KR910002234B1

KR910002234B1 - 적하 이송장치의 적하중량 표시장치

Info

Publication number: KR910002234B1
Application number: KR1019830005650A
Authority: KR
Inventors: 슈우찌 이찌야마; 유끼오 아오야기; 도모히꼬 야스다
Original assignee: 히다찌 겡끼 가부시기가이샤; 니시모도 후미히라
Priority date: 1982-12-01
Filing date: 1983-11-30
Publication date: 1991-04-08
Also published as: EP0110399A1; DE3376573D1; EP0110399B1; US4627013A; KR840008974A

Abstract

내용 없음.

Description

적하 이송장치의 적하중량 표시장치

제1도는 본 발명이 적용되는 적하이송장치의 전형예인 유압 셔블의 개략 측면도.

제2도, 제3도 및 제4도는 본 발명에 의한 중량연산의 원리를 설명하기 위한 유압 셔블의 프런트 기구를 스켈리턴으로 나타내어 그 모든 칫수를 나타낸 설명도.

제5도는 본 발명의 제1실시예에 관한 적하중량 표시장치의 블럭도.

제6도, 제7도, 제8도는 각각 제5도에 나타낸 무부하 모우먼트 연산부, 프런트 모먼트 연산부, 하중점거리 연산부의 구성을 나타낸 블럭도.

제9도, 제10도 및 제11도는 본 발명의 제2실시예에 관한 연산 원리를 설명하기 위한 각각 제2도, 제3도, 제4도와 같은 설명도.

제12도는 본 발명의 제2실시예에 관한 적하중량 표시장치를 나타낸 블럭도.

제13도 및 제14도는 각각 제12도에 나타낸 무부하 모먼트 연산부 및 하중점 거리 연산부의 구성을 나타낸 블럭도.

제15도는 본 발명의 제3실시예에 관한 적하중량 표시장치를 나타낸 블럭도.

제16도는 제15도에 나타낸 설정위치 판정부의 구성을 나타낸 블럭도.

제17도는 본 발명의 제4실시예에 관한 적하중량 표시장치를 나타낸 블럭도.

제18도 및 제19도는 각각 제17도에 나타낸 무부하 모먼트연산부 및 설정위치 판정부의 구성을 나타낸 블럭도.

제20도는 본 발명의 제5실시예에 관한 적하중량 표시장치가 적용된 유압셔블의 프런트 기구를 나타낸 측면도.

제21도는 제5실시예의 연산원리를 설명하기 위한 프런트 기구를 스켈리턴으로 나타내어 그 각부의 모든 칫수를 나타낸 설명도.

제22도는 제5실시예에 관한 적하중량 표시장치를 나타낸 블럭도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

2 : 유압셔블 4 : 하부주행체

6 : 상부선회체 8 : 프런트 기구

10 : 부움(boom) 12 : 아암

14 : 버킷 16 : 부움실린더

18 : 아암실린더 20 : 버킷실린더

30, 200, 220, 280 : 표시장치 226 : 표시부

32, 34, 36, 202 : 각도 검출기 38, 40, 400, 402 : 압력검출기

42 : 204, 222, 282 : 적하중량 연산부 44 : 적하중량 표시부

46, 228 : 적하중량 표시면 48, 206, 284 : 무부하 모먼트 연산부

50 : 프런트 모먼트 연산부 52, 208 : 거리연산부

54, 110, 132, 154, 180, 236, 268, 288, 292, 338 : 감산기

56, 238, 290 : 계산기 58, 240, 242 : 적산기억기

60, 244 : 표시변환 스위치 60a, 60b : 단자

62 : 연산스위치 64, 246, 248 : 기억소거 스위치

224 : 설정위치 신호발생기 232, 286 : 설정위치 판정부

404 : 연산부 406 : 멀티플랙셔

408 : A/D변환기 410 : CPU

412, 414 : ROM 416 : RAM

418 : 출력부 420 : 표시장치

본 발명은 복수의 링크기구를 가진 프런트 기구를 구동하여 적하 이송을 행하는 예를 들어 유압셔블과 같은 장치에 관한 것이며, 특히 그와 같은 적하이송 장치에 있어서의 적하중량 표시장치에 관한 것이다.

복수의 링크 기구를 가진 프런트 기구를 갖춘 유압셔블과 같은 적하이송 장치가 행하는 작업으로서, 적하를 어느 장소에서 다른 개소로 이동시키는 작업이 있다. 이와 같은 작업의 전형적인 예를 유압셔블을 예로들어 설명한다.

유압셔블에 있어서 지면을 굴삭하여 파낸 토사를 대기하고 있는 덤프트럭에 싣는 작압을 생각하면, 유압셔블은 부움(boom), 아암, 버킷을 적합하게 구동하여 버킷내에 굴삭한 토사를 실어 상부 선회체를 선회시켜 버킷을 덤프트럭까지 이동시켜 토사를 덤프트럭에 싣는다.

종래예는 이와 같은 작업을 할 경우 덤프트럭에 실린 토사의 중량을 인지하는 것은 오로지 작업원의 목측에 의존하였다. 한편, 덤프트럭은 정격적재 중량이 정해져 있기 때문에 상기와 같은 목측에 의한 적재 작업으로는 정격적재 중량 보다 과대하게 실리거나 과소하게 싣게되는 상태가 발생하는 것이 통상이었다.

따라서 만약 토사를 과대하게 적재할 경우는 덤프트럭의 고장, 사고, 수명의 저하 등의 사태를 초래하고, 또 과소하게 적재할 경우는 작업능률이 저하하는 등의 문제가 생겼다.

그리고 유압 셔블에 의한 중량물 이동의 별도의 작업예를 열거하면 예를 들어,화학플랜트에 있어서 다량의 석회암을 반응로에 투입하는 작업이 있다.

이와 같은 경우 반응에 필요한 석회암의 중량은 소정량으로 정해져 있기 때문에 석회암의 중량을 한번 계량한 후 유압셔블에 의해 투입하는 수순이 취해지고 계량을 위해 많은 수고와 시간을 요하였다.

본 발명의 목적은 상기와 같은 종래의 있어서의 문제점을 해결하여 적하중량을 작업원이 인지하는 적하이송장치의 적하중량표시장치를 제공하는 것이다.

본 발명에 의하면 지지체인 상부선회체와, 이 상부선회체에 의해 제1의 지점(A)의 주위를 자유로히 회동되게 지지되는 프런트기구와, 이 프런트기구가 상기 제1의 지점(A)주위를 자유로히 회동되게 상부선회체에 의해 지지되는 제1의 링크기구를 제2의 지점(B)의 주위를 자유로히 회동되도록 제1의 링크기구에 의해 지지되는 제2링크기구와, 제2의 링크기구에 의하여 지지되는 버킷과, 제1의 링크기구 및 제2의 링크기구에 의해 각각 선회운동 가능하게 설치되는 부움실린더, 아암실린더와 같은 유체 작동 수단과, 프런트기구의 적어도 제1링크기구와 제2링크기구 사이의 변위(α₁, β₁)를 검출하기 위한 제1 및 제2의 각도검출기와 프런트 기구의 부움실린더 및 아암실린더의 적어도 하나에 의하여 유발되는 가압력(K₁)과 연합하여 압력(P_b, P_r)를 구하기 위한 압력검출기와 버킷이 값(α₁, P_b, P_r)에 의거하여 적하상태로 이동될때의 프런트기구의 제1의 지점 (A)에 대한 회전모먼트(M₁)의 연산을 실시하는 프런트 모먼트연산부와 상기 프런트 모먼트 연산부에 의하여 구해진 모먼트와 연합된 값을 표시하는 표시장치를 가진 적하이송장치의 적하중량 표시장치에 있어서, 하중 적하중량 표시시스템이 변위 검출수단인 각도검출기와 압력검출기와 표시장치, 적하중량 연산부를 버킷에 의해 이동되는 적하의 중량을 연산하기 위하여 가지며 위치 설정수단인 설정위치 신호 발생기, 설정위치 판정부를 상기 플런트 기구의 임의의 설정위치를 설정하기 위하여 위치설정 수단인 설정위치 신호 발생기와 위치판정부를 가지며, 상기 중량 표시시스템의 적하중량 연산부가, (가) 프런트 모먼트 연산부인 제1연산부와, (나) 버킷이 무부하일때 제1의 지점(A)에 관하여 프런트 기구의 회전모먼트(M₀)를 연산하는 것이며, 버킷이 무부하 상태에서 설정위치 신호발생부와 설정위치 판정부로 되는 위치설정수단에 의거하여 설정된 위치를 프런트 기구가 이동하여 얻어지는 값(α₁, P_b, P_r)에 의하여 연산을 행하는 기억기와 모먼트 연산부로 되는 제2연산부와, (다) 버킷이 적하상태에서 프런트기구가 설정위치를 이동통과할때 상기 모먼트 연산부가 동작하여 연산이 수행되고, (라) 버킷이 적하상태에서 프런트 기구가 설정위치를 이동통과할때 버킷의 하중중심(J)과 제1의 지점(A)과의 사이의 수평거리(L)를 적어도 각도검출기에 의하여 얻어지는 값(α₁, β₁)에 기초하여 연산하는 거리연산부인 제3연산부와, (마) 상기 제1, 제2, 제3연산부에 의거하여 수행된 연산 결과에 기초하여(M₁-M₀)/L_j를 연산하도록 작동하는 감산기, 제산기로 이루어지고 표시부가 적하중량연산부에 의하여 얻어진 적하중량과 연합되는 한 값을 지시하도록 설치되는 제4연산부를 가지는 것을 특징으로 하는 적하중량 표시장치가 제공된다.

제1도 내지 제4도를 참조하여 본 발명의 적하중량의 연산원리를 설명한다.

제1도를 참조하여 본 발명의 적용되는 적하이송장치의 전형적인 예로서 유압셔블이 전체적으로 표시하였다. 유압셔블(2)은 하부주행체(4)와 하부주행체(4)상의 상부선회체(6)와 상부선회체(6)의 제1의 지점(A)에 회동 가능하게 설치된 프런트기구(8)를 가진다.

프런트기구(8)는 부움(10), 아암(12), 버킷(14)등으로 구성된다. 부움(10)은 지점(A)에 회동 자유로히 설치되고, 아암(12)은 부움(10)상의 제2의 지점(B)에 회동 자유로히 부착되며 버킷(14)은 아암(2)상의 제3의 지점(C)에 회동 자유로히 부착된다. D는 버킷 선단을 나타낸다. 부움(10)은 부움실린더(16)에 의해 눕혀지고 세워지게 되며, 아암(12)은 아암실린더(18)에 의해 구동되고 버킷(14)은 버킷 실린더(20)에 의해 회동된다. 부움실린더(16)의 로드측은 지점(E)에서 자유로히 회동되게 설치되고 하부측은 지점(F)에서 자유로히 회동되게 설치된다.

제1도에 나타낸 유아셔블(2)의 상기 프런트기구(8)을 스켈리턴(Skeleton)으로 나타낸 칫수로 나타내면 제2도 내지 제4도와 같다.

제2도에 있어서, A, B, C, D, E, F는 제1도에 나타낸 부움 회동지점, 아암회동지점, 버킷회동지점, 버킷선단, 부움실린더 로드지점, 부움실린더 하부지점을 나타낸다. α₁은 지점(A)에서의 수평면과 부움(10)상의 직선

이 이루는 부움각, α₂는 직선

과 직선

사이의 각,₃는 부움실린더 로드와 직선

사이에 이루어지는 각, β₁는 직선

과 아암(12)상의 직선(BC)이 이루는 각에서 90°를 뺀 아암 각, 1은 직선

과 버킷(14)상의 직선

이 이루는 버킷각이다. l₁은 직선

의 거리, l₂는 지점(E)과 지점(E)에서 직선

에 수직으로 내려진선이 직선

과 교차하는 점과의 사이의 거리, l₃은 지점(A)과 지점(F)과의 수직거리, l₄는 지점(A)과 지점(F)의 수평거리이다.

