JP2018053559A - Construction machinery - Google Patents

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征樹 藤田
Masaki Fujita
征樹 藤田
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a construction machinery that allows snow removing work to be performed efficiently without causing damage to a work device, even on roads having a narrow road width such as roads in urban areas, etc.SOLUTION: The present invention comprises an obstruction detection device 216 for detecting obstacles existing ahead of a vehicle in the direction the vehicle travels in, and a controller 15 which controls the width of a work device 13 according to a detection result from the obstruction detection device 216. The controller 15 comprises a width acquisition part 152 for acquiring the present width of the work device 13, an obstruction separation distance calculation part 153 for calculating the obstruction separation distance based on the detection result from the obstruction detection device 216, a determination part 154 for determining whether the width of the work device 13 is larger than the obstruction separation distance, and a width changing part 155 for changing the width of the work device 13 to reduce said width of the work device 13 when the determination part 154 determines that the width of the work device 13 is larger than the obstruction separation distance.SELECTED DRAWING: Figure 4

Description

本発明は、車両の走行中に作業装置を用いて除雪を行う建設機械に関する。   The present invention relates to a construction machine that performs snow removal using a working device while a vehicle is traveling.

一般に、交通道路の除雪作業では、除雪トラックやロータリ除雪車、バケットやスノープラウを備えたホイールローダ等のホイール式建設機械が用いられている。除雪の際、道路に積もった雪をバケットやスノープラウ等の作業装置を用いて除去すると、押し掻いた雪が作業装置から溢れ出て、除雪した道路の両脇に雪の堆積、いわゆる、ウインドローが発生する。   In general, in snow removal work on a traffic road, a wheel-type construction machine such as a snow removal truck, a rotary snow removal vehicle, a wheel loader equipped with a bucket or a snow plow is used. When removing snow that has accumulated on the road using a working device such as a bucket or snow plow when removing snow, the scraped snow overflows from the working device, causing snow accumulation on both sides of the snow-removed road, so-called windrows. Will occur.

ウインドローを効率良く除去する技術として、自車両の車幅よりも広い範囲を除雪するために、作業装置の幅員を変更可能に構成した装置が知られているが、このような装置を使用したウインドローの除去作業においては、分岐等の道路形状あるいは道路上に存在する電柱や標識等の障害物の有無に応じて、作業装置の幅員を適宜調整する必要がある。   As a technique for efficiently removing windrows, a device is known that can change the width of the work device in order to remove snow in a wider range than the width of the host vehicle. In the windrow removal work, it is necessary to appropriately adjust the width of the working device according to the shape of the road such as a branch or the presence of an obstacle such as a utility pole or a sign present on the road.

従来は、車両を運転するオペレータが手動で作業装置の調整操作を行っていたことから、オペレータの負担が増大すると共に、除雪作業に時間がかかることが問題となっていた。そこで、所定の区間の前後に配設したマーカーと、当該マーカーを検出する検知センサとを備えた自動制御部を建設機械に付設することにより、作業装置の調整操作を自動化するようにした除雪車両のウインドロー排雪装置が提案されている(例えば、特許文献1参照)。   Conventionally, since the operator who operates the vehicle manually adjusts the work device, the burden on the operator increases and it takes time for snow removal work. Therefore, a snow removal vehicle that automates the adjustment operation of the work device by attaching an automatic control unit including a marker arranged before and after a predetermined section and a detection sensor for detecting the marker to the construction machine. Have been proposed (see, for example, Patent Document 1).

特許第5361520号公報Japanese Patent No. 5361520

上述した特許文献1に開示された従来技術は、車両が幹線道路や主要道路を走行する場合には、マーカーをこれらの道路の所定の区間に設置し、作業装置の調整操作を自動化することにより、除雪作業の効率化を図ることができる。しかし、幹線道路や主要道路と比較して、市街地の道路等のように幅員が狭い道路では、特許文献1の従来技術が適用される大型の車両が走行して除雪を行うことは困難である。   The prior art disclosed in Patent Document 1 described above is such that when a vehicle travels on a main road or a main road, markers are installed in predetermined sections of these roads to automate the adjustment operation of the work device. Thus, the efficiency of snow removal work can be improved. However, it is difficult to remove snow by driving a large vehicle to which the conventional technology of Patent Document 1 is applied on a road having a narrow width such as a road in an urban area as compared with a main road or a main road. .

また、除雪作業が必要な市街地の道路や生活道路の隅々までにマーカーを設置することは煩雑であり、このような道路では幹線道路や主要道路よりも道路の両脇に電柱、道路標識、及び住宅等の作業場の障害物が数多く存在する。そのため、特許文献1の従来技術のように、幅員が自車両の車幅よりも大きい作業装置を使用することにより、作業場の各障害物に作業装置が接触する可能性が高くなることから、作業装置が破損することが懸念されている。   In addition, it is troublesome to install markers at every corner of urban roads and residential roads where snow removal work is necessary. On such roads, utility poles, road signs, There are many obstacles in workplaces such as houses. Therefore, as in the prior art of Patent Document 1, the use of a working device whose width is larger than the vehicle width of the host vehicle increases the possibility of the working device coming into contact with each obstacle in the work place. There is concern that the device will be damaged.

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、市街地の道路等のように幅員が狭い道路であっても、作業装置を破損させることなく、除雪作業を効率良く行うことができる建設機械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. The purpose of the present invention is to perform snow removal work efficiently without damaging the work device even on a narrow road such as an urban road. It is to provide a construction machine that can perform.

