケットの所定位置１超プだ時点を検知する事によって決定され、この 所定位置はパケットが掘削物を捕集する際の位置ではなくパケットの移動中の位 置として選定される。

同様に、パケットの運動の積載側末端においてう、材料の積載動作の開始を確定 するためのセンサが備えらる。

このセンサは掘削物を積載するためのパケットのドアの開放に関連させられる。

パケットの位置および控え構造中の歪みを指示する信号の記録の開始と終了は、 ブームを支持するプラットフォームがショベル・ローダの基部に対して所定の角 度位置を超える時点に対応させる事ができる。基部に対するプラットフォームの 一転は、適当な減速装置を介してモータによって実施される。この減速装置に対 して、必要ダを連結し、この光学エンコーダがプラットフォームの１全回転ごと に一定角度の回転を成すようにする事ができる。このようにして、適当な校正の 後に、プラットフォームとその上に搭載されたブームの相対角度位置をこの光学 エンコーダの出力に基づいてプロセッサｌこよって検知する事ができる。

このような構造により、プロセッサはブームとショベル・ローダ基部の間の所定 の角度範囲内でパケット位置信号と控え構造の歪み信号の記録を開始し終了する 事ができる。前記の所定の範囲は、パケットの装入ｆＩと排出位置の間の運動範 囲内において選定される。光学エンコーダ読みだし値の変化方向、すなわち増減 は、プロセッサにブームの運動方向を示す。

また本発明によれば、支持構造から支持されたパケットを有するショベル・ロー ダにおいて、前記構造はパケットをそれぞれ装入位置と排出位置とに配置するよ うに可動であり、ショベル・ローダのサイクルごとにパケットによって積載され る掘削物の量を測定する装置を備え。

前記装置はパケットの前記運動中に単数または複数のインタバルにおいて前記構 造の特定部分に対するパケットの位置を確定する本設と、パケットの確定位置を 指示する処理可能の位置イを号を発生する手段と、パケットの前記運動中の前記 単数または複数のインタバルにおいて、パケットおよびその内容物の重量に関連 した前記構造の特定部分の荷重を確定する手段と、前記構造の特定部分の確定荷 重を指示する処理可能の荷重信号を発生する手段と、前記の位置信号と荷重信号 とを受けてこれらの信号力１らパケットとその内容物の重量を確定するプロセラ 号手段とを含むようにしたシミベル・ローダが提供される。

以下、本発明を公知のディツパ型ショベル・ローダに応用した実施例を付図につ いて詳細に説明する。

付図において、 第１図はディツパ型ショベル・ローダの全体構造レイアウトを示す略図、 第２図は前記のショベル・ローダの種々のファクタを確定するために使用される センサおよびプロセッサのフローシート、 第３図と第４図はプロセッサのプログラムの論理図、第５図はショベル・ローダ の各要素の位置をプロセッサに信号するための光学エンコーダの略図である。

第１図について述べれば１図示のショベル・ローダは一般にディツパ・ショベル ・ローダと呼ばれる公知構造のものである。このショベル・ローダは可動基部１ ０を有し、この基部は無限、軌道１１上に支持され、その上にターン・テーブル １２を介して機械デツキ１３が支持されている。ターン・テーブル１２は機械デ ツキを基部１０に対して３６０°フル回転させる。

’：／−４１５が機械デツキ１３に対して１６において取り付けられ、その上端 に綱車１７を担持している。ブーム１５は緊張ケーブル１８によって機械デツキ １３に対して固定的な上方外側位置に保持され、このケーブル１８は、機械デツ キ１３上に剛着された控え構造２０のパック・ステー１９に対して固定されてい る。

パケットまたはディツパ２２がケーブル２３によって綱車１７から懸垂され、こ のケーブルは機械デツキ１３上に搭載されたウィンチ・ドラム２４に取り付けら れている。ディツパはアーム２５を剛着され、このディツパアーム２５はサドル ・ブロック２６の中に滑動自在に支持され、このサドル・ブロック２６は前記ブ ーム１５上に２７において枢着されている。ディツパアームはラックを形成され （図示されず）、このラックがサドル・ブロック２６中の駆動ビニオン（図示さ れず）と係合する。