P_b는 부움 실린더(16)의 하부측 압력, P_r은 부움실린더(16)의 로드측압력, S_b는 부움실린더(16)의 하부측수압(受壓)면적, S_r은 부움실린더(16)의 로드측 수압면적이다. K₁은 부움실린더(16)의 가압력, K₂는 그 분력을 나타낸다. 그리고 부움실린더(16)는 통상적으로 2개 사용되는 것이므로 본 실시예에 있어서도 2개를 구비한 것으로 고려했고, 또 모먼트는 모두 제1의 지점(A)을 중심으로해서 고려했다.

이와 같은 유압셔블의 프런트기구(8)의 상태에 있어서, 프런트 기구(8)의 중량에 의한 지점(A)에 관한 회전 모먼트(M₁)는 부움실린더의 가압력(K₁)의 분력(K₂)에 의해 주어지는 회전 모먼트와 균형을 잡기 때문에 그 모먼트(M₁)는 다음과 같이된다.

여기서 각(α₃)은,

따라서 상기(1)식은,

부움 실린더의 가압력(K₁)은 부움실린더가 좌우로 1개씩, 합계 2본이 있으므로, K₁=2×(P_b·S_b-P_r·S_r)

고로(2)식은 다음과 같아진다.

이 모먼트(M₁)는 버킷(14)내에 적하가 있을때의 모먼트이다.

다음에 제3도를 참조하여 프런트기구(8)가 제2도에 나타낸 상태에 있고 버컷(14)에 하중이 걸려 있지 않은때(즉, 버킷 14에 적하가 없을때)의 회전모먼트(M₂)를 구한다.

제3도에서 제2도와 동일지점 및 동일각도에는 동일 부호가 붙여져 있다.

G는 부움중심(重心)위치이고 부움의 중량을 W_G로 한다. H는 아암 중심위치이고 아암의 중량을 W_H로 한다. I는 버킷 중심위치이고 버킷의 중량을 WI로 한다. α₄는 직선

과 직선

이 이루는 각, β₂는 직선

과 직선

이 이루는 각, γ₂는 직선

과 직선

이 이루는 각이다. l₆는 직선

의 길이, l₇은 직선

의 길이, l₈은 직선

의 길이, l₉는 지점(A)과 중심위치(G) 사이의 거리, l₁₀은 지점(B)과 중심위치(H)사이의 거리, l₁₁은 지점(C)과 중심위치(I)사이의 거리이다.

이상과 같이정하면 무부하시의 모먼트(M₂)는,

(3)식은 버킷(14)에 적하가 있을때의 지점(A)에 작용하는 모먼트이고, (4)식은 버킷(14)에 적하가 없을때의 모먼트이므로, 버킷(14)에 걸리는 적하 자체가 지점(A)에 작용하는 모먼트(M₃)는,

에 의해 구해진다.

여기서, 버킷(14)의 적하중량(W_J)을 구하기 위해 제4도를 참조하여 적하중심위치와 지점(A)사이의 수평거리를 구한다.

제4도에서 제3도와 동일지점, 동일위치, 동일한 길이에는 동일한 부호를 부친다. J는 버킷(14)에 걸리는 적하중심위치, γ₃은 직선

과 직선

이 이루는 각,l₁₂는 지점(C)과 중심위치(J)사이의 거리이다. 상기 수평거리는 지점(A)과 중심위치(J) 사이의 수평거리(L_J)로 나타낸다. 이상과 같이 정하면, 거리(L_J)는,

이 되고, 버킷(14)의 적하중량(W_J)은,

로 된다.

이하 이와 같은 연산원리에 따라, 본 발명의 실시예에 관하여 설명한다.

제5도를 참조하여 본 발명의 실시예에 관한 유압셔블(2)의 적하중량 표시장치를 전체적으로 부호 30으로 나타낸다. 표시장치(30)는 유압셔블(2)의 프런트 기구(8)의 회동지점(A, B, C)에 각각 설치된 각도검출기(32)(34)(36)를 가지며 이들 각도 검출기(32, 34, 36)에 의해 부움각(α₁), 아암각(β₁), 버킷각(γ₁)이 검출되고 이 각도에 따른 신호(Eα₁, Eα₁, Eγ₁)가 출력된다. 또 부움실린더(16)의 하부측 및 로드측의 압력에 따른 신호(E_PbE_Pr)가 각 압력검출기(38, 40)로부터 출력된다.

본 실시예의 표시장치(30)는 한적하중량 연산부(42)와, 이 연산부(42)으로부터 출력되는 신호에 따라 작동하는 적하중량표시부(44)를 가지며 표시부(44)는 그 표시면(46)에 중량을 표시한다. 연산부(42)의 구성은 다음과 같다.

즉, 신호(Eα₁, Eβ₁, Eγ₁)를 입력하여 회전 모먼트(M₂)를 연산하고 그것을 나타내는 신호(E_M2)를 출력하는 무부하 모먼트 연산부(48)와, 신호(Eα₁, E_Pb, E_Pr)를 입력하여 회전 모먼트(M₁)를 연산하고 그것을 나타내는 신호(E_M1)를 출력하는 프런트 모먼트 연산부(50)와, 신호(Eα₁, Eβ₁, Eγ₁)를 입력하여 수평거리(L_J)를 연산하고 그것을 나타내는 신호(E_LJ)를 출력하는 하중점거리 연산부(52)와, 신호(E_M2, E_M1)를 입력하여 그 차(E_M1-E_M2)를 연산하고 그것을 나타내는 신호(EM₃)를 출력하는 감산기(54)와, 신호(E_M3, E_LJ)를 입력하여 E_M3/E_LJ를 연산하고, 그것을 나타내는 신호(E_WJ)를 출력하는 제산기(56)와, 제산기(56)로부터의 신호(E_WJ)가 나타내는 적하중량을 적산하여 기억하고 그 값을 나타내는 신호(E_WJ)를 출력하는 적산기억기(58)와, 신호(E_WJ)가 나타내는 1회 마다의 적하중량과 신호(E_WT)가 나타내는 적하중량을 변환시켜 표시하는 표시변환스위치(60)와, 신호(E_C)를 출력하여 제산기(56)에 적하중량의 연산실행을 지시하는 연산지시스위치(62)와, 신호(E_Q)를 출력하여 적산기억기(58)의 기억을 소거하는 기억소거 스위치(64)를 구비한다. 무부하 모먼트 연산부(48)의 구성 및 동작을 제6도를 참조하여 설명한다.

각도검출기(32)로부터의 부움각 신호(Eα₁)와 기억기(66)에 기억된 각도(Ω₄)의 신호(Eα₄)는 가산기(68)에서 가산되어 신호(Eα₁+α₄)를 발생한다. 이 신호는 삼각함수 발생기(70)에 입력되고 각도(α₁+α₄)의 cos에 따른 신호(Ecos(α₁+α₄)가 인출되고 계수기(72)에 의해 중량(W_G)과 거리(l₉)를 곱한 값에 따른 신호를 곱하고 신호(E_WG·l₉·cos(α₁+α₂))를 발생한다. 한편, 신호(Eα₁)는 삼각함수 발생기(74)에 입력되어 각도(α₁)의 cos에 따른 신호(Ecosα₁)가 인출되고 계수기(76)에 의해 거리(l₆)에 따른 신호가 곱셈되어 신호(El₆·cosα₁)로 된다. 그리고 아암각신호(Eβ₁와 부움각신호(Eα₁)는 가산기(78)에서 가산되어 신호(Eα₁+β₁)로 되고, 이 신호는 다시 기억기(80)에 기억된 각도(β₂)에 따른 신호(Eβ₂)와 가산기(82)에서 가산되어 신호(Eα₁+β₁+β₂)로 된다.

이 신호는 삼각함수 발생기(84)에 입력되어 각도(α₁+β₁+β₂)의 sin에 따른 신호(Esin(1+1+2))가 인출되고, 계수기(86)에 의해 거리(l₁₀)에 따른 신호가 승산되며, 신호(El10sin(α₁+β₁+β₂))로 된다. 이 신호는 가산기(88)에서 상기 신호(El₆cosα₁)와 가산되고 다시 계수기(90)에 의해 중량(W_H)에 따른 신호가 승산되고, 신호(E_WH{l₆cosα₁+l₁₀sin(α₁+β₁+β₂)})로 된다.

이 신호는 가산기(92)에서 신호(E_WG·l₉·cos(α1+α4))와 가산되어 신호(E_WG·l₉cos(α1+α4)+WH{l₆·cosα1+l10sin(α₁+β₁+β₂)})로 된다.

가산기(78)의 출력신호(Eα₁+β₁)는 삼각함수 발생기(94)에 입력되어 각(α₁+β₁)의 sin에 따른 신호(Esin(α1+β1))가 인출되고, 계수기(96)에서 거리(l₇)에 따른 신호가 승상되어 신호(El₇sin(α1+β1))로 된다.

이 신호는 가산기(98)에 의해 상기 계수기(76)의 출력신호가 가산되어 신호(El₆cosα₁+l₇sin(α₁+β₁))를 발생한다. 가산기(78)의 출력신호는 또 가산기(100)에 의해 버킷각신호(Eγ₁)가 가산되어 신호(Eα₁+β₁+γ₁)를 발생하고 기억기(102)에 기억된 각(γ₁)에 따른 신호(Eγ₂)와 가산기(104)에서 가산되어 신호(Eα₁+β₁+γ₁+γ₂)로 된다.

이 신호는 삼각함수 발생기(106)에 입력되고, 각(α₁+β

γ₁+γ₂)의 sin에 따른 신호(Esin(α1+β1+γ1+γ2)가 인출되고 계수기(108)에서 거리(l₁)에 따른 신호가 곱해져서 신호(Elllsin(α1+β1+γ1+γ2))로 된다. 이 신호는 감산기(110)에 의해 상기 가산기(98)의 출력신호에 의해 감산된 후에 계수기(112)에서 중량(W₁)에 따른 신호가 승산되어 신호[E_WTl₆cosα1+l₇sin(α1+β1)-lllsin(α1+β1+γ1+γ2)]로 된다. 이 신호는 가산기(114)에 의해 상기 가산기(92)의 출력신호가 가산됨으로써, (4)식에 나타낸 무부하 모먼트(M₂)에 따른 신호(E_M2)가 얻어진다.

다음에 제5도에 나타낸 프런트 모먼트 연산부(50)의 구성 및 동작을 제7도를 참조하여 설명한다. 부움각신호(Eα₁)는 가산기(116)에서 기억기(118)에 기억된 각도(α₂)에 따른 신호(Eα₂)와 가산되어 신호(Eα₁+Eα₂로 되어 삼각함수 발생기(120)에 입력하여 각도(α₁+α₂)의 sin에 따른 신호(Esin(α₁+α₂))가 인출되고 계수기(122)에 의해 거리(l₁)에 따른 신호가 승산되어 신호(Ellsin(α1+α2))로 된다. 이 신호는 가산기(124)에서 기억기(126)에 기억된 값(l₃)에 따른 신호와 가산되어 신호(Ellsin(α1+α2)+l₃)를 발생한다.