上記の目的を達成するために、本発明の建設機械は、車両に対して幅員が変更可能に設けられた可動式の作業装置を備え、当該作業装置が前記車両の側方へ張り出しながら除雪を行う建設機械であって、前記車両の進行方向の前方に存在する障害物を検知する障害物検知装置と、前記障害物検知装置の検知結果に応じて、前記車両の進行方向から見て前記作業装置の中心から前記作業装置の一側部までの距離を示す前記作業装置の幅員を制御する制御装置とを備え、前記制御装置は、現在の前記作業装置の幅員を取得する幅員取得部と、前記障害物検知装置の検知結果に基づいて、前記車両の進行方向から見て前記作業装置の中心から前記障害物までの距離を示す障害物離隔距離を演算する障害物離隔距離演算部と、前記幅員取得部によって取得された前記作業装置の幅員と前記障害物離隔距離演算部によって演算された前記障害物離隔距離とを比較し、前記作業装置の幅員が前記障害物離隔距離よりも大きいか否かを判断する判断部と、前記判断部によって前記作業装置の幅員が前記障害物離隔距離よりも大きいと判断されたとき、前記作業装置の幅員が縮小するように前記作業装置の幅員を変更する幅員変更部とを有することを特徴としている。   In order to achieve the above object, a construction machine according to the present invention includes a movable working device that can be changed in width with respect to a vehicle, and removes snow while the working device projects to the side of the vehicle. An obstacle detection device that detects an obstacle existing in front of the traveling direction of the vehicle, and the work as viewed from the traveling direction of the vehicle according to a detection result of the obstacle detection device. A control device for controlling the width of the working device indicating a distance from the center of the device to one side of the working device, the control device, a width acquisition unit for acquiring the current width of the working device; Based on the detection result of the obstacle detection device, an obstacle separation distance calculation unit that calculates an obstacle separation distance indicating a distance from the center of the work device to the obstacle as viewed from the traveling direction of the vehicle, By width acquisition department The obtained width of the working device is compared with the obstacle separation distance calculated by the obstacle separation distance calculation unit, and it is determined whether or not the width of the working device is larger than the obstacle separation distance. And a width changing unit that changes the width of the working device so that the width of the working device is reduced when the width of the working device is determined to be larger than the obstacle separation distance by the determining unit. It is characterized by having.

本発明の建設機械によれば、市街地の道路等のように幅員が狭い道路であっても、作業装置を破損させることなく、除雪作業を効率良く行うことができる。なお、上述した以外の課題、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 construction machine of the present invention, it is possible to efficiently perform snow removal work without damaging the work device even on a narrow road such as an urban road. Problems, configurations, and effects other than those described above will be clarified by the following description of embodiments.

本発明の第1実施形態に係る建設機械の一例として挙げたホイールローダの構成を示す側面図である。It is a side view showing composition of a wheel loader given as an example of a construction machine concerning a 1st embodiment of the present invention. 図1に示す前照灯の構成を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the structure of the headlamp shown in FIG. 図2に示すミリ波レーダの高さ方向の検知範囲を示す図である。It is a figure which shows the detection range of the height direction of the millimeter wave radar shown in FIG. 図1に示す作業装置の幅員を制御するためのコントローラの機能構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the function structure of the controller for controlling the width | variety of the working apparatus shown in FIG. 図4に示すコントローラによる作業装置の幅員の制御処理の流れを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the flow of the control processing of the width | variety of the working device by the controller shown in FIG. 図1に示すホイールローダの除雪作業を説明する図であり、作業装置が初期状態であるときの車両と障害物との位置関係を示す図である。It is a figure explaining the snow removal operation | work of the wheel loader shown in FIG. 1, and is a figure which shows the positional relationship of a vehicle and an obstruction when a working device is an initial state. 図1に示すホイールローダの除雪作業を説明する図であり、作業装置の幅員の変更動作が開始されるときの車両と障害物との位置関係を示す図である。It is a figure explaining the snow removal operation | work of the wheel loader shown in FIG. 1, and is a figure which shows the positional relationship of a vehicle and an obstruction when the width change operation | movement of a working device is started. 図1に示すホイールローダの除雪作業を説明する図であり、作業装置の幅員が縮小されるときの車両と障害物との位置関係を示す図である。It is a figure explaining the snow removal operation | work of the wheel loader shown in FIG. 1, and is a figure which shows the positional relationship of a vehicle and an obstruction when the width | variety of a working device is shrunk | reduced. 本発明の第2実施形態に係るホイールローダの除雪作業を説明する図であり、作業装置の幅員の変更動作が開始されるときの車両と障害物との位置関係を示す図である。It is a figure explaining the snow removal operation | work of the wheel loader which concerns on 2nd Embodiment of this invention, and is a figure which shows the positional relationship of a vehicle and an obstruction when the width change operation | movement of a working device is started. 本発明の第2実施形態に係るホイールローダの除雪作業を説明する図であり、作業装置の幅員が縮小されるときの車両と障害物との位置関係を示す図である。It is a figure explaining the snow removal operation | work of the wheel loader which concerns on 2nd Embodiment of this invention, and is a figure which shows the positional relationship of a vehicle and an obstruction when the width | variety of a working device is reduced.

以下、本発明に係る建設機械を実施するための形態を図に基づいて説明する。   EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, the form for implementing the construction machine which concerns on this invention is demonstrated based on figures.

[第1実施形態]
本発明の第1実施形態に係る建設機械は、例えば図1に示すように、車両が中心付近で中折れすることにより操舵するアーティキュレート方式の車両であるホイールローダ101から構成されており、このホイールローダ101は、車両を走行させる走行部11を備えている。
[First Embodiment]
The construction machine according to the first embodiment of the present invention includes, for example, a wheel loader 101 that is an articulated vehicle that is steered when the vehicle is bent near the center as shown in FIG. The wheel loader 101 includes a traveling unit 11 that causes the vehicle to travel.

この走行部11は、車両の前部にそれぞれ回転可能に設けられた一対の前輪111と、車両の後部にそれぞれ回転可能に設けられた一対の後輪112と、車両の前部と後部とをプロペラシャフト(図示せず)を介して屈曲可能に連結するセンタージョイント113と、このセンタージョイント113にプロペラシャフトを介して連結され、プロペラシャフトに伝達された動力を左右の車輪111,112へ分配するディファレンシャルギヤ(図示せず)と、ディファレンシャルギヤによって分配された動力を車輪111,112へ伝達するファイナルギヤ(図示せず)とから構成されている。   The traveling unit 11 includes a pair of front wheels 111 rotatably provided at the front part of the vehicle, a pair of rear wheels 112 provided rotatably at the rear part of the vehicle, and a front part and a rear part of the vehicle. A center joint 113 that is bendably connected via a propeller shaft (not shown), and is connected to the center joint 113 via a propeller shaft, and distributes the power transmitted to the propeller shaft to the left and right wheels 111 and 112. A differential gear (not shown) and a final gear (not shown) for transmitting the power distributed by the differential gear to the wheels 111 and 112 are configured.

