特許 6868938 建設機械の荷重計測システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6868938

(24)【登録日】2021年4月15日

(45)【発行日】2021年5月12日

(54)【発明の名称】建設機械の荷重計測システム

(51)【国際特許分類】

   E02F 9/26 20060101AFI20210426BHJP

   G01G 19/16 20060101ALI20210426BHJP

   G01G 19/02 20060101ALI20210426BHJP

【ＦＩ】

   E02F9/26 B

   G01G19/16

   G01G19/02 E

【請求項の数】9

【全頁数】21

(21)【出願番号】特願2017-161633(P2017-161633)

(22)【出願日】2017年8月24日

(65)【公開番号】特開2019-39207(P2019-39207A)

(43)【公開日】2019年3月14日

【審査請求日】2019年9月30日

(73)【特許権者】

【識別番号】000005522

【氏名又は名称】日立建機株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001829

【氏名又は名称】特許業務法人開知国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】星野 和則

(72)【発明者】

【氏名】冨田 邦嗣

(72)【発明者】

【氏名】中村 哲司

(72)【発明者】

【氏名】山野邉 洋祐

(72)【発明者】

【氏名】鳥山 陽平

【審査官】 柿原 巧弥

(56)【参考文献】

【文献】 特公昭５８−０５１０９６（ＪＰ，Ｂ２）

【文献】 特許第３７６１１４９（ＪＰ，Ｂ２）

【文献】 特開２０１４−１０１７０１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１６／０９２６８４（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２０１３−１１３０４４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特公平０５−０７００９１（ＪＰ，Ｂ２）

【文献】 特開２０１５−１４１０９２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｅ０２Ｆ ９／２６

Ｅ０２Ｆ ９／２０

Ｅ０２Ｆ ３／４３

Ｇ０１Ｇ １９／０２

Ｇ０１Ｇ １９／１６

Ｇ０１Ｇ ２３／３６５

Ｂ６０Ｐ １／５４

Ｂ６０Ｐ １／０４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

バケットを有する作業機を有し，前記バケットで作業対象物を運搬車両に積み込む積込作業を繰り返して行う建設機械と，前記バケット内の作業対象物の重量を算出する制御装置と，前記制御装置が算出した作業対象物の重量を表示する表示装置とを備える建設機械の荷重計測システムにおいて，
前記制御装置は，
前記運搬車両に積み込む作業対象物の総重量の目標値である目標積載重量Ｐ及び前記目標積載重量Ｐに到達させるまでに要する前記建設機械による積込回数を示す設定積込回数に基づいて，前記設定積込回数の積込作業で前記目標積載重量Ｐの作業対象物を前記運搬車両に積み込むために，前記建設機械による１回の積込作業で前記運搬車両に積み込むべき作業対象物の重量の適正値である適正積込重量Ｗ_ａを、前記目標積載重量Ｐを前記設定積み込み回数で除することで算出する積込重量演算部と，
前記適正積込重量Ｗ_ａ及び前記バケットに積み込み可能な前記作業対象物の最大重量を含むバケット形状情報に基づいて，前記適正積込重量Ｗ_ａの作業対象物を所定の姿勢の前記バケットに積み込んだときの前記バケット内における作業対象物の状態のイラストである適正量イラストを作成するイラスト作成部と、を有し，
前記表示装置は，前記所定の姿勢の前記バケットのイラストと前記適正量イラストを重畳表示することを特徴とする建設機械の荷重計測システム。

【請求項2】

請求項１の建設機械の荷重計測システムにおいて，
前記制御装置は，前記作業機の姿勢，及び前記作業機を駆動する油圧シリンダに作用する作動油の圧力に基づいて，前記バケット内の作業対象物の重量である実積込重量Ｗを前記作業機の動作中に算出する荷重演算部をさらに備え，
前記積込重量演算部は，前記運搬車両に積み込み済みの作業対象物の重量である前記実積込重量Ｗの積算値を前記目標積載重量Ｐから減じた値を前記設定積込回数から実施済みの積込作業の回数を減じた値で除することで、前記適正積込重量Ｗ_ａを算出し，
前記イラスト作成部は，前記適正積込重量Ｗ_ａ及び前記バケット形状情報に基づいて，前記適正量イラストを作成し，
前記表示装置は，前記建設機械による前記運搬車両に対する１回の積込作業が完了する都度，前記所定の姿勢の前記バケットのイラストと，前記適正量イラストを重畳表示することを特徴とする建設機械の荷重計測システム。

【請求項3】

請求項１の建設機械の荷重計測システムにおいて，
前記適正積込重量Ｗ_ａに対応する複数の適正量イラストが前記バケットの形状ごとに予め記憶された記憶装置をさらに備え，
前記イラスト作成部は，前記記憶装置に記憶された前記複数の適正量イラストの中から前記適正積込重量Ｗ_ａ及び前記バケット形状情報に適合した適正量イラストを選択し，
前記表示装置は，前記所定の姿勢の前記バケットのイラストと，前記イラスト作成部で選択された前記適正量イラストを重畳表示することを特徴とする建設機械の荷重計測システム。

【請求項4】

請求項１の建設機械の荷重計測システムにおいて，
前記制御装置は，１回の積込作業で前記運搬車両に積み込むべき作業対象物の重量の許容上限値である適正上限重量Ｗ_ｕｐを前記適正積込重量Ｗ_ａと所定の上限係数Ａ_ｕｐに基づいて算出し，１回の積込作業で前記運搬車両に積み込むべき作業対象物の重量の許容下限値である適正下限重量Ｗ_ｌｏを前記適正積込重量Ｗ_ａと所定の下限係数Ａ_ｌｏに基づいて算出する上下限重量演算部をさらに備え，
前記イラスト作成部は，前記適正上限重量Ｗ_ｕｐ及び前記バケット形状情報に基づいて，前記適正上限重量Ｗ_ｕｐの作業対象物を前記所定の姿勢の前記バケットに積み込んだときの前記バケット内における作業対象物の状態のイラストである適正量上限イラストを作成し，前記適正下限重量Ｗ_ｌｏ及び前記バケット形状情報に基づいて，前記適正下限重量Ｗ_ｌｏの作業対象物を前記所定の姿勢の前記バケットに積み込んだときの前記バケット内における作業対象物の状態のイラストである適正量下限イラストを作成し，
前記表示装置は，前記所定の姿勢の前記バケットのイラストと，前記適正量イラストと，前記適正量上限イラストと，前記適正量下限イラストを重畳表示することを特徴とする建設機械の荷重計測システム。

【請求項5】

請求項４の建設機械の荷重計測システムにおいて，
前記上限係数Ａ_ｕｐと前記下限係数Ａ_ｌｏを入力する入力装置をさらに備えることを特徴とする建設機械の荷重計測システム。

【請求項6】

請求項１の建設機械の荷重計測システムにおいて，
前記制御装置は，前記作業機の姿勢，及び前記作業機を駆動する油圧シリンダに作用する作動油の圧力に基づいて，前記バケット内の作業対象物の重量である実積込重量Ｗを前記作業機の動作中に算出する荷重演算部をさらに備え，
前記イラスト作成部は，前記実積込重量Ｗ及び前記バケット形状情報に基づいて，前記実積込重量Ｗの作業対象物を所定の姿勢の前記バケットに積み込んだときの前記バケット内における作業対象物の状態のイラストである実積込量イラストを作成し，
前記表示装置は，前記所定の姿勢の前記バケットのイラストと，前記適正量イラストと，前記実積込量イラストを重畳表示することを特徴とする建設機械の荷重計測システム。

