KR20190112075A - 유압 셔블 - Google Patents

Abstract

유압 셔블(1)의 컨트롤러(21)는, 유압 셔블에 의한 덤프 트럭(2)으로의 작업 대상물의 적입이 행해졌는지 아닌지를 작업기(12)의 자세에 근거하여 판정하는 제1 판정을 행하고, 붐 실린더(16)의 추력과 제1 판정의 판정 결과에 근거하여 유압 셔블에 의해 덤프 트럭에 적입된 작업 대상물의 하중인 제1 하중을 연산하며, 덤프 트럭의 컨트롤러(40)로부터 송신된 유압 셔블에 의한 덤프 트럭으로의 작업 대상물의 적입이 행해졌는지 아닌지를 판정하는 제2 판정의 판정 결과와 제1 판정의 판정 결과에 근거하여 제1 하중을 적산하는지 아닌지를 판정하는 제3 판정을 행하고, 제3 판정에 의해 제1 하중을 적산한다고 판정된 경우에 제1 하중을 적산함으로써 덤프 트럭의 적재 중량을 연산한다.

Description

유압 셔블

본 발명은, 운반 기계에 적입된 작업 대상물의 적재 중량을 연산하는 유압 셔블에 관한 것이다.

일반적으로, 유압 셔블로 대표되는 작업 기계는, 예를 들면 광산에 있어서의 광물의 굴삭과 덤프 트럭으로의 적입(積入)과 같이, 굴삭물(본고에서는 「작업 대상물」이라고 칭하는 경우가 있다)을 덤프 트럭 등의 운반 기계에 적입하는 작업(적입 작업)을 행하는 경우가 있다.

이러한 작업시에, 운반 기계로의 적입량(운반 기계상의 작업 대상물의 총중량)을 적량으로 할 수 있으면, 적입 부족에 의한 생산량의 저하나 과적재에 의한 적재 조정의 수고를 저감하여, 현장의 생산 효율을 향상시킬 수 있다.

운반 기계로의 적입량을 적량으로 하는 일반적인 방법은, 유압 셔블(적입 기계)이 굴삭물의 운반중에 굴삭물의 하중을 계측함과 함께, 운반 기계로의 적입 작업중에 계측한 하중을 적산함으로써 운반 기계로의 적입량을 연산하고, 그것을 유압 셔블의 조작자에게 제시하는 것이다. 운반 기계로의 적입량이 제시됨으로써 유압 셔블의 조작자는 차회 이후의 굴삭량을 조정할 수 있으므로, 운반 기계로의 적입량을 적량으로 하는 것이 가능하게 된다. 또, 운반 기계로의 적입량과 운반중인 굴삭물의 하중이 제시됨으로써 유압 셔블의 조작자는, 운반중인 굴삭물을 적입하는 것에 의해 과적재가 될지 아닐지 판단할 수 있어, 과적재를 미연에 방지하는 것이 가능하게 된다.

운반 기계로의 적입량을 계측하는 장치로서, 일본 특허공보 제3787046호에는, 운반물(작업 대상물)을 운반 기계에 운반하는 선회 조작중의 버킷 내 하중과 운반물을 운반 기계에 방토(放土)한 후의 선회 조작중의 버킷 내 하중의 하중차가 소정값 이상으로서, 선회 방향의 소정의 각도 범위에서 버킷 덤핑 조작이 실시된 경우, 그 버킷 덤핑 조작 직전의 버킷 내 하중을 운반 기계로의 운반물 중량으로서 계측 및 적산하는 유압 셔블의 작업량 모니터링 장치가 개시되어 있다.

일본 특허공보 제3787046호

일본 특허공보 제3787046호의 유압 셔블의 작업량 모니터링 장치에서는, 선회 각도와 버킷 덤핑 조작과 같은 유압 셔블측의 정보에만 근거하여, 운반 기계로의 적입(방토)의 유무를 판정하고 있으므로, 실제로 운반 기계에 작업 대상물이 적입되었는지 아닌지를 정확하게 판정하는 것은 어렵다. 예를 들면, 소정의 선회 각도 범위에 있어서 적입 이외의 작업으로 버킷 덤핑 조작이 발생한 경우에는, 그것을 트리거로 하여 작업 대상물의 중량을 잘못 계측·적산하게 될 가능성이 있다. 또, 덤프 트럭이 소정의 각도 범위 외로 이동한 후에, 당해 소정의 각도 범위 내에서 잘못 버킷 덤핑 조작을 하게 된 경우에는 덤프 트럭으로의 작업 대상물의 적입은 실패하게 된다. 그러나, 상기 문헌의 기술에서는 이 경우에도 작업 대상물의 중량을 계측·적산하게 된다.

본 발명은, 운반 기계로의 작업 대상물의 투입을 오류없이 검출하여, 운반 기계로의 적입량을 정확하게 출력할 수 있는 유압 셔블의 제공을 목적으로 한다.

본원은 상기 과제를 해결하는 수단을 복수 포함하고 있지만, 그 일례를 든다면, 유압 펌프로부터 토출되는 압유에 의해 구동되는 유압 실린더와, 상기 유압 실린더에 의해 구동되는 작업기와, 상기 작업기에 의해 운반 기계에 적입된 작업 대상물의 적재 중량을 연산하는 컨트롤러를 구비한 유압 셔블에 있어서, 상기 컨트롤러는, 상기 작업기의 자세에 근거하여 상기 유압 셔블에 의한 상기 운반 기계로의 작업 대상물의 적입이 행해졌는지 아닌지를 판정하는 제1 판정을 행하고, 상기 유압 실린더의 추력과 상기 제1 판정의 판정 결과에 근거하여 상기 유압 셔블에 의해 상기 운반 기계로 적입된 작업 대상물의 하중인 제1 하중을 연산하며, 상기 제1 판정의 판정 결과와 상기 운반 기계에 구비된 운반 기계측 컨트롤러로부터 송신된 상기 유압 셔블에 의한 상기 운반 기계로의 작업 대상물의 적입이 행해졌는지 아닌지를 판정하는 제2 판정의 판정 결과에 근거하여 상기 제1 하중을 적산하는지 아닌지를 판정하는 제3 판정을 행하고, 상기 제3 판정에 의해 상기 제1 하중을 적산한다고 판정된 경우에 상기 제1 하중을 적산함으로써 상기 운반 기계의 적재 중량을 연산하는 것으로 한다.

본 발명에 의하면, 유압 셔블과 운반 기계의 쌍방의 정보에 근거하여 작업 대상물의 적입이 완료되었다는 것을 판정할 수 있으므로, 유압 셔블로부터 운반 기계에 작업 대상물이 투입된 것이 오류없이 검출되어, 운반 기계로의 적입량을 정확하게 산출할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시형태에 관한 유압 셔블의 측면도이다.
도 2는 본 발명의 실시형태에 관한 덤프 트럭의 측면도이다.
도 3은 적입 작업중인 유압 셔블(1)의 동작의 일례를 나타내는 개관도이다.
도 4는 적입 작업중인 유압 셔블(1)의 동작의 일례를 나타내는 개관도이다.
도 5는 본 발명의 실시형태에 관한 하중 계측 시스템의 시스템 구성도이다.
도 6은 덤프 트럭(2) 측의 컨트롤러(40)가, 덤프 트럭(2)이 적입 작업에 종사하고 있는지 아닌지를 판정하는 방법을 나타내는 플로우 차트이다.
도 7은 차속 센서(43)의 검출값과 적입 작업 판정부(57)에 의한 판정 결과의 관계를 나타내는 그래프의 일례이다.
도 8은 덤프 트럭(2) 측의 컨트롤러(40)가, 유압 셔블(1)에 의한 덤프 트럭(2)으로의 작업 대상물의 적입이 행해졌는지 아닌지에 대해 판정하는 방법을 나타내는 플로우 차트이다.
도 9는 적입 작업에 종사하고 있는 덤프 트럭(2)의 서스펜션압 센서(39a)의 검출값의 시간 변화의 일례를 나타내는 그래프이다.
도 10은 유압 셔블(1) 측의 컨트롤러(21)가, 유압 셔블(1)에 의한 덤프 트럭(2)으로의 작업 대상물의 적입이 행해졌는지 아닌지를 판정하는 방법을 나타내는 플로우 차트이다.
도 11은 암 보텀압 센서(31)의 검출값 및 버킷 각도 센서(26)의 검출값과 운반 판정부(51)에 의한 판정 결과의 관계를 나타내는 그래프의 일례이다.
도 12는 유압 셔블(1) 측의 컨트롤러(21)가 본 실시형태의 하중 계측 시스템의 이상의 유무를 판정하는 방법을 나타내는 플로우 차트이다.
도 13은 유압 셔블(1) 측의 컨트롤러(21)에 의한 버킷(15) 내의 작업 대상물의 순간 하중 Ml의 연산 방법의 설명도이다.
도 14는 유압 셔블(1) 측의 컨트롤러(21)에 있어서의 하중 연산부(50), 하중 적산 가부 판정부(55) 및 하중 적산부(56)가 실행하는 처리의 플로우 차트이다.
도 15는 표시 장치(23A)의 표시 화면의 외관도이다.
도 16은 본 발명의 다른 실시형태에 관한 하중 계측 시스템의 시스템 구성도이다.
도 17은 도 16의 시스템에 의한 덤프 트럭(2)의 적입 작업의 판정 방법의 설명도이다.

이하, 본 발명의 실시형태에 대해 도면을 이용하여 설명한다. 이하에서는, 작업 기계의 하중 계측 시스템을 구성하는 적입 기계로서 유압 셔블을, 운반 기계로서 덤프 트럭을 이용하는 경우에 대해 설명한다.

또, 본고에서는 편의상, 유압 셔블(적입 기계)에 의한 덤프 트럭(운반 기계)으로의 「적입 작업(운반 작업)」을, A) 작업 대상물(운반물)을 굴삭하여 버킷 내에 작업 대상물을 적입하는 「굴삭 동작」(도 3 참조)과, B) 상부 선회체의 선회와 프론트 작업기의 동작을 조합하여 덤프 트럭의 하대(荷臺) 위까지 버킷을 이동하는 「운반 동작」과, C) 버킷 내의 작업 대상물을 덤프 트럭의 하대에 방출(방토)하는 「적입 동작」(도 4 참조)과, D) 굴삭 동작을 개시하기 위해서 작업 대상물 상의 원하는 위치로 버킷을 이동시키는 「리칭 동작」이라는 4개의 동작을 포함하는 작업으로 정의한다. 대부분의 경우, 유압 셔블은, 이 4개의 동작을 이 순서로 반복 실시함으로써 덤프 트럭의 하대를 작업 대상물로 가득 채운다. B)의 운반 동작은 대부분의 경우 선회 붐 상승에 의해 행해진다. C)의 적입 동작은, 대부분의 경우 버킷 덤프에 의해 행해진다. 본 발명이 대상으로 하는 적입 기계는, 어태치먼트로서 버킷을 갖는 유압 셔블에 한정되지 않고, 그래플이나 리프팅 마그넷 등, 운반물의 보지(保持)·해방이 가능한 것을 갖는 유압 셔블도 포함된다. 또, 유압 셔블과 같은 선회 기능이 없는 작업팔을 구비하는 휠 로더 등에도 본 발명은 적용 가능하다.

