JP2016193691A - Loading station road surface condition detection system of dump truck - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、積込場の路面状態を検知するダンプトラックの積込場路面状態検知システムに関する。 The present invention relates to a loading surface condition detection system for a dump truck that detects a road surface condition of a loading field.
一般に、鉱山等で採掘された鉱物や土砂等を積荷として運搬するダンプトラックは、車体フレームと、この車体フレームの前部に回転可能に設けられた前輪と、車体フレームの後部に回転可能に設けられた後輪と、車体フレームに対して起伏可能に設けられ、積荷を積載する荷台と、車体フレームと前輪及び後輪との間にそれぞれ介装され、走行時の車体への衝撃を緩和する左右一対のサスペンションシリンダとを備えている。 In general, a dump truck that transports minerals or earth and sand mined in a mine as a load is provided in a body frame, a front wheel that is rotatably provided at the front part of the body frame, and a rear part that is rotatably provided at the rear part of the body frame. The rear wheel is provided so as to be raised and lowered with respect to the vehicle body frame, and is interposed between the vehicle body frame, the front wheel, and the rear wheel, respectively, to relieve the impact on the vehicle body during traveling. A pair of left and right suspension cylinders.
そして、ダンプトラックは、積込場において積荷を荷台に積込み、積荷を放土場へ向けて運搬した後、荷台の積荷を放土場へ放土し、積荷が荷台に積載されていない空荷状態で積込場へ戻るという一連の動作を繰返す。特に、積荷の積込作業が行われる積込場及び積荷の放土作業が行われる放土場では、作業中にダンプトラックの荷台からこぼれ落ちた土砂等により、積込場と放土場とを繋ぐ走行経路の路面に比べて、路面に形成された凹凸が大きくなる傾向、すなわち路面状態が悪化する傾向にある。 The dump truck loads the load on the loading platform at the loading site, transports the load to the release site, releases the load on the loading platform to the release site, and the empty load is not loaded on the loading platform. Repeat a series of operations to return to the loading site. In particular, at loading and unloading sites where loading work is performed and loading and unloading operations are performed, the loading and unloading sites are separated by sand or other material spilled from the dump truck bed during the work. Compared with the road surface of the connected travel route, the unevenness formed on the road surface tends to be large, that is, the road surface condition tends to deteriorate.
このような路面状態が悪化した場所でダンプトラックの荷台への積込作業が行われると、積荷が荷台に積込まれることに伴って車両がアンバランスな支持状態となるので、車体フレーム及び周辺機器に大きな負荷がかかり、これらの車体フレーム及び周辺機器の寿命が短くなることが問題となっていた。 If loading work on the dump truck bed is performed in a place where the road surface condition has deteriorated, the vehicle will be in an unbalanced support state as the load is loaded on the bed, so the body frame and the surrounding area There has been a problem that a heavy load is applied to the equipment and the life of these body frames and peripheral equipment is shortened.
そこで、この種の問題を解決するために、前部左右、後部左右のサスペンションシリンダ内の油圧を検出する前部左右、後部左右の圧力センサと、それらの圧力センサの検出油圧によって車体フレームの前部、後部に作用する前部捩りと後部捩りを演算し、その演算結果が設定値以上のときに警告器を作動するコントローラとを設けたダンプトラックのフレーム破損防止装置が従来技術の１つとして知られている（例えば、特許文献１参照）。 Therefore, in order to solve this type of problem, the front left / right and rear left / right pressure sensors that detect the hydraulic pressure in the front left / right and rear left / right suspension cylinders, and the front of the vehicle body frame are detected by the detected hydraulic pressure of these pressure sensors. One of the prior arts is a frame damage prevention device for a dump truck provided with a controller that calculates a front torsion and a rear torsion acting on the front and rear, and that operates a warning device when the calculation result is equal to or greater than a set value. It is known (see, for example, Patent Document 1).
上述した特許文献１に開示された従来技術では、コントローラは、圧力センサの検出油圧から演算した前部捩り及び後部捩りと、予め設定した設定値とを比較することにより、警告器を作動させるかどうか、すなわち路面状態が悪化しているかどうかを判断するようにしている。そのため、例えば、平坦路のように路面の凹凸が比較的小さい場所でダンプトラックの荷台へ積荷が積込まれている場合であっても、荷台上の積荷が左右のいずれかに偏って積載されていれば、この積荷の偏りが圧力センサの検出油圧に影響するので、積込場の路面状態が良好であるにも拘わらず、路面状態が悪化していると判断されることになる。このように、特許文献１の従来技術は、積込場の路面状態を誤って検知する可能性があるので、積込場の路面状態の検知精度が低いことが問題になっている。 In the prior art disclosed in Patent Document 1 described above, the controller operates the warning device by comparing the front twist and the rear twist calculated from the detected hydraulic pressure of the pressure sensor with preset values. Whether or not the road surface condition has deteriorated is determined. Therefore, for example, even when the load is loaded on the dump truck bed in a place where the unevenness of the road surface is relatively small, such as on a flat road, the load on the bed is loaded to be biased to either the left or right side. If so, it is determined that the road surface condition has deteriorated even though the road surface state of the loading field is good because the load deviation affects the detected hydraulic pressure of the pressure sensor. Thus, since the prior art of patent document 1 may detect the road surface state of a loading place accidentally, it has been a problem that the detection accuracy of the road surface state of a loading place is low.
本発明は、このような従来技術の実情からなされたもので、その目的は、積込場の路面状態の検知精度を高めることができるダンプトラックの積込場路面状態検知システムを提供することにある。 The present invention has been made based on the actual situation of the prior art as described above, and an object thereof is to provide a loading surface condition detection system for a dump truck that can increase the detection accuracy of the road surface condition of the loading field. is there.
上記の目的を達成するために、本発明のダンプトラックの積込場路面状態検知システムは、車体フレームと、前記車体フレームに回転可能に設けられた車輪と、前記車体フレームに対して起伏可能に設けられ、積荷を積載する荷台と、前記車体フレームと前記車輪との間に介装され、走行時の車体への衝撃を緩和する左右一対のサスペンションシリンダとを備えたダンプトラックに適用され、前記荷台への前記積荷の積込作業が行われる積込場の路面状態を検知するダンプトラックの積込場路面状態検知システムであって、前記各サスペンションシリンダ内の圧力を検出する圧力検出器と、前記ダンプトラックの位置を取得する位置取得装置と、前記圧力検出器によって検出された前記各サスペンションシリンダ内の圧力と、前記位置取得装置によって取得された前記ダンプトラックの位置とを互いに対応付けて記憶する記憶部と、前記記憶部に記憶された前記各サスペンションシリンダ内の圧力及び前記ダンプトラックの位置に基づいて、前記ダンプトラックが所定の基準区間を走行しているときの前記車体フレームに作用する第１モーメント、及び前記ダンプトラックが前記積込場における所定の検知対象位置に位置しているときの前記車体フレームに作用する第２モーメントを演算するモーメント演算部と、前記モーメント演算部によって演算された前記第１モーメントと前記第２モーメントとの差に応じて、前記検知対象位置に対する前記路面状態を判定する路面状態判定部とを備えたことを特徴としている。 In order to achieve the above object, a dump truck loading surface condition detection system according to the present invention is configured to be able to undulate with respect to a vehicle body frame, wheels rotatably provided on the vehicle body frame, and the vehicle body frame. Applied to a dump truck provided with a loading platform for loading a load, and a pair of left and right suspension cylinders interposed between the vehicle body frame and the wheels to relieve impact on the vehicle body during traveling, Dump truck loading field road surface state detection system for detecting the road surface state of the loading field where the loading work of the load to the loading platform is performed, a pressure detector for detecting the pressure in each suspension cylinder; A position acquisition device for acquiring the position of the dump truck, the pressure in each suspension cylinder detected by the pressure detector, and the position acquisition device; The dump truck is stored on the basis of the pressure in each of the suspension cylinders stored in the storage section and the position of the dump truck. A first moment acting on the vehicle body frame when traveling in the reference section, and a second moment acting on the vehicle body frame when the dump truck is located at a predetermined detection target position in the loading field. A moment calculating unit that calculates a moment; and a road surface state determining unit that determines the road surface state with respect to the detection target position according to a difference between the first moment and the second moment calculated by the moment calculating unit. It is characterized by having prepared.
本発明のダンプトラックの積込場路面状態検知システムによれば、積込場の路面状態の検知精度を高めることができる。前述した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。 According to the dump truck loading surface condition detection system of the present invention, it is possible to improve the detection accuracy of the loading condition on the road surface. Problems, configurations, and effects other than those described above will become apparent from the following description of embodiments.
以下、本発明に係るダンプトラックの積込場路面状態検知システムを実施するための形態を図に基づいて説明する。なお、本実施形態を説明するための全図において、同一の機能を有する部材には同一又は関連する符号を付し、その繰返しの説明は省略する。また、以下の本実施形態では、特に必要なとき以外は同一又は同様な部分の説明を原則として繰返さない。 EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, the form for implementing the loading field road surface state detection system of the dump truck which concerns on this invention is demonstrated based on figures. In all the drawings for explaining the present embodiment, members having the same function are denoted by the same or related reference numerals, and repeated description thereof is omitted. In the following embodiment, the description of the same or similar parts will not be repeated in principle unless particularly necessary.
［第１実施形態］
本発明に係るダンプトラックの積込場路面状態検知システムの第１実施形態は、例えば図１に示すように、鉱物や土砂等の運搬対象物を積荷として運搬する複数の鉱山用ダンプトラック（以下、単にダンプトラックと略記する）１に適用され、これらのダンプトラック１が稼働する鉱山１００で用いられる。そして、本発明の第１実施形態に係る積込場路面状態検知システムは、ダンプトラック１の荷台２５（図３参照）への積荷２５Ａ（図３参照）の積込作業が行われる積込場２の路面状態を検知する構成に特徴がある。
[First Embodiment]
A dump truck loading surface condition detection system according to a first embodiment of the present invention includes a plurality of mining dump trucks (hereinafter referred to as “load trucks”) for transporting objects to be transported such as minerals and earth and sand, as shown in FIG. , Simply abbreviated as a dump truck) and used in the mine 100 in which these dump trucks 1 operate. And the loading place road surface state detection system which concerns on 1st Embodiment of this invention is a loading place where loading work of 25 A (refer FIG. 3) of the load 25A to the loading platform 25 (refer FIG. 3) of the dump truck 1 is performed. There is a feature in the configuration of detecting the road surface condition of 2.
まず、鉱山１００内の概略構成について、図１を参照しながら詳細に説明する。その際、管制塔７と、油圧ショベル６、ダンプトラック１、及びブルドーザ９との間で行われる制御構成について、図２を適宜参照しながら詳細に説明し、またダンプトラック１の概略構成について、図３を適宜参照しながら詳細に説明する。 First, a schematic configuration in the mine 100 will be described in detail with reference to FIG. At that time, the control configuration performed between the control tower 7, the excavator 6, the dump truck 1, and the bulldozer 9 will be described in detail with reference to FIG. 2 as appropriate, and the schematic configuration of the dump truck 1 will be described. This will be described in detail with reference to FIG.
本発明の第１実施形態における鉱山１００は、少なくとも作業場としての積込場２及び放土場３と、駐機場４と、これらを結ぶ走行経路（以下、便宜的に運搬路と称する）５と、これらの積込場２、放土場３、駐機場４、及び運搬路５から離れた位置に設置された無線基地局（図示せず）とから構成されている。 The mine 100 according to the first embodiment of the present invention includes at least a loading site 2 and a dumping site 3 as work sites, a parking lot 4, and a traveling route (hereinafter referred to as a transportation route for convenience) 5. These loading grounds, earthmoving grounds 3, parking lots 4, and radio base stations (not shown) installed at positions away from the transport path 5 are configured.