【請求項7】

請求項１の建設機械の荷重計測システムにおいて，
前記バケットに固着した作業対象物の重量である固着重量Ｗ_ｆを入力するための入力装置をさらに備え，
前記イラスト作成部は，前記適正積込重量Ｗ_ａと前記固着重量Ｗ_ｆの合計値，及び前記バケット形状情報に基づいて，前記合計値の作業対象物を所定の姿勢の前記バケットに積み込んだときの前記バケット内における作業対象物の状態のイラストである補正適正量イラストを作成し，
前記表示装置は，前記所定の姿勢の前記バケットのイラストと前記補正適正量イラストを重畳表示することを特徴とする建設機械の荷重計測システム。

【請求項8】

請求項１の建設機械の荷重計測システムにおいて，
前記運搬車両への積み込み時に前記バケットからこぼれ落ちた作業対象物の重量を示す落下重量Ｗ_ｄを入力するための入力装置をさらに備え，
前記イラスト作成部は，前記適正積込重量Ｗ_ａと前記落下重量Ｗ_ｄの合計値，及び前記バケット形状情報に基づいて，前記合計値の作業対象物を所定の姿勢の前記バケットに積み込んだときの前記バケット内における作業対象物の状態のイラストである補正適正量イラストを作成し，
前記表示装置は，前記所定の姿勢の前記バケットのイラストと前記補正適正量イラストを重畳表示することを特徴とする建設機械の荷重計測システム。

【請求項9】

請求項１の建設機械の荷重計測システムにおいて，
前記表示装置に表示される前記バケットのイラスト及び前記適正量イラストに係る前記所定の姿勢は変更可能であることを特徴とする建設機械の荷重計測システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は建設機械の荷重計測システムに関する。

【背景技術】

【0002】

運搬対象物を積載して走行するダンプトラック等の運搬車両は，公共の道路を走行する場合があるため，運搬対象物の積み込み重量を予め決められた許容重量（最大積載重量）以内に収める必要がある。そのため，土砂や鉱石などの作業対象物（運搬対象物）を掘削して運搬車両に積み込むための建設機械である油圧ショベル（積込機械）で運搬車両に運搬対象物を積み込む作業（積込作業）をする場合においては，その運搬車両の最大積載重量に比して積込重量が過大となる過積載は回避しなければならない。

【0003】

積込作業で利用される建設機械における積載重量超過予測装置として，特許第６０４２３５８号公報は，運搬中の作業対象物の重量である作業対象物重量を用いて建設機械（積込機械）の１回ごとの積み込み重量の平均値（平均重量）を演算する平均重量演算手段と，運搬車両における最大積載重量から，積込み済みの作業対象物の総重量を除いた残りの重量と，前記平均重量演算手段で求められた平均値を用いて，重量超過が発生するまでの残り運搬回数を演算し，この残り運搬回数を提示する残り回数提示手段と，前記平均重量を次回積込重量とする積込重量演算手段と，前記次回積込重量が，前記最大積載重量から前記積込み済の作業対象物の総重量を除いた残りの重量である残り積載重量より大きい場合，次の運搬での重量超過（過積載）の発生を予測する重量超過予測手段とを備えるものを開示している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特許第６０４２３５８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

上記のように積込作業における運搬車両の過積載の回避が要求される一方で，運搬車両への積込重量を最大積載重量より過小にすると，運搬車両が一度に運搬する運搬対象物（作業対象物）が減るので作業効率が低下してしまう。このような事情から，積込機械による積込作業では，できるだけ最大積載重量に等しい重量の運搬対象物を運搬車両に積み込むことが望まれる。

【0006】

上記特許第６０４２３５８号公報の技術は，運搬車両の残積載量と，積込機械により運搬中の運搬対象物の重量（現在重量）と，積込機械の１回ごとの積み込みの平均重量と，過積載が発生するまでの残り積み込み回数と，現在の積み込み回数とをそれぞれ積込機械のモニタに数値で表示するのみである。そのため，例えばどの程度の容量の運搬対象物を積込機械で最後に掬い上げれば運搬車両の積込重量を最大積載重量に近づけられるかを積込機械のオペレータが直観的に把握することは容易ではない。すなわち，オペレータの技量に依らず運搬車両の積載重量を最大積載重量に近づけるという観点からすると，上記文献の技術には改善の余地がある。

【0007】

本発明の目的は，建設機械で運搬車両に積み込む作業対象物の重量を目標値に容易に近づけることができる建設機械の荷重計測システムを提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本願は上記課題を解決する手段を複数含んでいるが，その一例を挙げるならば，バケットを有する作業機を有し，前記バケットで作業対象物を運搬車両に積み込む積込作業を繰り返して行う建設機械と，前記バケット内の作業対象物の重量を算出する制御装置と，前記制御装置が算出した作業対象物の重量を表示する表示装置とを備える建設機械の荷重計測システムにおいて，前記制御装置は，前記運搬車両に積み込む作業対象物の総重量の目標値である目標積載重量Ｐ及び前記目標積載重量Ｐに到達させるまでに要する前記建設機械による積込回数を示す設定積込回数に基づいて，前記設定積込回数の積込作業で前記目標積載重量Ｐの作業対象物を前記運搬車両に積み込むために，前記建設機械による１回の積込作業で前記運搬車両に積み込むべき作業対象物の重量の適正値である適正積込重量Ｗ_ａを、前記目標積載重量Ｐを前記設定積み込み回数で除することで算出する積込重量演算部と，前記適正積込重量Ｗ_ａ及び前記バケットに積み込み可能な前記作業対象物の最大重量を含むバケット形状情報に基づいて，前記適正積込重量Ｗ_ａの作業対象物を所定の姿勢の前記バケットに積み込んだときの前記バケット内における作業対象物の状態のイラストである適正量イラストを作成するイラスト作成部と、を有し，前記表示装置は，前記所定の姿勢の前記バケットのイラストと前記適正量イラストを重畳表示するものとする。

【発明の効果】

【0009】

本発明によれば，表示装置に表示されるバケットのイラストに基づいて，どの程度の容量の作業対象物を建設機械で運搬すれば運搬車両の積載重量を目標値に近づけられるかを直観的に把握できるので積込作業の作業効率を向上できる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】本発明に係る建設機械の荷重計測システムが適用される油圧ショベルの側面図。

【図2】本発明に係る建設機械の荷重計測システムのシステム構成図。

【図3】本発明に係る荷重計測システムにおける演算の流れ図。

【図4】本発明に係る表示装置の表示画面の外観図の一例。

【図5】本発明に係る荷重計測システムにおける演算の流れ図。

【図6】本発明に係る建設機械の荷重計測システムのシステム構成図。

【図7】本発明に係る表示装置の表示画面の外観図の一例。

【図8】本発明に係る荷重計測システムにおける演算の流れ図。

【図9】本発明に係る表示装置の表示画面の外観図の一例。

【図10】本発明に係る建設機械の荷重計測システムのシステム構成図。

【図11】本発明に係る表示装置の表示画面の外観図の一例。

【図12】本発明に係る荷重計測システムにおける演算の流れ図。

【図13】本発明に係る表示装置の表示画面の外観図の一例。

【図14】本発明に係る表示装置の表示画面の外観図の一例。

【図15】本発明に係る建設機械の荷重計測システムのシステム構成図。

【図16】本発明に係る表示装置の表示画面の外観図の一例。

【図17】本発明に係る荷重計測システムにおける演算の流れ図。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下，本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。
本発明に係る建設機械の荷重計測システムの実施の形態の１つを図１，図２を用いて説明する。本実施形態では建設機械として油圧ショベルを利用した場合について説明する。図１は本実施形態に係る建設機械の荷重計測システムが適用される油圧ショベルの側面図である。本実施形態では，油圧ショベルのフロント作業機のアーム先端に取り付けるアタッチメントとしてバケットを使用し，このバケットにより土砂（作業対象物）を掘削してダンプトラック（運搬車両）の荷台に積み込む作業（積込作業）を繰り返して行う場合について説明する。

