(57)【要約】【課題】建設機械の構造材の動的負荷を評価することができる動的負荷評価装置及びシステム、並びに建設機械を提供する。【解決手段】油圧ショベル１のフレーム５に設けた加速度計１１−１３の信号を入力する入力部２０、加速度計１１−１３の信号を演算処理する信号処理部３０、及び信号処理部３０の演算結果を出力する出力部４０を備え、信号処理部３０が、振動に起因してフレーム５にかかる負荷に相当する量である負荷相当量Ｄを加速度計１１−１３の出力を基に演算する負荷演算部３１と、フレーム５について予め設定した許容累積負荷に負荷相当量Ｄの累積値が占める割合をフレーム５の疲労度として演算する疲労度演算部３２ａとを備えている。【選択図】  図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
建設機械の構造材に設けた加速度計の信号を入力する入力部、
前記加速度計の信号を演算処理する信号処理部、及び
前記信号処理部の演算結果を出力する出力部を備え、
前記信号処理部が、
振動に起因して前記構造材にかかる負荷に相当する量である負荷相当量を前記加速度計の出力を基に演算する負荷演算部と、
前記構造材について予め設定した許容累積負荷に前記負荷相当量の累積値が占める割合を前記構造材の疲労度として演算する疲労度演算部と
を備えていることを特徴とする動的負荷評価装置。
【請求項２】
請求項１の動的負荷評価装置において、前記信号処理部が、前記許容累積負荷に前記負荷相当量の累積値が占める割合を基に前記構造材の残寿命を演算する残寿命演算部を備えていることを特徴とする動的負荷評価装置。
【請求項３】
請求項１の動的負荷評価装置において、
前記信号処理部が、
前記負荷演算部の演算結果を記憶する演算値記憶部と、
前記演算値記憶部から読み出した演算結果を基に一定期間の負荷の時間分布を演算する時間分布演算部と
を備えていることを特徴とする動的負荷評価装置。
【請求項４】
請求項１−３のいずれかの動的負荷評価装置において、前記出力部の出力信号を基に前記信号処理装置の演算結果を出力する負荷情報提供装置を備えたことを特徴とする動的負荷評価装置。
【請求項５】
特定地域に配備された複数の建設機械にそれぞれ搭載した請求項１−３のいずれかの動的負荷評価装置と、
前記動的負荷評価装置の出力信号を基に前記複数の建設機械の構造材の負荷の前記特定地域における分布を演算し出力する管理装置と
を備えていることを特徴とする動的負荷評価システム。
【請求項６】
建設機械において、
構造材に設けた加速度計、
前記加速度計の信号を入力する入力部、
前記加速度計の信号を演算処理する信号処理部、及び
前記信号処理部の演算結果を出力する出力部を備え、
前記信号処理部が、
振動に起因して前記構造材にかかる負荷に相当する量である負荷相当量を前記加速度計の出力を基に演算する負荷演算部と、
前記構造材について予め設定した許容累積負荷に前記負荷相当量の累積値が占める割合を前記構造材の疲労度として演算する疲労度演算部と
を備えていることを特徴とする建設機械。
【請求項７】
請求項６の建設機械において、
走行体と、
前記走行体の上部に旋回可能に設けた旋回体と、
前記旋回体に設けた作業装置とを備え、
前記加速度計が、前記旋回体のフレームの外周部に備えられていることを特徴とする建設機械。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、油圧ショベル等の建設機械の構造材の負荷を評価する動的負荷評価装置及びシステム、並びに建設機械に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、エンジン回転数、油圧ポンプの圧力、操作レバーによるパイロット操作圧、油圧シリンダ等のアクチュエータの負荷圧を検出し、これら検出情報に基づいて油圧ショベル等の建設機械の故障診断を行うシステムが知られている（特許文献１等参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−３３２６６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来の故障診断システムに用いられる各種情報は静的な負荷に関する量であり、これら情報から走行や掘削作業時の振動による構造材の動的な負荷を知ることはできない。振動負荷による構造材の疲労状態が分からなければ不測に構造材を損傷し得る。