<전체 구성>

도 1은 본 실시형태에 관한 유압 셔블의 측면도이며, 도 2는 본 실시형태에 관한 덤프 트럭의 측면도이다.

도 1의 유압 셔블(1)은, 하부 주행체(10)와, 하부 주행체(10)의 상부에 선회 가능하게 마련된 상부 선회체(11)와, 상부 선회체(11)의 전방에 탑재된 다관절형의 작업팔인 프론트 작업기(12)와, 상부 선회체(11)를 회동(回動)하는 유압 모터인 선회 모터(19)와, 상부 선회체(11)에 마련되어 조작자가 들어가 셔블(1)을 조작하는 조작실(20)과, 조작실(20) 내에 마련되어 제어 레버(22)로서 유압 셔블(1)에 탑재된 액츄에이터의 동작을 제어하기 위한 제어 레버(22)와, 기억 장치(예를 들면, ROM, RAM), 연산 처리 장치(예를 들면 CPU) 및 입출력 장치를 갖고 유압 셔블(1)의 동작을 제어하는 컨트롤러(21)에 의해 구성되어 있다.

프론트 작업기(12)는, 상부 선회체(11)에 회동 가능하게 마련된 붐(13)과, 붐(13)의 선단에 회동 가능하게 마련된 암(14)과, 암(14)의 선단에 회동 가능하게 마련된 버킷(어태치먼트)(15)과, 붐(13)을 구동하는 유압 실린더인 붐 실린더(16)와, 암(14)을 구동하는 유압 실린더인 암 실린더(17)와, 버킷(15)을 구동하는 유압 실린더인 버킷 실린더(18)를 구비하고 있다. 붐 실린더(16), 암 실린더(17), 및 버킷 실린더(18)는, 각각, 상부 선회체(11) 상에 탑재된 유압 펌프(도시하지 않음)로부터 토출되는 압유에 의해 구동된다.

붐(13), 암(14), 버킷(15)의 회동축에는 각각 붐 각도 센서(24), 암 각도 센서(25), 버킷 각도 센서(26)가 장착되어 있다. 이 각도 센서(24, 25, 26)로부터는 붐(13), 암(14), 버킷(15) 각각의 회동 각도를 취득할 수 있다. 또, 상부 선회체(11)에는 선회 각속도 센서(27)와 경사 각도 센서(28)가 장착되어 있어, 각각 상부 선회체(11)의 선회 각속도와 상부 선회체(11)의 전후 방향의 경사 각도를 취득할 수 있도록 구성되어 있다. 각도 센서(24, 25, 26, 27, 28)의 검출값으로부터는 프론트 작업기(12)의 자세를 특정할 수 있다.

붐 실린더(16) 및 암 실린더(17)에는 각각 붐 보텀압 센서(29), 붐 로드압 센서(30), 암 보텀압 센서(31), 암 로드압 센서(32)가 장착되어 있어, 각 유압 실린더 내부의 압력을 취득할 수 있도록 구성되어 있다. 압력 센서(29, 30, 31, 32)의 검출값으로부터는 각 실린더(16, 18)의 추력, 즉 프론트 작업기(12)에 부여되는 구동력을 특정할 수 있다.

또, 붐 각도 센서(24), 암 각도 센서(25), 버킷 각도 센서(26), 경사 각도 센서(28), 선회 각속도 센서(27)는, 프론트 작업기(12)의 자세에 관한 물리량을 검출할 수 있는 것이라면 다른 센서로 대체 가능하다. 예를 들면, 붐 각도 센서(24), 암 각도 센서(25) 및 버킷 각도 센서(26)는 각각 경사각 센서나 관성 계측 장치(IMU)로 대체 가능하다. 또, 붐 보텀압 센서(29), 붐 로드압 센서(30), 암 보텀압 센서(31), 암 로드압 센서(32)는, 붐 실린더(16) 및 암 실린더(17)가 발생하는 추력, 즉 프론트 작업기(12)에 부여되는 구동력에 관한 물리량을 검출할 수 있는 것이라면 다른 센서로 대체 가능하다. 또한 추력이나 구동력의 검출 대신에, 붐 실린더(16) 및 암 실린더(17)의 동작 속도를 스트로크 센서로 검출하거나, 붐(13) 및 암(14)의 동작 속도를 IMU로 검출함으로써 프론트 작업기(12)의 동작을 검출해도 된다.

조작실(20)의 내부에는 하중 계측 시스템의 계측 결과를 표시하는 외부 입출력기(23)가 장비되며, 상부 선회체(11)의 상면에는 컨트롤러(21)가 외부의 컨트롤러(예를 들면 컨트롤러(40))와 통신하기 위한 무선 송수신기(33)가 장착되어 있다.

외부 입출력기(23)로서는, 컨트롤러(21)에서의 연산 결과 등을 표시하는 표시 장치(23A)(도 3 참조)와, 오퍼레이터가 컨트롤러(21)로의 정보의 입력을 행하기 위한 입력 장치(23B)(도 3 참조)를 구비하고 있다. 표시 장치(23A)로서는 예를 들면 액정 디스플레이가 이용 가능하고, 입력 장치(23B)로서는 예를 들면 텐 키, 터치 패널, 키보드 등이 이용 가능하다.

도 2의 덤프 트럭(2)은, 차체(34)와, 차체(34)에 마련된 전후의 차축(도시하지 않음)에 각각 장착되어 있는 4개의 타이어(35a, 35b, 35c, 35d)와, 유압 셔블(1)에 의해 적재물이 투입되는 하대인 베슬(36)과, 조작자가 들어가 덤프 트럭(2)을 조작하기 위한 조작실(37)에 의해 구성되어 있다.

차축에는 차체(34)를 지지하는 4개의 서스펜션(38a, 38b, 38c, 38d)이 장착되어 있다. 각 서스펜션(38a, 38b, 38c, 38d)에는 각 서스펜션의 압력을 계측하기 위한 서스펜션압 센서(39a, 39b, 39c, 39d)(제1 차량 상태 검출기)가 장비되어 있다. 서스펜션압 센서(39a, 39b, 39c, 39d)는 덤프 트럭(2)에 적입된 작업 대상물의 중량에 관한 물리량으로서 서스펜션압을 검출하고 있다.

차체(34)에는, 기억 장치(예를 들면, ROM, RAM), 연산 처리 장치(예를 들면 CPU) 및 입출력 장치를 갖고, 덤프 트럭(2)의 제어를 행하는 컨트롤러(40)와, 컨트롤러(40)가 외부의 컨트롤러(예를 들면 컨트롤러(21))와 통신하는 무선 송수신기(42)가 장착되어 있고, 조작실(37)의 내부에는 덤프 트럭(2)의 차체 정보를 표시하기 위한 표시 장치(41)가 장비되어 있다. 표시 장치(41)로서는 예를 들면 액정 디스플레이가 이용 가능하다. 또, 차체(34)에는 덤프 트럭(2)의 주행 속도를 계측하는 차속 센서(제3 차체 상태 검출기)(43)가 장비되어 있다.

또, 서스펜션압 센서(39a, 39b, 39c, 39d)는, 유압 셔블(1)에 의해 덤프 트럭(2)에 적입된 작업 대상물의 중량에 관한 물리량을 검출 가능한 센서라면 다른 센서로 대체 가능하다. 또, 차속 센서(43)는, 덤프 트럭(2)의 주행 상태에 관한 물리량을 검출 가능한 센서라면 다른 센서로 대체 가능하다.

도 3 및 도 4는 적입 작업중인 유압 셔블(1)의 동작의 일례를 나타내는 개관도이다. 도 3의 유압 셔블(1)은 작업 대상물(굴삭 대상물)(3)을 굴삭하여 버킷(15) 내에 작업 대상물(4)을 적입하는 「굴삭 동작」을 행하고 있고, 도 4의 유압 셔블(1)은 버킷(15) 내의 작업 대상물(4)을 덤프 트럭(2)의 하대(36)로 방출(방토)하는 「적입 동작」을 행하고 있다.

<하중 계측의 시스템 구성>

도 5는 본 실시형태의 하중 계측 시스템의 시스템 구성도이며, 컨트롤러(40)와 컨트롤러(21)의 내부에는 각각의 기능을 블록도로 나타내고 있다.

덤프 트럭(2) 측의 컨트롤러(40)는, 서스펜션압 센서(39a, 39b, 39c, 39d) 및 차속 센서(43)의 신호를 입력으로 하고, 이것들에 근거하여 산출한 정보(예를 들면 후술하는 적입 판정과 적입 작업 판정)를 무선 송수신기(42)를 개재하여 셔블측의 컨트롤러(21)에 송신할 수 있도록 구성되어 있다.

또, 컨트롤러(40)는, 서스펜션압 센서(39a, 39b, 39c, 39d)가 출력하는 검출값으로부터 연산되는 작업 대상물의 중량에 근거하여 유압 셔블(1)에 의한 덤프 트럭(2)으로의 작업 대상물의 적입(작업 대상물의 하대(36)로의 투입)이 행해졌는지 아닌지를 판정하는 적입 판정부(52)와, 차속 센서(43)가 출력하는 검출값으로부터 연산되는 덤프 트럭(2)의 속도에 근거하여 덤프 트럭(2)이 유압 셔블(1)에 의한 작업 대상물의 적입 작업에 종사하고 있는지 아닌지를 판정하는 적입 작업 판정부(57)와, 무선 송수신기(42)를 개재한 정보(예를 들면, 적입 판정부(52)와 적입 작업 판정부(57)의 판정 결과)의 송수신을 제어하는 송수신부(53)로서 기능한다.

유압 셔블(1) 측의 컨트롤러(21)는, 각도 센서(24-28) 및 압력 센서(29-32)의 출력과, 무선 송수신기(33)의 수신 신호와, 입력 장치(23B)로부터 입력되는 정보를 입력으로 하고, 이것들에 근거하여 산출한 정보(예를 들면, 운반 기계(2)로의 적입량)를 연산하여, 그 정보를 표시 장치(23A)에 표시하거나, 무선 송수신기(33)를 개재하여 덤프 트럭측의 컨트롤러(40)에 송신할 수 있도록 구성되어 있다.

