CN113501477A - 一种用于线路维护的可调平作业平台及作业方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于线路维护的可调平作业平台，包括：剪叉式作业平台、行走机构以及设置在两者之间的调平结构，所述调平结构包括动平台、定平台以及伸缩结构，所述伸缩结构包括液压缸，液压缸一端与动平台球铰连接，另一端与定平台铰接，所述动平台和定平台上均设有环形滑轨，所述伸缩结构为三个，均匀布置在动平台和定平台的环形滑轨上，且伸缩结构可在环形滑轨上滑动，使得剪叉式高空作业平台实现稳定且可靠的自主调平，适应了不同坡度的路面。

Description

一种用于线路维护的可调平作业平台及作业方法

技术领域

本发明属于高空作业领域，具体涉及一种用于线路维护的可调平作业平台及作业方法。

背景技术

这里的陈述仅提供与本发明相关的背景技术，而不必然地构成现有技术。

剪叉式高空作业平台是用途广泛的高空作业专用设备。它的剪叉机械结构，使升降台起升有较高的稳定性，宽大的作业平台和较高的承载能力，使高空作业范围更大、并适合多人同时作业，它使工作效率更高，安全更保障，广泛应用于城市高空线路的维护。

传统的车载剪叉式高空作业平台由于不具有自主调平的功能，因此不适用于具有较大坡度或高低起伏的路面。但我国山地比较多，有山地的城镇数约占全国总城镇数的一半，山地面积占全国总土地面积的2/3以上，山地城市的地形条件复杂，道路的设计和规划往往受到地形条件的限制，因此很多城市道路具有坡度或高低起伏的特点，但这对于电力线路的维护造成了一定的困难，使线路维护人员不得不借助其他大型、较为笨重的高空作业平台进行线路维护，即使这样其调平的手段往往也是通过随车携带的液压缸顶升车辆进行人工调平。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种用于线路维护的可调平作业平台及作业方法，该装置可以解决车载剪叉式高空作业平台在不平坦路面不能自主调平的问题。

为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：

第一方面，本发明提供了一种用于线路维护的可调平作业平台，包括：剪叉式作业平台、行走机构以及设置在两者之间的调平结构，所述调平结构包括动平台、定平台以及伸缩结构，所述伸缩结构包括液压缸，液压缸一端与动平台球铰连接，另一端与定平台铰接，所述动平台和定平台上均设有环形滑轨，所述伸缩结构为三个，均匀布置在动平台和定平台的环形滑轨上，且伸缩结构可在环形滑轨上滑动。

进一步的，所述动平台和定平台的环形滑轨上均设有滑块，动平台的滑块上设有球铰支座，定平台的滑块上设有铰支座，所述液压缸一端设有球铰接头，另一端设有铰接头，球铰接头与球铰支座相连，铰接头与铰支座相连。

进一步的，所述环形滑轨内侧和外侧均设有V型轨道，两V型轨道之间设有凹槽，凹槽中设有若干螺纹孔。

进一步的，所述滑块包括板以及设置在其角上的四个滚轮，其中两个滚轮与所述环形滑轨外侧V型轨道配合，另外两个滚轮与所述环形滑轨内侧V型轨道配合。

进一步的，所述动平台固定在剪叉式作业平台的底座上，所述定平台固定在行走机构上。

进一步的，所述动平台上的滑块之间和定平台上的滑块之间均通过支撑架连接，支撑架包括三个杆，分别与滑块固定连接，三个杆在所述环形滑轨的中心处交汇，且交汇处上设有孔。

进一步的，所述剪叉式作业平台包括平台、底座以及设置在两者之间的剪叉式，所述底座上设有电机，电机的转轴穿过底座与所述动平台支撑架上的孔键连接。

进一步的，所述行走机构上设有凹槽，凹槽中设有电机，电机的转轴与所述定平台支撑架上的孔键连接。

进一步的，所述行走机构上设有角度传感器，所述液压缸与液压系统连接，所述角度传感器、液压系统、电机均与控制系统连接。

第二方面，本发明还提供了一种基于用于线路维护的可调平作业平台的作业方法，包括以下步骤

1)控制行走机构运动到坡度路面上，设置在行走机构上的角度传感器检测当前行走机构的倾斜角度，然后将该倾斜角度上传至控制系统；

2)控制系统控制所述行走机构设置的电机和所述剪叉式作业平台的底座上设置的电机转动，进而带动各自连接的支撑架转动，从而带动伸缩结构在环形滑轨上滑动，使得其中两个伸缩结构滑动到需要调平的位置处；

