专利名称：油压挖掘机作业量的检测装置、检测方法和检测结果显示装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及油压挖掘机的作业量检测装置以及作业量检测方法和作业量检测结果显示装置，特别是与在矿山中进行往自卸卡车上装载矿物作业的油压挖掘机的作业量检测装置以及作业量检测方法和作业量检测结果显示装置有关。
背景技术：
在矿山等作业的油压挖掘机，当自卸卡车停在油压挖掘机前时，用铲斗从挖掘场所铲起矿物或者砂土，使旋转体旋转来将铲斗转到自卸卡车的车斗上并放开，将矿物或者砂土装到车斗内。然后，为了再次装载矿物或者砂土，油压挖掘机使转动体转到挖掘场所。油压挖掘机反复重复该作业，将所定重量的矿物或者砂土装到自卸卡车的车斗。并且，装货作业结束后，自卸卡车把矿物或者砂土运到指定的场所。
在这种作业中，矿山管理者为了管理矿物或者砂土的生产量而需要测量油压挖掘机对自卸卡车的装货量。在这种场合，虽然只要在自卸卡车上搭载载重计就可以，但大多数自卸卡车不具备载重计，另外，尽管可以从车斗的容积推断装货量，但车斗的容积也因自卸卡车的种类而不同，在自卸卡车侧测量装到自卸卡车上的货物的重量并不容易。
对此，在原有技术中，为了测量油压挖掘机装到自卸卡车上的矿物或者砂土的重量，油压挖掘机的操作员在矿物或者砂土被装入自卸卡车之前的时刻操作测量按钮，在油压挖掘机侧测量矿物或者砂土的重量。
另外，也考虑了自动测量铲斗内的矿物或者砂土的重量的技术方案，例如，在特开平6-10378号公报中公布了把操作铲斗或者转动铲斗前的铲斗内的重量当作装货量的结构；在特开平7-259137号公报中公布了把在吊臂的转动速度在一定速度以下、并且起重臂的转动速度在一定速度以上时铲斗内的重量当作装货量的结构；在特开昭62-274223号公报中公布了对铲斗达到所定高度以上时刻前后的油缸的油压取平均，以用该油压计算出的铲斗内的重量当作装货量的结构。
但是，上述原有技术的方法以及上述公报所公布的结构中，在起重臂和吊臂在加减速动作中或因其它原因而导致铲斗内的重量不稳定的场合，也存在通过操作测量按钮或者自动地测量铲斗内的重量时不能准确地测量装到自卸卡车上的矿物或砂土的重量的问题。
另外，在采用特开平7-259137号公报和特开昭62-274223号公报中所公布的结构的场合，也存在当所定的条件(所定转动速度、所定铲斗高度)不成立时不能测量的问题。
这样，当装到自卸卡车上的矿物或砂土的重量测量不准确时，就不能正确地管理矿物或砂土的生产量，而这也是需要避免的。

发明内容
本发明的目的是提供一种能够经常准确地测量装到自卸卡车上的矿物或砂土的重量，可以正确地管理矿物或砂土的生产量的油压挖掘机的作业量检测装置以及作业量检测方法和作业量检测结果显示装置。
为了实现这个目的，本发明提供一种油压挖掘机的作业量检测装置，它是一种用铲斗铲起搬运物并把上述搬运物移送到其它场所的油压挖掘机的作业量检测装置，其特征在于，具备检测开始向其它场所移送上述搬运物的移送开始检测机构；检测向其它场所移送上述搬运物结束的移送结束检测机构；周期性计算出在上述移送中上述铲斗内部搬运物重量的载重计算机构；计算出利用上述载重计算机构周期性计算出的搬运物重量的从所定次数前至现在的平均值的平均值计算机构；基于由上述平均值计算机构计算出的平均值计算出从所定次数前至现在的搬运物重量的标准偏差的标准偏差计算机构；在从开始向其它场所移送上述搬运物至移送结束之间选择由上述标准偏差计算机构所计算出的数个标准偏差之中最小的标准偏差、并将该最小标准偏差的计算中用的的平均值判定为搬运物重量的实际值的实际载重值判定机构。
采用这种油压挖掘机的作业量检测装置，在搬运物的移送中，由载重计算机构周期性计算出铲斗内部搬运物的重量，由平均值计算机构计算出搬运物重量从所定次数前至现在的平均值，并且由标准偏差计算机构基于该平均值计算出从所定次数前至现在的搬运物重量的标准偏差。然后，利用实际载重值判定机构在上述搬运物移送到其它场所的开始和结束之间选择由上述标准偏差计算机构所计算出的数个标准偏差之中最小的标准偏差，并将该最小标准偏差的计算中用的平均值判定为搬运物重量的实际值。
因此，在开始向其它场所移送搬运物至结束移送之间搬运物重量的标准偏差最小、搬运物重量稳定期间的搬运物重量就被判定为搬运物重量的实际值，不管油压挖掘机的动作(起重臂工作速度、吊臂工作速度、铲斗高度等)如何，都能够一直高精度地适当地测量搬运物重量。从而能够正确地管理作为搬运物的矿物或砂土的生产量。