또, 컨트롤러(21)는, 프론트 작업기(12)의 자세를 나타내는 버킷 각도 센서(26)의 검출값과 암 실린더(17)의 부하를 나타내는 암 보텀압 센서(31) 및 암 로드압 센서(32)의 검출값에 근거하여 유압 셔블(1)에 의한 덤프 트럭(2)으로의 작업 대상물의 적입이 행해졌는지 아닌지를 판정하는 운반 판정부(51)와, 붐 보텀압 센서(29) 및 붐 로드압 센서(30)의 검출값으로부터 연산되는 붐 실린더(16)의 추력에 근거하여 유압 셔블(1)에 의한 덤프 트럭(2)으로의 작업 대상물의 적입에 관한 버킷(15) 내의 작업 대상물의 하중(제1 하중)을 연산하는 하중 연산부(50)와, 무선 송수신기(33)를 개재한 정보(예를 들면, 적입 판정부(52)와 적입 작업 판정부(57)의 판정 결과)의 송수신을 제어하는 송수신부(54)와, 운반 판정부(51), 적입 판정부(52) 및 적입 작업 판정부(57)의 판정 결과와 서스펜션압 센서(39a, 39b, 39c, 39d)가 출력하는 검출값 등에 근거하여 하중 계측 시스템의 이상의 유무를 판정하는 이상 판정부(58)와, 운반 판정부(51) 및 적입 판정부(52)의 판정 결과 등에 근거하여 하중 연산부(50)가 연산한 하중을 적산하는지 아닌지를 판정하는 하중 적산 가부 판정부(55)와, 적산 가부 판정부(55)가 하중 연산부(50)가 연산한 하중(제1 하중)을 적산한다고 판정했을 때 당해 하중을 적산함으로써 덤프 트럭(2)의 적재 하중을 연산하고, 그 연산 결과에 근거한 표시를 표시 장치(23A)에 출력하는 하중 적산부(56)로서 기능한다.

다음으로 본 실시형태에 관한 하중 계측 시스템이 유압 셔블(1)에서의 운반 판정과 덤프 트럭(2)에서의 적입 판정의 쌍방의 판정 결과에 근거하여 버킷(15) 내의 하중을 적산함으로써 덤프 트럭(2)의 적재 하중을 연산하는 방법을 도 6 내지 도 15를 이용하여 설명한다.

<적입 작업 판정부(57)에 의한 적입 작업 판정 방법>

도 6은 덤프 트럭(2) 측의 컨트롤러(40)에 있어서의 적입 작업 판정부(57)가, 덤프 트럭(2)이 적입 작업에 종사하고 있는지 아닌지를 판정하는 방법(제6 판정)을 나타내는 플로우 차트이며, 도 7은 차속 센서(43)의 검출값과 적입 작업 판정부(57)에 의한 판정 결과의 관계를 나타내는 그래프의 일례이다.

도 6의 플로우 차트는 덤프 트럭(2)의 컨트롤러(40)에 있어서 미리 정해진 샘플링 주기마다 실행된다.

적입 작업 판정부(57)는, 먼저 스텝 S100에 있어서 플로우 차트의 개시시부터 일정 시간 Δtv가 경과되었는지 아닌지 판정하여, 일정 시간 Δtv가 경과되지 않았다고 판정한 경우에는 스텝 S100의 실행 전으로 돌아가 계속해서 스텝 S100에서 경과 시간을 감시한다. 한편, 일정 시간 Δtv가 경과되었다고 판정한 경우에는 스텝 S101로 진행한다.

스텝 S101에서는 적입 작업 판정이 비적입 작업중인지 아닌지를 판정한다. 적입 작업 판정에는, 덤프 트럭(2)이 유압 셔블(1)과 함께 적입 작업에 종사하고 있는 상태라는 것을 나타내는 「적입 작업중」과, 덤프 트럭(2)이 적입 작업에 종사하지 않는 상태(예를 들면 주행중)라는 것을 나타내는 「비적입 작업중」이 있으며, 적입 작업 판정은 후술하는 스텝 S103 및 S105에서 설정된다. 적입 작업 판정의 디폴트값(도 6의 플로우 개시시의 값)은 비적입 작업중으로 한다. 스텝 S101에서 적입 작업 판정이 비적입 작업중인 경우(YES의 경우)는 스텝 S102로 이동하고, 반대로 적입 작업중인 경우(NO의 경우)는 스텝 S104로 이동한다.

스텝 S102에서는 차속 센서(43)의 출력에 근거하여 덤프 트럭(2)의 차속(주행 속도)이 소정값 이하인지 아닌지를 판정한다. 여기에 있어서의 소정값은 덤프 트럭(2)이 정지하고 있는지 아닌지를 판정 가능한 값으로 하며, 예를 들면 1km/h로 설정할 수 있다. 차속이 소정값 이하인 경우는 스텝 S103에서 적입 작업 판정을 적입 작업중이라고 설정한 후 스텝 S106으로 이동한다. 한편, 차속이 소정값을 넘는 경우는 스텝 S103의 처리를 스킵하고 스텝 S106으로 이동한다. 도 7에 나타내는 바와 같이, 적입 작업 판정이 「비적입 작업」이라고 설정되어 있는 동안에 차속이 소정값 이하에 이른 경우에는, 덤프 트럭(2)이 적입 작업을 위해 정지하고 있다고 간주하고, 적입 작업 판정을 「적입 작업중」으로 변경한다.

스텝 S104에서는 차속 센서(43)의 출력에 근거하여 덤프 트럭(2)의 차속이 소정값 이상인지 아닌지를 판정한다. 여기에 있어서의 소정값은 스텝 S102의 소정값과 같고, 덤프 트럭(2)이 정지하고 있는지 아닌지를 판정 가능한 값으로 한다. 차속이 소정값 이상인 경우는 스텝 S105에서 적입 작업 판정을 비적입 작업중이라고 설정한 후 스텝 S106으로 이동한다. 한편, 차속이 소정값 미만인 경우는 스텝 S105의 처리를 스킵하고 스텝 S106으로 이동한다. 도 7에 나타내는 바와 같이, 적입 작업 판정이 「적입 작업」이라고 설정되어 있는 동안에 차속이 소정값 이상에 이른 경우에는, 덤프 트럭(2)이 적입 작업을 종료하고 주행을 개시했다고 간주하고, 적입 작업 판정을 「비적입 작업중」으로 변경한다.

마지막으로 적입 작업 판정부(57)는 스텝 S106에서 덤프 트럭(2)의 적입 작업 판정의 결과(적입 작업중인지 비적입 작업중인지)를 송수신부(53)에 출력하고, 송수신부(53)는 그것을 무선 송수신기(42)를 개재하여 유압 셔블(1)에 송신한다. 스텝 S106의 처리가 종료되면 스텝 S100 전으로 돌아가, 적입 작업 판정부(57)는 스텝 S106의 종료 시점으로부터 소정 시간 경과되었는지 아닌지를 스텝 S100에서 감시한다.

또, 스텝 S102 또는 스텝 S104에서는, 조건을 충족시키는 차속이 소정 시간 계속된 경우에만 스텝 S103 또는 스텝 S105로 진행하여 적입 작업 판정을 변경하도록 플로우 차트를 구성해도 된다.

<적입 판정부(52)에 의한 적입 판정 방법>

도 8은 덤프 트럭(2) 측의 컨트롤러(40)의 적입 판정부(52)가, 유압 셔블(1)에 의한 덤프 트럭(2)으로의 작업 대상물의 적입이 행해졌는지 아닌지에 대해 판정하는 방법(제2 판정)을 나타내는 플로우 차트이며, 도 9는 적입 작업에 종사하고 있는 덤프 트럭(2)의 서스펜션압 센서(39a)의 검출값의 시간 변화의 일례를 나타내는 그래프이다.

도 8의 각 스텝은 덤프 트럭(2)의 컨트롤러(40)에 있어서 미리 정해진 샘플링 주기로 실행된다.

적입 판정부(52)는, 먼저 스텝 S110에 있어서 플로우 차트의 개시시부터 일정 시간 Δtp가 경과되었는지 아닌지 판정하여, 일정 시간 Δtp가 경과되지 않았다고 판정한 경우에는 스텝 S110의 실행 전으로 돌아가 계속해서 스텝 S110에서 경과 시간을 감시한다. 한편, 일정 시간 Δtp가 경과되었다고 판정한 경우에는 스텝 S111로 진행한다.

스텝 S111에서는 4개의 서스펜션압 센서(39a-39d)로부터 출력되는 압력값을 취득한다.

스텝 S112에서는 각 서스펜션압 센서(39a-39d)의 스텝 S111의 압력값에 대해 전회의 압력값과의 차분 ΔP를 산출하여, 4개의 차분 중 어느 것이 소정값 이상인지 아닌지를 판정한다. 여기에서 「전회의 압력」이란 1제어 주기 전(Δtp 전)의 스텝 S111에서 취득되어 스텝 S115에서 보존된 압력값이다. 여기에 있어서의 소정값은 덤프 트럭(2)의 하대(36)에 작업 대상물이 투입되었는지 아닌지를 판정 가능한 값으로 하고, 예를 들면 버킷 용량의 반의 작업 대상물의 중량에서 증가하는 압력값이라고 설정할 수 있다. 덤프 트럭(2)은 작업 대상물이 하대에 투입되면, 도 9의 t1부터 t2, 및 t3부터 t4의 구간에서 나타내는 바와 같이 서스펜션(38a-38d)의 압력이 상승한다. 또한 도 8에서는 설명의 간략화를 위해, 서스펜션(38a)에 관한 압력의 변화만을 나타내고 있고, 이후의 설명에 있어서의 첨자는 서스펜션(38a-38d)과 대응한다. 스텝 S112에서는, 4개의 차분 ΔPa-ΔPd 중 어느 것이 소정값 이상인 경우는 작업 대상물이 하대(36)에 투입되었다고 판단하여, 스텝 S113으로 진행한다. 그렇지 않은 경우에는 스텝 S115로 진행한다.

스텝 S113에서는 적입 판정부(52)는 투입된 작업 대상물의 중량(적입량) M(제2 하중)을 연산한다. 서스펜션(38a-38d)의 내경을 Aa-Ad, 중력 가속도를 g로 하면 작업 대상물의 중량 M(제2 하중)은 이하의 식 (1)로 나타난다.

M=(Aa·ΔPa+Ab·ΔPb+Ac·ΔPc+Ad·ΔPd)/g…(1)

스텝 S113에서 적입량 M을 연산하면, 적입 판정부(52)는 스텝 S114에서 유압 셔블(1)에 의한 덤프 트럭(2)으로의 작업 대상물의 적입이 행해졌다고 판정(적입 판정)하고, 송수신부(53)는 무선 송수신기(42)를 개재하여 그 판정 결과(적입 판정)와 적입량 M을 유압 셔블(1) 측의 컨트롤러(21)에 송신하여, 스텝 S115로 진행한다.