3)控制系统根据角度传感器上传的倾斜角求解液压缸的逆解，得到当前倾斜角下每个液压钢的伸长长度，得到该长度后控制系统控制液压系统使液压钢动作，使得每个液压缸达到求解得到的长度，最终实现调平。

上述本发明的有益效果如下：

(1)本发明通过在剪叉式高空作业平台和行走机构之间设置由动平台、定平台和伸缩结构组成三支座调平结构，使得剪叉式高空作业平台不仅可以适应前后坡度、左右坡度的路面，还可以适应前后坡度和左右坡度耦合的路面。

(2)本发明通过在动平台和定平台上设置环形滑轨，使得动平台和定平台之间的三个伸缩结构可以在环形滑轨上滑动，实现了三个伸缩结构中的两个伸缩结构始终位于剪叉式高空作业平台需要进行调平的位置，保证了调平的稳定性和可靠性。

本发明的附加方面的优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，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。

图1是本发明调平结构示意图；

图2是本发明动平台主视图；

图3是本发明动平台后视图；

图4是本发明定平台主视图；

图5是本发明定平台后视图；

图6是本发明滑块示意图；

图7是本发明环形滑轨剖面图；

图8是本发明伸缩装置示意图；

图9是本发明工作示意图；

图10是本发明折叠作业平台示意图；

图11是本发明折叠作业平台底座示意图；

图12是本发明的行走机构。

图中：1动平台，11板，12滚轮，13环形导轨，14支撑架，15球铰支座，16螺纹孔，17凹槽，18孔，2定平台，21板，22滚轮，23环形导轨，24支撑架，25铰支座，26螺纹孔，27凹槽，28孔，3伸缩装置，31球铰接头，32液压缸，33铰接头，4剪叉式作业平台，41平台，42剪叉臂，43底座，5行走机构，6坡度路面，7电机，8电机。

为显示各部位位置而夸大了互相间间距或尺寸，示意图仅作示意使用。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本发明提供进一步的说明。除非另有指明，本发明使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非本发明另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合；

为了方便叙述，本发明中如果出现“上”、“下”、“左”“右”字样，仅表示与附图本身的上、下、左、右方向一致，并不对结构起限定作用,仅仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位，以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

术语解释部分:本发明中，如出现术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等，应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或为一体；可以是机械连接，可以是直接连接，也可以是通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部连接，或者两个元件的相互作用关系，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明的具体含义。

正如背景技术所介绍的，现有技术中存在车载剪叉式高空作业平台在不平坦路面不能自主调平的问题，为了解决如上的技术问题，本发明提出了一种用于线路维护的可调平作业平台。

本发明的一种典型的实施方式中，如图1-5、图8、图9所示，提供一种用于线路维护的可调平作业平台，具体包括：剪叉式作业平台4、行走机构5以及设置在两者之间的调平结构，调平结构包括动平台1、定平台2以及伸缩结构3，伸缩结构3包括液压缸32，液压缸一端与动平台1球铰连接，另一端与定平台2铰接，动平台1设有环形滑轨13，定平台2上设有环形滑轨23，伸缩结构3为三个，均匀布置在动平台1的环形滑轨13上和定平台2的环形滑轨23上，且伸缩结构3可在环形滑轨上滑动。其中环形滑轨13和环形滑轨23结构相同。

通过在剪叉式高空作业平台和行走机构之间设置由动平台、定平台和伸缩结构组成三支座调平结构，使得剪叉式高空作业平台不仅可以适应前后坡度、左右坡度的路面，还可以适应前后坡度和左右坡度耦合的路面。