【０００５】
本発明の目的は、建設機械の構造材の動的負荷を評価することができる動的負荷評価装置及びシステム、並びに建設機械を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、第１の発明は、建設機械の構造材に設けた加速度計の信号を入力する入力部、前記加速度計の信号を演算処理する信号処理部、及び前記信号処理部の演算結果を出力する出力部を備え、前記信号処理部が、振動に起因して前記構造材にかかる負荷に相当する量である負荷相当量を前記加速度計の出力を基に演算する負荷演算部と、前記構造材について予め設定した許容累積負荷に前記負荷相当量の累積値が占める割合を前記構造材の疲労度として演算する疲労度演算部とを備えていることを特徴とする。
【０００７】
第２の発明は、第１の発明において、前記信号処理部が、前記許容累積負荷に前記負荷相当量の累積値が占める割合を基に前記構造材の残寿命を演算する残寿命演算部を備えていることを特徴とする。
【０００８】
第３の発明は、第１の発明において、前記信号処理部が、前記負荷演算部の演算結果を記憶する演算値記憶部と、前記演算値記憶部から読み出した演算結果を基に一定期間の負荷の時間分布を演算する時間分布演算部とを備えていることを特徴とする。
【０００９】
第４の発明は、第１−第３のいずれかの発明において、前記出力部の出力信号を基に前記信号処理装置の演算結果を出力する負荷情報提供装置を備えたことを特徴とする。
【００１０】
第５の発明は、特定地域に配備された複数の建設機械にそれぞれ搭載した第１−３のいずれかの発明に係る動的負荷評価装置と、前記動的負荷評価装置の出力信号を基に前記複数の建設機械の構造材の負荷の前記特定地域における分布を演算し出力する管理装置とを備えていることを特徴とする。
【００１１】
第６の発明は、建設機械において、構造材に設けた加速度計、前記加速度計の信号を入力する入力部、前記加速度計の信号を演算処理する信号処理部、及び前記信号処理部の演算結果を出力する出力部を備え、前記信号処理部が、振動に起因して前記構造材にかかる負荷に相当する量である負荷相当量を前記加速度計の出力を基に演算する負荷演算部と、前記構造材について予め設定した許容累積負荷に前記負荷相当量の累積値が占める割合を前記構造材の疲労度として演算する疲労度演算部とを備えていることを特徴とする。
【００１２】
第７の発明は、第６の発明において、走行体と、前記走行体の上部に旋回可能に設けた旋回体と、前記旋回体に設けた作業装置とを備え、前記加速度計が、前記旋回体のフレームの外周部に備えられていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、建設機械の構造材の動的負荷を評価することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の一実施の形態に係る動的負荷評価装置を適用する建設機械の一例である油圧ショベルの側面図である。
【図２】図１の油圧ショベルに備えられた旋回体の外観構成をそれぞれ表す斜視図である。
【図３】図１の油圧ショベルに備えられたフレームの外観構成をそれぞれ表す斜視図である。
【図４】図１の油圧ショベルに備えられたフレームを模式的に表した平面図である。
【図５】本発明の一実施の形態に係る動的負荷評価装置の概略構成を表すブロック図である。
【図６】応力の累積損傷度と負荷相当量の相関を表す図である。
【図７】頻度処理の概念図である。
【図８】本発明の一実施の形態に係る動的負荷評価装置で演算された疲労度の出力例を表した図である。
【図９】本発明の一実施の形態に係る動的負荷評価装置で演算された負荷相当量の時間分布の出力例を表した図である。