また、ホイールローダ101は、センタージョイント113の上方に配置され、車両を運転するオペレータが搭乗するキャブ12と、このキャブ12の前方に配置され、車両に対して幅員が変更可能に設けられた可動式の作業装置13とを備えており、当該作業装置13が車両の側方へ張り出しながら除雪を行うようになっている。なお、作業装置13の幅員とは、図6に示すように、車両の進行方向から見て作業装置13の中心から作業装置13の一側部までの距離LAを意味している。   Further, the wheel loader 101 is disposed above the center joint 113 and is disposed in front of the cab 12 on which an operator who drives the vehicle is boarded. The wheel loader 101 is movable so that the width of the vehicle can be changed with respect to the vehicle. The working device 13 is configured to remove snow while projecting to the side of the vehicle. As shown in FIG. 6, the width of the working device 13 means a distance LA from the center of the working device 13 to one side portion of the working device 13 when viewed from the traveling direction of the vehicle.

さらに、ホイールローダ101は、図示されないが、走行部11及び作業装置13の動力源であるエンジンと、エンジンと同軸上又はその近傍に配置され、エンジンの駆動力により作動して圧油を吐出する油圧ポンプと、この油圧ポンプから吐出された圧油の流量及び方向を制御するコントロールバルブ14(図4参照)と、車両の動作を制御する制御装置としてのコントローラ15(図4参照)とを備えており、これらの各装置は車両の後部に格納されている。   Furthermore, although not shown, the wheel loader 101 is disposed coaxially with or near the engine that is a power source of the traveling unit 11 and the working device 13, and is operated by the driving force of the engine to discharge the pressure oil. A hydraulic pump, a control valve 14 (see FIG. 4) for controlling the flow rate and direction of pressure oil discharged from the hydraulic pump, and a controller 15 (see FIG. 4) as a control device for controlling the operation of the vehicle are provided. Each of these devices is stored at the rear of the vehicle.

図1において、作業装置13は、一端が車両の前部に回動可能に連結されたリフト131と、このリフト131に回動可能に連結されたベルクランク132と、車両の中心線LO(図6参照)上に配置され、リフト131の先端部にボディ部133を介して取り付けられた回動軸134(図6参照)と、基端部が回動軸134にそれぞれ取り付けられ、車両の車幅方向に並んで配置された一対のブレード135とを含んでいる。   In FIG. 1, a working device 13 includes a lift 131 having one end rotatably connected to a front portion of a vehicle, a bell crank 132 rotatably connected to the lift 131, and a vehicle centerline LO (see FIG. 1). 6) and a pivot shaft 134 (see FIG. 6) attached to the distal end portion of the lift 131 via the body portion 133 and a base end portion are attached to the pivot shaft 134, respectively. It includes a pair of blades 135 arranged side by side in the width direction.

すなわち、作業装置13は、各ブレード135が回動軸134の周りに回動することにより、車両に対して幅員LAを調整する回動式のスノープラウから構成されている。ボディ部133には、ブレード135が回動した角度を検知するブレード角度センサ135A(図4参照)が取り付けられている。なお、ブレード角度センサ135Aはコントローラ15に通信接続されており、ブレード角度センサ135Aの検知結果はコントローラ15に入力されるようになっている。   That is, the work device 13 is configured by a rotating snow plow that adjusts the width LA with respect to the vehicle by rotating the blades 135 around the rotating shaft 134. A blade angle sensor 135 </ b> A (see FIG. 4) that detects an angle at which the blade 135 is rotated is attached to the body portion 133. The blade angle sensor 135A is communicatively connected to the controller 15, and the detection result of the blade angle sensor 135A is input to the controller 15.

本発明の第1実施形態では、上述した車両の中心線LOは、図6に示すように、車両の前部の中央側を進行方向に沿って通る線分を意味し、前輪111の車軸の垂直二等分線と同義である。ブレード角度センサ135Aの検知結果を示すブレード135の回動角度とは、ブレード135と車両の中心線LOとのなす角θを意味している。なお、各ブレード135は、例えば、当該なす角θが0°〜90°の範囲で回動することが可能である(0°≦θ≦90°)。   In the first embodiment of the present invention, the vehicle center line LO described above means a line segment passing along the traveling direction along the center of the front portion of the vehicle, as shown in FIG. Synonymous with vertical bisector. The rotation angle of the blade 135 indicating the detection result of the blade angle sensor 135A means an angle θ formed by the blade 135 and the center line LO of the vehicle. Each blade 135 can rotate, for example, when the angle θ formed is in the range of 0 ° to 90 ° (0 ° ≦ θ ≦ 90 °).

図1において、作業装置13は、車両の前部とボディ部133の後端部とを連結し、ボディ部133を介して回動軸134及びブレード135を上下方向へ回動可能に保持するリンク部材136と、ボディ部133の下面から下方へ突出して地面と接触し、各ブレード135が地面に摺動しないようにボディ部133を支持する支持部材137とを含んでいる。   In FIG. 1, the working device 13 connects a front portion of the vehicle and a rear end portion of the body portion 133, and a link that holds the rotation shaft 134 and the blade 135 so as to be rotatable in the vertical direction via the body portion 133. It includes a member 136 and a support member 137 that protrudes downward from the lower surface of the body portion 133 to contact the ground and supports the body portion 133 so that each blade 135 does not slide on the ground.

さらに、作業装置13は、両端がリフト131及び車両の前部にそれぞれ連結され、コントロールバルブ14から供給された圧油により伸縮し、リフト131を上下方向に回動させるリフトシリンダ(図示せず)と、コントロールバルブ14から供給された圧油により伸縮し、車両の前部を後部に対してセンタージョイント113を軸として左方向又は右方向へ屈曲させるステアリングシリンダ(図示せず)とを含んでいる。   Further, the working device 13 is connected at both ends to the lift 131 and the front part of the vehicle, and expands and contracts by the pressure oil supplied from the control valve 14 to rotate the lift 131 in the vertical direction (not shown). And a steering cylinder (not shown) that expands and contracts by the pressure oil supplied from the control valve 14 and bends the front part of the vehicle leftward or rightward with the center joint 113 as an axis with respect to the rear part. .