積込場２は、積込位置において積込機６が鉱物や土砂等の運搬対象物を積荷２５Ａ（図３参照）としてダンプトラック１へ積込む作業を行う場所である。積込機６は、例えば、超大型の油圧ショベル（以下、積込機６と同一の符号を付す）から構成されている。この油圧ショベル６は、走行体１１と、この走行体１１の上方に旋回フレーム（図示せず）を介して旋回可能に設けられた旋回体１２と、この旋回体１２の前方に配置されたフロント作業機１３と、旋回体１２の前部に配置され、オペレータが搭乗する運転室１４と、この運転室１４の上部に設置され、無線通信回線（図示せず）に接続するためのアンテナ１５とを備えている。 The loading place 2 is a place where the loading machine 6 loads a material to be transported such as minerals and earth and sand into the dump truck 1 as a load 25A (see FIG. 3) at the loading position. The loader 6 is composed of, for example, an ultra-large hydraulic excavator (hereinafter, the same reference numeral as that of the loader 6 is given). The hydraulic excavator 6 includes a traveling body 11, a revolving body 12 provided above the traveling body 11 via a revolving frame (not shown) so as to be able to swivel, and a front disposed in front of the revolving body 12. A work machine 13, a driver's cab 14 that is disposed at the front of the revolving unit 12 and on which an operator gets on, and an antenna 15 that is installed on the upper part of the driver's cab 14 and is connected to a wireless communication line (not shown). It has.
フロント作業機１３は、旋回体１２に対して俯仰動可能に取付けられたブーム１３Ａと、このブーム１３Ａの先端に回動可能に取付けられたアーム１３Ｂと、このアーム１３Ｂの先端に回動可能に取付けられたバケット１３Ｃとを含み、これらのブーム１３Ａ、アーム１３Ｂ、及びバケット１３Ｃが運転室１４内のオペレータの操作によって上下方向へ回動することにより、鉱物や土砂等の掘削作業及びダンプトラック１への積込作業を行う。また、フロント作業機１３には、ブーム１３Ａ、アーム１３Ｂ、及びバケット１３Ｃの角度をそれぞれ検出する角度センサ（図示せず）が取付けられており、この角度センサの検出信号は後述の無線装置１６（図２参照）を介して管制塔７へ送信される。 The front work machine 13 includes a boom 13A attached to the revolving body 12 so as to be able to move up and down, an arm 13B attached to the tip of the boom 13A so as to be rotatable, and a pivot to the tip of the arm 13B. The boom 13A, the arm 13B, and the bucket 13C including the attached bucket 13C are rotated in the vertical direction by the operation of the operator in the operator cab 14, thereby excavating work such as minerals and earth and sand and the dump truck 1. Carrying in loading work. In addition, angle sensors (not shown) for detecting the angles of the boom 13A, the arm 13B, and the bucket 13C are attached to the front work machine 13, and the detection signal of this angle sensor is a wireless device 16 (described later). (See FIG. 2).
さらに、油圧ショベル６は、図２に示すように、無線装置１６、位置取得装置１７、記憶装置１８、及び表示装置１９を備えている。 Further, as shown in FIG. 2, the excavator 6 includes a wireless device 16, a position acquisition device 17, a storage device 18, and a display device 19.
無線装置１６は、管制塔７の後述の無線装置４２との間でアンテナ１５及び無線通信回線を介して無線通信を行う。また、無線装置１６は、記憶装置１８に記憶された油圧ショベル６の位置情報を所定の時間間隔毎に管制塔７の無線装置４２へ送信する。 The wireless device 16 performs wireless communication with a wireless device 42 described later of the control tower 7 via the antenna 15 and a wireless communication line. Further, the wireless device 16 transmits the position information of the excavator 6 stored in the storage device 18 to the wireless device 42 of the control tower 7 at predetermined time intervals.
位置取得装置１７は、自車体の位置を取得する装置である。具体的には、位置取得装置１７は、例えば、全地球航法衛星システム（ＧＮＳＳ：Ｇｌｏｂａｌ Ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ Ｓａｔｅｌｌｉｔｅ Ｓｙｓｔｅｍ）の航法衛星８から測位電波を受信して自車体の位置（例えば、座標値）を取得する。ＧＮＳＳとして、例えば、ＧＰＳ、ＧＬＯＮＡＳＳ、及びＧＡＬＩＬＥＯを用いてもよい。 The position acquisition device 17 is a device that acquires the position of the vehicle body. Specifically, for example, the position acquisition device 17 receives a positioning radio wave from the navigation satellite 8 of the Global Navigation Satellite System (GNSS) and acquires the position (for example, coordinate value) of the vehicle body. . For example, GPS, GLONASS, and GALILEO may be used as the GNSS.
記憶装置１８は、情報を固定的に記憶するＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）を含むハードウェアから構成されており、位置取得装置１７によって取得された油圧ショベル６の位置を記憶する。 The storage device 18 includes hardware including an HDD (Hard Disk Drive) that stores information in a fixed manner, and stores the position of the excavator 6 acquired by the position acquisition device 17.
表示装置１９は、無線装置１６が管制塔７から受信した鉱山１００の地図情報や路面状態を示す路面情報等を表示する装置であり、例えば図示されないが、運転室１４内に設置され、オペレータが着座する運転席（図示せず）の前方に配置された液晶モニタと、後述のサーバ４３によって処理された地図情報や路面情報を含む各種の情報を液晶モニタに表示する処理を行う表示処理部とを含む装置から成っている。 The display device 19 is a device that displays the map information of the mine 100 received by the wireless device 16 from the control tower 7, the road surface information indicating the road surface state, and the like. A liquid crystal monitor disposed in front of a driver's seat (not shown) to be seated, and a display processing unit for performing processing for displaying various information including map information and road surface information processed by the server 43 described later on the liquid crystal monitor; It consists of a device containing
上述の路面状態とは、ダンプトラック１が鉱山１００内を走行する際に、路面に形成された凹凸等から車両が受ける負荷の程度を示しており、負荷が大きい程、路面状態が不良（悪路）となり、負荷が小さい程、路面状態が良好（良路）となる。なお、表示装置１９に表示される内容については、ダンプトラック１の表示装置３６、管制塔７の表示装置４４、ブルドーザ９の表示装置５４と共に、後で詳しく述べる。 The above-described road surface state indicates the degree of load that the vehicle receives from the unevenness formed on the road surface when the dump truck 1 travels in the mine 100. The larger the load, the worse the road surface state (the worse Road), the smaller the load, the better the road surface condition (good road). The contents displayed on the display device 19 will be described in detail later together with the display device 36 of the dump truck 1, the display device 44 of the control tower 7, and the display device 54 of the bulldozer 9.
ダンプトラック１は、例えば図１に示すように、オペレータが搭乗して車両の走行を操作し、鉱山１００において油圧ショベル６が積込んだ鉱物や土砂等の積荷２５Ａを運搬路５に沿って運搬する有人車両である。このダンプトラック１は、図３に示すように、車体フレーム２１と、この車体フレーム２１に回転可能に設けられた車輪２２とを備えている。この車輪２２は、例えば、車体フレーム２１の前部の左右両端にそれぞれ一輪ずつ配置された前輪２２Ａｌ，２２Ａｒ（図３には、左側の前輪２２Ａｌのみが図示されている）、車体フレーム２１の後部の左右両端に回転可能にそれぞれ二輪ずつ配置された後輪２２Ｂｌ，２２Ｂｒ（図３には、左側の後輪２２Ｂｌのみが図示されている）とから構成されている。 For example, as shown in FIG. 1, the dump truck 1 is operated by an operator to operate the vehicle, and transports a load 25 </ b> A such as mineral or earth and sand loaded with the excavator 6 in the mine 100 along the transport path 5. It is a manned vehicle. As shown in FIG. 3, the dump truck 1 includes a vehicle body frame 21 and wheels 22 that are rotatably provided on the vehicle body frame 21. The wheels 22 are, for example, front wheels 22Al, 22Ar (one of the front wheels 22Al on the left side shown in FIG. 3) disposed on the left and right ends of the front portion of the body frame 21, respectively, The rear wheels 22Bl and 22Br (only the left rear wheel 22Bl is shown in FIG. 3) are disposed on the left and right ends of the rear wheel.
また、ダンプトラック１は、前輪２２Ａｌ，２２Ａｒの上方に設けられ、オペレータが搭乗する運転室２３と、車両の前部に設置され、無線通信回線に接続するためのアンテナ２４と、車体フレーム２１に対して起伏可能に設けられ、鉱物や土砂等の積荷２５Ａを積載する荷台２５とを備えている。 The dump truck 1 is provided above the front wheels 22Al and 22Ar. The dump truck 1 is installed in a driver's cab 23 on which an operator is boarded, an antenna 24 for connecting to a wireless communication line, and a vehicle body frame 21. On the other hand, it is provided so as to be able to undulate, and is provided with a loading platform 25 on which a load 25A such as mineral or earth and sand is loaded.
具体的には、ダンプトラック１は、車体フレーム２１の後部にブラケット２６を介して設けられたヒンジピン２７と、車体フレーム２１のうちヒンジピン２７よりも前方に配置され、車体フレーム２１と荷台２５とを連結するホイストシリンダ２８と、このホイストシリンダ２８へ圧油を供給する油圧ポンプ（図示せず）と、この油圧ポンプに供給する作動油を貯蔵する作動油タンク（図示せず）とを備えている。 Specifically, the dump truck 1 is disposed in front of the hinge pin 27 in the body frame 21 with a hinge pin 27 provided at the rear portion of the body frame 21 via a bracket 26, and the body frame 21 and the loading platform 25 are connected to each other. A hoist cylinder 28 to be connected, a hydraulic pump (not shown) for supplying pressure oil to the hoist cylinder 28, and a hydraulic oil tank (not shown) for storing hydraulic oil to be supplied to the hydraulic pump are provided. .
従って、油圧ポンプが圧油を作動油タンクからホイストシリンダ２８へ供給してホイストシリンダ２８を伸長させると、荷台２５がホイストシリンダ２８に押し上げられて起立することにより、荷台２５に積載された積荷２５Ａを放土することができる。一方、油圧ポンプがホイストシリンダ２８に供給した圧油を作動油タンクへ戻してホイストシリンダ２８を収縮させると、荷台２５がホイストシリンダ２８に支持されながら倒伏することにより、積込場２において積荷２５Ａを荷台２５へ積込むことができる。 Accordingly, when the hydraulic pump supplies the pressure oil from the hydraulic oil tank to the hoist cylinder 28 and extends the hoist cylinder 28, the load carrier 25 is pushed up by the hoist cylinder 28 and stands up, so that the load 25A loaded on the load carrier 25 is loaded. Can be unearthed. On the other hand, when the hydraulic oil supplied to the hoist cylinder 28 by the hydraulic pump is returned to the hydraulic oil tank and the hoist cylinder 28 is contracted, the load 25 is supported while being supported by the hoist cylinder 28, so that the load 25 </ b> A is loaded at the loading field 2. Can be loaded onto the loading platform 25.
このような構成のダンプトラック１は自動車等の普通の乗用車と異なり、荷台２５に積荷２５Ａが積載されている積荷状態のときの車両の重量が、荷台２５に積荷２５Ａが積載されていない空荷状態のときの車両の重量と比較して２倍以上変化する。そのため、積荷状態のときのダンプトラック１の車高が空荷状態のときの車高に対して大きく変化しないように、ダンプトラック１には、一般にガスと油を封入した前輪用サスペンションシリンダ２９Ａｌ，２９Ａｒ（図３には、左側の前輪用サスペンションシリンダ２９Ａｌのみが図示されている）及び後輪用サスペンションシリンダ２９Ｂｌ，２９Ｂｒ（図３には、左側の後輪用サスペンションシリンダ２９Ｂｌのみが図示されている）が一対ずつ搭載されている。 Unlike ordinary passenger cars such as automobiles, the dump truck 1 having such a configuration has a weight of a vehicle in a loaded state in which the load 25A is loaded on the loading platform 25, and an empty load in which the loading 25A is not loaded on the loading platform 25. It changes more than twice compared with the weight of the vehicle in the state. Therefore, in order to prevent the vehicle height of the dump truck 1 in the loaded state from changing greatly with respect to the vehicle height in the empty state, the dump truck 1 is generally provided with a front wheel suspension cylinder 29Al, filled with gas and oil. 29Ar (FIG. 3 shows only the left front wheel suspension cylinder 29Al) and rear wheel suspension cylinders 29B1 and 29Br (FIG. 3 shows only the left rear wheel suspension cylinder 29B1. ) Are mounted one by one.