【0012】

図１において，油圧ショベル１は，履帯式の走行装置を左右に一対備えた下部走行体２と，下部走行体２の上部に旋回装置１１を介して旋回可能に装着された上部旋回体３と，この上部旋回体３の上部に上下方向に揺動自在に取り付けられたフロント作業機４と，上部旋回体３上に搭載されオペレータが搭乗するキャブ１７とを備えている。

【0013】

フロント作業機４は，上部旋回体３に上下方向に揺動自在に取り付けられたブーム５と，このブーム５の先端に揺動自在に取り付けられたアーム６と，このアーム６の先端に回動自在に取り付けられたバケット７と，ブーム５を起伏させて揺動させるためのブームシリンダ（油圧シリンダ）８と，アーム６を揺動させるためのアームシリンダ（油圧シリンダ）９と，バケット７を回動させるためのバケットシリンダ（油圧シリンダ）１０とを有している。ブーム５は上部旋回体３の前部中央に設けられたブラケットにピンを介して連結され，この連結部を支点として揺動自在に支持されている。

【0014】

また，上部旋回体３には，本実施形態の荷重計測システムにおける各種演算を行うコンピュータ（制御装置）１８と，このコンピュータ１８での演算結果などを表示する表示装置１９と，オペレータがコンピュータ１８への情報の入力を行うための入力装置５０と，本実施形態の荷重計測システムによる一連の処理を開始するための荷重計測開始スイッチ２２と，本実施形態の荷重計測システムによる一連の処理を終了するための荷重計測終了スイッチ２３とが設けられている。

【0015】

コンピュータ１８は，後述の荷重演算部２６（図２参照）によって実行されるバケット７内の作業対象物の重量を算出する機能を有しており，表示装置１９はコンピュータ１８が算出した作業対象物の重量を表示する。

【0016】

表示装置１９と，入力装置５０と，荷重計測開始スイッチ２２と，荷重計測終了スイッチ２３はキャブ１７内に設置することができる。コンピュータ１８はキャブ１７内に設置してもキャブ１７外の任意の場所に設置してもよい。

【0017】

フロント作業機４には各種センサから成る姿勢検出装置１０１と圧力検出装置１０２が設けられている。姿勢検出装置１０１は，フロント作業機４の姿勢を検出するための装置であり，ブーム５の上部旋回体３に対する角度を検出するためのブーム角度センサ１２と，アーム６のブーム５に対する角度を検出するためのアーム角度センサ１３と，バケット７のアームに対する角度を検出するためのバケット角度センサ１４とで構成されている。また，圧力検出装置１０２は，ブームシリンダ８におけるボトム側のシリンダ内の作動油圧を検出するブームボトムシリンダ圧力センサ１５と，ブームシリンダ８におけるロッド側のシリンダ内の作動油圧を検出するブームロッドシリンダ圧力センサ１６とで構成されており，これらセンサ１５，１６が検出した作動油圧に基づいてブームシリンダ８に作用する負荷が検出されている。

【0018】

次に上述した図１を参照しつつ，図２により本実施形態の荷重計測システムのシステム構成について説明する。図２は本実施形態の荷重計測システムのシステム構成図である。なお，先の図と同じ部分には同じ符号を付して説明を省略することがある（以下の図についても同様とする）。図２の荷重計測システムは，コンピュータ１８と，入力装置５０と，表示装置１９と，姿勢検出装置１０１と，圧力検出装置１０２と，荷重計測開始スイッチ２２及び荷重計測終了スイッチ２３を備えている。

【0019】

入力装置５０は，例えばテンキー，タッチパネル，キーボード等であり，ダンプトラックに積み込む作業対象物の総重量の目標値である目標積載重量Ｐの入力設定を行うための目標積載重量設定部２０と，バケット７の形状を示すバケット形状情報の入力設定を行うためのバケット形状設定部２１と，ダンプトラックに積み込む作業対象物の重量を目標積載重量Ｐに到達させるまでに要する油圧ショベル１による積込回数（積込作業の回数）を示す設定積込回数ｎの入力設定を行うための積込回数設定部６１を有している。積込作業の効率を最大化する観点からは積込作業で利用するダンプトラックの最大積載重量を目標積載重量Ｐと設定することが好ましい。バケット形状情報には，フロント作業機４に装着されたバケット７の容器としての形状を規定するために必要な情報が含まれており，例えば，バケット７の外寸及び内寸を含む寸法情報，バケット幅方向に直交する断面形状及び断面積並びにバケット幅方向長さ，バケット７に積み込み可能な作業対象物の最大重量及び最大容量等が含まれ得る。なお，バケットの種類ごとに識別子を設定し，各識別子にバケット形状情報が紐づけられてコンピュータ１８（記憶装置４０）に記憶されている場合には，フロント作業機４のバケット７の識別子をバケット形状情報として入力することで間接的にバケット形状を設定しても良い。入力装置５０を介して入力される目標積載重量Ｐ，設定積込回数ｎ，バケット形状情報等はコンピュータ１８に入力される。

【0020】

コンピュータ１８は，半導体メモリ（例えばＲＯＭ，ＲＡＭ）や磁気記憶装置（ＨＤＤ）で構成される記憶装置４０と，図示しない処理装置（例えばＣＰＵ，ＭＰＵ）を備え，センサ信号入力部２５，荷重演算部２６，積込重量演算部２７，及びイラスト作成部２８として機能する。

【0021】

センサ信号入力部２５は，フロント作業機４に設けられた姿勢検出装置１０１と圧力検出装置１０２の各センサの出力信号と，荷重計測開始スイッチ２２の出力信号と，荷重計測終了スイッチ２３の出力信号とを入力し，それぞれの入力信号の形式をコンピュータ１８（処理装置）が荷重演算部２６で演算を行うために必要な形式に変換するものである。

【0022】

荷重演算部２６は，姿勢検出装置１０１と圧力検出装置１０２の各センサから入力される信号を基に，運搬中のバケット７内の作業対象物（土砂や鉱石など）の重量である実積込重量Ｗ_ｋをフロント作業機４の動作中に演算し，演算した実積込重量Ｗ_ｋを表示装置１９と積込重量演算部２７とに出力する。実積込重量Ｗ_ｋの演算方法は，例えば特許第６０４２３５８号公報の実施例１の作業対象物重量Ｗの演算方法が利用可能である。この文献の演算方法では，フロント作業機４の自重，圧力センサ１５，１６の検出値から算出されるブームシリンダ８の支持力，センサ１２，１３，１４の検出値から算出されるブーム揺動中心とバケット重心位置間の水平方向長さ，センサ１２，１３，１４の検出値から算出されるブーム揺動中心とブームシリンダ８を除いたフロント作業機４の重心位置間の水平方向長さに基づいて重量Ｗが算出されている。但し，この演算方法に限るものではなく，運搬中のバケット７内の作業対象物の重量Ｗが演算可能な公知の方法が利用可能である。