【図１０】本発明の一実施の形態に係る動的負荷評価装置で構成した動的負荷評価システムの一構成例を表した模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本実施の形態に係る動的負荷評価装置は、建設機械における動的な負荷の評価対象部位につき、その付近の作業中の加速度を基に当該部位の負荷を評価するものである。ここで言う動的負荷とは、走行や掘削等の作業中に機体に加わる振動に起因して評価対象部位に発生する動的な応力をいう。
【００１６】
以下に図面を用いて本発明の実施の形態を説明する。
【００１７】
１．建設機械
図１は本発明の一実施の形態に係る動的負荷評価装置を適用する建設機械の一例である油圧ショベルの側面図である。
【００１８】
同図に示した油圧ショベル１は、走行移動するための走行体４、走行体４の上部に旋回可能に搭載した旋回体２、旋回体２の前部に俯仰動可能に設けた作業装置６を備えている。作業装置６は多関節型の掘削装置であり、旋回体２の支持構造体を形成する梯子状のフレーム（ベースフレーム）５の前部側に取付けられている。フレーム５には、旋回体２の旋回中心Ｃ（図４参照）を挟んで作業装置６の反対となる位置（後部）にカウンタウェイト３が設けてある。カウンタウェイト３は、作業装置６に荷重が加わった場合等に機体の転倒を防ぐために荷重とのバランスをとる錘である。
【００１９】
図２及び図３は旋回体２及びフレーム５の外観構成をそれぞれ表す斜視図、図４はフレーム５を模式的に表した平面図である。
【００２０】
これらの図から分かる通り、フレーム５には、カウンタウェイト３の他、燃料タンク７、作動油タンク８、運転室９、ラジエータユニット１０等、建設機械の動作に必要な機器が搭載されている。
【００２１】
ここで、油圧ショベル１は、走行や掘削の動作により衝撃が入力されると、カウンタウェイト３が錘となってフレーム５が振動し、フレーム５に搭載した機器に負荷（応力）が発生する。その際、フレーム５は旋回体２の旋回中心、すなわちフレーム５の旋回中心Ｃ（図４参照）を固定端とする片持ち梁のように振動する。この振動のモードの腹は主にフレーム５の外周部に位置し、フレーム５の外周部で振幅が大きな加速度が発生する。
【００２２】
そこで、本実施の形態では、図４のようにフレーム５の外周部に加速度計１１−１３が設置してある。この例では、運転室９、燃料タンク７、作動油タンク８、ラジエータユニット１０及びその付近の構造材を負荷評価対象としている。すなわち、運転室９付近の応力に同期した加速度が加速度計１１で、ラジエータユニット１０付近の応力に同期した加速度が加速度計１２で、燃料タンク７や作動油タンク８の付近の応力に同期した加速度が加速度計１３で、それぞれ検出される。
【００２３】
２．動的負荷評価装置
図５は本実施の形態に係る動的負荷評価装置の概略構成を表すブロック図である。
【００２４】
同図に示した動的負荷評価装置１００は、加速度計１１−１３の信号を入力する入力部２０、入力部２０を介して入力された加速度計１１−１３の信号を演算処理する信号処理部３０、及び信号処理部３０の演算結果を負荷情報提供装置５０に出力する出力部４０を備えている。動的負荷評価装置１００は車体電源１０１により作動する。加速度計１１−１３及び負荷情報提供装置５０、又はそのいずれか一方を含めて動的負荷評価装置１００と扱うこともある。負荷情報提供装置５０はオペレータ、サービスマン、機械管理者等に信号処理部３０の演算結果を提供する装置であり、例えばＬＣＤやＬＥＤ等の表示出力装置の他、印刷装置、他の演算装置（パーソナルコンピュータ、サーバ等）を適用することができる。また、こうした視覚的な出力態様の装置に限らず、スピーカー等の音声出力装置、或いは記録媒体や記憶装置に情報を記録する記録装置等も負荷情報提供装置５０の例である。また、負荷情報提供装置５０は、運転室９の他、例えば製造元や販売元、サービス業者、ユーザ等に置かれた管理センター等にも設置され得る。
【００２５】
入力部２０は、加速度計１１−１３の信号をＡ／Ｄ変換及び増幅して信号処理部３０に出力するものである。出力装置４０は負荷情報提供装置５０に対して有線接続される場合の他、負荷情報提供装置５０の態様によっては無線接続される場合もある。