一対の前輪用サスペンションシリンダ２９Ａｌ，２９Ａｒは、車両の幅方向において左右にそれぞれ配置されると共に、車体フレーム２１と前輪２２Ａｌ，２２Ａｒとの間に介装され、走行時の車体への衝撃を緩和する機能を有している。各前輪用サスペンションシリンダ２９Ａｌ，２９Ａｒには、例えば、左右一対の前輪２２Ａｌ，２２Ａｒをそれぞれ独立して上下に動かすことが可能な独立懸架方式が採用されており、この方式を用いることでダンプトラック１の走行経路の路面に形成された凹凸に前輪２２Ａｌ，２２Ａｒが追従し易くなるので、運転室２３内のオペレータの乗り心地を向上させることができる。 The pair of front wheel suspension cylinders 29Al and 29Ar are arranged on the left and right in the vehicle width direction, and are interposed between the vehicle body frame 21 and the front wheels 22Al and 22Ar, so as to alleviate the impact on the vehicle body during traveling. It has a function. Each of the front wheel suspension cylinders 29Al, 29Ar employs, for example, an independent suspension system in which the pair of left and right front wheels 22Al, 22Ar can be independently moved up and down. By using this system, the dump truck 1 Since the front wheels 22Al and 22Ar easily follow the unevenness formed on the road surface of the travel route, the ride comfort of the operator in the cab 23 can be improved.
一対の後輪用サスペンションシリンダ２９Ｂｌ，２９Ｂｒは、車両の幅方向において左右にそれぞれ配置されると共に、車体フレーム２１と後輪２２Ｂｌ，２２Ｂｒとの間に介装され、走行時の車体への衝撃を緩和する機能を有している。各後輪用サスペンションシリンダ２９Ｂｌ，２９Ｂｒには、例えば、左右一対の後輪２２Ｂｌ，２２Ｂｒを連結する車軸の両側を懸架する車軸懸架方式が採用されており、独立懸架方式に比べて強度を高めることができるので、荷台２５に積載された積荷２５Ａを安定して支持することができる。 The pair of rear wheel suspension cylinders 29Bl and 29Br are arranged on the left and right sides in the width direction of the vehicle, respectively, and are interposed between the vehicle body frame 21 and the rear wheels 22Bl and 22Br so as to reduce the impact on the vehicle body during traveling. Has the function of mitigating. Each of the rear wheel suspension cylinders 29Bl and 29Br employs, for example, an axle suspension system that suspends both sides of an axle connecting the pair of left and right rear wheels 22Bl and 22Br, and increases the strength compared to the independent suspension system. Therefore, the load 25A loaded on the loading platform 25 can be stably supported.
また、ダンプトラック１は、図２に示すように、無線装置３１、位置取得装置３２、サスペンション圧力センサ３３、ステアリング角度センサ３４、記憶装置３５、及び表示装置３６を備えている。なお、無線装置３１、位置取得装置３２、及び表示装置３６は、上述した油圧ショベル６の無線装置１６、位置取得装置１７、及び表示装置１９と同様の構成であるので、重複する説明を省略する。 As shown in FIG. 2, the dump truck 1 includes a wireless device 31, a position acquisition device 32, a suspension pressure sensor 33, a steering angle sensor 34, a storage device 35, and a display device 36. Note that the wireless device 31, the position acquisition device 32, and the display device 36 have the same configuration as the wireless device 16, the position acquisition device 17, and the display device 19 of the hydraulic excavator 6 described above, and thus redundant description is omitted. .
サスペンション圧力センサ３３は、各後輪用サスペンションシリンダ２９Ｂｌ，２９Ｂｒ内の圧力（以下、便宜的にサスペンション圧力と称する）を検出する圧力検出器として機能する。ステアリング角度センサ３４は、ダンプトラック１のステアリング角度を検出するステアリング角度検出器として機能する。記憶装置３５は、上述した油圧ショベル６の記憶装置１８と同様の構成に加え、サスペンション圧力センサ３３によって検出されたサスペンション圧力、及びステアリング角度センサ３４によって検出されたステアリング角度を記憶する。 The suspension pressure sensor 33 functions as a pressure detector that detects the pressure in each of the rear wheel suspension cylinders 29B1 and 29Br (hereinafter referred to as suspension pressure for convenience). The steering angle sensor 34 functions as a steering angle detector that detects the steering angle of the dump truck 1. The storage device 35 stores the suspension pressure detected by the suspension pressure sensor 33 and the steering angle detected by the steering angle sensor 34 in addition to the same configuration as the storage device 18 of the hydraulic excavator 6 described above.
図１において、放土場３は、ダンプトラック１が運搬した積荷２５Ａを積下ろす場所である。駐機場４は、オペレータの交代やダンプトラック１の駐車を行う場所である。駐機場４内には、オペレータが待機し、鉱山１００内で稼働するダンプトラック１、油圧ショベル６、及び後述のブルドーザ９の運行を管理する管制塔７が設置されている。この管制塔７には、無線通信回線に接続するためのアンテナ４１が屋上に設けられている。 In FIG. 1, the earthmoving field 3 is a place where the load 25 </ b> A transported by the dump truck 1 is unloaded. The parking area 4 is a place where the operator is changed and the dump truck 1 is parked. A parking tower 4 is provided with a control tower 7 for managing the operation of a dump truck 1, a hydraulic excavator 6, and a bulldozer 9, which will be described later. The control tower 7 is provided with an antenna 41 on the roof for connection to a wireless communication line.
管制塔７は、図２に示すように、無線装置４２、サーバ４３、及び表示装置４４を備えている。なお、表示装置４４は、上述した油圧ショベル６の表示装置１９と同様の構成であるので、重複する説明を省略する。 As shown in FIG. 2, the control tower 7 includes a wireless device 42, a server 43, and a display device 44. Note that the display device 44 has the same configuration as the display device 19 of the hydraulic excavator 6 described above, and thus a duplicate description is omitted.
無線装置４２は、油圧ショベル６、ダンプトラック１、及びブルドーザ９の各無線装置１６，３１，５１との間でアンテナ４１及び無線通信回線を介して無線通信を行う。サーバ４３は、無線装置４２から受信した情報を管理し、表示装置１９，３６，４４，５４に表示するための鉱山１００の地図情報を作成したり、積込場２の路面状態を検知する各種の処理を行う。 The wireless device 42 performs wireless communication with the wireless devices 16, 31, 51 of the excavator 6, the dump truck 1, and the bulldozer 9 via the antenna 41 and the wireless communication line. The server 43 manages the information received from the wireless device 42, creates map information of the mine 100 for display on the display devices 19, 36, 44, 54, and detects various road surface conditions of the loading site 2. Perform the process.
このサーバ４３は、例えば図示されないが、鉱山１００の地図情報を作成したり、積込場２の路面状態を検知するための各種の演算を行うＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、並びにＣＰＵによる演算を実行するためのプログラムを格納するＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）やＨＤＤ、及びＣＰＵがプログラムを実行する際の作業領域となるＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）等の記憶装置を含むハードウェアと、この記憶装置に記憶され、サーバ４３により実行されるソフトウェアとを含んで構成されている。 Although not shown, for example, the server 43 creates a map information of the mine 100 and performs various calculations for detecting the road surface state of the loading place 2 and performs a calculation by the CPU. Hardware including a storage device such as a ROM (Read Only Memory) and HDD for storing a program for executing the program, and a RAM (Random Access Memory) serving as a work area when the CPU executes the program, and the storage device And software executed by the server 43.
このような構成のサーバ４３では、ハードウェアとソフトウェアとが協働することで積込場路面状態検知システムに必要な機能が実現される。なお、サーバ４３の記憶装置に記憶されるソフトウェアには、本発明の第１実施形態の特徴をなす積込場路面状態検知プログラムが含まれている。また、積込場２の路面状態を検知するためのサーバ４３の機能を示す具体的な構成については後述する。 In the server 43 having such a configuration, functions required for the loading road surface condition detection system are realized by cooperation of hardware and software. The software stored in the storage device of the server 43 includes a loading field road surface state detection program that characterizes the first embodiment of the present invention. Moreover, the specific structure which shows the function of the server 43 for detecting the road surface state of the loading place 2 is mentioned later.
また、図１に示す鉱山１００には、油圧ショベル６及びダンプトラック１の他、積込場２及び放土場３においてダンプトラック１の荷台２５からこぼれ落ちた鉱物や土砂等を除去したり、積込場２及び放土場３の路面を整地する作業を行う作業車両としてのブルドーザ９（図２参照）が稼働している。なお、このブルドーザ９には、図示されないが、オペレータが搭乗する運転室の上部に設置され、無線通信回線に接続するためのアンテナが設けられている。 In addition to the excavator 6 and the dump truck 1, the mine 100 shown in FIG. 1 removes minerals and earth and sand spilled from the loading platform 25 of the dump truck 1 at the loading place 2 and the earthing place 3. A bulldozer 9 (see FIG. 2) is in operation as a work vehicle that performs the work of leveling the road surfaces of the batting ground 2 and the earthmoving ground 3. The bulldozer 9 is provided with an antenna (not shown) that is installed at the upper part of the operator's cab where the operator is boarded and is connected to a wireless communication line.
ブルドーザ９は、図２に示すように、無線装置５１、位置取得装置５２、記憶装置５３、及び表示装置５４を備えている。なお、無線装置５１、位置取得装置５２、記憶装置５３、及び表示装置５４は、上述した油圧ショベル６の無線装置１６、位置取得装置１７、記憶装置１８、及び表示装置１９と同様の構成であるので、重複する説明を省略する。なお、鉱山１００には、ブルドーザ９以外にも、上述した無線装置５１、位置取得装置５２、記憶装置５３、及び表示装置５４と同様の各装置を備えたモータグレーダ等（図示せず）が稼働してもよい。 As shown in FIG. 2, the bulldozer 9 includes a wireless device 51, a position acquisition device 52, a storage device 53, and a display device 54. The wireless device 51, the position acquisition device 52, the storage device 53, and the display device 54 have the same configuration as the wireless device 16, the position acquisition device 17, the storage device 18, and the display device 19 of the excavator 6 described above. Therefore, the overlapping description is omitted. In addition to the bulldozer 9, the mine 100 is operated with a motor grader or the like (not shown) provided with the same devices as the wireless device 51, the position acquisition device 52, the storage device 53, and the display device 54 described above. May be.
このように構成された鉱山１００では、積込場２において油圧ショベル６が積荷２５Ａをダンプトラック１の荷台２５に積込むと、ダンプトラック１は、積荷２５Ａを運搬路５に沿って放土場３へ運搬した後、荷台２５の積荷２５Ａを放土場３へ放土し、空荷状態で積込場２へ戻るという一連の動作が繰返される。 In the mine 100 configured as described above, when the excavator 6 loads the load 25 </ b> A onto the loading platform 25 of the dump truck 1 in the loading field 2, the dump truck 1 releases the load 25 </ b> A along the transport path 5. After transporting to 3, a series of operations are repeated in which the load 25 </ b> A of the loading platform 25 is released to the release site 3 and returned to the loading site 2 in an empty state.
次に、鉱山１００内のダンプトラック１の一連の動作において、サスペンション圧力センサ３３によって検出されるサスペンション圧力の時系列変化について、図４、図５を参照しながら詳細に説明する。 Next, time series changes in suspension pressure detected by the suspension pressure sensor 33 in a series of operations of the dump truck 1 in the mine 100 will be described in detail with reference to FIGS. 4 and 5.
図４に示すように、ダンプトラック１が積込位置に停止し、ダンプトラック１の荷台２５への積荷２５Ａの積込作業が開始されると、荷台２５に積載された積荷２５Ａが増大するに従って、サスペンション圧力センサ３３によって検出されるサスペンション圧力が増加する。 As shown in FIG. 4, when the dump truck 1 stops at the loading position and the loading operation of the load 25A to the loading platform 25 of the dump truck 1 is started, the loading 25A loaded on the loading platform 25 increases. The suspension pressure detected by the suspension pressure sensor 33 increases.
そして、積荷２５Ａの積込作業が完了し、ダンプトラック１が積込場２から放土場３へ向けて走行を開始すると、積込場２の路面に形成された凹凸によって車両が振動する。このとき、車両の振動が車輪２２を介して各サスペンションシリンダ２９Ａｌ，２９Ａｒ，２９Ｂｌ，２９Ｂｒに伝達するので、路面の凹凸が大きい程、サスペンション圧力センサ３３によって検出されるサスペンション圧力の変動が大きくなる。 When the loading operation of the load 25 </ b> A is completed and the dump truck 1 starts to travel from the loading place 2 to the earthing place 3, the vehicle vibrates due to the unevenness formed on the road surface of the loading place 2. At this time, the vibration of the vehicle is transmitted to each of the suspension cylinders 29Al, 29Ar, 29Bl, and 29Br via the wheels 22, so that the greater the road surface unevenness, the greater the variation in the suspension pressure detected by the suspension pressure sensor 33.
