CN209010109U - Pid控制的高空作业车工作平台调平装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种PID控制的高空作业车工作平台调平装置，包括大臂变幅油缸、伸缩臂、调平油缸、连板、小臂主臂、小臂副臂、小臂变幅油缸、回转马达、托架、工作斗和角度传感器；所述伸缩臂与车体铰接，伸缩臂与大臂变幅油缸铰接，大臂变幅油缸与车体铰接；伸缩臂与连板铰接，调平油缸与连板铰接，小臂主臂与连板铰接。本实用新型本实用新型中当大臂变幅油缸伸缩使伸缩臂发生角度变化时，工作斗就会与地面不平行，发生倾斜，角度传感器将信号反馈给控制器，控制器发出信号给调平油缸动作，而这时小臂变幅缸不动作，则小臂总成就相当于一个固定结构件，与工作斗形成整体，在调平油缸的作用下一起动作，来保证工作斗水平。

Description

PID控制的高空作业车工作平台调平装置

技术领域

本实用新型属于作平台调平技术领域，具体涉及一种PID控制的高空作业车工作平台调平装置。

背景技术

高空作业车是高空设备安装、维护、清洗的特种车辆，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，主要作用是用来运送人员、工具和材料到高空指定位置进行工作的专用车辆。其工作平台在高空作业车工作时，需要始终保持处于水平状态，以确保平台作业人员的平衡安全地进行高空作业，因此需要设置工作平台高平装置，其目的在于臂架仰角变化时调节平台与臂架的夹角，使工作平台始终处于水平。

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。此三类高空作业车目前市场多采用平行四边形连杆调平、链条链轮式调平、液压缸差补调平三种形式。前两种形式均是通过拉杆或链条保持与工作平台(含载荷)重力力矩的平衡，使工作平台处于水平，该两种形式具有结构简单、平衡效果好的优点，但在高空作业过程中，只能保证工作斗不向重力力矩方向倾翻，但在反方向上则缺少保护，运动冲击或作业平台受到与重力力矩相反方向的力矩作用时，作业平台有向重力力矩相反方向倾翻的可能，导致人员和物料从工作平台内倒出，因此存在安全隐患；最后一种调平方式具有调节过程平稳的优点，缺点必须在工作前手动调平，若手动调不平，在工作过程中一般是保持这种不平的状态，不够自动化且存在安全隐患。

申请号为201210520175.6的中国实用新型专利《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伸缩，进上步拉动由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虽可使工作斗相对于小臂作较大角度并且比较顺畅的旋转，但是实现调平的机械结构太过复杂且需要四杆联动。

实用新型内容

针对上述问题，本实用新型提供一种通过PID控制的高空作业车自动调平装置，结构简单，生产成本低，自动化程度高，控制方式先进等优点，适用于各种形式的高空作业车。

为了实现上述目的，本实用新型的技术方案如下。

一种PID控制的高空作业车工作平台调平装置，包括大臂变幅油缸、伸缩臂、调平油缸、连板、小臂主臂、小臂副臂、小臂变幅油缸、回转马达、托架、工作斗和角度传感器；所述伸缩臂与车体铰接，伸缩臂与大臂变幅油缸铰接，大臂变幅油缸与车体铰接；伸缩臂与连板铰接，调平油缸与连板铰接，小臂主臂与连板铰接，小臂副臂、小臂变幅油缸与连板铰接，小臂主臂与小臂变幅油缸铰接，小臂主臂与回转马达机体铰接，小臂副臂与回转马达机体铰接，回转马达的回转部件与托架通过螺柱固定连接，托架与工作斗焊接固定连接，角度传感器固定在工作斗上。

进一步地，连板、小臂主臂、小臂副臂、回转马达组成平行四边形。当小臂变幅缸动作，小臂升降的过程中工作斗保持水平不变，也就是说小臂在升降的过程中，不需要工作斗调平，只有在大臂升降的过程中，才需要工作斗的自动调平功能，所以在具体的工作过程中，我们只需要在大臂升降的过程中调平工作斗，这样简单实用。

本实用新型小臂总成中，小臂变幅缸位于小臂总成构成的平行四边形中间，小臂变幅缸的动作，而在调平油缸不动作的时候，连板就不会动作，从而只会使小臂主臂和小臂副臂的距离变大或变小，这样会导致回转马达带着工作斗做平行上下运动，但不会使工作斗发生角度变化，这就是说，小臂总成的动作不需要自动调平功能。

该实用新型的有益效果在于：本实用新型本实用新型中当大臂变幅油缸伸缩使伸缩臂发生角度变化时，工作斗就会与地面不平行，发生倾斜，角度传感器将信号反馈给控制器，控制器发出信号给调平油缸动作，而这时小臂变幅缸不动作，则小臂总成就相当于一个固定结构件，与工作斗形成整体，在调平油缸的作用下一起动作，来保证工作斗水平。

附图说明

图1是本实用新型应用在自行走高空作业车上工作结构整体示意图。

图中标记说明：1、大臂变幅油缸；2、伸缩臂；3、调平油缸；4、连板；5、小臂主臂；6、小臂副臂；7、小臂变幅油缸；8、回转马达；9、托架；10、工作斗；11、角度传感器。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式进行描述，以便更好的理解本实用新型。