【0023】

積込重量演算部２７は，油圧ショベル１による次回の積込作業でダンプトラックに積み込むべき作業対象物の重量の適正値である適正積込重量Ｗ_ａを演算する処理を実行する部分である。本実施形態の積込重量演算部２７は，まず，残り積載重量Ｐ_ａと残り積込回数ｎを算出する。残り積載重量Ｐ_ａは，ダンプトラックに積み込み済みの作業対象物の重量である実積込重量Ｗ_ｋの積算値（ΣＷ_ｋ（ｋ＝１，２，３，…））を目標積載重量Ｐから減じた値である（Ｐ_ａ＝Ｐ−ΣＷ_ｋ）。ｋはダンプトラックに対して行った積込作業の回数を示し，残り積込回数ｎは積込回数設定部６１で入力した設定積込回数（ｎの初期値）からｋを減じた値である。そして，積込重量演算部２７は，残り積載重量Ｐ_ａを残り積込回数ｎで除することで，油圧ショベル１による次回の積込作業でダンプトラックに積み込むべき作業対象物の重量の適正値である適正積込重量Ｗ_ａを演算する（Ｗ_ａ＝Ｐ_ａ／ｎ）。適正積込重量Ｗ_ａが，バケット７に積込可能な作業対象物の最大重量Ｗ_ｃａｐを上回る場合は残り積込回数ｎに１を加えて適正積込重量Ｗ_ａを再度演算しても良い。この場合，適正積込重量Ｗ_ａがバケット最大重量Ｗ_ｃａｐを下回るまでこの処理を繰り返すことが好ましい。積込重量演算部２７で演算された適正積込重量Ｗ_ａはイラスト作成部２８に出力される。

【0024】

イラスト作成部２８は，適正積込重量Ｗ_ａ及びバケット形状情報に基づいて，適正積込重量Ｗ_ａの作業対象物を所定の姿勢（本稿では「特定姿勢」と称することがある）のバケット７に積み込んだときのバケット７内における作業対象物の状態のイラストである適正量イラスト３０（図４参照）を作成する。本実施形態ではキャブ１７内のオペレータからのバケット７の見え方を考慮して図４に示すようにバケット７の開口面を略水平に保持した状態を特定姿勢として設定している。本稿では，特定姿勢のバケット７のイラストをバケットイラスト２９と称し，そのバケットイラスト２９の上に適正量イラスト３０を重ね合わせたものを目標イラスト３１と称する。また，イラスト作成部２８は，バケット形状情報に基づいてバケットイラスト２９を作成し，そのバケットイラスト２９と適正量イラスト３０から目標イラスト３１を作成し，目標イラスト３１を画面表示するための情報を表示装置１９に出力する。

【0025】

図４は本実施形態における表示装置１９の表示画面の外観図の一例である。図４を用いて本実施形態の荷重計測システムの表示について説明する。表示装置１９は積込重量演算部２７により演算される適正積込重量Ｗ_ａを目標掘削量３２として表示し，イラスト作成部２８で作成された目標イラスト３１（バケットイラスト２９に適正量イラスト３０を重畳表示したイラスト）を表示し，荷重演算部２６で演算された実積込重量Ｗ_ｋを掘削量３３として表示している。また，目標積載重量設定部２０を介して入力された目標積算重量Ｐは目標積算重量４１として表示され，積込回数設定部６１を介して入力された設定積込回数ｎは積込回数４３として表示されている。図４中のバケット容量４２には，便宜上，バケット形状設定部２１を介して入力されたバケット形状情報と作業対象物の密度ρ１を基に算出されるバケット７に積込可能な作業対象物の最大重量Ｗ_ｃａｐを表示しているが，「バケット容量」という表示に即してバケット７に積込可能な作業対象物の最大容積を表示しても良い。

【0026】

なお，表示装置１９をタッチパネルで構成し，画面上の目標積算重量４１をタッチすると目標積載重量Ｐの入力画面に遷移するようすることで表示装置１９を入力装置５０として機能させても良い。同様にバケット容量４２をタッチするとバケット形状情報の入力画面に，積込回数４３をタッチすると設定積込回数ｎの入力画面に遷移するようにしても良い。

【0027】

次に図３に示すフローチャートを用いて本実施形態の荷重計測システムにおける演算の流れを説明する。荷重計測開始スイッチ２２がオペレータによって押下されると，コンピュータ１８は図３の一連の処理を開始する（ステップＳ１０１）。ステップＳ１０２では，目標積載重量設定部２０及び積込回数設定部６１を介してオペレータに設定された運搬先のダンプトラックの目標積載重量Ｐと積込回数ｎを入力する。ステップＳ１０３ではバケット形状設定部２１を介してオペレータに設定されたバケット形状情報を入力する。

【0028】

ステップＳ１０４では，イラスト作成部２８にて，ステップＳ１０３で入力したバケット形状情報に基づいてバケットイラスト２９（特定姿勢のバケット７のイラスト）を作成する。フロント作業機４に装着したバケット７の形状が予め判明済みの場合には，ステップＳ１０３のバケット形状情報の入力を省略し，記憶装置４０に予め記憶しておいたバケットイラスト２９を以後の処理で利用するようにプログラムを構成しても良い。

【0029】

ステップＳ１０５では，積込重量演算部２７にて適正積込重量Ｗ_ａを演算する。ダンプトラックに作業対象物を積み込む前の初回は，ステップＳ１０２で入力した目標積載重量Ｐを同じくステップ１０２で入力した積込回数で除した値を適正積込重量Ｗ_ａとする。

【0030】

ステップＳ１０６では，Ｓ１０５で算出した適正積込重量Ｗ_ａがバケット７に積込可能な作業対象物の最大重量Ｗ_ｃａｐより小さいか否かを判定する。ここで，適正積込重量Ｗ_ａが最大重量Ｗ_ｃａｐより小さいと判定された場合（ＹＥＳの場合）はステップＳ１０７に進む。反対に適正積込重量Ｗ_ａが最大重量Ｗ_ｃａｐ以上と判定された場合（ＮＯの場合）は，バケット７に作業対象物（土砂）が入りきらないことを示すので，ステップＳ１１９で積込回数ｎを１回増やし，ステップＳ１０５に戻って適正積込重量Ｗ_ａを再度演算する。

【0031】

ステップＳ１０７では，イラスト作成部２８にて，バケット形状情報から規定されるバケット形状とステップＳ１０５で演算した適正積込重量Ｗ_ａとに基づいて適正量イラスト３０を作成する。本実施形態のイラスト作成部２８は，適正量イラスト３０の作成に際して，まず，予め設定されている作業対象物の密度ρ１で適正積込重量Ｗ_ａを除して適正積込容量Ｖ_ａを算出する。そして，イラスト作成部２８は，Ｓ１０３で入力したバケット形状情報に基づいてバケット７の容器としての形状を規定し，特定姿勢のバケット７に適正積込容量Ｖ_ａの作業対象物を入れたときのバケット７内での作業対象物の見え方（外観）を基に適正量イラスト３０を作成している。本実施形態では，図４に示すように，特定姿勢のバケット７内に適正積込容量Ｖ_ａの作業対象物を入れたときのその作業対象物の表面がバケット７の内側面と交差して現れる四角形を適正量イラスト３０としており，その際の作業対象物を半透明で示してバケットイラスト２９におけるバケット底面を視認可能にしている。

【0032】

ステップＳ１０９では，イラスト作成部２８にて，バケットイラスト２９と適正量イラスト３０を重畳して目標イラスト３１を作成する。そして，ステップＳ１１０では，その目標イラスト３１を表示装置１９に表示する。これによりキャブ１７内のオペレータに次回の掘削作業でどの程度の作業対象物をバケット７内に入れれば良いかを直観的に把握させることができる。