另外，本发明还提供一种油压挖掘机的作业量检测装置，它是一种用铲斗铲起搬运物并把上述搬运物移送到搬运车辆上的油压挖掘机的作业量检测装置，其特征在于，具备指示上述搬运车辆位置的指示机构；检测上述搬运车辆位于由上述指示机构所指示的位置的搬运车辆检测机构；检测开始向上述搬运车辆移送上述搬运物的移送开始检测机构；检测结束向上述搬运车辆移送上述搬运物的移送结束检测机构；周期性计算出在上述移送中上述铲斗内部搬运物重量的载重计算机构；计算出利用上述载重计算机构周期性计算出的搬运物重量的从所定次数前至现在的平均值的平均值计算机构；基于由上述平均值计算机构计算出的平均值计算出从所定次数前至现在的搬运物重量的标准偏差的标准偏差计算机构；在从开始向其它场所移送上述搬运物至移送结束之间选择由上述标准偏差计算机构所计算出的数个标准偏差之中最小的标准偏差、并将该最小标准偏差的计算中用的平均值判定为搬运物重量的实际值的实际载重值判定机构。
采用该油压挖掘机的作业量检测装置，在开始向搬运车辆移送搬运物至结束移送之间搬运物重量的标准偏差最小、搬运物重量稳定期间的搬运物重量就被判定为搬运物重量的实际值，不管油压挖掘机的动作(起重臂工作速度、吊臂工作速度、铲斗高度等)如何，都能够一直高精度地适当地测量搬运物重量，由于以指示机构指示搬运车辆的位置、以搬运车辆检测机构检测搬运车辆位于上述所指示的位置，所以可以将搬运物确实地装到搬运车辆上，在用搬运车辆使搬运物移动的场合，能够正确地管理作为搬运物的矿物或砂土的实际生产量。
另外，本发明还提供一种油压挖掘机的作业量检测装置，其特征在于，在上述作业量检测装置中，上述移送开始检测机构是利用以铲斗铲起搬运物的结束来检测出移送的开始、上述移送结束检测机构是利用铲斗倾卸操作来检测出移送的结束。
因此能够求出从结束了用铲斗铲起搬运物后(挖掘结束后)至放掉(放土)铲斗内的搬运物之间，即作为移送期间为最大期间的搬运物重量的标准偏差，能够在很大的范围内判定搬运物重量的实际值。
另外，本发明还提供一种油压挖掘机的作业量检测方法，它是一种用铲斗铲起搬运物并将上述搬运物移送到其它场所的油压挖掘机的作业量检测方法，其特征在于，由以下工序构成检测开始向其它场所移送上述搬运物的移送开始检测工序；检测结束向其它场所移送上述搬运物的移送结束检测工序；周期性计算出在上述移送中上述铲斗内部搬运物重量的载重计算工序；计算出利用上述载重计算机构周期性计算出的搬运物重量的从所定次数前至现在的平均值的平均值计算工序；基于由上述平均值计算机构计算出的平均值计算出从所定次数前至现在的搬运物重量的标准偏差的标准偏差计算工序；在从开始向其它场所移送上述搬运物至移送结束之间选择由上述标准偏差计算机构所计算出的数个标准偏差之中最小的标准偏差、并将该最小标准偏差的计算中用的平均值判定为搬运物重量的实际值的实际载重值判定工序。
采用该油压挖掘机的作业量检测方法，在搬运物的移送中，在载重计算工序中周期性计算出铲斗内部搬运物的重量，在平均值计算工序中，计算出搬运物重量从所定次数前至现在的平均值，并且，在标准偏差计算工序中，基于该平均值计算出从所定次数前至现在的搬运物重量的标准偏差。然后，在实际载重值判定工序中，在上述搬运物移送到其它场所的开始和结束之间选择由上述标准偏差计算机构所计算出的数个标准偏差之中最小的标准偏差，并将该最小标准偏差的计算中用的平均值判定为搬运物重量的实际值。
因此，与上述作业检测装置一样，能够一直高精度地适当地测量搬运物重量，从而能够正确地管理作为搬运物的矿物或砂土的生产量。
另外，本发明还提供一种油压挖掘机的作业量检测方法，其特征在于，在上述作业量检测方法中，上述移送开始检测工序是利用以铲斗铲起搬运物的结束来检测出移送的开始、上述移送结束检测工序是利用铲斗倾卸操作来检测出移送的结束。
因此，与上述作业检测装置一样，能够在很大的范围内判定搬运物重量的实际值。
本发明还提供一种油压挖掘机的作业量检测结果显示装置，其特征在于，在上述油压挖掘机的作业量检测装置中，具备至少显示累计值的重量显示机构，累计值是在整个所定期间的上述实际载重值判定机构所判定的搬运物重量实际值的累计值。
这样，油压挖掘机的操作员能够很容易确认在整个所定期间所移送的搬运物的准确重量。
本发明还提供一种油压挖掘机的作业量检测结果显示装置，其特征在于，在上述作业量检测结果显示装置中，上述重量显示机构显示由上述实际载重值判定机构判定的搬运物重量实际值在油压挖掘机的发动机启动按钮从ON至OFF整个期间的累计值。
这样，油压挖掘机的操作员或管理者能够很容易确认所移送的搬运物在每个所定的移动作业期间的准确重量。