また、作業装置13は、両端がベルクランク132及び車両の前部にそれぞれ連結され、コントロールバルブ14から供給された圧油により伸縮し、回動軸134及びブレード135を上下方向へ回動させるスノープラウシリンダ138と、コントロールバルブ14から供給された圧油により伸縮し、回動軸134を中心に各ブレード135を回動させるブレードシリンダ139とを含んでいる。なお、図1において、リフト131、スノープラウシリンダ138、及びブレードシリンダ139はそれぞれ1つずつしか図示されていないが、これらの各部材は左右に一対設けられており、重複する説明を省略している。   Further, the working device 13 is connected to the bell crank 132 and the front portion of the vehicle at both ends, and expands and contracts by the pressure oil supplied from the control valve 14 to rotate the rotating shaft 134 and the blade 135 in the vertical direction. A plow cylinder 138 and a blade cylinder 139 that expands and contracts by the pressure oil supplied from the control valve 14 and rotates each blade 135 about the rotation shaft 134 are included. In FIG. 1, only one lift 131, snow plow cylinder 138, and blade cylinder 139 are shown, but a pair of these members is provided on the left and right sides, and redundant description is omitted. Yes.

このように構成された作業装置13では、ブレードシリンダ139内の作動油がコントロールバルブ14へ戻されてブレードシリンダ139が短縮することにより、一対のブレード135が回動軸134の周りに車両の車幅方向の外側へ向けて回動し、作業装置13の幅員LAが拡大する。一方、油圧ポンプから吐出された作動油がコントロールバルブ14を介してブレードシリンダ139に供給されてブレードシリンダ139が伸長することにより、一対のブレード135が回動軸134の周りに車両の車幅方向の内側へ向けて回動し、作業装置13の幅員LAが縮小する。   In the work device 13 configured as described above, the hydraulic oil in the blade cylinder 139 is returned to the control valve 14 and the blade cylinder 139 is shortened, so that the pair of blades 135 is moved around the rotation shaft 134 in the vehicle. It rotates toward the outer side in the width direction, and the width LA of the working device 13 increases. On the other hand, the hydraulic oil discharged from the hydraulic pump is supplied to the blade cylinder 139 via the control valve 14 and the blade cylinder 139 extends, so that the pair of blades 135 moves around the rotation shaft 134 in the vehicle width direction. And the width LA of the working device 13 is reduced.

ここで、ホイールローダ101の前部のうちリフト131の基端側の両端部には、車両の前方に光を照射してオペレータの視界を明るく照らす一対の前照灯21がそれぞれ取り付けられている。この前照灯21は、例えば図2に示すように、LED等の発光素子を光源とする前照ライト211と、この前照ライト211が埋め込まれた筐体212と、車両の前部の側面にブラケット213を介して固定され、筐体212を保持するステー214とを有している。   Here, a pair of headlamps 21 that illuminate the operator's field of view by irradiating light in front of the vehicle are respectively attached to both ends of the front end of the wheel loader 101 on the base end side of the lift 131. . For example, as shown in FIG. 2, the headlamp 21 includes a headlight 211 using a light emitting element such as an LED as a light source, a casing 212 in which the headlight 211 is embedded, and a side surface of the front portion of the vehicle. And a stay 214 that holds the housing 212.

このステー214は、前照ライト211がキャブ12の前側方に位置するように、ブラケット213から車両の側方へ突出して斜め上方へ湾曲した略L字状に形成されている。また、前照灯21は、筐体212の側部に取り付けられ、車両が右左折して進路を変更する際に点灯することにより、その方向を周囲に示す方向指示ライト215と、筐体212のうち前照ライト211に隣接した位置に埋め込まれ、車両の進行方向の前方に存在する障害物102(図6参照)を検知する障害物検知装置、例えば、ミリ波レーダ216とを有している。   The stay 214 is formed in a substantially L shape that protrudes from the bracket 213 to the side of the vehicle and curves obliquely upward so that the headlight 211 is positioned on the front side of the cab 12. The headlamp 21 is attached to a side portion of the housing 212, and is turned on when the vehicle turns right and left to change the course of the vehicle. An obstacle detection device, for example, a millimeter wave radar 216, which is embedded in a position adjacent to the headlight 211 and detects an obstacle 102 (see FIG. 6) present in the forward direction of the vehicle. Yes.

このミリ波レーダ216は、コントローラ15に通信接続され、ミリ波帯の電波を車両の前方へ送信し、その反射波を受信して前方の物体を検知する装置である。そして、図6に示すように、車両の左右の各ミリ波レーダ216は、その水平方向の検知範囲AL,ARが互いに重複し、この重複した範囲は、車両が走行する道路の幅員よりも左右方向に幅広に設定されている。   The millimeter wave radar 216 is a device that is connected to the controller 15 for communication, transmits millimeter wave radio waves to the front of the vehicle, receives the reflected waves, and detects an object in front. As shown in FIG. 6, the left and right millimeter wave radars 216 of the vehicle have their horizontal detection ranges AL and AR overlapping each other, and these overlapping ranges are more left and right than the width of the road on which the vehicle travels. Wide in the direction.

また、図3に示すように、車両の左右の各ミリ波レーダ216の設置位置及び設置方向は、その高さ方向の検知範囲AHに路肩の電柱や道路標識等の障害物102が入るように、車両から離れた遠方に向けて設定されている。このような設定により、各ミリ波レーダ216は、車両の前方に位置する障害物102を、電柱や道路標識等よりも高さが低いウインドローと区別して検知することが可能となり、コントローラ15が車両に対する障害物102の位置及び距離を取得することができる。   Further, as shown in FIG. 3, the installation position and the installation direction of each of the left and right millimeter wave radars 216 of the vehicle are such that an obstacle 102 such as a power pole on the roadside or a road sign enters the detection range AH in the height direction. It is set for a long distance away from the vehicle. With such a setting, each millimeter wave radar 216 can detect the obstacle 102 located in front of the vehicle separately from a windrow whose height is lower than that of a utility pole, road sign, etc. The position and distance of the obstacle 102 with respect to the vehicle can be acquired.