駆動ピニオンはモーター伝動ユニット２８によって駆動されて、ディツパアーム ２５をサドル・ブロック２６に対して伸縮させる。

機械デツキ１３上にエンジン駆動発電機が搭載され、２８、およびターン・テー ブル１２を駆動するためのそれぞれのモータに給電する。先に述べたように、ブ ーム１５上の特定の参照点に対するディツパ２２の位置は、サドル・ブロック２ ６に対するディツパアーム２５の伸縮度と、綱車１７とディツパ２２の間のケー ブル２３の有効長さとを知る事によってめる事ができる。前記のショベル・ロー ダの基本構造は公知であって広く使用されているので、業界公知のその詳細につ いては説明しない。

ショベル・ローダの操作において、ディツパの一連の基本的運動は、掘削物のト ランクなどへの積載動作と関連している。トラックへの積載動作の間に操作員は 他の操作を実施する事ができるが、いつショベル・ローダが掘削物をトランクに 積載しているが、またいつショベル・ローダが積載区域の散乱材料の清掃または その他の積載操作に直接に含まれない操作を実施しているかを知る事ができる。

積載操作順序は下記の通りである。

１、ディツパが下降位置にあるときに、ディツパに掘削物を装入する操作。

２、ディツパを持ち上げ位置まで上昇させる操作、３、ディツパを上昇位置のま ま垂直軸線回りに掘削位置から積載位置まで揺動させる操作、 ４、ディツパが積載位置にあるとき、ディツパのドアを開く操作。

５、ディツパを積載位置から掘削位置まで戻す操作。

６、ディツパが掘削位置に移動する間にディツパのドアを閉じる操作。

好ましい実施態様においては、荷重計量処理はディツパが上昇位置において揺動 している間に実施されるのであるから、ディツパが上昇位置にある時に成された ディツパ荷重計算をプロセッサが記憶だけしておく事が好ましい、この上昇位置 はディツパアーム２５とブーム１５との相対角度によって容易に測定さ九る。プ ロセッサはこの角度を、ウィンチ・ドラム２４から繰り出されたケーブルの長さ と、ディツパアーム上のランクのピニオンに対する位置から決定されるディツパ アーム２５のサドル・ブロック２６に対する位置とによって算出する事ができ、 またこの上昇位置における荷重計算はディツパの装入量と排出量の計算とはみな されない。

ディツパの揺動の検出は、ターン・テーブル１２の駆動モータまたはターン・テ ーブル駆動伝動装置中の要素の回転の検出によって得られる。これは、機械デツ キ１３の回転に対して一定速度で回転するようにターン・テーブル１２に連結さ れた部材を含む光学エンコーダにょって実施する事が便利である０機械デツキ１ ３の運動角度、角速度およびその加速度は、光学エンコーダから受けられた信号 からプロセッサによって計算される。光学エンコーダの全体構造と動作について は後述する。

このようにして、プロセッサはターン・テーブル１２の光学エンコーダから、い つブーム１５とディツパ２２がいずれの方向に掘削位置と排出位置の間において 揺動するかを検出し、この期間内にザイッパ荷重計算を成す事ができる。先に述 べたように、これらの計算は揺動運動中に所定の時間インタバルで実施され、ま た揺動運動の初期と床側に実施された計算は、ショベル・ローダ構造の動力学的 応力作用を除くために、荷重平均においては捨てられる。捨てられる荷重計算は 、各揺動運動においてターン・テーブル光学エンコーダから得ら九た初期信号と 末期信号とから算出される。