另外，本发明还提供一种油压挖掘机的作业量检测结果显示装置，它是一种用铲斗铲起搬运物并将上述搬运物移送到搬运车辆上的油压挖掘机的作业量检测结果显示装置，其特征在于，具备指示上述搬运车辆位置的指示机构；检测上述搬运车辆位于由上述指示机构所指示的位置的搬运车辆检测机构；检测开始向上述搬运车辆移送上述搬运物的移送开始检测机构；检测结束向上述搬运车辆移送上述搬运物的移送结束检测机构；周期性计算出在上述移送中上述铲斗内部搬运物重量的载重计算机构；计算出利用上述载重计算机构周期性计算出的搬运物重量的从所定次数前至现在的平均值的平均值计算机构；基于由上述平均值计算机构计算出的平均值计算出从所定次数前至现在的搬运物重量的标准偏差的标准偏差计算机构；在从开始向其它场所移送上述搬运物至移送结束之间选择由上述标准偏差计算机构所计算出的数个标准偏差之中最小的标准偏差、并将该最小标准偏差的计算中用的平均值判定为搬运物重量的实际值的实际载重值判定机构；至少显示累计值的重量显示机构，累计值是在通过上述搬运车辆检测机构检测出上述搬送车辆位于上述所指示的位置的整个期间的上述实际载重值判定机构所判定的搬运物重量实际值的累计值。
因此，油压挖掘机的操作员能够很容易确认每辆移送搬运物的搬运车辆的准确重量，即累计载重量，能够防止超载。
另外，本发明还提供一种油压挖掘机的作业量检测结果显示装置，其特征在于在上述作业量检测结果显示装置中，上述移送开始检测机构是利用以铲斗铲起搬运物的结束来检测出移送的开始，上述移送结束检测机构是利用铲斗倾卸操作来检测出移送的结束。
因此，与上述作业量检测装置或作业量检测方法一样，能够在很大的范围内判定搬运物重量的实际值。
另外，本发明还提供一种油压挖掘机的作业量检测结果显示装置，其特征在于在上述油压挖掘机的作业量检测结果显示装置中，上述重量显示机构一并显示由上述平均值计算机构计算出的搬运物重量的平均值。
这样，油压挖掘机的操作员也能够很容易确认移送中的搬运物的重量。


图1是表示在矿山等作业现场工作的、具备本发明的装置的油压挖掘机的作业例图。
图2是表示本发明的油压挖掘机的作业量检测装置的程序图。
图3是表示本发明的载重测量装置主体的结构图。
图4是表示本发明的放土范围和搬运范围的例图。
图5是表示本发明的放土范围和搬运范围的另一例图。
图6是表示向本发明的载重测量装置主体输入的转动信号、倾卸铲斗操作信号以及载重W的一例的时间图。
图7是表示本发明的载重计算程序、动作判定程序的控制进程的程序图。
图8是表示本发明的动作判定程序、放土检测程序的控制进程的局部程序图。
图9是表示紧接图8的本发明的载重计算程序、动作判定程序的控制进程的程序图的剩余部分。
图10是表示将本发明的距离传感器设置在地上的例图。
图11是表示将本发明的距离传感器设置在地上的另一例图。
图12是表示使用GSP组件取代本发明的距离传感器的例图。
图13是表示使用了本发明的实施例的装货挖掘机型的油压挖掘机的例图。
具体实施例方式
以下参照图1至图10来对本发明的一个实施例进行说明。
图1表示具备本发明的装置的油压挖掘机1的作业实施例图。
在该图中，符号11是安装在油压挖掘机1的上部转动体2上的起重臂，符号12是使起重臂11上升下降的起重臂油缸，符号13是吊臂，符号14是使吊臂13转动的吊臂油缸，符号15是铲斗，符号16是使铲斗转动的铲斗油缸。另外，符号17是使上部转动体2左右旋转的旋转机构。
这样构成的油压挖掘机1，一旦自卸卡车3在它面前停止，便在没有图示出的挖掘场所铲起矿物或者砂土，使转动体2转动将铲斗15转到放土范围、即带到自卸卡车3的车斗4的上方，将矿物或者砂土装到车斗4内。然后，为了再次装矿物或者砂土，油压挖掘机1使转动体2转向挖掘场所。油压挖掘机1重复数次该作业，将所定量的矿物或者砂土装到自卸卡车3的车斗4内。然后，装货作业结束，自卸卡车3把矿物或者砂土运到指定的场所。
图2是本发明的油压挖掘机的作业量检测装置的程序图。
在该图中，符号121是起重臂油缸12的缸底室，符号122是起重臂油缸12的推杆室，符号123是测量缸底室121压油压力的压力传感器，符号124是测量推杆室122压油压力的压力传感器，符号18是油压挖掘机1的油压泵，符号19是工作油箱，符号125是介于油压泵18和起重臂油缸12之间的切换阀。
另外，符号141是吊臂油缸14的缸底室，符号142是吊臂油缸14的推杆室，符号143是测量缸底室141压油压力的压力传感器，符号144是测量推杆室142压油压力的压力传感器，符号145是介于油压泵18和吊臂油缸14之间的切换阀。
另外，符号161是铲斗油缸16的缸底室，符号162是铲斗油缸16的推杆室，符号163是测量缸底室161压油压力的压力传感器，符号164是测量推杆室162压油压力的压力传感器，符号165是介于油压泵18和铲斗油缸16之间的切换阀。
