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JPS6082595A - Arithmetic unit for load of working machine - Google Patents

Arithmetic unit for load of working machine

Info

Publication number
JPS6082595A
JPS6082595A JP18830783A JP18830783A JPS6082595A JP S6082595 A JPS6082595 A JP S6082595A JP 18830783 A JP18830783 A JP 18830783A JP 18830783 A JP18830783 A JP 18830783A JP S6082595 A JPS6082595 A JP S6082595A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
load
length
fulcrum
angle
boom
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP18830783A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPH0435579B2 (en
Inventor
一山 修一
青柳 幸雄
知彦 安田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Original Assignee
Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Construction Machinery Co Ltd filed Critical Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Priority to JP18830783A priority Critical patent/JPS6082595A/en
Publication of JPS6082595A publication Critical patent/JPS6082595A/en
Publication of JPH0435579B2 publication Critical patent/JPH0435579B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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  • Component Parts Of Construction Machinery (AREA)
  • Operation Control Of Excavators (AREA)

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。
(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 不発明は、複数のリンク機構を駆動して積荷の移送を行
なう、例えば油圧ショベル、ホイールローダ、トラクタ
ショベル等の積荷の荷重を演算する作業機械の荷重演算
装置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a load calculating device for a working machine that calculates the load of a load such as a hydraulic excavator, a wheel loader, a tractor shovel, etc., which transfers the load by driving a plurality of link mechanisms.

複数のリンク機構を備えた油圧ショベル、ホイールロー
ダ、トラクタショベル等の作業機械にあっては、しばし
ば重量物をある個所から他の個所へ移送する作業を行な
う。このような作業として、油圧ショベルを例にとって
説明すると、掘削した土砂又は岩石等を待機しているダ
ンプトラックに梼み込む場合、あるいは化学プラントに
おいて多−h[の石灰岩を反応炉に投入する場合等が考
えられる。これらの作業において、掘削した土砂、岩石
等の荷重が判ればダンプトラックへの積載量の調整が可
能であり、又、石灰岩の荷重が判ればだめられた一定量
の投入が可能である。そして、これら積荷を油圧ショベ
ルに積載した状態でその荷重を知ることができれば、計
量のための多くの時間と手間を省くことができ、作業の
効率を著しく向上させることができる。
BACKGROUND OF THE INVENTION Working machines such as hydraulic excavators, wheel loaders, tractor shovels, and the like that are equipped with a plurality of link mechanisms often have to transport heavy objects from one location to another. To explain this kind of work using a hydraulic excavator as an example, it is when pumping excavated earth, sand, rocks, etc. into a waiting dump truck, or when putting multi-hour limestone into a reactor at a chemical plant. etc. are possible. In these operations, if the load of excavated earth, sand, rocks, etc. is known, it is possible to adjust the loading amount on the dump truck, and if the load of limestone is known, it is possible to throw in a certain amount of excavated earth, rock, etc. If it is possible to know the load of these loads when they are loaded on a hydraulic excavator, a lot of time and effort for weighing can be saved, and work efficiency can be significantly improved.

従来、油圧クレーンにおいては、転倒防止や計量省略の
ため、その吊荷の荷重演算装置が使用されていた。この
ような荷重演算装置を図に基づいて説明する。
Conventionally, in hydraulic cranes, a load calculation device for the suspended load has been used to prevent overturning and omit weighing. Such a load calculation device will be explained based on the drawings.

441図は油圧クレーンの一1++++面図である。図
で、1は油圧クレーンの本体、2は本体1に揺動支点A
を中心に揺動可能に支持されたブーム、3はブーム2を
起伏さぜるブームシリンダ、3rはブームシリンダ30
ロンドである。ブームシリンダ3は本体IK揺動支点I
3を中心に揺動可能に支持されており、そのロッド3r
の先端ハブーム2と結舒点Cにおいて可回動に結合され
ている。4はウィンチ、5はウィンチ4かもブーム先、
451)を通って懸架されたワイヤ、6はワイヤ先端の
フック、7はフック6に吊下げられた吊荷である。吊竹
7のイ’+:r−,riI−がWで示されている。8は
揺動支点AK設けられた1内皮日干、9はフ′−ムシリ
ンダ3のヘッド、lli 17)圧力を測定する圧力1
i、9’+!ブームシリンダ、(のロッドl111の圧
力を測定する圧力計である。Eを丁ブーム2、ワイヤ5
、フック6のBT心の位置、WoQゴそれらのJイIJ
lを示す。
Figure 441 is a 11+++ side view of the hydraulic crane. In the figure, 1 is the main body of the hydraulic crane, and 2 is the swing fulcrum A on the main body 1.
3 is a boom cylinder that moves the boom 2 up and down, 3r is a boom cylinder 30
It's Rondo. Boom cylinder 3 is the main body IK swing fulcrum I
3, and its rod 3r
It is rotatably connected to the tip hub 2 at the tying point C. 4 is the winch, 5 is the winch 4 or the boom end,
451), 6 is a hook at the tip of the wire, and 7 is a hanging load suspended from the hook 6. A'+:r- and riI- of the hanging bamboo 7 are indicated by W. 8 is the 1 endothelium adobe provided with the swinging fulcrum AK; 9 is the head of the foam cylinder 3; 17) Pressure 1 for measuring pressure;
i, 9'+! It is a pressure gauge that measures the pressure of the rod 111 of the boom cylinder (E). Boom 2, wire 5
, hook 6 BT heart position, WoQ go those J I IJ
Indicates l.