ウィンチ−ドラム２４がら繰り出されたケーブルの長さをウィンチ・ドラム２４ の回転から計算するように、ウィンチ・ドラム２４の駆動装置の中にに同様の光 学エンコーダが装着されている。プロセッサはこれにょリディソバの中心と綱車 １７の＠線３５との間隔を計算する事ができ、これはディツパの位置を決定する １つの座標である。またこの光学エンコーダユニットは、ディツパ運動から生じ る動力学的応力を測定するための速度と加速度データを与える。

サドル・ブロック２６に対してディツパアーム２５を伸縮させるピニオンの駆動 装置の中に、もう１つの光学エンコーダが装着されている。プロセッサはこの入 力から、ディツパの重心と、サドル・ブロック２６とブーム１５の枢着軸線２７ との間隔を計算する事ができる。

従って、ウィンチ・ドラム２４の駆動装置上とディツパアーム駆動装置上に具備 された光学エンコーダユニット力翫ら、ブ℃セッサはブーム１５上の２固定点に 対するディツパ重心の座標を得る事ができる。

ブーム１５上の固定点に対するディツパの重心の座標を知る事により、ディツパ とその内容物の重量がブーム１５の任意の部分またはその支持構造に生じる歪み を数学的にめる事ができる。逆に支持構造の特定部分の中の歪みおよびディツパ の重心の位置を知れば、ディツパとその内容物の重量を計算する事ができる。こ のような計算にＩしては、動力学的荷重を含めて、構造のその部分に作用する他 の歪み発生荷重を考慮に入れなければならない。

従って、プロセッサを適当にプログラミングし、ディツパの位置と構造の特定部 分における歪みに関する信号をプロセッサに与える事により、プロセッサはディ ツパとその内容物との重量を確定する事ができる。実プログラムがショベル・ロ ーダの構造および歪み測定位置と分離する事は理解されよう、しかし、特定の数 学式の開発とこれに基づくプログラムは当業者の技術範囲内にある。

第１図に示す構造のショベル・ローダにおいては、歪み計の望ましい位置はバッ ク・ステー１９上にある事が発見された。バック・ステー１９中の歪みは構造の 他の部分におけるよりも複雑でない性質を有し、ディツパとその内容物の重量に 対して比較的好都合な関係を有する。

第２図は、第１図について述べたディツパ型ショベル・ローダに適用される本発 明の方法を実施するための各種光学エンコーダおよびプロセッサの機能的配置を 示す。

前述したウィンチ・ドラム、ディツパ・アームおよびターン・テーブルの光学エ ンコーダをそれぞれ８１，８２．８３で示し、これらの光学エンコーダが直列に 補助プロセッサ８５に情報を送り、この補助プロセッサが、主プロセツサ９５に よる処理のために光学エンコーダ情報を準貢する。ショベル・ローダの操作条件 に関する他の基本的情報がショベル・ローダ制御装置８６がら、インタフェース ・ユニット８７とコンバータ８８とを介して主プロセツサ９５に送られる。この ような他の基本情報は、ショベル・ローダが操作条件にあるか否が、ショベル・ ローダが積載操作を実施しているか、あるいは運動状態にあって作業場所間を移 動しているか否かに関するものである。この情報は主プロセツサに関連し、ショ ベル・ローダが掘削物を積載しているか否が、従ってプロセッサが重量計算を成 すべきか否かを決定するものである。

歪み計・ユニット９１と９２は第１＠のバック・ステー１９を構成する２本の直 立部材上に取り付けられ、このバック・ステー１９中の歪みに比例する信号を発 生する。またこの信号はコンバータ８８を通して主プロセツサ９５に送られる。

主プロセツサは前述のように、パケットの位置と装入状態に応じてパケットとそ の内容物の一重Ｊｌ入功から計３ＥＬ、、ショベル・ローダの各装入−排出サイ クルについて平均重量を算出するようにプログラミングさ九ている。

主プロセツサ９５によって計算された各サイクル毎に積載さ九る掘削物の重量は 補助プロセッサ８５のソリッドステートメモリに送られる。補助プロセッサ８５ は、遠隔ベース・コンピュータのラジオリンク伝送指令によって、この補助プｎ セッサのメモリからラジオ（チム９８とラジオユニット９９とを介してバースー コンゼニータに情報を伝送する。

