(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ブーム起伏装置に作用するブーム起伏力を検出するブーム起伏力検出手段と、
ブームの姿勢を検出するブーム姿勢検出手段と、
フロントアタッチメントの自重が建設機械の負荷状態に与える影響に相関した情報を検出するフロント成分検出手段と、
前記ブーム起伏力検出手段、前記ブーム姿勢検出手段および前記フロント成分検出手段の検出結果に基づいて、建設機械の負荷状態を判別する判別手段と、
を備えることを特徴とする建設機械の負荷状態検出装置。
【請求項２】
ブーム起伏装置に作用するブーム起伏力を検出するブーム起伏力検出手段と、
ブームの姿勢を検出するブーム姿勢検出手段と、
前記ブームに支持されたフロントアタッチメント起伏装置に作用するフロント起伏力を検出するフロント起伏力検出手段と、
前記ブーム起伏力検出手段、前記ブーム姿勢検出手段および前記フロント起伏力検出手段の検出結果に基づいて、建設機械の負荷状態を判別する判別手段と、を備えることを特徴とする建設機械の負荷状態検出装置。
【請求項３】
請求項２記載の建設機械の負荷状態検出装置において、
前記ブーム姿勢検出手段にて検出された前記ブームの姿勢に基づいて、定格総荷重に対応するブーム起伏力Ｔａからブーム自重分の起伏作用力Ｔ０およびフロントアタッチメントの自重分の起伏作用力Ｔ２を除いた値（Ｔａ−Ｔ０−Ｔ２）を特定する第１特定部と、
前記ブーム姿勢検出手段にて検出されたブーム姿勢と、前記ブーム起伏力検出手段にて検出された実吊荷重に対応するブーム起伏力ＴＬと、前記フロント起伏力検出手段にて検出されたフロント起伏力Ｔ２´とに基づいて、前記実吊荷重に対応するブーム起伏力ＴＬから前記ブーム自重分の起伏作用力Ｔ０およびフロント起伏力Ｔ２´を除いた値（ＴＬ−Ｔ０−Ｔ２´）を特定する第２特定部と、
を前記判別手段が備えることを特徴とする建設機械の負荷状態検出装置。
【請求項４】
請求項３記載の建設機械の負荷状態検出装置において、
前記第１特定部にて特定された値（Ｔａ−Ｔ０−Ｔ２）と、前記第２特定部にて特定された値（ＴＬ−Ｔ０−Ｔ２´）とを比較して建設機械の負荷状態を判別する判別部を前記判別手段が備えることを特徴とする建設機械の負荷状態検出装置。
【請求項５】
請求項３記載の建設機械の負荷状態検出装置において、
前記第１特定部にて特定された値（Ｔａ−Ｔ０−Ｔ２）と、前記第２特定部にて特定された値（ＴＬ−Ｔ０−Ｔ２´）との比｛（ＴＬ−Ｔ０−Ｔ２´）／（Ｔａ−Ｔ０−Ｔ２）｝を負荷率として演算する負荷率演算部を前記判別手段が備えることを特徴とする建設機械の負荷状態検出装置。
【請求項６】
請求項５記載の建設機械の負荷状態検出装置において、
前記ブーム姿勢検出手段の検出結果に基づいて定格総荷重Ｗａを特定する定格総荷重特定部と、
前記定格総荷重特定部にて特定された定格総荷重Ｗａと前記負荷率とを乗算して実吊荷重ＷＬを求める実吊荷重演算部と、
を前記判別手段が備えることを特徴とする建設機械の負荷状態検出装置。
【請求項７】
ブーム起伏装置に作用するブーム起伏力を検出するブーム起伏力検出手段と、
ブームの姿勢を検出するブーム姿勢検出手段と、
前記ブームから独立して支持されたフロントアタッチメント起伏装置に作用するフロント起伏力を検出するフロント起伏力検出手段と、
前記フロントアタッチメントの姿勢を検出するフロント姿勢検出手段と、
前記ブーム起伏力検出手段、前記ブーム姿勢検出手段、前記フロント起伏力検出手段および前記フロント姿勢検出手段の検出結果に基づいて、建設機械の負荷状態を判別する判別手段と、
を備えることを特徴とする建設機械の負荷状態検出装置。
【請求項８】
請求項７記載の建設機械の負荷状態検出装置において、
前記ブーム姿勢検出手段および前記フロント姿勢検出手段の検出結果に基づいて、前記フロント起伏力検出手段にて検出されたフロント起伏力を作業半径方向の吊荷位置における仮想荷重ＷＦ´に換算する仮想荷重演算部を前記判別手段が備えることを特徴とする建設機械の負荷状態検出装置。
【請求項９】
請求項８記載の建設機械の負荷状態検出装置において、
前記ブーム姿勢検出手段の検出結果に基づいて定格総荷重Ｗａを特定する定格総荷重特定部と、
前記ブーム起伏力検出手段および前記ブーム姿勢検出手段の検出結果に基づいて実吊荷重ＷＬを演算する実吊荷重演算部と、
前記定格総荷重特定部にて特定された前記定格総荷重Ｗａと、前記実吊荷重演算部にて演算された実吊荷重ＷＬと、前記仮想荷重演算部にて演算された仮想荷重ＷＦ´とに基づいて建設機械の負荷状態を判別する判別部と、
を前記判別手段が備えていることを特徴とする建設機械の負荷状態検出装置。
【請求項１０】
請求項８記載の建設機械の負荷状態検出装置において、
定格総荷重Ｗａによって生じる任意の支点回りのモーメントを前記ブーム姿勢検出手段の検出結果に基づいて特定する定格総荷重モーメント特定部と、
実吊荷重ＷＬによって生じる前記支点回りのモーメントを前記ブーム起伏力検出手段および前記ブーム姿勢検出手段の検出結果に基づいて特定する実吊荷重モーメント特定部と、
前記仮想荷重ＷＦ´によって生じる前記支点回りのモーメントを前記ブーム姿勢検出手段の検出結果に基づいて特定する仮想荷重モーメント特定部と、
前記定格総荷重モーメント特定部、前記実吊荷重モーメント特定部および前記仮想荷重モーメント特定部にてそれぞれ特定されたモーメントに基づいて建設機械の負荷状態を判別する判別部と、
を前記判別手段が備えていることを特徴とする建設機械の負荷状態検出装置。
【請求項１１】
請求項１記載の建設機械の負荷状態検出装置において、
前記判別手段にて生じる誤差の補正係数の外部入力操作が可能な補正係数入力手段を備えたことを特徴とする建設機械の負荷状態検出装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、クレーン等のブームの起伏力を検出して負荷状態、例えば実吊荷重や負荷率、を求める装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
