CN106082047B - 一种高空作业车工作平台调平装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高空作业车工作平台调平装置，包括连杆式曲臂、托架、曲臂变幅油缸、一级调平液压缸和二级调平液压缸；连杆式曲臂包括第一连接架、第一拉杆、第二拉杆和第二连接架，在左右方向上第一拉杆和第二拉杆平行错位分别铰接于第一连接架和第二连接架，铰接点B、C、G、F共同围成第一个四连杆机构，铰接点C、D、H、G共同围成第二个四连杆机构，两个四连杆机构共用铰接点C和G整体构成双平行四连杆机构。本高空作业车工作平台调平装置可以实现连杆式曲臂作大于180°的无死点旋转，作业范围大、灵活性高，而且结构简单紧凑、生产成本低，具有外形美观、防反倾、防卡死、作业范围大的优点，适用于各种形式的高空作业车。
Description
技术领域
本发明涉及一种工作平台调平装置，具体是一种适用于高空作业车的工作平台调平装置，属于特种车辆技术领域。
背景技术
随着我国经济的飞速发展，车辆交通流量的高速增加，城市内的立交桥、环城高架桥及穿山隧道、过江隧道或穿湖隧道的数量日益增多，车辆排出的大量尾气中的油污和高速通过的行驶车辆卷起的大量扬尘混合在一起最终附着在立交桥、高架桥和隧道的墙面、隔音屏及护栏上，日积月累就形成明显的污渍，污渍不仅会影响美观，而且会影响照明效果，严重的甚至影响驾驶员视线进而影响行车安全，通常需要对墙面、隔音屏及护栏进行定期清洗维护，清除污渍。
高空作业车是高空设备安装、维护、清洗的的特种车辆，与搭脚手架、梯子等传统的作业方式相比具有作业性能好、作业效率高、作业安全等优点，目前高空作业车按臂架类型通常分为三类：折叠臂式高空作业车、伸缩臂式高空作业车和由两级伸缩臂和曲臂组成的混合臂形式高空作业车，高空作业车工作平台的调平效果直接影响着施工人员的人身安全和作业舒适性，现有的高空作业车工作平台调平装置虽然可以实现工作平台调平，但仍然存在不足之处。
申请号为200810061626.8的中国发明专利《高空作业车工作斗调平机构》公开了一种高空作业车工作斗调平机构，该高空作业车工作斗调平机构主要依靠4个平衡油缸、4个单连杆、1个组合连杆实现调平；其中转台、下臂、上臂、工作斗处各设置1个平衡油缸，上臂、下臂之间设置2个单连杆和1个组合连杆，上臂、工作斗支架之间设置2个单连杆，该方法解决了工作斗自重平衡差，晃动大，稳定性差的问题，但是该调平机构结构复杂、成本高，且只适用于两级折叠臂式高空作业车的工作平台调平。
申请号为200920316691.0的中国实用新型专利《折叠式高空作业车工作斗平衡装置》公开了一种折叠式高空作业车工作斗平衡装置，该折叠式高空作业车工作斗平衡装置主要通过在设置在臂架内的7个跟随式长短拉杆和3个拉杆支座与各臂架相互配合形成变铰点平行四边形实现平台调平，该方法解决了目前折叠式高空作业车的工作斗平衡机构外置不美观、不安全的问题，但是该调平机构结构复杂，且长拉杆容易抖动，存在安全隐患，且只适用于折叠臂式高空作业车的工作平台调平；申请号为201120571760.X的中国实用新型专利《带防倾翻机构的高空作业车工作斗调平装置》公开的一种带防倾翻机构的高空作业车工作斗调平装置同样存在上述不足。