另外，符号20是铲斗操作杆、符号21是旋转操作杆，一旦操作铲斗操作杆20，切换阀165进行切换操作、铲斗油缸16便开始工作。
另外，符号201是检测用铲斗操作杆20操纵铲斗15向倾卸方向翻转的传感器，符号202是检测旋转操作杆21的操作方向(右旋转或左旋转)的传感器。这些传感器201、202，在铲斗操作杆20和旋转操作杆21为电动操作杆的场合，就用检测电压等的传感器，为油压引导式的场合则可用压力传感器或压力开关。
符号27是基于输入的各种信号对铲斗15铲起的矿物或砂土等搬运物的累计重量(搬运物)进行计算的载重测量装置主体，符号22是测量起重臂11相对于基部的支撑轴的转动角度的起重臂角度传感器，符号23是测量吊臂13相对于在起重臂11前端的支撑轴的转动角度的吊臂角度传感器，符号25是测量铲斗15的转动角度的铲斗角度传感器，符号24是测量使旋转体2旋转的旋转装置17的旋转角度的旋转角度传感器。另外，符号28是设定从铲斗15内放掉矿物或砂土的位置(放土位置)的放土位置指示按钮，符号29是设在油压挖掘机1的前部检测到自卸卡车3的距离的距离传感器(搬运车辆检测机构)。
符号26是显示由载重测量装置主体27计算出的矿物或砂土的重量的显示器(重量显示机构)。具体地说，显示器26由现在载重量显示部26a、确定载重量显示部26b、总重量显示部26c三个显示部构成。
在载重测量装置主体27内输入有以下信号来自传感器201的铲斗倾卸操作信号S1、来自传感器202的右旋转信号S2以及左旋转信号S3、来自压力传感器123的起重臂缸底压力信号S4、来自压力传感器124的起重臂载荷压力信号S5、来自压力传感器143的吊臂缸底压力信号S6、来自压力传感器144的吊臂载荷压力信号S7、来自压力传感器163的铲斗缸底压力信号S8、来自压力传感器164的铲斗载荷压力信号S9、来自起重臂角度传感器22的起重臂角度信号S10、来自吊臂角度传感器23的吊臂角度信号S11、来自旋转角度传感器24的旋转角度信号S12、来自铲斗角度传感器25的铲斗角度信号S13、来自距离传感器29的距离信号S14。并且，该载重测量装置主体27基于这些信号对铲斗15内的载重、即铲斗15内的矿物或砂土的重量进行计算，计算出的重量数据S15被输出到显示器26。
图3是图2所示的本发明的载重测量装置主体27的结构图。
载重测量装置主体27主要由计算机构成，符号271是具备A/D转换器、输入各种信号的接口，符号272是进行各种计算和控制的中央处理组件(CPU)，符号273是输出一定周期的脉冲信号的计时器，符号274是保存计算结果的随机存取存储器(RAM)，符号275是保存CPU272的各种处理程序的只读存储器(ROM)，符号276是把各种数据输出到显示装置26的输出接口。
具体地说，在ROM275内保存有载重计算程序275a、动作判定程序275b、放土检测程序275c。
下面就这样构成的本发明的作用加以说明。
图4以及图5是表示在动作判定程序275b用了的本发明的放土范围的图。该放土范围定义为以放土位置指示按钮28指示的指示位置为中心±α的旋转角度所覆盖的范围。放土范围的外侧是搬运范围。另外，图4表示的是自卸卡车3的后面相对于油压挖掘机1的场合，图5表示的是横向的场合，不过，只要来自距离传感器29的距离信号S14在所定范围内，就可以不管其朝向就可以判定自卸卡车3停在指示位置附近的适当位置。
图6是用时间图表示输入到本发明的载重测量装置主体的吊臂缸底压力信号S6，转动信号S2、S3，倾卸铲斗操作信号S1以及载重W的一个例图。
在该图表示的例子中，一旦右旋转信号S2为ON、油压挖掘机1从挖掘位置向自卸卡车3的车斗4右旋转，由动作判定程序275b判定起重臂11从搬运范围进入放土范围。然后，一旦铲斗倾卸操作信号S1为ON、油压挖掘机1完成对自卸卡车3装货，使左旋转信号S3为ON、油压挖掘机1左旋转至挖掘位置，起重臂11被判定为从放土范围出来移动到搬运范围。另外，油压挖掘机1完成装货之后，也可以依此状态向右旋转。
载重W表示铲斗15内的矿物或砂土的重量。载重W根据载重程序275a以一定周期被计算出，该载重W的计算方法，例如可以是以下的计算方法(载重计算机构、载重计算工序)。