스텝 S115에서는, 적입 판정부(52)는 차회의 스텝 S112의 연산에 있어서의 전회 서스펜션압으로서 금회의 스텝 S111에서 취득한 각 서스펜션압을 보존하고, 송수신부(53)는 그 각 서스펜션압을 무선 송수신기(42)를 개재하여 유압 셔블(1) 측의 컨트롤러(21)에 송신한다. 그 후, 스텝 S110 전으로 돌아가, 적입 판정부(52)는 다시 일정 시간 Δtp가 경과될 때까지 대기한다.

<운반 판정부(51)에 의한 운반 판정 방법>

도 10은 유압 셔블(1) 측의 컨트롤러(21)에 있어서의 운반 판정부(51)가, 유압 셔블(1)에 의한 덤프 트럭(2)으로의 작업 대상물의 적입이 행해졌는지 아닌지를 판정하는 방법(제1 판정)을 나타내는 플로우 차트이며, 도 11은 암 보텀압 센서(31)의 검출값(암 실린더 보텀 압력) 및 버킷 각도 센서(26)의 검출값(암-버킷 상대 각도)과 운반 판정부(51)에 의한 판정 결과의 관계를 나타내는 그래프의 일례이다.

도 10의 플로우 차트는 유압 셔블(1)의 컨트롤러(21)에 있어서 미리 정해진 샘플링 주기마다 실행된다.

운반 판정부(51)는, 스텝 S120에서 암 보텀압 센서(31)의 출력을 감시하여, 미리 설정되어 있는 임계값 1보다 낮은 상태로부터 임계값 1을 넘었는지 아닌지 판정한다. 유압 셔블(1)은 암 실린더(17)를 밀어내 굴삭하기 때문에, 도 11의 하측의 그래프에 나타내는 바와 같이 암 실린더 보텀압은 굴삭 동작중에 커지므로, 본 실시형태에서는 암 보텀압이 임계값 1을 상회한 타이밍에 굴삭 동작을 개시했다고 간주하고 있다. 스텝 S120에서 암 보텀압이 임계값 1보다 낮은 상태로부터 임계값 1을 넘었다고 판정된 경우는, 운반 판정부(51)는 유압 셔블(1)이 굴삭 동작을 개시했다고 판정하여 스텝 S121로 진행한다. 반대로 암 보텀압이 임계값 1보다 낮은 상태로부터 임계값 1을 넘지 않는 경우(임계값 1 이하를 보지하는 경우)는 스텝 S120 전으로 돌아가, 암 보텀압 센서(31)의 출력의 감시를 속행한다.

스텝 S121에서는 계속해서 암 보텀압 센서(31)의 출력을 감시하여, 미리 설정되어 있는 임계값 2보다 높은 상태로부터 임계값 2를 하회했는지 아닌지 판정한다. 도 11의 하측의 그래프에 나타내는 바와 같이 암 실린더 보텀압은 굴삭 동작이 종료되면 작아지므로, 본 실시형태에서는 암 보텀압이 임계값 2를 하회한 타이밍에 굴삭 동작이 종료되고, 운반 동작을 개시했다고 간주하고 있다. 스텝 S121에서 암 보텀압이 임계값 2보다 높은 상태로부터 임계값 2를 하회했다고 판정된 경우는, 운반 판정부(51)는 유압 셔블(1)이 굴삭 동작을 종료하고 또한 운반 동작을 개시했다고 판정(제4 판정(그 1))하여 스텝 S122로 진행한다. 반대로 암 보텀압이 임계값 2보다 높은 상태로부터 임계값 2를 하회하지 않는 경우(임계값 2 이상을 보지하는 경우)는 운반 판정부(51)는 굴삭 동작이 계속되고 있다고 판정하여, 스텝 S121 전으로 돌아가 암 보텀압 센서(31)의 출력의 감시를 속행한다.

또, 임계값 1과 임계값 2의 관계에 관해서, 도 11에 나타낸 예에서는 임계값 1<임계값 2의 관계가 성립되고 있지만 이것은 일례에 지나지 않고, 유압 셔블(1)의 굴삭 동작의 개시와 종료의 판정이 가능한 범위에서 임의의 값을 설정할 수 있다. 또 그 때, 임계값 1과 임계값 2의 대소 관계는 불문하는 것으로 한다.

스텝 S122에서는 운반 판정부(51)는 운반 동작이 개시되었다는 판정을 외부로 출력하고 스텝 S123으로 진행한다. 이 때의 판정의 출력처에는 하중 적산 가부 판정부(55)가 포함된다.

스텝 S123에서는, 운반 판정부(51)는 버킷 각도 센서(26)의 출력을 감시하여, 암-버킷 간의 상대 각도(암(14)과 버킷(15)이 이루는 각)가 미리 설정되어 있는 임계값 3을 상회했는지 아닌지 판정한다. 운반 동작을 종료하고 적입 동작을 개시하는 유압 셔블(1)은 버킷(15) 내의 토사(굴삭 대상물)를 방출하기 위해서 암(14)과 버킷(15)이 이루는 각을 넓히도록 동작한다. 즉 도 11의 상측의 그래프에 나타내는 바와 같이 암(14)과 버킷(15)의 상대 각도는 운반 동작으로부터 적입 동작으로 천이할 때에 커지므로, 본 실시형태에서는 암(14)과 버킷(15)의 상대 각도가 임계값 3을 상회한 타이밍에 운반 동작이 종료되고, 적입 동작을 개시했다고 간주하고 있다. 스텝 S123에서 암-버킷 상대 각도가 임계값 3을 상회했다고 판정된 경우는, 운반 판정부(51)는 유압 셔블(1)이 운반 동작을 종료하고 또한 적입 동작을 개시했다고 판정(제4 판정(그 2))하고 스텝 S124로 진행한다. 반대로 암-버킷 상대 각도가 임계값 3을 상회하지 않는다고 판정된 경우(임계값 3 이하를 보지하는 경우)는, 운반 판정부(51)는 운반 동작이 계속되고 있다고 판정하여, 스텝 S123 전으로 돌아가 버킷 각도 센서(26)의 출력의 감시를 속행한다.

스텝 S124에서는 운반 판정부(51)는 운반 동작이 종료되었다는 판정(적입 동작이 개시되었다는 판정)을 외부로 출력하고 스텝 S120으로 돌아온다. 이 때의 판정의 출력처에는 하중 적산 가부 판정부(55)와 이상 판정부(58)가 포함된다.

<이상 판정부(58)에 의한 이상 판정 방법>

도 12는 유압 셔블(1) 측의 컨트롤러(21)에 있어서의 이상 판정부(58)가 본 실시형태의 하중 계측 시스템의 이상의 유무를 판정하는 방법(제5 판정)을 나타내는 플로우 차트이다.

도 12의 플로우 차트는 유압 셔블(1)의 컨트롤러(21)에 있어서 미리 정해진 샘플링 주기마다 실행된다.

이상 판정부(58)는, 먼저 스텝 S130에서, 덤프 트럭(2)으로부터 수신한 적입 작업 판정(도 6의 스텝 S106에서 송신되는 적입 작업 판정의 결과)이 적입 작업으로 설정되어 있는지 아닌지를 판정하여, 「적입 작업」으로 설정되어 있는 경우는 스텝 S133으로 진행하고, 「비적입 작업」으로 설정되어 있는 경우는 스텝 S131로 진행한다.

스텝 S131에서는 이상 판정부(58)는, 플로우 차트의 개시시부터 소정 시간 Δtw가 경과되었는지 아닌지를 판정하여, 적입 작업 판정의 결과의 수신이 없는 상태가 계속되고 있지 않는지 확인한다. 여기에 있어서의 소정 시간 Δtw는, 적입 작업 판정부(57)에 의한 도 6의 플로우 차트의 실행 주기 이상의 시간, 즉 도 6의 스텝 S100의 일정 시간 Δtv 이상의 시간으로 한다. 또, Δtw의 값은 Δtv 이상 또한 Δtv의 2배 이하의 값이 바람직하다. 덤프 트럭(2)의 컨트롤러(40)는 도 6에 나타내는 바와 같이 일정 주기 Δtv로 적입 작업 판정의 결과를 송신하고 있기 때문에, 적입 작업 판정의 결과의 수신이 당해 일정 주기 Δtv를 넘어도 없는 경우는, 덤프 트럭(2)의 컨트롤러(40)와의 통신이 행해지고 있지 않을 우려가 있다. 스텝 S131에서 소정 시간 Δtw가 경과되지 않았다고 판정한 경우는 스텝 S130 전으로 돌아가, 스텝 S130에서 적입 작업 판정의 결과의 수신이 없는지 다시 감시한다. 한편, 소정 시간 Δtw가 경과되었다고 판정한 경우는 스텝 S132로 진행한다.

스텝 S132에서는 운반 판정부(51)에 있어서 유압 셔블(1)이 운반 동작을 종료했다고 판정되었는지 아닌지를 판정한다. 여기에서 운반 동작의 종료의 판정이 없는 경우에는 스텝 S130 전으로 돌아가, 스텝 S130에서 적입 작업 판정의 결과의 수신이 없는지 다시 감시한다. 한편, 운반 동작의 종료의 판정이 있었을 경우는 스텝 S137로 진행하고, 시스템에 이상이 있다고 판정하여 이상 판정을 출력한다. 이와 같이 스텝 S131에 있어서 적입 작업 판정의 결과가 소정 기간 Δtw 수신되고 있지 않다고 판정하고, 또한 스텝 S132에 있어서 유압 셔블(1)이 운반을 종료했다고 판정한 경우는, 유압 셔블(1)은 덤프 트럭(2)에 적입을 행하고 있지만 양자의 통신은 확립하고 있지 않다고 판단할 수 있다. 즉, 스텝 S132에서 YES라고 판정된 경우, 통신 관계의 이상이 있다고 판단할 수 있다. 또, 스텝 S132에서는 운반 동작의 종료 대신에 적입 동작의 개시를 판정해도 된다.

스텝 S130에서 적입 작업 판정이 「적입 작업중」으로 설정되어 있는 경우는, 도 8의 스텝 S115에서 덤프 트럭(2)의 컨트롤러(40)로부터 송신되는 서스펜션압 센서(39a-39d)의 출력값에 이상이 없는지 스텝 S133에서 판정한다(제5 판정). 구체적으로는, 덤프 트럭(2)에 적입된 작업 대상물의 중량을 나타내는 서스펜션압 센서(39a-39d)의 출력값으로부터 4개의 서스펜션의 압력값의 평균값을 산출하여, 그 평균값에 대한 당해 4개의 압력값의 편차를 각각 산출하고, 그 4개의 편차 전부가 소정값 이내이면, 서스펜션압 센서(39a-39d)에 이상이 없다고 간주하고 스텝 S134로 진행한다. 한편, 당해 4개의 편차에 소정값 이상의 것이 포함되는 경우는 시스템에 이상이 있다고 판정한다. 서스펜션압 센서(39a-39d) 중 어느 것이 고장났을 경우, 압력값이 정상적으로 출력되지 않게 되어, 고장나지 않은 센서와의 출력값의 편차가 커진다. 이로 인하여 스텝 S133에서 NO라고 판정된 경우는 압력 센서 39a-39d가 고장났을 가능성이 있다고 판단할 수 있다.