【0033】

ステップＳ１１１では姿勢検出装置１０１と圧力検出装置１０２から入力される信号を基に荷重演算部２６により実積込重量Ｗ_ｋを演算し，ステップＳ１１２ではその実積込重量Ｗ_ｋの値を表示装置１９で掘削量３３として表示する。

【0034】

ステップＳ１１３では，姿勢検出装置１０１の入力信号からフロント作業機４の姿勢を検出し，フロント作業機４がバケットダンプ動作をしているか否かを判定する。ここでバケットダンプ動作が検出された場合には，ダンプトラックへの放土動作が行われたとみなしてステップＳ１１４に進んで残りの積込回数を１減らす。なお，本実施形態では放土動作が行われたか否かをバケットダンプ動作を検出することで判定したが，ダンプトラックに近づく方向への旋回動作，バケット７内の実積込重量Ｗ_ｋの変化，ダンプトラックの積込重量の変化を検出する等してダンプトラックへの放土動作の実施を判定しても良い。

【0035】

ステップＳ１１５では，残り積込回数がゼロに達したか否かを判定する。ここで残りの積込回数がゼロでない場合にはステップＳ１１６に進んで荷重演算部２６により積算積込重量ΣＷｋを演算する。

【0036】

ステップＳ１１７では，積込重量演算部２７により，残り積載重量Ｐ_ａ（Ｐ_ａ＝Ｐ−ΣＷ_ｋ）を演算する。例えば，積込作業が１回完了した場合は，Ｐ_ａ＝Ｐ−Ｗ_１となる。

【0037】

ステップＳ１１８ではｋに１を加えて，ステップＳ１０５で適正積込重量Ｗ_ａを再度演算する。例えば２回目に適正積込重量Ｗ_ａを演算する場合には，Ｗ_ａ＝（Ｐ−Ｗ_１）／（ｎ−１）（ただし，この式のｎは積込回数設定部６１で入力した値とする）となる。

【0038】

一方，ステップＳ１１５で残り積込回数がゼロとなった場合にはステップＳ１２０でｋを初期値の１に設定してフローチャートの処理を終了する（ステップＳ１２１）。

【0039】

上記のように構成した荷重計測システムによれば，適正積込重量Ｗ_ａを容量（体積）に変換した値（適正積込容量Ｖａ）と現在装着しているバケット７の容器としての形状に基づいて，所定の姿勢（特定姿勢）のバケット７に適正積込重量Ｗ_ａの作業対象物を入れた状態を示すイラスト（目標イラスト３１）が作成され，そのイラストが表示装置１９に表示されるので，次回の積込作業でどれくらいの容量の作業対象物をバケット７内に入れればよいかをオペレータが直観的に把握できる。これによりダンプトラックの積載重量を目標値Ｐ（例えば最大積載重量）に容易に近づけることができるので作業効率を向上できる。

【0040】

また，上記の実施形態では実積込重量Ｗ_ｋの積算値（ΣＷ_ｋ））に応じて適正積込重量Ｗ_ａと積込回数を補正しているため，例え途中の積込作業で当初の適正積込重量Ｗ_ａと異なる重量の作業対象物を積み込んでしまったとしてもダンプトラックの最終的に積載重量を目標値Ｐに近づけることができる。

【0041】

次に本発明の他の実施形態について説明する。本実施形態では，バケット形状情報に応じたバケットイラストが予め記憶装置４０に記憶されており，バケットに積込可能な作業対象物の最大重量（以下では便宜的に「バケット容量」と称する）Ｗ_ｃａｐに対する適正積込重量の比である比率Ｗ_ｂに対応する各バケットの適正量イラスト３０が予め記憶装置４０に記憶されている。すなわち，バケット形状と比率Ｗ_ｂに応じた複数の適正量イラスト３０が記憶装置４０に記憶されている。その他のハードウェア構成は図１及び図２に示したものと同じであり，表示装置１９の画面も図４と同じとする。

【0042】

次に図５に示すフローチャートを用いて本実施形態における荷重計測システムの演算の流れを説明する。荷重計測スイッチ２２がオペレータに押下されるとコンピュータ１８は図５の処理を開始する（ステップＳ１）。ステップＳ２では目標積載重量設定部２０及び積込回数設定部６１でダンプトラックの目標積載重量Ｐと積込回数ｎを入力する。

【0043】

ステップＳ３ではバケット形状設定部２１を介してオペレータに設定されたバケット形状情報を入力する。ステップＳ４ではイラスト作成部２８にて，ステップＳ１０３で入力したバケット形状情報に応じたバケットイラスト２９を記憶装置４０から呼び出す。

【0044】

ステップＳ５では積込重量演算部２７にて適正積込重量Ｗ_ａを演算する。続くステップＳ３２では適正積込重量Ｗ_ａがバケット容量Ｗ_ｃａｐより小さいか否かを判定する。バケット容量Ｗ_ｃａｐはバケット形状情報を基に現在のバケット７のバケット容量として適した値が記憶装置４０から選択される。ここで，適正積込重量Ｗ_ａがバケット容量Ｗ_ｃａｐより小さいと判定された場合はステップＳ６に進む。反対に適正積込重量Ｗ_ａが最大重量Ｗ_ｃａｐ以上と判定された場合は，ステップＳ３３で積込回数ｎを１回増やし，ステップＳ５に戻って適正積込重量Ｗ_ａを再度演算する。

【0045】

ステップＳ６ではイラスト作成部２８にてバケット容量Ｗ_ｃａｐと適正積込重量Ｗ_ａとの比率Ｗ_ｂを演算し，ステップＳ８ではイラスト作成部２８にて比率Ｗ_ｂに応じた適正量イラスト３０を記憶装置４０から呼び出す。

【0046】

ステップＳ９ではイラスト作成部２８においてステップＳ４で呼び出したバケットイラスト２９とステップＳ８で呼び出した適正量イラスト３０とを重畳した目標イラスト３１を作成して表示装置１９に出力し，ステップＳ１０ではその目標イラスト３１を表示装置１９の画面に表示する。

【0047】

ステップＳ１１では姿勢検出装置１０１と圧力検出装置１０２から入力される信号を基に荷重演算部２６により実積込重量Ｗ_ｋを演算し，ステップＳ１２ではその実積込重量Ｗ_ｋの値を表示装置１９で掘削量３３として表示する。

【0048】

ステップＳ１３では，荷重計測終了スイッチ２３が押下されているか否かを判定する。荷重計測終了スイッチ２３が押下されている場合（ＹＥＳの場合），荷重計測停止となりステップＳ１４に進み荷重計測の処理を終了する。反対に荷重計測終了スイッチ２３の押下が無ければ（ＮＯの場合），ステップＳ３４で残り積込回数を１回減らす。そして，ステップＳ３５で残り積込回数ｎがゼロか否かを判定し，残り積込回数が０回の場合（ＹＥＳの場合）はステップＳ１４に進み処理を終了する。一方，残り積込回数が０回以外の場合（ＮＯの場合）はステップＳ５に戻り以降の処理を繰り返す。

【0049】

なお，ステップＳ１３の判定がＮＯの場合，ステップＳ３４に進む前に図３のステップＳ１１３を実行することでダンプトラックへの作業対象物の積込が完了したか否かを判定し，そこでＹＥＳと判定されてからステップＳ３４に進むようにフローを構成しても良い。