从输入到载重测量装置主体27内的起重臂缸底压力信号S4以及起重臂载荷压力信号S5、或者吊臂缸底压力信号S6以及吊臂载荷压力信号S7求出支撑起重臂11、吊臂13以及装了矿物或砂土的铲斗15的力。另一方面，求出由起重臂角度信号S10、吊臂角度信号S11以及铲斗角度信号S13计算出的起重臂11、吊臂13以及铲斗15的重心位置，从这些重心位置和已知的起重臂11、吊臂13以及空的铲斗15的重量求出起重臂11基部的支撑轴周围的力矩。然后，从上述支撑力和起重臂11基部的支撑轴周围的力矩的平衡计算出铲斗15内部的矿物或砂土的重量。该重量由旋转中对应于旋转速度的离心力校正。另外，该计算方法利用的是众所周知的特公平4-44930号公报记载的计算方式。
在图6中，由于右旋转中是起重臂11在从挖掘位置铲起矿物或砂土向自卸卡车3的车斗4旋转，所以这时载重W表示大的值。另外，由于左旋转中是起重臂11在完成对自卸卡车3的装货返回挖掘位置，所以这时载重W表示小的值。
图7至图9是表示本发明的载重计算程序275a、动作判定程序275b、放土检测程序275c的控制进程的程序图，以下沿着该程序图进行说明。
在图7的步骤M1中，首先，基于图6所示的吊臂缸底压力信号S6，判断吊臂缸底压力是否从所定压力P1以上变为所定压力P1以下。在判定结果为是(Yes)的场合，判断为挖掘结束，在步骤M2中，使挖掘完成的标志为ON之后进入步骤M3。在判定结果为否(No)的场合，判断为正在挖掘中及其以外的作业，就这样进入步骤M3。
在步骤M3中，反过来判断吊臂缸底压力是否从所定压力P2以下变为所定压力P2以上。在判定结果为是(Yes)的场合，判断为挖掘开始，在步骤M4中，使完成挖掘的标志为OFF之后进入步骤M5。在判定结果为否(No)的场合，判断为正在挖掘中及其以外的作业，就这样进入步骤M5。
在步骤M5中，判断(移送开始检测机构、移送开始检测工序)挖掘完成的标志是否为ON。判断结果为是(Yes)在ON的场合，即，是在吊臂缸底压力从所定压力P1以上变为所定压力P1以下的场合，就能够判断为挖掘完成了，在该场合，在步骤M6中，基于上述载重W计算(平均值计算机构、平均值计算工序)过去n个(所定次数)的平均载重Wave。接下来，在步骤M7中，基于平均载重Wave和现在的载重W用下面的公式(1)计算出(标准偏差计算机构、标准偏差计算工序)标准偏差σ。
σ＝(1/(n-1)∑(Wi-Wave)2)1/2…(1)这里，Wi表示过去n个(i＝1～n)载重W的各计算值。
也就是，每当计算出载重W就更新该新的载重W，依次重复数次算出载重W。该标准偏差σ的计算一直持续到矿物或砂土的移送结束并进行铲斗倾卸操作，即，持续横贯检测出直到铲斗倾卸操作信号S1并放掉累计重量的作为移送期间的最大期间(参照图6)。
在步骤M8中，将上次计算出的标准偏差σnow代入上次之前的标准偏差σprev，在步骤M9中，将在步骤M7中计算出的标准偏差σ作为新的这次的标准偏差σnow。
在步骤M10中，对至上次的标准偏差σprev和这次的标准偏差σnow进行比较，判断出最小标准偏差σmin(实际载重值判定机构、实际载重值判定工序)。判断结果为是(yes)、标准偏差σnow变小，即，在标准偏差σnow被判定为最小标准偏差σmin的场合，在步骤M11中，将用于计算该标准偏差σnow的平均载重Wnow作为实际载重Wtrue保存起来。判断结果为否(No)、标准偏差σprev小的场合，什么也不做而退出该程序。
在步骤M5的判断结果为否(No)在OFF的场合能够判断为没有完成挖掘的状况，在该场合，以标准偏差σnow为最大值并退出该程序。
假如来自距离传感器29的距离信号S14在所定范围内，就判定为自卸卡车3在适当位置，可以向车斗4装货。然后，在该场合，在图8的步骤M21中，基于铲斗倾卸操作信号S1判断是否进行铲斗倾卸操作并开始放土。另外，铲斗倾卸操作信号S1的检测，在铲斗操作杆20为由压控制式的场合，是通过压力信号是否达到一定值以上来进行的，在铲斗操作杆20为电动操作杆的场合，是通过电压信号是否达到一定值以上来进行的(移送完成检测机构、移送完成检测工序)。
在步骤M21的判断结果为是(Yes)、进行铲斗倾卸操作的场合，在步骤M22中，将在上述步骤M11保存的现在的实际载重Wtrue作为开始铲斗倾卸操作时刻的最小标准偏差σmin的平均载重保存下来。接下来，在步骤M23中，保存结束铲斗倾卸操作的时刻。然后，在步骤M24中，使铲斗倾卸操作判定标志Fb为ON，进入步骤M25。一方面，在步骤M21的判断结果为否(No)、被判定为没有进行铲斗倾卸操作的场合，什么也不做就进入步骤M25。
实际上，在没有图示出的操作铲斗倾卸判定处理机构内部，保存开始操作时的实际载重Wtrue，在结束了铲斗倾卸操作的时刻，由于保存了那个时候的时刻，这些实际载重Wtrue和结束了铲斗倾卸操作的时刻，分别是在步骤M22、M23中使用的值。
