一种高空作业车工作斗的调平方法
高空作业车吊篮调平原理
高空作业车吊篮调平原理
高空作业车的吊篮调平原理是指通过一系列机械或电动装置来调整吊篮的水平状态，以确保在高空作业过程中工作人员的安全和工作效率。
吊篮调平原理通常包括以下几个方面：
1. 悬挂系统，高空作业车的吊篮通常采用液压系统或电动系统来实现调平。
液压系统通过控制液压缸的伸缩来调整吊篮的倾斜状态，而电动系统则通过电动机驱动齿轮或蜗杆装置来实现调平。
2. 控制系统，吊篮调平通常由操作员通过控制台或遥控器来实现。
操作员可以通过控制按钮或摇杆来调整吊篮的倾斜角度，以保持水平状态。
3. 传感器，为了确保吊篮的稳定性和安全性，通常会在吊篮上安装倾斜传感器或称重传感器。
这些传感器可以实时监测吊篮的倾斜角度和载荷情况，并将数据反馈给控制系统，从而实现自动调平或者提醒操作员进行调整。
4. 安全保护装置，为了防止意外情况发生，吊篮调平系统通常会配备紧急停止按钮、过载保护装置等安全保护装置，一旦发生异
常情况，系统可以及时停止工作，保障工作人员的安全。
总的来说，高空作业车吊篮调平原理是通过悬挂系统、控制系统、传感器和安全保护装置等多种装置的协同作用，来实现吊篮在高空作业过程中的稳定和安全。
这些装置能够保证吊篮在不同工作环境下的平稳运行，提高工作效率，同时也保障工作人员的安全。
高空作业车工作平台调平机构
中国矿业大学机电工程学院胡元关键词：高空作业车作业平台调平机构高空作业车是电力、通讯、交通、市政、消防、救援、建筑等行业进行施工、维护修理等作业的理想设备。
随着我国国民经济的蓬勃发展，高空作业车的需求量迅速上升。
高空作业车的升降方式有折叠式、伸缩式和混合式等多种形式，作业高度从十几米到几十米不等，其工作平台的调平方式经历了从自重调平到电液调平的发展过程［１１２１３１。
本文介绍高空作业车工作平台常用的调平技术。
１利用平台自重的调平机构利用平台自重调平是出现最早、结构最简单的一种工作平台调平方式，其原理见图１，平台的重心在作业平台１与臂杆３连接的转动铰点２的正下方，且靠近底部，利用工作平台和载荷的重力作用使平台无论如何升降都能自动保持水平状态。
该方法结构简单、重量轻、调整维修方便、成本低，但易晃动，特别是当操作人员在平台中的位置变动时，平台产生摇动，操作人员有不安全的感觉，因此在平台达到作业位置后要使用锁紧机构防止摇动，操作起来－－－——３４－－－——ｌ，作业平台２．铰点３．臂杆图１自重调平机构示意图比较麻烦，只在工作高度较低、技术性能低的作业车上使用，现在已较少采用。
２平行四连杆调平机构平行四连杆调平机构由一组或多组平行四边形连杆机构组成，原理见图２，调平机构一端与工作平台４相连，另一端与回转台１连接，上平行四边形３和下平行四边形２相连处的短边固联在一起，利用平行四边形在变形过程中两组对边始终分别保持平行的原理，无论折叠臂如何升降，工作平台始终保持水平状态。
其调平过程是连续的，具有调平可靠、同步眭好的特点。
且在实际应用中折叠臂本身可以作为平行四边形的一个边，因此结构比较简单，主要用在折叠臂式高空作业车上。
缺点是平行四连杆机构只能在臂杆外侧布置，结构不紧凑，由于平行四连杆的限制，臂杆之间的工作角度范围小于１８０。
１．回转台２．下平行四边形３．上平行四边形４．工作平台图２平行四连杆调平机构示意图３链条链轮式调平机构链条链轮式调平机构是由平行四连杆调平机构演变而来的，原理见图３，链轮３固定在工作平台２上，链轮６固定在回转台１上，４和５都是双联链轮，所有链轮齿数和齿形参数均相同，链轮之间绕有链条。
