JPS6354845B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、積込機械によつて積込作業を行な
うときに秤量制御する装置に関し、特に、シヨベ
ルローダ等において、シヨベルアームの枢着点に
設けた俯仰角検出器と、リフト用油圧シリンダに
設けた支持力検出器とから俯仰角と支持力を検知
し、アームの角度に応じた条件を予め記憶させた
演算器に入力して積荷重量を秤量し、積込まれる
ダンプトラツク等に過積がないようにする。

現在、骨材プラント等においては、積込機械と
してシヨベルローダによりダンプトラツクへ骨材
の積込作業が広く行なわれている。これらの積込
作業は、運転者の熟練と経験とによりダンプトラ
ツクへの積込みが行なわれ、一部には積荷したダ
ンプトラツクを秤量して過不足を管理しているの
が現状である。

従つて、骨材等の過積の場合には、積荷調整の
作業を必要とし、積荷不足の場合は、積荷を追加
するか、又は、そのまま運搬するので、運搬計画
及び運搬経費に支障を来たし易い。また、道路交
通法の規制に伴ない、上記の積荷制限の管理が必
要となり、積込機械の運転者の大きい負担とな
り、疲労を伴うものとなつてきた。

この発明は、特に、積込機械のかかる諸問題を
解決するものである。

而してこの発明の目的は、シヨベルローダ等の
積荷を自動的に秤量、積算、表示できる装置を提
供するにあり、またこの発明の目的は、ダンプト
ラツク等に対し過不足なくほぼ制限荷量に積荷が
できる装置を提供するにあり、更にこの発明の目
的は、運転者の疲労を軽減する装置を提供するに
あり、また更にこの発明の目的は、骨材置場の切
出し及び在庫管理ができる装置を提供するにあ
る。

即ちこの発明は、図示する実施例の如く、シヨ
ベル作業装置のアーム７の俯仰角θを検出する俯
仰角検出器１０と、アーム７のリフト用油圧シリ
ンダ８の支持力Ｆ，F′を検出する支持力検出器１
４と、アーム７の長さＬを記憶するアーム長記憶
部１５と、前記俯仰角検出器１０からの信号θと
アーム長記憶部１５からの信号Ｌを受けてアーム
後端の枢着点Ａとアーム７の先端部のシヨベルバ
ケツト枢着点Ｂ間の水平距離Ｌ cosθを演算する
第１の演算部１１と、前記俯仰角検出器１０から
の信号を受けてアーム後端の枢着点Ａとリフト用
油圧シリンダ８の軸線間の距離ｄを演算する第２
の演算部１２と、前記支持力検出器１４からの信
号Ｆ，F′を記憶する支持力記憶部１６，１７と、
該支持力記憶部１６，１７からの信号Ｆ，F′と前
記第１の演算部１１からの信号Ｌ cosθと第２の
演算部１２からの信号ｄを受けて積荷荷重Ｗを演
算し、かつ積込毎に積算する第３の演算部１３
と、前記第３の演算部１３で得られた秤量結果を
表示する表示部１８とからなる積込機械の作業制
御装置に係る。

この発明の実施例を図面を参照して説明する。
第１図はシヨベルローダ１の側面を示し、そのシ
ヨベル機構２の操作により、シヨベルバケツト３
にすくい取つた骨材等の荷をダンプトラツク４へ
積込作業を行なう。

シヨベルローダ１の機体は四輪５を備えて自走
可能になつており、車体６の前部の枢着点Ａにお
いてアーム７の後端を枢着し、且つアーム７のＣ
点と車体６のＤ点との間にリフト用油圧シリンダ
８を渡して枢着し、これによつてアーム７は俯仰
可能になつている。

また、アーム７の先端部Ｂ点においてシヨベル
バケツト３を枢着し、シヨベルバケツト３とアー
ム７との間に油圧シリンダ９を含むシヨベル機構
２を渡してシヨベルバケツト３を回動可能にして
いる。３′はシヨベルバケツト３が回動して荷を
あけたときの姿勢を示す。

次に作動について説明する。運転者はシヨベル
ローダ１のシヨベルバケツト３のバケツト容量
と、ダンプトラツク４の許容積荷重量から判断し
て、積込回数及びシヨベルバケツト３の積荷状況
を加減して経験的に作業を行なつている。従つ
て、積荷を過不足なしに積込むことは熟練を要
し、運転者の疲労が大となる。

ダンプトラツク４に対するシヨベルバケツト３
の荷卸高さH′は、アーム７の先端部Ｂの高さＨ
で決まり、積荷重量はアーム７を俯仰するリフト
用油圧シリンダ８の油圧又は応力の変化により、
即ち積荷時と空荷時との油圧又は応力差を検出す
ることにより積荷重量を秤量することができる。