第2図は第1図に示す油圧クレーンの各部の1汰をボす
線図である。lは支点Aとブーム先端りの垂線間の長さ
、loは支点Aと重心Eの垂線間の長さ、l、は支点A
と支点8間の長さ、l、は支点Aと結合点C間の長さ、
l、は支点Bと結合点C間の長さ、j4は支点Cと垂心
E間の長さ、l、は支点Aとブーム先端り間の長さ、l
cは線分B Cから支点AK対して引いた垂線の長さで
ある。又、θ1は一線分ABと水平線のなす角、θ。
FIG. 2 is a diagram showing one section of each part of the hydraulic crane shown in FIG. 1. l is the length between the fulcrum A and the perpendicular to the tip of the boom, lo is the length between the perpendicular between the fulcrum A and the center of gravity E, l is the fulcrum A
and the length between fulcrum 8, l is the length between fulcrum A and connection point C,
l, is the length between fulcrum B and connection point C, j4 is the length between fulcrum C and orthocenter E, l is the length between fulcrum A and boom tip edge, l
c is the length of the perpendicular line drawn from the line segment BC to the fulcrum AK. Also, θ1 is the angle between line segment AB and the horizontal line, θ.

は線分ABと線分BCのなす角、θ3は線分ABと線分
ACのなす角である。
is the angle formed by line segment AB and line segment BC, and θ3 is the angle formed by line segment AB and line segment AC.

以上の数値を用い、支点Aまゎりのモーメントのバラン
スを考えて吊荷7の荷重w?求める。今、ブームシリン
ダ3のヘッド側断面績をSb、ロンド側断1m核をS 
/ b、ブームシリンダ3のヘッド側の圧力をPb 、
ロッド側の圧力をP′bとすると、ブームシリンダ3O
N 力J’b &tFb == Pb m Sb −P
’b a S’bこのnE力Fbは、吊荷7の荷重wK
よるモーメントおよび自重W。Kよるモーメントと均9
合っているので、 7.7 W+1゜・W、 = Fb −zcしたがって
、 W=(Fb−lc−lo−Wo)/l ここで、ヘッド1illl断1fii 4νi8bは既
知、ヘッド側圧力Pbハ圧力計9により測定されるので
、推力E’bは既知である。又、自、’l(W。も既知
である。したかって、長さl、lO,l−が得られれば
吊荷7の荷1(Wを知ることができる。
Using the above values and considering the balance of the moment around the fulcrum A, what is the load w of the hanging load 7? demand. Now, the head side section of boom cylinder 3 is Sb, and the 1m core of the rond side section is S.
/b, the pressure on the head side of boom cylinder 3 is Pb,
If the pressure on the rod side is P'b, then the boom cylinder 3O
N force J'b &tFb == Pb m Sb −P
'b a S'bThis nE force Fb is the load wK of the suspended load 7
Dependent moment and dead weight W. Moment due to K and uniformity 9
7.7 W+1°・W, = Fb -zc Therefore, W=(Fb-lc-lo-Wo)/l Here, head 1illll cut 1fii 4νi8b is known, head side pressure Pb c pressure gauge 9, the thrust force E'b is known. In addition, 'l(W) is also known. Therefore, if the lengths l, lO, l- are obtained, the load 1(W) of the suspended load 7 can be known.

まず、長さlは次式により表わすことができる。First, the length l can be expressed by the following equation.

l = l、 cos (θ3−θI)ここで、長さl
、および角度θ、は既知、角度θ3は角度計8で測定さ
れるので、長さlをめることができる。
l = l, cos (θ3-θI) where length l
, and the angle θ are known, and the angle θ3 is measured by the angle meter 8, so the length l can be calculated.

伏に、畏さ!。は次式により表わすことができろ。Bow down and be in awe! . can be expressed by the following equation.

6o = 714cos (0,−,0,)ここで、長
さl、と角度θ、は既知、角度θ3は;It:I ′l
I″′νCより得られるので、民さl。をめることかで
さる。
6o = 714cos (0, -, 0,) Here, the length l and angle θ are known, and the angle θ3 is; It:I ′l
Since it can be obtained from I″'νC, it is possible to solve the problem by setting the people L.

醍佼に、侵さecは次式により表わすことかでビる。Daigo is surprised to know that the ec is expressed by the following formula.

1e=4.sin θ。1e=4. sin θ.

ここで、長さl、は既知であり、角度θ、は未知である
。そこで、以下角度θ2をめることにする。第2図から
、l、・sinθ、=l、・sinθ3 の関係がある
ので、角度θ、は次のように表わされる。
Here, the length l is known and the angle θ is unknown. Therefore, the angle θ2 will be set below. From FIG. 2, since there is a relationship l,·sin θ,=l,·sin θ3, the angle θ is expressed as follows.

θ、 = sin” (−L!−5inθ、)l。θ, = sin” (-L!-5inθ,)l.

上式で9丁長さl、のみ未知であるが、長さ!、汀長さ
ll+ 、Actは既知、角度θ3は測定により得られ
るので、長さ13をめることができ、結局、長さlCを
知ることができる。
In the above formula, only the length of 9 pieces, l, is unknown, but the length! , the shore length ll+ and Act are known, and the angle θ3 can be obtained by measurement, so the length 13 can be calculated, and as a result, the length 1C can be found.