车载式高空作业车平台调平机构
车载式高空作业车平台调平机构车载式高空作业车平台调平机构车载式高空作业车从结构形式上分折叠臂式、伸缩臂式和混合臂式等3种，平台调平机构的形式大致分为自重调平机构、平行四连杆调平机构、链条链轮式调平机构、静液压调平机构(伺服液压缸调平机构)和电液调平机构等。
当高空作业车臂架升降过程中，臂架和水平面必然会产生一定的夹角，引起平台以相同角度倾斜，因此，要求调平机构能够实时地对平台的倾斜角度进行调整，使平台处于要求的安全状态。
不同的调平方式，对实时调整平台的倾斜角度有所差别。
自重调平机构平台的重心在作业平台与臂杆连接的转动铰点的正下方，且靠近底部，利用工作平台和载荷的重力作用可以使平台无论如何升降都能自动保持在接近水平的状态。
该方法结构简单，重量轻，调整维修方便，成本低，但调整精度不高，且易晃动，特别是当操作人员在平台中的位置变动时，平台产生摇动，操作人员有不安全的感觉。
因此，在平台达到作业位置后要使用锁紧机构防止晃动，操作起来比较麻烦，仅在工作高度较低、技术性能低的作业车上使用，现在已较少使用。
平行四连杆调平机构平行四连杆调平机构由多组平行四边形连杆机构组成，调平机构一端与平台相连，另一端与转台连接，上平行四边形和下平行四边形相连处的短边固联在一起，利用平行四边形在变形过程中2组对边始终分别保持平行的原理，无论折叠臂如何升降，工作平台始终保持水平状态。
调平过程是连续的，具有调平可靠、同步性好的特点，且在实际应用中折叠臂本身可作为平行四边形的1个边。
因此，结构比较简单，主要用在折叠臂式高空作业车上。
早期的平行四连杆机构布置在臂架的外侧，结构不紧凑，现在可将其布置在臂内侧，但缺点是由于平行四连杆的限制，与平台连接的吊臂和平台之间的工作角度范围小于180。
，控制精度不高。
将链条更换成钢丝绳，也可起到调平作用，但由于钢丝绳是柔性连接，故在调平精度和平稳性能方面不如链条链轮式好。
目前，2节折臂且带有1节小臂的折叠臂高空作业车多使用链条链轮拉杆式调平机构。
一种高空作业车工作斗的调平方法
文 章编 号 ： １ ６ ７ ２ －３ ７ ９ ｌ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ５ （ ａ ） － Ｏ ０ ７ ４ －Ｏ ２
近年来 ， 随 着 国 内制 造 业 的发 展 ， 高 空 工 作 臂 已 相 对 较 柔 ， 因 为 机 械 惯 性 和 液 压 动 作 方 向 ， 从 而 实 现 工作 斗 的 调 平 运 动 控 作业车 类产品的需 求量在逐年增 加 ， 用 户 系 统 冲 击 的 原 因会 产 生 许 多 未 知 的 扰 动 ， 对 其 性 能 的 要 求 也越 来 越 高 。 高 空 作 业 车 这 时 斗 内 工 作 人 员会 有 不 适 的 感 觉 。 的 工作 斗 ， 作为载 人装用 户关 注 。
量， 需 要 调 整 的 方 向 和 得 到 调 整运 动 时 的
加， 要 设 计 一 套 随 着 工 作 臂 联 动 的 机 械 调 １ 系统 组成
平 机 构 几乎 成 为 了不 可 能 。 同时， 因 为没 有
可 视 或 可 听 的 安 全 反馈 装 置 ， 机械 结构 出 问题时 ， 可能 无 法 保 证 斗 内 作 业 人 员 的 安