한편, 상기 가산기(116)의 출력신호는 삼각함수 발생기(128)에 입력되고, 각도(α1+α2)의 cos에 따른 신호(Ecos(α1+α2))가 인출되어 계수기(130)에 의해 거리(l₁)에 따른 신호가 승상되고 신호(Ellcos(α1+α2))로 된다. 이 신호는 감산기(1 32)에서 기억기(134)에 기억된 값(l₄)에 따른 신호(El₄)에 의해 감산되어 신호(El₁cos(α1+α2)-l4)가 출력된다. 감산기(132)의 출력신호는 제산기(136)에서 가산기(124)의 출력신호에 의해 제산되고 그 몫에 따른 신호는 역삼각함수 발생기(138)에 입력되어 이 신호각도의 역 tan에 따른 신호

가 인출된다. 이 인출된 신호는 가산기(140)에서 가산기(116)의 출력신호(Eα₁+α₂)와 가산되어 신호(Eø)로 된다. 이 신호는 삼각함수 발생기(142)에 입력되어 각(ø)의 cos에 따른 신호(Ecosø)가 인출되고, 계수기(148)에서 값(2l₁)에 따른 신호가 승상되어 신호(El₁cosø)가 얻어진다. 한편, 압력 검출기(38)로부터의 부움실린더(16)의 하부측 압력신호(E_Pb)는 계수기(150)로 유도되고 값(Sb)에 따른 신호가 승산되어 신호(E_Pb·S_b)로 된다. 또 압력검출기(40)로부터의 부움실린더(16)의 로드측 압력신호(Epr)는 계수기(152)에 유도되고 값(Sr)에 따른 신호가 승산되어 신호(E_Pr·S_r)로 된다.

이 두 신호는 감산기(154)에서 감산되어 신호(E(P_b·S_b-P_r·S_r))를 얻는다. 이 신호와 상기 계수기(148)의 출력신호는 승산기(156)에 입력되어 승산되고 신호(E_M1)가 출력된다. 이 신호(E_M1)는, (3)식에 나타낸 지점(A)에 작용하는 회전 모먼트(M₁)에 따른 신호이다.

다음에 제5도에 나타낸 하중점 거리 연산부(52)의 구성 및 동작을 제8도에 참조하여 설명한다. 부움각신호(Eα₁)는 삼각함수 발생기(158)에 입력되어 각(α₁)의 cos에 대응하는 신호(Ecosα₁)가 인출되고 계수기(160)에서 거리(l₆)에 대응하는 신호가 승산되어 신호(El₆cosα₁)로 된다. 한편, 아암각신호(Eβ₁)는 가산기(162)에서 부움각 신호와 가산되고 가산된 신호(Eα₁+β₁)는 삼각함수 발생기(164)에 입력되어 각(α₁+α₁)의 sin에 대응하는 신호(Esin(α₁+β₁))가 인출되고 이 신호는 계수기(166)에 거리(l₇)에 대응하는 신호가 승산되어 신호(El₇sin(α1+β1))로 된다. 이 신호는 상기 계수기(160)의 출력신호와 가산기(168)에서 가산되어 신호(El6cosα1+l7sin(α1+β1))가 얻어진다. 또 버킷각 신호(Eγ1)는 가산기(170)에서 상기 가산기(16)의 출력신호(Eα1+β1)와 가산되어 Eα1+β1+γ1+로 되고, 다시 가산기(172)에서 기억기(174)에 기억된 각(γ3)에 대응하는 신호(Eγ3)가 가산되어 신호(Eα1+β1+γ1+γ3)로 된다.

이 신호는 삼각함수 발생기(176)에 입력되어 각(α₁+β₁+γ₁+γ₃)의 sin에 따른 신호가 인출되고 이 신호는 계수기(178)에서 거리(l₁₂)에 대응하는 신호가 승산되고 신호(El₁₂sin(α1+β1+γ1+γ3))로 된다.

이 신호는 감산기(180)에서 가산기(168)의 출력신호에 의해 감산되고 신호(E_LJ)를 출력한다. 이 신호(E_LJ)는, (6)식에 나타낸 지점(A)과 중심위치(J)와의 사이의 수평거리(L_J)에 대응하는 신호이다.

제5도를 다시 설명하면, 무부하 모먼트 연산부(48)의 출력신호(E_M2)와 프런트 모먼트 연산부(50)의 출력신호(E_M1)의 신호는 감산기(54)에서 감산됨으로써, (5)식에 나타낸 모먼트(M₃)에 따른 신호(E_M3)가 얻어진다. 이 신호(E_M3)는 제산기(56)에서 하중점 거리 연산부(52)의 출력신호(E_LJ)에 의해 제산되고, (7)식에 나타낸 중량(W_J)에 대응하는 신호(E_WJ)를 얻는다. 즉, 제산기(56)에서 얻어진 신호(E_WJ)는 버킷(14)의 적하중량에 대응하는 값이다.

이 제산기(56)는 연산지시 스위치(62)를 조작했을 때 출력되는 신호(E_C)의 입력에 의해 비로소 작동하여 제산을 행하도록 하는 구성으로 되어 있다. 따라서, 유압셔블의 운전자는 버킷(14)내에 적하가 들어가 버킷(14)이 지상에서 떨어진 상태에서 스위치(62)를 조작하면, 신호(E_C)가 출력되어 제산기(56)가 작동하여 적하중량신호(E_WJ)가 출력된다. 표시변환스위치(60)가 단자(60a)측으로 변환되는 경우에는 신호(E_WJ)는 즉시 표시부(44)에 입력되고 그 표시면(46)에 신호(E_WJ)에 대응하여 현재 버킷(14)내에 있는 적하중량을 표시한다.

적산기억기(58)는 제산기(56)에서 신호(E_WJ)가 출력될때 마다 그 값을 적산하고 그 적산값을 기억하게되고, 표시변환스위치(60)를 단자(60b)측으로 변환 접속하면, 그 적산값에 대응하는 신호(E_Wr)가 출력되어 표시부(44)의 표시면(46)에 버킷(14)의 적하중량의 적산값이 표시된다.

따라서 예를 들어 토사를 덤프트럭에 싣는 경우에 있어서 한번 실을때마다의 싣는량은 표시변환 스위치(60)를 단자(60a)측으로 변환시켜두면 표시면(46)에 표시되고, 또 총 적하량을 알고 싶은 경우에는 표시변환 스위치(60)를 단자(60b)측으로 변환시키면 된다. 이로써 덤프트럭의 적재중량을 가장 알맞게 할 수 있다. 상기는 화학플랜트에 있어서의 작업예에 관해서도 동일하다. 1대의 덤프트럭에 토사의 적재작업 또는반응로에 화학물질의 소정량 투입작업을 종료하면 유압셔블의 운전자는 기억소거 스위치(64)를 조작하여 적산기억기(58)에 대해 소거신호(EQ)를 출력한다. 이로써 적산기억기(58)에 기억되어 있던 적산값은 소거되어 0이 되고, 다음 작업의 적하중량적산에 대비한다. 그리고 적산기억기(58)의 출력을 비교기에 그 일방의 입력으로 입력하고, 타방의 입력은 임의로 설정할 수 있는 설정값(예를 들어 덤프트럭의 정격적재중량)을 입력하여 적산 기억기(58)의 출력이 설정값에 달했을때 비교기로부터 신호를 출력하여 표시 또는 경보를 발하도록 해둘수도 있다.

이와 같이 본 실시예에서는 각도 검출기 및 부움실린더의 압력검출기로부터의 신호에 따라 버킷에 적하가 있을때의 모먼트와 적하가 없을때의 모먼트 및 하중점 거리를 구하여 이들의 구해진 값으로부터 버킷의 적하중량을 연산하고, 1회 마다의 적하중량 또는 적산중량의 표시를 가능하게 하였으므로 유압셔블의 버킷의 적산중량을 즉시 알 수 있다.

그리고 이상의 실시예에서는 유압셔블을 예시하여 설명했으나, 복수의 링크기구와 작업부를 가진 프런트기구를 갖춘 다른 적하이송장치에도 적용할 수 있다.

또 아암의 선단에 버킷을 설치한 경우에 관하여 설명해왔으나, 버킷에만 한정하는 것이 아니라 다른 작업부재에도 적용할 수 있다. 또 부움, 아암, 버킷의 변위량을 각도 검출기에 의해 검출하도록 했으나, 각 실린더의 실린더로드의 변위량을 검출하도록 하여도 된다.

그리고 압력신호로써 부움 실린더의 구동압력을 검출하도록 했으나, 프런트 기구에 있어서의 부움 실린더이외의 실린더의 구동압력을 검출하여도 좋다. 또 실린더의 가압력을 검출함에 있어 구동압력을 검출했으나 구동압력이 아니고 직접 스트레인 게이지등으로 실린더의 가압력을 검출하여도 된다. 그리고 또 적하이송시의 버킷의 변위가 작으므로 즉 대표적인 변위를 정수로써 사전에 설정해둠으로써 부움 및 아암의 변위량만을 검출하여 적하중량을 근사적으로 구할 수도 있다. 또 적산기억기에 적합한 것들을 사용하든가 별도의 적산기억기를 구비하면 장기간(1일, 1주간, 1개월등)의 작업량을 알 수도 있다. 또 적산기억기 및 표시변환 스위치를 표시부에 구비하고 연산부에서는 1회의 적산량만 출력하도록 하여도 좋다.

이상 설명과 같이 본 발명에서는 프런트 기구에서 최소한 부움, 아암의 변위량 및 부움 실린더의 가압력에 의해 프런트 기구의 적하중량을 연산하고, 이 중량 또는 이를 적산한 중량을 표시하도록 했으므로 적하이송장치의 적하중량이나 이동의 충중량을 알 수 있다.

다음에 제9도 내지 제11도를 참조하여 본 발명의 제2실시예에 의한 적하중량을 연산원리를 설명한다.

제2도 내지 제4도를 참조하여 설명한 제1실시예의 연산원리는 유압셔블(2)의 선회대(6)가 지상에 수평으로 위치하고 있다고 가정한 경우의 것이다. 그러나 실제적으로 지상의 작업에서는 유압셔블은 종종 선회대가 경사진 상태에서 작업을 하지 않으면 안된다. 제9도 내지 제11도는 이와 같은 선회대의 경사를 가미한 경우의 제2도 내지 제4도에 각각 대응한 도면이다. 도면중, 제2도 내지 제4도에 나타낸 표시와 같은 것에도 같은 부호를 붙인다.

x, h는 각각 부움 회동지점(A)을 중심으로 하여 지상에서 본 경우의 수평축 및 수직축이며, 이 수평축(x)과 수직축(h)에 의해 제2도의 좌표측에 대응하는 회동지점(A)을 원점으로 하는 좌표축이 구성된다. X, H는 각각 부움 회동지점(A)를 중심으로 하여 각도(θ)만큼 경사진 선회체에서 본 경우의 수평축 및 수직축을 나타낸다. 이 경우 도면에 나타낸 각(θ)은 선회체가 프런트 기구(T)와 반대측으로 경사져 있을때의 각도이며, 반대로 선회체가 프런트 기구측으로 경사질때의 경사각은 부(負)가 된다.

이와 같은 유압셔블의 프런트 가구(8)의 상태에 있어서 프런트 기구(8)의 중량에 의한 지점(A)에 관한 회전 모먼트(M₁)는 부움실린더의 가압력(K₁)의 분력(K₂)에 의해 주어지는 회전 모먼트와 균형이 맞춰지기 때문에 그 모먼트(M₁)는 다음과 같아진다.

여기서, 각 (α₃)은,

따라서, 상기(8) 식은,

부움 실린더의 가압력(K₁)은 부움실린더가 좌우 1개씩 합계 2개이기 때문에, K₁=2×(P_b·S_b-P_r·S_r) 고로, (9)식은 다음 같아진다.

이 모먼트(M₁)는 버킷(14)내에 적하가 있을때의 모먼트이다. 그리고, (10)식은 (3)식과 거의 같으며 모먼트(M₁)의 산출에는 선회체(6)의 경사각(θ)은 관계되지 않음을 알 수 있다.

다음에 제10도에 참조하여 프런트기구(8)가 제9도에 나타낸 상태에 있고 버킷(14)에 하중이 걸려있지 않은때 (즉, 버킷 14에 적하가 없을때)의 회전 모먼트(M₂)를 구한다. (4)식과 같이 무부하 일때의 모먼트(M'₂)는,

(10)식을 버킷(14)에 적하가 있을때의 지점(A)에 적용하는 모먼트이고(11)식은 버킷(14)에 적하가 없을 때의 모먼트이므로 버킷(14)에 걸리는 적하자체가 지점(A)에 작용하는 모먼트(M₃)는,

에 의해 구해진다.