스텝 S134에서는, 이상 판정부(58)는, 유압 셔블(1)에 의한 덤프 트럭(2)으로의 작업 대상물의 적입이 행해졌다는 판정(도 8의 스텝 S114에서 송신되는 적입 판정)을 덤프 트럭(2)의 컨트롤러(40)로부터 수신했는지 아닌지 판정한다. 적입 판정을 수신했다고 판정한 경우는 스텝 S135로 진행하고, 그렇지 않은 경우에는 스텝 S130 전으로 돌아가, 적입 판정의 수신이 있었는지 아닌지를 다시 감시한다.

스텝 S135에서는, 후술하는 도 14의 스텝 S146에 있어서 하중 연산부(50)로부터 출력되는 버킷(15) 내의 작업 대상물의 하중값(제1 하중)과, 도 8의 스텝 S114에 있어서 적입 판정부(52)로부터 출력되는 적입량 M(제2 하중)을 비교하여, 양자의 편차(중량 편차)가 소정값 이내인지 아닌지 판정한다. 중량 편차가 소정값 이내인 경우는 스텝 S136에서 시스템은 정상이라고 판정한다. 한편, 중량 편차가 소정값을 넘는 경우는 스텝 S137에서 시스템에 이상이 있다고 판정한다. 이와 같이 스텝 S135에서 NO라고 판단된 경우는 유압 셔블(1)의 하중 연산부(50)와 덤프 트럭(2)의 적입 판정부(52) 중 어느 것에 트러블이 발생했을 가능성이 있다고 판단할 수 있다.

또, 도 12의 플로우 차트에 근거한 시스템 이상의 판정 결과는 유압 셔블(1) 측의 컨트롤러(21) 내부에 보존되어, 컨트롤러(21) 자신이나 다른 장치나 컴퓨터에 적절히 참조되는 것으로 한다. 일단 스텝 S137에 있어서 이상이라고 판정된 경우여도, 그 후, 덤프 트럭(2)이 교체되는 것 등에 의해 스텝 S136으로 진행되는 일이 있으면, 시스템은 정상이라는 판정 결과가 보존되게 된다.

<하중 연산부(50)에 의한 작업 대상물의 순간 하중 연산 방법>

도 13은 유압 셔블(1) 측의 컨트롤러(21)에 있어서의 하중 연산부(50)에 의한 버킷(15) 내의 작업 대상물의 순간 하중 Ml의 연산 방법의 설명도이다. 본 실시형태에서는, 붐(13)의 회동축 둘레에 작용하는 토크로서, 붐 실린더(16)가 발생하는 토크와, 프론트 작업기(12)가 중력과 선회 원심력에 의해 발생하는 토크와, 작업 대상물이 중력과 선회 원심력에 의해 발생하는 토크의 균형을 이용하여 하중을 산출한다.

붐 실린더(16)의 추력 Fcyl은 붐 보텀압 센서(29)의 출력 신호와 붐 로드압 센서(30)의 출력 신호의 각각에 붐 실린더(16)의 수압 면적을 곱한 후, 그것들의 차를 취함으로써 산출된다. 붐 실린더(16)가 발생하는 토크 Tbm은, 붐 회동축과 붐 실린더(16)의 추력 Fcyl의 작용점을 이은 선분의 길이를 Lbm, 붐 실린더(16)의 추력 Fcyl과 선분 Lbm과 추력의 방향이 이루는 각도 θbmcyl로 하여 이하의 식 (2)로 산출된다.

Tbm=Fcyl·Lbm·sin(θbmcyl)…(2)

프론트 작업기(12)가 중력에 의해 발생하는 토크 Tgfr은, 프론트 작업기(12)의 무게 중심 중량을 Mfr, 중력 가속도를 g, 붐 회동축과 프론트 무게 중심까지의 전후 방향의 길이를 Lfr로 하여 이하의 식 (3)으로 산출된다.

Tgfr=Mfr·g·Lfr…(3)

프론트 작업기(12)가 선회 원심력에 의해 발생하는 토크 Tcfr은, 선회 각속도를 ω, 붐 회동축과 프론트 무게 중심을 잇는 선분과 수평면이 이루는 각도를 θfr로 하여 이하의 식 (4)로 산출된다.

Tcfr=Mfr·Lfr·ω2·sin(θfr)…(4)

또, Mfr, Lfr, θfr은 미리 설정된 붐(13), 암(14), 버킷(15)의 각각의 무게 중심 위치, 중량과, 붐 각도 센서(24), 암 각도 센서(25), 버킷 각도 센서(26), 경사 각도 센서(28)로부터 출력되는 각도 신호로부터 산출된다.

작업 대상물이 중력에 의해 발생하는 토크 Tgl은, 작업 대상물의 순간 하중을 Ml, 붐 회동축과 버킷 무게 중심까지의 전후 방향의 길이를 Ll로 하여 이하의 식 (5)로 산출된다.

Tgl=Ml·g·Ll …(5)

작업 대상물이 선회 원심력에 의해 발생하는 토크 Tcl은, 붐 회동축과 작업 대상물의 무게 중심을 잇는 선분과 수평면이 이루는 각도를 θl로 하여 이하의 식 (6)으로 산출된다.

Tcl=Ml·Ll·ω2·sin(θl)…(6)

식 (1) 내지 (5)의 균형을 변형하여 작업 대상물의 순간 하중 Ml에 관해서 전개하면, 순간 하중 Ml은 이하의 식 (7)로 산출된다.

Ml=(Tbm-Tgfr-Tcfr)/(Ll·(g+ω2·sin(θl)))…(7)

식 (2) 내지 (8)에 의한 하중의 연산은, 센서의 노이즈나 유압 회로의 특성 등에 따라 운반중 항상 일정한 값을 출력할 수 없기 때문에, 유압 셔블(1)이 운반 동작중의 소정 기간에 산출한 순간 하중 Ml을 평균화하여, 작업 대상물의 하중(제1 하중)을 확정한다.

<하중 연산부(50)에 의한 작업 대상물의 하중 확정 방법과 하중 적산부(56)에 의한 덤프 트럭(2)의 적재 중량 확정 방법>

도 14는 유압 셔블(1) 측의 컨트롤러(21)에 있어서의 하중 연산부(50), 하중 적산 가부 판정부(55) 및 하중 적산부(56)가 실행하는 처리의 플로우 차트이다. 여기에서는 도 14를 이용하여, 하중 연산부(50)가 운반중인 버킷 내의 작업 대상물의 하중(제1 하중)을 확정하고, 하중 적산 가부 판정부(55)가 그 하중(제1 하중)을 적산하는지 아닌지 판정하며(제3 판정), 하중 적산부(56)가 하중을 적산함으로써 적재 중량을 출력하는 방법에 대해 설명한다.

도 14의 플로우 차트는 유압 셔블(1) 측의 컨트롤러(21)에 있어서 미리 정해진 샘플링 주기로 실행된다.

먼저, 스텝 S140에서 하중 적산부(56)는, 도 6의 스텝 S106에서 덤프 트럭(2)으로부터 일정 주기 Δtv로 출력되고 있는 적입 작업 판정의 설정이 변경되었는지 아닌지 판정한다. 여기에서 적입 작업 판정에 변경이 없다고 판정한 경우는 스텝 S142로 진행하고, 변경이 있었다고 판정한 경우는 스텝 S141에서 덤프 트럭(2)의 적재 중량을 리셋하고, 스텝 S142로 진행한다. 적입 작업중과 비적입 작업중이 변경된 타이밍에 적재 중량을 리셋하는 것에 의해, 덤프 트럭(2)이 적입 작업중인 기간만의 작업 대상물의 하중의 적산이 가능하게 된다.

스텝 S142에서는, 하중 연산부(50)는 운반 판정부(51)로부터 운반 동작의 개시 판정이 출력되고 있는지 아닌지를 감시한다. 운반 동작의 개시 판정이 출력되고 있는 경우는 스텝 S143으로 진행하고, 그렇지 않은 경우에는 스텝 S140 전으로 돌아가, 적입 작업 판정부(57)의 출력(적입 작업 판정의 설정)을 감시한다.

스텝 S143에서는, 하중 연산부(50)는 식 (2) 내지 (8)에 관한 연산을 행하여 작업 대상물의 순간 하중 Ml을 연산하고, 스텝 S144에서는 그 순간 하중 Ml을 컨트롤러(21) 내에 기록하고 스텝 S145로 진행한다.

스텝 S145에서는, 하중 연산부(50)는 운반 동작의 개시 판정의 출력시(스텝 S142에서 YES의 판정이 이루어진 시점)로부터 소정 시간이 경과하고 있는지 아닌지 판정한다. 여기에서 소정 시간이 경과되지 않았다고 판정한 경우는, 스텝 S143 전으로 돌아가, 스텝 S143과 S144를 다시 실행한다. 소정 시간 동안 스텝 S143과 S144를 반복함으로써 소정 시간 내에 연산된 복수의 순간 하중 Ml을 기록할 수 있다. 한편, 소정 시간이 경과되었다고 판정한 경우는 스텝 S146으로 진행한다. 스텝 S146에서는, 하중 연산부(50)는 소정 시간 내에 기록된 복수의 순간 하중 Ml의 평균 하중을 연산하고, 그 평균 하중을 작업 대상물의 하중값(제1 하중)으로 하여 스텝 S147로 진행한다.

스텝 S147에서는, 하중 적산 가부 판정부(55)는, 운반 판정부(51)로부터 운반 동작의 종료 판정이 출력되고 있는지 아닌지 감시한다. 운반 동작의 종료 판정이 출력되고 있지 않다고 판정한 경우는 스텝 S147 전으로 돌아가, 운반 동작의 종료 판정의 감시를 속행한다. 한편, 운반 동작의 종료 판정이 출력되고 있다고 판정한 경우는, 유압 셔블(1)에 의한 적입 동작이 개시되었다고 간주하고 스텝 148로 진행한다. 또, 스텝 S147에서는 운반 동작의 종료 판정 대신에, 적입 동작의 개시 판정을 감시해도 된다.