コントローラ15は、例えば図示されないが、車両の動作全体を制御するための各種の演算を行うCPU(Central Processing Unit)と、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(Hard Disk Drive)等の記憶装置と、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)とを含むハードウェアから構成されている。   For example, the controller 15 is not shown, but includes a CPU (Central Processing Unit) that performs various calculations for controlling the overall operation of the vehicle, and a ROM (Read Only Memory) that stores a program for executing calculations by the CPU. It comprises hardware including a storage device such as an HDD (Hard Disk Drive) and a RAM (Random Access Memory) that serves as a work area when the CPU executes a program.

このようなハードウェア構成において、ROMやHDD、もしくは図示しない光学ディスク等の記録媒体に格納されたプログラムがRAMに読み出され、CPUの制御に従って動作することによりプログラム(ソフトウェア)とハードウェアとが協働して、後述の図4に示すように、コントローラ15の機能を実現する機能ブロックが構成される。   In such a hardware configuration, a program stored in a recording medium such as a ROM, an HDD, or an optical disk (not shown) is read into the RAM, and the program (software) and the hardware are operated by operating under the control of the CPU. In cooperation, a functional block for realizing the function of the controller 15 is configured as shown in FIG.

ところで、道路の脇に形成されたウインドローを除去するために、図6に示すように、作業装置13の幅員LAを大きく設定した状態で、車両が道路上を走行すると、作業装置13が路肩の電柱や道路標識等の障害物102に接触して破損する可能性がある。そこで、本発明の第1実施形態では、コントローラ15は、ミリ波レーダ216の検知結果に応じて、各ブレード135を回動軸134の周りに回動させて作業装置13の幅員LAを制御するように構成されている。   By the way, in order to remove the windrow formed on the side of the road, as shown in FIG. 6, when the vehicle travels on the road with the width LA of the work device 13 set large, the work device 13 becomes the shoulder. There is a possibility of contact with an obstacle 102 such as a power pole or road sign and damage. Therefore, in the first embodiment of the present invention, the controller 15 controls the width LA of the work device 13 by rotating each blade 135 around the rotation shaft 134 according to the detection result of the millimeter wave radar 216. It is configured as follows.

以下、本発明の第1実施形態の特徴をなすコントローラ15の具体的な機能を示す構成について、図4を参照しながら詳細に説明する。   Hereinafter, a configuration showing specific functions of the controller 15 that characterize the first embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIG.

図4に示すように、コントローラ15は、記憶部151、幅員演算部152、障害物離隔距離演算部153、判断部154、及び幅員変更部155を含んで構成されている。記憶部151は、回動軸134の直径やブレード135の長さ等の作業装置13の寸法情報を予め記憶している。この記憶部151は、ROMやHDD、もしくは図示しない光学ディスク等の記録媒体によって実現される。   As shown in FIG. 4, the controller 15 includes a storage unit 151, a width calculation unit 152, an obstacle separation distance calculation unit 153, a determination unit 154, and a width change unit 155. The storage unit 151 stores in advance dimensional information of the working device 13 such as the diameter of the rotating shaft 134 and the length of the blade 135. The storage unit 151 is realized by a recording medium such as a ROM, an HDD, or an optical disk (not shown).

幅員演算部152は、ブレード角度センサ135Aによって検知されたブレード135の回動角度θ、及び記憶部151に記憶された作業装置13の寸法情報に基づいて、当該作業装置13の幅員LAを演算する。したがって、この幅員演算部152が、現在の作業装置13の幅員LAを取得する幅員取得部として機能する。   The width calculation unit 152 calculates the width LA of the working device 13 based on the rotation angle θ of the blade 135 detected by the blade angle sensor 135A and the dimensional information of the working device 13 stored in the storage unit 151. . Therefore, the width calculation unit 152 functions as a width acquisition unit that acquires the width LA of the current working device 13.

障害物離隔距離演算部153は、ミリ波レーダ216の検知結果に基づいて、車両の進行方向から見て作業装置13の中心から障害物102までの距離、すなわち、図6において障害物102から車両の中心線LOに垂線を下した線分の長さを示す障害物離隔距離LBを演算する。   Based on the detection result of the millimeter wave radar 216, the obstacle separation distance calculation unit 153 is a distance from the center of the work device 13 to the obstacle 102 as seen from the traveling direction of the vehicle, that is, the obstacle 102 to the vehicle in FIG. The obstacle separation distance LB indicating the length of the line segment perpendicular to the center line LO is calculated.

判断部154は、幅員演算部152によって演算された作業装置13の幅員LAと障害物離隔距離演算部153によって演算された障害物離隔距離LBとを比較し、作業装置13の幅員LAが障害物離隔距離LBよりも大きいか否かを判断する。幅員変更部155は、判断部154によって作業装置13の幅員LAが障害物離隔距離LBよりも大きいと判断されたとき、作業装置13の幅員LAが縮小するように作業装置13の幅員LAを変更する制御を行う。   The determination unit 154 compares the width LA of the work device 13 calculated by the width calculation unit 152 with the obstacle separation distance LB calculated by the obstacle separation distance calculation unit 153, and the width LA of the work device 13 is determined to be an obstacle. It is determined whether or not it is larger than the separation distance LB. The width changing unit 155 changes the width LA of the work device 13 so that the width LA of the work device 13 is reduced when the determination unit 154 determines that the width LA of the work device 13 is larger than the obstacle separation distance LB. Control.

次に、本発明の第1実施形態に係るコントローラ15による作業装置13の幅員LAの制御処理について、図5のフローチャートを参照しながら詳細に説明する。   Next, the control processing of the width LA of the work device 13 by the controller 15 according to the first embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the flowchart of FIG.

