CN209113441U - 一种高空作业车 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种高空作业车，包括车体及设置于车体上的底盘，底盘上靠近车头的位置设置有转台，转台上固定设置有转轴，转轴的端部铰接有作业臂，作业臂的端部铰接有作业平台，作业臂的下方设置有伸缩液压缸，伸缩液压缸的两端分别铰接于作业臂和转轴上，伸缩液压缸的油路上设置有第一电磁阀，转轴与作业臂铰接的部位设置有角度传感器，工作臂上设置有长度传感器，转台上设置有角度编码器，作业平台的底部设置有激光测距仪，角度传感器、长度传感器、角度编码器和激光测距仪分别与控制单元相连，控制单元控制连接第一电磁阀及转台。本实用新型能够使工作臂按照设定好的路线移动至下一位置，无需工作人员反复操作手柄，从而提高工作效率。

Description

一种高空作业车

技术领域

本实用新型涉及一种高空作业车。

背景技术

目前，公知的高空作业车是由支腿机构、举升机构、伸缩机构、作业臂机构、回转机构、作业平台、调平机构、专用底盘及整车液压系统组成，是一种运送工作人员或使用器材到指定高度进行作业的特种工程车辆，其作业平台是承载工作人员和使用器材的装置。

利用该设备进行作业时，液压系统驱动作业臂运转，将工作人员和使用器材运送到所需高度以进行高空作业。但是，在空中作业过程中，为使操作平台到达指定作业点，操作人员需要不断变换操作控制手柄，这对操作人员的技能和熟练程度提出了较高要求。

如图1所示，伸缩臂高空作业车进行从A点到C点高度进行作业时（沿着墙壁垂直升降），普通操作中设备末端的操作平台最理想运动轨迹路线为A-C，但操作人员很难操纵平台按路线A-C运动，往往需要交替使用变幅手柄和伸缩手柄，调整多次才能从A点到达C点，如路线A-B-C。

如图2所示，当需要从D点到F点调整高空作业车作业平台高度时，操作平台最理想运动轨迹路线为D-F，但普通操作很难操纵平台按D-F路线运动，往往需要交替使用变幅手柄和伸缩手柄，调整多次才能从D点到达F点，如路线D-E-F。其中，路线E-F操作需实现调整作业平台水平高度而保持作业平台高度不变的操作，同样需要交替使用变幅手柄和伸缩手柄。给工作人员带来不便，极大地降低了工作效率。

因此，设计一种轨迹控制装置，实现便捷有效操作，是操作平台快速稳定到达作业点，是一个亟待解决的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种高空作业车，能够使作业平台快速稳定地到达作业点，无需工作人员反复操作手柄，从而提高工作效率。

为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种高空作业车，包括车体及设置于车体上的底盘，所述底盘上靠近车头的位置设置有转台，转台上固定设置有转轴，转轴的端部铰接有作业臂，作业臂的端部铰接有作业平台，所述作业臂的下方设置有用于驱动作业臂上升和下降的伸缩液压缸，伸缩液压缸的两端分别铰接于作业臂上和转轴上，伸缩液压缸的油路上设置有第一电磁阀，所述作业臂内设置有用于驱动作业臂伸出和缩回的变幅液压缸，变幅液压缸的油路上设置有第二电磁阀，所述转轴与作业臂铰接的部位设置有角度传感器，工作臂上设置有长度传感器，转台上设置有角度编码器，作业平台的底部设置有激光测距仪，所述角度传感器、长度传感器、角度编码器和激光测距仪分别与控制单元相连，控制单元设置于高空作业车的控制室内，控制单元控制连接第一电磁阀、第二电磁阀及转台。

优选的，所述作业臂采用三节可伸缩机械臂，其中，与转轴铰接的为基本臂，其余两个为伸缩臂。

优选的，所述长度传感器焊接于工作臂的基本臂上，长度传感器上引出测量电缆，测量电缆固定于第一节伸缩臂的尾端，当伸缩臂进行伸缩运动时，测量电缆随之运动，将测量的长度值转化为电压信号。

优选的，所述控制单元包括多个放大电路及多个V/F变换电路，各个放大电路的输入端分别与角度传感器、长度传感器和角度编码器相连，各个放大电路的输出端分别经各个V/F变换电路与单片机相连，激光测距仪直接与单片机相连，单片机的输出端控制连接第一电磁阀、第二电磁阀及转台。

优选的，所述放大电路采用运算放大器，V/F变换电路采用电压-频率转换器，运算放大器的反相输入端经第一电阻连接输入信号，运算放大器的正相输入端经第一电容接地，第一电容两端并联有第二电阻，远算放大器的输出端依次经第三电阻和第四电阻与电压-频率转换器的比较输入端相连，第三电阻和第四电阻的公共端经第一二极管接地，第三电阻和第四电阻的公共端还经第二电容与运算放大器的反相输入端相连，电压-频率转换器的电流输出端也与运算放大器的反相输入端相连，电压-频率转换器的RC定时电路端经第五电阻连接电源正极，电压-频率转换器的RC定时电路端还经第三电容接地，电压-频率转换器的基准电流端经第六电阻接地，第六电阻两端并联有由第七电阻和第八电阻组成的串联电路，第七电阻和第八电阻的公共端与三极管的发射极相连，三极管的集电极连接电源正极，三极管的基极与电压-频率转换器的基准电流端相连，电压-频率转换器的阈值端经第九电阻接地，第九电阻两端并联有第四电容，电压-频率转换器的阈值端还经第十电阻连接电源正极，电压-频率转换器的频率输出端连接单片机的I/O接口。

