CN105480878A - 伸缩臂伸缩检测装置、高空作业平台及控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种伸缩臂伸缩检测装置、高空作业平台及控制方法，其中，检测装置包括：包括：行程开关(3)和台阶挡板(4)，行程开关(3)设在伸缩臂的第一臂(1)上，台阶挡板(4)设在相邻嵌套在第一臂(1)内的第二臂(2)上，行程开关(3)的触头顶向第二臂(2)，能够随着第二臂(2)相对于第一臂(1)的伸缩沿台阶挡板(4)的台阶面和第一臂(1)的外表面滑动，并在与台阶挡板(4)接触的高度发生变化时摆动，从而输出供判断第二臂(2)是否伸出或者即将缩回到位的信号。本发明的检测装置仅需要在伸缩臂上保留一个行程开关的安装空间，简化了整体设计，且便于安装布局，同时还能降低成本。

Description

伸缩臂伸缩检测装置、高空作业平台及控制方法

技术领域

本发明涉及工程机械技术领域，尤其涉及一种伸缩臂伸缩检测装置、高空作业平台及控制方法。

背景技术

随着世界范围内工业技术的迅速发展，高空作业平台的应用前景也越来越广阔，产品的安全性与平稳性也成为高空作业平台技术研究及发展方向。

高空作业平台在伸臂伸出时，为保证作业安全，下车在行驶过程中需要限制行驶速度，而在伸臂缩回过程中，为防止伸臂以较大速度撞击转台，在伸臂即将缩到底时需要限制缩臂速度，提前缓冲，减小冲击。

现有技术中一般的产品通过一个行程开关检测伸臂是否伸出，来判断下车行驶速度是否需要限制，通过另一个行程开关检测伸臂是否即将缩至底部，来判断缩臂速度是否需要限制，或者没有缩臂速度限制的功能。

对于安装两个行程开关的产品，在结构上需要保留两个开关的安装空间，在成本上需要考虑两个开关的价格，不利于产品的装配布局和降低成本。

发明内容

本发明的目的是提出一种伸缩臂伸缩检测装置、高空作业平台及控制方法，能够简化产品的装配布局并降低成本。

为实现上述目的，本发明第一方面提供了一种伸缩臂伸缩检测装置，包括：行程开关3和台阶挡板4，所述行程开关3设在所述伸缩臂的第一臂1上，所述台阶挡板4设在相邻嵌套在所述第一臂1内的第二臂2上，所述行程开关3的触头顶向所述第二臂2，能够随着所述第二臂2相对于所述第一臂1的伸缩沿所述台阶挡板4的台阶面和所述第一臂1的外表面滑动，并在与所述台阶挡板4接触的高度发生变化时摆动，从而输出供判断所述第二臂2是否伸出或者即将缩回到位的信号。

进一步地，所述行程开关3为双触点行程开关，具有常开触点和常闭触点，所述常开触点和所述常闭触点在相同行程时输出不同。

进一步地，所述常开触点用于判断所述第二臂2是否伸出，所述常闭触点用于判断所述第二臂2是否即将缩回到位。

进一步地，所述台阶挡板4设有两级台阶面，所述两级台阶面与所述第二臂2的外表面从所述第二臂2的臂头起形成三级高度递减的台阶面，分别为第一台阶面A、第二台阶面B和第三台阶面C，所述行程开关3设在所述第一臂1的臂头，且所述行程开关3的触头能够在从所述第一台阶面A滑动至所述第二台阶面B时输出用于判断所述第二臂2是否伸出的信号；所述行程开关3的触头能够在从所述第三台阶面C滑动至所述第二台阶面B时输出用于判断所述第二臂2是否即将缩回到位的信号。

