CN115108512A - 底盘检测装置、系统及高空作业车 - Google Patents

底盘检测装置、系统及高空作业车 Download PDF

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Abstract

本发明涉及到一种底盘检测装置、系统及高空作业车，所述底盘检测装置包括检测组件，检测组件与车轮组件连接，用于检测单个车轮支反力，检测组件包括轮架；检测件，检测件与轮架的顶部连接；轮架轴，轮架轴贯穿检测件和轮架；轴套，轴套与轮架轴同轴相对转动，轴套与底盘连接；轮架轴的轴线与车轮支反力的方向平行，检测件与轴套的端部接触，用于检测沿轮架轴的轴线方向上的载荷。本申请提供的底盘检测装置、系统及高空作业车，能直接实时测量底盘上车轮的受力载荷，提高高空作业车的工作可靠性。

Description

底盘检测装置、系统及高空作业车
技术领域
本发明属于高空作业设备领域，特别地，涉及底盘检测装置、系统及高空作业车。
背景技术
高空作业车是广泛应用于各行业的高空作业、设备安检维修等可移动的高空作业产品，高空作业平台由底盘、升降机构、工作平台三部分组成，例如剪叉式、桅杆式、立柱式等。
市面上的高空作业车的底盘包括传动系统、行驶系统、转向系统和控制系统，底盘的作用是支撑，安装发动机及其各部件总成，并接受发动机的动力的，使得高空作业车产生运动，当行驶系统为车轮时，高空作业车具备较佳的行走效率。
目前针对这类高空作业车载荷检测，通常采用检测高空作业车上油缸的压力来计算底盘的承压，考虑到环境温度对液压油压力的影响，增加温度参数进行补偿、来减少测量过程中的误差，这样所计算出来的底盘负载数据不准确，这样高空作业车基于所测量的底盘负载的其他系统工作不可靠。
发明内容
解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种底盘检测装置、系统及高空作业车，能直接实时测量底盘上车轮的受力载荷，提高高空作业车的工作可靠性。
本发明的技术方案如下：
一种底盘检测装置，包括检测组件，所述检测组件与车轮组件连接，用于检测单个车轮支反力，所述检测组件包括轮架；检测件，所述检测件与所述轮架的顶部连接；轮架轴，所述轮架轴贯穿所述检测件和所述轮架；轴套，所述轴套与所述轮架轴同轴相对转动，所述轴套与所述底盘连接；所述轮架轴的轴线与所述车轮支反力的方向平行，所述检测件与所述轴套的端部接触，用于检测沿所述轮架轴的轴线方向上的载荷。
优选地，所述检测组件包括垫片，所述垫片套设于所述轮架轴上，所述垫片的上端与所述轴套接触连接，所述垫片的下端于所述检测件相接触。
优选地，所述检测组件包括轴承，所述轴承设于所述轮架轴与所述轴套之间。
优选地，所述轴套的顶部上设有遮挡部，与所述轴套形成封闭腔，至少所述轮架轴的顶部置于所述封闭腔内。
优选地，所述检测组件设有多个，且分别与对应的车轮组件连接。
一种底盘检测系统，所述底盘检测系统包括：布设于底盘上不同检测点的多个检测件，其中每个检测件用于实时检测车轮支反力传导路径上车轮上的第一受力载荷，且所述多个检测件形成检测所述底盘工作负载的第一传感网络，以及
第一控制器，被配置成：用于从所述第一传感网络获取所述第一受力载荷，以确定所述底盘工作负载，判断所述底盘工作载荷是否超过第一预设负载阈值，若超过，则限制执行系统动作和/或报警；和/或
第一控制器，被配置成：用于根据第一受力载荷确定第二受力载荷，判断所述第二受力载荷是否超过第二设定阈值，若超过，则限制执行系统动作和/或报警；其中，所述第二受力载荷为任意相邻的两个所述检测件实时检测所获得的所述第一受力载荷之和。
优选地，确定所述底盘工作负载包括：从所述第一传感网络获取所述底盘空载，将每个所述检测件所检测的所述第一受力载荷之和相加来确定第三受力载荷，将所述第三受力载荷减去所述底盘空载获得所述底盘工作载荷。
优选地，所述检测件按上述的底盘检测装置配置。