ショベル・ローダ操作員が見るために、オパレータ・ディスプレー９６が適当に 配置され、このディスプレーはグラフィック・プロセッサ９４を介して、ショベ ル・ローダの作動サイクル毎にトラックに積載される掘削物の重量と全重量とに 関する最新の情報を規則的に受ける。

前記の構造において使用される適当な市販のプロセッサは、下記である。

主プロセツサ　−　モトロラ　ＭＣ６８０００補助プロセツサ　−　モトロラ　 ＭＣ６８０２タラフイツク・如セフラ　−　モ　ト　ロ　ラ　ＭＣ６８０２第３ 図と第４図の簡略論理図について述べれば、プロセッサの基本的判断と動作が図 示されている。この判断と動作の順序は、ショベル・ローダの操作中に所定の時 間インタバルで下記のように実施される。

１、各光学エンコーダと歪み計・ユニットからのデータの集中、 ２、光学エンコーダ情報からのディツパアームの動力学的行動の計算、 ３、ディツパアームの特定の動力学的行動に対して歪み計情報からディツパ荷重 を計算、 ４、ディツパドアの開閉状態の確定、 ａ、ドアが開かれて、ディツパが装入物の排出後に移動中である事を示す場合、 計算されたディツパ荷重を次の平均処理のために記憶する。

ｂ、ディツパドアが閉じていれば、デ、イッパは下記の３状態のいずれかにある 。

１、ディツパを充填するため掘削物の「掘削」状態、 ２、ディツパ装入位置とディツパ排出位置の間を移動中の［揺動」状態、 ３、トラックが受ける位置にないときに、トラック中への排出位置での「待機」 状態。

プロセッサは、ディツパがこれらの３状態のいずれにディツパのこれらの状態に おいて生じるプロセッサの判断と動作は、第４図にいて「掘削」、「揺動」、お よび「待機」の項目で記載されている。

「掘削」状態 １、先行サイクル中のディツパ状態の確定、ａ、先行サイクル中においてもディ ツパが掘削していたならば、現在のディツパ荷重計算を記憶する必要はない、従 って記憶された平均ディツパ荷重をゼロにリセットし、先行状態のメモリを「掘 削」にセットする。

ｂ、先行サイクル中においてディツパ状態が「掘削」でなかったなら、ディツパ は掘削物の排出ののちに戻り揺動を終了したところである。この場合にディツパ はディツパの戻り揺動中に記憶されたディツパ荷重計算を平均して、平均カラデ ィツパ重量を確定する。プロセッサはディツパの掘削位置から排出位置への先行 揺動運動中に確定された平均充填ディツパ重量を記憶しており、そこで充填ディ ツパ重量からカラのディツパ重量を減算する事により、排出された掘削物の重量 を計算する。確定された排出重量を補助プロセッサに送り、ラジオリンクによる 遠隔記憶装置または他の処理機構への伝送などの次の検索のために記憶する。

確定された排出重量はショベル・ローダ操作員の視認の光め表示ディスプレーに も伝送される。そののち、記憶された平均ディツパ重量がゼロにリセットされ、 先行状態メモリを「掘削」にセットする。

「揺動」状態 １、先行サイクル時のディツパ状態の確定。

ａ、ディツパが先行サイクル中に揺動していたなら、揺動方向が同一であるか否 かをチェックする。

もし同一方向であれば、ディツパ荷重を計算し記憶し、またその特定の揺動に関 する現在の平均ディツパ荷重を計算して、操作員に表示する。

ディツパが同一方向に揺動する限り、前述のようにディツパのドアが開かれて揺 動方向の変化を示すまで、各サイクル毎に前記の順序が繰り返される。

ｂ、もし先行サイクル中においてディツパが「待機」状態であったならば、これ は装入されたディツパがトラックに積載する状態にあるがトラックが配置されて いない事を示す、これは、先行のトラックが満載されて出発し次のトラックが積 載位置まで移動中である事を意味する・このようにしてプロセッサはトラックの 入れ替えが進行中である事を通告され、これをメモリに入力し、先行ドラックに 積載された荷重を合計し、これを補助プロセッサに伝送して記憶させる「待機」 状態 待機状態においては、変化が生じないのであるから。