进一步地，所述第一台阶面A与所述第二台阶面B之间和/或所述第二台阶面B与第三台阶面C之间设有倾斜的过渡面。

进一步地，所述第二台阶面B的长度不小于所述第二臂2缩回时所需的减速距离。

进一步地，所述第一台阶面A与第二台阶面B的高度差和所述第二台阶面B与所述第三台阶面C的高度差由所述行程开关3输出不同信号所对应的最小摆动角度确定。

进一步地，所述第一台阶面A的高度不超过所述第一臂1和所述第二臂2之间的空隙。

为实现上述目的，本发明第二方面提供了一种高空作业平台，包括上述实施例所述的伸缩臂伸缩检测装置。

进一步地，所述第一臂1为所述高空作业平台的主臂，所述第二臂2为与所述主臂相邻的伸臂。

为实现上述目的，本发明第三方面提供了一种高空作业平台控制方法，基于上述实施例所述的高空作业平台，包括：

当所述第二臂2伸出时，根据所述行程开关3输出的信号判断所述第二臂2是否伸出，如果是则限制所述高空作业平台的行驶速度；当所述第二臂2缩回时，根据所述行程开关3输出的信号判断所述第二臂2是否即将缩回到位，如果是则限制所述第二臂2的缩回速度。

进一步地，所述行程开关3为双触点行程开关，具有常开触点和常闭触点，所述常开触点用于判断所述第二臂2是否伸出，所述常闭触点用于判断所述第二臂2是否即将缩回到位，上述步骤具体包括：

当所述第二臂2伸出时，判断所述常开触点的输出信号是否发生改变，如果改变则判定所述第二臂2已伸出；

当所述第二臂2缩回时，判断所述常闭触点的输出信号是否发生改变，如果改变则判定所述第二臂2即将缩回。

基于上述技术方案，本发明的伸缩臂伸缩检测装置，通过在相邻的第一臂和第二臂上分别设置行程开关和台阶挡板，且行程开关的触头顶向第二臂，能够随着第二臂的伸缩使得行程开关的触头沿着台阶挡板的台阶面和第一臂的外表面连续滑动，并在与台阶挡板接触的高度发生变化时摆动，从而使输出信号发生变化，以判断出第二臂是否伸出或者即将缩回到位。本发明的检测装置仅需要在伸缩臂上保留一个行程开关的安装空间，简化了整体设计，且便于安装布局，同时还能降低成本。

在一种应用实例中，当本发明的伸缩检测装置应用于高空作业平台时，能够合理利用一个行程开关的输出信号同时判断出某个臂是否伸出或者即将缩回到位，从而判断出行驶限速和缩臂限速的时机，以保证高空作业平台能够在臂伸出时低速行驶，臂缩回时提前进行缓冲，减小冲击，从而提高作业的安全性。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明伸缩臂伸缩检测装置在第二臂未伸出时的状态示意图；

图2为本发明伸缩臂伸缩检测装置在第二臂伸出距离L1时的状态示意图；

图3为本发明伸缩臂伸缩检测装置在第二臂继续伸出时的状态示意图；

图4为本发明伸缩臂伸缩检测装置在第二臂即将缩回到位时的状态示意图；

图5为本发明伸缩臂伸缩检测装置中行程开关的响应特性示意图。

具体实施方式

以下详细说明本发明。在以下段落中，更为详细地限定了实施例的不同方面。如此限定的各方面可与任何其他的一个方面或多个方面组合，除非明确指出不可组合。尤其是，被认为是优选的或有利的任何特征可与其他一个或多个被认为是优选的或有利的特征组合。

本发明中出现的“第一”、“第二”等用语仅是为了方便描述，以区分具有相同名称的不同组成部件，并不表示先后或主次关系。

现有技术中通过安装两个行程开关的方式对高空作业平台的伸缩进行检测，需要占用较多的安装空间，且需要较高的成本。行程开关是利用产生机械运动的部件碰撞触头，使触头动作来实现接通或断开控制电路，以达到一定控制目标的器件。通常这类开关被用来限制机械运动的位置或行程，使运动机械按一定位置或行程自动停止、反向运动、变速运动或自动往返运动等。