クレーン作業時の過負荷や転倒を防止する装置として、例えば特開昭５７−１３０８６号公報に記載されたものがある。この装置は、ブーム角度およびブーム起伏力を検出して下式（１）により実吊荷重ＷＬを求めている。
【数１】
ＷＬ＝｛（ＴＬ−Ｔ０）／（Ｔａ−Ｔ０）｝・Ｗａ      ……（１）
ここで、ＴＬは実吊荷重ＷＬを吊った時、荷重検出装置により検出されるブーム起伏力、Ｔ０はブーム自重分の起伏作用力、Ｔａはクレーンの定格総荷重Ｗａを吊った時に荷重検出装置により検出されるブーム起伏力である。Ｔ０，Ｔａは計算または実測により予め求められる。
【０００３】
式（１）におけるブーム角度θと各値との関係を図１３（ａ），（ｂ）に示す。なお、ブーム角度θは垂直線から下向きに測った角度であり、ブームが水平方向へ倒れるほどθは大きくなる。図１３（ａ）は定格総荷重Ｗａを吊ったときのブーム起伏力Ｔａ、ある実吊荷重ＷＬ（＜Ｗａ）を吊ったときのブーム起伏力ＴＬおよびブーム自重分の起伏作用力Ｔ０とブーム角度θとの関係を示し、（ｂ）は定格総荷重Ｗａとブーム角度θとの関係を示す。図から明らかなように式（１）の各値Ｔａ，ＴＬ，Ｔ０，Ｗａはブーム角度θにより変化し、あるブーム角度θ１のときのブーム起伏力Ｔａは（Ａ＋Ｂ）、ブーム自重分の起伏作用力Ｔ０はＡ、定格総荷重ＷａはＣである。従って、式（１）はあるブーム角度θ１のとき実吊荷重ＷＬによって発生するブーム自重分を除いた起伏作用力Ｂ´（＝ＴＬ−Ｔ０）と、定格総荷重Ｗａをによって発生するブーム自重分を除いた起伏作用力Ｂ（＝Ｔａ−Ｔ０）との比（Ｂ´／Ｂ）に定格総荷重Ｗａを乗算して実吊荷重ＷＬを求めるものである。実吊荷重ＷＬと定格総荷重Ｗａとの比（ＷＬ／ＷａまたはＴＬ／Ｔａ）が負荷率であり、その値が１を超えると過負荷となる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
掘削用のフロントアタッチメントをクレーン本体に装着したアースドリル機には、これまで上述した検出装置が設けられていなかった。アースドリルバケットにより竪孔を掘削した後、その竪孔内に鉄筋やトレミー管などを吊り込む補助作業は杭打機の機能の一種であってクレーン作業には該当しないとクレーン等安全規則で認められているためである。一方、トラックからの荷下ろし作業や施工機材の移設等はクレーン作業に該当するのでアースドリル自体で行うことができず、それらの作業時には荷役作業用のクレーンを別途準備する必要がある。しかし、クレーンが準備できない場合に上述したアースドリル機で荷役を行う可能性があり、荷役時の負荷状態を把握できるように上述した検出装置を設置することが望ましい。
【０００５】
ところが、上述したアースドリル機に上式（１）をそのまま適用すると、フロントアタッチメントの自重の影響で誤差が生じる。例えばフロントアタッチメントを支持するフロントフレームをブームから吊り下げた場合には、ブーム起伏力の検出値に含まれるフロントアタッチメントの自重分による起伏作用力がフロントアタッチメントの姿勢に応じて変化するため、ブーム起伏力とブーム角度だけでは正確な負荷状態を検出できない。また、フロントアタッチメントをブームに支持させず、クレーン車体のメインフレームやサブフレームに取り付けた場合には、フロントアタッチメントの自重の影響がブーム起伏力の検出値に現われないので大きな誤差が生じる。
【０００６】
本発明の目的は、ブームとフロントアタッチメントとを備えた建設機械の負荷状態を正確に判別できる装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
一実施例を示す図１〜図３を参照して説明すると、請求項１の発明は、ブーム起伏装置９，１４，１８に作用するブーム起伏力ＴＬを検出するブーム起伏力検出手段１５と、ブーム８の姿勢を検出するブーム姿勢検出手段１６と、フロントアタッチメント２，３の自重が建設機械の負荷状態に与える影響に相関した情報（例えば実際のフロント起伏力Ｔ２´）を検出するフロント成分検出手段１７と、ブーム起伏力検出手段１５、ブーム姿勢検出手段１６およびフロント成分検出手段１７の検出結果に基づいて、建設機械の負荷状態を判別する判別手段１３とを備えた建設機械の負荷状態検出装置により上述した目的を達成する。
請求項２の発明は、ブーム起伏装置９，１４，１８に作用するブーム起伏力ＴＬを検出するブーム起伏力検出手段１５と、ブーム８の姿勢を検出するブーム姿勢検出手段１６と、ブーム８に支持されたフロントアタッチメント起伏装置４，５に作用するフロント起伏力Ｔ２´を検出するフロント起伏力検出手段１７と、ブーム起伏力検出手段１５、ブーム姿勢検出手段１６およびフロント起伏力検出手段１７の検出結果に基づいて、建設機械の負荷状態を判別する判別手段１３とを備えた建設機械の負荷状態検出装置により上述した目的を達成する。
請求項３の発明は請求項２の負荷状態検出装置に適用され、ブーム姿勢検出手段１６にて検出されたブーム８の姿勢に基づいて、定格総荷重に対応するブーム起伏力Ｔａからブーム自重分の起伏作用力Ｔ０およびフロントアタッチメントの自重分の起伏作用力Ｔ２を除いた値（Ｔａ−Ｔ０−Ｔ２）を特定する第１特定部２３ｂと、ブーム姿勢検出手段１６にて検出されたブーム姿勢と、ブーム起伏力検出手段１５にて検出された実吊荷重に対応するブーム起伏力ＴＬと、フロント起伏力検出手段１７にて検出されたフロント起伏力Ｔ２´とに基づいて、実吊荷重に対応するブーム起伏力ＴＬからブーム自重分の起伏作用力Ｔ０およびフロント起伏力Ｔ２´を除いた値（ＴＬ−Ｔ０−Ｔ２´）を特定する第２特定部２３ａ，２４，２５，２６ａとを判別手段１３が備えている。