在步骤M25中，判断旋转角度是否从搬运范围迁移到了放土范围。如果旋转角度迁移到了放土范围，就在步骤M26中，将此时的载重W作为载重Win保存下来。接下来，在步骤M27中，保存迁移的时刻，在步骤M28中，使放土确定标志Fd1为ON。一方面，在步骤M25的判断结果为否(No)、被判定为旋转角度没有从搬运范围迁移到放土范围的场合，就什么也不做而进入步骤M29。
在步骤M29中，判断旋转角度是否从放土范围迁移到了搬运范围。如果旋转角度迁移到了搬运范围，就在步骤M30中，将那时的载重W作为载重Wout保存下来。接下来，在步骤M31中，使放土确定标志Fd2为ON并进入下一步骤。一方面，在步骤M29的判断结果为否(No)、被判定为旋转角度没有从放土范围迁移到搬运范围的场合，就什么也不做而进入步骤M32。
在图9的步骤M32中，判断铲斗判定标志Fb和放土确定标志Fd1以及Fd2是否全部为ON。在判断结果为是(Yes)、全部标志为ON的场合，就进入下一个步骤M33。在判断结果为否(No)，则什么也不做而退出该程序。
在步骤M33中，判定标志变成ON的顺序。如果顺序是铲斗判定标志Fb为ON，接着放土确定标志Fd2为ON的话，那么，在放土范围内进行了铲斗倾卸操作之后，能够判定为旋转角度迁移到了搬运范围，在该场合进入下一个步骤M34。
在步骤M34中，通过对前面储存的载重Win和载重Wout之差与判定的载重进行比较来判断实际上矿物或砂土的堆积量是否被放掉。在这里，判定载重值可以为0，在使某一定载重以上的载重W为有效的场合，则以该数值为判定载重。在判断结果为是(Yes)、被判定为载荷被放掉的场合，进入下一个步骤M35。
在步骤M35中，对在上述步骤M23中保存的铲斗倾卸操作完成时刻和在上述步骤M27中保存的时刻、即旋转角度从搬运范围迁移到放土范围的时刻进行比较，以在迁移之后的铲斗倾卸操作时保存的上述实际的载重Wtrue作为放到自卸卡车3的车斗4内的货物的重量而输出到输出接口276。
供给输出接口276的信号被输出到显示器26，从指示放土位置到下一次指示放土位置的实际载重Wtrue的累计值被显示在确定载重显示部26b。这里，在利用距离传感器29自动判断自卸卡车3的位置的场合，由于可以不用逐次按押放土位置指示按钮28，从检测自卸卡车3的到达直到自卸卡车3离开装货位置的实际载重Wtrue的累计值就显示在确定载重显示部26b上。因此，操作员能够知道装到自卸卡车3上的累计重量，从而能够防止超载。
另外，与上述平均载重Wave对应的信号也逐次被输出到显示器26上，该平均载重Wave被显示在现在载重显示器26a上。
另外，从油压挖掘机1中未图示出的发动机启动键的开启(ON)至关闭(OFF)期间每一次所定的作业交换的实际载重Wtrue的累计值显示在总载重显示部26c上。对于实际载重Wtrue的累计值的数据来说，比如可以通过输出接口276输出到外部，另外，可以利用未图示出的重新启动按钮对每一个所定的作业交换重新启动。
输出了实际载重Wtrue之后，在步骤M36中，使铲斗判定标志Fb为OFF，在步骤M37中，分别使放土确定标志Fd1以及Fd2为OFF并退出该程序。另外，在步骤M35中，在条件不满足的场合，判定为没有向自卸卡车3放土，就这样实行步骤M36、M37并退出该程序。
这样，在本发明中，油压挖掘机1自动判断挖掘和放土，还在完成挖掘至开始放土的很大范围内，将载重的标准偏差σ为最小标准偏差σmin和载重量W也最稳定期间的平均载重Wave判定为矿物或砂土的重量的实际值，即实际载重Wtrue。因此，不会影响到在向自卸卡车3搬运的过程中油压挖掘机1的动作(起重臂动作速度、吊臂动作速度、铲斗高度等)，能够高精度测量油压挖掘机1装到自卸卡车3的车斗4内的矿物或砂土的载重W。因此，能够在显示器26上显示准确的载重W并使操作员容易地确认准确的载重W，同时，通过累计每次所定的作业交换的实际载重Wtrue，管理者等能够准确地管理矿物或砂土的生产量。
并且，由于利用距离传感器29确认自卸卡车3的位置在指示位置附近的适当位置而进行将矿物或砂土装到车斗内的作业，所以，操作者不用逐次按押放土位置指示按钮28，就能够计算出自卸卡车3的累计载重量，从而能够容易且准确地管理矿物或砂土的实际生产量。
虽然以上说明到此结束，但是本发明的实施例并不限于上述实施例。
例如，在上述实施例中，虽然将距离传感器29设在油压挖掘机1的前部，不过，也可以采用如图10以及图11所示的这种结构，即，将距离传感器291设置在地面上与自卸卡车3的停车位置以及与停车姿势吻合的位置，由设置在油压挖掘机1上的接收机293接受从无线电发射机292发射的检测信号。