まずは、オペレータがホイールローダ101のキャブ12に搭乗して除雪作業を開始させる開始ボタン(図示せず)を操作すると、コントローラ15は、一対のブレード135を車両の車幅方向の外側へ回動させる制御指令を示す作業装置13の幅員LAの拡大指令をコントロールバルブ14に送信し、走行部11の後輪112を駆動することにより、図6に示すように、車両が作業装置13を側方へ張り出しながら道路上を走行する。   First, when the operator operates a start button (not shown) that gets on the cab 12 of the wheel loader 101 and starts snow removal work, the controller 15 rotates the pair of blades 135 outward in the vehicle width direction of the vehicle. By sending a command to enlarge the width LA of the working device 13 indicating the control command to the control valve 14 and driving the rear wheel 112 of the traveling unit 11, the vehicle moves the working device 13 to the side as shown in FIG. Drive on the road overhanging.

そして、コントローラ15は、ミリ波レーダ216の検知結果を入力し(ステップ(以下、Sと記す)501)、車両の進行方向の前方に障害物102が存在するか否かを判断する(S502)。このとき、コントローラ15は、車両の進行方向の前方に障害物102が存在しないと判断すると(S502/NO)、S501からの処理が繰り返される。   Then, the controller 15 inputs the detection result of the millimeter wave radar 216 (step (hereinafter referred to as S) 501), and determines whether or not the obstacle 102 exists in front of the traveling direction of the vehicle (S502). . At this time, if the controller 15 determines that there is no obstacle 102 ahead of the traveling direction of the vehicle (S502 / NO), the processing from S501 is repeated.

一方、図7に示すように、障害物102がミリ波レーダ216の検知範囲AL,ARに入ると、コントローラ15は、車両の進行方向の前方に障害物102が存在すると判断し(S502/YES)、コントローラ15の障害物離隔距離演算部153は、ミリ波レーダ216の検知結果から車両に対する障害物102の位置及び距離を取得し、これらの障害物102の位置及び距離から障害物離隔距離LBを演算する(S503)。   On the other hand, as shown in FIG. 7, when the obstacle 102 enters the detection ranges AL and AR of the millimeter wave radar 216, the controller 15 determines that the obstacle 102 exists in front of the traveling direction of the vehicle (S502 / YES). ), The obstacle separation distance calculation unit 153 of the controller 15 acquires the position and distance of the obstacle 102 with respect to the vehicle from the detection result of the millimeter wave radar 216, and the obstacle separation distance LB from the position and distance of these obstacles 102. Is calculated (S503).

次に、コントローラ15の幅員演算部152は、ブレード角度センサ135Aの検知結果及び記憶部151の記憶内容を参照し、ブレード角度センサ135Aによって検知されたブレード135の回動角度θと記憶部151に記憶された作業装置13の寸法情報から当該作業装置13の幅員LAを演算する(S504)。   Next, the width calculation unit 152 of the controller 15 refers to the detection result of the blade angle sensor 135A and the storage content of the storage unit 151, and stores the rotation angle θ of the blade 135 detected by the blade angle sensor 135A and the storage unit 151. The width LA of the work device 13 is calculated from the stored dimension information of the work device 13 (S504).

そして、コントローラ15の判断部154は、幅員演算部152によって演算された作業装置13の幅員LAと障害物離隔距離演算部153によって演算された障害物離隔距離LBとを比較し(S505)、作業装置13の幅員LAが障害物離隔距離LBよりも大きいか否か、すなわち、作業装置13が障害物102に接触するか否かを判断する(S506)。   Then, the determination unit 154 of the controller 15 compares the width LA of the working device 13 calculated by the width calculation unit 152 with the obstacle separation distance LB calculated by the obstacle separation distance calculation unit 153 (S505). It is determined whether or not the width LA of the device 13 is larger than the obstacle separation distance LB, that is, whether or not the working device 13 contacts the obstacle 102 (S506).

このとき、判断部154は、作業装置13の幅員LAが障害物離隔距離LBよりも大きい、すなわち、作業装置13が障害物102に接触すると判断すると(S506/YES)、コントローラ15の幅員変更部155は、一対のブレード135を車両の車幅方向の内側へ回動させる制御指令を示す作業装置13の幅員LAの縮小指令をコントロールバルブ14に送信し(S507)、S503からの処理が繰り返される。   At this time, when the determination unit 154 determines that the width LA of the work device 13 is larger than the obstacle separation distance LB, that is, the work device 13 contacts the obstacle 102 (S506 / YES), the width change unit of the controller 15 155 transmits to the control valve 14 a command to reduce the width LA of the working device 13 indicating a control command for rotating the pair of blades 135 inward in the vehicle width direction of the vehicle (S507), and the processing from S503 is repeated. .

このS507の処理により、図8に示すように、作業装置13が障害物102と接触しなくなる位置まで各ブレード135が回動軸134の周りに回動し、作業装置13の幅員LAが縮小する。一方、S506において、判断部154は、作業装置13の幅員LAが障害物離隔距離LBよりも大きくない、すなわち、作業装置13が障害物102に接触しないと判断すると(S506/NO)、コントローラ15は、キャブ12内のオペレータにより除雪作業を終了させる終了ボタン(図示せず)が操作されたか否かを判断する(S508)。   As a result of the processing of S507, as shown in FIG. 8, each blade 135 rotates around the rotation shaft 134 to a position where the working device 13 does not come into contact with the obstacle 102, and the width LA of the working device 13 is reduced. . On the other hand, in S506, when the determination unit 154 determines that the width LA of the work device 13 is not larger than the obstacle separation distance LB, that is, the work device 13 does not contact the obstacle 102 (S506 / NO), the controller 15 Determines whether an end button (not shown) for ending the snow removal operation has been operated by the operator in the cab 12 (S508).

このとき、コントローラ15は、キャブ12内のオペレータによって終了ボタンがまだ操作されていないと判断すると(S508/NO)、S501からの処理が繰り返される。一方、S508において、コントローラ15は、キャブ12内のオペレータによって終了ボタンが操作されたと判断すると(S508/YES)、本発明の第1実施形態に係るコントローラ15による作業装置13の幅員LAの制御処理を終了する。   At this time, if the controller 15 determines that the end button has not yet been operated by the operator in the cab 12 (S508 / NO), the processing from S501 is repeated. On the other hand, in S508, when the controller 15 determines that the end button has been operated by the operator in the cab 12 (S508 / YES), the controller 15 according to the first embodiment of the present invention controls the width LA of the work device 13. Exit.