一种高空作业车，所述高空作业车包括上述的底盘检测系统。
优选地，所述高空作业车包括与所述第一控制器通讯的执行系统，所述执行系统包括执行机构和报警装置，所述执行系统用于在接收到所述第一控制器发出的限制执行机构动作和/或报警信号时，停止所述执行机构和/或启动所述报警装置。
本发明提供了一种底盘检测装置，包括独立安装于车轮组件上的检测组件，用于测量单个车轮所提供的支反力，具体地，包括固定在车轮组件上的轮架，检测件设置在轮架的顶部上，同时轮架轴穿过检测件，可以测量对应单个车轮上的支反力，底盘上承受负载时会从上往下施加重力，通过底盘与轴套连接，轴套的端部与检测件相接触，继而可以检测出轮架轴的轴线方向上的载荷。这种测量方式，不存在力的分解以及时间间隔差，能做到实时测量底盘上各车轮的受力载荷，这样所计算出的底盘负载准确，可为高空作业车的使用提供可靠的数据支撑，提高高空作业车的工作可靠性。
附图说明
附图是用来提供对本发明的理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1为本发明实施例提供的底盘检测装置的结构示意图；
图2为本发明实施例提供的底盘检测装置的放大示意图；
图3为本发明实施例提供的底盘检测装置的剖视图；
图4为本发明实施例提供的检测件的结构示意图；
图5为本发明实施例提供的底盘检测装置使用时车轮和底盘的力传递、平衡关系示意图；
图6为本发明实施例提供的底盘检测系统的结构图；
图7为本发明实施例提供的底盘检测系统的具有称重功能时的系统架构示意图；
图8为本发明实施例提供的底盘检测系统的具有防倾翻功能时的系统架构示意图；
图9为本发明实施例提供的底盘检测系统的同时具有称重和防倾翻功能时的系统架构示意图；
图10为本发明实施例提供的剪叉高空作业车20°斜坡行走示意图。
附图标记说明
1、轮架；2、检测件；3、轮架轴；4、轴套；5、底盘；6、垫片；100、第一传感网络；200、第一控制器；300、执行系统；301、执行机构；302、报警装置。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”等指示方位或者位置关系，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组件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。
如图1至图10所示的实施例中，本发明提供一种底盘检测装置，包括检测组件，检测组件与车轮组件连接，用于检测单个车轮支反力，检测组件包括轮架1；检测件2，检测件2与轮架1的顶部连接；轮架1轴，轮架1轴贯穿检测件2和轮架1；轴套4，轴套4与轮架1轴同轴相对转动，轴套4与底盘5连接；轮架1轴的轴线与车轮支反力的方向平行，检测件2与轴套4的端部接触，用于检测沿轮架1轴的轴线方向上的载荷。
与现有技术相比，请如图1至图5所示，本发明提供的底盘检测装置，包括独立安装于车轮组件上的检测组件，用于测量单个车轮所提供的支反力，具体地，包括固定在车轮组件上的轮架1，检测件2设置在轮架1的顶部上，同时轮架1轴穿过检测件2，可以测量对应单个车轮上的支反力，底盘5上承受负载时会从上往下施加重力，通过底盘5与轴套4连接，轴套4的端部与检测件2相接触，继而可以检测出轮架1轴的轴线方向上的载荷。这种测量方式，不存在力的分解以及时间间隔差，能做到实时测量底盘5上各车轮的受力载荷，这样所计算出的底盘5负载准确，可为高空作业车的使用提供可靠的数据支撑，提高高空作业车的工作可靠性。
为了能充分说明本发明提供底盘检测装置所具有的技术优越性，现结合与现有技术以及使用工况予以详细说明。
作为高空作业设备，作业平台的承载实时状况以及承载数据测量准确性是衡量整机安全防护功能的重要环节，在现有技术中，通常采用作业平台上加装传感器，但是由于作业平台的面积较大，另一方面由于载重物体所处位置的不同，导致较大测量误差。
