装载机械的控制系统、装载机械及装载机械的控制方法技术方案

具有包含铲斗的作业机的装载机械的控制系统具备控制装置。控制装置对在挖掘作业中通过铲斗挖掘出的挖掘物的第一表面进行检测；并且基于第一表面的检测数据，计算表示第一表面相对于水平面的角度的挖掘中载货角；并且基于挖掘中载货角推算挖掘物的重量。挖掘中载货角推算挖掘物的重量。挖掘中载货角推算挖掘物的重量。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】装载机械的控制系统、装载机械及装载机械的控制方法


[0001]本专利技术涉及装载机械的控制系统、装载机械及装载机械的控制方法。

技术介绍

[0002]在涉及具有作业机的装载机械的
中，已知有如专利文献1所公开的、能够执行高效的挖掘动作的装载机械。
[0003]专利文献1：日本特开2019
‑
203381号公报

技术实现思路

[0004]根据某特定的作业循环，装载机械在用作业机对挖掘对象进行挖掘后，将挖掘物装载至运载车辆。在将挖掘物装载至运载车辆时，理想的是装载机械将挖掘物的重量调整为对运载车辆来说最适合的重量来进行装载。
[0005]本专利技术的目的在于使装载机械的装载作业最优化。
[0006]本专利技术涉及的、具有包含铲斗的作业机的装载机械的控制系统具备控制装置。控制装置对在挖掘作业中通过铲斗挖掘出的挖掘物的第一表面进行检测；并且基于第一表面的检测数据，计算挖掘中载货角，该挖掘中载货角表示第一表面相对于水平面的角度；并且基于挖掘中载货角，推算挖掘物的重量。
[0007]根据本专利技术，能够使装载机械的装载作业最优化。
附图说明
[0008]图1是表示第一实施方式涉及的装载机械的侧视图。
[0009]图2是表示第一实施方式涉及的铲斗的立体图。
[0010]图3是示意性地表示第一实施方式涉及的铲斗的侧视图。
[0011]图4是用于说明第一实施方式涉及的作业机的动作的图。
[0012]图5是表示第一实施方式涉及的装载机械的结构图。
[0013]图6是用于说明第一实施方式涉及的装载机械的作业模式的图。
[0014]图7是用于说明第一实施方式涉及的装载机械的挖掘作业及远离挖掘对象动作的图。
[0015]图8是用于说明第一实施方式涉及的装载机械的装载作业及远离装载对象动作的图。
[0016]图9是用于说明第一实施方式涉及的形状传感器检测出的挖掘作业中的挖掘物的图。
[0017]图10是用于说明第一实施方式涉及的形状传感器检测出的挖掘作业后的挖掘物的图。
[0018]图11是用于说明第一实施方式涉及的保持于铲斗中的挖掘物的状态的图。
[0019]图12是表示第一实施方式涉及的装载机械的控制系统的功能框图。
[0020]图13是表示第一实施方式涉及的装载机械的控制装置的框图。
[0021]图14是用于说明第一实施方式涉及的挖掘作业中的挖掘物的图。
[0022]图15是表示第一实施方式涉及的装载机械的控制方法的流程图。
[0023]图16是表示第一实施方式涉及的校准方法的流程图。
[0024]图17是表示第一实施方式涉及的挖掘方法的流程图。
[0025]图18是表示第二实施方式涉及的装载机械的控制系统的功能框图。
[0026]图19是表示第二实施方式涉及的挖掘方法的流程图。
[0027]图20是表示第二实施方式涉及的装载机械的控制系统的变形例的图。
[0028]图21是用于说明第三实施方式涉及的形状传感器检测出的挖掘物的图。
具体实施方式
[0029]下面，参照附图对本专利技术涉及的实施方式进行说明，但本专利技术不限于实施方式。以下说明的实施方式的结构要素能够适当地进行组合。此外，也存在不使用部分结构要素的情况。
[0030]在实施方式中，对装载机械1设定局部坐标系，并参照局部坐标系对各部分的位置关系进行说明。在局部坐标系中，设沿装载机械1的左右方向(车宽方向)延伸的第一轴为X轴，沿装载机械1的前后方向延伸的第二轴为Y轴，沿装载机械1的上下方向延伸的第三轴为Z轴。X轴与Y轴正交。Y轴与Z轴正交。Z轴与X轴正交。+X方向为右方向，
‑
X方向为左方向。+Y方向为前方向，
‑
Y方向为后方向。+Z方向为上方向，
‑
Z方向为下方向。
[0031]第一实施方式
[0032]对第一实施方式进行说明。
[0033]装载机械的概要
[0034]图1是表示实施方式涉及的装载机械1的侧视图。实施方式涉及的装载机械1例如为轮式装载机。在以下的说明中，可将装载机械1称作轮式装载机1。
[0035]如图1所示，轮式装载机1具备：车身2、铰接(Articulate)机构3、驾驶舱4、车轮5以及作业机6。轮式装载机1通过车轮5在作业现场行驶。轮式装载机1在作业现场中使用作业机6来执行作业。轮式装载机1能够使用作业机6来执行挖掘作业、装载作业、运载作业及除雪作业等作业。