【0050】

上記のように構成された実施形態でも，次回の積込作業でどれくらいの容量の作業対象物をバケット７内に入れればよいかをオペレータに直観的に把握させることができる。特に本実施形態では，バケット形状情報に応じて用意されたバケットイラスト２９と，バケット容量Ｗ_ｃａｐと適正積込重量の比率Ｗ_ｂごとに用意された各バケットの適正量イラスト３０が予め記憶装置４０に記憶されているため，バケットイラスト２９と適正量イラスト３０の作成（つまり目標イラスト３１の作成）に伴うコンピュータ１８の演算負荷を図３の例よりも著しく低減できる点がメリットとなる。

【0051】

なお，バケット容量Ｗ_ｃａｐは，バケット形状設定部２１を介してバケット形状情報として入力することもできるし，他のバケット形状情報から算出することもできるし，バケット７の種類ごとに記憶装置４０に予め記憶しておきバケット形状情報を基に呼び出すこともできる。バケット容量Ｗ_ｃａｐを利用する他の実施形態の場合も同様である。

【0052】

次に本発明の他の実施形態について説明する。図６は本実施形態の荷重計測システムのシステム構成図であり，図７は本実施形態の表示装置１９の表示画面の外観図であり，図８は本実施形態の荷重計測システムにおける演算処理のフローチャートである。これらの図では既出の図と同じ部分及び同じステップに同一の符号を付している。以下では既出の図と同じ部分及び同じステップについての説明は省略し，異なるところを中心に説明する。

【0053】

まず図６について説明する。本実施形態のコンピュータ１８は上下限重量演算部３４として機能する。本実施形態でも，バケット形状情報に応じたバケットイラストが予め記憶装置４０に記憶されており，バケットに積込可能な作業対象物の最大重量（バケット容量）Ｗ_ｃａｐと適正積込重量の比率Ｗ_ｂごとに各バケットの適正量イラストが予め記憶装置４０に記憶されている。

【0054】

上下限重量演算部３４は，１回の積込作業でダンプトラックに積み込むべき作業対象物の重量の許容上限値である適正上限重量Ｗ_ｕｐを適正積込重量Ｗ_ａと所定の１以上の値である上限係数Ａ_ｕｐに基づいて算出し，１回の積込作業でダンプトラックに積み込むべき作業対象物の重量の許容下限値である適正下限重量Ｗ_ｌｏを適正積込重量Ｗ_ａと所定の１以下の値である下限係数Ａ_ｌｏに基づいて算出する。

【0055】

本実施形態の上下限重量演算部３４は適正上限重量Ｗ_ｕｐを次のように演算している。まず，上下限重量演算部３４は，バケット形状設定部２１を介して入力されたバケット形状情報を基にバケット容量Ｗ_ｃａｐを取得し，積込重量演算部２７から適正積込重量Ｗ_ａを入力する。そして，その入力した適正積込重量Ｗ_ａに上限係数Ａ_ｕｐを乗じて適正上限重量Ｗ_ｕｐを演算する。適正上限重量Ｗ_ｕｐとバケット容量Ｗ_ｃａｐを比較して適正上限重量Ｗ_ｕｐの方が大きい場合はバケット容量Ｗ_ｃａｐを適正上限重量Ｗ_ｕｐとしてイラスト作成部２８に出力する。反対にバケット容量Ｗ_ｃａｐの方が大きい場合は適正上限重量Ｗ_ｕｐをイラスト作成部２８に出力する。なお，上限係数Ａ_ｕｐは１以上の任意の値を設定でき，記憶装置４０に予め記憶しておくことができる。

【0056】

また，本実施形態の上下限重量演算部３４は適正下限重量Ｗ_ｌｏを次のように演算している。上下限重量演算部３４は，積込重量演算部２７から入力した適正積込重量Ｗ_ａに下限係数Ａ_ｌｏを乗じて適正下限重量Ｗ_ｌｏを演算し，イラスト作成部２８に出力する。なお，下限係数Ａ_ｌｏは１以下の任意の値を設定でき，記憶装置４０に予め記憶しておくことができる。

【0057】

イラスト作成部２８では，バケット容量Ｗ_ｃａｐに対する適正上限重量Ｗ_ｕｐの比である上限比率Ｗ_ｂｕｐを演算（Ｗ_ｂｕｐ＝Ｗ_ｕｐ／Ｗ_ｃａｐ）し，上限比率Ｗ_ｂｕｐに応じた適正量イラスト３０を記憶装置４０から呼び出し，それを適正量上限イラスト３５とする。また，バケット容量Ｗ_ｃａｐに対する適正上限重量Ｗ_ｌｏの比である下限比率Ｗ_ｂｌｏを演算（Ｗ_ｂｌｏ＝Ｗ_ｌｏ／Ｗ_ｃａｐ）し，下限比率Ｗ_ｂｕｐに応じた適正量イラスト３０を記憶装置４０から呼び出し，それを適正量下限イラスト３６とする。そして，バケット７を図示したバケットイラスト２９に適正量上限イラスト３５と適正量下限イラスト３６とを重畳して目標イラスト３１を作成し，作成した目標イラスト３１を表示装置１９に出力し，表示装置１９上に目標イラスト３１を表示する。

【0058】

図７は本実施形態における表示装置１９の表示画面の外観図の一例である。本実施形態の表示装置１９は，イラスト作成部２８で作成されたバケットイラスト２９，適正量上限イラスト３５及び適正量下限イラスト３６を重畳した目標イラスト３１を表示する。適正量上限イラスト３５では適正上限重量Ｗ_ｕｐの作業対象物の表面がバケット７の内側面と交差して現れる四角形が実線で示されており，適正量下限イラスト３６では同様の四角形が破線で示されている。

【0059】

次に図８に示すフローチャートを用いて本実施形態の荷重計測システムにおける演算の流れを説明する。なお，図８におけるステップＳ２，Ｓ３，Ｓ４，Ｓ５と，ステップＳ１０，Ｓ１１，Ｓ１２，Ｓ１３と，ステップＳ３４，Ｓ３５，Ｓ１４では図５と同じ処理を行う。また，図８のステップＳ５の後に図５のステップＳ３２の判定を行い，当該判定がＮＯのときはステップＳ３３を実行してステップＳ５に戻り，当該判定がＹＥＳのときはステップＳ１５に進むように構成することもできる。

【0060】

ステップＳ１５では上下限重量演算部３４により適正積込重量Ｗ_ａに上限係数Ａ_ｕｐを乗じて適正上限重量Ｗ_ｕｐを演算し，ステップＳ１６で適正上限重量Ｗ_ｕｐがバケット容量Ｗ_ｃａｐより小さいか否かを判定する。

【0061】

ステップＳ１６で適正上限重量Ｗ_ｕｐがバケット容量Ｗ_ｃａｐより小さいと判定された場合（ＹＥＳの場合）はそのままステップＳ１８に移行する。反対にステップＳ１６で適正上限重量Ｗ_ｕｐがバケット容量Ｗ_ｃａｐより大きいと判定された場合（ＮＯの場合）は，適正上限重量Ｗ_ｕｐ＝バケット容量Ｗ_ｃａｐとし（ステップＳ１７），ステップＳ１８に移行する。

【0062】

ステップＳ１８では上下限重量演算部３４により適正積込重量Ｗ_ａに下限係数Ａ_ｌｏを乗じて適正下限重量Ｗ_ｌｏを演算する。

【0063】

ステップＳ１９ではイラスト作成部２８において，バケット容量Ｗ_ｃａｐと適正上限重量Ｗ_ｕｐとの比率Ｗ_ｂｕｐを演算し，ステップＳ２１でその比率Ｗ_ｂｕｐに対応する適正量イラスト３０を適正量上限イラスト３５として記憶装置４０から呼び出す。