여기서, 버킷(14)의 적하중량(W_J)을 구하기 위해 제11도를 참조하여 적하의 중심위치와 지점(A)과의 사이의 수평거리(L'_J)를 구하면 이 거리(L'_J)는,

이 되고, 버킷(14)의 적하중량(W_J)은,

가 된다.

이하 이와 같은 연산원리에 의한 본 발명의 실시예에 관해 설명한다.

제12도에 있어서 이 실시예에 관한 유압셔블(2)의 적하중량 표시장치가 전체적으로 부호 200으로 표시되었고 이 표기장치(200)를 구성하는 부재중 제1실시예와 같은 것에는 같은 부호를 붙인다. 표시장치(200)는 각도검출기(32, 34, 36), 압력검출기(38, 40)외에 선회체(6)의 경사각도 검출기(202)가 설치되고, 선회체(6)의 경사각(θ)에 대응하는 신호(Eθ)가 출력된다. 204는 본 실시예에 있어서의 장치의 연산부이고 이 연산부(204)는 신호(E₁, E₁, E₁, Eθ)를 입력하여 모먼트(M'₂)를 연산하고 그것을 나타내는 신호(E_{M, 2})를 출력하는 무부하 모먼트 연산부(206)와 신호(Eα₁, Eβ₁, Eγ₁, Eθ)를 입력하여 수평거리(L'_J)를 연산하여 그것을 나타내는 신호(E_{L, J})를 출력하는 하중점 거리 연산부(208)를 가진다. 이외의 부분은 제5도의 실시예와 같으므로 설명을 생략한다. 무부하 모먼트 연산부(206)는 제13도에 나타낸 바와 같이 각도검출기(32)로부터의 부움각신호(Eα₁)에 경사각도 검출기(202)로부터의 경사신호(Eθ)를 가산하여 신호(E+1)를 발생하는 가산기(210)를 가진다. 기타 구성 및 동작은 제6도에 나타낸 연산부(48)와 같다. 따라서, 최종적으로(11)식에 나타낸 무부하 모먼트(M'₂)에 대응하는 신호(E_{M, 2})가 출력된다. 하중점 거리 연산부(208)는 제14도에 나타낸 바와 같이 경사 각 신호(Eθ)와 부움각 신호(Eθ₁)를 가산하여 신호(Eθ+1)를 발생하는 가산기(212)를 가지며 기타의 구성 및 동작은 제8도에 나타낸 연산부(52)와 같다.

따라서, 최종적으로 (13)식에 나타낸 수평거리(L'_J)에 대응하는 신호(E_{L, J})가 얻어진다.

따라서 이 실시예에 의하면 선회체(6)의 경사각도(θ)를 검출하기 위한 각도검출기(202)를 다시 설치하여 중량연산부에서 그 검출값을 가미하여 적하중량을 연산하도록 했기 때문에 선회체의 경사에 영향받지 않는 적하중량을 알 수 있다. 다음에 제2도 및 제4도를 참조하여 본 발명의 제3실시예에 의한 적하중량의 연산원리를 설명한다.

제1 및 제2실시예는 적하중량을 구하기 위해 필요한 무부하 모먼트(M₂, M'₂)로써, 프런트 기구의 구조중량에 의한 모먼트를 연산했다. 그러나 실제의 작업에 있어서는 버킷에 토사등이 달라붙은 상태에서 작업을 하는 경우가 있고, 또 프런트 기구의 구조 중량에는 제작오차가 있다. 그와 같은 경우에는 상기의 구조중량에 의한 모먼트를 연산한 것에서는 정확한 적하중량이 얻어지지 않는다. 본 실시예는 이와 같은 불량한 상태를 피하기 위한 것이다.

제2도를 참조하여 유압셔블의 프런트(8)의 모든 중량에 이한 지점(A)에 관한 회전모먼터(M₁)는 부움실린더의 가압력(K₁)의 분력(K₂)에 의해 주어지는 화전 모먼트와 균형이되므로 다음과 같아진다.

이 모먼트(M₁)는 버킷내에 적하가 있을때는 그것을 포함한 프런트 기구의 모든 중량에 의한 모먼트이며, 버킷내에 적하가 없을때는 그 상태의 프런트 기구의 전중량에 의한 모먼트이다. 여기서 버킷내의 적하중량을 구하기 위해서는 적하자체의 중량에 의한 지점(A)에 관한 모먼트를, 지점(A)과 적하의 중심위치와의 사이의 수평거리로 계산할 필요가 있다. 여기서 적하 자체의 모먼트는, 적하가 있을때(3)식으로 구한 모먼트(M₁)로부터 적하가 없을때(3)식으로 구한 모먼트(M₀)를 감산하면 얻어진다. 그러나 모먼트(M₁, M₀)는 당연히 프런트 기구의 위치(자세)에 대응하여 변화하는 것이기 때문에 모먼트(M₁)에서 모먼트(M₀)를 감산하는 데는 프런트 기구의 동일 자세에서 양 모먼트(M₁), (M₀)를 구해야 한다. 그러나 버킷에 적하가 있는 상태와 적하가 없는 상태의 두가지의 상태가 동시에 존재할 수는 없다.

그래서 유압셔블의 진술한 적하 작업을 생각해보면 그 대부분의 작업이 반복되는 작업이고, 또, 그 반복되는 작업마다 프런트기구는 대체적으로 동일한 자세를 취하는 순간이 있다.

한편, 버킷의 적하중량은 한번 이동할때에는 항상 일정하므로 프런트 기구의 이동에 따라서 상기 감산을 부단히 행할 필요는 없다. 이와 같은 관검에서 이 적하 작업에 프런트기구가 취할 어느 하나의 위치(자세)를 설정하고 이 위치에 있어서의 모먼트(M₁, M₀)를 별도로 구하고 이 값에 의거하여 전기 제산을 행하면 적하중량을 얻을 수 있다.

즉, 우선 버킷을 비워둔 상태에서 프런트 기구를 상기 설정위치로하고, 그대 (3)식에 따라 구해진 모먼트 즉, 무부하 모먼트(M₀)를 적합하여 기억해두고 그 후 행해지는 적하작업에 있어서, 프런트 기구가 설정위치에 도달할때 마다 그때의 모먼트(M₁)를 구하고, 그 값과 기억된 무부하 모먼트(M₀)를 감산하면 된다. 지점(A)과 적하 중심위치와의 사이의 수평거리(L_J)는 제4도를 참조하여 전술한 바와 같이,

이 되고, 버킷(14)의 적하중량(W_J)은,

로 구할 수 있다.

이하 이와 같은 연샨원리에 의한 본 발명의 실시예에 관하여 설명한다.

제15도에 있어서 이 실시예에 관한 유압셔블(2)의 적하중량 표시장치가 전체적으로 부호 220로 표시되어 있으며, 장치(220)를 구성하는 부재중 제5도의 실시예와 같은 것에는 같은 부호를 붙인다.

장치(220)는 제5도의 장치(30)와 같고, 각도거출기(32, 34, 36), 압력검출기(38, 40)를 구비한다. 장치(220)는, 또 적하중량 연산부(222)와 무부하 모먼트(M₀)를 얻기 위해 상기 설정위치의 결정을 지시하는 신호 발생기(224)와, 연산부(222)에서 출력되는 신호에 의해 작동하여 적하중량을 표시하는 표시부(226)를 가진다. 그리고 표시부(226)에는 수치표시면(228) 및 그 수치표시면(228)에서의 표시를 알려주는 버저(230)가 설치된다.

상기 설정위치 신호발생기(224)에 관해 다시 설명한다. 유압셔블의 조작자는 우선 먼저 적하 작업 개시에 있어 버킷(14)이 무부하 상태로 이후에 행해지는 적하 작업의 동작과 같은 동작을 행한다. 그리고 프런트기구의 적합한 위치에서 푸시버튼 등에 의해 신호 발생기(224)를 작동시킨다.

이때 신호 발생기(224)에서는 신호(E_S)가 출력되고 이 신호에 따라 그때의 무부하 모먼트(M0) 및 프런트 기구의 위치가 기억된다. 그리고 본 실시예에 있어서는 프런트 기구의 설정위치는 그때의 부움각도(α₁), 아암각도(β₁)에 따라 규정된다.

연산부(222)는 도면에 나타낸 바와 같이 구성된다. 즉, 각도(α₁, β₁, γ₁)에 대응하는 신호(Eα₁, Eβ₁, Eγ₁)를 입력하여 수평거리(L_J)를 연산하여 그것을 나타내는 신호(E_LJ)를 출력하는 하중점 거리 연산부(52), 신호(Eα₁) 및 압력(P_b, P_r)에 대응하는 신호(E_Pb, E_Pr)를 입력하는 모먼트(M₁)를 연산하여 그것을 나타내는 신호(E_M1)를 출력하는 프런트 모먼트 연산부(50)를 가진다. 또 신호(Eα₁, Eβ₁)를 입력함과 동시에 신호발생기(224)로부터의 신호(E_S)가 입력될때 그 시점에서 입력한 신호(Eβ₁Eβ₁)를 기억하고, 또, 기억한 신호와 프런트 기구의 이동에 따라 변화하면서 입력되는 신호(Eα₁, Eβ₁)를 비교하여 신호(Eα₁, Eβ₁)가 상기 기억한 신호와 거의 균등해졌을때 연산 지령신호(EC)를 발생하는 설정위치 판정부(232)와, 프런트 모먼트 연산부(50)로부터의 프런트 모먼트신호(E_M1)를 입력함과 동시에 신호발생기(224)로부터의 신호(E_S)가 입력되고, 그 시점에서 입력된 신호(E_M1)를 기억하는 기억기(234)등을 가진다. 상기와 같이 이때의 프런트 모먼트는 무부하 모먼트(M₀)이므로 기억기(234)에 기억되는 신호는 이에 대응하는 무부하 모먼트 신호(E_M0)이며, 이후 기억기(234)에서는 이 신호(E_Mo)가 출력된다. 또 프런트 모먼트 연산부(50)의 신호(E_M1)에서 기억기(234)의 신호(E_M0)를 가산하여 신호(E_M1-M0)를 출력하는 감산기(236)와, 감산기(236)의 신호(E_M1-M0)를 하중점 거리 연산부(52)의 신호(E_LJ)에서 제산하여 적하중량(W_J)에 대응하는 신호(E_WJ)를 출력하는 제산기(238)를 가진다. 신호(E_WJ)는 적산기억기(240, 242) 및 표시변환 스위치(244)에 보내진다.

적산기억기(240)는 예를 들어, 1대의 덤프트럭으로 적하하는 적산중량을 기억하는 기억기로써 사용되고, 적산기억기(242)는 예를 들어, 소정기간(1일, 1중, 1개윌등)의 적하의 적산중량을 기억하는 기억기로써 사용된다. 적산기억기(240, 242)에 기억된 값은 각각 기억소거 스위치(246, 248)에 의해 소거된다. 스위치(244)는 제산기(238), 적산기억기(240, 242)에 접속된 단자를 가지며 그 변환에 의해 표시부(226)에 필요한 표시를 한다. 프런트모먼트 연산부(50) 및 하중점거리 연산부(52)의 구조 및 동작은 제5도에 나타낸 실시예에서 제7도 및 제8도를 참조하여 설명한 바와같다.