스텝 S148에서는, 하중 적산 가부 판정부(55)는 이상 판정부(58)에서 이상 판정이 이루어지고 있는지 아닌지를 판정한다. 즉 컨트롤러(21) 내부에 보존되어 있는 이상 판정의 결과를 참조하여 판정을 행한다. 여기에서 이상 판정이 이루어지고 있지 않은 경우(즉 정상 판정이 보존되어 있는 경우)는 스텝 S149로 진행하고, 이상 판정이 이루어지고 있는 경우(즉 이상 판정이 보존되어 있는 경우)는 스텝 S151로 진행한다.

스텝 S149에서는, 하중 적산 가부 판정부(55)는 유압 셔블(1)에 의한 덤프 트럭(2)으로의 작업 대상물의 적입이 행해졌다는 판정(도 8의 스텝 S114에서 송신되는 적입 판정)을 덤프 트럭(2)의 컨트롤러(40)로부터 수신했는지 아닌지 판정한다. 적입 판정을 수신했다고 판정한 경우는, 스텝 S154에서 하중 적산부(56)가 스텝 S145에서 산출한 평균 하중을 지금까지의 적재 중량(적산 하중)에 적산하고 스텝 S155로 진행한다. 한편, 스텝 S149에서 적입 판정의 수신이 없는 경우는 스텝 S150으로 진행한다.

스텝 S150에서는, 하중 적산 가부 판정부(55)는 스텝 S147의 운반 동작의 종료 판정시로부터 소정 시간 ΔT가 경과하고 있는지 아닌지 판정한다. 소정 시간 ΔT로서는, (1) 유압 셔블(1)이 적입 동작에 필요한 시간으로부터, (2) 유압 셔블(1)이 적입 작업시에 굴삭, 운반, 적입 및 리칭으로 이루어지는 일련의 동작에 필요한 시간까지의 사이에 임의의 시간을 설정할 수 있다. 소정 시간 ΔT는 적입 작업에 관한 각 오퍼레이터의 소요 시간의 경향에 맞추어 입력 장치(23B)를 개재하여 오퍼레이터가 입력·결정해도 된다. 스텝 S150에서 소정 시간 ΔT가 경과되지 않았다고 판정한 경우는 스텝 S148 전으로 돌아가 이상 판정과 적입 판정을 다시 감시한다. 한편, 소정 시간 ΔT가 경과되었다고 판정한 경우는, 유압 셔블(1)이 운반 동작을 완료했지만(적입 동작을 개시했지만), 덤프 트럭(2)의 하대(36)로의 작업 대상물의 적입은 이루어지지 않았다고 간주하여 스텝 S154를 스킵하고(즉 스텝 S145의 평균 하중을 적산하지 않고) 스텝 S155로 진행한다. 스텝 S150으로부터 스텝 S155로 진행하는 경우의 구체예로서는, 유압 셔블(1)이 버킷(15)을 덤프 동작시켰지만, 그 하방에 덤프 트럭(2)의 하대(36)가 존재하지 않아 덤프 트럭(2)으로의 작업 대상물의 적입에 실패한 경우가 있다.

스텝 S148에서 이상이 있었다고 판정한 경우는, 하중 적산 가부 판정부(55)는 스텝 S151에서 시스템 이상으로 인해 하중의 자동 적산이 불가능하다는 것을 오퍼레이터에게 알리는 경고 표시와 함께 오퍼레이터에 대해서 적산 필요 여부를 조회하는 조회 표시를 표시 장치(23A)에 출력하도록 지시하며, 이로써 표시 장치(23A)에 경고 표시와 조회 표시가 표시된다(조회 표시에 대해서는 후술하는 도 15의 조회 표시부(81)를 참조). 경고 표시 및 조회 표시에 대해서 오퍼레이터가 적산을 원하는 경우에는 입력 장치(23B)를 개재하여 적산이 필요하다는 지시를 입력한다.

이어지는 스텝 S152에서는, 하중 적산 가부 판정부(55)는 오퍼레이터로부터 입력 장치(23B)를 개재하여 적산이 필요하다는 지시(본고에서는 「적산 지시」이라고 칭하는 경우가 있다)가 입력되었는지 아닌지 판정한다. 여기에서 오퍼레이터로부터 적산 지시가 있었다고 판정한 경우는, 하중 적산부(56)는 스텝 S145에서 산출한 평균 하중을 지금까지의 적재 중량(적산 하중)에 적산하고(스텝 S154) 스텝 S155로 진행한다. 한편, 적산 지시가 없는 경우는 스텝 S153으로 진행하여 스텝 S151의 경고 출력으로부터 소정 시간이 경과되었는지 아닌지 판정한다. 스텝 S153에서 소정 시간이 경과되지 않았다고 판정한 경우는 스텝 S152 전으로 돌아가 적산 지시의 입력의 유무를 다시 감시한다. 한편, 소정 시간 경과되었다고 판정한 경우는 스텝 S154를 스킵하고 스텝 S155로 진행한다.

스텝 S155에서는, 하중 연산부(50)는 스텝 S146에서 연산한 평균 하중을 리셋하고 스텝 S140 전으로 돌아간다.

<표시 장치(23A)의 표시 화면>

도 15는 표시 장치(23A)의 표시 화면(출력 화면)의 외관도이다. 도 15를 이용하여 본 실시형태의 하중 계측 시스템에 있어서의 하중 계측 결과의 표시 방법과, 시스템에 이상이 있는 경우의 적산 실시 지시의 방법에 대해 설명한다.

표시 장치(23A)는 터치 패널로 구성되어 있고, 표시 장치(23A)의 표시 화면은, 덤프 트럭(2)의 목표 적재 중량(목표 하중값)을 표시하는 목표 하중 표시부(70)와, 도 14의 S146에서 연산된 버킷(15) 내의 작업 대상물의 하중값(순간 하중 Ml의 평균 하중값)을 표시하는 버킷 내 하중 표시부(72)와, 스텝 S154에서 연산된 버킷(15) 내의 작업 대상물의 하중값의 적산값(덤프 트럭(2)의 적산 중량)을 표시하는 합계 하중 표시부(71)와, 목표 하중 표시부(70)에 표시되는 값(목표 적재 중량)과 합계 하중 표시부(71)에 표시되는 값(하중값의 적산값)의 차분을 표시하는 잔여 하중 표시부(72)와, 적산한 작업 대상물의 하중값의 이력을 수치와 스택 막대형 그래프(적산 바)로 표시하는 적산 바 표시부(75)와, 스텝 S151의 조회 표시(오퍼레이터에 대해서 적산 필요 여부를 조회하는 표시)가 표시되는 조회 표시부(81)를 구비하고 있다.

버킷 내 하중 표시부(72)의 값은, 도 14의 스텝 S146에서 연산된 최신의 값으로 갱신되고, 스텝 S155에서 리셋되면 0으로 갱신된다. 합계 하중 표시부(71)의 값과 적산 바 표시부(75)의 표시는, 스텝 S154가 실시되면 최신의 값으로 갱신되고, 스텝 S141에서 리셋되면 0으로 갱신된다.

조회 표시부(81)에는, 시스템 이상이 검출된 경우에 스텝 S151에서 오퍼레이터에게 적재의 필요 여부를 문의하는 조회 표시(83)가 표시된다. 조회 표시부(81)에는, 오퍼레이터가 적산을 원하는 경우에 압하되는 버튼인 적산 지시 입력부(82)가 조회 표시(83)와 함께 표시된다. 적산 지시 입력부(82)가 압하되면 하중 적산 가부 판정부(55)는 스텝 S152에서 적산 지시의 입력이 있었다고 판정한다. 한편, 적산 지시 입력부(82)가 압하되지 않는 경우는 스텝 S154의 적산은 실시되지 않는다. 또, 도 15의 예에서는, 스텝 S151에서 경고 표시가 출력된 타이밍으로부터 스텝 S153의 소정 시간이 경과될 때까지의 남은 시간(도 15에서는 5초로 되어 있다)을 조회 표시(83)와 함께 조회 표시부(81)에 표시하고, 남은 시간이 제로에 이른 경우(즉 스텝 S153의 소정 시간이 경과한 경우)는 조회 표시부(81) 내의 표시가 사라지도록 구성되어 있다.

<동작>

(1) 정상 판정의 경우

다음으로 상기와 같이 구성되는 하중 계측 시스템의 동작을 설명한다. 먼저 유압 셔블(1)의 컨트롤러(21)의 이상 판정부(58)에서 정상 판정(도 11: 스텝 S136)이 이루어지고 있는 경우에 대해 설명한다.

상기와 같이 구성되는 실시형태에 있어서, 빈 덤프 트럭(2)이 유압 셔블(1)로부터 작업 대상물의 적입을 받기 위해서 정차하면, 컨트롤러(40)의 적입 작업 판정부(57)는 적입 작업 판정을 비적입 작업중으로부터 적입 작업중으로 변경하고(도 6: 스텝 S102, S103) 그 결과를 유압 셔블(1)의 컨트롤러(21)에 송신한다(도 6: 스텝 S106).

적입 작업 판정 결과를 수신한 유압 셔블(1)의 컨트롤러(21)는 적입 작업 판정 결과가 변경된 것을 인식하여 적재 중량을 리셋하고(도 14: 스텝 S140, 141), 유압 셔블(1)이 운반 동작을 개시하는지 아닌지의 감시를 개시한다(도 14: 스텝 142). 유압 셔블(1)이 굴삭 동작을 위해서 암(14)의 클라우드 동작을 개시하면 굴삭에 수반하는 부하에 의해 암 실린더(17)의 보텀압이 임계값 1을 넘고, 그 후, 굴삭 동작이 종료되어 부하가 가벼워지면 암 실린더(17)의 보텀압이 임계값 2를 하회한다. 이 때 컨트롤러(21)의 운반 판정부(51)는 유압 셔블(1)이 운반 동작을 개시했다는 것을 나타내는 판정을 출력한다(도 10: 스텝 S122).

운반 판정부(51)로부터 운반 동작의 개시 판정이 출력되면, 컨트롤러(21)의 하중 적산부(56)는 버킷(15) 내의 작업 대상물의 순간 하중 Ml의 연산·기록을 소정 시간 동안 반복해서 행하고, 그 소정 시간에 연산한 순간 하중 Ml의 평균 하중값을 작업 대상물의 하중값으로 한다(도 14: 스텝 S143-146). 즉, 작업 대상물의 하중값의 산출은 유압 셔블(1)의 운반 동작중에 행해진다.

운반 동작에 의해 버킷(15)을 덤프 트럭(2)의 하대의 상방으로까지 이동시킨 유압 셔블(1)은 적입 동작을 개시하기 위해서 버킷(15)의 덤프 동작을 개시한다. 이 때 암-버킷 상대 각도가 임계값 3을 넘고, 컨트롤러(21)의 운반 판정부(51)는 유압 셔블(1)이 운반 동작을 종료했다는 것을 나타내는 판정을 출력한다(도 10: 스텝 S124). 이와 같이 운반 판정부(51)로부터 운반 동작의 종료 판정이 출력된 것은, 유압 셔블(1)이 적입 동작을 개시했다는 것을 나타내고, 머지않아 유압 셔블(1)에 의해 덤프 트럭(2)의 하대(36)에 작업 대상물이 투입된다는 것을 나타낸다.