【0064】

次にステップＳ２２ではイラスト作成部２８において，バケット容量Ｗ_ｃａｐと適正下限重量Ｗ_ｌｏとの比率Ｗ_ｂｌｏを演算し，ステップＳ２４で比率Ｗ_ｂｌｏに対応する適正量イラスト３０を適正量下限イラスト３６として記憶装置４０から呼び出す。

【0065】

ステップＳ２５では，イラスト作成部２８にて，ステップＳ４で作成したバケットイラスト２９と，ステップＳ２１で作成した適正量上限イラスト３５と，ステップＳ２４で作成した適正量下限イラスト３６とを重畳した目標イラスト３１を作成して表示装置１９に出力し，ステップＳ１０ではその目標イラスト３１を表示装置１９の画面に表示する。以降の処理については図５のフローチャートと同じである。

【0066】

上記のように構成された実施形態でも，次回の積込作業でどれくらいの容量の作業対象物をバケット７内に入れればよいかをオペレータに直観的に把握させることができる。特に本実施形態では，適正積込重量に上限値Ｗ_ｕｐと下限値Ｗ_ｌｏを設けることで，適正積込重量に所定の許容幅がある場合でも，次回の積込作業でどれくらいの容量の作業対象物をバケット７内に入れればよいかを直感的に把握できる。

【0067】

なお，本実施形態では，２つの比率Ｗ_ｂｕｐ，Ｗ_ｂｌｏを基に適正量上限イラスト３５と適正量下限イラスト３６を記憶装置４０から呼び出したが，図３の例のように適正上限重量Ｗ_ｕｐと適正下限重量Ｗ_ｌｏからそれぞれ容積を算出し，その容積に基づいて適正量上限イラスト３５と適正量下限イラスト３６をそれぞれ作成しても良い。

【0068】

また，入力装置５０は，オペレータが所望する値の上限係数Ａ_ｕｐと下限係数Ａ_ｌｏを入力可能に構成することが好ましい。図９は表示装置１９を入力装置５０として利用するためにタッチパネルで構成した場合の表示画面の外観図である。図９の表示画面は上限許容量入力部４４と，下限許容量入力部４５を有している。上限許容量入力部４４と下限許容量入力部４５がオペレータにタッチされると数値入力ダイアログ（図示せず）が画面上に立ち上がり，画面上で上限許容量Ｘと下限許容量Ｙが入力可能となる。入力された値Ｘ，Ｙ（Ｘ，Ｙはゼロ以上１００以下の整数とする）と，Ｘ，Ｙで上限係数Ａ_ｕｐと下限係数Ａ_ｌｏを表した関係式（具体的には，上限係数Ａ_ｕｐ＝（１００＋Ｘ）／１００，下限係数Ａ_ｌｏ＝（１００−Ｙ）／１００）を利用して上限係数Ａ_ｕｐと下限係数Ａ_ｌｏを決定する。このようにシステムを構成して上限値Ｗ_ｕｐと下限値Ｗ_ｌｏをオペレータが設定できるようにすると，作業対象物を積み込むダンプトラックが変わって適正積込重量の許容幅が変わった場合でも本実施形態と同様の効果が得られる。

【0069】

次に本発明の他の実施形態について説明する。図１０は本実施形態の荷重計測システムのシステム構成図であり，図１１は本実施形態の表示装置１９の表示画面の外観図であり，図１２は本実施形態の荷重計測システムにおける演算処理のフローチャートである。以下では既出の図と同じ部分及び同じステップについての説明は省略し，異なるところを中心に説明する。

【0070】

まず図１０について説明する。先の各実施形態では荷重演算部２６を表示装置１９に接続していたが，本実施形態では荷重演算部２６をさらにイラスト作成部２８に接続している。荷重演算部２６は演算した実積込重量Ｗ_ｋをイラスト作成部２８に出力している。

【0071】

イラスト作成部２８ではバケット容量Ｗ_ｃａｐに対する実積込重量Ｗ_ｋの比である比率Ｗ_ｃ（Ｗ_ｃ＝Ｗ_ｋ／Ｗ_ｃａｐ）を演算する。イラスト作成部２８は，この比率Ｗ_ｃに対応する適正量イラスト３０を記憶装置４０から読み出して実積込量イラスト３８とし，これを目標イラスト３１（バケットイラスト２９及び適正量イラスト３０）に重畳したもの（結果イラスト３９）を表示装置１９に出力する。これにより表示装置１９に図１１のように結果イラスト３９が表示される。

【0072】

図１１は本実施形態における表示装置１９の表示画面の外観図の一例である。本実施形態の表示装置１９は，イラスト作成部２８で作成されたバケットイラスト２９，適正量イラスト３０及び実積込量イラスト３８を重畳した結果イラスト３９を表示する。

【0073】

次に図１２に示すフローチャートを用いて本実施形態の荷重計測システムにおける演算の流れを説明する。まず，ステップＳ１からステップＳ１２に至るまでの各処理は図５と同じ処理を行う。次にステップＳ２８では，イラスト作成部２８により，バケット容量Ｗ_ｃａｐに対する実積込重量Ｗ_ｋの比である比率Ｗ_ｃ（Ｗ_ｃ＝Ｗ_ｋ／Ｗ_ｃａｐ）を演算し，ステップＳ２９でその比率Ｗ_ｃに対応する適正量イラスト３０を実積込量イラスト３８として記憶装置４０から呼び出す。次にイラスト作成部２８はステップＳ３０において目標イラスト３１と実積込量イラスト３８とを重畳して結果イラスト３９を作成する。ステップＳ３１では表示装置１９が結果イラスト３９を表示する。以降の処理については図５のフローチャートと同じである。

【0074】

上記のように構成された実施形態でも，次回の積込作業でどれくらいの容量の作業対象物をバケット７内に入れればよいかをオペレータに直観的に把握させることができる。特に本実施形態では，作業対象物の目標量を示す適正量イラスト３０と実際量を示す実積込量イラスト３８を合わせて表示しているため，バケット７への作業対象物の積み込み作業（掘削作業）の正確性をオペレータに即座にフィードバックできる。これにより技量向上のきっかけをオペレータの与えることができ，さらには将来的な作業効率の向上も見込める。

【0075】

次に本発明の他の実施形態について説明する。図１５は本実施形態の荷重計測システムのシステム構成図であり，図１６は本実施形態の表示装置１９の表示画面の外観図であり，図１７は本実施形態の荷重計測システムにおける演算処理のフローチャートである。以下では既出の図と同じ部分及び同じステップについての説明は省略し，異なるところを中心に説明する。

【0076】

まず図１５について説明する。本実施形態の入力装置５０は固着・落下重量設定部６６として機能する点で他の実施形態と異なる。固着・落下重量設定部６６は，バケット７に固着して放土されない作業対象物（固着物）の重量である固着重量Ｗ_ｆと，ダンプトラックへの積み込み時（例えば旋回中）にバケット７からこぼれ落ちた作業対象物（落下物）の重量を示す落下重量Ｗ_ｄを入力するための部分である。ダンプトラックの積載重量を目標積載重量Ｐに近づける観点からは固着物と落下物の重量Ｗ_ｆ，Ｗ_ｄを考慮した目標イラスト３１の作成と実積込重量Ｗ_ｋの算出が好ましい。入力装置５０（固着・落下重量設定部６６）を介してオペレータに入力された固着重量Ｗ_ｆと落下重量Ｗ_ｄはコンピュータ１８内の荷重演算部２６とイラスト作成部２８に出力される。なお，固着重量Ｗ_ｆと落下重量Ｗ_ｄはいずれか一方のみを入力しても良く，一方のみが入力された場合には他方の値はゼロとすれば良い。