方向， 冲量 ， 弹性 势能 ， 振 动方 向和 幅度 等参 数 ， 由程序依 据分 析 出的参数 ， 按 颓先设 定的规 则从 逻辑 上抑制 系统扰 动 的产生 。 同时 ， 用程
序控 ． ｊ 的方法 ， 使高 空作 业车的各运 劝部件 ， 可以按 设 定的运 动规律 自动协 同作 业 。 并且利 用高空作业 丰各运 动部件 的运 动惯性 ， 互 相抵
一种高空作业车工作斗的调平方法
一种高空作业车工作斗的调平方法近年来，随着国内制造业的发展，高空作业车类产品的需求量在逐年增加，用户对其性能的要求也越来越高。
高空作业车的工作斗，作为载人装置，在设备工作时，工作斗的平稳性，越来越被用户关注。
工作斗调平装置有采用机械连杆机构的，即通过齿轮和链条保证工作臂变幅时工作斗的联动，以此保持工作斗的水平。
机械连杠式调平机构增加了高空车工作臂的设计难度，随着高空作业车工作高度的增加，要设计一套随着工作臂联动的机械调平机构几乎成为了不可能。
同时，因为没有可视或可听的安全反馈装置，机械结构出问题时，可能无法保证斗内作业人员的安全。
也有依赖PID算法来调节的电液比例调节装置，这种方法系统简单，比较容易实现。
但是，当设备使用一段时间后，设备的机械和液压特性可能发生了改变，这时候需要重新整定PID参数才能保证调平装置工作的正确性。
同时，当到了一定高度后，工作臂已相对较柔，因为机械惯性和液压系统冲击的原因会产生许多未知的扰动，这时斗内工作人员会有不适的感觉。
本系统使用电液比例阀，增加工作斗水平倾角传感器、工作臂倾角传感器，同时采集机手的操纵信号，采用可编程PLC控制器编写程序，对工作斗的运动按设定的规律进行控制，从而实现各种情况下高空作业车工作斗的自动调平。
1 系统组成电控系统由PLC可编程控制器、两个倾角传感器、操纵手柄和电比例阀组成。
工作斗水平倾角传感器，将工作斗的倾斜角度变化传给可编程序控制器。
工作臂倾角传感器，将工作臂的变化情况传给可编程序控制器。
控制器将接收的传感器信号和人的操纵信号，按设定的算法运算后，控制各电磁阀的工作状态，按电液比例算法精确计算和控制调平油缸的动作量和动作方向，从而实现工作斗的调平运动控制（如图1）。
2 工作原理（1）该方法依据工作臂倾角传感器来判断臂架的工作情况，计算出臂架相对于水平面的夹角变化量，计算出臂架的变幅方向、振动幅度和瞬间的振动方向，得到臂架变幅运动时的惯性指标。
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一种高空作业车工作斗的调平方法
摘要:由于机械结构的特性,单个机械部件的动作精度一般是很难保证的,运动过程中往往会出现扰动。
通过对高空作业车工作斗的动力学分析,针对高空作业车领域的需求,下面,设计了一套基于PLC控制的工作斗的调平方法。
该方法通过传感器采集、分析部件的运动方向,冲量,弹性势能、振动方向和幅度等参数,由程序依据分析出的参数,按预先设定的规则从逻辑上抑制系统扰动的产生。
同时,用程序控制的方法,使高空作业车的各运动部件,可以按设定的运动规律自动协同作业。
并且利用高空作业车各运动部件的运动惯性,互相抵消各部件间惯性和液压的冲击影响,使工作斗整体保持平稳。
关键词:工作斗调平PLC 受迫振动扰动抑制运动控制
近年来,随着国内制造业的发展,高空作业车类产品的需求量在逐年增加,用户对其性能的要求也越来越高。
