JP2010159548A - 作業機械及びピン型ロードセル - Google Patents
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Abstract
【解決手段】リンク機構部204のピン4Aとして利用され種々の方向から作用する荷重を検出するピン型ロードセル4を備える作業機械200において、ピンの軸方向に設けられたピン穴4Bと、ピン穴の壁面又はピンの外周における同一周上に位置し、かつ互いに直交する2面に取り付けられた2つのひずみセンサ8,9とを備え、ピン穴の径4D/ピンの外径4Cの値を0.2以下とする。
【選択図】図5
Description
図13は本発明の第2の実施の形態である作業機械に係る機体バランス検知システムの概略図である。
この図に示す半導体ひずみセンサ8Sは、同一のシリコン基板表面に取り付けられた4本の拡散抵抗8a,8b,8c,8dを有しており、これら4本の拡散抵抗8a,8b,8c,8dは、ブリッジ回路を形成している。4本の拡散抵抗8a,8b,8c,8dはそれぞれP型拡散抵抗であり、拡散抵抗8b及び拡散抵抗8dは長手方向がシリコン単結晶の<110>方向D1と平行に配置されており、拡散抵抗8a及び拡散抵抗8cは長手方向がシリコン単結晶の<110>方向D2と平行に配置されている。図14中に示すように、シリコン単結晶の<110>方向D1とシリコン単結晶の<110>方向D2は互いに直交しているので、拡散抵抗8b及び拡散抵抗8dの組と、拡散抵抗8a及び拡散抵抗8cの組とは、互いに直交している。すなわち、拡散抵抗8a,8b,8c,8dは、長手方向がシリコン単結晶<110>方向D1と平行な2本の拡散抵抗8b,8dと、この拡散抵抗8b,8dと垂直な2本の拡散抵抗8a,8cとからなるブリッジ回路を構成している。なお、ピン4Aのせん断ひずみをできるだけ正確に検出するためには、シリコン単結晶<110>方向がピン4Aの軸方向(長手方向)に対して45度傾く方向に半導体ひずみセンサ8Sを配置することが好ましい。また、半導体ひずみセンサ8Sの詳細については、例えば、特開2006−258674号公報等の特許文献を参照されたい。
2A アーム
2B バケットシリンダ
3 バケット
4 ピン型ロードセル
4A ピン
4B ピン穴
4C ピンの外径
4D ピン穴の径
6C 作業装置
7 履体
8,9,10,11 ひずみセンサ
8a,8b,8c,8d 拡散抵抗
8S 半導体ひずみセンサ
12,13 ピン溝
14 樹脂
21 増幅器
22 温度センサ
23 変形防止部材
23A 貫通孔
31 受信装置
32 演算装置
33 警告発生装置
35 メモリ部
36 制御装置
38 転倒回避指令出力手段
200 作業機械
201 下部走行体
202 上部作業体
Claims (19)
- ピンでリンクを連結するリンク機構部と、前記ピンとして利用され種々の方向から作用する荷重を検出するピン型ロードセルとを備える作業機械であって、
前記ピンの軸方向に設けられたピン穴と、
このピン穴の壁面又は前記ピンの外周における同一周上に位置し、かつ互いに直交する2面にそれぞれ1つずつ取り付けられた2つのひずみセンサとを備え、
前記ピン穴の径/前記ピンの外径の値が0.2以下であることを特徴とする作業機械。 - 請求項1記載の作業機械において、
前記ピン穴は、貫通孔であることを特徴とする作業機械。 - 請求項1記載の作業機械において、
前記ピン穴は、前記ピンの両端から穿たれた2つのピン穴であることを特徴とする作業機械。 - 請求項1から3いずれかに記載の作業機械において、
前ピン穴には、前記ピンの断面形状の変形を抑制する変形防止部材が挿入されていることを特徴とする作業機械。 - 請求項1から4いずれかに記載の作業機械において、
前記2つのひずみセンサのひずみ検出信号を受信する受信装置と、