유압 셔블(1)의 컨트롤러(21)는, 이상 판정부(58)에 의한 판정 결과가 정상 판정인 경우, 운반 판정부(51)로부터의 운반 동작의 종료 판정의 출력을 트리거로 하여, 덤프 트럭(2)의 컨트롤러(40)로부터 적입 판정이 입력되는지 아닌지의 감시를 개시한다(도 14: 스텝 S149). 유압 셔블(1)의 적입 동작에 의해 덤프 트럭(2)이 유압 셔블(1)로부터 작업 대상물의 적입을 정상적으로 받으면, 그 하중에 의해 덤프 트럭(2)의 서스펜션(38a-38d)의 압력이 증가하고, 그 결과, 컨트롤러(40)는 적입 판정을 유압 셔블(1)의 컨트롤러(21)에 대해서 송신한다(도 8: 스텝 S114).

컨트롤러(21)는 덤프 트럭(2)으로부터의 적입 판정의 수신을 확인하면, 먼저 연산한 순간 하중 Ml의 평균 하중값을 적산하여 덤프 트럭(2)의 적재 중량을 산출한다. 첫회의 적입시의 적재 중량은 평균 하중값이 된다. 적재 중량의 산출 결과는 유압 셔블(1)의 표시 장치(23A)의 합계 하중 표시부(71)에 표시된다(도 15). 2번째 이후의 적입 동작에 대해서도, 유압 셔블(1)로부터 덤프 트럭(2)으로의 적입이 정상적으로 행해지면 상기와 같은 처리가 반복되어, 하중 연산부(50)에서 산출된 작업 대상물의 하중값이 적재 중량에 적산된다.

한편, 유압 셔블(1)은 적입 동작을 행했지만, 버킷(15)의 하방에 덤프 트럭(2)의 하대가 존재하지 않아, 덤프 트럭(2)으로의 작업 대상물의 적입을 실패한 경우에는, 운반 판정부(51)로부터의 운반 동작의 종료 판정으로부터 소정 시간 ΔT가 경과해도 덤프 트럭(2)의 컨트롤러(40)로부터 적입 판정이 송신되지 않는다. 이 경우, 유압 셔블(1)의 컨트롤러(21)는, 유압 셔블(1)은 적입 동작을 했지만 어떠한 사정으로 덤프 트럭(2)으로의 적입이 실패했다고 간주하고, 금회의 적입 동작에 수반하는 작업 대상물의 하중값의 적산은 캔슬하고, 운반 동작중에 연산한 작업 대상물의 하중값을 리셋하여 다음 운반 동작의 개시 판정이 출력되는 것을 기다린다.

(2) 이상 판정의 경우

다음으로 유압 셔블(1)의 컨트롤러(21)의 이상 판정부(58)에서 이상 판정(도 11: 스텝 S137)이 이루어지고 있는 경우에 대해 설명한다. 이 경우도, 유압 셔블(1)의 운반 동작의 종료까지의 흐름은 정상 판정시와 동일하므로 설명은 생략한다.

유압 셔블(1)의 컨트롤러(21)(이상 판정부(58))에 의한 판정 결과가 이상 판정인 경우, 2개의 컨트롤러(21, 40) 간의 통신 이상, 덤프 트럭(2)의 서스펜션압 센서(39)의 이상, 또는 하중값의 연산 이상의 가능성이 있다. 이 경우, 정상 판정시와 같이 작업 대상물의 하중값을 자동적으로 적산할 수 없기 때문에, 표시 장치(23A)에 경고 표시와 조회 표시(83)를 출력한다(도 14: 스텝 S151). 이로써 시스템 이상이 발생하여 작업 대상물의 하중값의 적산값을 자동 산출할 수 없다는 것을 유압 셔블(1)의 오퍼레이터에게 인식시킬 수 있다.

이 때, 적산 지시 입력부(82)가 조회 표시(83)와 함께 표시 장치(23A)에 표시된다. 적산을 원하는 경우에는 유압 셔블(1)의 오퍼레이터는, 적산 지시 입력부(82)를 개재하여 적산 지시를 컨트롤러(21)에 입력한다. 적산 지시가 입력되면, 컨트롤러(21)는, 정상 판정의 경우와 마찬가지로 먼저 연산한 순간 하중 Ml의 평균 하중값을 적산하여 덤프 트럭(2)의 적재 중량을 산출한다. 이로써, 2개의 컨트롤러(21, 40) 간의 통신 이상이나 덤프 트럭(2)의 서스펜션압 센서(39)의 이상이 발생한 경우여도 적재 중량을 산출할 수 있다.

<효과>

이상과 같이, 본 실시형태에서는, 덤프 트럭(2)의 컨트롤러(40)(적입 판정부(52))와 유압 셔블(1)의 컨트롤러(21)(운반 판정부(51))의 각각이 유압 셔블(1)로부터 덤프 트럭(2)에 대해서 적입이 행해졌는지 아닌지를 판정하여, 그 양방의 판정 결과에 근거하여 유압 셔블(1)의 컨트롤러(21)(하중 적산 가부 판정부(55))가 버킷 내의 작업 대상물의 하중값의 적산의 가부를 판정하고, 그 판정 결과에 근거하여 유압 셔블(1)의 컨트롤러(21)(하중 적산부(56))가 당해 하중값을 적산하는 것으로 했다. 이와 같이 시스템을 구성하면, 유압 셔블(1)로부터 덤프 트럭(2)에 작업 대상물이 적입되었다는 것이 오류없이 검출되므로, 덤프 트럭(2)으로의 적입량(덤프 트럭(2)의 적재 중량)을 정확하게 산출할 수 있다.

또, 유압 셔블(1)의 컨트롤러(21)(운반 판정부(51))에서 적입이 행해졌다고 판정된 후 소정 시간 ΔT가 경과해도 덤프 트럭(2)의 컨트롤러(40)(적입 판정부(52))에서 적입이 행해졌다고 판정되지 않는 경우에는, 유압 셔블(1)의 컨트롤러(21)는, 유압 셔블(1)은 적입 동작을 했지만 어떠한 사정으로 덤프 트럭(2)으로의 적입이 실패했다고 간주하여, 그 적입 동작에 수반하는 작업 대상물의 하중값의 적산은 캔슬하고 유압 셔블(1)의 다음 운반 동작 및 그에 따른 하중값의 연산과 적입 동작을 기다리도록 구성되어 있다. 이로 인하여, 덤프 트럭(2)으로의 적입이 실패해도 그것을 유압 셔블(1)의 오퍼레이터를 비롯한 사람이 컨트롤러(21)에 입력하는 일 없이 하중값의 적산 처리를 계속할 수 있다.

또, 시스템에 이상이 발생한 경우에 조회 표시(83)를 표시 장치(23A)에 표시함으로써, 시스템 이상인 경우에만 하중값의 적산의 지시를 수동으로 하고 있으므로, 정상시에는 하중값의 적산에 관한 오퍼레이터의 조작 부담을 경감할 수 있다. 또 이와 같이 구성함으로써 이상이 발생한 경우에도 하중값의 적산을 계속할 수 있다.

<기타>

또, 본 발명은, 상기의 실시형태로 한정되는 것은 아니고, 그 요지를 벗어나지 않는 범위 내의 다양한 변형예가 포함된다. 예를 들면, 본 발명은, 상기의 실시형태에서 설명한 모든 구성을 구비하는 것으로 한정되지 않고, 그 구성의 일부를 삭제한 것도 포함된다. 또, 어떤 실시형태에 관한 구성의 일부를, 다른 실시형태에 관한 구성에 추가 또는 치환하는 것이 가능하다.

덤프 트럭(2)의 적입 작업의 판정 방법은 도 6 및 도 7에 나타내는 방법으로 한정되는 것은 아니다. 도 16 및 도 17은 상기의 실시형태와 다른 덤프 트럭(2)의 적입 작업의 판정 방법을 행하는 시스템의 설명도이다. 도 16은 그 하중 계측 시스템의 시스템 구성을 나타내고, 도 17은 도 16의 시스템에 의한 덤프 트럭(2)의 적입 작업의 판정 방법의 설명도이다. 덤프 트럭(2)은 GPS 안테나(38)를 구비하고, 컨트롤러(40) 내부에는 GPS 안테나(38)로부터의 입력 신호에 근거하여 덤프 트럭(2)의 절대 위치를 연산하는 운반 기계 위치 연산부(66)를 구비하며, 유압 셔블(1)의 컨트롤러(21)에 운반 기계 위치 연산부(66)에서 산출한 자차 위치를 송신하도록 구성되어 있다. 또, 유압 셔블(1)은 GPS 안테나(38)를 구비하고, 컨트롤러(21) 내부에는 GPS 안테나(38)로부터의 입력 신호에 근거하여 유압 셔블(1)의 절대 위치를 연산하는 적입 기계 위치 연산부(65)와, 적입 기계 위치 연산부(65) 및 운반 기계 위치 연산부(66)로부터 입력되는 유압 셔블(1)과 덤프 트럭(2)의 위치 정보(상대 거리)에 근거하여 덤프 트럭(2)의 적입 작업 상태를 판정하는 적입 작업 판정부(57)를 구비한다. 적입 작업 판정부(57)는, 도 18에 나타내는 바와 같이 덤프 트럭(2)이 유압 셔블(1)로부터 파선으로 나타낸 소정의 거리 이내의 위치에 존재한다고 판정한 경우는 적입 작업 판정을 적입 작업중이라고 설정하고, 덤프 트럭(2)이 당해 소정의 거리에서 떨어진 위치에 존재한다고 판정한 경우는 적입 작업 판정을 비적입 작업중이라고 설정한다. 이와 같이 시스템을 구성해도 상기의 실시형태와 마찬가지의 효과를 발휘할 수 있다.

도 14의 플로우 차트에 관해서, 스텝 S150에서 YES로 판정되었을 때, 스텝 S155로 진행되는 대신에, 스텝 S151로 진행되도록 구성해도 된다. 이 경우의 스텝 S151 이후의 처리는 도 14와 마찬가지로 한다. 스텝 S150에서 YES라고 판정되었을 때에는 덤프 트럭(2)으로의 적입이 실패했다고 생각된다. 따라서, 표시 장치(23A)에 경고 표시와 조회 표시를 함으로써, 유압 셔블(1)에서 다시 적입을 행한 후에 적산 지시를 입력하는 것을 오퍼레이터에게 촉구하는 것으로 한다. 이와 같이 구성하면, 적입의 실패에 기인하여 적산이 중단되고 있는 것을 오퍼레이터에게 인식시킬 수 있음과 함께, 적산 지시를 트리거로 하여 적입 실패 전의 자동 적산이 가능한 상태로 복귀할 수 있다.