以上説明したようK、既知の値および角度計8と圧力計
9の測定値を用い上記の演算により吊荷7の荷重Wをめ
ることができる。
As explained above, the load W of the suspended load 7 can be determined by the above calculation using the known value of K and the measured values of the angle meter 8 and pressure gauge 9.

ところで、上記の手段を適用して油圧シ町ベル等の積荷
の荷重をめようとすると極めて重大な問題が生じる。以
下、この問題点を図により説明する。
By the way, when trying to measure the load of a cargo such as a hydraulic shovel by applying the above-mentioned means, a very serious problem arises. This problem will be explained below using figures.

第3図は油圧ショベルのフロント部の111す面図であ
る。図で、IOは油圧ショベル本体、11は本体10に
揺動支点Fを中心に揺1助可能に支軸されたブーム、+
2+’jアーム、j3はパケットである。14はブーム
11な、1B伏させるブームシリンダであり、本体10
K +’、:’、・、・ノ支点(iを中心に揺1iIl
、1 ’iiJ能に支持されている。
FIG. 3 is a 111 side view of the front section of the hydraulic excavator. In the figure, IO is the main body of the hydraulic excavator, 11 is a boom supported by the main body 10 so as to be able to swing around a swing fulcrum F, +
2+'j arm, j3 is a packet. 14 is the boom 11, a boom cylinder that lowers 1B, and the main body 10
K +',:',... fulcrum (swinging around i
, 1 'iiJ Noh is supported.

又、L・1rはブームシリンダIllのロッドであり、
その先1/ii+iは結合点)I においてブーム1■
と口■回動に結合されている。15&−、Cアームシリ
ンダ、16はノくケソトンリングである。17けブーム
揺動支点J4’ K設けら請]た角)貌l十、【8はフ
゛−ムシリンダ140ヘッド1111+の圧力を1ji
ll kする圧力ば1.18′はブームシリンダ14の
ロッド’Ltil+の圧力な測定する圧力計である。又
、19はバケノ) 13内に栢み込まれた土砂又は岩石
のような「1”を荷である。
Also, L・1r is the rod of boom cylinder Ill,
Beyond that, 1/ii+i is the connection point) At I, boom 1■
and mouth ■ combined with rotation. 15&-, C-arm cylinder, 16 is a ring. 17 The boom swing fulcrum J4'K is installed.
The pressure gauge 1.18' is a pressure gauge that measures the pressure of the rod 'Ltil+ of the boom cylinder 14. Also, 19 is Bakeno) ``1'' such as earth and sand or rocks buried in 13 is a load.

ところで、前述した油圧クレーンの吊荷7の荷J1jν
V?イtj−Fjする場合には、吊61J7の重心は′
畠にブーム・lv:j□Ai Dから吊り下げられたワ
イヤ5の垂線上にあり、−Lr+Lしている。しかしな
がら、油圧ショベルのバケット13に績ブームまわる積
荷の重心は、積荷の4i’Ii ’IJI、積荷の肚、
1J(荷の積込方法等によりその積み込みの都度変化し
て一定でない。したがって、油圧ショベルの積荷の荷重
を前述の油圧クレーンの出荷の荷重をめる手法でめると
、司成りの誤差の発生を免れ得ないという間R11を生
じるのである。これを以下に説明する。
By the way, the load J1jν of the suspended load 7 of the hydraulic crane mentioned above
V? When it is tj-Fj, the center of gravity of the hanging 61J7 is '
Boom lv in the field: j□Ai It is on the perpendicular line of the wire 5 suspended from D, and is -Lr+L. However, the center of gravity of the load rotating around the boom around the bucket 13 of the hydraulic excavator is 4i'Ii'IJI, the belly of the load,
1J (varies each time the load is loaded depending on the loading method etc. and is not constant. Therefore, if the load of the hydraulic excavator's load is calculated using the method of calculating the shipping load of the hydraulic crane described above, the error of the controller will be R11 occurs while it cannot be avoided.This will be explained below.

、r!3図で、績(iむ19の仮に菫めた虚心住血をX
, r! In figure 3, X
.