【００２６】
信号処理部３０は、加速度計１１−１３の付近の構造材の負荷を演算する負荷演算部３１、負荷演算部３１の演算結果から各種出力内容を演算する出力演算部３２、各種情報を記憶する記憶部３３を備えている。
【００２７】
負荷演算部３１は、頻度処理部３１ａ及び負荷換算部３１ｂを備えている。頻度処理部３１ａは、加速度計１１−１３の信号を頻度処理する（後述）。負荷換算部３１ｂは、振動に起因して加速度計１１−１３の付近の構造材にかかる負荷に相当する量である負荷相当量（後述）を頻度処理の結果を基に演算する（後述）。
【００２８】
記憶部３３は、基準値記憶部３３ａ、許容値記憶部３３ｂ及び演算値記憶部３３ｃ等の記憶領域を持っている。基準値記憶部３３ａには、油圧ショベル１の作業中（走行中や掘削作業中）に加速度計１１−１３の付近の構造材にかかる負荷の各基準値（共通の値でも良い）が記憶されている。基準値は、対象とする部位の構造材の材質、構造、機体における位置等を考慮して予め入力設定した値であって、油圧ショベル１の標準的な作業（設計時の想定）から設定した値である。許容値記憶部３３ｂには、評価対象とする構造材について予め設定した許容累積負荷が記憶されている。許容累積負荷は、蓄積された負荷（後述する負荷相当量）がこの値に達すると破損し得る値、又は破損し得る値に対して余裕を考慮して設定した値であり、予め入力設定した値である。例えば、設計時に想定した使用時間だけ油圧ショベル１を標準的な使用条件（設定）で稼働させた場合の各部の構造材の負荷相当量（後述）の累積値を求めておき、これを許容累積負荷として設定することができる。演算値記憶部３３ｃには、負荷演算部３１や出力演算部３２の各種演算結果が記憶される。
【００２９】
出力演算部３２は、疲労度演算部３２ａ、残寿命演算部３２ｂ及び時間分布演算部３２ｃ等の演算領域を含んでいる。疲労度演算部３２ａは、許容累積負荷に負荷相当量（後述）の累積値が占める割合を加速度計１１−１３の付近の構造材の疲労度、換言すれば、許容累積負荷を上限として負荷相当量がどこまで蓄積されているかの指標として演算する（後述）。残寿命演算部３２ｂは、許容累積負荷に負荷相当量の累積値が占める前述の割合を基に加速度計１１−１３の付近の構造材のそれぞれの残寿命を演算する（後述）。前述した許容累積負荷の値を構造材が破損し得る値として設定した場合には、ここで言う残寿命は破損に至るまでの目安の期間を指すことになる。時間分布演算部３２ｃは、演算値記憶部３３ｃから負荷演算部３１の所定期間（一定期間でも指定期間でも良い）の演算結果を読み出し、読み出した演算結果を基に所定期間の負荷の時間分布（時系列的な負荷変化）を演算する（後述）。
【００３０】
３．演算出力動作
（１）負荷演算部３１
一般に構造材の負荷を表す損傷は次の式（１）で表される。
【００３１】
損傷＝Ｋ×σα×Ｎｆ  ・・・（１）
Ｋ：定数、σ：応力、Ｎｆ：繰り返し数、α：指数である。
【００３２】
複数振幅の振動を受ける場合は、それらの損傷を次の式（２）のように足し合わせて累積損傷が求められる。
【００３３】
累積損傷＝Σ（Ｋ×σｉα×Ｎｉ）  ・・・（２）
Ｋ：定数、σｉ：応力振幅、Ｎｉ：応力振幅σｉの繰り返し数、α：指数である。
【００３４】
損傷を破損までの繰り返し数で割り、全ての振幅に渡って足し合わせたものを累積損傷度という。応力と加速度は線形の系では置換できるので、本例では次の式（３）で求める量を構造材にかかる負荷（応力）に相当する量（以下、負荷相当量という）として用いる。
【００３５】
負荷相当量Ｄ＝Σ（Ｋ２×ａｉα×Ｎｉ）  ・・・（３）
ここで、Ｋ２：定数、ａｉ：加速度振幅、Ｎｉ：繰り返し数、α：指数である。応力と加速度は周波数特性が異なるが、応力の発生要因である変形モードを表す加速度を用いると（振動モードの腹となる位置（フレーム５の外周部等）では）、応力の累積損傷度と負荷相当量Ｄが図６のような比例関係になる。前述したように、加速度センサ１１−１３はこのような応力の累積損傷度と高い相関が得られる位置に設置してあるので、これら測定点でセンシングされる加速度を基に指標を演算することで、応力累積損傷度に相当する値を得ることができる。このような原理により負荷演算部３１では負荷相当量Ｄが演算される。