도 14의 스텝 S151에 관해서, 본 실시형태에서는, 이상 판정이 이루어진 경우는 그 원인에 관계없이 경고 표시와 조회 표시(83)를 표시 장치(23A)에 행하는 것으로 하여 설명했지만, 컨트롤러(21) 또는 컨트롤러(40)의 하중 산출에 이상이 있는 경우(구체적으로는 도 12의 스텝 S135에서 NO라고 판정된 경우)에는 작업 대상물의 하중값에 오류가 있을 가능성이 있다. 이로 인하여, 이 경우에는 조회 표시(83)를 행하지 않고 이상 표시만을 행하도록 시스템을 구성하여, 오퍼레이터의 적산 지시에 의해 잘못된 하중값이 적산되는 것을 방지해도 된다.

상기의 실시형태에서는 유압 셔블(1) 측의 컨트롤러(21)에 이상 판정부(58)를 마련했지만 이것은 생략 가능하다. 이상 판정부(58)를 생략한 경우, 도 14의 플로우 차트의 스텝 S148에서 YES라고 판정되었을 때에는 스텝 S149로 진행되도록 구성하고, 스텝 S150에서 NO라고 판정되었을 때에는 스텝 S149로 되돌아오도록 구성하면 된다.

또, 본 발명의 하중 계측 시스템의 구성은 도 5에 나타낸 것으로 한정되는 것은 아니다. 예를 들면 적입 판정부(52)는, 덤프 트럭(2)의 컨트롤러(40) 내에 실장될 필요는 없고, 서스펜션압 센서(39a-39d)의 신호를 송수신부(53)에 입력하여, 무선 송수신기(42)로부터 직접 유압 셔블(1)에 송신함으로써, 적입 판정부(52)에서 행해지는 연산 처리에 상당하는 처리를 유압 셔블(1)의 컨트롤러(21)에서 실시하도록 구성해도 된다.

순간 하중 Ml의 연산은 도 13에 나타내는 모델로 한정되는 것은 아니고, 상기에 설명한 것과 다른 연산식을 이용해도 된다. 예를 들면, 붐(13), 암(14), 버킷(15)에 의해 구성되는 프론트 작업기(12)의 운동 방정식을 이용하여 순간 하중을 연산해도 된다.

작업 대상물의 하중값의 산출 방법은, 도 14에 나타내는 수법으로 한정되는 것은 아니다. 예를 들면 선회 각속도의 크기나 버킷(15)의 위치를 이용하여 하중을 평균화하는 기간을 결정해도 된다.

덤프 트럭(2)의 적입 판정은 도 8 및 도 9에 나타낸 내용으로 한정되는 것은 아니다. 예를 들면 베슬(36), 또는 차체에 가속도 센서를 장착하고, 작업 대상물이 베슬(36)에 투입되는 것에 의해 발생하는 상하 방향의 가속도의 변화를 당해 가속도 센서로 검출하여 적입 판정을 출력하도록 구성해도 된다.

표시 장치(23A)의 표시 내용은 도 15로 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 덤프 트럭 용량에 대한 적산 하중의 비율을 퍼센트 표시해도 되고, 과거의 적입량(적재 중량)의 이력을 나열하여 표시하는 부분을 표시 화면상에 마련해도 된다.

상기의 컨트롤러(40)와 컨트롤러(21)에 관한 각 구성이나 당해 각 구성의 기능 및 실행 처리 등은, 그것들의 일부 또는 전부를 하드웨어(예를 들면 각 기능을 실행하는 논리를 집적 회로로 설계하는 등)로 실현해도 된다. 또, 상기의 컨트롤러(40, 21)에 관한 구성은, 연산 처리 장치(예를 들면 CPU)에 의해 독출·실행되는 것에 의해 당해 컨트롤러(40, 21)의 구성에 관한 각 기능이 실현되는 프로그램(소프트웨어)으로 해도 된다. 당해 프로그램에 관한 정보는, 예를 들면, 반도체 메모리(플래쉬 메모리, SSD 등), 자기 기억 장치(하드 디스크 드라이브 등) 및 기록 매체(자기 디스크, 광디스크 등) 등에 기억할 수 있다.

1…유압 셔블, 2…덤프 트럭, 12…프론트 작업기, 13…붐, 14…암, 15…버킷, 16…붐 실린더, 17…암 실린더, 18…버킷 실린더, 21…컨트롤러(적입 기계측 컨트롤러), 23…외부 입출력기, 23A…표시 장치, 23B…입력 장치, 24…붐 각도 센서, 25…암 각도 센서, 26…버킷 각도 센서, 27…선회 각속도 센서, 28…경사 각도 센서, 29…붐 보텀압 센서, 30…붐 로드압 센서, 31…암 보텀압 센서, 32…암 로드압 센서, 33…무선 송수신기, 36…하대, 38…서스펜션, 39…서스펜션압 센서, 40…컨트롤러(운반 기계측 컨트롤러), 41…표시 장치, 42…무선 송수신기, 43…차속 센서, 50…하중 연산부, 51…운반 판정부, 52…적입 판정부, 53…송수신부, 54…송수신부, 55…하중 적산 가부 판정부, 56…하중 적산부, 57…적입 작업 판정부, 58…이상 판정부, 70…목표 하중 표시부, 71…합계 하중 표시부, 72…하중 표시부, 81…조회 표시부, 82…적산 지시 입력부, 83…조회 표시

Claims (6)

1. 유압 펌프로부터 토출되는 압유에 의해 구동되는 유압 실린더와, 상기 유압 실린더에 의해 구동되는 작업기와, 상기 작업기에 의해 운반 기계에 적입된 작업 대상물의 적재 중량을 연산하는 컨트롤러를 구비한 유압 셔블에 있어서,
   상기 컨트롤러는,
   상기 작업기의 자세에 근거하여 상기 유압 셔블에 의한 상기 운반 기계로의 작업 대상물의 적입이 행해졌는지 아닌지를 판정하는 제1 판정을 행하고,
   상기 유압 실린더의 추력과 상기 제1 판정의 판정 결과에 근거하여 상기 유압 셔블에 의해 상기 운반 기계로 적입된 작업 대상물의 하중인 제1 하중을 연산하며,
   상기 운반 기계에 구비된 운반 기계측 컨트롤러로부터 송신된 상기 유압 셔블에 의한 상기 운반 기계로의 작업 대상물의 적입이 행해졌는지 아닌지를 판정하는 제2 판정의 판정 결과와 상기 제1 판정의 판정 결과에 근거하여 상기 제1 하중을 적산하는지 아닌지를 판정하는 제3 판정을 행하고,
   상기 제3 판정에 의해 상기 제1 하중을 적산한다고 판정된 경우에 상기 제1 하중을 적산함으로써 상기 운반 기계의 적재 중량을 연산하는 것
   을 특징으로 하는 유압 셔블.
2. 제1항에 있어서,
   상기 컨트롤러는, 상기 제1 판정에 의해 상기 운반 기계로의 작업 대상물의 적입이 행해졌다고 판정되었을 때로부터 소정 시간 내에, 상기 제2 판정에 의해 상기 운반 기계로의 작업 대상물의 적입이 행해졌다는 판정 결과를 상기 운반 기계측 컨트롤러로부터 수신한 경우, 상기 제1 하중을 적산하는 것
   을 특징으로 하는 유압 셔블.
3. 제1항에 있어서,
   상기 컨트롤러는,
   상기 작업기의 자세에 근거하여, 상기 운반 기계에 대한 상기 유압 셔블의 운반 동작의 개시와 종료를 판정하는 제4 판정을 행하고,
   상기 제4 판정에 의해 상기 운반 동작의 개시로부터 종료까지의 사이의 상기 유압 실린더의 추력에 근거하여 상기 제1 하중을 연산하며,
   상기 제4 판정에 의해 상기 운반 동작이 종료되었다고 판정되고, 또한 상기 제2 판정에 의해 상기 유압 셔블에 의한 상기 운반 기계로의 작업 대상물의 적입이 행해졌다고 판정되었다는 판정 결과를 상기 운반 기계측 컨트롤러로부터 수신한 경우, 상기 제1 하중을 적산하는 것
   을 특징으로 하는 유압 셔블.
4. 제1항에 있어서,
   조작자로부터의 지시를 입력하기 위한 입력 장치와, 소정의 정보를 표시하기 위한 표시 장치를 추가로 갖고,
   상기 컨트롤러는,
   상기 운반 기계측 컨트롤러로부터 송신되는 상기 운반 기계에 적입된 작업 대상물의 중량에 근거하여 상기 운반 기계의 이상의 유무를 판정하는 제5 판정을 행하고,
   상기 제5 판정에 의해 상기 운반 기계에 이상이 있다고 판정한 경우, 상기 표시 장치를 개재하여 상기 이상의 발생을 알리고, 상기 운반 기계로의 작업 대상물의 적입이 행해진 것이 상기 입력 장치를 개재하여 입력된 경우에 상기 제1 하중을 적산하는 것
   을 특징으로 하는 유압 셔블.
5. 제1항에 있어서,
   조작자로부터의 지시를 입력하기 위한 입력 장치와, 소정의 정보를 표시하기 위한 표시 장치를 추가로 갖고,
   상기 컨트롤러는,
   상기 운반 기계측 컨트롤러에서 연산된 상기 유압 셔블에 의해 상기 운반 기계로 적입된 작업 대상물의 하중인 제2 하중과 상기 제1 하중의 차분이 소정값을 넘는 경우, 상기 유압 셔블과 상기 운반 기계 중 어느 것에 이상이 있다고 판정하며,
   상기 유압 셔블과 상기 운반 기계 중 어느 것에 이상이 있다고 판정한 경우, 상기 표시 장치를 개재하여 상기 이상의 발생을 알리고, 상기 운반 기계로의 작업 대상물의 적입이 행해진 것이 상기 입력 장치를 개재하여 입력된 경우에 상기 제1 하중을 적산하는 것
   을 특징으로 하는 유압 셔블.
6. 제1항에 있어서,
   상기 컨트롤러는, 상기 운반 기계로부터 송신되는, 상기 운반 기계의 주행 속도에 근거하여 상기 운반 기계가 상기 유압 셔블에 의한 작업 대상물의 적입 작업에 종사하고 있는지 아닌지를 판정하는 제6 판정을 행하고, 상기 제6 판정 결과가 변경된 경우에, 상기 작업 대상물의 하중의 적산값을 리셋하는 것
   을 특징으로 하는 유압 셔블.

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