請求項４の発明は請求項３の負荷状態検出装置に適用され、第１特定部２３ｂにて特定された値（Ｔａ−Ｔ０−Ｔ２）と、第２特定部２３ａ，２４，２５，２６ａにて特定された値（ＴＬ−Ｔ０−Ｔ２´）とを比較して建設機械の負荷状態を判別する判別部２８を判別手段１３が備えている。
請求項５の発明は請求項３の負荷状態検出装置に適用され、第１特定部２３ｂにて特定された値（Ｔａ−Ｔ０−Ｔ２）と、第２特定部２３ａ，２４，２５，２６ａにて特定された値（ＴＬ−Ｔ０−Ｔ２´）との比｛（ＴＬ−Ｔ０−Ｔ２´）／（Ｔａ−Ｔ０−Ｔ２）｝を負荷率として演算する負荷率演算部２６ｂを判別手段１３が備えている。
請求項６の発明は請求項５の負荷状態検出装置に適用され、ブーム姿勢検出手段１６の検出結果に基づいて定格総荷重Ｗａを特定する定格総荷重特定部２３ｃと、定格総荷重特定部２３ｃにて特定された定格総荷重Ｗａと負荷率とを乗算して実吊荷重ＷＬを求める実吊荷重演算部２６ｃとを判別手段１３が備えている。
図４〜図７を参照して説明すると、請求項７の発明は、ブーム起伏装置３２に作用するブーム起伏力ＴＬを検出するブーム起伏力検出手段３４と、ブーム３１の姿勢を検出するブーム姿勢検出手段４１，４２と、ブーム３１から独立して支持されたフロントアタッチメント起伏装置３３に作用するフロント起伏力ＴＦを検出するフロント起伏力検出手段３５と、フロントアタッチメント２，３（油圧シリンダ３６，３７等の付属要素を含む）の姿勢を検出するフロント姿勢検出手段４０と、ブーム起伏力検出手段３４、ブーム姿勢検出手段４１，４２、フロント起伏力検出手段３５およびフロント姿勢検出手段４０の検出結果に基づいて、建設機械の負荷状態を判別する判別手段４３とを備えた建設機械の負荷状態検出装置により上述した目的を達成する。
請求項８の発明は請求項７の負荷状態検出装置に適用され、ブーム姿勢検出手段４１，４２およびフロント姿勢検出手段４０の検出結果に基づいて、フロント起伏力検出手段３５にて検出されたフロント起伏力ＴＦを作業半径方向の吊荷位置における仮想荷重ＷＦ´に換算する仮想荷重演算部５０ｄ，５２，５３，５６ａ，５６ｂ，５６ｃを判別手段４３が備えている。
請求項９の発明は請求項８の負荷状態検出装置に適用され、ブーム姿勢検出手段４１，４２の検出結果に基づいて定格総荷重Ｗａを特定する定格総荷重特定部５０ｃと、ブーム起伏力検出手段３４およびブーム姿勢検出手段４１，４２の検出結果に基づいて実吊荷重ＷＬを演算する実吊荷重演算部５０ａ，５０ｂ，５０ｃ，５１，５４ａ，５４ｂ，５４ｃ，５４ｄと、定格総荷重特定部５０ｃにて特定された定格総荷重Ｗａと、実吊荷重演算部５０ａ，５０ｂ，５０ｃ，５１，５４ａ，５４ｂ，５４ｃ，５４ｄにて演算された実吊荷重ＷＬと、仮想荷重演算部５０ｄ，５２，５３，５６ａ，５６ｂ，５６ｃにて演算された仮想荷重ＷＦ´とに基づいて建設機械の負荷状態を判別する判別部５７ａ，５７ｂ，５８とを判別手段４３が備えている。
図１１および図１２を参照して説明すると、請求項１０の発明は請求項８の負荷状態検出装置に適用され、定格総荷重Ｗａによって生じる任意の支点Ｏ１回りのモーメント（Ｔａ・ＬＰ）をブーム姿勢検出手段４１，４２の検出結果に基づいて特定する定格総荷重モーメント特定部８０ａ，８０ｂ，８１ｂと、実吊荷重ＷＬによって生じる上記支点Ｏ１回りのモーメント（ＴＬ・ＬＰ）をブーム起伏力検出手段３４およびブーム姿勢検出手段４２の検出結果に基づいて特定する実吊荷重モーメント特定部５１，８０ａ，８１ａと、演算された仮想荷重ＷＦ´によって生じる上記支点Ｏ１回りのモーメント（ＷＦ´・ＬＸ）をブーム姿勢検出手段４１，４２の検出結果に基づいて特定する仮想荷重モーメント特定部８０ｃ，８２と、定格総荷重モーメント特定部８０ａ，８０ｂ，８１ｂ、実吊荷重モーメント特定部５１，８０ａ，８１ａおよび仮想荷重モーメント特定部８０ｃ，８２にてそれぞれ特定されたモーメントに基づいて建設機械の負荷状態を判別する判別部８３ａ，８３ｂ，８４，８５とを判別手段７３が備えている。
図４を参照して説明すると、請求項１１の発明は請求項１の建設機械の負荷状態検出装置に適用され、判別手段４３にて生じる誤差の補正係数ｋ１，ｋ２の外部入力操作が可能な補正係数入力手段５５ａ，５５ｂを備えている。
【０００８】
【作用】
請求項１の発明では、フロントアタッチメント２，３の自重が建設機械の負荷状態に与える影響に相関した情報がフロント成分検出手段１７で検出される。そして、判別手段１３では、ブーム起伏力検出手段１５およびブーム姿勢検出手段１６にてそれぞれ検出されたブーム起伏力ＴＬおよびブーム姿勢の他に、フロント成分検出手段１７の検出結果も考慮されて建設機械の負荷状態が判別される。
請求項２の発明が対象とする建設機械では、フロントアタッチメント起伏装置４，５がブーム８に支持されているため、ブーム起伏力検出手段１５にて検出されるブーム起伏力ＴＬにはフロントアタッチメント２，３（油圧シリンダ３６，３７等の付属要素を含む）の自重分の起伏作用力が含まれ、その実際値はフロントアタッチメント２，３の姿勢に応じて変化する。ここで、請求項２の発明では、実際のフロント起伏力Ｔ２´がフロント起伏力検出手段１７で検出されるので、その検出結果をブーム起伏力検出手段１５およびブーム姿勢検出手段１６の検出結果とともに判別手段１３で考慮して正確な負荷状態を把握できる。
請求項３の発明では、第２特定部２３ａ，２４，２５，２６ａにて特定される値（ＴＬ−Ｔ０−Ｔ２´）が、ブーム起伏装置に作用するブーム起伏力に含まれた実吊荷重ＷＬと比例する成分に相当する。この値には実際のフロント起伏力Ｔ２´が考慮されているので、第１特定部２３ｂにて特定される値（Ｔａ−Ｔ０−Ｔ２）と比較すれば過負荷か否かを正確に判別できる。また、各特定部で特定された値（Ｔａ−Ｔ０−Ｔ２），（ＴＬ−Ｔ０−Ｔ２´）の比｛（ＴＬ−Ｔ０−Ｔ２´）／（Ｔａ−Ｔ０−Ｔ２）｝を求めれば、実際のフロント起伏力Ｔ２´を考慮した正確な負荷率が判明する。
請求項４の発明では、判別部２８の判別結果に基づいて、実際のフロント起伏力Ｔ２の影響を考慮した正確な負荷状態を検出できる。