다음에 설정위치 판정부(232)의 구성 및 동작을 제16도를 참조하여 설명한다. 부움각신호(Eα₁)는 항시 기억기(25)에 입력되며, 설정위치 신호 발생기(224)로부터 신호(E_S)가 출력된때 이에 대응하여 그 시점에서의 부움각신호(Eα₁)를 기억 유지한다. 이 부움각신호는 부움에 관해서의 설정위치를 규정하는 것으로 이 신호를 신호(Eα_S)로 한다. 252는 기억기이고 적합하게 정해진 값(△α)이 기억되고 이 값에 대응하는 신호(E△α)가 출력된다. 본 실시예에서는 프런트 기구가 그 작업중에 소정의 설정위치를 경유한 경우에만 적하중량의 연산을 행하도록 구성되어 있으나 적하작업중의 프런트 기구가 1회의 저하마다 정확하게 설정위치를 경유한다고 한정할 수 없으며 이 경우 적하중량의 연산이 행해지지 않는 등의 불량 상태가 생긴다. 상기 정수(△α)는 이 불량상태를 해소하는 것으로서 설정위치로써 규정된 부움각(αS)을 중심으로 하여 부움각이 ±△α의 범위내에 있을때는 부움각이 규정된 부움각(αS)으로 되어 있다고 간주하는 것이다. 따라서 신호(EαS)는 가산기(254)에서 신호(E△α)가 가산되어 부움각(α_S+△α)에 대응하는 신호(EαS+△α)를 발생한다.

한편, 감산기(256)에서는 부움각(αS+△α)에 대응하는 신호(Eαs-△α)를 발생한다. 신호(Eα_S+△α)는 비교기(258)에서 부움각신호(Eα₁)와 비교되어 Eα₁

Eα_S+△α일때 비교기(258)로부터 고레벨의 신호(E₁)가 출력된다. 또 신호(Eαs-△α)는 비교기(260)에서 신호(Eα₁)와 비교되고 Eα₁≥Eαs-△α일때 비교기(260)로부터 고레벨의 신호(E₂)가 출력된다. 아암각에 관해서도 부움각과 같은 방법에 의해 처리된다. 즉, 아암각신호(Eβ₁)는 기억기(262)에 입력되어 신호(E_S)가 입력될때의 신호(Eβ_S)가 유지된다. 기억기(264)에는 기억기(252)에서의 정수(△α)와 같은 취지의 정수(△β)가 기억되고 가산기(266)로부터는 신호(Eβ_S)와 신호(E△β)와의 합의 신호(Eβ_S+△β)가 출력되고, 감산기(268)로부터는 신호(EβS)와 신호(E△β)의 차의 신호(Eβ_S-△β)가 출력된다. 신호(Eβ_S+△β)는 비교기(270)에서 신호(Eβ₁)와 비교되고 Eβ₁

Eβ₁+△β일때 비교기(270)에서 고레벨의 신호(E₃)가 출력된다. 또 신호(Eβs-△β)는 비교기(272)에서 신호(Eβ₁)와 비교되고, Eβ₁

Eβ₁-△β일때 비교기(272)로부터 고레벨의 신호(E₄)가 출력된다. 신호(E₁, E₂, E₃, E₄)는 AND게이트(274)에 입력되어 모든 신호가 존재할때만 AND게이트(274)에서 신호(E_C)가 출력된다. 결국, 설정위치판정부(232)는,

이 상기 (16)식을 만족했을때만 프런트 기구가 설정위치에 있다고 판단하여 적하중량의 연산을 지령하는 신호(E_C)를 출력한다.

상기와 같이 적하 작업 개시전 조작자는 무부하 상태에서 이후 반복되는 적하 작업에 있어서와 같이 프런트 기구를 작동하여 프런트 기구의 어느 위치에서 신호발생기(224)를 조작하게 된다.

이때 신호(E_S)가 발생하여 기억기(234)에 무부하 모먼트(M₀)에 대응하는 신호(E_M0)를 기억시킴과 동시에 설정위치 판정부(232)에 신호(Eα_S, Eβ_S)를 설정한다. 이어서 적하상태로 작업이 행해지면 프런트 기구가 설정위치에 도달할때마다 설정위치 판정부(232)에서 제산기(238)에서는, (15)식에 대응하는 연산, E_M1-M0/E_LJ가 행해져 적하중량(W_J)에 대응하는 신호(E_WJ)가 얻어진다. 조작자는 표시변환 스위치(244)를 변환시켜서 1회 마다의 적하중량, 1대의덤프트럭 마다의 적하중량, 또는 소정기간내의 적하중량을 신호 (E_WJ, E_WT1, E_WT2)에 따라 표시부(226)에 표시한다. 그리고 신호(E_C)의 출력 마다 그 신호를 표시부(226)의 버저(230)에 보내 버너(230)를 울려 이에 따라 표시 또는 표시의 변경을 알려 조작자의 편의를 꾀화도록 한다. 1대의 덤프트럭에 적하가 종료되었을때 또는 소정시간의 적산이 종료되었을때는 기억소거 스위치(246, 248)를 조작하여 신호(E_Q1, E_Q2)를 발생시켜 적산기억기(240, 242)의 기억을 소거하여 다음 동작에 대비한다.

이와 같은 본 실시예에서는 버킷의 적하 중량을 연산함에 있어 사용하는 무부하 모먼트로서 작업개시전 버킷에 적하가 없을때의 실제의 프런트 기구 중량에 의한 모먼트를 연산하도록 했으므로 적하 중량을 보다 정확하게 구할 수 있다. 다음에 별도의 방법으로 작업 개시전 버킷에 적하가 없을때의 실제의 프런트 기구의 중량에 의한 무부하 모먼트를 연산하도록한 제4실시예를 설명한다.

제5도의 실시예에 관련하여 제3도를 참조하여 설명했던 것처럼 프런트 기구의 구조 중량에 의한 무부하모먼트(M₂)는,

로 표시된다.

여기서, 이 무부하 모먼트(M₂)와 상기(3)식에서 구한 실제의 무부하 모먼트(M₀)와는 버킷의 토사의 고착 제작오차 등에 의해 실제적으로는 다른 값이 된다. 여기서 본 실시예에서는 상기 연산에 의한 무부하 모먼트(M₂)와 실제의 무부하 모먼트(M₀)의 차에 따라 연산에 의한 무부하 모먼트(M₂)를 보정하는 것이다. 그리고 이 보정방법으로서 프런트 모먼트에 대한 영향이 큰 버킷의 중량(W₁)의 보정을 행하는 경우를 설명한다. 지금, 양 무부하 모먼트(M₀, M₂)의 차가 모두 버킷 중량의 차에 의한 것이라 생각하면, 버킷 중량의 차(W₁)는 다음 식에 의해 구해진다.

단, L₁는 제3도에 나타낸 바와 같이 지점(A)과 버킷의 중심위치(I)와의 사이의 수평거리이며 다음과 같이 산출된다.

이 값(△W₁)에 의해 버킷 중량(W₁)을 보정함으로써 버킷의 보정된 중량은 W₁+△W₁로써 구해진다. 따라서 이 보정된 버킷중량(W₁+△W₁)을 (4)식의 W₁에 대입함으로써 수정된 무부하 모먼트(M₂₀)는,

에 의해 구해진다.

이하 이와 같은 연산원리에 의거하여 본 발명의 제4실시예에 대해 설명한다.

제17도에 있어서 이 실시예에 관한 유압셔블(2)의 적하중량 표시장치가 전체적으로 부호 280으로 표시되었으며 제15도에 나타낸 실시예와 동일 부분은 동일 부호를 붙인다.

표시장치(280)의 적하중량 연산부는 부호 282로 표시하였고 이것은 제15도의 실시예와 같이 하중점 거리 연산부(52) 및 프런트 모먼트 연산부(50)를 구비한다.

적하중량연산부(282)는 또 신호(Eα₁, Eβ₁, Eγ₁) 및 후술하는 보정신호(E△_W1)를 입력하여 수평거리(L₁), 무부하모먼트(M₂) 및 수정무부하 모먼트(M₂₀)를 연산하여 그것을 나타내는 신호(E△_W1, E_M2, E_M20)를 출력하는 무부하 모먼트 연산부(284) 및 신호(Eα₁, Eβ₁)를 입력함과 동시에 신호 발생기(224)로 부터의 신호(E_S)가 입력된 때 그 시점에 입력한 신호(Eα₁, Eβ₁)에 의해 연산되는 위치신호(E_H0)를 기억하고 또, 기억한 신호와 프런트 기구의 이동에 의해 변화하면서 입력되는 신호(Eα₁, Eβ₁)로부터 연산되는 위치신호(E_H)를 비교하고 신호(E_H)가 신호(E_H0)와 균등하게 되었을때 연산지령신호(E_C)를 발생하는 설정위치 판정부(286)를 가진다. 연산부(284)로부터의 신호(E_M2)는 버킷에 적하가 없을때의 연산부(50)의 출력인 신호(E_M0)와 감산기(288)에서 감산되고 이 신호(E_M0-M2)와 연산부(284)로부터의 신호(E_L1)가 제산기(290)에 보내지고, 제산기(290)는 신호(E_S)가 입력된때 E_M0-M2를 E_L1로 제산하여 보정신호(E△_W1)를 출력한다.

연산부(284)로부터의 신호(E_M20)와 연산부(50)로부터의 신호(E_M1)는 감산기(292)에서 감산되고, 신호(E_M1-M20)가 제산기(238)에 입력되어 적하 중량을 나타내는 신호(E_WJ)가 얻어진다.

무부하 모먼트 연산부(284)의 구성 및 동작을 제18도를 참조하여 설명한다. 각도검출기(32)로부터의 부움각신호(Eα₁)와 기억기(294)에 기억된 각도(α₄)의 신호(Eα₄)는 가산기(296)에서 가산되어 신호(Eα₁+α₄)를 발생한다. 이 신호는 삼각함수 발생기(298)에 입력되어 각도(α₁+α₄)의 cos에 대응하는 신호(Ecos(α₁+α₄))가 인출되고 계수기(300)에 의해 중량(W_G)과 거리(

₉)를 곱한 값에 따른 신호가 곱해져서 신호(E_WG

₉·cos(α₁+α₄))를 발생한다. 한편, 신호(Eα₁)는 삼각함수 발생기(302)에 입력되어 각도(α₁)의 cos에 대응하는 신호(Ecosα₁)가 인출되고 계수기(304)에 의해 거리(

₆)에 대응하는 신호가 곱해져서 신호(E

₆cosα₁)로 된다. 또 아암각 신호(E₁)와 부움각신호(Eα₁)는 가산기(306)에서 가산되어 신호(Eα₁+β₁)로되고 이 신호는 다시 기억기(308)에 기억된 각도(β₂)에 대응하는 신호(Eβ₂)와 가산기(310)에서 가산되어 신호(Eα₁+β₁+β₂)로 된다.

이 신호는 삼각함수 발생기(312)에 입력되어 각도(α₁+β₁+β₂)의 sin에 대응하는 신호(Esin(α₁+β₁+β₂))가 인출되고 계수기(314)에서 거리(

₁₀)에 대응하는 신호가 곱해져서 신호(El₁₀sin(α₁+β₁+β₆))로 된다.

이 신호는 가산기(316)에서 상기 신호(E

₆cosα₁)가 가산되고 그리고 계수기(318)에 의해 중량(W_H)에 따른 신호가 곱해져서 신호(E_WH)

₆cosα₁+β₁₀sin(α₁+β₁+β₂) )로 된다. 이 신호는 가산기(320)에서 상기 신호(E_WG·

₉cos(α₁+α₄)가 가산되어 신호(E_WG·l₉cos(α₁+α₄)+WH

₆·cosα₁+

₁₅sin(

₁ ₂ ₁ ₁ ₁ ₁ ₁ ₁

₇)에 따른 신호가 곱해져서 신호(E

₇sin(α₁+β₁))로 된다. 이 신호는 가산기(326)에 의해 상기 계수기(304)의 출력신호가 가산되며 신호(E

₆cosα₁+

₇sin(α₁+β₁))를 발생한다.