ダンプトラック１が走行を開始した直後は、鉱物や土砂が地面にこぼれ落ちて凹凸が形成され易い積込位置の付近を車両が走行するので、図４に示すように、サスペンション圧力センサ３３によって検出されるサスペンション圧力が比較的大きく変動していることが把握される。 Immediately after the dump truck 1 starts to travel, the vehicle travels in the vicinity of the loading position where minerals and earth and sand spill onto the ground and easily form irregularities. Therefore, the vehicle is detected by the suspension pressure sensor 33 as shown in FIG. It can be seen that the suspension pressure varies relatively greatly.
一方、図５に示すように、ダンプトラック１が運搬路５に沿って走行している間、ダンプトラック１の走行の開始直後と同様に、運搬路５の路面において凹凸が大きく形成されている区間Ｄ１では、サスペンション圧力センサ３３によって検出されるサスペンション圧力の変動が比較的大きくなるが、運搬路５の路面において平坦路のように凹凸が小さく形成されている区間Ｄ２では、サスペンション圧力センサ３３によって検出されるサスペンション圧力の変動が比較的小さくなる。 On the other hand, as shown in FIG. 5, while the dump truck 1 travels along the transport path 5, the unevenness is greatly formed on the road surface of the transport path 5, just like the start of travel of the dump truck 1. In the section D1, the fluctuation of the suspension pressure detected by the suspension pressure sensor 33 is relatively large. However, in the section D2 where the unevenness is small like a flat road on the road surface of the transport path 5, the suspension pressure sensor 33 The detected suspension pressure fluctuation is relatively small.
このように、鉱山１００では、ダンプトラック１が走行したときに、サスペンションシリンダ２９Ａｌ，２９Ａｒ，２９Ｂｌ，２９Ｂｒ内のサスペンション圧力の変動が大きくなり易い路面状態が悪化した場所と、サスペンション圧力の変動が小さくなり易い路面状態が良好な場所とが存在する。 As described above, in the mine 100, when the dump truck 1 travels, the road surface condition in which the suspension pressure variation in the suspension cylinders 29Al, 29Ar, 29Bl, and 29Br is likely to increase is deteriorated, and the suspension pressure variation is small. There is a place where the road surface condition is easy to be good.
そして、路面状態が悪化した場所でダンプトラック１の荷台２５への積荷２５Ａの積込作業が行われると、図６に示すように、積荷２５Ａが荷台２５に積込まれることに伴って前後のサスペンションシリンダ２９Ａｌ，２９Ａｒ，２９Ｂｌ，２９Ｂｒ内のサスペンション圧力ＰＦｌ，ＰＦｒ，ＰＲｌ，ＰＲｒが左右で異なり、車体フレーム２１の前後でモーメントＭＦ，ＭＲが反対方向に作用するので、車体フレーム２１に捩りが生じる。そのため、積荷２５Ａの重量を受けて車体フレーム２１及び周辺機器に大きな負荷がかかるので、ダンプトラック１を可能な限り路面状態が良好な場所へ停止させるために、積込場２の路面状態を把握する必要がある。 Then, when the load 25A is loaded onto the loading platform 25 of the dump truck 1 at a place where the road surface condition has deteriorated, as shown in FIG. The suspension pressures PFl, PFr, PRl, and PRr in the suspension cylinders 29Al, 29Ar, 29Bl, and 29Br are different on the left and right sides, and the moments MF and MR act in opposite directions before and after the body frame 21, so that the body frame 21 is twisted. . For this reason, a heavy load is applied to the vehicle body frame 21 and peripheral devices in response to the weight of the load 25A. Therefore, in order to stop the dump truck 1 in a place where the road surface state is as good as possible, the road surface state of the loading place 2 is grasped. There is a need to.
そこで、本発明の第１実施形態に係る積込場路面状態検知システムでは、管制塔７のサーバ４３は、ダンプトラック１の荷台２５への積荷２５Ａの積込作業が行われる積込場２の路面状態を検知する機能を備えている。以下、このサーバ４３における路面状態の検知機能について、図７を参照しながら詳細に説明する。 Therefore, in the loading field road surface state detection system according to the first embodiment of the present invention, the server 43 of the control tower 7 is used for loading the load 25A onto the loading platform 25 of the dump truck 1 in the loading field 2 where the loading work is performed. It has a function to detect the road surface condition. Hereinafter, the road surface state detection function of the server 43 will be described in detail with reference to FIG.
図７に示すように、サーバ４３は、記憶部４３１、積載状態判定部４３２、モーメント演算部４３３、及び路面状態判定部４３４を備えている。 As illustrated in FIG. 7, the server 43 includes a storage unit 431, a loading state determination unit 432, a moment calculation unit 433, and a road surface state determination unit 434.
記憶部４３１は、油圧ショベル６から無線装置４２を介して受信した情報、すなわち油圧ショベル６の位置取得装置１７によって取得された油圧ショベル６の位置、並びに角度センサによって検出されたブーム１３Ａ、アーム１３Ｂ、及びバケット１３Ｃの角度を受信時刻と共に互いに対応付けて記憶する。 The storage unit 431 stores information received from the excavator 6 via the wireless device 42, that is, the position of the excavator 6 acquired by the position acquisition device 17 of the excavator 6, and the boom 13A and the arm 13B detected by the angle sensor. And the angle of the bucket 13C is stored in association with the reception time.
また、記憶部４３１は、ダンプトラック１から無線装置４２を介して受信した情報、すなわちダンプトラック１の位置取得装置３２によって取得されたダンプトラック１の位置、サスペンション圧力センサ３３によって検出されたサスペンション圧力、及びステアリング角度センサ３４によって検出されたステアリング角度を受信時刻と共に相互に対応付けて記憶する。 The storage unit 431 also receives information received from the dump truck 1 via the wireless device 42, that is, the position of the dump truck 1 acquired by the position acquisition device 32 of the dump truck 1, and the suspension pressure detected by the suspension pressure sensor 33. , And the steering angle detected by the steering angle sensor 34 is stored in association with the reception time.
さらに、記憶部４３１は、位置取得装置３２によって取得されたダンプトラック１の位置と、路面状態判定部４３４によって判定された路面状態とを互いに関連付けて記憶する。なお、記憶部４３１には、これらの他、ブーム１３Ａ、アーム１３Ｂ、バケット１３Ｃの寸法情報や鉱山１００の地図情報等が予め記憶されている。 Furthermore, the storage unit 431 stores the position of the dump truck 1 acquired by the position acquisition device 32 and the road surface state determined by the road surface state determination unit 434 in association with each other. In addition to the above, the storage unit 431 previously stores dimension information of the boom 13A, the arm 13B, and the bucket 13C, map information of the mine 100, and the like.
積載状態判定部４３２は、ダンプトラック１の荷台２５の積載状態、すなわち荷台２５に積荷２５Ａが積載されていない空荷状態であるのか、あるいは荷台２５に積荷２５Ａが積載されている積荷状態であるのかを判定する。具体的には、積載状態判定部４３２は、例えば、記憶部４３１に記憶された油圧ショベル６におけるフロント作業機１３の角度センサの検出値を参照し、この角度センサによって検出されたブーム１３Ａ、アーム１３Ｂ、及びバケット１３Ｃの角度、及び記憶部４３１に記憶されたブーム１３Ａ、アーム１３Ｂ、バケット１３Ｃの寸法情報に基づいて、フロント作業機１３の姿勢を算出する。 The loading state determination unit 432 is a loading state of the loading platform 25 of the dump truck 1, that is, an empty loading state in which the loading 25A is not loaded on the loading platform 25 or a loading state in which the loading 25A is loaded on the loading platform 25. It is determined whether. Specifically, the loading state determination unit 432 refers to, for example, the detection value of the angle sensor of the front work machine 13 in the excavator 6 stored in the storage unit 431, and the boom 13A and the arm detected by the angle sensor. 13B and the angle of the bucket 13C and the posture of the front work machine 13 are calculated based on the dimension information of the boom 13A, the arm 13B, and the bucket 13C stored in the storage unit 431.
また、積載状態判定部４３２は、記憶部４３１に記憶された位置取得装置１７の検出値を参照し、算出したフロント作業機１３の姿勢、及び位置取得装置１７によって取得された油圧ショベル６の位置に基づいて、積込位置においてダンプトラック１の荷台２５への積荷２５Ａの積込作業が終了したかどうかを判定する。 In addition, the loading state determination unit 432 refers to the detection value of the position acquisition device 17 stored in the storage unit 431, calculates the calculated attitude of the front work machine 13, and the position of the excavator 6 acquired by the position acquisition device 17. Based on the above, it is determined whether or not the loading operation of the load 25A onto the loading platform 25 of the dump truck 1 is completed at the loading position.
そして、積載状態判定部４３２は、積荷２５Ａの積込作業が終了したと判定すると、荷台２５の積載状態が積荷状態であると判定し、積荷２５Ａの積込作業が終了していないと判定すると、荷台２５の積載状態が空荷状態であると判定する。なお、積載状態判定部４３２による荷台２５の積載状態の判定は、この場合に限らず、例えば、油圧ショベル６のオペレータから積荷２５Ａの積込作業が終了した旨の通知を受信することにより行ってもよいし、あるいはダンプトラック１のサスペンション圧力センサ３３によって検出されたサスペンション圧力を基に行ってもよい。 When the loading state determination unit 432 determines that the loading operation of the load 25A is completed, the loading state determination unit 432 determines that the loading state of the loading platform 25 is the loading state, and determines that the loading operation of the load 25A is not completed. It is determined that the loading state of the loading platform 25 is an empty state. The determination of the loading state of the loading platform 25 by the loading state determination unit 432 is not limited to this case. For example, the loading state determination unit 432 receives a notification from the operator of the excavator 6 that the loading operation of the load 25A is completed. Alternatively, it may be performed based on the suspension pressure detected by the suspension pressure sensor 33 of the dump truck 1.
モーメント演算部４３３は、記憶部４３１に記憶されたサスペンション圧力及びダンプトラック１の位置に基づいて、ダンプトラック１が所定の基準区間を走行しているときの車体フレーム２１に作用する第１モーメント、及びダンプトラック１が積込場２における所定の検知対象位置に位置しているときの車体フレーム２１に作用する第２モーメントを演算する。 The moment calculation unit 433 is configured to apply a first moment acting on the vehicle body frame 21 when the dump truck 1 is traveling in a predetermined reference section based on the suspension pressure stored in the storage unit 431 and the position of the dump truck 1. And the 2nd moment which acts on the vehicle body frame 21 when the dump truck 1 is located in the predetermined detection target position in the loading place 2 is calculated.
本発明の第１実施形態では、上述の基準区間は、ダンプトラック１が走行しているときに、サスペンション圧力センサ３３によって検出されたサスペンション圧力の変動が所定の範囲ＲＡ（図５参照）内に収まる走行区間に予め設定されており、例えば、運搬路５の路面において平坦路のように凹凸が小さく形成されている図５に示す区間Ｄ２に設定されている。また、上述の検知対象位置は、例えば、油圧ショベル６によって積荷２５Ａが積込まれる積込位置に設定されている。なお、基準区間は、上述した場合に限らず、ダンプトラック１が走行したときのサスペンション圧力の変動が所定の範囲ＲＡ内に収まる走行区間であれば、区間Ｄ２以外の走行区間に設定されてもよいし、検知対象位置についても、上述した場合に限らず、積込場２において積込位置以外の位置に設定されてもよい。 In the first embodiment of the present invention, in the above-described reference section, when the dump truck 1 is traveling, the suspension pressure variation detected by the suspension pressure sensor 33 is within a predetermined range RA (see FIG. 5). For example, it is set to a section D2 shown in FIG. 5 where unevenness is formed small like a flat road on the road surface of the transport path 5. Moreover, the above-mentioned detection target position is set to the loading position where the load 25A is loaded by the excavator 6, for example. The reference section is not limited to the above-described case, and may be set to a travel section other than the section D2 as long as the suspension pressure fluctuation when the dump truck 1 travels falls within the predetermined range RA. Also, the detection target position is not limited to the above-described case, and may be set to a position other than the loading position in the loading place 2.