請求項５の発明では、負荷率演算部２６ｂの演算結果に基づいて、実際のフロント起伏力Ｔ２の影響を考慮した正確な負荷率を検出できる。
請求項６の発明では、実吊荷重演算部２６ｃの演算結果に基づいて、実際のフロント起伏力Ｔ２の影響を考慮した正確な実吊荷重ＷＬを検出できる。
請求項７の発明が対象とする建設機械では、フロントアタッチメント２，３の起伏装置３３がブーム３１から独立して支持されているので、ブーム起伏力検出手段３４にて検出されるブーム起伏力ＴＬにはフロントアタッチメント２，３の自重の影響が現われない。ここで、請求項７の発明では、実際のフロント起伏力ＴＦがフロント起伏力検出手段３５で検出され、フロントアタッチメント２，３の姿勢がフロント姿勢検出手段４０で検出されるので、これらの検出結果からフロントアタッチメント２，３の自重が建設機械の負荷状態に与える影響を特定し、その結果をブーム起伏力検出手段３４およびブーム姿勢検出手段４１，４２の検出結果とともに判別手段４３で考慮して正確な負荷状態を検出できる。
請求項８の発明では、実吊荷重ＷＬと仮想荷重ＷＦ´とが吊荷位置に作用すると見做すだけでフロントアタッチメント２，３の自重が建設機械の負荷状態に与える影響を考慮できる。
請求項９の発明では、定格総荷重Ｗａから仮想荷重ＷＦ´を引いた値が吊り上げ可能な実吊荷重ＷＬの最大値に相当するので、三種類の荷重Ｗａ，ＷＬ，ＷＦ´により負荷状態を検出できる。
請求項１０の発明では、実吊荷重ＷＬと仮想荷重ＷＦ´とによって支点Ｏ１の回りにそれぞれ生じるモーメントの和｛（ＴＬ・ＬＰ）＋（ＷＦ´・ＬＸ）｝が、定格総荷重Ｗａと仮想荷重ＷＦ´とによって支点Ｏ１の回りにそれぞれ生じるモーメントの和｛（Ｔａ・ＬＰ）＋（ＷＦ´・ＬＸ）｝を超えると過負荷となる関係があるので、三種類のモーメントから負荷状態を検出できる。
請求項１１の発明では、補正係数入力手段５５ａ，５５ｂから適切な補正係数ｋ１，ｋ２を入力することで、ブームやフロントフレームのたわみ等で生じる誤差を補正できる。
【０００９】
なお、本発明の構成を説明する上記課題を解決するための手段と作用の項では、本発明を分かり易くするために実施例の図を用いたが、これにより本発明が実施例に限定されるものではない。
【００１０】
【実施例】
−第１実施例−
図１〜図３により本発明の第１実施例を説明する。図２は本実施例が適用されるアースドリル機を示すものである。２１は下部走行体で、その上部には旋回輪２２を介して上部旋回体１が旋回自在に取り付けられている。上部旋回体１の前部にはブーム８が起伏可能に取り付けられている。ブーム８の上端はペンダントロープ９を介してブーム起伏ロープ１４に支持されている。ブーム起伏ウインチ１８によりブーム起伏ロープ１４の繰り出し長さを変化させるとブーム８が起伏する。
【００１１】
３はケリードライブ装置２を支持するフロントフレームである。フロントフレーム３はブーム８の前方に位置し、その下端が上部旋回体１またはブーム８の下部と回動自在に連結されている。フロントフレーム３の上部は、ブーム８の内部から繰り出されたフロント起伏ロープ４により支持されている。油圧シリンダ５を伸縮させてフロント起伏ロープ４の繰り出し長さを変化させるとフロントフレーム３が起伏する。ケリードライブ装置２はケリーバ６を回転駆動する。ケリーバ６は、ユニバーサルジョイント６ａを介してケリーロープ７と接続されている。ケリーロープ７はブーム８の上端を経由して主巻ウインチ１９に巻き取られている。竪孔の掘削時にはフロント起伏ロープ４が図示位置よりも繰り出され、ケリーバ６の下端に掘削バケット（不図示）が取り付けられる。竪孔掘削後、補巻フック１０から鉄筋やトレミー管の吊荷１００（図では模式的に示す）を吊り下げて竪孔内に建て込むときは、ケリーバ６から掘削バケットが取り外され、フロントフレーム３が図示のようにブーム８側に引き寄せられる。なお、補巻フック１０を支持する補巻ロープ１１はブーム８の上端を経由して補巻ウインチ２０に巻き取られる。
【００１２】
上記のアースドリル機において、ブーム起伏ロープ１４の張力が荷重検出器１５で検出され、ブーム８の角度がブーム側面の角度検出器１６にて検出され、フロント起伏ロープ４の張力が荷重検出器１７にて検出される。これらの検出器１５〜１７の検出信号は運転室１２の内部に設置された演算装置１３に導かれる。なお、ブーム角度の取り方は上述した従来例と同じく垂直線から下向きに測った角度である。
【００１３】
演算装置１３の詳細を図１に示す。上述した角度検出器１６からのブーム角度θに対応した信号は関数発生器２３ａ，２３ｂ，２３ｃに入力される。関数発生器２３ａはブーム角度θの検出値に対応するブーム自重分の起伏作用力Ｔ０を出力する。関数発生器２３ｂは、定格総荷重を吊ったときのブーム起伏力Ｔａからブーム８の自重分の起伏作用力Ｔ０およびフロント自重分の起伏作用力Ｔ２を減算した値（Ｔａ−Ｔ０−Ｔ２）をブーム角度θの検出値と対応させて出力する。なお、フロント自重分の起伏作用力Ｔ２は、ブーム起伏力Ｔａのうち、フロントフレーム３およびこれに取り付けられる各種機器類（例えばケリードライブ装置２）の自重の影響で変化する成分に相当する。関数発生器２３ｃはブーム角度θに対応する定格総荷重Ｗａを出力する。
【００１４】
ブーム角度θと関数発生器２３ａ〜２３ｃの出力との関係を図３に示す。図３（ａ）は、定格総荷重Ｗａを吊ったときのブーム起伏力Ｔａ、実吊荷重ＷＬに対するブーム起伏力ＴＬ、ブーム起伏力Ｔａ，ＴＬに共通して含まれるブーム自重分およびフロント自重分の起伏作用力Ｔ０，Ｔ２とブーム角度θとの関係を示し、同図（ｂ）は定格総荷重Ｗａとブーム角度θとの関係を示している。例えばブーム角度がθ１のとき、関数発生器２３ａは図３（ａ）に従ってブーム自重分の起伏作用力Ｔ０＝Ａを出力し、関数発生器２３ｂは図３（ａ）に従って（Ｔａ−Ｔ０−Ｔ２）＝Ｂを出力し、関数発生器２３ｃは図３（ｂ）に従って定格総荷重Ｗａ＝Ｃを出力する。なお、図３（ａ），（ｂ）に示す線図は予め計算または実測により求められる。Ｄがブーム角度θ１のときのフロント自重分の起伏作用力Ｔ２である。