在现有技术的基础上，若能通过一个行程开关来同时检测伸臂是否伸出或者即将缩回到位，便可以克服现有技术方案所存在的问题。本发明按照这一思路，利用行程开关在不同摆角时的输出信号不同的特点，来检测高空作业平台的伸臂是否伸出或者即将缩回到位，从而分别及时限制行驶速度和缩臂速度。

首先，本发明提供了一种伸缩臂伸缩检测装置，参考图1至图4所示的状态示意图，包括行程开关3和台阶挡板4，行程开关3设在伸缩臂的第一臂1上，台阶挡板4设在相邻嵌套在第一臂1内的第二臂2上，行程开关3的触头顶向第二臂2，能够随着第二臂2相对于第一臂1的伸缩沿台阶挡板4的台阶面和第一臂1的外表面滑动，并在与台阶挡板4接触的高度发生变化时摆动，从而输出供判断第二臂2是否伸出或者即将缩回到位的信号。其中，该方案中的触头是指摆动杆以及摆动杆端部的滚子。

对于行程开关3和台阶挡板4具体的设置位置，台阶挡板4可以设在第二臂2侧部靠近臂头的位置，例如采用焊接或者紧固件连接的方式进行固定。行程开关3可以设在第一臂1侧部靠近臂头的位置，行程开关3的主体可以设在第一臂1的外部，并在第一臂1上开设一槽体，槽体的长度能够满足触头的整个运动范围，以供触头穿过槽体沿台阶挡板4和第二臂2的外表面滑动。当然，如果第一臂1和第二臂2之间的空间充裕，也可将行程开关3设在第一臂1的内侧。

下面对本实施例对应的检测装置的工作过程进行描述：

参见图1所示的状态示意图，当第二臂2未伸出时，行程开关3的触头应该抵在台阶挡板4最靠近第二臂2端部的台阶面上(优选为最高的台阶面)。

参见图2和图3所示的状态示意图，当第二臂2沿箭头M伸出时，触头依次在台阶挡板4的各级台阶面以及第二臂2的外表面上连续滑动，实时判断第二臂2的伸出状态，在触头首次遇到高度变化而发生摆动时，行程开关3的输出信号就会发生变化，这时就可以根据输出信号判断第二臂2已伸出。

参见图4所示的状态示意图，当第二臂2缩回时，行程开关3的触头依次在第二臂2的外表面和台阶挡板4的各级台阶面上连续滑动，实时判断第二臂2的缩回状态，在触头首次遇到高度变化而发生摆动时，行程开关3的输出信号就会发生变化，这时就可以根据输出信号判断第二臂2即将缩回到位。

现有技术中采用两个行程开关进行检测的方案，是将这两个行程开关分别装在需要判断的响应位置，当伸臂到达预定位置时才会触发，对于中间过程没有任何判断，这种方案只能对离散的点进行检测。而本发明的检测装置从上面对工作过程的描述可以看出，行程开关3的触头会进行连续滑动，在此过程中行程开关3也相当于在进行连续检测，且输出信号的变化基于抵靠面的高度变化来实现，这样就可以实时判断第二臂2的伸缩状态。而且，本发明的检测装置可以应用在任何具有伸缩臂的工程机械中，例如高空作业平台或者起重机等。

在本发明的一个实施例中，行程开关3为双触点行程开关，具有常开触点和常闭触点，常开触点在行程开关在不受外力的情况下，处于断开状态，常闭触点在行程开关在不受外力的情况下，处于闭合状态。常开触点和常闭触点在触头经过相同行程时输出不同。行程开关3可以从现有的开关器件中选取，也可以自行设计。该实施例仅需要在伸缩臂上保留一个行程开关的安装空间，简化了整体设计，且便于安装布局，同时还能降低成本。

对于采用双触点行程开关的实施例，下面给出一种具体的实现结构，台阶挡板4设有两级台阶面，两级台阶面与第二臂2的外表面从第二臂2的臂头起形成三级高度递减的台阶面，分别为第一台阶面A、第二台阶面B和第三台阶面C，行程开关3设在第一臂1的臂头，且行程开关3的触头能够在从第一台阶面A滑动至第二台阶面B时，使得其中一个触点的输出信号改变，据此可以判断第二臂2已经伸出；行程开关3的触头能够在从第三台阶面C滑动至第二台阶面B时，使得另外一个触点的输出信号改变，据此可以判断第二臂2即将缩回到位。