その真の重心位置をYとする。又、真の中心位dYとし
たときの積荷の荷重(真の荷1.)をW2重心位置Xと
したときの積荷の荷重を(W−ΔW)とする。さらに、
支点Fと仮定した里心位置X間の水平方向の長さを7a
 s仮定した中心位置XとI′(の重心位liY間の水
平方向の長さをΔ76 、線分()14から支点1” 
K対して引いた垂線の長さをlC′、ブームシリンダ1
40反力をill bと−する。又、油圧ショベルのフ
ロント機構の自」をW、支点)゛とフロント機構の重心
位置間の水平距離をlとすると、フロント板石4の自重
によるモーメントはwlとなる。そして、積荷J9の中
心位置が常KXKあるとして、さぎの油圧クレーンにお
いて使用した手法で積荷19の荷重をめると、 (W−ΔW)・ 16−1?blIlc′−Wlとなる
。一方、真の荷−市νVは W(da−Δ7!、 ) −Fb−IIJ w lであ
るから、結局、演nされた値は1誤差ΔWを有が仮定し
た中心位置χから遠くなる程、即ち、長?ΣΔl、が大
きく7よる程、誤差ΔWも大きくなり、1呂々、両M℃
心位171.X、Yか一致したとき以外は、IF確な荷
重な付ることがでさないことになる。
Let Y be the true center of gravity position. Further, when the load of the cargo (true load 1.) when the true center position dY is set to W2 and the center of gravity position X, the load of the cargo is (W-ΔW). moreover,
The horizontal length between the fulcrum F and the assumed center position X is 7a
The length in the horizontal direction between the assumed center position
The length of the perpendicular line drawn to K is lC', and the boom cylinder 1
40The reaction force is defined as ill b. Further, if the self of the front mechanism of the hydraulic excavator is W, and the horizontal distance between the fulcrum) and the center of gravity of the front mechanism is l, the moment due to the weight of the front stone 4 is wl. Then, assuming that the center position of cargo J9 is always KXK, and calculating the load of cargo 19 using the method used in Sagi's hydraulic crane, (W-ΔW)・16-1? blIlc'-Wl. On the other hand, since the true load-city νV is W(da-Δ7!, )-Fb-IIJ w l, the calculated value has 1 error ΔW, and the farther it is from the assumed center position χ, , i.e. long? The larger ΣΔl is, the larger the error ΔW becomes.
Heart position 171. Unless X and Y match, it will not be possible to apply an accurate IF load.

本発明の目的は、上記従来の間In点を解決し、1’i
何の中心位114が−Wでなくても、その積荷の正61
′Cな荷J4【を曲ることができる作業4張械の6j貞
演シマー装置rjを提供するにある。
The purpose of the present invention is to solve the above-mentioned conventional In point and
Even if the center position 114 of anything is not -W, the positive 61 of the cargo
The object of the present invention is to provide a working 4-tension machine 6J chaste shimmer device rj that can bend a load J4.

この1」的を1卒成するため、本発明は、作菓機械の1
複数のリンク機4’l’tのうち、少なくとも2つのリ
ンクvi、仲fの変位を変位検出装賊で検出するととも
に、こ才t12つのリンク0麺溝を駆動するr山1玉ア
クチーエータの圧力を圧力検出m Ikで検出し、これ
らの検出値に基づいてiiI g部でJフ[定の演算を
行なうよ5に’L、たことを牛テ徴とする。
In order to achieve this goal, the present invention has developed a confectionery making machine.
Among the plurality of link machines 4'l't, the displacement of at least two links vi and middle f is detected by a displacement detection device, and the pressure of the r mountain 1 ball actuator that drives the two link 0 noodle grooves is detected. is detected by the pressure detection mIk, and based on these detected values, a certain calculation is performed in the iiiIg part.

以下、本発明を図示の実励例に基づいて説明する。Hereinafter, the present invention will be explained based on illustrated practical examples.

第4図は本発明の実施例に係る荷重びV?−装置に用い
られる検出装置を備えた油圧ショベルのフロントgの側
面図である。図で、第3図にボす旨し分と同一部分Kに
同一符号が付しである。2Llはブーム1.1 K揺動
FiJ能に支持されたアーム12の→r6 @!+支点
Jに設けられた角度t1゛、21はアームシリンダ15
のヘッド11+11の圧力をEta 71する圧力計、
22はアームシリンダI5のロッド111]の圧力を測
定する圧力比1である。又、KはブームllIC揺動司
龍に支持さ才したアームシリンダの揺動支点%M(ボア
ームシリンダ150ロツド15 rとアーム12とがi
J回動に結合される結合点を示す。さらに、支点Fと積
荷19の那心位随の水平方向の長さをL l支点P゛と
支点Jの水平方向の長さをls を支点Jと積荷19の
中心位置の水平方向の長さを/、、部分GHから支点I
I′ニ対して引いた垂線の長さをlcl、線分K Mの
延長線から支点Jに対して引いた垂線の長さを1le2
とする。
FIG. 4 shows the load and V? according to the embodiment of the present invention. - It is a side view of the front g of the hydraulic excavator equipped with the detection device used in the apparatus. In the figure, parts K that are the same as those shown in FIG. 3 are given the same reference numerals. 2Ll is →r6 @! of arm 12 supported by boom 1.1 K swinging FiJ function. +The angle t1゛, 21 provided at the fulcrum J is the arm cylinder 15
A pressure gauge that measures the pressure of head 11+11 of Eta 71,
22 is a pressure ratio 1 for measuring the pressure of the rod 111 of the arm cylinder I5. In addition, K is the swinging fulcrum of the arm cylinder supported by the boom IC swinging unit %M (Boar arm cylinder 150 rod 15r and arm 12 are i
The connection point connected to the J rotation is shown. Furthermore, the horizontal length of the center position of the fulcrum F and the load 19 is L, the horizontal length of the fulcrum P' and the fulcrum J is ls, and the horizontal length of the center position of the fulcrum J and the load 19 is L. /,, from part GH to fulcrum I
The length of the perpendicular drawn to I' is lcl, and the length of the perpendicular drawn from the extension of line segment K to the fulcrum J is 1le2.
shall be.