現在の計算されたディツパ荷重が記憶され、先行状態が待機にセットされる。

ディツパが装入されたままで１方向に揺動した末期に「待機」状態に入り、逆方 向の揺動の初期に待機状態を出る事は理解されよう、待機状態にある間にディツ パのドアが開か九で荷重をトラック中に積載する。このようにして、操作具始動 のディツパドア開放がプロセッサに対する揺動方向の変化信号として使用される 。同様に掘削位置へのディツパの戻り揺動の末期にディツパドアの閉鎖が生じ、 これによってディツパの揺動方向の次の変化を指示する。

先に、ウィンチ・ドラム、ディツノ（アームピニオンおよびターン・テーブルを 駆動するモータまたは伝動装置に連結され、それぞれの要素の位置と運動を確定 するセンサとして作動する光学エンコーダにつｂ）て述べた。このような目的を 果たすための光学エンコーダは所要の容量と精度とを有する任意の公知の型のも とする事ができる。光学エンコーダの比較的簡単なしかし有効な型を第５図に略 示する。

この光学エンコーダは、軸受１０３と１０４に軸支され、第１符号化ディスク１ ０５とピニオン１０６を担持する六力軸１０２を含む、軸１０２の末端部分１０ ７は、ウィンチ・ド′ラムまたはターン・テーブルなどの要素を駆動するモータ または伝動装置に適当に連結され、この駆動装置の位置がモニタされる。

ビニオン１０６は副軸１０９上に取り付けられた歯車１０８モ駆動し、またこの 副軸１０９上ｔ′−歯車１１０が取り付けら九でいる。副軸１０９はその両端に おいて軸受１１１の中に軸支され、副＠１０９と歯車１０８および１１０は一斉 回転する。＠車１１０はＬ１１１３上に取り付けらｔＬ克言車１１２を駆動し、 この軸１１３は第２、符号化ディスク１１４を担持する。軸１１３は軸受１１５ の中に軸支され、この軸１ユ３と、歯車１１２および第２符号化ディスク１１４ が一斉回転する。

２歯車対１０６−１０８と１１０−１１２が、第１および第２符号化ディスク１ ０５と１１４との間において二重減速を成す、この減速は、第１符号化ディスク １０５の１回転ごとに第２符号化ディスク１１４が１符号間隔前進するように選 定される。第１符号化ディスクとこれを駆動する部材との間の減速比は、この光 学エンコーダによってモニタされる成分の相対運動を考慮して選定される。第２ 符号化ディスク１１４は、モニタされる成る必要がある。

各符号化ディスク１０５’、１１４はｒグレーノ（タン」などの任意適当な型の 光学コードバタンをその外周区域に備えている。それぞ九のディスク１０５，１ １４力；外周バタンにもって各ディスクの回転位置を表示するデジタル信号を発 生するために光源−受光ユニット１２０と１２１が備えられる。第１デイスクか ら出る信号が、この−第１デイスク上の間隔数によって第２デイスク１１４のそ れぞれの間隔を分割する事は理解され主う、このようにして、開方のディスクか ら出た出力はモニタされる成分の位置の正確なトラッキングを成す。

さらに、モニタされる成分に関する速度データおよび加速度データをうるため、 第１符号化ディスクの信号を処理する事ができる。

プロセッサのプログラムの基礎となる数式は、パケットを支持するショベル・ロ ーダ構造の全体ゼオメトリ、構造上の歪ゲージなどの特定の位置、およびパケッ ト座標を測定する構造上の基点を含めて、多数のファクタに依存している事は理 解されよう、しかし、この数式は業界公知の基本的技術原理に基づいている。