或者，也可以采用如图12所示的这种结构，即，将GPS装置294、295分别搭载在油压挖掘机1和自卸卡车3上，由设置在油压挖掘机1上的接收机297接收设在自卸卡车3上的无线电发射机296发射的位置检测信号，来检测油压挖掘机1与自卸卡车3的相对位置。在这种场合，由于距离传感器不同，能够知道油压挖掘机1与自卸卡车3的相对位置，例如能够基于由图12中的距离Lxo以及Lyo求出的GPS装置294、295之间的距离和相对角度θt，来确认自卸卡车3是否停在适当位置，从而基于各角落的位置信息{(Xt1、Yt1、Zt1)(Xt2、Yt2、Zt2)、(Xt3、Yt3、Zt3)(Xt4、Yt4、Zt4)}就能够准确把握车斗4的位置。因此，在使用GPS装置294、295的场合，能够自动地设定指示位置，操作员不用按押放土指示按钮28就能够计算自卸卡车3的累计载重量，从而能够更容易而且准确地管理矿物或砂土的实际生产量。
另外，在上述实施例中，虽然是基于来自设置在铲斗操作杆20上的传感器201的铲斗倾卸操作信号S1来检测铲斗倾卸操作的，但是也可以设置检测铲斗旋转角度的角度传感器或检测铲斗油缸16变位的变位传感器、基于来自这些角度传感器或变位传感器的信息来检测铲斗倾卸操作。
另外，在上述实施例中，虽然求出的是标准偏差σ，但是如果知道载重W的误差的话也可以求出σ2。
在上述实施例中，虽然由吊臂缸底压力信号S6判断完成挖掘，但是也可以由铲斗缸底压力信号S8来判断。并且，在油压挖掘机1的吊臂油缸14反过来安装的场合，判断完成挖掘的信号为吊臂载荷压力信号S7，铲斗油缸16反过来安装的场合，判断完成挖掘的信号为铲斗载荷压力信号S9。
另外，在上述实施例中，虽然是以后向铲型油压挖掘机1为例来进行说明的，但是本发明也可以很好地应用于装货挖掘机型的油压挖掘机1’。即，在图13所示的那种装货挖掘机型的油压挖掘机1’中，由于符号12’是使起重臂11’上升下降的起重臂油缸，符号14’是使吊臂13’转动的吊臂油缸，符号16’是使铲斗15’转动的铲斗油缸，所以，通过检测起重臂油缸12’中的起重臂缸底压力以及起重臂载荷压力、吊臂油缸14’中的吊臂缸底压力以及吊臂载荷压力，来检测出起重臂角度、吊臂角度以及铲斗角度，就与上述一样能够求出实际载重Wtrue，依然能够高精度测量油压挖掘机1装到自卸卡车3的车斗4内的矿物或砂土的载重W。
并且，在上述实施例中，虽然利用放土位置指示按钮28来平面地设定从铲斗15把矿物或砂土放掉的位置(放土范围)以及搬运范围，但本发明并不局限于此，还能够立体地(高度方向)设定放土范围以及搬运范围，因此，本发明也能够应用于例如自卸卡车3的车斗4在地面上高度不同的场合。
权利要求
1.一种油压挖掘机的作业量检测装置，是一种用铲斗铲起搬运物并把上述搬运物移送到其它场所的油压挖掘机的作业量检测装置，其特征在于，具备检测开始向其它场所移送上述搬运物的移送开始检测机构；检测向其它场所移送上述搬运物结束的移送结束检测机构；周期性计算出在上述移送中上述铲斗内部搬运物重量的载重计算机构；计算出利用上述载重计算机构周期性计算出的搬运物重量的从所定次数前至现在的平均值的平均值计算机构；基于由上述平均值计算机构计算出的平均值计算出从所定次数前至现在的搬运物重量的标准偏差的标准偏差计算机构；在上述搬运物移送到其它场所的开始和结束之间选择由上述标准偏差计算机构所计算出的数个标准偏差之中最小的标准偏差，并将用于计算该最小标准偏差的平均值判定为搬运物重量的实际值的实际载重值判定机构。
2.一种油压挖掘机的作业量检测装置，它是一种用铲斗铲起搬运物并把上述搬运物移送到搬运车辆上的油压挖掘机的作业量检测装置，其特征在于，具备指示上述搬运车辆位置的指示机构；检测上述搬运车辆位于由上述指示机构所指示的位置的搬运车辆检测机构；检测开始向上述搬运车辆移送上述搬运物的移送开始检测机构；检测结束向上述搬运车辆移送上述搬运物的移送结束检测机构；周期性计算出在上述移送中上述铲斗内部搬运物重量的载重计算机构；计算出利用上述载重计算机构周期性计算出的搬运物重量的从所定次数前至现在的平均值的平均值计算机构；基于由上述平均值计算机构计算出的平均值计算出从所定次数前至现在的搬运物重量的标准偏差的标准偏差计算机构；在上述搬运物移送到其它场所的开始和结束之间选择由上述标准偏差计算机构所计算出的数个标准偏差之中最小的标准偏差，并将用于计算该最小标准偏差的平均值判定为搬运物重量的实际值的实际载重值判定机构。
3.如权利要求1或求利要求2所述的油压挖掘机的作业量检测装置，其特征在于上述移送开始检测机构是利用以铲斗铲起搬运物的结束来检测出移送的开始、上述移送结束检测机构是利用铲斗倾卸操作来检测出移送的结束。