申请号为201210520175.6的中国发明专利《高空作业车及其工作斗调平机构》公开了一种高空作业车的工作斗调平机构，该专利中通过高空作业车的控制装置控制小臂内的调平油缸的伸缩，进一步拉动由“V”形弯连杆、直连杆、工作斗安装架的连杆部以及小臂的一部分构成的四连杆机构实现工作斗的调平，该方法结构紧凑、简单，可使工作斗相对于小臂作较大角度并且比较顺畅的旋转，但是该调平机构必须要结合高空作业车的控制装置才能应用，故成本高，且控制装置在进行信号转换发送执行命令与调平油缸执行动作之间存在时间上的滞后和动作上的不准确，调平误差大、效果欠佳。
发明内容
针对上述问题，本发明提供一种高空作业车工作平台调平装置，结构简单紧凑、生产成本低，具有外形美观、防反倾、防卡死、作业范围大的优点，适用于各种形式的高空作业车。
为实现上述目的，本高空作业车工作平台调平装置包括连杆式曲臂、托架、曲臂变幅油缸、一级调平液压缸和二级调平液压缸；
所述的连杆式曲臂包括第一连接架、第一拉杆、第二拉杆和第二连接架；第一连接架上设有B、C、D、E四个铰接点，铰接点B、D、E围绕铰接点C设置于铰接点C的周围，连杆式曲臂整体通过铰接点C铰接连接于伸缩臂或折叠臂的末节；第二连接架上设有F、G、H三个铰接点，铰接点F、H围绕铰接点G设置于铰接点G的周围；第一拉杆与第二拉杆长度相同，第一拉杆的一端通过铰接点B与第一连接架铰接连接、另一端通过铰接点F与第二连接架铰接连接，第二拉杆的一端通过铰接点D与第一连接架铰接连接、另一端通过铰接点H与第二连接架铰接连接，铰接点B、C、G、F共同围成第一个四连杆机构，铰接点C、D、H、G共同围成第二个四连杆机构，两个四连杆机构共用铰接点C和G整体构成双平行四连杆机构，且在左右方向上第一拉杆和第二拉杆平行错位设置，各铰接点的轴线均沿左右方向平行设置；
所述的托架通过竖直设置的回转马达与第二连接架连接，回转马达的机体与第二连接架固定连接，回转马达的回转部件与托架固定连接，托架与工作平台的底端固定连接；
所述的曲臂变幅油缸一端与伸缩臂或折叠臂的末节铰接连接、另一端与连杆式曲臂铰接连接；
所述的一级调平液压缸一端与伸缩臂或折叠臂的臂架铰座铰接连接，一级调平液压缸的另一端与伸缩臂或折叠臂铰接连接；
所述的二级调平液压缸设置在伸缩臂或折叠臂的末节的内部，二级调平液压缸一端通过铰接点A与伸缩臂或折叠臂的末节铰接连接、另一端通过铰接点E与第一连接架铰接连接，铰接点E分别与铰接点B、铰接点D联动连接；
所述的一级调平液压缸和二级调平液压缸通过液压管路及控制阀组联动连接。
作为本发明的进一步改进方案，所述的连杆式曲臂是中空的框架结构或箱型结构，所述的第一连接架、第一拉杆、第二拉杆和第二连接架设置在中空的框架结构或箱型结构内部，所述的曲臂变幅油缸与连杆式曲臂的铰接位置设置在框架结构或箱型结构上。
作为本发明的进一步改进方案，所述的第一拉杆和第二拉杆在左右方向上均设置为两件，两件第一拉杆之间的间距尺寸小于两件第二拉杆之间的间距尺寸、且两件第一拉杆位于两件第二拉杆之间，或者两件第一拉杆之间的间距尺寸大于两件第二拉杆之间的间距尺寸、且两件第二拉杆位于两件第一拉杆之间。
作为本发明的优选方案，所述的曲臂变幅油缸的活塞端与伸缩臂或折叠臂的末节铰接连接、缸体端与连杆式曲臂铰接连接。