并且在动平台和定平台上设置环形滑轨，使得动平台和定平台之间的三个伸缩结构可以在环形滑轨上滑动，实现了三个伸缩结构中的两个伸缩结构始终位于剪叉式高空作业平台需要进行调平的位置，保证了调平的稳定性和可靠性。

在本实施例中，如图2-5、图8所示，动平台1和定平台2的环形滑轨上均设有滑块，动平台1的滑块上设有球铰支座15，定平台2的滑块上设有铰支座25，液压缸32一端设有球铰接头31，另一端设有铰接头33，球铰接头31与球铰支座15相连，铰接头33与铰支座25相连，使得动平台1相对于定平台2具有绕x和绕y的自由度可以实现调平的功能。

在本实施例中，如图7所示，环形滑轨13、环形滑轨23内侧和外侧均设有V型轨道，两V型轨道之间设有凹槽17，凹槽中设有若干螺纹孔16，通过螺纹孔15配合螺栓将环形滑轨13、环形滑轨23进行固定。

在本实施例中，如图6所示，动平台上的滑块包括板11以及设置在其角上的四个滚轮12，其中两个滚轮12与所述环形滑轨13外侧V型轨道配合，另外两个滚轮12与所述环形滑轨13内侧V型轨道配合，定平台2上的滑块结构与动平台上1的滑块结构基本相同，唯一不同之处在于动平台1的滑块上具有球铰支座15，定平台2的滑块上具有铰支座25。可以理解的是，滚轮的个数应为偶数，可以设置为两个或者六个，再或者大于六个，个数越多越稳定，当然装配也越复杂，对于滚轮个数的选取要根据实际情况来考虑。

在本实施例中，如图9所示，动平台1固定在剪叉式作业平台4的底座43上，定平台2固定在行走机构5上。

在本实施例中，如图2-5所示，动平台1上的滑块之间和定平台2上的滑块之间均通过支撑架14、支撑架24连接，支撑架包括三个杆，分别与滑块固定连接，三个杆在所述环形滑轨的中心处交汇，且交汇处上设有孔18、孔28。如图11和图12所示，剪叉式作业平台4包括平台41、底座43以及设置在两者之间的剪叉臂42，其具体结构属于现有技术，此处不在赘述，底座43上设有电机7，电机7的转轴穿过底座43与动平台1支撑架14上的孔18键连接。行走机构5上设有凹槽，凹槽中设有电机8，电机8的转轴与定平台2支撑架24上的孔28键连接。当然可以理解的是，键连接可以是平键，也可以是花键连接。

通过设置支撑架实现了三个滑块均匀的布置，并且也保证了三个滑块在电机作用下的同步动作。

在本实施例中，行走机构上设有角度传感器，液压缸与液压系统连接，并且角度传感器、液压系统、电机均与控制系统连接，通过控制系统的控制，可以实现伸缩结构的自动滑动以及自动伸缩，从而实现剪叉式高空作业平台的自主调平。

本实施例的工作方法是，控制行走机构运动到坡度路面6上，设置在行走机构5上的角度传感器检测当前行走机构的倾斜角度，然后将该倾斜角度上传至控制系统，控制系统控制电机7和电机8，带动支撑架14和支撑架24转动，进而带动伸缩结构3在环形滑轨13和环形滑轨23上滑动，使得其中两个伸缩结构3滑动到需要调平的位置处(倾斜角发生位置的两侧)，然后控制系统根据角度传感器上传的倾斜角求解液压缸32的逆解，即当前倾斜角下，每个液压钢的伸长长度，得到该长度后控制系统控制液压系统使液压钢32动作，使得每个液压缸32达到求解得到的长度，最终实现调平，进而线路维护工作人员即可进行线路维护工作。