ところで、鉱山１００で用いられるダンプトラック１は、荷台２５に積載される重量が機種毎に予め定められているので、ダンプトラック１が積荷状態で区間Ｄ２を走行しているときと、積込位置においてダンプトラック１の荷台２５への積荷２５Ａの積込作業が完了したときとを比較すると、荷台２５の積載重量は同じような値となる。従って、本発明の第１実施形態では、モーメント演算部４３３は、積載状態判定部４３２によって判定された荷台２５の積載状態が積荷状態である場合に、第１モーメント及び第２モーメントの演算を行う。 By the way, since the dump truck 1 used in the mine 100 has a predetermined weight for each model, the weight loaded on the loading platform 25 is determined in advance. When the loading operation of the load 25A onto the loading platform 25 of the dump truck 1 is completed, the loading weight of the loading platform 25 has the same value. Therefore, in the first embodiment of the present invention, the moment calculation unit 433 calculates the first moment and the second moment when the loading state of the loading platform 25 determined by the loading state determination unit 432 is the loading state. .
また、モーメント演算部４３３は、ダンプトラック１のステアリング角度センサ３４によって検出されたステアリング角度が所定値（例えば、５度）以上であるとき、第１モーメント及び第２モーメントの演算を行わず、ステアリング角度センサ３４によって検出されたステアリング角度が所定値未満であるとき、第１モーメント及び第２モーメントの演算を行う。 The moment calculator 433 does not calculate the first moment and the second moment when the steering angle detected by the steering angle sensor 34 of the dump truck 1 is a predetermined value (for example, 5 degrees) or more, and does not calculate the steering. When the steering angle detected by the angle sensor 34 is less than a predetermined value, the first moment and the second moment are calculated.
次に、モーメント演算部４３３による第１モーメント及び第２モーメントの演算処理について、図８を参照しながら詳細に説明する。 Next, the calculation processing of the first moment and the second moment by the moment calculation unit 433 will be described in detail with reference to FIG.
図８に示すように、ダンプトラック１が基準区間として設定された区間Ｄ２を走行するとき、サスペンション圧力センサ３３によって検出された後輪２２Ｂｌ，２２Ｂｒ側のサスペンションシリンダ２９Ｂｌ，２９Ｂｒのサスペンション圧力をＰＲｌ１，ＰＲｒ１、サスペンションシリンダ２９Ｂｌ，２９Ｂｒの各ロッド断面積をＡＲ、サスペンションシリンダ２９Ｂｌ，２９Ｂｒの取付間隔をＬＲとすると、ダンプトラック１の車体フレーム２１の中心周りに負荷されている第１モーメント、すなわち車体フレーム２１の前後方向に沿う中心軸Ｃ（図６参照）の周りに作用する後輪２２Ｂｌ，２２Ｂｒ側の第１モーメントＭＲ１は、下記の数式（１）で表される。
モーメント演算部４３３は、記憶部４３１に記憶された後輪２２Ｂｌ，２２Ｂｒ側のサスペンションシリンダ２９Ｂｌ，２９Ｂｒのサスペンション圧力ＰＲｌ１，ＰＲｒ１、サスペンションシリンダ２９Ｂｌ，２９Ｂｒの各ロッド断面積ＡＲ、サスペンションシリンダ２９Ｂｌ，２９Ｂｒの取付間隔ＬＲを上記数式（１）に代入することにより、ダンプトラック１が区間Ｄ２を走行しているときの第１モーメントＭＲ１を算出する。 The moment calculation unit 433 includes suspension pressures PR11 and PRr1 of the suspension cylinders 29B1 and 29Br on the rear wheels 22B1 and 22Br side stored in the storage unit 431, rod cross-sectional areas AR of the suspension cylinders 29B1 and 29Br, and suspension cylinders 29B1 and 29Br. The first moment MR1 when the dump truck 1 is traveling in the section D2 is calculated by substituting the mounting interval LR into the mathematical formula (1).
一方、ダンプトラック１の荷台２５への積荷２５Ａの積込作業が完了した後、ダンプトラック１が積込場２の積込位置から走行を開始する直前に、サスペンション圧力センサ３３によって検出された後輪２２Ｂｌ，２２Ｂｒ側のサスペンションシリンダ２９Ｂｌ，２９Ｂｒのサスペンション圧力をＰＲｌ２、ＰＲｒ２とすると、車体フレーム２１の前後方向に沿う中心軸Ｃの周りに作用する後輪２２Ｂｌ，２２Ｂｒ側の第２モーメントＭＲ２は、下記の数式（２）で表される。
モーメント演算部４３３は、記憶部４３１に記憶された後輪２２Ｂｌ，２２Ｂｒ側のサスペンションシリンダ２９Ｂｌ，２９Ｂｒのサスペンション圧力ＰＲｌ２，ＰＲｒ２、サスペンションシリンダ２９Ｂｌ，２９Ｂｒの各ロッド断面積ＡＲ、サスペンションシリンダ２９Ｂｌ，２９Ｂｒの取付間隔ＬＲを上記数式（２）に代入することにより、ダンプトラック１が積込場２の積込位置に位置しているときの第２モーメントＭＲ２を算出する。 The moment calculation unit 433 includes suspension pressures PRl2 and PRr2 of the suspension cylinders 29B1 and 29Br on the rear wheels 22B1 and 22Br side stored in the storage unit 431, rod cross-sectional areas AR of the suspension cylinders 29B1 and 29Br, and suspension cylinders 29B1 and 29Br. By substituting the mounting interval LR into the above equation (2), the second moment MR2 when the dump truck 1 is located at the loading position of the loading field 2 is calculated.
ここで、モーメントＭＲ１，ＭＲ２の演算の対象となる路面、すなわち基準区間としての区間Ｄ２における路面と積込場２の積込位置における路面の状態が同じであれば、第１モーメントＭＲ１と第２モーメントＭＲ２は等しくなる。これに対し、基準区間としての区間Ｄ２における路面と積込場２の積込位置における路面の状態が異なれば、第１モーメントＭＲ１と第２モーメントＭＲ２は異なる。すなわち、平坦路のように凹凸が小さく形成されている区間Ｄ２の路面に対して、積込場２の積込位置の路面が荒れている程度を第１モーメントＭＲ１と第２モーメントＭＲ２との差ＭＲ１−ＭＲ２により判断することができる。 Here, if the road surface subject to calculation of the moments MR1 and MR2, that is, the road surface in the section D2 as the reference section and the road surface at the loading position of the loading field 2 are the same, the first moment MR1 and the second moment Moments MR2 are equal. On the other hand, if the road surface in the section D2 as the reference section and the road surface at the loading position of the loading field 2 are different, the first moment MR1 and the second moment MR2 are different. That is, the difference between the first moment MR1 and the second moment MR2 is the degree to which the road surface at the loading position of the loading field 2 is rough with respect to the road surface of the section D2 where the unevenness is formed small like a flat road. This can be determined by MR1-MR2.
図７において、路面状態判定部４３４は、モーメント演算部４３３によって演算された第１モーメントＭＲ１と第２モーメントＭＲ２との差ＭＲ１−ＭＲ２に応じて、積込場２の積込位置に対する路面状態を判定する。具体的には、路面状態判定部４３４は、例えば、モーメント演算部４３３によって演算された第１モーメントＭＲ１と第２モーメントＭＲ２との差ＭＲ１−ＭＲ２と、車体フレーム２１の捩りに対する降伏点に相当する所定の閾値θＲ１、及びこの閾値θＲ１よりも予め低く設定された閾値θＲ２（＜θＲ１）とを比較して路面状態の判定を行う。なお、上記閾値θＲ１は、車体フレーム２１の材質と形状が決まれば、一義的に定まる値である。 In FIG. 7, the road surface state determination unit 434 determines the road surface state with respect to the loading position of the loading field 2 according to the difference MR1−MR2 between the first moment MR1 and the second moment MR2 calculated by the moment calculation unit 433. judge. Specifically, the road surface state determination unit 434 corresponds to, for example, the difference MR1-MR2 between the first moment MR1 and the second moment MR2 calculated by the moment calculation unit 433, and the yield point for the torsion of the body frame 21. The road surface condition is determined by comparing a predetermined threshold value θR1 and a threshold value θR2 (<θR1) set in advance lower than the threshold value θR1. The threshold value θR1 is a value that is uniquely determined if the material and shape of the vehicle body frame 21 are determined.
本発明の第１実施形態では、路面状態判定部４３４は、モーメント演算部４３３によって演算された第１モーメントＭＲ１と第２モーメントＭＲ２との差ＭＲ１−ＭＲ２の絶対値｜ＭＲ１−ＭＲ２｜が閾値θＲ１以上のとき（｜ＭＲ１−ＭＲ２｜≧θＲ１）、積込場２の積込位置に対する路面状態が不良であると判定し、絶対値｜ＭＲ１−ＭＲ２｜が閾値θＲ１未満であり、かつ絶対値｜ＭＲ１−ＭＲ２｜が閾値θＲ２以上のとき（θＲ２≦｜ＭＲ１−ＭＲ２｜＜θＲ１）、積込場２の積込位置に対する路面状態が普通であると判定し、絶対値｜ＭＲ１−ＭＲ２｜が閾値θＲ２未満のとき（｜ＭＲ１−ＭＲ２｜＜θＲ２）、積込場２の積込位置に対する路面状態が良好であると判定する。なお、路面状態判定部４３４は、路面状態の判定結果に対して、絶対値｜ＭＲ１−ＭＲ２｜を関連付けた情報を記憶部４３１に記憶する。 In the first embodiment of the present invention, the road surface condition determination unit 434 determines that the absolute value | MR1-MR2 | of the difference MR1-MR2 between the first moment MR1 and the second moment MR2 calculated by the moment calculation unit 433 is the threshold value θR1. At the above time (| MR1-MR2 | ≧ θR1), it is determined that the road surface state with respect to the loading position of the loading field 2 is defective, the absolute value | MR1-MR2 | is less than the threshold value θR1, and the absolute value | When MR1-MR2 | is equal to or greater than the threshold value θR2 (θR2 ≦ | MR1-MR2 | <θR1), it is determined that the road surface state with respect to the loading position of the loading field 2 is normal, and the absolute value | MR1-MR2 | When it is less than θR2 (| MR1-MR2 | <θR2), it is determined that the road surface state with respect to the loading position of the loading field 2 is good. The road surface state determination unit 434 stores information in which the absolute value | MR1-MR2 | is associated with the determination result of the road surface state in the storage unit 431.
次に、表示装置４４の表示画面の制御処理について、図９〜図１４を参照しながら詳細に説明する。なお、図１０〜図１４に示す符号６１は、路面状態に対応したパターンを示す凡例を表している。また、本発明の第１実施形態では、油圧ショベル６、ダンプトラック１、及びブルドーザ９の表示装置１９，３６，５４が各無線装置１６，３１，５１を介してサーバ４３から路面情報を受信すると、サーバ４３の表示装置４４と同様の画面が映し出されるので、以下の説明において、サーバ４３の表示装置４４の表示画面４４Ａの内容について主に記載し、他の表示装置１９，３６，５４に関して重複する説明を省略する。 Next, the display screen control process of the display device 44 will be described in detail with reference to FIGS. In addition, the code | symbol 61 shown in FIGS. 10-14 represents the legend which shows the pattern corresponding to a road surface state. In the first embodiment of the present invention, when the display devices 19, 36, 54 of the excavator 6, the dump truck 1, and the bulldozer 9 receive road surface information from the server 43 via the wireless devices 16, 31, 51. Since the same screen as that of the display device 44 of the server 43 is displayed, in the following description, the contents of the display screen 44A of the display device 44 of the server 43 will be mainly described, and duplicated with respect to the other display devices 19, 36, and 54. Description to be omitted is omitted.