优选的，所述运算放大器采用LF356输入型运算放大器，电压-频率转换器采用LM331电压/频率转换器集成电路。

本实用新型通过在转轴与基本臂铰接的部位设置角度传感器，在工作臂上设置长度传感器，在转台上设置角度编码器，在作业平台的底部设置激光测距仪，来对作业平台的当前位置进行检测，由控制单元根据检测结果计算下一位置所需补偿的作业臂的长度和角度，从而使工作臂按照设定好的路线动作，作业臂可以沿着墙壁垂直上升下降而保持水平距离不变，可以保持作业高度不变而调整作业平台水平位置，还可以沿直线调整作业平台在同一竖直面的位置，无需工作人员反复操作手柄，从而提高工作效率。

附图说明

图1为现有的高空作业车竖直工作的工作状态示意图；

图2为现有的高空作业车水平工作的工作状态示意图；

图3为本实用新型的结构示意图；

图4为本实用新型所述作业平台竖直升降时的使用状态图；

图5为本实用新型所述作业平台水平移动时的使用状态图；

图6为本实用新型所述控制单元的原理框图；

图7为本实用新型所述放大电路及V/F变换电路的电路原理图。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型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实用新型的部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的其他所有实施例，都属于本实用新型的保护范围。

如图3至图7所示，本实用新型公开了一种高空作业车，包括车体1及设置于车体1上的底盘6，底盘6上靠近车头的位置设置有转台2，转台2上固定设置有转轴3，转轴3的端部铰接有作业臂4，作业臂4的端部铰接有作业平台8，在本实施例中，作业臂4采用三节可伸缩机械臂，其中，与转轴3铰接的为基本臂，其余两个为伸缩臂，基本臂的下方设置有用于驱动作业臂4上升和下降的伸缩液压缸5，伸缩液压缸5的两端分别铰接于基本臂上和转轴3上，伸缩液压缸5的油路上设置有第一电磁阀，作业臂4内设置有用于驱动作业臂4伸出和缩回的变幅液压缸，变幅液压缸的油路上设置有第二电磁阀，转轴3与基本臂铰接的部位设置有角度传感器，工作臂4上设置有长度传感器7，转台2上设置有角度编码器，作业平台8的底部设置有激光测距仪9，角度传感器、长度传感器7、角度编码器和激光测距仪9分别与控制单元相连，控制单元设置于高空作业车的控制室内，控制单元控制连接第一电磁阀、第二电磁阀及转台2，其中长度传感器7焊接于工作臂4的基本臂上，长度传感器7上引出测量电缆，测量电缆固定于第一节伸缩臂的尾端，当伸缩臂进行伸缩运动时，测量电缆随之运动，将测量的长度值转化为电压信号；角度传感器用于采集作业臂4相对于水平面之间的转角，角度编码器用于采集作业臂4相对于底盘6的转动角度，激光测距仪9用于采集作业平台8的当前高度。

控制单元用于根据各个传感器的信号，计算下一位置所需补偿的作业臂的长度和角度，控制单元包括多个放大电路及多个V/F变换电路，各个放大电路的输入端分别与角度传感器、长度传感器7和角度编码器相连，各个放大电路的输出端分别经各个V/F变换电路与单片机相连，激光测距仪9直接与单片机相连，单片机的输出端控制连接第一电磁阀、第二电磁阀及转台2。

传感器采集到的微小信号经过线路传输,容易受到线路温度的影响,导致误差，放大电路用于对各个传感器采集到的信号进行放大，电压-频率转换器能够将电压信号转换为频率信号，不仅能够减小传输误差，而且方便单片机采样和处理，且电路简单。