与现有技术相比，本高空作业车工作平台调平装置采用机械连杆+液压联动调平的结构形式，与传统的传感器+液压缸调平的结构形式相比，本机械连杆+液压联动调平的结构形式不需额外设置辅助调平控制机构即可实现工作平台的平稳调平，进而不存在数据采集、信号转换不准确等问题，故调平可靠性高，且制作成本较低；由于采用双四连杆结构的连杆式曲臂，且双四连杆结构共用两个铰点，因此降低了装置的整体体积、空间上结构较紧凑，同时第一拉杆与第二拉杆在轴向空间上平行错位设置，因此双平行四边形结构在调平过程中可相互交错，进而调平角度范围广、可以实现连杆式曲臂作大于180°的无死点旋转，从而增大连杆式曲臂的作业范围、提高调平的灵活性，同时可使本工作平台调平装置自带防反倾功能，调平可靠性高；本高空作业车工作平台调平装置重量轻、便于装配和制造，不需要布置复杂的板式链及链轮系统和钢丝绳及绳轮系统，从而减轻对臂架腔体空间的严格要求，降低装配难度和生产成本，适用于各种形式的高空作业车。
附图说明
图1是本发明安装在混合臂高空作业车上时正常行驶状态的结构示意图；
图2是安装有本发明装置的混合臂高空作业车半展开状态时的结构示意图；
图3是安装有本发明装置的混合臂高空作业车完全展开状态时的结构示意图；
图4是本发明的结构示意图；
图5是本发明翻折呈轴线与伸缩臂或折叠臂的轴线重合时的结构示意图；
图6是本发明完全展开状态时的结构示意图。
图中：1、汽车车体总成，2、基础臂，24、基础臂变幅油缸，3、过渡连接臂，4、伸缩臂，41、基础节臂，42、伸缩臂变幅油缸，43、伸缩节臂，5、工作平台调平装置，51、连杆式曲臂，511、第一连接架，512、第一拉杆，513、第二拉杆，514、第二连接架，52、托架，53、曲臂变幅油缸，54、一级调平液压缸，55、二级调平液压缸，6、工作平台。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步说明（以下以高空作业车的正常行驶方向为前方描述）。
如图4所示，本高空作业车工作平台调平装置5包括连杆式曲臂51、托架52、曲臂变幅油缸53、一级调平液压缸54和二级调平液压缸55。
所述的连杆式曲臂51包括第一连接架511、第一拉杆512、第二拉杆513和第二连接架514；第一连接架511上设有B、C、D、E四个铰接点，铰接点B、D、E围绕铰接点C设置于铰接点C的周围，连杆式曲臂51整体通过铰接点C铰接连接于伸缩臂或折叠臂的末节；第二连接架514上设有F、G、H三个铰接点，铰接点F、H围绕铰接点G设置于铰接点G的周围；第一拉杆512与第二拉杆513长度相同，第一拉杆512的一端通过铰接点B与第一连接架511铰接连接、另一端通过铰接点F与第二连接架514铰接连接，第二拉杆513的一端通过铰接点D与第一连接架511铰接连接、另一端通过铰接点H与第二连接架514铰接连接，铰接点B、C、G、F共同围成第一个四连杆机构，铰接点C、D、H、G共同围成第二个四连杆机构，两个四连杆机构共用铰接点C和G整体构成双平行四连杆机构，且在左右方向上第一拉杆512和第二拉杆513平行错位设置，各铰接点的轴线均沿左右方向平行设置。
所述的托架52通过竖直设置的回转马达与第二连接架514连接，回转马达的机体与第二连接架514固定连接，回转马达的回转部件与托架52固定连接，通过控制回转马达的正转与反转可以实现托架52沿回转马达的回转轴旋转运动，托架52与工作平台6的底端固定连接。
所述的曲臂变幅油缸53一端与伸缩臂或折叠臂的末节铰接连接、另一端与连杆式曲臂51铰接连接，通过控制曲臂变幅油缸53的伸缩可以实现连杆式曲臂51的变幅；
所述的一级调平液压缸54一端与伸缩臂或折叠臂的臂架铰座铰接连接，伸缩臂或折叠臂的臂架铰座可以是混合臂高空作业车的过渡臂、折叠臂式高空作业车或伸缩臂式高空作业车的基础臂等，一级调平液压缸54的另一端与伸缩臂或折叠臂铰接连接。
