CN104591051A - 一种曲臂式高空作业车多模式幅度控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种曲臂式高空作业车多模式幅度控制系统，平台称重传感器安装于工作平台上，检测工作平台上的载重量，一号臂长度角度传感器、二号臂长度角度传感器检测一号伸缩臂和二号伸缩臂的变幅角度和伸缩长度，双轴倾角传感器安装于转台上，检测车体的倾斜角度；支腿受力检测装置用于检测支腿是否受力；控制器根据一号臂长度角度传感器、二号臂上长角传感器、平台称重传感器、双轴倾角传感器、支腿受力检测装置检测的信号，计算实际的一号臂和二号臂幅度，并与限幅模式相比较，输出幅度控制曲线，控制一号臂和二号臂相应变幅、伸缩的动作，实现了多模式控制幅度，控制系统灵活多变，满足不同的作业工况。

Description

一种曲臂式高空作业车多模式幅度控制系统

技术领域

本发明涉及一种多模式幅度控制系统及高空作业平台，属于机械技术领域。

背景技术

高空作业车是一种将人或设备工具举升到一定高度的指定位置，从而进行作业的专业设备。高空作业车分多种形式，主要有剪叉式、折叠臂式、直臂式等形式。而曲臂式高空作业平台同时具有两个折叠臂并均可伸缩，更能满足不同的作业工况。如图1所示的车型，带有伸缩臂在臂向外伸时可能会因重心的位置改变而造成不稳，如果超出车本身的幅度限制，可能导致车体倾翻。因而如何控制幅度就显得至关重要。多模式幅度控制系统可以更好的充分发挥折叠臂式高空作业车的优势，满足不同的载重量、不同车体状态的作业幅度，客户可自行选择灵活使用。

本发明中提及的车型如图1所示，（1）平台、（2）二号臂（带有伸缩臂）、（3）一号臂（带有伸缩臂）、（4）转台、（5）车架、（6）前支腿、（7）后支腿。 图中所示平台载重量通过平台下方安装的称重传感器测量；一号臂的实时长度角度需要通过一个长角传感器测量；二号臂的实时长度角度需要通过一个长角传感器测量；车体的倾斜角度通过安装在车架上的双轴倾角传感器测量。通过这些方式便可得到车体判断幅度曲线的所需数据。

高空作业平台应用领域越来越广，使用的工况越来越复杂，单一模式的高空作业平台无法满足复杂工况下的应用，工作效率将大大降低。曲臂式自行走高空作业车大多是一种幅度控制系统，在复杂多变的作业场所，单一的幅度控制系统只能完成特定模式下的工作，适应性比较差；控制较于简单，不能适应各种工况需求，影响整体工作效率，不能很好的发挥车辆的优势。

发明内容

本发明的目的是提出一种曲臂式高空作业车多模式幅度控制系统，能够实现自行走式作业平台根据不同的工作模式实现多幅度自动调节切换，保证车辆工作的安全。

为实现上述目的，本发明提出了一种曲臂式高空作业车多模式幅度控制系统，使自行走作业车能依不同工作模式自动切换幅度控制系统。

一种曲臂式高空作业车多模式幅度控制系统，其特征是，包括一号臂长度角度传感器、二号臂上长角传感器、平台称重传感器、双轴倾角传感器、支腿受力检测装置及控制器；

平台称重传感器安装于工作平台上，用于检测工作平台上的载重量；

一号臂长度角度传感器用于检测高空作业车一号伸缩臂的变幅角度和伸缩长度；

二号臂长度角度传感器用于检测高空作业车二号伸缩臂的变幅角度和伸缩长度；

双轴倾角传感器安装于转台上，用于检测高空作业车车体的倾斜角度；

支腿受力检测装置用于检测支腿是否受力；

控制器根据一号臂长度角度传感器、二号臂上长角传感器、平台称重传感器、双轴倾角传感器、支腿受力检测装置检测的信号，计算实际的高空作业车一号臂和二号臂幅度，并与限幅模式相比较，输出幅度控制曲线，控制高空作业车一号臂和二号臂相应变幅、伸缩的动作。