가산기(306)의 출력신호는 또 가산기(328)에 의해 버킷 각 신호(Er₁)가 가산되어 신호(Eα₁+β₁+γ₁)를 발생하고 그리고 기억기(330)에 기억된 각(γ₂)에 대응하는 신호(eγ₂)와 가산기(332)에서 가산되어 신호(Eα₁+β₁+γ₁+γ₂)로 된다. 이 신호는 삼각함수 발생기(334)에 입력되어 각 (α₁+β₁+γ₁+γ₂)의 sin에 대응하는 신호(Esin(α₁+β₁+γ₁+γ₂))가 인출되고 계수기(336)에서 거리(

₁₁)에 대응하는 신호가 곱해져서 신호(E

₁₁sin(α₁+β₁+γ₁+γ₂)로 된다. 이 신호는 감산기(338)에 의해 상기 가산기(326)의 출력신호와 감산되고 또 계수기(340)에서 중량(W₁)에 대응하는 신호가 곱해져서 신호(E_W1

₆cosα₁+

₇sin(α₁+β₁)-

₁₁sin(α₁+β₁+γ₁+γ₂))로 된다. 이 신호는 가산기(342)에 의해 상기 가산기(320)의 출력신호와 가산되어(4)식에 나타낸 무부하 모먼트(M₂)에 대응하는 신호(E_M2)가 얻어진다.

또 이와 같이 얻어진 신호(E_M2)의 보정은 다음과 같이 행해진다. 즉, 제17도에 나타낸 바와 같이 이 신호(E_M2)는 프런트 모먼트 연산부(50)로부터의 신호(E_M2)와 함께 감산기(288)에 입력되어 그 차의 신호(E_M0-M2)가 출력된다. 이 신호(E_M0-M2)는 거리(L₁) 대응하는 신호(E_L1)와 함께 제산기(290)에 입력된다. 여기서 신호(E_L1)는 제18도에 나타낸 감산기(338)의 출력 밖에는 행하지 않는다. 제산기(290)는 신호 발생기(224)로부터의 신호(E_S)의 입력이 있었던 때에만 연산을 행하는 것이며, 따라서, 그때의 신호(E_M1)는 버킷에 적하가 없을때의 무부하 모먼트(M₀)에 대응하는 신호(E_M0)와 균등하다. 따라서 제산기(290)에서 행해지는 연산은(17)식에 나타낸 연산으로 되며 그 출력은 값(△W₁)에 대응하는 신호(E△W₁)로 된다.

따라서 제18도를 다시 설명하면, 이.신호(E△W₁)는 무부하모먼트 연산부(284)에 입력하고 기억기(346)에 기억된다.

한편, 기억기(348)에는 버킷중량(W₁)이 기억되며 양 기억기(346, 348)에서 출력되는 신호(E△_W1, E_W1)는 가산기(350)에서 가산되어 신호(E_W1+△_W1)로 된다. 이 신호는 승산기(352)에서 신호(E_L1)와 곱해지고, (18)식에 있어서의 제3항(W₁+△W₁)·

(cosα₁+

₇sin(α₁+β₁)-

₁₁sin(α₁+β₁+γ₁+γ₂) 에 대응하는 신호로 된다.

그리고 가산기(354)에서 가산기(320)의 출력신호와 가산됨으로써, (18)식의 무부하 모먼트(M₂₀)가 출력된다.

다음에 제19도를 참조하여 설정위치 판정부(286)의 구성 및 동작을 설명한다. 부움각신호(Eα₁)는 삼각함수 발생기(356)에 입력되고 또 계수기(358)를 거쳐 신호(E

₆sinα₁)가 얻어진다. 한편, 아암각신호(Eβ₁)는 가산기(360)에서 신호(Eα₁)와 가산되어 Eα₁+α₂로 되고 상기와 같이 삼각함수 발생기(362) 및 계수기(364)를 거쳐 신호(E

₇cos(α₁+β₁))가 얻어진다. 가산기(366)에서 이들의 차신호가 취해져 제3도 C점의 수직방향위치(H)를 나타내는 신호(E_H=E

₆sinα₁-

₇cos(α₁+β₁))가 구해진다. 이 신호(E_H)는 신호발생기(224)로부터의 신호(E_S)가 입력될때 기억기(368)에서 신호(E_H0)로 기억되고 이 양 신호(E_H, E_H0)는 비교기(370)에서 비교되나 예를 들면 E_H＞E_H0로 된때 적하중량의 연산 또는 적산을 지시하는 신호(E_C)를 발생한다. 그리고 상기 수직방향의 위치에 의해 판정하는 예이지만 수평방향의 위치에 의해 판정 하거나 또는 그 쌍방의 판정결과의 OR 혹은 AND에 의해 판정하여여 된다.

그리고 무부하 모먼트(M₂)의 보정 수단으로서는 상기 실시예에 있어서의 버킷 중량(W₁)의 보정 대신 적합한 정수를 승산 또는 가산하는 수단을 채용할 수도 있다.

이와 같이 본 실시예에 의하면 프런트 기구의 구조 중량에 의한 무부하 모먼트를 보정하여 실제의 프런트기구의 무부하 모먼트에 가까운 값을 사용토록 했으므로 제3실시예와 같은 적하중량을 보다 정확하게 구할수 있다. 또 수정무부하 모먼트는 프런트 기구의 자세가 어디에 있더라도 연산만에 의해 구해지는 것이므로 설정위치 판정부에 있어서 프런트 기구의 수직방향과 수평방향의 어느 일방의 위치만이 설정위치에 도달한때 지시 신호를 발생시켜 적하중량을 연산시키도록 할 수 있고, 따라서 적하의 이송 경로가 다소 변하여도 중량의 연산을 확실하게 행할 수 있다.

제20도 내지 제22도를 참조하여 본 발명의 제5실시예를 설명한다. 상기 제1 내지 제4실시예는 모두 버킷내의 적하의 중심위치가 제4도에 나타낸 점(J)에 있다고 가정한 경우의 것이었다. 그러나, 유압셔블의 버킷(14)내에 실어지는 적하의 중심은 적하의 종류, 적하의 량, 적하방법 등에 따라 변화하여 일정치 않다. 따라서 참 중심위치가 가정의 중심위치에 일치해 있지 않은 경우에는 연산으로 얻어진 적하중량도 정확한 값이 되지 않는다. 본 실시예는 이와 같은 불량상태를 해소하려고 하는 것이다.

제20도는 이 실시예에 관한 적하중량 표시장치에 사용되는 검출장치를 갖춘 유압셔블의 프런트 기구의 측면도이다. 도면에서 제1도 및 제5도에 나타낸 부분과 동일 부분에는 동일 부호를 붙인다. 400은 아암실린더(18)의 헤드측의 압력을 측정하는 압력검출기, 402는 아암실린더(18)의 로드측의 압력을 측정하는 압력검출기이다. 또 K는 부움(10)에 회동 가능하게 지지된 아암실린더의 회동지점, M은 아암실린더(18)의 로드와 아암(12)이 회동 가능하게 결합되는 결합점을 나타내고, X는 적하의 실제의 중심위치를 나타내며, 지점(A)과 적하의 중심위치(X)의 수평방향의 길이를 L_X, 지점(A)과 지점(B)의 수평방향의 길이를 L_B, 지점(B)과 적하의 중심위치(X)의 수평방향의 길이를 L'_X, 선분(EF)으로부터 지점(A)에 대해 그은 수직선의 길이를 m_C1, 선분(KM)의 연장선에서 지점(B)에 대해 그은 수직선의 길이를 m_C2로 한다.

제21도는 제20도에 나타낸 유압셔블의 프런트 기구를 스켈리턴으로 나타내어 각부의 칫수를 나타낸 것이다. m₁₀은 지점(A)과 지점(F)간의 길이, m₁₁은 지점(A)과 결합점(E)간의 길이, m₁₂는 지점(F)과 결합점(E)간의 길이, C₄는 선분(AE)과 선분(AF)이 이루는 각, C₅는 선분(AF)과 선분(FE)의 이루는 각이다. 또 m₁₃은 지점(K)과 결합점(M)간의 길이, m₁₄는 지점(K)과 지점(B)간의 길이, m₁₅는 결합점(M)과 선분(B)간의 길이C₆은 선분(BM)과 선분(BK)이 이루는 각, C₇은 선분(KM)과 선분(KB)이 이루는 각이다. 또 G는 부움중심위치, m₅₀은 지점(A)과 중심위치(G)간의 길이, a₁은 선분(AE)과 선분(AG)의 이루는 각, W_G의 이루는 각, W_G는 부움의 중량, R은 아암 및 버킷의 합성중심위치, m₅₁은 지점(B)과 중심위치(R)간의 길이, m₅₂는 지점(A)과 지점(B)간의 길이, a₂는 선분(BM)과 선분(BR)의 이루는 각, b₁은 수평선(일점쇄선으로 나타내져 있음)과 선분(AF)의 이루는 각, b₂는 선분(AB)과 선분(AE)의 이루는 각, b₃은 선분(AB)과 선분(BK)의 이루는 각, W1_R은 아암 및 버킷의 총중량이다.

여기서, 먼저 지점(A) 주위의 모먼트를 고려해 본다. 버킷(14)의 적하중량(W)에 의한 모먼트는 W·L_W이고 이것은 제1실시예의 설명과 같이 적하가 있을때의 프런트 기구의 모먼트(M₁)에서 프런트 기구의 무부하 모먼트(M₂)를 감산한 값과 같다. 따라서,

(19)식에서 L_X는 적하의 중심위치(X)가 일정치 않기 때문에 미지의 값이다. 여기서 미지수 L_X를 소거하기 위해서는 또 하나의 L_X를 포함하는 식을 얻을 필요가 있다. 그 때문에 다지 지점(B)를 주위의 모먼트를 생각해 본다. 이 경우 버킷(14)의 적하중량(W)에 의한 모먼트는 W·L'_X이고 이것은 상술한 바와 같이 적하가 있을때의 프런트기구의 모먼트(M_1B)에서 프런트 기구의 무부하 모먼트(M_2B)를 감산한 값과 같다.

따라서,

여기서 L'_X=L_X-L_B이므로 (20)식은,

(19)식과 (21)식에서 미지부(L_X)를 소거하면,

가 얻어진다.

한편, A점 주위의 프런트기구의 모먼트(M1)는 부움 실린더(16)의 가압력(K₁)에 의한 모먼트와 균형이되므로,

M₁=K₁·m_C1

여기서, 부움실린더(16)의 하부측의 수압면적을 S_b, 압축을 P_b, 로드측의 수압면적을 S_r, 압력을 P_r로 하고, 그것이 2개 있다고 하면 K₁=2(P_b·S_b-P_r·S_r)이기 때문에 K₁은 부움실린더(16)의 하부측 압력 (P_b)과 로드측 압력(P_r)을 검출하는 압력 검출기(38, 40)에 의해 구할 수 있다.

또 길이(m_C1)는 다음 식으로 나타내 진다.

m_C1=m₁₀sinC₅

길이(m₁₀)은 기지, 각(C₅)는 미지이나 이 각(C₅)에 관해서는,

m₁₁sinC₄=m₁₂sinC₅

m₁₂=(m₁₀ ²+m₁₁ ²-2·m₁₀·m₁₁cosC₄)^½

의 관계로부터,

에 의해 구할 수 있다(길이 m₁₀, m₁₁은 기지, 각(C₄)은 각도 검출기 32에 의해 측정됨).