【００１５】
図１に示すように荷重検出器１５，１７の検出信号はそれぞれ増幅器２４，２５に入力される。増幅器２４は荷重検出器１５の検出信号を増幅して関数発生器２３ａ〜２３ｃの出力信号とレベル合せするもので、その出力がブーム起伏力の実際値ＴＬである。増幅器２５は荷重検出器１７の検出信号を増幅して関数発生器２３ａ〜２３ｃの出力信号とレベル合せするもので、その出力がフロント起伏力の実際値Ｔ２´である。以上の関数発生器２３ａ〜２３ｃおよび増幅器２４，２５の出力からアースドリル機の負荷状態を判別するため、減算器２６ａ，除算器２６ｂ，乗算器２６ｃおよび比較器２８が設けられている。減算器２６ａは、増幅器２４から出力されるブーム起伏力の実際値ＴＬからブーム自重分の起伏作用力Ｔ０およびフロント起伏力の実際値Ｔ２´を減算した値（ＴＬ−Ｔ０−Ｔ２´）を出力する。除算器２６ｂは減算器２６ａの演算値（ＴＬ−Ｔ０−Ｔ２´）を関数発生器２３ｂの演算値（Ｔａ−Ｔ０−Ｔ２）で除算する。乗算器２６ｃは除算器２６ｂの演算値に関数発生器２３ｃから出力される定格総荷重Ｗａを乗算する。すなわち、乗算器２６ｃは下式（２）に従って実吊荷重ＷＬを求める。
【数２】
ＷＬ＝｛（ＴＬ−Ｔ０−Ｔ２´）／（Ｔａ−Ｔ０−Ｔ２）｝・Ｗａ  ……（２）
求められた実吊荷重ＷＬはメータ２７により表示される。上式（２）にはフロント起伏力の実際値Ｔ２´が加味されているので、フロントフレーム３の姿勢に応じた重心位置の変化が反映されて正確な実吊荷重ＷＬが得られる。
【００１６】
また、関数発生器２３ｂの出力（Ｔａ−Ｔ０−Ｔ２）に対する減算器２６ａの演算値（ＴＬ−Ｔ０−Ｔ２´）の比は定格総荷重Ｗａに対する実吊荷重ＷＬの比に相当する。比較器２８は関数発生器２３ｂの出力（Ｔａ−Ｔ０−Ｔ２）と減算器２６ａの演算値（ＴＬ−Ｔ０−Ｔ２´）とを大小比較し、（ＴＬ−Ｔ０−Ｔ２´）＞（Ｔａ−Ｔ０−Ｔ２）のとき過負荷として警告信号Ｓｗを出力する。この警告信号Ｓｗが警告器２９に入力されると警告が行われる。警告器２９にはブザーや警告灯を用いることができる。なお、ブーム起伏ウインチ１８や主巻ウインチ１９の駆動回路に警告信号Ｓｗを入力してブーム８やフロントフレーム３の起伏動作を停止させてもよい。この場合、ブーム８やフロントフレーム３の危険側動作、すなわち負荷率が大きくなる方向への動作のみを禁止し、負荷率が小さくなる方向への動作は許容してもよい。除算器２６ｂの演算値｛（ＴＬ−Ｔ０−Ｔ２´）／（Ｔａ−Ｔ０−Ｔ２）｝は負荷率を示し、その値はメータ３０で表示される。
【００１７】
なお、ブーム角度θによって吊荷１００の位置から建設機械の任意の支点（例えば転倒支点）までの水平距離を特定し、その距離に関数発生器２３ｃから出力される定格総荷重Ｗａと、乗算器２６ｃにて演算された実吊荷重ＷＬとを乗算して支点回りのモーメントを演算し、それらのモーメントを比較しても過負荷か否かを判定できる。
【００１８】
第１実施例ではブーム角度θに基づいて演算を行ったが、ブーム角度と相関した値、例えば作業半径に基づいて演算を行ってもよい。ブーム長さが変化する場合には、ブーム長さを入力する入力器あるいはブーム長さの検出器を設け、ブーム長さとブーム角度とからブーム姿勢を特定する。ブームを油圧シリンダで起伏させる場合には、その油圧シリンダの駆動圧からブーム起伏力を求めてもよい。荷重検出器１７に代え、油圧シリンダ５の駆動圧を検出してフロント起伏力の実際値Ｔ２´を求めてもよい。
【００１９】
第１実施例では、ペンダントロープ９、ブーム起伏ロープ１４およびブーム起伏ウインチ１８がブーム起伏装置を、荷重検出器１５がブーム起伏力検出手段を、角度検出器１６がブーム姿勢検出手段を、荷重検出器１７がフロント成分検出手段およびフロント起伏力検出手段を、演算装置１３が判別手段を、関数発生器２３ｂが第１特定部を、関数発生器２３ａ，増幅器２４，２５および減算器２６ａが第２特定部を、比較器２８が判別部を、除算器２６ｂが負荷率演算部を、関数発生器２３ｃが定格総荷重特定部を、乗算器２６ｃが実吊荷重演算部をそれぞれ構成する。
【００２０】
−第２実施例−
図４〜図７により第２実施例を説明する。なお、図４〜図７において図１〜図３と共通する部分には同一符号を付してある。図５は本実施例が適用されるアースドリル機を示すものである。第１実施例のアースドリル機と本実施例のアースドリル機との主たる相違点は、ブーム３１がその長手方向に伸縮可能でかつ油圧シリンダ３２にて起伏駆動されるテレスコピックブームである点、およびフロントフレーム３が上部旋回体１に支持された油圧シリンダ３３にて起伏駆動される点である。従って、ブーム３１にはフロントフレーム３の支持力が作用しない。図６はフロントフレーム３の上部の詳細をしている。フロントフレーム３は、上フレーム３ａと下フレーム３ｂとをピン３ｃにより回動自在に連結したものである。油圧シリンダ３６の伸縮により上フレーム３ａと下フレーム３ｂとの相対角度が変化する。ケリードライブ装置２は上フレーム３ａの上部に取り付けられ、油圧シリンダ３７により上フレーム３ａに対して昇降駆動される。
【００２１】
次に、図７を参照して本実施例における負荷状態の検出原理を説明する。フロントアタッチメントの総重量（ケリードライブ装置２や油圧シリンダ３６，３７を含む）をＷＦ、フロントアタッチメントの重心から下フレーム３ｂの回動支点Ｏ２までの水平距離をＬＷ、ケリーバ６が垂直に戻ろうとする復元力をＦ、ケリーバ６とケリードライブ装置２との係合位置から回動支点Ｏ２までの復元力Ｆと直交する方向の距離をｈＦ、油圧シリンダ３３の軸線から回動支点Ｏ２までの距離をＬＦとしたとき、フロントフレーム３３の回動支点Ｏ２の回りのモーメントの釣り合いから油圧シリンダ３に作用するフロント起伏力ＴＦは次式（３）で与えられる。
【数３】