表示装置４４は、サーバ４３から記憶部４３１に記憶された鉱山１００の地図情報及び路面状態を示す路面情報を受信すると、図９に示すように、鉱山１００の地図情報のうち積込場２の積込位置の付近を表示画面４４Ａに表示する。このとき、表示装置４４は、表示画面４４Ａに表示した鉱山１００の地図上において、予め設定される積込位置毎に路面状態が反映されるように、積込場２のうちダンプトラック１及びブルドーザ９が進入可能な領域２Ａを積込位置に応じて格子状に区画し、領域２Ａを複数の小領域２ａに区分して表示画面４４Ａに映す。 When the display device 44 receives the map information of the mine 100 and the road surface information indicating the road surface state stored in the storage unit 431 from the server 43, as shown in FIG. 9, as shown in FIG. The vicinity of the loading position is displayed on the display screen 44A. At this time, the display device 44 includes the dump truck 1 and the bulldozer in the loading site 2 so that the road surface state is reflected for each preset loading position on the map of the mine 100 displayed on the display screen 44A. The area 2A into which 9 can enter is divided into a grid according to the loading position, and the area 2A is divided into a plurality of small areas 2a and displayed on the display screen 44A.
そして、表示装置４４は、表示画面４４Ａに表示した領域２Ａにおける個々の小領域２ａに対して、路面状態判定部４３４によって判定された路面状態を段階的に表示する。具体例として、図１０に示すように、表示装置４４は、路面状態判定部４３４によって判定された路面状態に応じて、表示画面４４Ａ上の領域２Ａのうち対応する小領域２ａに対して色もしくはパターンを変更して表示する。例えば、表示装置４４は、路面状態判定部４３４による路面状態の判定が行われていない小領域２ａ１に対して、無色のパターンなしで表示し、路面状態判定部４３４によって路面状態が良好であると判定された小領域２ａ２に対して、黒色の細い斜線で示すパターン１で表示し、路面状態判定部４３４によって路面状態が普通であると判定された小領域２ａ３に対して、黒色の太い斜線で示すパターン２で表示し、路面状態判定部４３４によって路面状態が不良であると判定された小領域２ａ４に対して、黒色の塗りつぶしのパターン３で表示するようにしている。 Then, the display device 44 displays the road surface state determined by the road surface state determination unit 434 in a stepwise manner for each small region 2a in the region 2A displayed on the display screen 44A. As a specific example, as illustrated in FIG. 10, the display device 44 may display a color or color for a corresponding small region 2a in the region 2A on the display screen 44A according to the road surface state determined by the road surface state determination unit 434. Change the pattern to display. For example, the display device 44 displays the small area 2a1 where the road surface state determination unit 434 does not determine the road surface state without a colorless pattern, and the road surface state determination unit 434 indicates that the road surface state is good. The determined small area 2a2 is displayed in a pattern 1 indicated by a black thin diagonal line, and the small area 2a3 determined to be normal by the road surface state determination unit 434 is indicated by a thick black diagonal line. The small area 2a4 that is determined to be defective by the road surface state determination unit 434 is displayed as a black-filled pattern 3.
また、表示装置４４は、図１１に示すように、サーバ４３から記憶部４３１に記憶されたダンプトラック１の位置情報を受信すると、ダンプトラック１の位置を表示画面４４Ａに表示する。これにより、オペレータは、ダンプトラック１の位置と路面状態を把握しながら適切な積込位置を決定することができる。さらに、表示装置４４は、路面情報を参照し、図１２に示すように、油圧ショベル６によるダンプトラック１の荷台２５への積荷２５Ａの積込みが可能な領域において、路面状態が最も良好となる位置として、例えば、絶対値｜ＭＲ１−ＭＲ２｜が最小となる位置を算出し、この算出した位置に○印６２等の目印を付して表示画面４４Ａに表示する。これにより、オペレータは、路面状態が最良な場所を容易に把握できるので、積込作業時に車体フレーム２１が受ける負荷が小さい場所へダンプトラック１を移動させることができる。 Further, as shown in FIG. 11, when the display device 44 receives the position information of the dump truck 1 stored in the storage unit 431 from the server 43, the display device 44 displays the position of the dump truck 1 on the display screen 44A. Thereby, the operator can determine an appropriate loading position while grasping the position of the dump truck 1 and the road surface state. Further, the display device 44 refers to the road surface information, and as shown in FIG. 12, the position where the road surface state is the best in the region where the load 25A can be loaded onto the loading platform 25 of the dump truck 1 by the excavator 6. For example, a position where the absolute value | MR1-MR2 | is minimum is calculated, and a mark such as a circle 62 is added to the calculated position and displayed on the display screen 44A. As a result, the operator can easily grasp the place where the road surface condition is the best, so that the dump truck 1 can be moved to a place where the load applied to the vehicle body frame 21 is small during the loading operation.
また、表示装置４４は、ブルドーザ９等が積込場２の路面をならすと、ブルドーザ９等がならす前に路面状態判定部４３４によって判定された路面状態をリセットする。図１３に示す表示画面４４Ａでは、ブルドーザ９が矢印Ｅ方向へ移動し、領域２Ａにおいて、パターン１で表示された小領域２ａ２、パターン２で表示された小領域２ａ３、及びパターン３で表示された小領域２ａ４の路面がブルドーザ９にならされているので、表示装置４４は、図１４に示すように、当該小領域２ａ２，２ａ３，２ａ４に対して小領域２ａ１と同様の無色のパターンなしで表示している。 In addition, when the bulldozer 9 and the like level the road surface of the loading field 2, the display device 44 resets the road surface state determined by the road surface state determination unit 434 before the bulldozer 9 and the like level. In the display screen 44A shown in FIG. 13, the bulldozer 9 moves in the direction of arrow E, and in the area 2A, the small area 2a2 displayed with the pattern 1, the small area 2a3 displayed with the pattern 2, and the pattern 3 are displayed. Since the road surface of the small area 2a4 is leveled with the bulldozer 9, the display device 44 displays the small areas 2a2, 2a3 and 2a4 without the same colorless pattern as the small area 2a1 as shown in FIG. doing.
次に、サーバ４３による路面状態の検知処理について、図１５のフローチャートに基づいて詳細に説明する。 Next, the road surface state detection processing by the server 43 will be described in detail based on the flowchart of FIG.
図１５に示すように、まずサーバ４３は、ダンプトラック１から管制塔７へ無線装置３１を介して送信されたダンプトラック１の位置情報、サスペンション圧力情報、及びステアリング角度情報を、無線装置４２を介して取得する（（ステップ（以下、Ｓと記す）１５０１））。そして、サーバ４３は、取得したダンプトラック１の位置情報、サスペンション圧力情報、及びステアリング角度情報を記憶部４３１に記憶する（Ｓ１５０２）。 As shown in FIG. 15, the server 43 first sends the position information, suspension pressure information, and steering angle information of the dump truck 1 transmitted from the dump truck 1 to the control tower 7 via the wireless apparatus 31, and the wireless apparatus 42. ((Step (hereinafter referred to as S) 1501)). Then, the server 43 stores the acquired position information, suspension pressure information, and steering angle information of the dump truck 1 in the storage unit 431 (S1502).
サーバ４３は、取得したダンプトラック１の位置情報からダンプトラック１が基準区間としての区間Ｄ２を走行しているかどうかを判断する（Ｓ１５０３）。このとき、サーバ４３は、ダンプトラック１が区間Ｄ２を走行していないと判断すると（Ｓ１５０２／Ｎｏ）、Ｓ１５０１からの処理が繰返される。 The server 43 determines whether or not the dump truck 1 is traveling in the section D2 as the reference section from the acquired position information of the dump truck 1 (S1503). At this time, if the server 43 determines that the dump truck 1 is not traveling in the section D2 (S1502 / No), the processing from S1501 is repeated.
Ｓ１５０３において、サーバ４３は、ダンプトラック１が区間Ｄ２を走行していると判断すると（Ｓ１５０３／Ｙｅｓ）、取得したダンプトラック１のステアリング角度情報からステアリング角度が所定値以上であるかどうかを判断する（Ｓ１５０４）。このとき、サーバ４３は、ステアリング角度が所定値以上であると判断すると（Ｓ１５０４／Ｙｅｓ）、Ｓ１５０１からの処理が繰返される。 In S1503, when the server 43 determines that the dump truck 1 is traveling in the section D2 (S1503 / Yes), the server 43 determines whether the steering angle is a predetermined value or more from the acquired steering angle information of the dump truck 1. (S1504). At this time, if the server 43 determines that the steering angle is greater than or equal to a predetermined value (S1504 / Yes), the processing from S1501 is repeated.
このように、ダンプトラック１のステアリングが左右のいずれかに回動した場合には、車両の前後方向に対して左右方向の加速度が負荷されるので、サーバ４３のモーメント演算部４３３が第１モーメントＭＲ１及び第２モーメントＭＲ２を演算することがない。これにより、ステアリングの回動に伴う左右方向の加速度がモーメント演算部４３３による第１モーメントＭＲ１及び第２モーメントＭＲ２の演算に反映されるのを防止できるので、第１モーメントＭＲ１及び第２モーメントＭＲ２の演算精度を高めることができる。 As described above, when the steering of the dump truck 1 is rotated to the left or right, the acceleration in the left-right direction is loaded with respect to the front-rear direction of the vehicle, and therefore the moment calculation unit 433 of the server 43 performs the first moment. MR1 and second moment MR2 are not calculated. As a result, it is possible to prevent the lateral acceleration accompanying the turning of the steering wheel from being reflected in the calculation of the first moment MR1 and the second moment MR2 by the moment calculator 433, so that the first moment MR1 and the second moment MR2 Calculation accuracy can be increased.
Ｓ１５０４において、サーバ４３は、ステアリング角度が所定値未満であると判断すると（Ｓ１５０４／Ｎｏ）、サーバ４３の積載状態判定部４３２は、ダンプトラック１の荷台２５の積載状態が積荷状態であるのかどうかを判定する（Ｓ１５０５）。このとき、積載状態判定部４３２は、荷台２５の積載状態が空荷状態であると判定すると（Ｓ１５０５／Ｎｏ）、Ｓ１５０１からの処理が繰返される。 In S1504, when the server 43 determines that the steering angle is less than the predetermined value (S1504 / No), the loading state determination unit 432 of the server 43 determines whether the loading state of the loading platform 25 of the dump truck 1 is a loading state. Is determined (S1505). At this time, when the loading state determination unit 432 determines that the loading state of the loading platform 25 is an empty state (S1505 / No), the processing from S1501 is repeated.
Ｓ１５０５において、積載状態判定部４３２は、荷台２５の積載状態が積荷状態であると判定すると（Ｓ１５０５／Ｙｅｓ）、モーメント演算部４３３は、記憶部４３１に記憶されたダンプトラック１の位置情報及びサスペンション圧力情報を参照し、ダンプトラック１が区間Ｄ２を走行している間のサスペンション圧力を当該区間Ｄ２で平均化した後、得られたサスペンション圧力を用いて第１モーメントＭＲ１を演算すると共に、ダンプトラック１の位置情報及びサスペンション圧力情報から第２モーメントＭＲ２を演算する（Ｓ１５０６）。 In S1505, when the loading state determination unit 432 determines that the loading state of the loading platform 25 is the loading state (S1505 / Yes), the moment calculation unit 433 stores the position information and suspension of the dump truck 1 stored in the storage unit 431. With reference to the pressure information, the suspension pressure while the dump truck 1 is traveling in the section D2 is averaged in the section D2, and then the first moment MR1 is calculated using the obtained suspension pressure, and the dump truck The second moment MR2 is calculated from the position information 1 and the suspension pressure information (S1506).
このように、モーメント演算部４３３は、荷台２５の積載状態が空荷状態のときよりもサスペンションシリンダ２９Ｂｌ，２９Ｂｒのサスペンション圧力が大きくなり易い積荷状態であるときに限り、第１モーメントＭＲ１及び第２モーメントＭＲ２を演算することにより、高精度な演算結果を得ることができる。 As described above, the moment calculation unit 433 only applies the first moment MR1 and the second moment MR1 when the loading state of the loading platform 25 is a loading state in which the suspension pressure of the suspension cylinders 29Bl and 29Br is likely to be larger than when the loading state is empty. By calculating the moment MR2, a highly accurate calculation result can be obtained.