优选地，为了使行程开关3的触头在滑动过程中遇到高度变化时，仍然能够较为平稳地运动，不至于发生跳变而对行程开关的精度和寿命造成影响，可以在第一台阶面A与第二台阶面B之间和/或第二台阶面B与第三台阶面C之间设有倾斜的过渡面。

为了保证本发明的检测装置能够实现需要的功能并可靠地进行检测，台阶挡板4在设计时需要满足一些尺寸条件，下面将分别给出。

一般来讲，第一臂1和第二臂2之间设有滑块以保证滑动灵活，这样第一臂1和第二臂2之间就存在间隙，台阶挡板4的最大高度应当不超过第一臂1和第二臂2之间的空隙，以使台阶挡板4不与第一臂1的内壁发生干涉。在第二臂2缩回时，台阶挡板4也会随之缩回到第一臂1中。

进一步地，第一台阶面A与第二台阶面B的高度差和第二台阶面B与第三台阶面C的高度差由行程开关3输出不同信号所对应的最小摆动角度确定，即最小高度差要满足行程开关3的分辨率要求。在发生高度变化时，行程开关3的摆动角度与相邻两级台阶面的高度差和触头的长度有关。

进一步地，如图4所示，由于行程开关3的触头刚从第三台阶面C滑动上升至第二台阶面B的b2位置时，就需要开始限制第二臂2的缩回速度，当触点滑动至第一台阶面A的a1点时，第二臂2完全缩回，因而在简化台阶挡板4形状，即忽略过渡面所占尺寸的情况下，第二台阶面B的长度L2不小于第二臂2缩回时所需的减速距离，以最大限度地减小第二臂2缩回到位时产生的冲击。

在一种具体的实现形式中，行程开关3的常开触点用于判断第二臂2是否伸出，常闭触点用于判断第二臂2是否即将缩回到位。行程开关3的输出信号可以为开关量信号，输出为1代表接通状态，输出为0代表断开状态。对于该实施例，在第二臂2伸缩时，行程开关3的工作过程如下描述。

1、伸出过程：(1)当第二臂2处于全缩回状态时，如图1所示的状态示意图，行程开关3的触头抵压在第一台阶面A上的a1位置，此时行程开关3常开触点输出为1，常闭触点输出为0。(2)当第二臂2沿箭头M伸出距离L1时，如图2所示的状态示意图，行程开关3的触头在自身回复力作用下落至第二台阶面B的a2位置，此时行程开关3常开触点输出为0，常闭触点输出为0。(3)当第二臂2沿箭头M继续伸出时，如图3所示的状态示意图，在行程开关3的触头从第二台阶面B的b2位置下落至第三台阶面C的b1位置时，行程开关3就脱离台阶挡板4，此时恢复至默认状态，常开触点输出为0，常闭触点输出为1。

从第二臂2的伸出过程来看，第二臂2未伸出时，常开触点输出为1，第二臂2伸出距离大于等于L1时，常开触点输出为0，当常开触点由1变为0时，可认为第二臂2已伸出，不再处于收车状态，如果下车需要行驶，则要限制行驶速度。

2、缩回过程：(1)当第二臂2未达到第三台阶面C的b1位置前，行程开关3的触头始终在第三台阶面C上滑动，保持默认状态，常开触点输出为0，常闭触点输出为1；(2)当第二臂2继续缩回，如图4所示的状态示意图，行程开关3的触头从第三台阶面C的b1位置上升到第二台阶面B的b2位置时，行程开关3受第二台阶面B抵压，此时常开触点输出为0，常闭输出为0；(3)当第二臂2继续缩回，行程开关3的触头从第二台阶面B的a2位置上升到第一台阶面A的a1位置，此时，常闭触点始终输出为0。

