CN108556960B - 一种全地形高空作业平台行走轮装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种全地形高空作业平台行走轮装置，包括车架、四组车轮系统和油缸组件；油缸组件由第一油缸和第二倒立油缸组成，第一油缸和第二倒立油缸上端与车架铰接，第一油缸下端与第二倒立油缸缸体中部铰接；车轮系统包括三个车轮，第二倒立油缸缸体下部设有支座，支座上方设两个支杆、两个四连杆组件、分别通过四连杆组件与第一/二车轮连接；在第二倒立油缸缸体上部设C铰接点，其依次与第一连接件、第二连接件铰接，第三车轮上D点和E点的直线距离作为第二连杆，在与第三车轮相邻的第一/二车轮上设有F点，通过轮与轮连接杆将E点和的F点连接。本发明可使高空作业平台在野外地质条件复杂的情况下，在有效范围内保证工作平台的平稳。

Description

一种全地形高空作业平台行走轮装置
技术领域
本发明属于工程机械技术领域，涉及一种行走轮，特别是涉及一种全地形高空作业平台行走轮装置。
背景技术
高空作业平台（AWP）作为一种新型登高作业设备，主要为满足高空作业而生，作为传统脚手架等高空作业设备的替代产品，高空作业平台产品的核心要义在于安全性和经济性，目前现有的高空作业平台工作环境基本为平整的地面，无野外作业能力。
设计全地形高空作业平台是为了能够越野操纵以及在典型的坑洼崎岖的地形——比如岩区、丘地、湿地以及沙丘或海滩——进行操作。
发明内容
为了解决现有技术中存在的问题，本发明公开了一种全地形高空作业平台行走轮装置，可使高空作业平台在野外地质条件复杂的情况下，在有效范围内保证工作平台的平稳。
本发明的技术方案是这样实现的：
本发明公开了一种全地形高空作业平台行走轮装置，包括车架、四组对称设置且分别独立的车轮系统和用于连接车架和车轮系统的油缸组件；所述油缸组件是由第一油缸和第二倒立油缸组成的，所述第一油缸和第二倒立油缸的上端分别与车架铰接，所述第一油缸的下端与所述第二倒立油缸的缸体中部铰接；所述车轮系统包括三个相互独立的车轮，所述第二倒立油缸缸体下部设有支座，在所述支座上方对称设有两个支杆、两个四连杆组件、分别通过四连杆组件与第一/二车轮连接；所述四连杆组件是由支杆、弧形悬臂、水平油缸和第一连杆组成的，所述支杆顶部与所述弧形悬臂的一端铰接，所述弧形悬臂的另一端与第一/二车轮的A点铰接，在所述支座侧壁上设有用于与第一/二车轮上B点连接的水平油缸，第一/二车轮上的A和B点之间最短距离构成第一连杆；在所述第二倒立油缸缸体上部设有与第一连接件一端铰接的C点，所述第一连接件的另一端与所述第二连接件一端铰接，所述第二连接件另一端与第三车轮上的D点铰接，第一连接件的长度小于第二连接件的长度，在所述第三车轮上还设有E点，D点和E点的直线距离作为第二连杆，在与所述第三车轮相邻的第一/二车轮上设有F点，并通过由液压马达控制的轮与轮连接杆将E点和的F点连接。其中所有车轮均采用独立的液压马达驱动。
为了增强越野能力，可以在同侧车轮系统增设外挂履带。
通过调节第二倒立油缸可以实现相对应的一组车轮系统的整体上升或收缩，从而能够适应高低起伏的地貌；通过调节水平油缸可以分别控制第二倒立油缸两侧的第一/二车轮，最大限度保证车轮或车轮外挂履带与地面的接触面积。
当作业环境为坚硬的地面时，第一车轮和第二车轮接地，第一连接件和第二连接件不在一条直线上，使第二连杆、第一连接件、第二连接件、轮与轮连接杆、C点和F点的最短距离构成五连杆状态，第三车轮处于悬空状态，由于第一连接件短于第二连接件，保证了第三车轮在折叠收放的过程中与相邻的第一/二车轮不发生干涉。
当作业环境为松软的地质时，可以通过调节第一连接件、第二连接件和轮与轮连接杆，使第一连接件和第二连接件的展成直线，第二连杆、第一连接件和第二连接件、轮与轮连接杆、C点和F点的最短距离构成四连杆状态，将第三车轮从悬空状态调整为与地面接触状态，增大接地比压，保证高空作业平台可顺利工作。
全地形行走轮装置运行方向与斜坡的斜率垂直时，可以共同调节单侧两车轮系统的第一油缸和第二倒立油缸，使工作平台在一定范围内保持水平，第一油缸和第二倒立油缸的行程决定高空作业平台能够保持水平状态的角度范围。