【００３６】
具体的には、負荷演算部３１において、頻度処理部３１ａでは、入力部２０を介して入力されてくる加速度計１１−１３の信号が、一定期間毎に例えばレインフロー法によって頻度処理され、図７に示したような時系列データから発生振幅と回数のデータに変換される。そして、負荷換算部３１ｂでは、頻度処理部３１ａで演算された頻度データを基に上式から負荷相当量Ｄが演算される。
【００３７】
（２）疲労度演算部３２ａ
負荷演算装置３１では負荷相当量Ｄが逐次演算され、負荷演算装置３１による演算結果は時刻データとともに演算値記憶部３３ｃに記憶され蓄積されていく。負荷相当量Ｄは油圧ショベル１の動作に応じて時々刻々と変化する値である。疲労度演算部３２ａでは、所定の時間間隔で演算値記憶部３３ｃから負荷相当量Ｄのデータを読み出し、現在までの負荷相当量Ｄの累積値ＤＴＯＴ、及び稼働時間の累積値を演算し、これら演算結果を演算値記憶部３３ｃに記録する。
【００３８】
また、演算した累積値を基に、次の式（４）のように構造材の疲労度を演算する。
【００３９】
疲労度＝ＤＴＯＴ／ＤＳＴ  ・・・（４）
ＤＳＴ：標準的な使用条件で設計時に想定した時間だけ使用した場合の対象材の累積負荷相当量、すなわち前述した許容累積負荷であり、許容値記憶部３３ｂから読み出した値である。標準的な使用条件も設計時の想定である。
【００４０】
上の式（４）から分かる通り、疲労度は、許容累積負荷に占める累積負荷の割合である。疲労度演算部３２ａは、逐次疲労度を演算し、演算した疲労度の値を演算値記憶部３３ｃに記録するとともに、出力部４０を介して負荷情報提供装置５０に出力する。負荷情報提供装置５０に出力するタイミングは、逐次でも良いしオペレータ等によって負荷情報提供装置５０の操作部で要求されたときでも良い。これにより、運転者、サービスマン、機械管理者等に疲労度が報知される。
【００４１】
・出力例
図８は負荷情報提供装置５０の疲労度の出力例を表した図である。
【００４２】
同図では、負荷情報提供装置５０として例えば運転室９の内部に設置したモニタに疲労度を表示した例を表している。この例は加速度計の位置毎にその付近の構造材の疲労度の評価結果を棒グラフ形式で表示した例であり、許容累積負荷に対して現在どの程度まで各部の累積負荷が蓄積されているのかが視覚的に把握できるようにしてある。
【００４３】
なお、同図中の位置Ａ−Ｃは、例えば図４に示した加速度計１１，１３，１２の位置をそれぞれ指している。位置Ｄは、例えば車体の左右方向における加速度計１２の対称部である。すなわち、車体右側におけるラジエータユニット１０の付近の構造材の疲労度を評価対象に加え、加速度計を位置Ｄに追加した例である。このように加速度計の位置や個数は図４の態様に限定されず、好ましくはフレーム５の外周部に少なくとも１つ設けてあれば良く、位置も評価対象部位によって適宜変更することができる。また、ここでは位置Ａ−Ｄという表記にしているが、具体的に「運転席付近」「オイルタンク付近」「ラジエータユニット（左）付近」等と評価対象部位の名称を表記しても良い。また、前述したように、出力態様はこの例に限定されず種々変更可能である。同図に例示した表示で言えば、位置Ａの付近で負荷が最も蓄積されていて、位置Ａの周辺に配されている機器の点検、メンテナンスが優先される等の判断ができる。
【００４４】
（３）残寿命演算部３２ｂ
残寿命演算部３２ｂは、累積負荷を基に各部の構造材の残寿命を演算し、その演算結果を演算値記憶部３３ｃに記録するとともに、逐次又は要求に応じて出力部４０を介して負荷情報提供装置５０に演算結果を出力する。累積負荷は、疲労度演算部３２ａと同様に負荷演算部３１で演算された負荷相当値を演算値記憶部３３ｃから読み出して演算しても良いが、この例では、例えば疲労度演算部３２ａで演算された累積負荷の値を演算値記憶部３３ｃから読み出すこととする。残寿命演算部３２ｂは、読み出した累積負荷を下の式（５）によって残寿命Ｔｐｒｅに換算する。ここで演算する残寿命Ｔｐｒｅは、破損又は所定の損傷度に至るまでの予測時間とする。