从第二臂2的缩回过程来看，当第二臂2缩回至第二台阶面B的b2位置时，常闭触点的输出信号由1变为0，即可认为第二臂2即将缩回到位，这时需要限制缩臂的速度，减速距离为a1和b2之间的距离L2。

通过上面对行程开关3工作过程的描述可知，本发明的检测装置利用了行程开关3中的两个触点在相同行程时输出不同信号的特点，来分别检测两个不同的状态。如图5所示的行程开关3在第二臂伸缩时的响应特性图，在第二臂2缩回的过程中，当行程开关3的触头从默认状态0(对应b1位置)摆向最大行程θ3(对应a1位置)时，常闭触点到达较小行程θ1(对应b2位置)即响应，输出信号由1变为0。在第二臂2伸出的过程中，当行程开关3从最大行程θ3(对应a1位置)摆向默认状态0(对应b1位置)时，常开触点在较小回位θ2(对应a2位置)处即响应，由1变为0。最大摆角θ3的大小与台阶挡板4上a1与b2之间的跨度相关。因而在实时检测的过程中，通过行程开关3输出信号的变化即可同时判断出第二臂2伸缩的状态，而且伸出和缩回状态分别通过两个独立的触点进行判断，使得检测结果较为可靠，不会因为某个触点的故障而同时影响两种状态的检测。当行程开关失效时，两个触点的输出均为0，这时就意味着需要同时限制工程机械的行驶速度和缩臂速度。

而且，本发明还提供了一种高空作业平台，包括上述实施例的伸缩臂伸缩检测装置。优选地，第一臂1为高空作业平台的主臂，第二臂2为与主臂相邻的伸臂。当然，该检测装置也可以设置除了主臂以外的任意相邻的两节伸臂上。

高空作业平台在伸臂伸出状态行驶时，为安全考虑，需要限制行驶速度，在伸臂即将缩回到位时，为防止对结构件和液压系统造成冲击，需要提前减小缩臂的速度。由于本发明的检测装置可通过设置一个行程开关来同时实现伸臂伸出和即将缩回到位的状态检测，因而本发明的高空作业平台具备如下优点:

1、能够根据检测结果来可靠地判断限制行驶速度和缩臂速度的时机，从而提高工作的安全性，防止在伸臂过程中行驶过快存在可能发生倾翻的隐患，或者快到位时由于锁臂速度过快而带来的冲击。

2、能够节省行程开关的使用个数，以减少成本。

3、采用一个行程开关安装占用的空间更少，方便高空作业平台中其他部件的布局与安装。

4、利用常开触点限制行驶速度、常闭触点限制缩臂速度，在行程开关失效时，输出均为0，行驶速度和缩臂速度均受限制，能够进一步保证作业平台的安全性。

另外，本发明还提供了一种基于上述实施例的高空作业平台的控制方法，在一种实现方式中，包括如下步骤：当第二臂2伸出时，根据行程开关3输出的信号判断第二臂2是否伸出，如果是则限制高空作业平台的行驶速度，以保证安全行驶的需求；当第二臂2缩回时，根据行程开关3输出的信号判断第二臂2是否即将缩回到位，如果是则限制第二臂2的缩回速度，以防止缩臂到位时产生的冲击。

进一步地，对于常开触点限制行驶速度、常闭触点限制缩臂速度的实施例，上述步骤具体包括：当第二臂2伸出时，判断常开触点的输出信号是否发生改变，如果改变则判定第二臂2已伸出；当第二臂2缩回时，判断常闭触点的输出信号是否发生改变，如果改变则判定第二臂2即将缩回。

以上对本发明所提供的一种伸缩臂伸缩检测装置、高空作业平台及控制方法进行了详细介绍，上述三个主题中提到的相关特征和有益效果可以相互借鉴。本文中应用了具体的实施例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (12)