第２図は、シヨベル装置のアーム７（にて
示す）とリフト用油圧シリンダ８（にて示す）
との関係を表わしている。

次に演算について説明する。数式は計算の一例
を示し、各記号は下記の意味とする。

Ｅ＝地面と平行線 θ＝アームの仰角＝∠BAE α＝∠DAE β＝∠CAB γ＝∠ADC Ｌ＝アームの長さ＝ L′＝ Ｇ＝シヨベル装置の重心 Ｗ＝積荷重量（Ｂ点に換算） W′＝Ｇ点における荷重 ａ＝ ｂ＝ ｃ＝リフト用油圧シリンダの長さ＝ ｄ＝Ａ点と間の垂直距離 Ｆ＝リフト用油圧シリンダの積荷時の支持力 従つてアーム７の枢着点Ａの回りのモーメント
の釣り合いから次の(1)式が成立つ。

Ｆ・ｄ＝Ｗ・Ｌ・cosθ・W′・L′・cosθ ……(1) 故に Ｗ＝Ｆ・ｄ−W′・L′・cosθ／Ｌ・cosθ ……(2) θはアームの枢着点Ａに設けた俯仰角検出器１
０から求めることができる。Ｆはリフト用油圧シ
リンダの発生圧力を検出する圧力検出器又はロー
ドセル等の歪み計の応力検出器等の支持力検出器
１４の出力電圧として記憶される。（第３図参照） F′＝空荷時のリフト用油圧シリンダの支持力 とすれば、空荷の荷卸状態において F′・ｄ＝W′・L′・cosθ ……(3) となり、アームの任意の俯仰角θにおけるシヨベ
ル装置の自重による枢着点Ａの回りのモーメント
が演算され且つ記憶される。

よつて前記(2)式は Ｗ＝（Ｆ−F′）ｄ／Ｌ・cosθ ……(4) として積荷重量Ｗが演算され、運転席の近くにデ
ジタル表示するほか、記憶、積算されて記録又は
表示すれば、積込機械の稼働状況も併せて作業管
理が可能である。

なお、前記ｄは、俯仰角θの函数であり、θを
俯仰角検出器１０で求めて第２の演算部１２で演
算して求めることができる。

即ち ｄ＝ａ・sinγ ……(5) ｃ＝√²＋²−2・（＋＋）……(6) sinγ＝ｂ sin（θ＋α＋β）／ｃ ……(7) 故に これを前記(4)式に代入すれば積荷の重量Ｗを得
ることができる。

第３図は、演算系統の実施例をブロツク図に示
したものである。俯仰角検出器１０からの信号θ
と、アームの長さＬの記憶部１５からの信号Ｌと
を受け、第１演算部１１でＬ cosθの演算を行な
い、俯仰角検出器１０からの信号θを受け、第２
の演算部１２でｄの演算を行なう。

１６，１７は圧力検出器又は歪み検出器等より
なるリフトシリンダ用の支持力検出器１４からの
信号Ｆ及びF′を記憶して出力する支持力記憶部で
あり、この支持力記憶部１６，１７からの信号
Ｆ，F′と第１の演算部１１からの信号Ｌ cosθ及
び第２の演算部１２よりの出力信号ｄを受け、第
３の演算部１３にてＷの演算を行なう。これによ
り積荷重量が精度よく秤量されてゲージボード１
８にデジタル表示される。秤量は積込回数毎に積
算され、又は記憶されることにより積込作業の管
理が容易となる。

以上の説明から明らかなように、この発明によ
れば、シヨベルローダを用いてばら物をダンプト
ラツクに積荷する場合に、ほぼ制限荷量に過不足
なく積込みができ、積込作業の管理、運搬作業の
管理、貯蔵場の在庫管理等すべてに役立つ装置が
得られ、更に運転者の労力を大きく軽減できる等
の効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はシヨベルローダの側面図、第２図はア
ームとリフト用油圧シリンダとの関係を示す説明
図、第３図は演算系統を示すブロツク図である。 図中、１はシヨベルローダ、７はアーム、８は
リフト用油圧シリンダ、１０は俯仰角検知器、１
１は第１の演算部、１２は第２の演算部、１３は
第３の演算部、１４は支持力検出器、１５はアー
ム長記憶部、１６，１７は支持力記憶部、１８は
ゲージボード（表示部）である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ シヨベル作業装置のアームの俯仰角θを検出
   する俯仰角検出器と、アームのリフト用油圧シリ
   ンダの支持力Ｆ，F′を検出する支持力検出器と、
   アームの長さＬを記憶するアーム長記憶部と、前
   記俯仰角検出器からの信号θとアーム長記憶部か
   らの信号Ｌを受けてアーム後端の枢着点とアーム
   の先端部のシヨベルバケツト枢着点間の水平距離
   Ｌ cosθを演算する第１の演算部と、前記俯仰角
   検出器からの信号を受けてアーム後端の枢着点と
   リフト用油圧シリンダの軸線間の距離ｄを演算す
   る第２の演算部と、前記支持力検出器からの信号
   Ｆ，F′を記憶する支持力記憶部と、該支持力記憶
   部からの信号Ｆ，F′と前記第１の演算部からの信
   号Ｌ cosθと第２の演算部からの信号ｄを受けて
   積荷荷重Ｗを演算し、かつ積込毎に積算する第３
   の演算部と、前記第３の演算部で得られた秤量結
   果を表示する表示部とからなる積込機械の作業制
   御装置。