ＴＦ＝（ＷＦ・ＬＷ＋Ｆ・ｈＦ）／ＬＦ      ……（３）
【００２２】
いま、フロントアタッチメントの重量ＷＦとケリーバ６の復元力Ｆによって生じる転倒モーメント荷重を吊荷１００の位置の仮想荷重ＷＦ´に置き換えて考えると、この仮想荷重ＷＦ´は次式（４）にて与えられる。
【数４】
ＷＦ´＝ｋ１・ＴＦ・ＬＦ／Ｌｒ          ……（４）
なお、ｋ１はブーム３１のたわみ等で発生する誤差を補正する係数、Ｌｒは吊荷１００の位置から回動支点Ｏ２までの水平距離である。
【００２３】
また、本実施例のアースドリル機では油圧シリンダ３２に作用するブーム起伏力ＴＬにフロントフレーム３の自重成分が含まれない。従って、吊荷１００の実吊荷重ＷＬは上述した（１）式に補正係数ｋ２を考慮した次式（５）で求められる。
【数５】
ＷＬ＝ｋ２・｛（ＴＬ−Ｔ０）／（Ｔａ−Ｔ０）｝・Ｗａ      ……（５）
なお、Ｗａはフロントアタッチメントの自重で発生する転倒モーメント荷重の影響を考慮しないときの定格総荷重である。Ｔａは定格総荷重Ｗａが作用するときのブーム起伏力、Ｔ０はブーム起伏力に含まれるブーム自重分の起伏作用力である。
【００２４】
以上の（４）式および（５）式によって実吊荷重ＷＬおよび仮想荷重ＷＦ´を求め、定格総荷重Ｗａと仮想荷重ＷＦ´との差（Ｗａ−ＷＦ´）と実吊荷重ＷＬとを大小比較すれば過負荷か否かを判別できる。また、上記の差（Ｗａ−ＷＦ´）に対する実吊荷重ＷＬの比｛ＷＬ／（Ｗａ−ＷＦ´）｝を演算すれば、その値が負荷率を表わす。
【００２５】
以上の演算手順を実現するため、図５および図７に示すように油圧シリンダ３２および油圧シリンダ３３に作用するブーム起伏力ＴＬおよびフロント起伏力Ｔがロードセル３４，３５にてそれぞれ検出される。また、（４）式の距離ＬＦを特定するために下フレーム３ｂの角度（以下、フロント角度と呼ぶ。）が角度検出器４０で検出され、距離Ｌｒを特定するためにブーム３１の長さおよび角度が長さ計４１および角度検出器４２でそれぞれ検出される。これらの検出器類３４，３５，４０〜４２の検出信号は運転室１２内の演算装置４３へ導かれる。
【００２６】
演算装置４３の詳細を図４に示す。上述した長さ計４１および角度検出器４２からのブーム長さＬＢおよびブーム角度θＢに対応した信号は関数発生器５０ａ〜５０ｄに入力される。関数発生器５０ａはブーム長さＬＢおよびブーム角度θＢの検出値に対応するブーム自重分の起伏作用力Ｔ０を出力する。関数発生器５０ｂは定格総荷重Ｗａを吊ったときのブーム起伏力Ｔａからブーム３１の自重分の起伏作用力Ｔ０を減算した値（Ｔａ−Ｔ０）をブーム長さＬＢおよびブーム角度θＢに対応させて出力する。関数発生器５０ｃはブーム長さＬＢおよびブーム角度θＢに対応する定格総荷重Ｗａを出力する。関数発生器５０ｄはブーム長さＬＢおよびブーム角度θＢに対応する距離Ｌｒを出力する。なお、ブーム長さが一定のときの上記の各出力値の関係とブーム角度θＢとの関係は図１３の例と同じである。ブーム長さが変化すると各値Ｔａ，Ｔ０，ＴＬ，Ｗａに対応した曲線も変化する。これらの線図は予め計算または実測にて求められる。ロードセル３４，３５の信号はそれぞれ増幅器５１，５２により関数発生器５０ａ〜５０ｄの出力信号とレベル合せされる。また、角度検出器４０からのフロント角度θＦに対応した信号は関数発生器５３に入力される。関数発生器５３はフロント角度θＦに対応した距離ＬＦを出力する。フロント角度θＦと距離ＬＦとの関係は予め計算または実測により求められている。
【００２７】
増幅器５１から出力されるブーム起伏力の実際値ＴＬと関数発生器５０ａから出力されるブーム自重分の起伏作用力Ｔ０との差（ＴＬ−Ｔ０）が減算器５４ａにて演算され、その演算値が除算器５４ｂにより関数発生器５０ｂから出力される値（Ｔａ−Ｔ０）で除算される。除算器５４ｂの演算値と係数入力器５５ｂから入力された補正係数ｋ２との積が乗算器５４ｃで演算され、その演算値と関数発生器５０ｃから出力された定格総荷重Ｗａとの積が乗算器５４ｄで演算される。以上により上式（５）に従って実吊荷重ＷＬが求められる。得られた実吊荷重ＷＬはメータ６０にて表示される。また、増幅器５２から出力されるフロント起伏力の実際値ＴＦと関数発生器５３から出力される距離ＬＦとの積が乗算器５６ａで演算され、その演算値が除算器５６ｂにて関数発生器５０ｄから出力される距離Ｌｒで除算される。除算器５６ｂの演算値と係数入力器５５ａから入力された補正係数ｋ１との積が乗算器５６ｃで演算される。以上により上式（４）に従って仮想荷重ＷＦ´が求められる。係数入力器５５ａ，５５ｂはオペレータが補正係数ｋ１，ｋ２を任意に設定するもので、例えば運転室１２内に設置される。
【００２８】
関数発生器５０ｃから出力される定格総荷重Ｗａと乗算器５６ｃで演算された仮想荷重ＷＦ´との差（Ｗａ−ＷＦ´）が減算器５７ａで演算され、乗算器５４ｄから出力される実吊荷重ＷＬを減算器５７ａの演算値で除算した値｛ＷＬ／（Ｗａ−ＷＦ´）｝が除算器５７ｂで求められる。除算器５７ｂの演算結果は負荷率を表わし、その値はメータ６１にて表示される。また、演算された負荷率は関数発生器５８にも導かれる。関数発生器５８は、負荷率が予警告領域（例えば０．９以上１．０未満）のとき予警告信号Ｓｗ１を出力し、負荷率が過負荷領域（例えば１．０以上）のとき警告信号Ｓｗ２を出力する。予警告信号Ｓｗ１が出力されると警告器６２にて予警告が行われる。警告信号Ｓｗ２が出力されると警告器６２にて警告が行われるとともに、駆動回路６３によるブーム３１やフロントフレーム３の駆動が自動的に停止される。なお、第１実施例と同様にブーム３１やフロントフレーム３の危険側動作のみを禁止してもよい。
【００２９】