【００４５】
Ｔｐｒｅ＝Ｔｌｉｆｅ×｛（ＤＴＯＴ×Ｔｌｉｆｅ）／（Ｄｓｔ×Ｔ）｝１／α      (５)
ここで、Ｔｌｉｆｅ：対象とする構造材について設計時に想定した当該構造材の使用時間、Ｔ：対象とする構造材の累積運転時間（計測時間）である。構造材の累積運転時間は、構造材が油圧ショベル１に組み入れられてからの累積時間ではなく、そのうちの油圧ショベル１の運転時間である。なお、式（５）は残寿命を評価する演算式の一例であり、例えば許容累積負荷と現在の累積負荷相当量の差分をとって、ここまでの負荷相当量の平均の累積ペース（又は予め設定した標準ペース）でその後負荷相当量が蓄積された場合に許容累積負荷に達するまでに要する時間を演算する式としても良い。
【００４６】
残寿命の出力態様は特に図示していないが、オペレータ等が知ることができる態様であれば良い。例えば文字（表示・印刷等）や音声等で残寿命を報知することとしても良いし、併せて視覚的に把握し易い図表等を出力（表示・印刷等）するようにしても良い。
【００４７】
（４）時間分布演算部３２ｃ
時間分布演算部３２ｃは、負荷情報提供装置５０からの要求に応じて一定期間（例えば１日）の負荷相当量を演算値記憶部３３ｃから読み出し、その時系列データを負荷相当量の時間分布データとして出力部４０を介して負荷情報提供装置５０に出力する。また、基準値記憶部３３ａから基準値を読み出し、各時間の負荷相当量の基準値に対する大小関係を求める。
【００４８】
・出力例
図９は負荷情報提供装置５０の負荷相当量の時間分布の出力例を表した図である。
【００４９】
同図では、例えばモニタに負荷相当量の経時的変化を視覚的に棒グラフで表示した場合を例示している。また、この例では、併せて基準値を表すラインをグラフに重ねて表示していて、作業負荷の高かった時間帯すなわち負荷相当量が基準値を超えた時間帯が視覚的に分かるようにしてある。
【００５０】
４．効果
（１）疲労度の評価
本実施の形態によれば、上記の通り加速度計１１−１３の信号を基に負荷相当量を演算することにより、油圧ショベル１の走行や掘削作業時の振動による構造材の動的な負荷に基づく対象部位の構造材の疲労度を評価することができる。振動負荷による構造材の疲労状態を適正に評価することができるので、例えば修理が必要となる時期の予測、顧客への修理の提案、交換用部品の在庫管理等に役立つ。このように効率良くメンテナンスすることができるので、構造材の損傷を未然に防止することができ、油圧ショベル１の不測の故障を抑制することができる。
【００５１】
（２）残寿命の評価
本実施の形態では、疲労度の評価委加えて残寿命の予測値を演算することができる。現状把握に要する疲労度に加え、許容累積負荷に達するまでに残された具体的な時間を推定することで、サービスマンが修理時期を容易に見積もることができ、効率的な交換部品の準備等が可能になる。
【００５２】
（３）負荷の時間分布の表示
図９に示したように負荷の時間分布を表示、記録等することができるので、これを作業日報として作業の負荷を定量的に把握することができる。また、基準値との比較により、例えば高負荷作業が頻繁に生じていることが判明した場合、作業に対する機種の適正を見直すことができ、顧客に対してサービスマン等が機種の交換を提案すること等ができる。
【００５３】
５．動的負荷評価システム
図１０は上記の動的負荷評価装置１００で構成した動的負荷評価システムの一構成例を表した模式図である。
【００５４】
同図に示したシステムは、管理装置２００及び複数の油圧ショベル１を備えている。各油圧ショベル１は前述したように動的負荷評価装置１００を搭載している。管理装置２００は、先に図８や図９に示したような表示を含めて個々の油圧ショベル１について動的負荷評価装置１００の出力信号を適宜の経路で取得し、例えばそのモニタ２０１等の出力装置を通じて管理者等に情報を提供することができる。油圧ショベル１から管理装置２００への情報送信経路は、例えば有線又は無線によるネットワーク、衛星通信の他、記録媒体を媒介した経路も考えられる。本構成例では、このように複数の油圧ショベル１についての大規模な情報を管理装置２００で一括して集約的に扱う。
