[发明专利]轮式装载机以及铲斗装载载重运算方法

权利要求书

1.一种轮式装载机，具有：车体；作业装置，其设置于所述车体的前部，包括经由铰链销与所述车体连接的升降臂、使所述升降臂在上下方向转动且被所述车体支承的升降臂气缸、与所述升降臂的前端连接的铲斗、使所述铲斗在上下方向转动且在与所述升降臂气缸不同的位置被所述车体支承的铲斗气缸以及设置于所述铲斗气缸与所述铲斗之间的连杆机构；检测所述升降臂的角度的升降臂角度传感器；检测所述升降臂气缸的压力的压力传感器；运算所述铲斗的装载载重的控制装置以及存储了包括所述作业装置的与所述连杆机构相关的尺寸数据的车体信息的车体信息数据库，

该轮式装载机的特征在于，

所述控制装置根据由所述压力传感器检测出的所述升降臂气缸的压力和从所述车体信息数据库提取出的所述尺寸数据，来运算施加于所述升降臂气缸的力，

所述控制装置根据由所述升降臂角度传感器检测出的所述升降臂的角度和从所述车体信息数据库提取出的所述尺寸数据，来运算所述铰链销与施加于所述升降臂气缸的力的向量的水平长度，

所述控制装置根据由所述升降臂角度传感器检测出的所述升降臂的角度和从所述车体信息数据库提取出的所述尺寸数据，来运算所述铰链销与施加于所述铲斗气缸的力的向量的水平长度，

在所述铲斗的空载状态下，所述控制装置对施加于所述升降臂气缸的力和所述铰链销与施加于所述升降臂气缸的力的向量的水平长度进行乘法运算，来运算绕所述铰链销的力矩即空载力矩，

在所述铲斗的装载状态下，所述控制装置基于如下关系来运算所述铲斗的装载载重：将对施加于所述升降臂气缸的力和所述铰链销与施加于所述升降臂气缸的力的向量的水平长度进行乘法运算而得的因施加于所述升降臂气缸的力引起的绕所述铰链销的力矩、和对基于所述铲斗的装载载重和从所述车体信息数据库提取出的所述尺寸数据的施加于所述铲斗气缸的力和所述铰链销与施加于所述铲斗气缸的力的向量的水平长度进行乘法运算而得的因施加于所述铲斗气缸的力引起的绕所述铰链销的力矩进行加法运算，来计算出绕所述铰链销的力矩即装载力矩的关系；和

将所述空载力矩与所述装载力矩之差除以所述铲斗的重心位置与所述铰链销的水平距离来计算所述铲斗的装载载重的关系。

2.根据权利要求1所述的轮式装载机，其特征在于，

在所述轮式装载机的初始运转时，所述控制装置运算所述空载力矩，存储于所述车体信息数据库，

所述控制装置当在所述轮式装载机的通常运转时运算所述铲斗的装载载重时，根据存储于所述车体信息数据库的所述空载力矩、基于来自所述压力传感器以及所述升降臂角度传感器的实测数据运算出的所述装载力矩，来运算所述铲斗的装载载重。

3.根据权利要求1所述的轮式装载机，其特征在于，

所述轮式装载机还具有：

铲斗非接触开关，其在所述铲斗气缸的杆处于最收缩的状态时进行接通动作，

所述控制装置根据来自所述铲斗非接触开关的接通信号，运算所述空载力矩与所述装载力矩。

4.根据权利要求2所述的轮式装载机，其特征在于，

所述轮式装载机还具有：

发动机，其用于驱动所述车体行驶；以及发动机转速传感器，其检测所述发动机的转速，

所述控制装置在所述轮式装载机的初始运转时运算多个与所述发动机的转速对应的所述空载力矩，将所述空载力矩与所述发动机的转速对应起来存储于所述车体信息数据库，

所述控制装置当在所述轮式装载机的通常运转时运算所述铲斗的装载载重时，根据与由所述发动机转速传感器检测出的所述发动机的转速对应的所述空载力矩、基于实测值运算出的所述装载力矩，来运算所述铲斗的装载载重。

5.根据权利要求2所述的轮式装载机，其特征在于，

所述轮式装载机还具有：

铲斗非接触开关，其在所述铲斗气缸的杆处于最收缩的状态时进行接通动作，

所述控制装置根据来自所述铲斗非接触开关的接通信号，运算所述空载力矩与所述装载力矩。

6.一种用于轮式装载机的铲斗装载载重运算方法，对所述铲斗的装载载重进行运算，

所述轮式装载机具有：车体；作业装置，其设置于所述车体的前部，包括经由铰链销与所述车体连接的升降臂、使所述升降臂在上下方向转动且被所述车体支承的升降臂气缸、与所述升降臂的前端连接的铲斗、使所述铲斗在上下方向转动且在与所述升降臂气缸不同的位置被所述车体支承的铲斗气缸以及设置于所述铲斗气缸与所述铲斗之间的连杆机构；检测所述升降臂的角度的升降臂角度传感器；检测所述升降臂气缸的压力的压力传感器以及存储了包括所述作业装置的与所述连杆机构相关的尺寸数据的车体信息的车体信息数据库，

铲斗装载载重运算方法的特征在于，包括：

根据由所述压力传感器检测出的所述升降臂气缸的压力和从所述车体信息数据库提取出的所述尺寸数据，来运算施加于所述升降臂气缸的力，

根据由所述升降臂角度传感器检测出的所述升降臂的角度和从所述车体信息数据库提取出的所述尺寸数据，来运算所述铰链销与施加于所述升降臂气缸的力的向量的水平长度，

根据由所述升降臂角度传感器检测出的所述升降臂的角度和从所述车体信息数据库提取出的所述尺寸数据，来运算所述铰链销与施加于所述铲斗气缸的力的向量的水平长度，

第一步骤，在所述铲斗的空载状态下，对施加于所述升降臂气缸的力和所述铰链销与施加于所述升降臂气缸的力的向量的水平长度进行乘法运算来运算绕所述铰链销的力矩即空载力矩，将所述空载力矩作为初始学习值存储于所述车体信息数据库；

第二步骤，在所述铲斗的装载状态下，基于如下关系来运算所述铲斗的装载载重：将对施加于所述升降臂气缸的力和所述铰链销与施加于所述升降臂气缸的力的向量的水平长度进行乘法运算而得的因施加于所述升降臂气缸的力引起的绕所述铰链销的力矩、和对基于所述铲斗的装载载重和从所述车体信息数据库提取出的所述尺寸数据的施加于所述铲斗气缸的力和所述铰链销与施加于所述铲斗气缸的力的向量的水平长度进行乘法运算而得的因施加于所述铲斗气缸的力引起的绕所述铰链销的力矩进行加法运算，来计算出绕所述铰链销的力矩即装载力矩的关系；和将通过所述第一步骤而存储于所述车体信息数据库的所述空载力矩与通过所述第二步骤运算出的所述装载力矩之差除以所述铲斗的重心位置与所述铰链销的水平距离来计算所述铲斗的装载载重的关系。