ＦＩＧ　３ １：Ｉｆｌ　Ａ 国際調査報告 ＡＩＩＮビＸ　ＴＯＴＨＥ　ＩＮＴＥＲＮＡＴＩＯＮＡＬ　５ＥＡＲＣ）ｌ　Ｒ ＥＰＯＲＴ　０＋１

Claims (16)

【特許請求の範囲】
1. １．掘削物を積載するために保持するバケットを有し、このバケットはその装入 位置から排出位置まで移動し、前記バケットは前記位置の間を移動する際に構造 によって支持されるようにしたショベル・ローダによって１サイクルごとに積載 される掘削物の量を測定する方法において、バケットの前記運動中の１インタバ ルまたは複数インタバルにおける処理可能の位置信号の形で前記構造の特定部分 に対するバケットの位置を確定する段階と、前記単数または複数のインタバルに おける処理可能の荷重信号の形で、前記構造の特定部分におけるバケットおよび バケット内容物の重量に関連する荷重を確定する段階と、前記位置信号および荷 重信号を処理して前記単数または複数のインタバルにおけるバケットおよびその 内容物の重量を確定する段階とを含む方法。
2. ２．前記の位置確定と前記の荷重確定は、装入位置と排出位置との間のバケット の前記運動中に複数のインタバルにおいて成され、それぞれのインタバルの確定 について位置信号と荷重信号を処理し、バケットの運動中に成された複数の確定 により確定されたバケットとその内容物の重量を平均化する請求の範囲第１項に よる方法。
3. ３．第１の位置確定と第１の荷重確定はバケットが装入位置から排出位置に移動 する際に実施され、第２の位置確定と第２の荷重確定はバケットが排出位置から 装入位置に戻る際に実施され、前記の第１位置−荷重確定による前記の位置−荷 重信号を処理してバケットが装入されたときのバケットとその内容物の重量を確 定し、前記の第２位置−荷重確定による前記の位置−荷重信号を処理してバケッ トが排出されたのちのバケットとその内容物の重量を確定し、前記の装入された バケットと排出されたバケットの確定重量を処理してバケットから積載された掘 削物重量を確定する請求の範囲第１項または第２項による方法。
4. ４．バケットの位置は、バケットの特定点から構造の二つの相互に離間した固定 点までの距離の測定によって確定され、前記の相互に離間した２特定点は、構造 中の荷重を測定する部分に対して固定関係を有する請求の範囲第１項乃至第３項 のいずれかによる方法。
5. ５．構造はバケットを前記の装入位置と排出位置との間において運動させるよう に、垂直軸線回りに回転自在に搭載される請求の範囲第１項乃至第４項のいずれ かによる方法。
6. ６．前記の位置確定と前記の荷重確定は、前記構造のバケット排出位置へのまた バケット排出位置からの垂直軸線回りの運動の少なくとも一部分において特定時 間インタバルで実施される請求の範囲第５項による方法。
7. ７．バケットが構造に対して所定の高さまたはこれ以上にあるときにのみ位置確 定と荷重確定を処理して重量確定を成す請求の範囲第１項乃至第６項のいずれか による方法。
8. ８．バケットの前記装入位置と排出位置との間の運動に際して構造とバケットの 速度および加速度を処理可能の動力学的信号として確定し、前記の動力学的信号 を処理して、前記特定部分において前記の速度および加速度から生じる荷重部分 を確定し、これによって荷重確定値を修正する請求の範囲第１項乃至第７項のい ずれかによる方法。
9. ９．前記構造の特定部分における荷重はこの部分における歪みに比例した電気信 号を発生する荷重セル手段によって確定される請求の範囲第１項乃至第８項のい ずれかによる方法。