次に、サーバ４３の路面状態判定部４３４は、モーメント演算部４３３の演算結果を参照し、積込場２の積込位置に対する路面状態を判定し、当該積込位置と、判定した路面状態とを互いに関連付けて記憶部４３１に記憶する（Ｓ１５０７）。そして、サーバ４３は、記憶部４３１に記憶された積込位置に対する路面状態を示す路面情報を油圧ショベル６、ダンプトラック１、管制塔７、及びブルドーザ９の表示装置１９，３６，４４，５４へそれぞれ送信し、Ｓ１５０１からの処理が繰返される。 Next, the road surface state determination unit 434 of the server 43 refers to the calculation result of the moment calculation unit 433, determines the road surface state with respect to the loading position of the loading field 2, and determines the loading position and the determined road surface state. Are associated with each other and stored in the storage unit 431 (S1507). Then, the server 43 sends the road surface information indicating the road surface state with respect to the loading position stored in the storage unit 431 to the display devices 19, 36, 44, 54 of the excavator 6, the dump truck 1, the control tower 7, and the bulldozer 9. Each is transmitted, and the processing from S1501 is repeated.
これにより、油圧ショベル６、ダンプトラック１、管制塔７、及びブルドーザ９の表示装置１９，３６，４４，５４に積込場２の積込位置に対応した路面状態が各パターン１〜３により映し出されるので、自動車等の普通の乗用車と異なり、車体寸法が大きい油圧ショベル６、ダンプトラック１、及びブルドーザ９に搭乗したオペレータであっても、積込場２の路面状態を的確に把握することができる。そのため、路面状態が悪化した積込位置にダンプトラック１が移動するのを未然に防ぐことができるので、荷台２５への積荷２５Ａの積込作業において車両がアンバランスな支持状態とならず、ダンプトラック１の車体フレーム２１及び周辺機器にかかる負荷を軽減することができ、車体フレーム２１及び周辺機器の寿命を向上させることができる。 As a result, the road surface state corresponding to the loading position of the loading field 2 is displayed by the patterns 1 to 3 on the display devices 19, 36, 44, 54 of the excavator 6, the dump truck 1, the control tower 7, and the bulldozer 9. Therefore, unlike ordinary passenger cars such as automobiles, even an operator who has boarded a hydraulic excavator 6, a dump truck 1 and a bulldozer 9 with large body dimensions can accurately grasp the road surface condition of the loading place 2. it can. Therefore, since the dump truck 1 can be prevented from moving to the loading position where the road surface condition has deteriorated, the vehicle is not in an unbalanced support state in the loading operation of the load 25A onto the loading platform 25, and the dump truck 1 The load on the vehicle body frame 21 and peripheral devices of the truck 1 can be reduced, and the lifespan of the vehicle body frame 21 and peripheral devices can be improved.
このように構成した本発明の第１実施形態によれば、サーバ４３の路面状態判定部４３４は、モーメント演算部４３３によって演算された第１モーメントＭＲ１と第２モーメントＭＲ２との差ＭＲ１−ＭＲ２を求めることにより、ダンプトラック１の荷台２５上の積荷２５Ａの偏りに起因する車体フレーム２１の捩りの影響を排除して路面の凹凸に起因する車体フレーム２１の捩りだけから積込位置に対する路面状態を判定することができる。従って、平坦路のように路面の凹凸が比較的小さい場所において、ダンプトラック１の荷台２５上の積荷２５Ａが左右のいずれかに偏って積載されていても、積込場２の路面状態が誤って検知されるのを抑制することができる。これにより、積込場２の路面状態の検知精度を高めることができる According to the first embodiment of the present invention configured as described above, the road surface condition determination unit 434 of the server 43 calculates the difference MR1-MR2 between the first moment MR1 and the second moment MR2 calculated by the moment calculation unit 433. Thus, the influence of the torsion of the body frame 21 caused by the bias of the load 25A on the loading platform 25 of the dump truck 1 is eliminated, and the road surface state with respect to the loading position is determined only from the torsion of the body frame 21 caused by the unevenness of the road surface. Can be determined. Therefore, in a place where the unevenness of the road surface is relatively small like a flat road, even if the load 25A on the loading platform 25 of the dump truck 1 is loaded on either the left or right side, the road surface state of the loading place 2 is incorrect. Can be suppressed. Thereby, the detection accuracy of the road surface state of the loading place 2 can be improved.
また、本発明の第１実施形態では、各後輪用サスペンションシリンダ２９Ｂｌ，２９Ｂｒに車軸懸架方式が採用されているため、ダンプトラック１の積載状態が積荷状態で走行しているときに、例えば、後輪２２Ｂｌ，２２Ｂｒの片輪を路面に形成された凹凸等の突起に乗り上げた場合には、車体フレーム２１に比較的大きな捩りが作用する。本発明の第１実施形態は、このような車体フレーム２１の捩りの状況を考慮し、モーメント演算部４３３が、記憶部４３１に記憶された後輪用サスペンションシリンダ２９Ｂｌ，２９Ｂｒ内のサスペンション圧力を用いて第１モーメントＭＲ１及び第２モーメントＭＲ２を演算するようにしているので、路面状態判定部４３４の判定結果から路面状態が悪化した積込位置を回避することにより、車体フレーム２１のうち積荷２５Ａの荷重や走行時の衝撃の影響を受け易い後輪２２Ｂｌ，２２Ｂｒ側にかかる負荷を十分に軽減することができる。これにより、車体フレーム２１及び周辺機器の寿命をさらに向上させることができる。 Further, in the first embodiment of the present invention, since the axle suspension system is adopted for each of the rear wheel suspension cylinders 29Bl and 29Br, when the dump truck 1 is traveling in the loaded state, for example, When one of the rear wheels 22B1 and 22Br rides on a projection such as an unevenness formed on the road surface, a relatively large torsion acts on the body frame 21. In the first embodiment of the present invention, the moment calculation unit 433 uses the suspension pressure in the rear wheel suspension cylinders 29 </ b> Bl and 29 </ b> Br stored in the storage unit 431 in consideration of such a torsional state of the vehicle body frame 21. Since the first moment MR1 and the second moment MR2 are calculated, the load position where the road surface condition has deteriorated is avoided from the determination result of the road surface state determination unit 434, so that the load 25A of the vehicle body frame 21 is loaded. It is possible to sufficiently reduce the load applied to the rear wheels 22B1 and 22Br that are easily affected by the load and impact during traveling. Thereby, the lifetime of the vehicle body frame 21 and peripheral devices can be further improved.
また、本発明の第１実施形態では、路面状態判定部４３４は、モーメント演算部４３３の演算結果を車体フレーム２１の捩りに対する降伏点に相当する所定の閾値θＲ１を基準にして路面状態の判定を行うことにより、この路面状態から車体フレーム２１にかかる負荷の大きさの目安を容易に把握することができる。特に、本発明の第１実施形態では、路面状態判定部４３４は、閾値θＲ１の他に、モーメント演算部４３３の演算結果と閾値θＲ１よりも低い閾値θＲ２とを比較して路面状態の判定を行うことにより、この路面状態が表示装置４４の表示画面４４Ａの対応する小領域２ａにパターンとして段階的に表示されるので、路面状態がより良好な場所を積込位置に選定することが可能となる。 In the first embodiment of the present invention, the road surface state determination unit 434 determines the road surface state based on the calculation result of the moment calculation unit 433 based on a predetermined threshold value θR1 corresponding to the yield point for the torsion of the vehicle body frame 21. By doing so, it is possible to easily grasp the standard of the magnitude of the load applied to the vehicle body frame 21 from this road surface state. In particular, in the first embodiment of the present invention, the road surface state determination unit 434 determines the road surface state by comparing the calculation result of the moment calculation unit 433 and the threshold value θR2 lower than the threshold value θR1 in addition to the threshold value θR1. As a result, the road surface state is displayed stepwise as a pattern on the corresponding small area 2a of the display screen 44A of the display device 44, so that a place with a better road surface state can be selected as the loading position. .
また、本発明の第１実施形態では、管制塔７が、積込場２を含む鉱山１００の路面をならすブルドーザ９に対して路面情報を送信することにより、積込場２において、ならすべき路面の場所を的確に指示することができる。これにより、鉱山１００の稼働効率を高めることができる。 In the first embodiment of the present invention, the control tower 7 transmits road surface information to the bulldozer 9 that leveles the road surface of the mine 100 including the loading field 2, so that the road surface to be leveled at the loading field 2. The location of Thereby, the operating efficiency of the mine 100 can be improved.
［第２実施形態］
本発明の第２実施形態が前述した第１実施形態と異なるのは、第１実施形態に係る図７に示すモーメント演算部４３３は、積載状態判定部４３２によって判定された荷台２５の積載状態が積荷状態である場合に、第１モーメントＭＲ１及び第２モーメントＭＲ２の演算を行うように構成されたのに対して、第２実施形態に係る図１６に示すモーメント演算部４３３Ａは、積載状態判定部４３２によって判定された荷台２５の積載状態が空荷状態である場合に、第１モーメントＭＲ１及び第２モーメントＭＲ２の演算を行うように構成されたことである。なお、その他の第２実施形態の構成は、上述した第１実施形態と同様であり、第１実施形態と同一又は対応する部分には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
[Second Embodiment]
The second embodiment of the present invention is different from the first embodiment described above in that the moment calculation unit 433 shown in FIG. 7 according to the first embodiment has the loading state of the loading platform 25 determined by the loading state determination unit 432. The moment calculation unit 433A shown in FIG. 16 according to the second embodiment is configured to calculate the first moment MR1 and the second moment MR2 when in the loaded state. When the loading state of the loading platform 25 determined by 432 is an empty state, the first moment MR1 and the second moment MR2 are calculated. In addition, the structure of other 2nd Embodiment is the same as that of 1st Embodiment mentioned above, the same code | symbol is attached | subjected to the part which is the same as that of 1st Embodiment, or respond | corresponds, and the overlapping description is abbreviate | omitted.
このように構成した本発明の第２実施形態によれば、上述した第１実施形態と同様の作用効果が得られる他、ダンプトラック１が放土場３から積込場２の積込位置に戻った時点で、モーメント演算部４３３Ａが第１モーメントＭＲ１及び第２モーメントＭＲ２を演算することが可能となる。そのため、油圧ショベル６、ダンプトラック１、及び管制塔７のオペレータは、表示装置１９，３６，４４を確認することにより、車両が現在停止している積込位置に対する路面状態を直接知ることができるので、仮に当該路面状態が不良である場合には、ダンプトラック１の荷台２５への積荷２５Ａの積込作業を中止し、他の積込位置へ移動する決定を迅速に行うことができる。 According to the second embodiment of the present invention configured as described above, the same effect as that of the first embodiment described above can be obtained, and the dump truck 1 can be moved from the earthing field 3 to the loading position of the loading field 2. At the time of return, the moment calculator 433A can calculate the first moment MR1 and the second moment MR2. Therefore, the operators of the excavator 6, the dump truck 1, and the control tower 7 can directly know the road surface state with respect to the loading position where the vehicle is currently stopped by checking the display devices 19, 36, and 44. Therefore, if the road surface condition is poor, the loading operation of the load 25A onto the loading platform 25 of the dump truck 1 can be stopped and the decision to move to another loading position can be made quickly.
なお、上述した本実施形態は、本発明を分かり易く説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施形態の構成の一部を他の実施形態の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施形態の構成に他の実施形態の構成を加えることも可能である。 In addition, this embodiment mentioned above was described in detail in order to demonstrate this invention easily, and is not necessarily limited to what is provided with all the demonstrated structures. Further, a part of the configuration of an embodiment can be replaced with the configuration of another embodiment, and the configuration of another embodiment can be added to the configuration of an embodiment.
また、本実施形態は、管制塔７のサーバ４３が、ダンプトラック１の荷台２５への積荷２５Ａの積込作業が行われる積込場２の路面状態を検知する機能、すなわち記憶部４３１、積載状態判定部４３２、モーメント演算部４３３、及び路面状態判定部４３４を備えた構成について説明したが、この場合に限らず、例えばサーバ４３の代わりに、ダンプトラック１が積込場２の路面状態の検知機能を備えた構成であってもよい。 In the present embodiment, the server 43 of the control tower 7 has a function of detecting the road surface state of the loading place 2 where the load 25A is loaded onto the loading platform 25 of the dump truck 1, that is, the storage unit 431, the loading The configuration including the state determination unit 432, the moment calculation unit 433, and the road surface state determination unit 434 has been described. However, the configuration is not limited to this case. For example, instead of the server 43, the dump truck 1 is in the road surface state of the loading field 2. The structure provided with the detection function may be sufficient.