第5図は第4図Kがす油I−L−、ショベルのフロント
呂bKおける各↑51〜の寸法を7Jテす絵図である。
Fig. 5 is a pictorial diagram showing the dimensions of each ↑51~ in Fig. 4 K gas oil I-L- and the front bath bK of the excavator by 7J.

l、。は支点)゛と支点0間の長さ、A’l+は支点)
゛と結合点11間の長さ、l+2は支点qと結合点FI
間の長さ、β4は、+8ij分1” Hと線分FGの1
:【す角、θ、は線分1・qと線分G1〜■のなす角で
ある。又、11.は支点1〈と結合点M曲の長さ、1.
4は支点にと支点5間のJ(さ、A’+5は結合点Mと
支点5間の長さ、θ。
l. is the fulcrum) The length between ゛ and fulcrum 0, A'l+ is the fulcrum)
The length between ゛ and connection point 11, l+2 is the fulcrum q and connection point FI
The length between β4 is +8ij min 1” H and line segment FG 1
: [Angle θ is the angle formed by line segment 1・q and line segment G1~■. Also, 11. is the length of the fulcrum 1〈 and the connecting point M song, 1.
4 is the length between the fulcrum and the fulcrum 5, and A'+5 is the length between the connection point M and the fulcrum 5, θ.

ハ嫁分J +Vlと線分J Kのなす角、θ、は面!分
K Mと線分KJのなす角である。又、Nはブーム中心
1立11イ、lsoは支点Fとル心位価N間の長さ、C
1は!;り分)’Hと線分1・冒qのなす角、Wbはブ
ームの甲さ、Jも(まアーム」dよびバケットの中心位
11尾、A’61昏よ支点Jと屯心位lI′e; II
間の長さ、752は支点Fと支点5曲の同さ、C2は線
分JMと線分JRのな一4’ JJ−J、β1は水平線
(一点鎖線で示されている)と11分F(iのなす角、
β2は線分■ぜJと)要分JI’ Hθ)プエす角、β
、は六゛υ分」パJと線分M Jのなす角、νv6げア
ームおよびパケットの重さである。
The angle between J+Vl and the line JK, θ, is a plane! It is the angle formed by the segment KM and the line segment KJ. Also, N is the center of the boom, lso is the length between the fulcrum F and the center position N, and C
1 is! The angle between H and line segment 1 and q, Wb is the instep of the boom, J is also (arm'd) and the center of the bucket is 11 tails, A'61 is the fulcrum J and the center of the turret. lI'e; II
The length between 752 is the sameness between fulcrum F and fulcrum 5, C2 is the length between line segment JM and line segment JR, 4' JJ-J, and β1 is the horizontal line (indicated by a dashed line) and 11 minutes. F (angle formed by i,
β2 is the line segment ■ze J) essential JI' Hθ) Pue angle, β
, is the angle formed by 6゛υ' pa J and line segment MJ, νv6 is the weight of the arm and the packet.

ここで、ます、支点F 5わりのモーメントのバランス
を考える。積荷19の荷ff1WK、t、るモーメント
は、w−77、ブームシリンダ14の反力Jli’b 
(前述のようにFb = Pb # Sb −P’b 
@ S’b ) KよるモーメントはFb@ lelで
あり、両者は等しいので、Fb ’4+ ’= W @
 l、十vi’ l’ aha−eae(1)ここで、
w’l’は w’ ll’= Wb e 15ocos (θ4+α
1−β+ ) Wa(A’et・cos (θ4−β1
−β2) +lJs、 cos (β1+β、+β、−
θ、+θ6+α、−π) であり、これら各角度、距離および垂゛さは既知である
ので、w’l’も既知である。又、値Fbも既知である
。したがって、(1)式で未知の値は、値lc1.W、
11.である。そこで、長さl’e+ををめる。長さJ
c+は次式で表わされる。
Now, let's consider the balance of the moment at the fulcrum F5. The moment of the load ff1WK,t of the load 19 is w-77, and the reaction force of the boom cylinder 14 Jli'b
(As mentioned above, Fb = Pb # Sb - P'b
@ S'b ) The moment due to K is Fb @ lel and both are equal, so Fb '4+ '= W @
l, ten vi'l' aha-eae (1) where,
w'l' is w'll'= Wb e 15ocos (θ4+α
1-β+ ) Wa(A'et・cos (θ4-β1
−β2) +lJs, cos (β1+β, +β, −
θ, +θ6+α, −π), and since each of these angles, distances, and perpendicularities are known, w'l' is also known. Further, the value Fb is also known. Therefore, the unknown value in equation (1) is the value lc1. W,
11. It is. Therefore, add the length l'e+. length J
c+ is expressed by the following formula.

IJe I +7116 S I nθ5長さ右。は既
知、角度θ、は未知であるが、この角度θ、については
、 7、、 sinθ、=7..sinθ。
IJe I +7116 S I nθ5 length right. is known and the angle θ is unknown, but for this angle θ, 7, sin θ, = 7. .. sin θ.

l、、= (1,。・+ll+・−2,l、。、11.
。。50.4)+01刀係から、 としてめることができる(長さ’II r IIHは既
知、角度θ4は角度割17により測定される。)。(1
)式における未知の値W、737はそのままとして、仄
に、支点JまわりのモーメントのバランスヲJ−六る。
l,,=(1,.・+ll+・−2,l,.,11.
. . 50.4) From the +01 sword, it can be determined as (the length 'II r IIH is known and the angle θ4 is measured by the angle division 17). (1
) In the equation, the unknown value W, 737 is left as is, and the balance of the moment around the fulcrum J is calculated.