このように構成された本発明の第1実施形態に係るホイールローダ101によれば、両脇に電柱や道路標識等の多数の障害物102が存在する道路で除雪作業を実施する際に、従来技術で使用したマーカー等の特別な装置を道路上に設置しなくても、ミリ波レーダ216が車両の進行方向の前方に位置する障害物102を検知することにより、作業装置13の幅員LAが自動的に縮小するので、作業装置13が障害物102と接触するのを未然に回避することができる。したがって、本発明の第1実施形態は、市街地の道路等のように幅員が狭い道路であっても、作業装置13を破損させることなく、除雪作業を効率良く行うことができる。   According to the wheel loader 101 according to the first embodiment of the present invention configured as described above, when performing snow removal work on a road where a large number of obstacles 102 such as utility poles and road signs exist on both sides, Even if a special device such as a marker used in the technology is not installed on the road, the millimeter wave radar 216 detects the obstacle 102 positioned in front of the traveling direction of the vehicle. Since the size is automatically reduced, it is possible to prevent the working device 13 from coming into contact with the obstacle 102 in advance. Therefore, 1st Embodiment of this invention can perform snow removal work efficiently, without damaging the working device 13, even if it is a narrow road, such as a road in an urban area.

また、本発明の第1実施形態に係るホイールローダ101では、作業装置13が回動軸134及び一対のブレード135を含む回動式のスノープラウから構成されていることから、車両が道路上を走行して障害物102に接近する前に、各ブレード135が回動軸134の周りに車両の車幅方向の内側へ向けて回動することにより、作業装置13の縮小中に各ブレード135が押し掻いた雪を取りこぼすことなく、除雪作業をそのまま継続することができる。これにより、道路上に新たなウインドローが発生するのを抑制することができる。   Further, in the wheel loader 101 according to the first embodiment of the present invention, the work device 13 is composed of a rotating snow plow including a rotating shaft 134 and a pair of blades 135, so that the vehicle is on the road. Prior to traveling and approaching the obstacle 102, each blade 135 rotates inward in the vehicle width direction of the vehicle around the rotation shaft 134, so that each blade 135 is reduced during the reduction of the work device 13. The snow removal operation can be continued as it is without missing the pushed snow. Thereby, it can suppress that a new windrow generate | occur | produces on a road.

[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実施形態に係る作業装置13は、図6〜図8に示すように、一対のブレード135が回動軸134の周りに回動することにより、車両に対して幅員LAを調整する回動式のスノープラウから構成されたのに対して、第2実施形態に係る作業装置23は、図9、図10に示すように、車両の車幅方向に互いに離隔して配置され、除雪した雪を車両の車幅方向の中央側へ誘導する一対の誘導板231と、一対の誘導板231に第1実施形態と同様のブレードシリンダ139を介してスライド可能にそれぞれ設けられ、車両の車幅方向に拡がるように配置された一対のブレード232と、これらのブレード232の中央側に配置され、ボディ部133の代わりにリフト131の先端部に取り付けられたバケット233とを含むスライド式のスノープラウから構成されたことである。
[Second Embodiment]
The second embodiment of the present invention differs from the first embodiment described above in that the working device 13 according to the first embodiment has a pair of blades 135 having a rotating shaft 134 as shown in FIGS. The working device 23 according to the second embodiment is shown in FIGS. 9 and 10, whereas the working device 23 according to the second embodiment is configured by a rotating snow plow that adjusts the width LA with respect to the vehicle by turning around. As in the first embodiment, a pair of guide plates 231 that are spaced apart from each other in the vehicle width direction of the vehicle and guide the snow removed from the snow to the center side in the vehicle width direction of the vehicle and the pair of guide plates 231 A pair of blades 232 provided so as to be slidable via the blade cylinder 139 and arranged so as to expand in the vehicle width direction of the vehicle, and disposed on the center side of these blades 232, and lifted instead of the body portion 133 131 tip Is that made up of sliding snow plow comprising a bucket 233 attached to.

このように構成された作業装置23では、油圧ポンプから吐出された作動油がコントロールバルブ14を介してブレードシリンダ139に供給されてブレードシリンダ139が伸長することにより、一対のブレード232が車両の車幅方向の外側へ向けてスライドし、作業装置23の幅員LAが拡大する。一方、ブレードシリンダ139内の作動油がコントロールバルブ14へ戻されてブレードシリンダ139が短縮することにより、一対のブレード232が車両の車幅方向の内側へ向けてスライドし、作業装置23の幅員LAが縮小する。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るので、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。   In the work device 23 configured as described above, the hydraulic oil discharged from the hydraulic pump is supplied to the blade cylinder 139 via the control valve 14, and the blade cylinder 139 extends, so that the pair of blades 232 is mounted on the vehicle. It slides toward the outer side in the width direction, and the width LA of the work device 23 is enlarged. On the other hand, when the hydraulic oil in the blade cylinder 139 is returned to the control valve 14 and the blade cylinder 139 is shortened, the pair of blades 232 slides inward in the vehicle width direction of the vehicle, and the width LA of the work device 23 is reduced. Shrinks. Since the other configurations of the second embodiment are the same as those of the first embodiment described above, the same or corresponding parts as those of the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.

このように構成された本発明の第2実施形態に係るホイールローダ101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、車両が走行中に道路の両脇に形成されたウインドローを各ブレード232によって切り崩し、この切り崩した雪を誘導板231によって道路の中央側に集めることができる。そして、車両が当該道路を再び走行することにより、道路の中央側に堆積した雪を作業装置23のバケット233内に容易に収容して堆積場まで運搬できるので、両脇に多数の障害物102が存在する道路であっても、ウインドローを効率良く除去することができる。   According to the wheel loader 101 according to the second embodiment of the present invention configured as described above, the same effects as those of the first embodiment described above can be obtained, and the vehicle can be formed on both sides of the road while the vehicle is traveling. The windrow can be broken by each blade 232 and the broken snow can be collected on the center side of the road by the guide plate 231. Then, when the vehicle travels again on the road, the snow accumulated on the center side of the road can be easily accommodated in the bucket 233 of the work device 23 and transported to the accumulation site. Windrows can be removed efficiently even on roads where there is.

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.