또 A점 주위의 무부하 모먼트(M₂)는,

M₂=W'm'=W_G·m=₀cos(C₄+a₁+b₁)-W_Rm₅₂·cos(C₄-b₁-b₂)+m₅₁cos(b₁+b₂+b₃-C₄+C₆+a₂-π)

이다. 여기서 C₄, C₆, a₁, m₅₁이외의 값은 가지이며 C₄, C₆은 각도 검출기(32, 34)에 의해 검출할 수 있다. 또 아암과 버킷의 합성중심위치(R)은 버킷(14)의 전형적인 작업위치에 의해 미리 결정해둠으로써 m₅₁은 기지로 하고, a₂는 각도 검출기(34)에 의해 검출할 수 있다. 그리고 버킷 각도의 검출장치를 별도로 설치한 경우에는 그 검출값과 아암 및 버킷의 각각의 중심위치로부터 아암과 버킷의 합성중심 위치를 구할 수 있다. 따라서 길이(m₅₁)를 구할 수 있는 한편 아암각(C₆)의 검출값을 병행 사용해도 a₂를 구할 수 있다. B점 주위의 프런트 기구의 모먼트(M_1B)는 아암 실린더(18)의 가압력(K'₁)에 의한 모먼트와의 균형에 의해,

M_1B=K'₁·m_C2

이다. 여기서, 아암실린더(18)의 헤드측의 수압면적을 S_h, 압력을 P_h, 로드측의 수압면적을 S'_r, 압력을 P'_r로 하고, 그것이 2개 있다고 하면,

K'₁=2(P'_r·S'_r-P_h·S_h)

이다.

압력(P'_r, P_h)은 각각 압력검출기(400, 402)에 의해 검출할 수 있고, 면적(S'_r, S_h) 기지이다. 그리고 길이(m_C2)는 다음 식으로 나타낸 진다.

m_C2=m₁₄sinC₇

길이(m₁₄)는 기지이며, 각(C₇)는 미지이나 이 각(C₇)에 관해서는

m₁₅sinC₆=m₁₃sinC₇

m₁₃= (m₁₄ ²+m₁₅ ²-2·m₁₄·m₁₅cosC₆)

의 관계로부터,

로 구할 수 있다. 여기서 길이(m₁₄, m₁₅)는 기지이고, 각(C₆)는 각도검출기(34)에 의해 측정되므로 길이(m₁₃)가 산출되어 각도(C₇)를 구할 수 있는 것이다.

또 A점 주위의 무부하 모먼트(M_2B)는,

M_2B=W_R·m₅₁cos(b₁+b₂+b₃-C₄+C₆+a₂-π)

이다. 여기서 C₄, C₆, a₂, m₅₁이외의 값은 기지이고, C₄, C₆은 각도 검출기(32, 34)에 의해 검출할 수 있다. 또 a₂, m₅₁도 전술한 바와 같이 기지로 할 수 있다.

따라서, (22)식에 상기의 M₁, M₂, M_1B, M_2B의 값을 대입하면, (22)식은,

으로 나타내지며, 이 식의 각 값은 상기와 같이 기지로 되나, 검출기(32, 34, 38, 40, 400, 402)에 의해 구할 수 있으므로 적하중량(W)이 구해진다.

그리고 (19)식과 (21)식에서 W를 소거함으로써 수평거리(L_x)를 구할 수 있고,

이 된다.

제22도는 이 실시예에 관한 유압셔블의 적하중량 표시장치의 블럭도이다. 도면에서, 32, 34는 제20도에 나타낸 각도 검출이기고, 38, 40, 400, 402은 제20도에 나타낸 압력 검출기이다. 404는 마이크로컴퓨터로 구성되는 연산부이고 각도검출기(32, 34), 압력검출기(38, 40, 400, 402)의 검출신호를 순차 변환시켜 입력한 멀티플렉셔(406)와 입력한 검출신호를 디지틀 값으로 변환하는 A/D 변환기(408)와 소요의 연산, 제어를 행하는 CPU(중앙처리장치)(410)와, CPU(410)의 처리 수순을 기억하는 ROM(리드 온리 메모리)(412)와, 상기 정해진 기지의 길이(m₈, m₁₀, m₁₁, m₁₄, m₁₅)와, 각 실린더의 단면적(S_b, S_r, S_h, S'_r)을 기억하는 ROM(414)와, 입력한 값이나 연산결과를 일시 기억하는 RAM(랜덤 액세스 메모리)(416) 및 연산결과를 출력하는 출력부(418)로 구성된다. 420은 연산부(404)에서 연산된 값을 표시하는 표시장치이다.

유압셔블의 버킷(14)에 적하가 수용되면 연산부(404)가 작동하여 각도 검출기(32, 34), 압력검출기(38, 40, 400, 402)의 검출 값을 순차 입력하여 이들의 검출값과 ROM(414)에 기억된 기지의 값에 의해 ROM(412)에 기억된 수순에 따라 CPU(410)에서 상기의 각식에 의한 소정의 연산이 행해져 적하하중(W)이 산출된다. 산출된 값을 출력부(418)에서 표시장치(420)에 출력되어 그 값이 표시된다. 그리고 기지의 값을 ROM(412)에 기억시켜 ROM(414)를 생략할 수 있다. 또 연산부(404)는 유압셔블에 있어서의 다른 각종의 연산, 제어를 행하는 것을 공용할 수 있다.

이와 같이 본 실시예에서는 부움의 요동지점 주위에 있어서의 모먼트에 더하여 아암의 요동지점 주위의 모먼트도 구하도록 했으므로 이 적하의 중심위치에 관계없이 정확한 하중을 얻을 수 있다.