イ貞荷19の壱工小’vV Kよるモーメントは、W・
eo、アームシリンダ120反力F1によるモーメント
は Fa II 42であり、両者は等しいので、F’
a*42 =W* 19+Wa @ l、、 cos 
(β1+β2+β3−θ4+06+(χ2−π) =W(4r 1.s ) +W−−1(,1cos (
β1+I2十β3−04十06+α、−π) ・・・・
・ (2)となる。そして、(2)式で右辺第2項は既
知で、飄る。ここで、アームシリンダ15のヘッド側の
受用+iii 4貢をSh、受圧力をPh、ロッド11
11の受圧面り1をb r g受圧力をPr とすると
、フロント部が・t: 41文+に示す姿勢にある場合
の反力II″aは、I!’s = St 1IPr S
h @ Phとなる。そして、受圧力Pr、 Phはそ
れぞれ圧力ii122 、21によりat++定される
のであるから、前記(2)式のうちFaも既知となる。
The moment due to Isadagi 19's Ikko Elementary School'vV K is W.
eo, the moment due to the arm cylinder 120 reaction force F1 is Fa II 42, and since both are equal, F'
a*42 =W*19+Wa @ l,, cos
(β1+β2+β3-θ4+06+(χ2-π) =W(4r 1.s) +W--1(,1cos (
β1 + I2 + β3 - 04 + 06 + α, -π) ...
・(2) becomes. Then, in equation (2), the second term on the right side is known and is ignored. Here, the receiving force on the head side of the arm cylinder 15 + iii 4 force is Sh, the receiving force is Ph, and the rod 11
If the pressure receiving surface 1 of 11 is b r g and the receiving force is Pr, then the reaction force II''a when the front part is in the posture shown in ・t: 41 Sentence + is I!'s = St 1IPr S
h @ Ph. Since the received pressures Pr and Ph are determined at++ by the pressures ii122 and 21, respectively, Fa in equation (2) is also known.

又、支点1゛と支点5間の長さも定まっているので、長
さ18も既知である。したがって、(2)式における未
知の値は、長さllC2tlJ7g荷爪Wとなる。
Furthermore, since the length between the fulcrum 1' and the fulcrum 5 is also determined, the length 18 is also known. Therefore, the unknown value in equation (2) is the length llC2tlJ7g.

そこで、長さlc2をめることに1″る。長さla2は
次式で表わされる。
Therefore, 1" is added to the length lc2. The length la2 is expressed by the following formula.

l c 2−114 S I nβ7 長さl+4は既知であり、角度07は未知であるが、こ
の角度θ、については、 7、、 sinθe=43sinθ7 43 = (l、+’+ A’+52’2・l、4・l
、、 cosθ6)の関係から β7 = 5in−’ (bjsinθ6)13 としてめることができる。ここで、長さ114゜11s
は既知であり、角°度θ。は角1生前かにより測定され
るので、長さ4gが卑出さ才1、M tcθ7をめるこ
とができるのである。
l c 2-114 S I nβ7 The length l+4 is known and the angle 07 is unknown, but for this angle θ, 7,, sinθe=43sinθ7 43 = (l, +'+ A'+52'2・l, 4・l
, cos θ6), it can be determined that β7 = 5in-' (bjsinθ6)13. Here, the length is 114°11s
is known and the angle θ. Since it is measured by the angle 1, the length 4g can be measured by the angle 1 and Mtcθ7.

さて、上記(1)式と(2)式を未知の値W。Now, use the above equations (1) and (2) as an unknown value W.

17の連立方程式とし、この連立方程式を斤rくと、積
荷19の荷オ(Wは。
17 simultaneous equations and subtracting this simultaneous equation, the cargo 19 (W) is.

ハ+β、+β、−θ4+θ、十α2−π)としてめるこ
とかできる。なお、長さ17は、となる。
It can be expressed as C+β, +β, -θ4+θ, 1α2-π). Note that the length 17 is as follows.

結局、積荷19の荷JILは、定まっている長さ78 
t 4orんs 44 + 45 +ブームシリンダ1
40ヘッドIH1]断面積Sb、アームシリンダI11
のヘッド1illl 、ロッド1ill断面績Sh 、
、srおよび角1集計17.加の測定値θ4106+圧
力計18 、21 、22のdill ’yi値Pb 
、 Ph 、 PrK基つき。
In the end, the cargo JIL of cargo 19 has a fixed length of 78
t 4 orns 44 + 45 + boom cylinder 1
40 head IH1] Cross-sectional area Sb, arm cylinder I11
Head 1ill, rod 1ill cross section Sh,
, sr and corner 1 tally 17. Measured value θ4106 + dill 'yi value Pb of pressure gauges 18, 21, 22
, Ph and PrK groups.

前述の演算を行なうことによりめることかできる。この
演′シ0す第6図に示す演算部で行なわれる。
This can be determined by performing the calculations described above. This operation is performed in the arithmetic section shown in FIG.