【0077】

図１６は本実施形態における表示装置１９の表示画面の外観図の一例である。本実施形態の表示装置１９は，イラスト作成部２８で作成されたバケットイラスト２９と補正適正量イラスト３０Ａを重畳した目標イラスト３１Ａを表示する。また，本実施形態の表示装置１９は入力装置５０として利用するためにタッチパネルで構成されている。図１６の表示画面は固着重量入力部６２と，落下重量入力部６３を有している。固着重量入力部６２と落下重量入力部６３がオペレータにタッチされると数値入力ダイアログ（図示せず）が画面上に立ち上がり，画面上で固着重量Ｗ_ｆと落下重量Ｗ_ｄが入力可能となる。入力された固着重量Ｗ_ｆと落下重量Ｗ_ｄはコンピュータ１８内の荷重演算部２６とイラスト作成部２８に出力される。

【0078】

次に図１７に示すフローチャートを用いて本実施形態における荷重計測システムの演算の流れを説明する。まず，ステップＳ１−Ｓ５，ステップＳ３２，Ｓ３３の各処理は図５と同じ処理を行う。

【0079】

ステップＳ１７１では，イラスト作成部２８にて，適正積込重量Ｗ_ａと固着重量Ｗ_ｆと落下重量Ｗ_ｄの合計値Ｗ_ｓを算出する。そして，イラスト作成部２８は，ステップＳ１７２でバケット容量Ｗ_ｃａｐと合計値Ｗ_ｓとの比率Ｗ_ｇを演算し，ステップＳ１７３でその比率Ｗ_ｇに対応する適正量イラスト３０を補正適正量イラスト３０Ａとして記憶装置４０から呼び出す。

【0080】

ステップＳ１７４では，イラスト作成部２８にて，ステップＳ４で作成したバケットイラスト２９と，ステップＳ１７３で作成した補正適正量イラスト３０Ａを重畳した目標イラスト３１Ａを作成して表示装置１９に出力し，ステップＳ１０ではその目標イラスト３１Ａを表示装置１９の画面に表示する。

【0081】

ステップＳ１１では姿勢検出装置１０１と圧力検出装置１０２から入力される信号を基に荷重演算部２６により実積込重量Ｗ_ｋを演算し，ステップＳ１７５では固着重量Ｗ_ｆと落下重量Ｗ_ｄの合計値をその実積込重量Ｗ_ｋから減じた値（補正実積込重量Ｗ’_ｋ＝Ｗ_ｋ−（Ｗ_ｆ＋Ｗ_ｄ））を表示装置１９の掘削量３３に表示する。以降の処理については図５のフローチャートと同じである。

【0082】

なお，図３に示したフローチャートのように次回の適正積込重量Ｗ_ａを算出する際に積算積込重量を利用する場合には，実積込重量Ｗ_ｋの積算値ではなく補正実積込重量Ｗ’_ｋの積算値（ΣＷ’_ｋ）を算出することが好ましい。

【0083】

上記のように構成された実施形態でも，次回の積込作業でどれくらいの容量の作業対象物をバケット７内に入れればよいかをオペレータに直観的に把握させることができる。特に本実施形態では，実際にはダンプトラックの荷台に放土されない作業対象物の重量（固着重量Ｗ_ｆと落下重量Ｗ_ｄ）を見越して容量が多めに補正された作業対象物のイラスト（補正適正量イラスト３０Ａ）が表示装置１９に表示されるので，固着物や落下物が原因でダンプトラックの積載重量が想定を下回ることを防止でき，作業効率の低下を防止できる。

【0084】

＜その他＞
上記の各実施形態ではバケットイラスト２９として特定姿勢に保持されたバケット７をキャブ１７から見た図（透視図）を採用したが，図１３に示すように特定姿勢に保持されたバケット７を側面から見た図（側面図）をバケットイラストとしても良いし，その他の視点から見た図をバケットイラストとしても良い。

【0085】

また，上記の各実施形態ではバケット７内の作業対象物の表面は平面と仮定して適正量イラスト３０を作成したが，図１４に示すようにバケット７の前後左右それぞれの方向から所定の勾配で作業対象物が山積みにされることを仮定して適正量イラスト３０を作成するようにしても良い。図１４の適正量イラスト３０の例では山積みになった作業対象物の形状を等高線で表現しており，各等高線で囲まれた領域の色を変えている。

【0086】

また，バケット形状情報を基にバケット７の３次元モデルを作成し，その３次元モデルのバケット７に適正積込重量Ｗ_ａの作業対象物を入れた状態をシミュレーションし，その状態を所定の方向から見た図をベースに目標イラスト３１や結果イラスト３９を作成しても良い。そして，この場合の「所定の方向」はオペレータが所望する方向に適宜変更可能に構成することが好ましく，その際のバケット７の特定姿勢もオペレータが所望する姿勢に適宜変更可能に構成することが好ましい。

【0087】

本発明は，上記の各実施形態で説明に利用した油圧ショベルに限らず，フロント作業機により掘削，積込を行うホイールローダ等の建設機械にも適用可能である。また，上記の各実施形態では運搬車両をダンプトラックとして説明したが，例えば，大型トラック，荷物を運ぶことができる他の自走式の運搬機械も利用可能である。

【0088】

また，本発明は，上記の実施の形態に限定されるものではなく，その要旨を逸脱しない範囲内の様々な変形例が含まれる。例えば，本発明は，上記の実施の形態で説明した全ての構成を備えるものに限定されず，その構成の一部を削除したものも含まれる。また，ある実施の形態に係る構成の一部を，他の実施の形態に係る構成に追加又は置換することが可能である。

【0089】

また，上記の制御装置に係る各構成や当該各構成の機能及び実行処理等は，それらの一部又は全部をハードウェア（例えば各機能を実行するロジックを集積回路で設計する等）で実現しても良い。また，上記の制御装置に係る構成は，演算処理装置（例えばＣＰＵ）によって読み出し・実行されることで当該制御装置の構成に係る各機能が実現されるプログラム（ソフトウェア）としてもよい。当該プログラムに係る情報は，例えば，半導体メモリ（フラッシュメモリ，ＳＳＤ等），磁気記憶装置（ハードディスクドライブ等）及び記録媒体（磁気ディスク，光ディスク等）等に記憶することができる。

【符号の説明】

【0090】

１…油圧ショベル，４…フロント作業機，５…ブーム，６…アーム，７…バケット，８…ブームシリンダ，９…アームシリンダ（油圧シリンダ），１０…バケットシリンダ（油圧シリンダ），１２…ブーム角度センサ，１３…アーム角度センサ，１４…バケット角度センサ，１５…ブームボトムシリンダ圧力センサ，１６…ブームロッドシリンダ圧力センサ，１７…キャブ，１８…コンピュータ，１９…表示装置，２０…目標積載重量設定部，２１…バケット形状設定部，２２…荷重計測開始スイッチ，２３…荷重計測終了スイッチ，２５…センサ信号入力部，２６…荷重演算部，２７…積込重量演算部，２８…イラスト作成部，２９…バケットイラスト，３０…適正量イラスト，３０Ａ…補正適正量イラスト，３１…目標イラスト，３１Ａ…目標イラスト，３４…上下限重量演算部，３５…適正量上限イラスト，３６…適正量下限イラスト，３８…実積込量イラスト，３９…結果イラスト，４０…記憶装置，４４…上限許容量入力部，４５…下限許容量入力部，５０…入力装置，６１…積込回数設定部，６２…固着重量入力部，６３…落下重量入力部，６６…固着・落下重量設定部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】