当全地形行走轮装置运行方向与斜坡斜率基本一致时，调节第二倒立油缸、水平油缸和弧形悬臂，使所述四连杆组件中的长度关系为：支杆＜水平油缸≤弧形悬臂＜第一连杆。
作为一种优选实施方式，在所述支座和第一/二车轮之间还设有调节刚度油缸。
当全地形高空作业平台行走轮装置运行方向与斜坡斜率基本一致时，调整第二倒立油缸、水平油缸和互相悬臂，使所述四连杆组件中的长度关系为：支杆＜水平油缸≤弧形悬臂＜第一连杆；即支杆为最短杆，第一连杆为最长杆，弧形悬臂为次长杆，满足四连杆机构的条件：最短杆+最长杆<=其他两杆之和。
当全地形高空作业平台行走轮装置通过湿软地面时，长度关系为：第二连杆＜轮与轮连接杆≤C点和F点的最短距离＜第一连接件和第二连接件的最长距离（即第一连接件和第二连接件的展成一条直线）；即第二连杆为最短杆，第一连接件和第二连接件的最长距离为最长杆，C点和F点的最短距离为次长杆，满足四连杆机构的条件：最短杆+最长杆<=其他两杆之和。
作为一种优选实施方式，所述弧形悬臂向相应车轮方向弯曲。
本发明的有益效果为：全地形高空作业平台行走轮装置在经过坚硬或松软地面、不同方向爬坡时能及时调整车轮系统，以应对条件复杂的野外地质，在有效范围内保证工作平台的平稳。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为全地形高空作业平台行走轮装置的一组车轮的结构图。
图2为全地形高空作业平台的结构简图（工作装置和外挂履带略）。
图3为通过平整地面时运动状态示意图（工作装置和外挂履带略）。
图4为通过斜坡时运动状态的示意图（运动方向与斜坡斜率方向垂直）。
图5为通过斜坡时运动状态的示意图（运动方向与斜坡斜率方向平行）。
图6为通过松软地面时运动状态的示意图。
图7为调节第一、二、三车轮位置的四连杆连接示意图。
图8为外挂履带的结构示意图。
图中：1、第一油缸；2、第二倒立油缸；3、支座；4、支杆；5、第一车轮；6、第二车轮；7、第三车轮；8、第一连接件；9、第二连接件；10、轮与轮连接杆；11、调节刚度油缸；12、外挂履带； 41、水平油缸；42、弧形悬臂。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例
如图1-8所示全地形高空作业平台行走轮装置，包括车架、四组对称设置且分别独立的车轮系统和用于连接车架和车轮系统的油缸组件；所述油缸组件是由第一油缸1和第二倒立油缸2组成的，所述第一油缸1和第二倒立油缸2的上端分别与车架铰接，所述第一油缸1的下端与所述第二倒立油缸2的缸体中部铰接；所述车轮系统包括三个相互独立的车轮，所述第二倒立油缸2缸体下部设有支座3，在所述支座3前后两侧的上方对称设有两个支杆4、支座3前侧上方的支杆4通过四连杆组件与第一车轮5连接，支座3后侧上方的支杆4通过四连杆组件与第二车轮6连接；所述四连杆组件是由支杆4、弧形悬臂42、水平油缸41和第一连杆组成的，所述支杆4顶部与所述弧形悬臂42的一端铰接，所述弧形悬臂42的另一端与第一车轮5（第二车轮6）的A点铰接，弧形悬臂42向相应车轮方向弯曲；在所述支座3侧壁上设有用于与第一车轮5（第二车轮6）上B点连接的水平油缸41，第一车轮5（第二车轮6）上的A和B点之间最短距离构成第一连杆；在所述第二倒立油缸2缸体上部设有与第一连接件8一端铰接的C点，所述第一连接件8的另一端与所述第二连接件9一端铰接，所述第二连接件9另一端与第三车轮7上的D点铰接，第一连接件8的长度小于第二连接件9的长度，在所述第三车轮7上还设有E点，D点和E点的直线距离作为第二连杆，在与所述第三车轮7相邻的第二车轮6上设有F点，并通过由液压马达控制的轮与轮连接杆10将E点和的F点连接，在所述支座3和第一车轮5（第二车轮6）之间还设有调节刚度油缸11；为了增强越野能力，可以在同侧车轮系统增设外挂履带12。其中所有车轮均采用独立的液压马达驱动。
通过调节第二倒立油缸2可以实现相对应的一组车轮系统的整体上升或收缩，从而能够适应高低起伏的地貌；通过调节水平油缸41可以分别控制第二倒立油缸2前侧的第一车轮5和后侧的第二车轮6，最大限度保证车轮或车轮外挂履带12与地面的接触面积。