如图1所示的PID控制的高空作业车工作平台调平装置，包括大臂变幅油缸1、伸缩臂2、调平油缸3、连板4、小臂主臂5、小臂副臂6、小臂变幅油缸7、回转马达8、托架9、工作斗10和角度传感器11；伸缩臂2与车体通过H点铰接，伸缩臂2与大臂变幅油缸1通过J点铰接，大臂变幅油缸1与车体通过I点铰接；伸缩臂2与连板4通过A点铰接，调平油缸3与连板4通过C点铰接，小臂主臂5与连板4通过B点铰接，小臂副臂6、小臂变幅油缸7与连板4通过D点铰接，小臂主臂5与小臂变幅油缸7通过E点铰接，小臂主臂5与回转马达8机体通过F点铰接，小臂副臂6与回转马达8机体通过G点铰接，回转马达8的回转部件与托架9通过螺柱固定连接，托架9与工作斗10焊接固定连接，角度传感器11固定在工作斗上。

本实用新型的小臂总成由连板4、小臂主臂5、小臂副臂6、回转马达8组成平行四边形，当小臂变幅缸7动作，小臂升降的过程中工作斗保持水平不变，也就是说小臂在升降的过程中，不需要工作斗调平，只有在大臂升降的过程中，才需要工作斗的自动调平功能，所以在具体的工作过程中，我们只需要在大臂升降的过程中调平工作斗，这样简单实用。

本实用新型小臂总成中，小臂变幅缸7位于小臂总成构成的平行四边形中间，小臂变幅缸7的动作，而在调平油缸3不动作的时候，连板4就不会动作，从而只会使小臂主臂5和小臂副臂6的距离变大或变小，这样会导致回转马达8带着工作斗10做平行上下运动，但不会使工作斗发生角度变化，这就是说，小臂总成的动作不需要自动调平功能。

当大臂变幅油缸1升起和降落时，工作斗10与地面就不能保持平行，而成一定角度，站在工作斗工作的人就会感到不适且存在不安全因素，这时角度传感器的由0度变大或变小，传感器输出0-10V电压给控制器，控制器接受到信号做相应的转变，输出给调平油缸3的电磁阀，使调平油缸3做相应的调平动作，但是做简单的调平动作是不能满足工作要求的，因为变幅的速度是不定的，这就需要调平油缸3随着变幅油缸1的速度而变化，变幅油缸1快时调平油缸3也要快，大臂变幅油缸1慢时调平油缸3也要慢，且不能有相应的滞后，如果有滞后，站在工作斗中的人就会感到不适，没有安全感，这就需要工作斗10随着大臂的变幅而做相应的角度调整，始终保持与地面平行，这种能随变幅油缸1速度变化通过角度传感器反应到调平油缸3上的速度变化，且没有滞后和急起急停的过程就是PID控制过程。

本实施例中伸缩臂2在伸缩过程中，工作斗的角度是不发生变化的，因此工作斗是不需要调平的；小臂主臂5与小臂副臂6及连板4和回转马达8组成的小臂总成是一个平行车边形结构，所以它在调节的过程中任何两条边都是保持平行的，所以工作斗在小臂总成升降的过程中是不需要调平的，这就是说本实用新型的工作斗的调平仅在大臂变幅油缸1的变幅过程中需要调平，这种结构也比现在市场上的其它结构简单。

以上实施例的角度传感器是0-10V电压信号，也可以是4-20MA的电流信号及电阻信号等，以信号稳定、调平及时稳定为原则。

为保证在自动调平过程中液压油管破裂导致的工作斗10的突然倾斜，给操作人员造成危险，本实用新型调平油缸3采用双向互锁平稳阀结构；保证了操作人员的绝对安全。

本实施例中的所有铰接点都采用销轴与无油轴承的配合，在保证同心度的基础上，就保证了各个铰接部位的灵活动作，实现了响应速度快，无滞后和卡涉现象。缩短了在电信号接受发出给电磁阀到油缸动作的时间，使操作人员没有不安全感。

本实施例中在工作斗10中还设有手动调平工作斗的功能，手动调平开关直接作用于电磁阀，来控制电磁阀的通断电，保证了在自动调平功能中的任何一个环节出现问题，工作斗还能顺利的把操作人员从高空返回地面。

本实施例中在PID实际调节过程中，要现场监控波形图，操作伸缩臂2升降多次，在此过程中观察PID波形图，根据波形图分别对P、I、D三个参数做相应的调整，当波形图出现近视于一条直线时，说明工作斗10已经平稳。本实施例中用PID波形图调节的优点在于目测无法辨别的提前和滞后，都可以在波形图上反应出来。

以上所述是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本实用新型的保护范围。

Claims (2)

1.一种PID控制的高空作业车工作平台调平装置，其特征在于：包括大臂变幅油缸、伸缩臂、调平油缸、连板、小臂主臂、小臂副臂、小臂变幅油缸、回转马达、托架、工作斗和角度传感器；所述伸缩臂与车体铰接，所述伸缩臂与大臂变幅油缸铰接，所述大臂变幅油缸与车体铰接；所述伸缩臂与连板铰接，所述调平油缸与连板铰接，所述小臂主臂与连板铰接，所述小臂副臂、小臂变幅油缸与连板铰接，所述小臂主臂与小臂变幅油缸铰接，所述小臂主臂与回转马达机体铰接，所述小臂副臂与回转马达机体铰接，所述回转马达的回转部件与托架通过螺柱固定连接，所述托架与工作斗焊接固定连接，所述角度传感器固定在工作斗上。

2.根据权利要求1所述的PID控制的高空作业车工作平台调平装置，其特征在于：所述连板、小臂主臂、小臂副臂、回转马达组成平行四边形。