【００５５】
また、複数の油圧ショベル１の動的負荷評価装置１００の情報を集約的に管理することで、次のようなことも可能である。例えば、複数の地域にそれぞれ複数配置された油圧ショベル１からの負荷情報を取得することで、この情報を基に特定の地域（狭義には特定の現場を含む）で稼働する各油圧ショベル１について対象部位の構造材の負荷の分布を演算し、例えば図１０のように出力することができる。同図の例では、地域Ａで稼働する油圧ショベル１の負荷レベルに比べて、地域Ｂで稼働する油圧ショベル１、更には地域Ｃで稼働する油圧ショベル１の負荷レベルが高いことが分かる。また、地域Ａ，Ｂで稼働する油圧ショベル１に比べて、地域Ｃで稼働する油圧ショベル１は機体によって負荷レベルの差が大きいことが分かる。これら情報は、管理サーバ２００にアクセスしてサービスマン等がダウンロードすることができる。また、予め油圧ショベル１を使用する顧客、その業種等の情報を入力しておくことで、顧客別、業種別の分布を知ることもできる。
【００５６】
この例によれば、負荷の大きな地域や顧客、業種に対して、手厚いサービスを提供することができ、サービスの適正化に貢献し得る。
【００５７】
また、管理装置２００で取得された負荷情報を有線又は無線のネットワーク経由でサービスマンの携帯する端末等からダウンロードできるようにすれば、油圧ショベル１についてその負荷状態を現場で即座に把握することができ、サービス提供の柔軟性にも寄与し得る。
【００５８】
６．その他
上記実施の形態では、動的負荷評価装置１００に残寿命演算部３２ｂや時間分布演算部３２ｃを設けて構造材の残寿命や負荷の時間分布等の情報を取得できるように構成したが、本発明の本質は動的負荷に起因する疲労度を評価することにある。したがって、残寿命演算部３２ｂや時間分布演算部３２ｃ等の更なる情報を取得する回路については適宜省略可能である。
【００５９】
また、フレーム５における負荷の評価対象機器を搭載した部分の外周部に加速度計を搭載することが望ましいが、外周部でなくても振動のモードの腹となる部分が他に存在すればそこに加速度計を設置することができる。振動のモードの腹の付近にない機器の負荷情報を取得したい場合等においては、振動のモードの腹から離れた場所であっても加速度計を設置することはできる。このような場合、応力の損傷度と負荷相当量の関係を線形とせず、先に図６に示したような曲線を想定して換算式を立てれば良い。また、加速度計の設置位置はフレーム５にも限定されず、評価対象によって油圧ショベル１の適宜の位置、例えば、走行体４を構成するトラックフレーム等の支持構造体や、作業装置６を構成するブーム６やアーム等の構造体等に設置され得る。
【００６０】
また、上記実施の形態では、油圧ショベル１に本発明を適用した場合を例に挙げて説明したが、本発明は、例えばホイールローダを含む他の種類の作業機械にも適用可能であり、同様の効果を奏することができる。
【符号の説明】
【００６１】
１          油圧ショベル（建設機械）
３          旋回体
４          走行体
５          フレーム（構造材）
６          作業装置
１１−１３  加速度計
２０        入力部
３０        信号処理部
３１        負荷演算部
３２ａ      疲労度演算部
３２ｂ      残寿命演算部
３２ｃ      時間分布演算部
３３ｃ      演算値記憶部
４０        出力部
５０        負荷情報提供装置
１００      動的負荷評価装置
２００      管理装置
Ｄ          負荷相当量
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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