一方面，而本发明是将每个车轮处当做对底盘5的力学支撑结构，通过分析整个高空作业车上所有车轮的支反力情况来获取整个底盘5承受的载荷，使得测量数据准确。第二，本发明中提供的检测件2优先选用轮辐式称重传感器，将该传感器设置在力学传导路径上，减少测量误差。同时，高空作业车中，尤其是剪叉式高空作业车一般用于工地厂房建设，行驶环境恶劣，进而使得高空作业车对场地环境要求较高，才能灵活转向。本发明提供的底盘检测装置，除了能单个车轮支反力检测准确，能根据不同工况的需求，检测底盘5所承受的负载，还能让每个车轮均能实现全方位旋转，具有多种运动模式，具有非常强的适应性和灵活性，能提高移动地盘中，复杂狭小路况下的转向问题，且能控制每个车轮的动力分配，大大提高控制容错率，减少危险情况发生。
具体地，在上述实施例的基础上，设置液压马达(图中未示出)，通过螺栓将液压马达固定在轮架1上，同时液压马达的输出轴与车轮的轮轴通过轴承传动，来使得液压马达输出扭矩带动车轮转动，车轮地面的摩擦力使车轮前进。在转向的过程中，轮架1轴与轴套4发生相对转动，即轮架1轴转动，而轴套4是始终保持不动，这样就能实现准确测量底盘5负载的情况下，还能具有优越的灵活性，适用于多种复杂工况下(例如各车辆转向不同)底盘5负载的测量。
本发明提供的实施例中，检测组件包括垫片6，垫片6套设于轮架1轴上，垫片6的上端与轴套4接触连接，垫片6的下端于检测件2相接触。垫片6优选弹性耐磨垫片6，上端与轴套4接触连接，下端与传感器(即检测件2)接触连接，套设于轮架1轴上，如此既保证地面与底盘5之间作用力的传递，又充分保证了车轮转动，通过分析车轮与底盘5之间的力传递路径和力平衡关系，可以看出，车轮和底盘5之间的力传导方式为串联，传感器设置在力传导路径中的必经环节，因此，本发明提供的底盘检测装置能直接实时且准确测量底盘5负载。
进一步地，检测组件包括轴承，轴承设于轮架轴与轴套之间。轮架1轴与轴承的内圈配合，轴套4的内侧壁与轴承的外圈配合。通过该结构实现轴套4与轮架1轴同轴相对转动，以减少轮架轴与轴套相对转动时的摩擦，即轮架1轴转动时，轴套4始终保持不动，这样就能实现准确测量底盘5负载的情况下，还能具有优越的灵活性，适用于多种复杂工况下(例如各车辆转向不同)底盘5负载的测量。
本发明提供的实施例中的，轴套4的顶部上设有遮挡部，与轴套4形成封闭腔，至少轮架1轴的顶部置于封闭腔内，在车轮独立换向时，遮挡部能防止异物落入轴套4与轮架1轴之间所导致的车轮独立换向失败。
其中，关于检测组件设置的数量，可根据车轮组件的数量来设置，检测组件设有多个，且分别与对应的车轮组件连接，在车轮组件具有独立换向的基础上，设置检测组件，将轮架1轴穿过检测件2，这样能保证底盘5上每个车轮组件上均安装有检测组件，对每个车轮上的支反力实时直接测量，继而能实现实时准确测量底盘5上的受力载荷，提高高空作业车的工作可靠性。
本发明提供一种底盘检测系统，底盘检测系统包括：布设于底盘5上不同检测点的多个检测件2，其中每个检测件2用于实施检测车轮支反力传导路径上车轮上的第一受力载荷，且多个检测件2形成检测底盘5工作负载的第一传感网络100，以及第一控制器200，被配置成：用于述第一传感网络100获取第一受力载荷，以确定底盘5工作负载，判断底盘5工作载荷是否超过第一预设负载阈值，若超过，则限制执行系统300动作和/或报警；和/或第一控制器200，被配置成：用于根据第一受力载荷确定第二受力载荷，判断第二受力载荷是否超过第二设定阈值，若超过，则限制执行系统300动作和/或报警；其中，第二受力载荷为任意相邻的两个所述检测件2实时检测所获得的第一受力载荷之和。
现有技术中，高空作业车载荷测量，是通过将压力传感器安装在剪叉举升机构的举升油缸上，用于检测举升油缸缸筒的压力；角度传感器可安装在底盘5或剪叉举升机构上，用于检测剪叉举升机构的举升角度；控制器用于计算工作平台载荷和控制行走和举升等动作，实时检测举升机构不同举升角度时对应的油缸压力，将获取的数据通过控制器进行复杂的计算，得出工作平台上的载荷，若计算出的载荷超过规定的最大载荷则限制举升、行走功能并报警，以此来实现避免因超载而导致稳定性不足。