10. １０．基部と、前記基部に対して垂直軸線回りに回転自在に基部上に支持された プラットフォームと、下端において前記プラットフォームに連結され、上端にお いて、プラットフォーム上に取り付けられだ控え構造に連結され、プラットフォ ームから上方外側に延在するブームと、前記ブームから懸垂され垂直および水平 方向に移動自在のバケットとを含むショベル・ローダによってサイクルごとに積 載される掘削物の量を測定する方法において、バケット装入位置からバケット排 出位置までのブームの運動中に単数または複数のインタバルにおいてブームまた は控え構造の特定部分に対するバケットの位置と特定部分における荷重を電気信 号の形で確定する段階と、各インタバルにおけるバケットとその内容物の全重量 を前記信号の入力から計算するようにプログラミングされた電子プロセッサに対 して前記信号入力を伝送する段階と、バケットの前記位置間の逆方向運動に際し て単数または複数のインタバルにおいて前記のような確定を成しその信号を前記 プロセッサに入力する段階と、前記プロセッサの中において前記入力を処理して 、バケットの前記両方向運動における重力の差を得る段階とを含む方法。
11. １１．支持構造から支持されたバケットを有するショベル・ローダにおいて、前 記構造はバケットをそれぞれ装入位置と排出位置とに記置するように可動であり 、ショベル・ローダのサイクルごとにバケットによって積載される掘削物の量を 測定する装置を備え、前記装置はバケットの前記運動中に単数または複数のイン タバルにおいて前記構造の特定部分に対するバケットの位置を確定する手段と、 バケットの確定位置を指示する処理可能の位置信号を発生する手段と、バケット の前記運動中の前記単数または複数のインタバルにおいて、バケットおよびその 内容物の重量に関連した前記構造の特定部分の荷重を確定する手段と、前記構造 の特定部分の確定荷重を指示する処理可能の荷重信号を発生する手段と、前記の 位置信号と荷重信号とを受けて、これらの信号からバケットとその内容物の重量 を確定するプロセッサ手段とを含むようにしたショベル・ローダ。
12. １２．ショベル位置の確定手段は、構造上の相互に離間した２固定点からバケッ トの固定点までの間隔を確定するように成され、位置信号手段は、プロセッサ手 段に供給される前記各間隔を指示するそれぞれの信号を発生する請求の範囲第１ １項によるショベル・ローダ。
13. １３．前記構造はバケットを前記の装入位置と排出位置との間において移動させ るように垂直軸線回りに枢転自在であり、また前記位置確定手段と荷重確定手段 は、前記バケット位置間の前記枢転位置間のいずれの方向においても前記構造の 枢転運動中に所定のインタバルで作動する請求の範囲第１１項または第１２項に よるショベル・ローダ。
14. １４．前記の位置確定手段と荷重確定手段はそれぞれ、バケット位置とバケット 荷重を、バケットが装入位置から排出位置に移動する際に第１確定を成し、バケ ットが排出位置から装入位置に移動する際に第２確定を成し、また前記プロセッ サ手段は、前記第１確定から装入されたバケットおよび内容物平均重量と、前記 第２確定から排出されたバケットおよび内容物の平均重量と、前記平均重量の差 とを確定する請求の範囲第１１項によるショベル・ローダ。
15. １５．バケットが装入位置と排出位置との間を移動する際にバケットと構造物の 速度と加速度を指示する処理可能信号を発生する手段を具備し、前記プロセッサ は、バケットと構造物の速度および加速度によって構造物の前記特定部分に生じ る動力学的荷重を前記信号から確定するようにプログラミングされている請求の 範囲第１１項乃至第１４項のいずれかによるショベル・ローダ。
16. １６．前記構造物はプラットフォームと、下端において前記プラットフォームに 連結ざれ上方に延在するブームと、前記プラットフォームに剛着された控え部材 と、前記ブームの上端を前記控え部材に連結するプレースとを含み、前記バケッ トは前記ブームから懸垂され、また前記構造物の前記の特定部分は前記控え部材 の中にある請求の範囲第１１項乃至第１５項のいずれかによるショベル・ローダ 。