当作业环境为坚硬的地面时，第一车轮5和第二车轮6接地，第一连接件8和第二连接件9不在一条直线上，使第二连杆、第一连接件8、第二连接件9、轮与轮连接杆10、C点和F点的最短距离构成五连杆状态，第三车轮7处于悬空状态，由于第一连接件8短于第二连接件9，保证了第三车轮7在折叠收放的过程中与相邻的第二车轮6不发生干涉。
如图4所示，当全地形行走轮装置运行方向与斜坡的斜率垂直时，四组车轮系统的第一油缸1和第二倒立油缸2相互配合，处于水平地面的两组车轮系统的第二倒立油缸2行程将会增大，提升整车与地面的距离；处于斜坡位置的两组车轮系统的第一油缸1增大行程，使第二倒立油缸2相对于车架的角度发生改变，从而改变处于斜坡位置的车轮的外倾角，使高空作业平台平稳通过斜坡。
如图6 所示，当作业环境为松/湿软的地质时，可以通过调节第一连接件8、第二连接件9和轮与轮连接杆10，使第一连接件8和第二连接件9的展成直线，第二连杆、第一连接件8和第二连接件9、轮与轮连接杆10、C点和F点的最短距离构成四连杆状态，将第三车轮7从悬空状态调整为与地面接触状态，增大接地比压，可以安然度过湿软地面。此时四连杆的长度关系为：第二连杆＜轮与轮连接杆10＜C点和F点的最短距离＜第一连接件8和第二连接件9的最长距离（即第一连接件8和第二连接件9的展成一条直线）；即第二连杆为最短杆，第一连接件8和第二连接件9的最长距离为最长杆，C点和F点的最短距离为次长杆，满足四连杆机构的条件：最短杆+最长杆<=其他两杆之和。
图7为当全地形行走轮装置运行方向与斜坡斜率基本一致时，调节第一车轮5、第二车轮6和第三车轮7的四杆机构的连接方式，此时与第二倒立油缸2连接的两个水平油缸41分别向相反方向运动，与第一车轮5连接的水平油缸41增大行程距离，与第二车轮6连接的水平油缸41则会缩小行程距离，由于弧形悬臂42的约束作用，此时，第一车轮5和第二车轮6都将通过相对应的弧形悬臂42与支杆4顶部的铰接点发生旋转，从而改变与地面的夹角，以适应坡度，杜绝车轮悬空状态的发生。此时四连杆组件中的长度关系为：支杆4＜水平油缸41＜弧形悬臂42＜第一连杆；即支杆4为最短杆，第一连杆为最长杆，弧形悬臂42为次长杆，满足四连杆机构的条件：最短杆+最长杆<=其他两杆之和。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种全地形高空作业平台行走轮装置，其特征在于包括车架、四组对称设置且分别独立的车轮系统和用于连接车架和车轮系统的油缸组件；所述油缸组件是由第一油缸和第二倒立油缸组成的，所述第一油缸和第二倒立油缸的上端分别与车架铰接，所述第一油缸的下端与所述第二倒立油缸的缸体中部铰接；所述车轮系统包括三个相互独立的车轮，所述第二倒立油缸缸体下部设有支座，在所述支座上方对称设有两个支杆、两个四连杆组件、分别通过四连杆组件与第一/二车连接轮；所述四连杆组件是由支杆、弧形悬臂、水平油缸和第一连杆组成的，所述支杆顶部与所述弧形悬臂的一端铰接，所述弧形悬臂的另一端与第一/二车轮的A点铰接，在所述支座侧壁上设有用于与第一/二车轮上B点连接的水平油缸，第一/二车轮上的A和B点之间最短距离构成第一连杆；在所述第二倒立油缸缸体上部设有与第一连接件一端铰接的C点，所述第一连接件的另一端与第二连接件一端铰接，所述第二连接件另一端与第三车轮上的D点铰接，第一连接件的长度小于第二连接件的长度，在所述第三车轮上还设有E点，D点和E点的直线距离作为第二连杆，在与所述第三车轮相邻的第一/二车轮上设有F点，并通过由液压马达控制的轮与轮连接杆将E点和的F点连接。
2.如权利要求1所述全地形高空作业平台行走轮装置，其特征在于：在所述支座和第一/二车轮之间还设有调节刚度油缸。
3.如权利要求1所述全地形高空作业平台行走轮装置，其特征在于，长度关系为：支杆＜水平油缸≤弧形悬臂＜第一连杆。
4.如权利要求1所述全地形高空作业平台行走轮装置，其特征在于，长度关系为：第二连杆＜轮与轮连接杆≤C点和F点的最短距离＜第一连接件和第二连接件的最长距离。
5.如权利要求1所述全地形高空作业平台行走轮装置，其特征在于：所述弧形悬臂向相应车轮方向弯曲。
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