第6図は本発明の実施例に係る油圧ショベルの1:η1
11演n装屑のブロック図である。図で、17 、21
Jtit I4’、 41gl K示す角度nl’、+
8.21 、22は同じく第411.71 K ンドす
圧力泪でAりる。23はマイクロコンビー−タで4)v
、lJ′y、される演算部であり、角度F¥t、+7.
側、出力計11’i 、 21 、22の検出信号をl
1lt’を次切換えて入力1少マルチプレクサ73a、
入力した検出信号をディジタル値に変換するA / D
変換器田b、所定の演算、11iり御を行なうCPU(
中央処理装置7# ) 23 C1CP U 23 c
の処理手順を記1.ハする■もOM(リード・オンリ・
メモIJ)23d、前記定まった既知の長さ1..1.
。t In + A’+4 + 1.s、各シリンダの
断面績Sh 、 Srを記憶する)(、OM (リード
Φオンリ・メモ’) ) tg e、入力した値や演算
結果を一時記憶するILAM(ランダム・アクセス・メ
モリ)23fおよび演yF結果を出力する出力量523
gで4M成さ才tている。房は演n tMs 23で演
算された値を表示する表7ノく装置dである。
FIG. 6 shows 1:η1 of the hydraulic excavator according to the embodiment of the present invention.
FIG. 11 is a block diagram of a No. 11 unit. In the figure, 17, 21
Jtit I4', 41gl K indicating angle nl', +
8.21 and 22 are also A at the 411.71 K end pressure drop. 23 is a micro converter 4)v
, lJ'y, and the angle F\t, +7.
side, the detection signals of the output meters 11'i, 21, 22 are
1lt' to the next input 1/less multiplexer 73a,
A/D converts the input detection signal into a digital value
converter field b, a CPU (
Central processing unit 7#) 23 C1CP U 23 c
The processing procedure is described in 1. Haru ■ is also OM (read only)
Note IJ) 23d, said fixed known length 1. .. 1.
. tIn + A'+4 + 1. s, stores the cross-sectional profiles Sh and Sr of each cylinder) (, OM (read-only memo)) tg e, ILAM (random access memory) 23f that temporarily stores input values and calculation results, and Output amount 523 for outputting yF results
4M is completed in g. The cell is device d in Table 7, which displays the value calculated in ntMs 23.

油圧ショベルのパケット13に積荷J9が収容されると
、演算部おが作動して角度計17 、20、圧力■4+
>+ 、 21 、22の検出値を順次入力し、これら
の検出1直とIL OM 23 e Ic H己1mさ
れた叶矢1」のIKに茫づき、1′LO〜l 7−3 
d K記憶された手j1虹1にしたがいCPU乙Cで0
11記各式に基づく所定の演−qがなされ、積荷19の
荷重Wが算出される。算出さj、た値Wは出力t%23
 gから表示装置24に出力され、その値が表示される
When the load J9 is stored in the packet 13 of the hydraulic excavator, the calculation unit operates and the angle gauges 17 and 20 and the pressure 4+
>+, 21, 22 detection values are input sequentially, and these detection 1st shift and IL OM 23 e Ic H self 1m are impressed by the IK of "Kanoya 1", 1'LO~l 7-3
d K According to the memorized move j1 rainbow 1, CPU Otsu C is 0
A predetermined calculation -q based on each equation (11) is performed to calculate the load W of the cargo 19. The calculated value W is the output t%23
g is output to the display device 24, and the value is displayed.

なお、既知の値を](OMおdK記1.ひシたR OM
2:3eを櫃1略することができる。又、演算部おは油
圧ショベルにおける他の神々の演算、制御を行うものと
共用することができる。
In addition, the known value] (OM dK Note 1.
2:3e can be omitted by 1. Further, the calculation unit can be used in common with other calculations and controls in the hydraulic excavator.

このように、本実施例では、ブームの揺動支点まわりに
おけるパケット積荷の荷重によるモーメントとブームシ
リンダの反力によるモーメントとのバランス、およびア
ームの揺動支点社わりにおけるパケットA責荷のaj 
!((によるモーメントと′アームシリンダの反カシこ
よるモーメントとのバランスからパケットのイ1゛(荷
の荷車をめるようにしたので、その積荷の11ねB位栖
(VC関係なく、正確な荷A>。
In this way, in this embodiment, the balance between the moment due to the load of the packet cargo around the swinging fulcrum of the boom and the moment due to the reaction force of the boom cylinder, and the aj of the packet A load around the swinging fulcrum of the arm are determined.
! (From the balance between the moment caused by Load A>.

を借ることができる。can be rented.

なお、上Na実施例では油圧ショベルを例示して+i>
?、明したが、ホイールローダ、トラクタショベル″・
を他のイリy々の作栗歳械に適用することができる。
In addition, in the above example, a hydraulic excavator is exemplified and +i>
? , but wheel loaders, tractor excavators''・
can be applied to other types of chestnut production machines.

又、モーメントのバランスをめる場合、ブームのm J
l(a支点まわりのモーメントのバランスとアームの揺
動支点まわりのモーメントのバランスをめるよ5Kした
が、両名°のいずれか一方ヲバケットの揺動支点まわり
のモーメントのバランスと1にき換えることもできる。
Also, when balancing the moment, m J of the boom
l (5K was done to balance the moment around the fulcrum a and the moment around the swinging fulcrum of the arm, but either one of them should be replaced with the balance of the moment around the swinging fulcrum of the bucket and 1. You can also do that.