放大电路采用运算放大器U1，V/F变换电路采用电压-频率转换器U2，运算放大器U1的反相输入端经第一电阻R1连接输入信号，运算放大器U1的正相输入端经第一电容C1接地，第一电容C1两端并联有第二电阻R2，远算放大器U1的输出端依次经第三电阻R3和第四电阻R4与电压-频率转换器U2的比较输入端（7引脚）相连，第三电阻R3和第四电阻R4的公共端经第一二极管D1接地，第三电阻R3和第四电阻R4的公共端还经第二电容C2与运算放大器U1的反相输入端相连，电压-频率转换器U2的电流输出端（1引脚）也与运算放大器U1的反相输入端相连，电压-频率转换器U2的RC定时电路端（5引脚）经第五电阻R5连接电源正极VCC，电压-频率转换器U2的RC定时电路端（5引脚）还经第三电容C3接地，电压-频率转换器U2的基准电流端（2引脚）经第六电阻R6接地，第六电阻R6两端并联有由第七电阻R7和第八电阻R8组成的串联电路，第七电阻R7和第八电阻R8的公共端与三极管VT1的发射极相连，三极管VT1的集电极连接电源正极VCC，三极VT1管的基极与电压-频率转换器U2的基准电流端（2引脚）相连，电压-频率转换器U2的阈值端（6引脚）经第九电阻R9接地，第九电阻R9两端并联有第四电容C4，电压-频率转换器U2的阈值端（6引脚）还经第十电阻R10连接电源正极VCC，电压-频率转换器U2的频率输出端（3引脚）连接单片机的I/O接口。

其中，运算放大器U1采用LF356输入型运算放大器，电压-频率转换器U2采用LM331电压/频率转换器集成电路，角度传感器采用XYK-BMJ-38Z6-V型角度传感器，角度编码器采用A170型角度编码器，长度传感器采用ZLS-Px系列长度传感器，单片机采用STC89C51单片机。

当工作人员完成当前作业高度作业任务，需调整作业位置时，控制单元根据各个传感器和编码器的检测结果计算下一位置所需补偿的作业臂的长度和角度，从而使工作臂按照设定好的路线移动至下一位置，作业臂可以沿着墙壁垂直上升下降而保持水平距离不变，可以保持作业高度不变而调整作业平台水平位置，还可以沿直线调整作业平台在同一竖直面的位置，无需工作人员反复操作手柄，从而提高工作效率。

Claims (6)

1.一种高空作业车，包括车体及设置于车体上的底盘，其特征在于：所述底盘上靠近车头的位置设置有转台，转台上固定设置有转轴，转轴的端部铰接有作业臂，作业臂的端部铰接有作业平台，所述作业臂的下方设置有用于驱动作业臂上升和下降的伸缩液压缸，伸缩液压缸的两端分别铰接于作业臂上和转轴上，伸缩液压缸的油路上设置有第一电磁阀，所述作业臂内设置有用于驱动作业臂伸出和缩回的变幅液压缸，变幅液压缸的油路上设置有第二电磁阀，所述转轴与作业臂铰接的部位设置有角度传感器，工作臂上设置有长度传感器，转台上设置有角度编码器，作业平台的底部设置有激光测距仪，所述角度传感器、长度传感器、角度编码器和激光测距仪分别与控制单元相连，控制单元设置于高空作业车的控制室内，控制单元控制连接第一电磁阀、第二电磁阀及转台。

2.如权利要求1所述的一种高空作业车，其特征在于：所述作业臂采用三节可伸缩机械臂，其中，与转轴铰接的为基本臂，其余两个为伸缩臂。

3.如权利要求2所述的一种高空作业车，其特征在于：所述长度传感器焊接于工作臂的基本臂上，长度传感器上引出测量电缆，测量电缆固定于第一节伸缩臂的尾端，当伸缩臂进行伸缩运动时，测量电缆随之运动，将测量的长度值转化为电压信号。

4.如权利要求2或3所述的一种高空作业车，其特征在于：所述控制单元包括多个放大电路及多个V/F变换电路，各个放大电路的输入端分别与角度传感器、长度传感器和角度编码器相连，各个放大电路的输出端分别经各个V/F变换电路与单片机相连，激光测距仪直接与单片机相连，单片机的输出端控制连接第一电磁阀、第二电磁阀及转台。

5.如权利要求4所述的一种高空作业车，其特征在于：所述放大电路采用运算放大器，V/F变换电路采用电压-频率转换器，运算放大器的反相输入端经第一电阻连接输入信号，运算放大器的正相输入端经第一电容接地，第一电容两端并联有第二电阻，远算放大器的输出端依次经第三电阻和第四电阻与电压-频率转换器的比较输入端相连，第三电阻和第四电阻的公共端经第一二极管接地，第三电阻和第四电阻的公共端还经第二电容与运算放大器的反相输入端相连，电压-频率转换器的电流输出端也与运算放大器的反相输入端相连，电压-频率转换器的RC定时电路端经第五电阻连接电源正极，电压-频率转换器的RC定时电路端还经第三电容接地，电压-频率转换器的基准电流端经第六电阻接地，第六电阻两端并联有由第七电阻和第八电阻组成的串联电路，第七电阻和第八电阻的公共端与三极管的发射极相连，三极管的集电极连接电源正极，三极管的基极与电压-频率转换器的基准电流端相连，电压-频率转换器的阈值端经第九电阻接地，第九电阻两端并联有第四电容，电压-频率转换器的阈值端还经第十电阻连接电源正极，电压-频率转换器的频率输出端连接单片机的I/O接口。

6.如权利要求5所述的一种高空作业车，其特征在于：所述运算放大器采用LF356输入型运算放大器，电压-频率转换器采用LM331电压/频率转换器集成电路。