4.一种油压挖掘机的作业量检测方法，它是一种用铲斗铲起搬运物并将上述搬运物移送到其它场所的油压挖掘机的作业量检测方法，其特征在于，由以下工序构成检测开始向其它场所移送上述搬运物的移送开始检测工序；检测结束向其它场所移送上述搬运物的移送结束检测工序；周期性计算出在上述移送中上述铲斗内部搬运物重量的载重计算工序；计算出利用上述载重计算机构周期性计算出的搬运物重量的从所定次数前至现在的平均值的平均值计算工序；基于由上述平均值计算机构计算出的平均值计算出从所定次数前至现在的搬运物重量的标准偏差的标准偏差计算工序；在上述搬运物移送到其它场所的开始和结束之间选择由上述标准偏差计算机构所计算出的数个标准偏差之中最小的标准偏差，并将用于计算该最小标准偏差的平均值判定为搬运物重量的实际值的实际载重值判定工序。
5.如权利要求4所述的油压挖掘机的作业量检测方法，其特征在于在上述移送开始检测工序中是利用以铲斗铲起搬运物的结束来检测出移送的开始、在上述移送结束检测工序中是利用铲斗倾卸操作来检测出移送的结束。
6.一种油压挖掘机的作业量检测结果显示装置，它是一种用铲斗铲起搬运物并将上述搬运物移送到搬运车辆上的油压挖掘机的作业量检测结果显示装置，其特征在于，具备检测开始向其它场所移送上述搬运物的移送开始检测机构；检测结束向其它场所移送上述搬运物的移送结束检测机构；周期性计算出在上述移送中上述铲斗内部搬运物重量的载重计算机构；计算出利用上述载重计算机构周期性计算出的搬运物重量的从所定次数前至现在的平均值的平均值计算机构；基于由上述平均值计算机构计算出的平均值计算出从所定次数前至现在的搬运物重量的标准偏差的标准偏差计算机构；在上述搬运物移送到其它场所的开始和结束之间选择由上述标准偏差计算机构所计算出的数个标准偏差之中最小的标准偏差，并将用于计算该最小标准偏差的平均值判定为搬运物重量的实际值的实际载重值判定机构。至少显示累计值的重量显示机构，累计值是在整个所定期间的上述实际载重值判定机构所判定的搬运物重量实际值的累计值。
7.如权利要求6所述的油压挖掘机的作业量检测结果显示装置，其特征在于在上述作业量检测结果显示装置中，上述重量显示机构显示由上述实际载重值判定机构判定的搬运物重量实际值在油压挖掘机的发动机启动按钮从ON至OFF整个期间的累计值。
8.一种油压挖掘机的作业量检测结果显示装置，它是一种用铲斗铲起搬运物并将上述搬运物移送到搬运车辆上的油压挖掘机的作业量检测结果显示装置，其特征在于，具备指示上述搬运车辆位置的指示机构；检测上述搬运车辆位于由上述指示机构所指示的位置的搬运车辆检测机构；检测开始向上述搬运车辆移送上述搬运物的移送开始检测机构；检测结束向上述搬运车辆移送上述搬运物的移送结束检测机构；周期性计算出在上述移送中上述铲斗内部搬运物重量的载重计算机构；计算出利用上述载重计算机构周期性计算出的搬运物重量的从所定次数前至现在的平均值的平均值计算机构；基于由上述平均值计算机构计算出的平均值计算出从所定次数前至现在的搬运物重量的标准偏差的标准偏差计算机构；在上述搬运物移送到其它场所的开始和结束之间选择由上述标准偏差计算机构所计算出的数个标准偏差之中最小的标准偏差，并将用于计算该最小标准偏差的平均值判定为搬运物重量的实际值的实际载重值判定机构；至少显示累计值的重量显示机构，累计值是在通过上述搬运车辆检测机构检测出上述搬送车辆位于上述所指示的位置的整个期间的上述实际载重值判定机构所判定的搬运物重量实际值的累计值。
9.如权利要求6或8所述的油压挖掘机的作业量检测结果显示装置，其特征在于上述移送开始检测机构是利用以铲斗铲起搬运物的结束来检测出移送的开始，上述移送结束检测机构是利用铲斗倾卸操作来检测出移送的结束。
10.如权利要求6或8所述的油压挖掘机的作业量检测结果显示装置，其特征在于上述重量显示机构一并显示由上述平均值计算机构计算出的搬运物重量的平均值。
全文摘要
在油压挖掘机搬运物的过程中，由载重计算机构周期性地计算出铲斗内部搬运物的重量；由平均值计算机构计算出搬运物重量从所定次数前至现在的平均值(M6)；并且，由标准偏差计算机构基于该平均值计算出从所定次数前至现在的搬运物重量的标准偏差(M7)。然后，由实际载重值判定机构在上述搬运物移送到其它场所的开始和结束之间选择由标准偏差计算机构计算出的数个标准偏差之中最小的标准偏差，并将用于计算该最小标准偏差的平均值判定为搬运物重量的实际值(M10、M11)。
文档编号G01G19/08GK1571872SQ02820528
公开日2005年1月26日 申请日期2002年10月16日 优先权日2001年10月18日
发明者古野义纪, 黑泽隆雄 申请人:日立建机株式会社