设定两种载重量参与幅度控制，分别为设定重量W1和允许的最大工作载荷W2，且W1<W2；

设定两种车体倾斜角度参与幅度控制，分别为设定倾角A1和允许的最大倾斜限制角度A2，且A1<A2。

限幅模式分为以下八种限幅模式：

（1）车体倾斜角度小于等于设定倾角A1时，且支腿没有伸开受力，平台载重量小于等于设定重量W1为模式一；

（2）车体倾斜角度小于等于设定倾角A1时，且支腿没有伸开受力，平台载重量大于设定重量W1小于允许的最大工作载荷W2为模式二；

（3）车体倾斜角度小于等于设定倾角A1时，且支腿伸开受力，平台载重量小于等于设定重量W1为模式三；

（4）车体倾斜角度小于等于设定倾角A1时，且支腿伸开受力，平台载重量大于设定重量W1小于允许的最大工作载荷W2为模式四；

（5）车体倾斜角度大于设定倾角A1小于等于允许的最大倾斜限制角度A2时，且支腿没有伸开，平台载重量小于等于设定重量W1为模式五；

（6）车体倾斜角度大于设定倾角A1小于等于允许的最大倾斜限制角度A2时，且支腿没有伸开，平台载重量大于设定重量W1小于允许的最大工作载荷W2为模式六；

（7）车体倾斜角度大于设定倾角A1小于等于允许的最大倾斜限制角度A2时，且支腿伸开受力，平台载重量小于等于设定重量W1为模式七；

（8）车体倾斜角度大于设定倾角A1小于等于允许的最大倾斜限制角度A2时，且支腿伸开受力，平台载重量大于设定重量W1小于允许的最大工作载荷W2为模式八。

所述支腿受力检测装置包括前支腿受力检测装置和后支腿受力检测装置。

支腿有没有伸开通过支腿受力检测装置来检测，当支腿受力检测装置检测到受力时表示支腿伸开。

双轴倾角传感器实时测量车体在X轴、Y轴两个方向的倾斜角度，通过控制器进行信号处理后得到车体倾斜角度。

通过一号臂长度角度传感器和二号臂长度角度传感器检测测量的数据传入控制器计算处理后得出高空作业车实际幅度；

控制器将高空作业车实际幅度与规定的幅度曲线对比，超出额定幅度报警限动，并控制一号臂和二号臂向减少幅度的方向运动。

本发明所达到的有益效果：

本发明打破了传统的单一控制幅度的局限控制系统，实现了多模式控制幅度，合理的利用曲臂式高空作业车的结构形式，传统的控制幅度的方式多采用液压限制幅度或者是单一的电气控制幅度，幅度控制模式简单而单一。本发明所提出的多模式幅度并可扩展的控制系统灵活多变，满足不同的作业工况。

附图说明

图1是现有高空平台示意图；

图2是具有本发明的控制系统的高空平台车示意图；

图3是控制器示意图；

图4是多模式幅度控制系统的八种幅度控制逻辑情况。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。

1 多模式幅度控制系统结构介绍

如图2所示，本系统主要包括平台称重传感器1、二号臂长度角度传感器2、一号臂的长度角度传感器3、双轴倾角传感器5、前支腿受力检测装置6、后支腿受力检测装置7及车辆控制器4。

平台称重传感器1安装于工作平台上，用于检测工作平台上作业人员及作业工具等的总重量，本系统中设定两种模式的重量参与幅度控制，分别为重量W1和重量W2，且W1<W2，W2为最大工作载荷，当平台上重量大于W2时，禁止任何作业；平台载重小于W1时为一种重量工作模式，平台载重大于W1且小于W2时为另一种工作模式。