[0036]车身2对作业机6进行支承。车身2包括车身前部2F及车身后部2R。车身前部2F被配置为比车身后部2R靠前方。车身前部2F与车身后部2R通过铰接机构3连结。铰接机构3包括铰接缸11。铰接缸11连结车身前部2F与车身后部2R。通过铰接缸11的伸缩，车身前部2F相对于车身后部2R向左右方向弯曲。通过使车身前部2F相对于车身后部2R弯曲，能够调整轮式装载机1的行驶方向。铰接缸11例如为液压缸。
[0037]驾驶舱4支承于车身2。在实施方式中，驾驶舱4被配置于车身后部2R的上部。在驾驶舱4的内部配置有供操作员就坐的座椅、以及后述的操作装置25。
[0038]车轮5对车身2进行支承。车轮5包括前轮5F和后轮5R。前轮5F配置于后轮5R的前方。前轮5F被安装于车身前部2F。后轮5R被安装于车身后部2R。此外，在图1中仅图示了左侧的前轮5F及后轮5R。
[0039]在实施方式中，X轴与前轮5F的旋转轴CXf平行。Z轴正交于与地面200接触的前轮
5F的接地面。在轮式装载机1以直行状态行驶时，前轮5F的旋转轴CXf与后轮5R的旋转轴CXr平行。
[0040]作业机6支承于车身2。作业机6与车身前部2F连结。作业机6具有：动臂12、铲斗13、曲柄(Bell Crank)14、铲斗连杆15、升降缸18以及铲斗缸19。
[0041]动臂12的基端部可转动地连结于车身前部2F。动臂12相对于车身前部2F，以转动轴AXa为中心转动。动臂12的中间部固定有支架16。
[0042]铲斗13的基端部可转动地连结于动臂12的前端部。铲斗13相对于动臂12，以转动轴AXb为中心转动。铲斗13配置于前轮5F的前方。在铲斗13的一部分固定有支架17。
[0043]曲柄14的中间部可转动地连结于动臂12的支架16。曲柄14相对于动臂12的支架16，以转动轴AXc为中心转动。曲柄14的下端部可转动地连结于铲斗连杆15的基端部。
[0044]铲斗连杆15的前端部可转动地连结于铲斗13的支架17。铲斗连杆15相对于铲斗13的支架17，以转动轴AXd为中心转动。曲柄14通过铲斗连杆15与铲斗13连结。
[0045]升降缸18使动臂12动作。升降缸18的基端部连结于车身前部2F。升降缸18的前端部连结于动臂12。动臂12相对于升降缸18，以转动轴AXe本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种装载机械的控制系统，其为具有包含铲斗的作业机的装载机械的控制系统，其特征在于，具备控制装置，所述控制装置对在挖掘作业中通过所述铲斗挖掘出的挖掘物的第一表面进行检测；并且，基于所述第一表面的检测数据，计算挖掘中载货角，所述挖掘中载货角表示所述第一表面相对于水平面的角度；并且，基于所述挖掘中载货角，推算所述挖掘物的重量。2.根据权利要求1所述的装载机械的控制系统，其特征在于，在所述挖掘作业中，所述第一表面位于挖掘对象的表面的外侧。3.根据权利要求1或2所述的装载机械的控制系统，其特征在于，所述铲斗包括：铲刃端部、与所述铲刃端部相对的上端部、以及被规定在所述铲刃端部与所述上端部之间的开口部，所述第一表面形成为与所述上端部相连。4.根据权利要求1至3中任一项所述的装载机械的控制系统，其特征在于，所述控制装置存储挖掘物的特性数据，并基于所述挖掘中载货角以及所述特性数据，推算所述挖掘物的重量。5.根据权利要求4所述的装载机械的控制系统，其特征在于，所述控制装置基于挖掘作业后保持于所述铲斗中的挖掘物，计算所述特性数据；并且，存储所述计算出的所述特性数据。6.根据权利要求5所述的装载机械的控制系统，其特征在于，所述特性数据包括所述挖掘物的安息角。7.根据权利要求6所述的装载机械的控制系统，其特征在于，所述控制装置对所述挖掘作业后保持于所述铲斗中的所述挖掘物的第二表面进行检测；并且，基于所述第二表面的检测数据，计算相对于水平面的所述安息角。8.根据权利要求7所述的装载机械的控制系统，其特征在于，所述特性数据包括所述挖掘物的密度，所述控制装置对在所述挖掘作业后保持于所述铲斗中的所述挖掘物的第一表面进行检测；并且，基于所述第一表面的检测数据，计算挖掘后载货角，所述挖掘后载货角表示所述第一表面相对于水平面的角度；并且，基于支承所述作业机的所述装载机械的车身的角度的检测数据以及所述作业机的角度的检测数据，计算铲斗角...

【专利技术属性】
技术研发人员：大浅贵央，青岛幸司，五十岚康博，小野寺由孝，小松健浩，菊地正蔵，
申请(专利权)人：株式会社小松制作所，
类型：发明
国别省市：