第２実施例では、油圧シリンダ３２がブーム起伏装置を、ロードセル３４がブーム起伏力検出手段を、ブーム長さ計４１および角度検出器４２がブーム姿勢検出手段を、ロードセル３５，角度検出器４０，ブーム長さ計４１および角度検出器４２がフロント成分検出手段を、演算装置４３が判別手段を、油圧シリンダ３３がフロントアタッチメント起伏装置を、ロードセル３５がフロント起伏力検出手段を、関数発生器５０ｄ，増幅器５２，関数発生器５３，乗算器５６ａ，除算器５６ｂ，除算器５６ｃが仮想荷重演算部を、関数発生器５０ｃが定格総荷重特定部を、関数発生器５０ａ，５０ｂ，５０ｃ，増幅器５１，減算器５４ａ，除算器５４ｂ，乗算器５４ｃ，５４ｄが実吊荷重特定部を、減算器５７ａ，除算器５７ｂ，比較器５８が判別部を、係数入力器５５ａ，５５ｂが補正係数入力手段を、それぞれ構成する。
【００３０】
なお、第２実施例では仮想荷重ＷＦ´を吊荷１００の位置に想定し、この値を定格総荷重Ｗａから減算して吊り上げ可能な実吊荷重ＷＬの最大値を求めたが、仮想荷重ＷＦ´を油圧シリンダ３２に作用するフロント自重分の起伏作用力に置き換えてもよい。例えば、ある特定のブーム長さのとき図８に示すように定格総荷重に対するブーム起伏力Ｔａ、実吊荷重に対するブーム起伏力ＴＬ、およびブーム自重分の起伏作用力Ｔ０がブーム角度に応じて変化する場合、ブーム角度がθ１であれば、ブーム起伏力ＴＬはブーム自重分の起伏作用力Ｔ０＝Ａと、吊荷の荷重に対応した起伏作用力Ｂとの和（Ａ＋Ｂ）である。一方、仮想荷重ＷＦ´をフロント自重分の起伏作用力ＴＦ´に置換して考えれば、ブーム角度θ１のとき定格総荷重に対応したブーム起伏力Ｔａからブーム自重分の起伏作用力Ｔ０＝Ａと、フロント自重分の仮想起伏作用力ＴＦ´＝Ｄとを減算した値Ｂ´が吊り上げ可能な実吊荷重の最大値に対応した起伏作用力である。この場合、負荷率は下式（６）で得られる。
【数６】
負荷率＝（Ｔａ−Ｔ０−ＴＦ´）／（ＴＬ−Ｔ０）……（６）
【００３１】
また、第２実施例ではテレスコピック式のブーム３１の例を示したが、それ以外のアースドリル機でも、フロントフレームの支持力がブームに作用しない場合には本実施例によって負荷状態を判別できる。その一例を図９に示す。図９のアースドリル機ではラチス式のブーム７１が第１実施例と同じくペンダントロープ９を介してブーム起伏ロープ１４に支持され、フロントフレーム３の上フレーム３ａがＡフレーム７２に取り付けられた油圧シリンダ７３にて起伏駆動される。従って、ロープ１４に作用するブーム起伏力をロードセル３４で検出し、油圧シリンダ７３に作用するフロント起伏力をロードセル３５で検出すればよい。油圧シリンダ７３の軸線と下フレーム３ｂの回動支点Ｏ２までの距離ＬＦは、下フレーム３ｂの機体に対する角度および上フレーム３ａと下フレーム３ｂとの相対角度に応じて変化するので、下フレーム３ｂの角度と油圧シリンダ３６のストロークを検出して特定する。なお、図９に対応した負荷の作用状態を図１０に模式的に示す。
【００３２】
−第３実施例−
図１１および図１２により本発明の第３実施例を説明する。この実施例は、上述した図５および図６に示すアースドリル機を対象とし、負荷状態の演算手順を第２実施例から変更したものである。図１１および図１２において図４〜図７との共通部分には同一符号を付してある。
【００３３】
図１２において、吊荷１００から回動支点Ｏ１までの水平距離をＬＸ、油圧シリンダ３２の軸線から回動支点Ｏ１までの距離をＬＰとしたとき、定格総荷重Ｗａに対応して油圧シリンダ３２に作用するブーム起伏力Ｔａと、上式（４）で求められる仮想荷重ＷＦ´とによってブーム３１の回動支点Ｏ１の回りに生じるモーメントＭは次式（７）で与えられる。
【数７】
Ｍ＝Ｔａ・ＬＰ＋ＷＦ´・ＬＸ        ……（７）
また、任意の実吊荷重ＷＬを吊ったときに油圧シリンダ３２に作用するブーム起伏力ＴＬと、仮想荷重ＷＦ´とによって回動支点Ｏ１の回りに生じるモーメントＭ´は次式（８）で与えられる。
【数８】
Ｍ´＝ＴＬ・ＬＰ＋ＷＦ´・ＬＸ      ……（８）
【００３４】
上式（７）および（８）とから回動支点Ｏ１の回りのモーメントの比は、
【数９】
Ｍ´／Ｍ＝（ＴＬ・ＬＰ＋ＷＦ´・ＬＸ）／（Ｔａ・ＬＰ＋ＷＦ´・ＬＸ）……（９）
で与えられる。この値が１を超えると過負荷である。
【００３５】
以上の演算手順を実現するため、本実施例は第２実施例の演算装置４３に代えて図１１の演算装置７３を備えている。なお、図４との共通部分は説明を省略する。演算装置７３では、角度検出器４２の検出信号が関数発生器８０ａ〜８０ｃおよび５０ｄに、長さ計４１の検出信号が関数発生器８０ｂ，８０ｃおよび５０ｄにそれぞれ入力される。関数発生器８０ａはブーム角度θＢの検出値に対応して距離ＬＰを出力する。関数発生器８０ｂは定格総荷重に対応したブーム起伏力Ｔａをブーム長さＬＢおよびブーム角度θＢの検出値に対応付けて出力する。関数発生器８０ｃはブーム長さＬＢおよびブーム角度θＢの検出値に対応して距離ＬＸを出力する。これらの関数発生器８０ａ〜８０ｃの入力と出力との関係は予め計算または実測で求められる。
【００３６】
増幅器５１から出力されるブーム起伏力の実際値ＴＬおよび関数発生器８０ｂから出力される定格総荷重に対応したブーム起伏力Ｔａと、関数発生器８０ａから出力される距離ＬＰとが乗算器８１ａ，８１ｂでそれぞれ乗算される。関数発生器５６ｃから出力される仮想荷重ＷＦ´と関数発生器８０ｃから出力される距離ＬＸとが乗算器８２で乗算される。乗算器８１ａ，８１ｂの演算値と、乗算器８２の演算値とが加算器８３ａ，８３ｂそれぞれ加算され、除算器８４により加算器８３ａの演算値が加算器８３ｂの演算値で除算される。除算器８４の演算が上式（９）に相当する。除算器８４の演算値は関数発生器８５に導かれる。関数発生器８５は、除算器８４の演算値が予警告領域（例えば０．９以上１．０未満）のとき予警告信号Ｓｗ１を出力し、負荷率が過負荷領域（例えば１．０以上）のとき警告信号Ｓｗ２を出力する。予警告信号Ｓｗ１が出力されると警告器６２にて予警告が行われる。警告信号Ｓｗ２が出力されると警告器６２にて警告が行われるとともに、駆動回路６３によるブーム３１やフロントフレーム３の駆動が自動的に停止される。なお、第１実施例や第２実施例と同様にブーム３１やフロントフレーム３の危険側動作のみを禁止してもよい。