この場合には、当然ノくケノト角を検出する角度計およ
びパケットシリンダの圧力を検出する圧力計が用いられ
る。さらに、”アクチュエータが油圧モータである場合
には、その出口および入口の圧力を検出して油圧モータ
の −反力をめることができる。さhvc又、演算部は
アナログ回路により猶成することもできる。
In this case, of course, an angle meter for detecting the angle and a pressure gauge for detecting the pressure of the packet cylinder are used. Furthermore, if the actuator is a hydraulic motor, the pressure at its outlet and inlet can be detected to calculate the reaction force of the hydraulic motor. You can also do it.

なお、前屈では2つのリンク1pA脣4の変位を4灸出
する場合について説1町したが、ノくケラト[3の角I
Wを検出してアームの値と平均化することにより。
In addition, in forward bending, there was one theory regarding the case where two links 1 pA displacement of the 4th part of the foot were used, but nokukerato [3's corner I]
By detecting W and averaging it with the arm value.

荷重を検出する精度がさらに良くなる。The accuracy of detecting the load is further improved.

以上述べたように、本発明では、作業機轍の値数のリン
ク機構のうち少なくとも2つのリンク槻f14の変1立
を検出するとともに、これら少なくとも2つのリンク(
長講を垣に與Jするず山川アクチュエータの圧力を検出
し、これら検出値に基づいて所定の(Anを行なうよう
にしたので、積荷のj1313iρii K関係なく、
正イア(r=な荷重を得ることかできる。
As described above, in the present invention, a change in the link f14 of at least two of the link mechanisms of the work machine track is detected, and at the same time, a change in the link f14 of at least two links (
Based on the long lecture, the pressure of the J Suzu Yamakawa actuator is detected, and the predetermined (An) is performed based on these detected values, so regardless of the load j1313iρii K,
It is possible to obtain a positive load (r=).

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は油圧クレーンのlll11面図、第2図は紀I
Igl Kが1油圧クレーンの各部の寸法を示す線図、
第:3図は油圧ショベルのフロント部の倶[面図、用4
図は本yJら四の実施例に係る荷重演奏装置5に用いら
れる検出装置θを1+tfiえた油圧ショベルのフロン
ト部の1割面図、第51込1は第4121にポす油圧シ
ョベルのフロント部の各部の寸法を示す線は1、第6図
は・1〜9B明の実施例に係る油圧ショベルの1.7[
重(pl :fJ−装面のブロック図である。 11・・・・・・ブーム、12・・・・・・アーム、J
3・・・・・・パケット、°・°積荷、Z3・・・・・
・傅−西部。 11 図 り 鰯2面 wI3図 2 第4日 第5図 第6図 手続補正書(自発) 昭和59年2月7日 特許庁長官 若杉和夫 殿 1、事件の表示 昭和58年4守 許 願第188307号2、究明の名
称 作東(h械の荷1演算装置ル13、 補正をする者 事件との関係 出願人 4、代理人 △ 別紙記載の通り 明細?)第17頁第1行の「記憶した」を「記イ屑して
」に補正する。 代理人 弁用・士 武 殆1次部+:、、 −1−、。 4ユ、−5
Figure 1 is a 11th view of the hydraulic crane, and Figure 2 is a view of the hydraulic crane.
A diagram showing the dimensions of each part of the Igl K1 hydraulic crane,
Figure 3 is a front view of the hydraulic excavator.
The figure is a 10-section view of the front part of a hydraulic excavator in which the detection device θ used in the load performance device 5 according to the embodiment of YJ et al. The lines indicating the dimensions of each part are 1, and the lines in Fig. 6 are 1.7[
This is a block diagram of the heavy (pl: fJ-mounted). 11...Boom, 12...Arm, J
3...Packet, °/° cargo, Z3...
・Fu - West. 11 Tsutori sardine 2 side wI3 Figure 2 4th day Figure 5 Figure 6 Procedural amendment (voluntary) February 7, 1980 Commissioner of the Japan Patent Office Kazuo Wakasugi Tono 1, Indication of the case 1988 4 Patent Application No. 188307 No. 2, name of the investigation Sakuto (h machine load 1 calculation device 13, person making the amendment Relationship with the case Applicant 4, agent △ Details as stated in the attached document?) Page 17, line 1, “Memory Correct ``I did it'' to ``I wrote it down''. Agent Ben'yo/Shi Take Most of the first division +:,, -1-,. 4 Yu, -5

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 積荷の移送を行なう複数のリンク機構と、これらリンク
機構を駆動する油圧アクチュエータとを備えた作業機械
において、前記各リンク機構のうちの少なくとも2つの
リンク機構の変位を検出する変位検出装置と、前記油圧
アクチュエータのうち前記少なくとも2つのリンク機構
を駆動する油圧アクチュエータの圧力を検出する圧力検
出装置と、前記変位検出装置で検出された検出値および
前記圧力検出装置で検出された検出値に基づいてT9r
定の演94により前記積荷による荷重を梼4出する欣、
#: 1:Xとを設けたことを特徴とする作業機械の荷
重演算装置灯。
In a working machine comprising a plurality of link mechanisms for transferring a load and a hydraulic actuator for driving these link mechanisms, a displacement detection device for detecting displacement of at least two of the link mechanisms; A pressure detection device that detects the pressure of the hydraulic actuator that drives the at least two link mechanisms among the hydraulic actuators, and T9r based on the detection value detected by the displacement detection device and the detection value detected by the pressure detection device.
a lever that takes out the load due to the cargo by a certain function 94;
#: A load calculation device light for a working machine, characterized in that it is provided with 1:X.
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