其中求解逆解的方法为：

首先将定平台和动平台上的三个铰点在坐标系O_A-X_AY_AZ_A和O_B-X_BY_BZ_B上的坐标表示为：

O_B的初始坐标为[0,0,z]^T，经过转动后的坐标为[x,y,z]^T。由于动平台只有绕X轴、Y轴转动，Z轴平动的三个自由度，因此三个支链只能在Y＝0，

垂直平面内运动，因此：

λ＝-α

对于铰点S₁点在O_A-X_AY_AZ_A坐标系中，有Y_A＝0，可知：

由O_BA1(2)＝0，可得位姿约束方程：

对于铰点S₂点在O_A-X_AY_AZ_A坐标系中，有

可知：

由

可得位姿约束方程：

动平台上的三个铰点在O_A-X_AY_AZ_A坐标系中的坐标为：

O_BA＝T.B+[X,Y,Z]^T

可得各个液压缸的逆解(代入matlab中进行运算即可)：

L_i＝O_BAi-A_i＝T.B_i+[X,Y,Z]^T-A_i(i＝1、2、3)

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。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 (10)

1.一种用于线路维护的可调平作业平台，其特征在于，包括：剪叉式作业平台、行走机构以及设置在两者之间的调平结构，所述调平结构包括动平台、定平台以及伸缩结构，所述伸缩结构包括液压缸，液压缸一端与动平台球铰连接，另一端与定平台铰接，所述动平台和定平台上均设有环形滑轨，所述伸缩结构为三个，均匀布置在动平台和定平台的环形滑轨上，且伸缩结构可在环形滑轨上滑动。

2.如权利要求1所述的一种用于线路维护的可调平作业平台，其特征在于，所述动平台和定平台的环形滑轨上均设有滑块，动平台的滑块上设有球铰支座，定平台的滑块上设有铰支座，所述液压缸一端设有球铰接头，另一端设有铰接头，球铰接头与球铰支座相连，铰接头与铰支座相连。

3.如权利要求2所述的一种用于线路维护的可调平作业平台，其特征在于，所述环形滑轨内侧和外侧均设有V型轨道，两V型轨道之间设有凹槽，凹槽中设有若干螺纹孔。

4.如权利要求3所述的一种用于线路维护的可调平作业平台，其特征在于，所述滑块包括板以及设置在其角上的四个滚轮，其中两个滚轮与所述环形滑轨外侧V型轨道配合，另外两个滚轮与所述环形滑轨内侧V型轨道配合。

5.如权利要求4所述的一种用于线路维护的可调平作业平台，其特征在于，所述动平台固定在剪叉式作业平台的底座上，所述定平台固定在行走机构上。

6.如权利要求4所述的一种用于线路维护的可调平作业平台，其特征在于，所述动平台上的滑块之间和定平台上的滑块之间均通过支撑架连接，支撑架包括三个杆，分别与滑块固定连接，三个杆在所述环形滑轨的中心处交汇，且交汇处上设有孔。

7.如权利要求6所述的一种用于线路维护的可调平作业平台，其特征在于，所述剪叉式作业平台包括平台、底座以及设置在两者之间的剪叉式，所述底座上设有电机，电机的转轴穿过底座与所述动平台支撑架上的孔键连接。

8.如权利要求6所述的一种用于线路维护的可调平作业平台，其特征在于，所述行走机构上设有凹槽，凹槽中设有电机，电机的转轴与所述定平台支撑架上的孔键连接。

9.如权利要求7或8所述的一种用于线路维护的可调平作业平台，其特征在于，所述行走机构上设有角度传感器，所述液压缸与液压系统连接，所述角度传感器、液压系统、电机均与控制系统连接。

10.一种基于权利要求9所述用于线路维护的可调平作业平台的作业方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)控制行走机构运动到坡度路面上，设置在行走机构上的角度传感器检测当前行走机构的倾斜角度，然后将该倾斜角度上传至控制系统；

2)控制系统控制所述行走机构设置的电机和所述剪叉式作业平台的底座上设置的电机转动，进而带动各自连接的支撑架转动，从而带动伸缩结构在环形滑轨上滑动，使得其中两个伸缩结构滑动到需要调平的位置处；

3)控制系统根据角度传感器上传的倾斜角求解液压缸的逆解，得到当前倾斜角下每个液压钢的伸长长度，得到该长度后控制系统控制液压系统使液压钢动作，使得每个液压缸达到求解得到的长度，最终实现调平。

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