【００３７】
第３実施例では、関数発生器８０ａ，８０ｂ，乗算器８１ｂが定格総荷重モーメント特定部を、増幅器５１，関数発生器８０ａ，乗算器８１ａが実吊荷重モーメント特定部を、関数発生器８０ｃ，乗算器８２が仮想荷重モーメント特定部を、加算器８３ａ，８３ｂ，除算器８４，比較器８５が判別部をそれぞれ構成する。
【００３８】
なお、第３実施例ではブーム起伏力Ｔａ，ＴＬおよび仮想荷重ＷＦ´によるブーム３１の回動支点Ｏ１の回りのモーメントを求めたが、他の任意の点（例えば転倒支点）回りのモーメントについて演算してもよい。テレスコピック式のブーム３１を備えたアースドリル機に限らず、他の機械、例えば図９のアースドリル機にも適用できる点は第２実施例と同様である。
【００３９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、フロントアタッチメントの自重が建設機械の負荷状態に与える影響が考慮されて負荷状態が判別されるので、負荷状態の検出精度が向上する。
請求項２の発明によれば、フロントアタッチメント起伏装置がブームに支持された構造の建設機械において、フロントアタッチメント起伏装置に作用するフロント起伏力が検出され、その検出結果に基づいて負荷状態が判別されるので、負荷状態を正確に検出できる。請求項３の発明によれば、ブーム起伏装置に作用するブーム起伏力のうち、実吊荷重に比例して変化する成分を正確に検出できるので、その値を利用して負荷状態の検出精度を向上させることができる。請求項４の発明では、実際のフロント起伏力の影響を考慮した正確な負荷状態を検出できる。請求項５の発明では、実際のフロント起伏力の影響を考慮した正確な負荷率を検出できる。請求項６の発明では、実際のフロント起伏力の影響を考慮した正確な実吊荷重を検出できる。
請求項７の発明によれば、フロントアタッチメント起伏装置がブームから独立して支持された構造の建設機械において、フロントアタッチメントの姿勢およびフロント起伏力が検出され、それらの検出結果に基づいて負荷状態が判別されるので、負荷状態を正確に検出できる。請求項８の発明によれば、実吊荷重と仮想荷重とが吊荷位置に作用すると見做して負荷状態の検出に必要な演算を行うだけで、フロントアタッチメントの自重が建設機械の負荷状態に与える影響を考慮できるので、正確な負荷状態を簡単に検出できる。請求項９の発明によれば、定格総荷重、実吊荷重および仮想荷重の三者の関係から負荷状態を正確に検出できる。請求項１０の発明によれば、定格総荷重および実吊荷重による転倒モーメントを比較する際に仮想荷重による転倒モーメントを考慮に入れて負荷状態を正確に検出できる。
請求項１１の発明によれば、ブームやフロントフレームのたわみ等で生じる誤差を補正してより正確に負荷状態を検出できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例に係る演算装置のブロック図。
【図２】第１実施例の建設機械の側面図。
【図３】第１実施例における負荷状態の検出原理を説明するための図で、（ａ）はブーム角度とブーム起伏力との関係を示す図、（ｂ）はブーム角度と定格総荷重との関係を示す図。
【図４】本発明の第２実施例に係る演算装置のブロック図。
【図５】第２実施例の建設機械の側面図。
【図６】図５のＶＩ部の拡大図。
【図７】図５の建設機械の負荷の作用状態を模式的に示す図。
【図８】第２実施例の変形例における負荷状態の検出原理を説明するための図。
【図９】第２実施例の検出装置が適用可能な他の建設機械の側面図。
【図１０】図９の建設機械の負荷の作用状態を模式的に示す図。
【図１１】本発明の第３実施例に係る演算装置のブロック図。
【図１２】第３実施例における負荷状態の検出原理を示す図。
【図１３】従来の負荷状態の検出原理を説明するための図で、（ａ）はブーム角度とブーム起伏力との関係を示す図、（ｂ）はブーム角度と定格総荷重との関係を示す図。
【符号の説明】
１  上部旋回体
２  ケリードライブ装置
３  フロントフレーム
３ａ  上フレーム
３ｂ  下フレーム
４  フロント起伏ロープ
５  フロントフレーム起伏用の油圧シリンダ
８  ブーム
９  ペンダントロープ
１４  ブーム起伏ロープ
１８  ブーム起伏ウインチ
１５，１７  荷重検出器
１６  ブームの角度検出器
２３ａ，２３ｂ，２３ｃ  関数発生器
２４，２５  増幅器
２７，３０  メータ
２８  比較器
２９  警告器
３１  ブーム
３２  ブーム起伏用の油圧シリンダ
３３  フロントフレーム起伏用の油圧シリンダ
３４，３５  ロードセル
４０  フロントフレームの角度検出器
４１  ブームの長さ計
４２  ブームの角度検出器
５０ａ，５０ｂ，５０ｃ，５０ｄ，５３  関数発生器
５１，５２  増幅器
５５ａ，５５ｂ  係数入力器
５８  比較器
６０，６１  メータ
６２  警告器
６３  ブーム、フロントアタッチメント等の駆動回路
８０ａ，８０ｂ，８０ｃ  関数発生器
８５  比較器
１００  吊荷
【図１】
0003596931.tif 000002
【図２】
0003596931.tif 000003
【図３】
0003596931.tif 000004
【図４】
0003596931.tif 000005
【図５】
0003596931.tif 000006
【図６】
0003596931.tif 000007
【図７】
0003596931.tif 000008
【図８】
0003596931.tif 000009
【図９】
0003596931.tif 000010
【図１０】
0003596931.tif 000011
【図１１】
0003596931.tif 000012
【図１２】
0003596931.tif 000013
【図１３】
0003596931.tif 000014