この受信装置で受信したひずみ検出信号を演算して前記作業機械の機体バランスを求める演算装置と、
この演算装置で前記作業機械が転倒する危険性が大であると判断されたときに、転倒回避指令を前記作業機械に出力する転倒回避指令出力手段とをさらに備えることを特徴とする作業機械。 - 請求項5記載の作業機械において、
前記転倒回避指令出力手段は、前記作業機械が転倒する危険性が大であることをオペレータに報知する警告発生装置を備えることを特徴とする作業機械。 - 請求項5又は6記載の作業機械において、
前記転倒回避指令出力手段は、前記作業機械の動力源に停止指令を出力する制御装置を備えることを特徴とする作業機械。 - 請求項5から7いずれかに記載の作業機械において、
前記転倒回避指令出力手段は、
前記演算装置が転倒する危険性があると判断する直前の一定期間における前記作業機械の姿勢のデータを記憶するメモリ部と、
このメモリ部のデータに基づいて、転倒の危険性がない時点の姿勢まで遡る逆動作指令を作成し、その逆動作指令を前記作業機械に出力する制御装置とを備えることを特徴とする作業機械。 - 請求項1から8いずれかに記載の作業機械において、
前記ひずみセンサは、シリコン基板表面に拡散抵抗を設けたものであり、同一基板表面に4本の拡散抵抗からなるブリッジ回路で構成されている半導体ひずみセンサであることを特徴とする作業機械。 - 請求項9記載の作業機械において、
前記シリコン基板表面には、増幅器が取り付けられていることを特徴とする作業機械。 - 請求項9又は10記載の作業機械において、
前記シリコン基板表面に設けられた拡散抵抗はP型拡散抵抗であり、
そのP型拡散抵抗は、長手方向がシリコン単結晶の<110>方向と平行な2本の拡散抵抗と、この2本の拡散抵抗と垂直な2本の拡散抵抗とからなるブリッジ回路を構成していることを特徴とする作業機械。 - 請求項9から11いずれかに記載の作業機械において、
前記ひずみセンサのシリコン単結晶の<110>方向は、前記ピンの軸方向に対して45度方向に配置されていることを特徴とする作業機械。 - 請求項1から12いずれかに記載の作業機械において、
前記ひずみセンサは、金属部材を介して前記ピン溝に取り付けられており、
前記金属部材は、前記ピンと固着されていることを特徴とする作業機械。 - 請求項1から13いずれかに記載の作業機械において、
前記2つのひずみセンサが収まるように、前記ピンの外周の周方向に形成されたピン溝をさらに備えることを特徴とする作業機械。 - 請求項1から14いずれかに記載の作業機械において、
前記2つのひずみセンサと同一周上に取り付けられ、かつ前記2つのひずみセンサと対向する面に1つずつ取り付けられた2つのひずみセンサをさらに備えることを特徴とする作業機械。 - 請求項1から15いずれかに記載の作業機械において、
前記ひずみセンサは、前記ピンを介して連結される2つの構造物の間又はその近傍に位置するように前記ピンに取り付けられていることを特徴とする作業機械。 - 種々の方向から荷重が作用するピンと、
前記ピンの軸方向に設けられたピン穴と、
このピン穴の壁面又は前記ピンの外周における同一周上に位置し、かつ互いに直交する2面に取り付けられた2つのひずみセンサとを備え、
前記ピン穴の径/前記ピンの外径の値が0.2以下であることを特徴とするピン型ロードセル。 - 請求項17記載のピン型ロードセルにおいて、
前記2つのひずみセンサが収まるように、前記ピンの外周の周方向に形成されたピン溝をさらに備えることを特徴とするピン型ロードセル。 - 請求項17又は18記載のピン型ロードセルにおいて、
前記2つのひずみセンサと同一周上に取り付けられ、かつ前記2つのひずみセンサと対向する面に1つずつ取り付けられた2つのひずみセンサをさらに備えることを特徴とするピン型ロードセル。
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