11…走行部、12…キャブ、13,23…作業装置、14…コントロールバルブ、15…コントローラ(制御装置)、21…前照灯
101…ホイールローダ(建設機械)、102…障害物、111…前輪、112…後輪、113…センタージョイント
131…リフト、132…ベルクランク、133…ボディ部、134…回動軸、135,232…ブレード、135A…ブレード角度センサ、136…リンク部材、137…支持部材、138…スノープラウシリンダ、139…ブレードシリンダ
151…記憶部、152…幅員演算部(幅員取得部)、153…障害物離隔距離演算部、154…判断部、155…幅員変更部
211…前照ライト、212…筐体、213…ブラケット、214…ステー、215…方向指示ライト、216…ミリ波レーダ(障害物検知装置)
231…誘導板、233…バケット
DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 ... Traveling part, 12 ... Cab, 13, 23 ... Working device, 14 ... Control valve, 15 ... Controller (control device), 21 ... Headlight 101 ... Wheel loader (construction machine), 102 ... Obstacle, 111 ... Front wheel 112 ... Rear wheel 113 ... Center joint 131 ... Lift, 132 ... Bell crank, 133 ... Body part, 134 ... Rotating shaft, 135, 232 ... Blade, 135A ... Blade angle sensor, 136 ... Link member, 137 ... Support member, 138... Snow plow cylinder, 139. Blade cylinder 151... Storage unit, 152. Headlight, 212 ... Case, 213 ... Bracket, 214 ... Stay, 215 ... Direction light, 216 ... Mi Re-wave radar (obstacle detection device)
231 ... guide plate, 233 ... bucket

Claims (3)

車両に対して幅員が変更可能に設けられた可動式の作業装置を備え、当該作業装置が前記車両の側方へ張り出しながら除雪を行う建設機械であって、
前記車両の進行方向の前方に存在する障害物を検知する障害物検知装置と、
前記障害物検知装置の検知結果に応じて、前記車両の進行方向から見て前記作業装置の中心から前記作業装置の一側部までの距離を示す前記作業装置の幅員を制御する制御装置とを備え、
前記制御装置は、
現在の前記作業装置の幅員を取得する幅員取得部と、
前記障害物検知装置の検知結果に基づいて、前記車両の進行方向から見て前記作業装置の中心から前記障害物までの距離を示す障害物離隔距離を演算する障害物離隔距離演算部と、
前記幅員取得部によって取得された前記作業装置の幅員と前記障害物離隔距離演算部によって演算された前記障害物離隔距離とを比較し、前記作業装置の幅員が前記障害物離隔距離よりも大きいか否かを判断する判断部と、
前記判断部によって前記作業装置の幅員が前記障害物離隔距離よりも大きいと判断されたとき、前記作業装置の幅員が縮小するように前記作業装置の幅員を変更する幅員変更部とを有することを特徴とする建設機械。
A construction machine comprising a movable working device provided with a width that can be changed with respect to a vehicle, and removing the snow while the working device projects to the side of the vehicle,
An obstacle detection device for detecting an obstacle present in the forward direction of the vehicle;
A control device for controlling a width of the working device indicating a distance from a center of the working device to one side portion of the working device as seen from a traveling direction of the vehicle according to a detection result of the obstacle detecting device; Prepared,
The controller is
A width acquisition unit for acquiring the width of the current working device;
Based on the detection result of the obstacle detection device, an obstacle separation distance calculation unit that calculates an obstacle separation distance indicating a distance from the center of the work device to the obstacle as viewed from the traveling direction of the vehicle;
The width of the working device acquired by the width acquisition unit is compared with the obstacle separation distance calculated by the obstacle separation distance calculation unit, and whether the width of the working device is larger than the obstacle separation distance. A determination unit for determining whether or not,
A width changing unit that changes the width of the work device so that the width of the work device is reduced when the width of the work device is determined to be larger than the obstacle separation distance by the determination unit. A featured construction machine.
請求項1に記載の建設機械において、
前記作業装置は、
前記車両の車幅方向の中央に配置された回動軸と、
基端部が前記回動軸にそれぞれ取り付けられ、前記車両の車幅方向に並んで配置された一対のブレードとを含む回動式のスノープラウから構成され、
前記スノープラウは、前記一対のブレードを前記回動軸の周りに前記車両の車幅方向の外側へ向けて回動させることで幅員が拡大し、前記一対のブレードを前記回動軸の周りに前記車両の車幅方向の内側へ向けて回動させることで幅員が縮小することを特徴とする建設機械。
The construction machine according to claim 1,
The working device is:
A rotating shaft disposed in the center of the vehicle in the vehicle width direction;
A base end portion is attached to each of the rotating shafts, and includes a pair of rotating snow plows including a pair of blades arranged side by side in the vehicle width direction of the vehicle,
The snow plow increases the width by rotating the pair of blades around the rotation shaft toward the outside in the vehicle width direction of the vehicle, and the pair of blades is rotated around the rotation shaft. A construction machine characterized in that the width of the vehicle is reduced by turning inward in the vehicle width direction of the vehicle.
請求項1に記載の建設機械において、
前記作業装置は、
前記車両の車幅方向に互いに離隔して配置され、除雪した雪を前記車両の車幅方向の中央側へ誘導する一対の誘導板と、
前記一対の誘導板にスライド可能にそれぞれ設けられ、前記車両の車幅方向に拡がるように配置された一対のブレードとを含むスライド式のスノープラウから構成され、
前記スノープラウは、前記一対のブレードを前記車両の車幅方向の外側へ向けてスライドさせることで幅員が拡大し、前記一対のブレードを前記車両の車幅方向の内側へ向けてスライドさせることで幅員が縮小することを特徴とする建設機械。
The construction machine according to claim 1,
The working device is:
A pair of guide plates that are spaced apart from each other in the vehicle width direction of the vehicle and guide the snow removed from the snow to the center side in the vehicle width direction of the vehicle;
Each of the pair of guide plates is slidably provided, and includes a slide type snow plow including a pair of blades arranged to expand in the vehicle width direction of the vehicle,
The snow plow expands the width by sliding the pair of blades outward in the vehicle width direction of the vehicle, and slides the pair of blades inward in the vehicle width direction of the vehicle. Construction machinery characterized by shrinking width.
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