二号臂长度角度传感器2用于检测二号伸缩臂的变幅角度和伸缩长度，以便后续控制系统计算实际工作幅度。

一号臂上的长度角度传感器3用于检测一号伸缩臂的变幅角度和伸缩长度，以便后续控制系统计算实际工作幅度。

双轴倾角传感器5安装于转台上，用于检测整车的倾斜角度，本系统中设定两种车体角度工作模式，倾斜角度分别为A1、A2，且A1<A2，A2为最大倾斜限制角度，当整车倾斜大于A2时，车辆禁止作业。

前支腿受力检测装置6、后支腿受力检测装置7用于检测支腿是否受力，确认车辆是在支腿支撑模式下工作。本系统中，车辆在整车行走模式和支腿支撑模式下都可以进行作业，不同模式下的限制幅度不同。

2 幅度控制系统

一号臂长度角度传感器和二号臂长度角度传感器将一号臂和二号臂的长度、角度信号发送到控制器，控制器对这四种信号做出处理，计算出实际的工作幅度，同时控制器将接收的支腿检测信号、称重信号和车体倾斜角度信号处理判断建立八种幅度模式。在控制器中将八种限制幅度与计算幅度相比较，从而输出幅度控制曲线，然后判断相应的动作，如一号臂变幅、伸缩和二号臂变幅、伸缩是否能够进行。

3 多限制幅度模式

本专利将多模式幅度控制系统分为以下八种情况，如图4所示的八种逻辑情况：（1）车体倾斜小于等于A1时，且支腿没有伸开受力，平台载重量小于等于W1为模式一。（2）车体倾斜小于等于A1时，且支腿没有伸开受力，平台载重量大于W1小于W2为模式二（3）车体倾斜小于等于A1时，且支腿伸开受力，平台载重量小于等于W1为模式三。（4）车体倾斜小于等于A1时，且支腿伸开受力，平台载重量大于W1小于W2为模式四。（5）车体倾斜大于A1小于等于A2时，且支腿没有伸开受力，平台载重量小于等于W1为模式五。（6）车体倾斜大于A1小于等于A2时，且支腿没有伸开受力，平台载重量大于W1小于W2为模式六。（7）车体倾斜大于A1小于等于A2时，且支腿伸开受力，平台载重量小于等于W1为模式七。（8）车体倾斜大于A1小于等于A2时，且支腿伸开受力，平台载重量大于W1小于W2为模式八。每种模式下的平台载重量又可继续划分从而满足不同模式下不同载重量的幅度曲线，并严格在此种模式下的幅度曲线控制，保证车辆安全作业。

支腿有没有伸开通过支腿受力检测装置来检测，。当支腿检测到受力时表示支腿伸开，作为支腿是否伸开分别控制幅度的判断依据。支腿受力检测装置包括前支腿受力检测装置6和、后支腿受力检测装置7，前支腿受力检测装置6和、后支腿受力检测装置7均检测到支腿受力才视为支腿伸开。

车体倾斜角度通过底盘双轴倾角传感器来检测。在车辆转台处装有的双轴倾角传感器5可以测量出车体在X轴、Y轴两个方向的倾斜角度，通过控制柜里控制器4的信号处理后判断车体的倾斜角度。

平台载重量通过平台称重传感器1测量检测。平台称重传感器实时检测平台载重量，确保在不同的幅度控制下平台载重量不会超过其规定的额定载重量，并根据平台载重量的不同切换幅度控制曲线。

整车实际幅度通过一号臂长度角度传感器3和二号臂长度角度传感器2检测来测量。两个传感器所发送的数据传入控制器4通过计算处理后得出车辆的实际幅度，与规定的幅度曲线对比，超出额定幅度报警限动，并只能向减少幅度的方向运动。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1. 一种曲臂式高空作业车多模式幅度控制系统，其特征是，包括一号臂长度角度传感器、二号臂上长角传感器、平台称重传感器、双轴倾角传感器、支腿受力检测装置及控制器；