所述的二级调平液压缸55设置在伸缩臂或折叠臂的末节的内部，二级调平液压缸55一端通过铰接点A与伸缩臂或折叠臂的末节铰接连接、另一端通过铰接点E与第一连接架511铰接连接，铰接点E分别与铰接点B、铰接点D联动连接。
所述的一级调平液压缸54和二级调平液压缸55通过液压管路及控制阀组联动连接。
以混合臂高空作业车为例，本高空作业车工作平台调平装置在高空作业车正常行车状态时，如图1、图4所示，曲臂变幅油缸53均处于缩入状态，即连杆式曲臂51是与托架52呈L形的完全收纳状态，此时第一连接架511的铰接点E位于铰接点B、C和D的下方，不会影响正常行车。
以混合臂高空作业车为例，在需要高空作业时，先将混合臂高空作业车停靠在车道上适当位置，然后控制基础臂变幅油缸24伸出使基础臂2举起至适当高度，如图2、图3所示，再根据需要控制伸缩臂变幅油缸42、伸缩节臂推移液压缸及曲臂变幅油缸53伸出使伸缩节臂43在变幅的同时自基础节臂41内伸出至适当距离，随着伸缩臂4的伸长即变幅，伸缩臂4延伸轴线相对水平面的夹角、连杆式曲臂51相对于与伸缩节臂43末节的角度、以及连杆式曲臂51的延伸轴线相对水平面的夹角均不断变化，伸缩臂4变幅的过程中一级调平液压缸54跟随伸缩臂4的变幅动作而伸出，同时二级调平液压缸55通过液压控制系统自适应跟随一级调平液压缸54的伸出而伸出使双四连杆机构变形使工作平台6相对于连杆式曲臂51的夹角不断变化、而相对于水平面的角度不变，实现工作平台6始终保持水平状态的自动调平。
以工作平台6位于伸缩臂4的后方为例，在伸缩臂4变幅的过程中二级调平液压缸55跟随一级调平液压缸54逐渐自适应调整的同时，如图4至图6所示，二级调平液压缸55可以沿铰接点A为旋转中心作小角度转动并伸缩，即二级调平液压缸55的活塞端伸出并通过铰接点E驱动第一连接架511以铰接点C 为旋转中心逆时针转动，同时第一连接架511通过铰接点B驱动第一拉杆512移动、通过铰接点D驱动第二拉杆513移动，接着第一拉杆512通过铰接点F、第二拉杆513通过铰接点H同时驱动第二连接架514以铰接点G为轴同步逆时针转动，此时第一拉杆512位于第二拉杆513的后方，二级调平液压缸55伸出至极限位置后再逐渐回缩，二级调平液压缸55伸出极限位置其铰接点E即位于四连杆机构的死点位置，即第一连接架511和第二连接架514转动的过程中第一拉杆512在二级调平液压缸55的带动下逐渐越过四连杆机构的死点并反方向展开实现连杆式曲臂51作大于180°的无死点旋转，连杆式曲臂51的轴线在伸缩臂4变幅的过程中逐渐与伸缩臂4的轴线重合形成如图5所示的状态，此时第一连接架511已越过四连杆机构的死点并位于第二拉杆513的上方，二级调平液压缸55继续缩入至设定位置时第一拉杆512在二级调平液压缸55的带动下逐渐反方向展开形成如图6所示的完全展开的极限状态。
在高空作业车的臂架从伸出极限位置收纳回到初始位置的过程中，臂架、工作平台6，以及本工作平台调平装置5的运动过程与上述展开过程相反，在此不再赘述。
为了使本高空作业车工作平台调平装置5外观更美观、且防止碰撞损毁，同时便于安装曲臂变幅油缸53，作为本发明的进一步改进方案，所述的连杆式曲臂51是中空的框架结构或箱型结构，所述的第一连接架511、第一拉杆512、第二拉杆513和第二连接架514设置在中空的框架结构或箱型结构内部，所述的曲臂变幅油缸53与连杆式曲臂51的铰接位置设置在框架结构或箱型结构上。