较于现有技术，请如图7所示，本发明提供一种底盘检测系统，通过将检测件2布置在底盘5不同检测点处，且用于实时检测车轮支反力传导路径上车轮上的第一受力载荷，此处的检测点为车轮支反力传导路径，实现对车轮支反力的实时直接测量，当第一控制器200被配置成用于从第一传感网络100获取第一受力载荷，以确定底盘5工作负载，判断底盘5工作载荷是否超过第一预设负载阈值，若超过，则限制执行系统300动作和/或报警，进而使得底盘5具备称重功能。
除此之外，请如图8所示，将第一控制器200，被配置成：用于根据第一受力载荷确定第二受力载荷，判断第二受力载荷是否超过第二设定阈值，若超过，则限制执行系统300动作和/或报警；其中，所述第二受力载荷为任意相邻的两个所述检测件2实时检测所获得的所述第一受力载荷之和，此时底盘5具有防倾翻功能。
最优的是，请如图9所示，将第一控制器200配置成获取第一受力载荷确定底盘5工作负载的同时，还被配置成根据第一受力载荷确定第二受力载荷，而第二受力载荷是两个相邻车轮上所测得的两个第一受力载荷之和，一旦车轮上某一侧上的第二受力载荷超过第二设定阈值，就可能出现前翻、后翻以及左右两侧翻，第一控制器200如此设置，使得工作平台能实时称重的同时，还具备防倾翻功能。
其中，确定底盘5工作负载包括：从第一传感网络100获取底盘5空载，将每个检测件2所检测的第一受力载荷之和相加来确定第三受力载荷，将第三受力载荷减去底盘5空载获得底盘5工作载荷。
请如图5至图9所示，检测件2(即传感器)用于直接检测载荷重量，并将其载荷数据通过信号线直接传输至第一控制器200。以设置4个检测件2为例，第一控制器200直接接收4个传感器的实时载荷数据(m1、m2、m3、m4)，将4个载荷数据相加，然后减去空载时总重量m0，得到工作载荷重量mZ，即mZ＝(m1+m2+m3+m4)-m0。当计算的底盘5工作载荷超过第一预设负载阈值，第一控制器200限制举升、行走功能并报警。
第一控制器200将每个传感器实时载荷数据(m1、m2、m3、m4)分别加上传感器以下重量(mk1、mk2、mk3、mk4)，得到各轮支反力mf1、mf2、mf3、mf4(mf1＝m1+mk1、mf2＝m2+mk2、mf3＝m3+mk3、mf4＝m4+mk4)，再计算同侧车轮支反力之和(即第二受力载荷)ms1、ms2、ms3、ms4(ms1＝mf1+mf2、ms2＝mf2+mf3、ms3＝mf3+mf4、ms4＝mf4+mf1)。当任意一侧支反力(即第二受力载荷)小于设定阀值my(即第二设定阈值)时，第一控制器200限制举升、行走功能并报警。
其中，检测件2按上述的底盘检测装置配置，这样使得本申请提供的底盘检测装置在能实现单独转向的情况下能具备称重功能和/或防倾翻功能。可以大幅扩大高空中作业车地面角度适用范围，增加高空作业平台作业灵活性。
通过直接负载称重，得到的载荷结果精度高、稳定性好，并且在剪叉举升机构举升或下降时也波动很小，提高了超载报警的准确度，有利于提升剪叉式高空作业平台的安全性。同时底盘5测量系统调试简单，仅需要标定一次工作平台空载的状态，可提高调试效率。除此之外，操作手柄可直接显示载荷结果，作业人员的提升操作体验。
例如，当剪叉高空作业平台在20°斜坡行走时(见图10)，传统的检测方法会依据斜面倾斜角大于3°判定工作平台有倾翻风险，触发报警装置302报警，限制当前运动。而本申请采用的方法依据平台载荷小于最大规定载荷、前轮支反之力之和与后轮支反力之和均小于第二设定阈值，判定此时工作平台仍可正常工作，极大地扩大了工作平台的作业范围。
本发明提供一种高空作业车，高空作业车包括上述的底盘检测系统。