平台称重传感器安装于工作平台上，用于检测工作平台上的载重量；

一号臂长度角度传感器用于检测高空作业车一号伸缩臂的变幅角度和伸缩长度；

二号臂长度角度传感器用于检测高空作业车二号伸缩臂的变幅角度和伸缩长度；

双轴倾角传感器安装于转台上，用于检测高空作业车车体的倾斜角度；

支腿受力检测装置用于检测支腿是否受力；

控制器根据一号臂长度角度传感器、二号臂上长角传感器、平台称重传感器、双轴倾角传感器、支腿受力检测装置检测的信号，计算实际的高空作业车一号臂和二号臂幅度，并与限幅模式相比较，输出幅度控制曲线，控制高空作业车一号臂和二号臂相应变幅、伸缩的动作。

2.根据权利要求1所述的曲臂式高空作业车多模式幅度控制系统，其特征是，

设定两种载重量参与幅度控制，分别为设定重量W1和允许的最大工作载荷W2，且W1<W2；

设定两种车体倾斜角度参与幅度控制，分别为设定倾角A1和允许的最大倾斜限制角度A2，且A1<A2。

3.根据权利要求2所述的曲臂式高空作业车多模式幅度控制系统，其特征是，

限幅模式分为以下八种限幅模式：

（1）车体倾斜角度小于等于设定倾角A1时，且支腿没有伸开受力，平台载重量小于等于设定重量W1为模式一；

（2）车体倾斜角度小于等于设定倾角A1时，且支腿没有伸开受力，平台载重量大于设定重量W1小于允许的最大工作载荷W2为模式二；

（3）车体倾斜角度小于等于设定倾角A1时，且支腿伸开受力，平台载重量小于等于设定重量W1为模式三；

（4）车体倾斜角度小于等于设定倾角A1时，且支腿伸开受力，平台载重量大于设定重量W1小于允许的最大工作载荷W2为模式四；

（5）车体倾斜角度大于设定倾角A1小于等于允许的最大倾斜限制角度A2时，且支腿没有伸开，平台载重量小于等于设定重量W1为模式五；

（6）车体倾斜角度大于设定倾角A1小于等于允许的最大倾斜限制角度A2时，且支腿没有伸开，平台载重量大于设定重量W1小于允许的最大工作载荷W2为模式六；

（7）车体倾斜角度大于设定倾角A1小于等于允许的最大倾斜限制角度A2时，且支腿伸开受力，平台载重量小于等于设定重量W1为模式七；

（8）车体倾斜角度大于设定倾角A1小于等于允许的最大倾斜限制角度A2时，且支腿伸开受力，平台载重量大于设定重量W1小于允许的最大工作载荷W2为模式八。

4.根据权利要求1或3所述的曲臂式高空作业车多模式幅度控制系统，其特征是，所述支腿受力检测装置包括前支腿受力检测装置和后支腿受力检测装置。

5.根据权利要求1所述的曲臂式高空作业车多模式幅度控制系统，其特征是，

支腿有没有伸开通过支腿受力检测装置来检测，当支腿受力检测装置检测到受力时表示支腿伸开。

6.根据权利要求4所述的曲臂式高空作业车多模式幅度控制系统，其特征是，

双轴倾角传感器实时测量车体在X轴、Y轴两个方向的倾斜角度，通过控制器进行信号处理后得到车体倾斜角度。

7.根据权利要求4所述的曲臂式高空作业车多模式幅度控制系统，其特征是，通过一号臂长度角度传感器和二号臂长度角度传感器检测测量的数据传入控制器计算处理后得出高空作业车实际幅度；

控制器将高空作业车实际幅度与规定的幅度曲线对比，超出额定幅度报警限动，并控制一号臂和二号臂向减少幅度的方向运动。