为了增强连杆式曲臂51的支撑强度及支撑稳固度，作为本发明的进一步改进方案，所述的第一拉杆512和第二拉杆513在左右方向上均设置为两件，两件第一拉杆512之间的间距尺寸小于两件第二拉杆513之间的间距尺寸、且两件第一拉杆512位于两件第二拉杆513之间，或者两件第一拉杆512之间的间距尺寸大于两件第二拉杆513之间的间距尺寸、且两件第二拉杆513位于两件第一拉杆512之间，分别设置为两件的第一拉杆512和第二拉杆513形成四连杆框架结构，进而实现增强连杆式曲臂51的支撑强度及支撑稳固度。
所述的曲臂变幅油缸53的连接方式可以是活塞端与连杆式曲臂51铰接连接、缸体端与伸缩臂或折叠臂的末节铰接连接，也可以是活塞端与伸缩臂或折叠臂的末节铰接连接、缸体端与连杆式曲臂51铰接连接，由于第一拉杆512在二级调平液压缸55的带动下逐渐越过四连杆机构的死点并反方向展开实现连杆式曲臂51作大于180°的无死点旋转的过程中曲臂变幅油缸53会与连杆式曲臂51产生局部干涉，通过合理设置第一拉杆512和第二拉杆513的位置可以避免干涉，而采用活塞端与伸缩臂或折叠臂的末节铰接连接、缸体端与连杆式曲臂51铰接连接的曲臂变幅油缸53连接方式局部干涉面积更少、在整体上结构更紧凑，因此优选后者，即，作为本发明的优选方案，所述的曲臂变幅油缸53的活塞端与伸缩臂或折叠臂的末节铰接连接、缸体端与连杆式曲臂51铰接连接。
本高空作业车工作平台调平装置5采用机械连杆+液压联动调平的结构形式，与传统的传感器+液压缸调平的结构形式相比，本机械连杆+液压联动调平的结构形式不需额外设置辅助调平控制机构即可实现工作平台的平稳调平，进而不存在数据采集、信号转换不准确等问题，故调平可靠性高，且制作成本较低；由于采用双四连杆结构的连杆式曲臂51，且双四连杆结构共用两个铰点，因此降低了装置的整体体积、空间上结构较紧凑，同时第一拉杆512与第二拉杆513在轴向空间上平行错位设置，因此双平行四边形结构在调平过程中可相互交错，进而调平角度范围广、可以实现连杆式曲臂51作大于180°的无死点旋转，从而增大连杆式曲臂51的作业范围、提高调平的灵活性，同时可使本工作平台调平装置5自带防反倾功能，调平可靠性高；本高空作业车工作平台调平装置5重量轻、便于装配和制造，不需要布置复杂的板式链及链轮系统和钢丝绳及绳轮系统，从而减轻对臂架腔体空间的严格要求，降低装配难度和生产成本，适用于各种形式的高空作业车。
Claims (4)
1.一种高空作业车工作平台调平装置，其特征在于，包括连杆式曲臂(51)、托架(52)、曲臂变幅油缸(53)、一级调平液压缸(54)和二级调平液压缸(55)；
所述的连杆式曲臂(51)包括第一连接架(511)、第一拉杆(512)、第二拉杆(513)和第二连接架(514)；第一连接架(511)上设有B、C、D、E四个铰接点，铰接点B、D、E围绕铰接点C设置于铰接点C的周围，连杆式曲臂(51)整体通过铰接点C铰接连接于伸缩臂或折叠臂的末节；第二连接架(514)上设有F、G、H三个铰接点，铰接点F、H围绕铰接点G设置于铰接点G的周围；第一拉杆(512)与第二拉杆(513)长度相同，第一拉杆(512)的一端通过铰接点B与第一连接架(511)铰接连接、另一端通过铰接点F与第二连接架(514)铰接连接，第二拉杆(513)的一端通过铰接点D与第一连接架(511)铰接连接、另一端通过铰接点H与第二连接架(514)铰接连接，铰接点B、C、G、F共同围成第一个四连杆机构，铰接点C、D、H、G共同围成第二个四连杆机构，两个四连杆机构共用铰接点C和G整体构成双平行四连杆机构，且在左右方向上第一拉杆(512)和第二拉杆(513)平行错位设置，各铰接点的轴线均沿左右方向平行设置；