高空作业车包括与第一控制器通讯的执行系统300，执行系统300包括执行机构301和报警装置302，执行系统300用于在接收到第一控制器200发出的限制执行机构301动作和/或报警信号时，停止执行机构301和/或启动所述报警装置302。
另外，执行系统300还可以被配置为：当底盘5工作载荷超过第一预设负载阈值，执行机构301不能执行升降和/或行走指令。
另外，高空作业车包括执行系统300，执行系统300包括执行机构301和报警装置302，执行系统300被配置为：当第二受力载荷超过第二设定阈值，执行机构301不能执行升降和/或行走指令。
关于高空作业车所能达到的技术效果，请参见上述底盘检测装置、底盘检测系统，在此不再赘述。
本说明书中各实施例采用递进方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同或相似部分互相参见即可。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其他实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种底盘检测装置，其特征在于，包括检测组件，所述检测组件与车轮组件连接，用于检测单个车轮支反力，所述检测组件包括轮架；
检测件，所述检测件与所述轮架的顶部连接；
轮架轴，所述轮架轴贯穿所述检测件和所述轮架；
轴套，所述轴套与所述轮架轴同轴相对转动，所述轴套与所述底盘连接；
所述轮架轴的轴线与所述车轮支反力的方向平行，所述检测件与所述轴套的端部接触，用于检测沿所述轮架轴的轴线方向上的载荷。
2.根据权利要求1所述的底盘检测装置，其特征在于，所述检测组件包括垫片，所述垫片套设于所述轮架轴上，所述垫片的上端与所述轴套接触连接，所述垫片的下端于所述检测件相接触。
3.根据权利要求1所述的底盘检测装置，其特征在于，所述检测组件包括轴承，所述轴承设于所述轮架轴与所述轴套之间。
4.根据权利要求1所述的底盘检测装置，其特征在于，所述轴套的顶部上设有遮挡部，与所述轴套形成封闭腔，至少所述轮架轴的顶部置于所述封闭腔内。
5.根据权利要求1至4任意一项所述的底盘检测装置，其特征在于，所述检测组件设有多个，且分别与对应的车轮组件连接。
6.一种底盘检测系统，其特征在于，所述底盘检测系统包括：布设于底盘上不同检测点的多个检测件，其中每个检测件用于实时检测车轮支反力传导路径上车轮上的第一受力载荷，且所述多个检测件形成检测所述底盘工作负载的第一传感网络，以及
第一控制器，被配置成：用于从所述第一传感网络获取所述第一受力载荷，以确定所述底盘工作负载，判断所述底盘工作载荷是否超过第一预设负载阈值，若超过，则限制执行系统动作和/或报警；和/或
第一控制器，被配置成：用于根据第一受力载荷确定第二受力载荷，判断所述第二受力载荷是否超过第二设定阈值，若超过，则限制执行系统动作和/或报警；其中，所述第二受力载荷为任意相邻的两个所述检测件实时检测所获得的所述第一受力载荷之和。
7.根据权利要求6所述的底盘检测系统，其特征在于，确定所述底盘工作负载包括：从所述第一传感网络获取所述底盘空载，将每个所述检测件所检测的所述第一受力载荷之和相加来确定第三受力载荷，将所述第三受力载荷减去所述底盘空载获得所述底盘工作载荷。
8.根据权利要求6所述的底盘检测系统，其特征在于，所述检测件按权利要求1至权利要求5任意一项所述的底盘检测装置配置。
9.一种高空作业车，其特征在于，所述高空作业车包括权利要求6-8任一项权利要求所述的底盘检测系统。
10.根据权利要求9所述的高空作业车，其特征在于，所述高空作业车包括与所述第一控制器通讯的执行系统，所述执行系统包括执行机构和报警装置，所述执行系统用于在接收到所述第一控制器发出的限制执行机构动作和/或报警信号时，停止所述执行机构和/或启动所述报警装置。
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