この場合には、ダンプトラック１が路面状態を直接判定し、その判定結果を表示装置３６に表示することができる。従って、管制塔７は必ずしも必須の構成要素ではなく、ダンプトラック１と、油圧ショベル６及びブルドーザ９等との間で通信（車車間通信）を行うことにより、路面情報を送信してもよいし、ダンプトラック１から管制塔７を経由して路面情報を送信してもよい。 In this case, the dump truck 1 can directly determine the road surface condition, and the determination result can be displayed on the display device 36. Therefore, the control tower 7 is not necessarily an essential component, and road surface information may be transmitted by performing communication (inter-vehicle communication) between the dump truck 1 and the excavator 6, the bulldozer 9, and the like. The road surface information may be transmitted from the dump truck 1 via the control tower 7.
さらに、本実施形態では、ダンプトラック１は、オペレータが搭乗して車両の走行を操作する有人車両から構成された場合について説明したが、この場合に限らず、ダンプトラック１は、管制塔７からの指示に従って、鉱山１００を自律走行する無人車両から構成されてもよい。この場合には、管制塔７は路面情報をダンプトラック１へ送信しなくてもよい。 Furthermore, in the present embodiment, the case where the dump truck 1 is configured from a manned vehicle on which an operator gets on and operates the vehicle is described. However, the present invention is not limited to this, and the dump truck 1 is connected to the control tower 7. In accordance with the instruction, the vehicle may be composed of an unmanned vehicle that autonomously travels in the mine 100. In this case, the control tower 7 does not have to transmit road surface information to the dump truck 1.
また、本実施形態では、モーメント演算部４３３は、記憶部４３１に記憶された後輪用サスペンションシリンダ２９Ｂｌ，２９Ｂｒ内のサスペンション圧力を用いて第１モーメントＭＲ１及び第２モーメントＭＲ２を演算した場合について説明したが、この場合に限定されるものではない。例えば、サスペンション圧力センサ３３が前輪用サスペンションシリンダ２９Ａｌ，２９Ａｒ内のサスペンション圧力を検出することにより、モーメント演算部４３３が、この前輪用サスペンションシリンダ２９Ａｌ，２９Ａｒ内のサスペンション圧力を用いて第１モーメントＭＲ１及び第２モーメントＭＲ２を演算してもよい。 In the present embodiment, the moment calculation unit 433 calculates the first moment MR1 and the second moment MR2 using the suspension pressure in the rear wheel suspension cylinders 29B1 and 29Br stored in the storage unit 431. However, the present invention is not limited to this case. For example, the suspension pressure sensor 33 detects the suspension pressure in the front wheel suspension cylinders 29Al and 29Ar, so that the moment calculation unit 433 uses the suspension pressure in the front wheel suspension cylinders 29Al and 29Ar to generate the first moment MR1 and The second moment MR2 may be calculated.
１…ダンプトラック、２…積込場、３…放土場、４…駐機場、５…運搬路、６…油圧ショベル（積込機）、７…管制塔、８…航法衛星、９…ブルドーザ、１６…無線装置、１７…位置取得装置、１８…記憶装置、１９…表示装置
２１…車体フレーム、２２…車輪、２２Ａｌ，２２Ａｒ…前輪、２２Ｂｌ，２２Ｂｒ…後輪、２５…荷台、２５Ａ…積荷、２９Ａｌ，２９Ａｒ…前輪用サスペンションシリンダ、２９Ｂｌ，２９Ｂｒ…後輪用サスペンションシリンダ
３１…無線装置、３２…位置取得装置、３３…サスペンション圧力センサ（サスペンション圧力検出器）、３４…ステアリング角度センサ（ステアリング角度検出器）、３５…記憶装置、３６…表示装置、
４２…無線装置、４３…サーバ、４４…表示装置、４４Ａ…表示画面、５１…無線装置、５２…位置取得装置、５３…記憶装置、５４…表示装置
４３１…記憶部、４３２…積載状態判定部、４３３，４３３Ａ…モーメント演算部、４３４…路面状態判定部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Dump truck, 2 ... Loading place, 3 ... Excavation place, 4 ... Parking place, 5 ... Transport route, 6 ... Hydraulic excavator (loader), 7 ... Control tower, 8 ... Navigation satellite, 9 ... Bulldozer , 16 ... Wireless device, 17 ... Position acquisition device, 18 ... Storage device, 19 ... Display device 21 ... Body frame, 22 ... Wheel, 22Al, 22Ar ... Front wheel, 22Bl, 22Br ... Rear wheel, 25 ... Loading platform, 25A ... Loading , 29Al, 29Ar ... suspension cylinder for front wheels, 29Bl, 29Br ... suspension cylinder for rear wheels 31 ... wireless device, 32 ... position acquisition device, 33 ... suspension pressure sensor (suspension pressure detector), 34 ... steering angle sensor (steering angle) Detector), 35 ... storage device, 36 ... display device,
42 ... wireless device, 43 ... server, 44 ... display device, 44A ... display screen, 51 ... wireless device, 52 ... position acquisition device, 53 ... storage device, 54 ... display device 431 ... storage unit, 432 ... loading state determination unit , 433, 433A ... moment calculation unit, 434 ... road surface condition determination unit
Claims (7)
前記荷台への前記積荷の積込作業が行われる積込場の路面状態を検知するダンプトラックの積込場路面状態検知システムであって、
前記各サスペンションシリンダ内の圧力を検出する圧力検出器と、
前記ダンプトラックの位置を取得する位置取得装置と、
前記圧力検出器によって検出された前記各サスペンションシリンダ内の圧力と、前記位置取得装置によって取得された前記ダンプトラックの位置とを互いに対応付けて記憶する記憶部と、
前記記憶部に記憶された前記各サスペンションシリンダ内の圧力及び前記ダンプトラックの位置に基づいて、前記ダンプトラックが所定の基準区間を走行しているときの前記車体フレームに作用する第１モーメント、及び前記ダンプトラックが前記積込場における所定の検知対象位置に位置しているときの前記車体フレームに作用する第２モーメントを演算するモーメント演算部と、
前記モーメント演算部によって演算された前記第１モーメントと前記第２モーメントとの差に応じて、前記検知対象位置に対する前記路面状態を判定する路面状態判定部とを備えたことを特徴とするダンプトラックの積込場路面状態検知システム。 A vehicle body frame, a wheel provided rotatably on the vehicle body frame, a vehicle bed provided so as to be raised and lowered with respect to the vehicle body frame, and interposed between the vehicle body frame and the wheel, Applied to a dump truck with a pair of left and right suspension cylinders that relieve impact on the vehicle body during travel,
A dump truck loading field road surface state detection system for detecting a road surface condition of a loading field where the loading operation of the load to the loading platform is performed,
A pressure detector for detecting the pressure in each suspension cylinder;
A position acquisition device for acquiring the position of the dump truck;
A storage unit that stores the pressure in each suspension cylinder detected by the pressure detector and the position of the dump truck acquired by the position acquisition device in association with each other;
A first moment acting on the vehicle body frame when the dump truck is traveling in a predetermined reference section based on the pressure in each suspension cylinder and the position of the dump truck stored in the storage unit; A moment calculator for calculating a second moment acting on the body frame when the dump truck is located at a predetermined detection target position in the loading field;
A dump truck comprising: a road surface state determining unit that determines the road surface state with respect to the detection target position according to a difference between the first moment and the second moment calculated by the moment calculating unit. Loading surface condition detection system.
前記車輪は、前記車体フレームの前部に配置された前輪と、前記車体フレームの後部に配置された後輪とから構成され、
前記サスペンションシリンダは、前記後輪側に配置された車軸懸架式の後輪用サスペンションシリンダから成り、
前記モーメント演算部は、前記記憶部に記憶された前記後輪用サスペンションシリンダ内の圧力を用いて前記第１モーメント及び前記第２モーメントを演算することを特徴とするダンプトラックの積込場路面状態検知システム。 In the dump truck loading surface condition detection system according to claim 1,
The wheel includes a front wheel disposed at a front portion of the body frame and a rear wheel disposed at a rear portion of the body frame,
The suspension cylinder comprises an axle suspension rear wheel suspension cylinder disposed on the rear wheel side,
The moment calculation unit calculates the first moment and the second moment using the pressure in the suspension cylinder for the rear wheel stored in the storage unit. Detection system.
前記荷台の積載状態を判定する積載状態判定部を備え、
前記基準区間は、前記ダンプトラックが走行しているときに、前記圧力検出器によって検出された前記各サスペンションシリンダ内の圧力の変動が所定の範囲内に収まる走行区間に予め設定され、
前記モーメント演算部は、前記積載状態判定部によって前記荷台の積載状態が前記荷台に前記積荷が積載されていない空荷状態であると判定された場合に、前記第１モーメント及び前記第２モーメントの演算を行うことを特徴とするダンプトラックの積込場路面状態検知システム。 In the dump truck loading surface condition detection system according to claim 2,
A loading state determination unit for determining a loading state of the loading platform;
The reference section is preset in a traveling section in which fluctuations in pressure in the suspension cylinders detected by the pressure detector are within a predetermined range when the dump truck is traveling.
When the loading state determination unit determines that the loading state of the loading platform is an empty loading state where the loading is not loaded on the loading platform, the moment calculation unit is configured to calculate the first moment and the second moment. Dump truck loading surface condition detection system characterized by performing calculations.
前記荷台の積載状態を判定する積載状態判定部を備え、
前記基準区間は、前記ダンプトラックが走行しているときに、前記圧力検出器によって検出された前記各サスペンションシリンダ内の圧力の変動が所定の範囲内に収まる走行区間に予め設定され、
前記モーメント演算部は、前記積載状態判定部によって前記荷台の積載状態が前記荷台に前記積荷が積載されている積荷状態であると判定された場合に、前記第１モーメント及び前記第２モーメントの演算を行うことを特徴とするダンプトラックの積込場路面状態検知システム。 In the dump truck loading surface condition detection system according to claim 2,
A loading state determination unit for determining a loading state of the loading platform;
The reference section is preset in a traveling section in which fluctuations in pressure in the suspension cylinders detected by the pressure detector are within a predetermined range when the dump truck is traveling.
The moment calculation unit calculates the first moment and the second moment when the loading state determination unit determines that the loading state of the loading platform is a loading state in which the loading is loaded on the loading platform. Dump truck loading surface condition detection system characterized by
前記ダンプトラックのステアリング角度を検出するステアリング角度検出器を備え、
前記モーメント演算部は、前記ステアリング角度検出器によって検出された前記ステアリング角度が所定値以上であるとき、前記第１モーメント及び前記第２モーメントの演算を行わず、前記ステアリング角度検出器によって検出された前記ステアリング角度が前記所定値未満であるとき、前記第１モーメント及び前記第２モーメントの演算を行うことを特徴とするダンプトラックの積込場路面状態検知システム。 In the dump truck loading surface condition detection system according to claim 2,
A steering angle detector for detecting a steering angle of the dump truck;
When the steering angle detected by the steering angle detector is greater than or equal to a predetermined value, the moment calculation unit does not calculate the first moment and the second moment, but is detected by the steering angle detector. When the steering angle is less than the predetermined value, the first moment and the second moment are calculated.
前記路面状態判定部は、前記モーメント演算部によって演算された前記第１モーメントと前記第２モーメントとの差と、前記車体フレームの捩りに対する降伏点に相当する所定の閾値とを比較して前記路面状態の判定を行うことを特徴とするダンプトラックの積込場路面状態検知システム。 In the dump truck loading surface condition detection system according to claim 2,
The road surface state determination unit compares the difference between the first moment and the second moment calculated by the moment calculation unit with a predetermined threshold value corresponding to a yield point with respect to torsion of the body frame. A dump truck loading surface condition detection system characterized by determining a state.
前記記憶部は、前記位置取得装置によって取得された前記ダンプトラックの位置と、前記路面状態判定部によって判定された前記路面状態とを互いに関連付けて記憶することを特徴とするダンプトラックの積込場路面状態検知システム。 In the dump truck loading surface condition detection system according to claim 2,
The storage unit stores the dump truck position acquired by the position acquisition device and the road surface state determined by the road surface state determination unit in association with each other, and stores the dump truck. Road surface condition detection system.
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