1.一种伸缩臂伸缩检测装置，其特征在于，包括：行程开关(3)和台阶挡板(4)，所述行程开关(3)设在所述伸缩臂的第一臂(1)上，所述台阶挡板(4)设在相邻嵌套在所述第一臂(1)内的第二臂(2)上，所述行程开关(3)的触头顶向所述第二臂(2)，能够随着所述第二臂(2)相对于所述第一臂(1)的伸缩沿所述台阶挡板(4)的台阶面和所述第一臂(1)的外表面滑动，并在与所述台阶挡板(4)接触的高度发生变化时摆动，从而输出供判断所述第二臂(2)是否伸出或者即将缩回到位的信号。

2.根据权利要求1所述的伸缩臂伸缩检测装置，其特征在于，所述行程开关(3)为双触点行程开关，具有常开触点和常闭触点，所述常开触点和所述常闭触点在相同行程时输出不同。

3.根据权利要求2所述的伸缩臂伸缩检测装置，其特征在于，所述常开触点用于判断所述第二臂(2)是否伸出，所述常闭触点用于判断所述第二臂(2)是否即将缩回到位。

4.根据权利要求1所述的伸缩臂伸缩检测装置，其特征在于，所述台阶挡板(4)设有两级台阶面，所述两级台阶面与所述第二臂(2)的外表面从所述第二臂(2)的臂头起形成三级高度递减的台阶面，分别为第一台阶面(A)、第二台阶面(B)和第三台阶面(C)，所述行程开关(3)设在所述第一臂(1)的臂头，且所述行程开关(3)的触头能够在从所述第一台阶面(A)滑动至所述第二台阶面(B)时输出用于判断所述第二臂(2)是否伸出的信号；所述行程开关(3)的触头能够在从所述第三台阶面(C)滑动至所述第二台阶面(B)时输出用于判断所述第二臂(2)是否即将缩回到位的信号。

5.根据权利要求4所述的伸缩臂伸缩检测装置，其特征在于，所述第一台阶面(A)与所述第二台阶面(B)之间和/或所述第二台阶面(B)与第三台阶面(C)之间设有倾斜的过渡面。

6.根据权利要求4所述的伸缩臂伸缩检测装置，其特征在于，所述第二台阶面(B)的长度不小于所述第二臂(2)缩回时所需的减速距离。

7.根据权利要求4所述的伸缩臂伸缩检测装置，其特征在于，所述第一台阶面(A)与第二台阶面(B)的高度差和所述第二台阶面(B)与所述第三台阶面(C)的高度差由所述行程开关(3)输出不同信号所对应的最小摆动角度确定。

8.根据权利要求4所述的伸缩臂伸缩检测装置，其特征在于，所述第一台阶面(A)的高度不超过所述第一臂(1)和所述第二臂(2)之间的空隙。

9.一种高空作业平台，其特征在于，包括权利要求1～8任一所述的伸缩臂伸缩检测装置。

10.根据权利要求9所述的高空作业平台，其特征在于，所述第一臂(1)为所述高空作业平台的主臂，所述第二臂(2)为与所述主臂相邻的伸臂。

11.一种基于权利要求9或10所述的高空作业平台的控制方法，其特征在于，包括：

当所述第二臂(2)伸出时，根据所述行程开关(3)输出的信号判断所述第二臂(2)是否伸出，如果是则限制所述高空作业平台的行驶速度；当所述第二臂(2)缩回时，根据所述行程开关(3)输出的信号判断所述第二臂(2)是否即将缩回到位，如果是则限制所述第二臂(2)的缩回速度。

12.根据权利要求11所述的高空作业平台的控制方法，其特征在于，所述行程开关(3)为双触点行程开关，具有常开触点和常闭触点，所述常开触点用于判断所述第二臂(2)是否伸出，所述常闭触点用于判断所述第二臂(2)是否即将缩回到位，上述步骤具体包括：

当所述第二臂(2)伸出时，判断所述常开触点的输出信号是否发生改变，如果改变则判定所述第二臂(2)已伸出；

当所述第二臂(2)缩回时，判断所述常闭触点的输出信号是否发生改变，如果改变则判定所述第二臂(2)即将缩回。