Claims

지지체인 상부선회체(6)와, 이 상부선회체(6)에 의해 제1의 지점(A)의 주위를 자유로히 회동되게 지지되는 프런트기구(8)와, 이 프런트기구(8)가 상기 제1의 지점(A)주위를 자유로히 회동되게 상부선회체(6)에 의해 지지되는 제1의 링크기구인 부움(10)을 제2의 지점(B)의 주위를 자유로히 회동되도록 제1의 링크기구인 부움(10)에 의해 지지되는 제2의 링크기구인 아암(12)과, 제2의 링크기구(12)에 의하여 지지되는 버킷(14)과, 제1의 링크기구 및 제2의 링크기구에 의해 각각 선회운동 가능하게 설치되는 부움실린더(16), 아암실린더(18)와 같은 유체 작동수단과, 프런트 기구의 적어도 제1링크기구인 부움(10)과 제2링크기구인 아암(12) 사이의 변위(α₁, β₁)를 검출하기 위한 제1 및 제2변위 검출 수단인 각도검출기(32, 34)와 프런트 기구의 부움실린더(16) 및 아암실린더(18)의 적어도 하나에 의하여 유발되는 가압력(K₁)과 연합하여 압력(P_b, P_r)를 구하기 위한 압력검출기(38, 40)과 버킷(14)이 값(α₁, P_b, P_r)에 의거하여 적하상태로 이동될때의 프런트 기구의 제1의 지점(A)에 대한 회전모먼트(M₁)의 연산을 실시하는 프런트 모먼트 연산부(50)와 상기 프런트 모먼트 연산부(50)에 의하여 구해진 모먼트와 연합된 값을 표시하는 표시부(226)를 가진 적하이송장치의 적하중량 표시장치에 있어서, 적하중량 표시시스템이 제1 및 제2의 변위검출수단인 각도검출기(32, 34)와, 압력검출기(38, 40)과 표시부(226)와 적하중량연산부(222)를 버킷(14)에 의해 이송되는 적하 중량을 연산하기 위하여 가지며, 위치설정수단인 설정위치 신호 발생기(224), 설정위치판정부(232)를 상기 프런트 기구(8)의 임의의 설정위치를 설정하기 위하여 위치설정 수단인 설정위치 신호 발생기(224)와 위치판정부(232)를 가지며, 상기 중량표시 시스템의 적하중량 연산부(222)가, (가) 프런트 모먼트 연산부(50)인 제1연산수단과, (나) 버킷(14)이 무부할일때, 제1의 지점(A)에 관하여 프런트 기구(8)의 회전모먼트(M₀)를 연산하는 것이며, 버킷(14)이 무부하 상태에서 설정위치 신호발생부(224)와 설정위치 판정부(232)로 되는 위치설정수단에 의거하여 설정된 위치를 프런트 기구가 이동통과할때에 적어도 각도검출기(32, 34)와, 압력검출기(38, 40)에 의거하여 얻어지는 값(α₁, P_b, P_r)에 의하여 연산을 행하는 기억기(234)와 모먼트 연산부(50)로 되는 제2연산 수단과, (다) 버킷(14)이 적하상태하에서 프런트기구(8)가 설정위치를 이동통과할때 상기 모먼트 연산부(50)가 동작하여 연산이 수행되고, (라) 버킷(14)이 적하상태에서 프런트기구(8)가 설정위치를 이동 통과할때 버킷(14)의 하중중심(J)과 제1의 지점(A)과의 사이의 수평거리(L)를 적어도 각도검출기(32, 34)에 의하여 얻어지는 값(α₁, β₁)에 기초하여 연산하는 거리연산부(52)인 제3연산수단과, (마) 상기 제1, 제2, 제3연산수단(50, 52, 234로 됨)에 의거하여 수행된 연산결과에 기초하여(M₁-M₀)/L_J를 연산하도록 작동하는 감산기(236), 제산기(238) 이루어지고 표시부(226)가 적하중량 연산부(222)에 의하여 얻어진 적하중량과 연합되는 한 값을 지시하도록 설치되는 제4연산수단을 가진 것이 특징인 적하이송장치의 적하중량 표시장치.
제1항에 있어서, 상기 위치설정수단은 설정위치를 결정하도록 명령을 주는 신호 발생기(224)와, 상기 신호발생기(224)가 명령을 줄경우 설정위치를 표시하는 값으로 제1 및 제2변위 검지수단인 변위 각도검출기(32, 34)에 의하여 얻어진 값(α₁및 β₁)을 저장하도록 동작하는 설정위치 판정부(232)로 이루어지고, 상기 설정위치 판정부(232)는 또한 프런트기구(8)가 그후 이동함에 따라 상기 변위 검지수단에 의하여 검출된 값이 저장된 값과 거의 같아질때마다 연산을 행하는 명령을 주도록 동작하는 것을 특징으로 하는 적하이송장치의 적하중량 표시장치.
제2항에 있어서, 프런트 모먼트 연산부(50)가 프런트 기구(8)상에 작용하는 부움실린더(16)의 가압력(K₁)에 의해 발생된 제1의 지점(A)에 관한 회전운동을 회전 모먼트(M₁)로 연산하도록 동작하는 것을 특징으로 하는 적하이송장치의 적하중량 표시장치.
지지체인 상부회전체(6)와 제1의 지점(A)에 대하여 선회운동을 하도록 지지체에 의하여 지지된 제1의 링크기구인 부움(10)과 제2의 지점(B)에 대하여 선회운동을 하도록 제1의 링크기구에 의하여 지지된 제2의 링크기구인 아암(12)과 제2의 링크기구에 의하여 지지된 버킷(14)과, 제1의 링크기구와 제2의 링크기구를 각각 선회운동시키도록 장착된 부움실린더(16)와 아암실린더(18)를 가지며 제1의 지점(A)에 대하여 회전 운동을 하도록 지지체에 의하여 지지된 프런트기구(8)와, 상기 프런트기구(8)의 최소한 제1의 링크기구인 부움(10)과, 제2의 링크기구인 아암(12)의 각각의 변위(α₁및 β₁)를 검출하기 위한 제1 및 제2변위 검출 수단인 각도검출기(32, 34)와, 상기 프런트기구(8)의 부움실린더(16) 및 아암실린더(18)의 최소한 하나에 의하여 작용한 가압력(K₁)과 관련된 값(P_b, P_r)을 얻기 위한 압력검출기(38, 40)와, 버킷(14)이 적하를 이송할 경우 각도검출기(32, 34)와 압력검출기(38, 40)의 각각에 의하여 얻어진 값(α₁, P_b및 P_r)에 근거하여 제1의 지점(A)에 대하여 프런트기구(8)의 회전모먼트(M₁)를 연산하는 제1의 연산부인 프런트모먼트 연산부(50)와, 상기 프런트 모멘트 연산부(50)에 의하여 얻어진 모먼트와 관련된 값을 표시하는 표시부(226)으로 이루어진 적하이송장치에 있어서, 적하량표시장치(280)가 제1, 제2의 변위수단인 각도검출기(32, 34)와, 상기 압력검출기(38, 40)와 상기 표시부(226)와, 버킷(14)에 의해 이송되는 적하량을 연산하는 적하중량 연산부(282)와 프런트기구(8)의 임의의 선택된 위치를 설정하는 설정위치 신호발생기(224)와 설정위치 판정부(286)으로 이루어지는 위치설정수단에 의해 제공되고, 상기 중량연산부(282)가, (가) 제1연산 수단인 프런트 모먼트 연산부(50)와, (나) 프런트 기구(8)가 이동되고 버킷이 적하되지 않은채 위치설정수단에 의하여 설정위치를 통과할 경우 최소한 제1, 제2의 범위수단인 각도검출기(32, 34)와 압력검출기(38, 40)에 의하여 얻어진 값(α₁, β₁, P_b및 P_r)에 근거하여 버킷(14)이 적하가 없을 경우 제1의 지점(A)에 대하여 프런트 기구(8)의 회전모먼트(M₂₀)를 연산하는 프런트 모먼트 연산부(50), 무부하 모먼트 연산부(284), 감산기(288), 제산기(290)으로 이루어지는 제2연산수단과, (다) 프런트 기구(8)가 이동되고 버킷(14)이 적하를 이송할때에 위치설정수단에 의하여 둘째 설정위치를 통과할 경우 연산을 하도록 동작하는 상기 프런트 모먼트 연산부(50)와, (라) 프런트 기구(8)가 이동되고 버킷(14)이 적하를 이송할때 둘째의 설정위치를 통과할 경우 최소한 제1 및 제2의 변위 수단인 각도검출기(32, 34)에 의하여 얻어진 값(α₁, β₁)에 근거하여 제1의 지점(A)과 버킷(14)의 적하중심위치(J)사이의 수평거리(L_J)를 연산하는 제3연산수단인 거리연산부(52)와, (마) 상기 제1, 제2 및 제3연산수단에 의하여 수행된 연산결과에 근거하여 (M₁-M₂₀)/L_J를 연산하는 제4연산수단인 감산기(292), 제산기(238)로 이루어지며, 상기 표시부(226)가 중량연산부(282)에 의하여 얻어진 적하량에 관련되는 값으로 표시하는 것을 특징으로 하는 적하 이송장치의 적하중량 표시장치.
제4항에 있어서, 상기 위치설정수단은 설정위치 신호발생기(224)가 명령을 내릴 경우 각도검출기(32, 34)에 의하여 얻어진 값(α₁및 β₁)의 최소한 하나로 연산하여 얻어진 값을 제2의 설정위치를 표시하는 값으로 저장하도록 동작하는 설정위치 판정부(286)과 제1 및 제2의 설정위치를 결정하도록 명령을 주는 설정위치 신호발생기(224)으로 이루어지며, 설정위치판정부(286)가 프런트기구(8)의 그후의 이동에 따라 제1 및 제2변위검출 수단인 각도검출기(32, 34)에 의하여 검출된 값의 최소한 하나에서 연산하여 얻어진 대응값이 저장된 값과 거의 같게될 때마다 연산을 수행하도록 명령하고 동작하며, 상기 제1연산수단이 값(α₁, P_b및 P_r)에 근거하여 회전모먼트(M₁)를 얻기위해 프런트 모먼트연산부(50)로 이루어지고, 상기 제2연산수단은 버킷(14)가 값(α₁, P_b및 P_r)에 근거하여 무부하로 이송할 경우 제1의 지점(A)에 대하여 프런트 기구(8)의 회전모먼트(M₀)를 연산하는 프런트모먼트 연산부(50)와 버킷이 제1 및 제2변위검출수단인 각도검출기(32, 34)에 의하여 얻어진 값(α₁및 β₁)에 기초하여 무부하로 제1의 지점(A)에 대하여 프런트기구(8)의 회전모먼트(M₂)를 연산하는 무부하 모먼트 연산부(284)와, 가산기(342)에 의해 값(α₁및 β₁)에 근거하는 제1의 지점(A)과 버킷(14)의 구조적 중심 사이의 수평거리(L₁)를 연산하는 구조적 중심거리 무부하 모먼트 연산부(284), 감산기(338)에 의하여 연산된 연산결과인 M₂가 프런트 모먼트 연산수단(50)에 의하여 수행된 연산결과인 M₀의 감산치 M₀-M₂를 연산하는 감산기(288)와, 상기 신호발생기(224)가 명령을 할경우 상기 감산기(288)에 의하여 수행된 연산 결과인 M₀-M₂와 구조적 중심거리의 연산결과인 L₁에 근거한 △W₁=(M₀-M₂)/L₁을 연산하는 제산기(290)로 이루어지며, 상기 무부하 모먼트 연산부가 W₁+△W₁에 대한 이미 저장된 버킷의 중량(W₁)을 변화시켜 상기 제산기(290)에 의하여 수행된 연산결과(△W₁)에 입력되도록 동작되어 정확한 무부하 회전 모먼트가 회전모먼트(M₂₀)로 연산되며, 상기 제3연산수단은 값(α₁및 β₂)에 근거하여 수평거리(L_J)를 연산하는 적하점 거리 연산부(52)로 이루어지고, 상기 제4수단은 적하없는 모먼트 연산수단(284, 342)에 의하여 수행된 연산결과(M₂₀)와 프런트 모먼트 연산수단(50)에 의하여 수행된 연산결과(M₁)에 근거하여 M₁-M₂₀을 연산하는감산기(292)와 설정 위치 판정부(286)가 명령을 줄 경우 적하점 거리 연산부에 의하여 수행된 연산결과(L_J)와 감산기(292)에 의하여 수행된 연산결과(M₁-M₂₀)에 근거하여 (M₁-M₂₀)/L_J를 연산하는 제산기(238)으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 적하이송장치의 적하중량 표시장치.
제5항에 있어서, 프런트 모먼트 연산부(50)가 프런트 기구(8)상에 작용한 부움실린더(16)의 가압력(K₁)에 의하여 발생된 제1의 지점(A)에 관한 회전모먼트를 상기 회전모먼트(M₀, M₁)에 의해 연산하도록 동작하는 것을 특징으로 하는 적하이송장치의 적하중량 표시장치.
제5항에 있어서, 상기 프런트 모먼트 연산부(50)가 무부하 모먼트를 연산할때 버킷(14)의 구조중량(W₁)과 제1 및 제2의 링크기구(10, 12)의 구조중량(W_G및 W_H)에 의하여 발생된 제1의 지점(A)에 관한 회전모먼트를 회전모먼트(M₂)에 의해 연산하고 적하부의 보정된 구조중량(W₁+△W₁)과 제1 및 제2링크기구(10, 12)에 의하여 발생된 제1의 지점(A)에 관한 회전모먼트를 상기 정확한 무부하 회전모먼트(M₂₀)로서 연산하도록 동작하는 것을 특징으로 하는 적하이송장치의 적하중량 표시장치.
제5항에 있어서, 상기 설정위치판정부(286)는 제2의 설정위치를 표시하는 값으로서 제1 및 제2변위검지수단인 각도검출기(32, 34)에 의하여 얻어진 값(α₁및 β₁)에 근거하여 프런트기구(8)의 수평위치 및 수직위치의 하나를 연산하고 프런트기구가 수평위치 및 수직위치의 하나를 통과할때마다 연산을 수행하는 명령을 주도록 동작하는 것을 특징으로 하는 적하이송장치의 적하중량 표시장치.
제4항에 있어서, 상기 적하량 표시 시스템은 적하부(14)의 변위(T₁)를 검출하는 제3변위검출부인 각도검출기(36)로 이루어지며, 상기 적하중량 연산부(222)가 변위검주부에 의하여 얻은 값(Y₁)에 근거하여 적하량을 연산하도록 동작하는 것을 특징으로 하는 적하이송장치의 적하중량 표시장치.
지지체와, 제1의 지점(A)에 관하여 선회운동을 위해 지지된 제1링크기구(10)과 제2의 지점(B)에 관하여 선회운동을 위해 제1링크기구(10)의 의해 지지된 제2링크기구(12) 및 제1링크기구와 제2링크기구의 각각을 선회운동시키기 위하여 장착된 부움실린더(16)와 아암실린더(18)와, 상기 프런트기구(8)의 적어도 제1링크기구(10)와 제2링크기구(12)의 각각의 변위(α₁및 β₁)를 검출하는 제1 및 제2변위 검출수단인 각도검출기(32, 34)와, 상기 프런트기구의 제1 및 제2수압작동기부인 부움실린더(16)와, 아암실린더(18)의 최소한 하나에 의해 작용한 가압력(K₁)에 관련된 값(P_b, P_r)을 얻기 위한 압력검출기(38, 40)와, 제1의 변위검출수단 및 압력검출기(38, 40)의 각각에 의하여 얻어진 갓(α₁, P_b및 P_r)에 근거하여 버킷(14)이 적하를 이송할 경우 제1의 지점(A)에 관한 프런트기구의 회전모먼트(M)를 연산하는 제1의 연산수단인 CPU(410)와, 상기 CPU부(410)에 의하여 얻은모먼트와 관련된 값을 표시하는 표시장치(420)로 이루어진 적하이송장치에 있어서,. 적하량 표시시스템은 제1 및 제2변위 검출 수단인 각도검출기(32, 34)와 압력검출부(38, 40)와, 표시장치(420) 및 버킷(14)에 의하여 이송된 적하량을 연산하는 중량연산부(404)로 제공되며, 상기 중량연산부(404)는, (가) 제1 및 제2변위 검출부와, 압력검출부에 의하여 얻어진 값(1₁.β₁, P_b및 P_r)에 근거하여 수행하도록 동작하는 제1의 연산수단과, (나) 버킷(14)가 무부하시에 제1의 지점(A)에 관하여 프런트기구(8)의 회전모먼트(M₂)를 연산하는 동작과, (다) 제1의 지점(A)과 버킷의 적하중심 위치(X)사이의 수평거리(L_X)를 연산하는 동작과, (라) (M₁-M₂)/L_X를 연산하는 동작으로 이루어지며, 상기 적하량 표시 시스템이 프런트 기구(8)의 부움실린더(16)와 아암실린더(18)중의 하나의 가압력(K'₁)과 관련된 값(P_h, P'_r)을 얻기 위한 제2의 압력검출기(400, 402)로 이루어지고, 상기 중량연산부(404)는 제1 및 제2변위검출부와 제2의 압력검출기(400, 402)에 의하여 얻어진 값(α₁, β₁, P₁및 P_r)에 근거하여 제1의 지점(A)에 관한 모먼트에 대하여 수행되는 상기 가, 나, 다에 추가 여행의 동작, (마) 버킷(14)의 적하 이송할때 제2의 지점(B)에 관하여 프런트기구(8)의 회전모멘트(M_2B)를 연산하는 동작과, (바) 버킷이 무부하인 경우 제2의 지점(B)에 관하여 프런트기구의 회전모멘트(M_1B)를 연산하는 동작, (사) 제2의 지점(B)과 버킷의 적하중심의 위치(X) 사이의 수평거리(L_X-L_B)를 연산하는 동작, (아) (M_1B-M_2B)/L_X-L_B를 연산하는 동작, (자) 식(M₁-M₂)/L와 (M_1B-M_2B)/L_X-L_B에 근거하여 제1의 지점(A)과 적하중심의 위치(X) 사이의 수평거리(L_X)를 소거하여 적하부의 적하량을 얻는 동작을 수행하도록 동작하고, 상기 표시장치(420)가 중량 연산부(404)에 의하여 얻어진 적하량과 관련된 값을 표시하도록 채택된 것을 특징으로 하는 적하이송장치의 적하중량 표시장치.
제9항에 있어서, 상기 가압력 센서부는 부움실린더(16) 및 아암실린더(18)의 적어도 하나에 가해진 압력(P_b, P_r)를 검출하는 압력검출기(38, 40)로 이루어진 것을 특징으로 하는 적하이송장치의 적하중량 표시장치.