所述的托架(52)通过竖直设置的回转马达与第二连接架(514)连接，回转马达的机体与第二连接架(514)固定连接，回转马达的回转部件与托架(52)固定连接，托架(52)与工作平台(6)的底端固定连接；
所述的曲臂变幅油缸(53)一端与伸缩臂或折叠臂的末节铰接连接、另一端与连杆式曲臂(51)铰接连接；
所述的一级调平液压缸(54)一端与伸缩臂或折叠臂的臂架铰座铰接连接，一级调平液压缸(54)的另一端与伸缩臂或折叠臂铰接连接；
所述的二级调平液压缸(55)设置在伸缩臂或折叠臂的末节的内部，二级调平液压缸(55)一端通过铰接点A与伸缩臂或折叠臂的末节铰接连接、另一端通过铰接点E与第一连接架(511)铰接连接，铰接点E分别与铰接点B、铰接点D联动连接；
所述的一级调平液压缸(54)和二级调平液压缸(55)通过液压管路及控制阀组联动连接；
在伸缩臂(4)变幅的过程中二级调平液压缸(55)跟随一级调平液压缸(54)逐渐自适应调整的同时，二级调平液压缸(55)的活塞端伸出并通过铰接点E驱动第一连接架(511)以铰接点C为旋转中心逆时针转动，同时第一连接架(511)通过铰接点B驱动第一拉杆(512)移动、通过铰接点D驱动第二拉杆(513)移动，接着第一拉杆(512)通过铰接点F、第二拉杆(513)通过铰接点H同时驱动第二连接架(514)以铰接点G为轴同步逆时针转动使第一拉杆(512)位于第二拉杆(513)的后方，二级调平液压缸(55)伸出至极限位置后再逐渐回缩，二级调平液压缸(55)伸出极限位置其铰接点E位于四连杆机构的死点位置，第一连接架(511)和第二连接架(514)转动的过程中第一拉杆(512)在二级调平液压缸(55)的带动下越过四连杆机构的死点并反方向展开使连杆式曲臂(51)作大于180°的无死点旋转，连杆式曲臂(51)的轴线在伸缩臂(4)变幅的过程中逐渐与伸缩臂(4)的轴线重合，第一连接架(511)越过四连杆机构的死点并位于第二拉杆(513)的上方，二级调平液压缸(55)继续缩入至设定位置时第一拉杆(512)在二级调平液压缸(55)的带动下反方向展开至完全展开的极限状态。
2.根据权利要求1所述的高空作业车工作平台调平装置，其特征在于，所述的连杆式曲臂(51)是中空的框架结构或箱型结构，所述的第一连接架(511)、第一拉杆(512)、第二拉杆(513)和第二连接架(514)设置在中空的框架结构或箱型结构内部，所述的曲臂变幅油缸(53)与连杆式曲臂(51)的铰接位置设置在框架结构或箱型结构上。
3.根据权利要求1或2所述的高空作业车工作平台调平装置，其特征在于，所述的第一拉杆(512)和第二拉杆(513)在左右方向上均设置为两件，两件第一拉杆(512)之间的间距尺寸小于两件第二拉杆(513)之间的间距尺寸、且两件第一拉杆(512)位于两件第二拉杆(513)之间，或者两件第一拉杆(512)之间的间距尺寸大于两件第二拉杆(513)之间的间距尺寸、且两件第二拉杆(513)位于两件第一拉杆(512)之间。
4.根据权利要求3所述的高空作业车工作平台调平装置，其特征在于，所述的曲臂变幅油缸(53)的活塞端与伸缩臂或折叠臂的末节铰接连接、缸体端与连杆式曲臂(51)铰接连接。
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