高空作业车的工作斗,作为载人装置,在设备工作时,工作斗的平稳性,越来越被用户关注。
工作斗调平装置有采用机械连杆机构的,即通过齿轮和链条保证工作臂变幅时工作斗的联动,以此保持工作斗的水平。
机械连杠式调平机构增加了高空车工作臂的设计难度,随着高空作业车工作高度的增加,要设计一套随着工作臂联动的机械调平机构几乎成为了不可能。
同时,因为没有可视或可听的安全反馈装置,机械结构出问题时,可能无法保证斗内作业人员的安全。
也有依赖PID算法来调节的电液比
例调节装置,这种方法系统简单,比较容易实现。
但是,当设备使用一段时间后,设备的机械和液压特性可能发生了改变,这时候需要重新整定PID参数才能保证调平装置工作的正确性。
同时,当到了一定高度后,工作臂已相对较柔,因为机械惯性和液压系统冲击的原因会产生许多未知的扰动,这时斗内工作人员会有不适的感觉。
本系统使用电液比例阀,增加工作斗水平倾角传感器、工作臂倾角传感器,同时采集机手的操纵信号,采用可编程PLC控制器编写程序,对工作斗的运动按设定的规律进行控制,从而实现各种情况下高空作业车工作斗的自动调平。
1 系统组成
电控系统由PLC可编程控制器、两个倾角传感器、操纵手柄和电比例阀组成。
工作斗水平倾角传感器,将工作斗的倾斜角度变化传给可编程序控制器。
工作臂倾角传感器,将工作臂的变化情况传给可编程序控制器。
控制器将接收的传感器信号和人的操纵信号,按设定的算法运算后,控制各电磁阀的工作状态,按电液比例算法精确计算和控制调平油缸的动作量和动作方向,从而实现工作斗的调平运动控制（如图1）。
2 工作原理
(1)该方法依据工作臂倾角传感器来判断臂架的工作情况,计算出臂架相对于水平面的夹角变化量,计算出臂架的变幅方向、振动幅度和瞬间的振动方向,得到臂架变幅运动时的惯性指标。
(2)依据工作斗水平倾角传感器来判断工作斗的工作情况,计算出工作斗相对于水平面的夹角变化量,需要调整的方向和得到调整运动时的惯性指标。
在臂架动作和调平系统动作时,实现系统间协同作业,对各系统的惯性影响和液压系统的冲击进行相互抵消,还有抑制系统可能产生的扰动,从而提高高空作业车工作时工作斗的平稳性(如图2)。
3 调平系统扰动原因动力学分析
以臂架臂头铰点作为分析点,为了简化,单分析一种工况情况,也就是先考虑臂架往上从匀速变幅运动状态到停止状态这段时间。
这一瞬间,臂头铰点将受到臂架引起的垂直于铰点方向向上的惯性力(f惯臂)。
假设工作斗此时的调平运动向上(调平油缸伸),臂头铰点将同时受到工作斗引起的作用于铰点方向向上的惯性力(f惯斗)。
此时f惯臂和f惯斗的分力f惯斗A方向一致,两力叠加,将对臂头铰点产生比较大的作用力(如图3)。
当臂架伸出到一定长度后,臂架已变得相对较柔。
臂头受力变形后,形成弹性势能,产生反方向的弹性力f弹臂。
工作斗因为已向上运动超过水平位置,会有向下的调平运动(调平油缸缩)。
此时,调平运动
惯性力f惯斗的分力f惯斗A与臂架的弹力f弹臂方向一致(方向向下),两力叠加,臂架将往下振动(如图4)。
臂架往下振动到最大振幅后,此时,工作斗已向下超过水平位置,会有向上的调平运动(调平油缸伸)。
这时,调平运动惯性力f惯斗的分力f惯斗A与臂架的弹力f弹臂方向一致(方向向上),臂架将改变方向,向上振动(如图5)。
这种周期性力的驱动,将使臂头和工作斗一起形成受迫振动,引起整个系统的扰动,从而使工作斗无法保持水平。
4 PLC控制程序原理
程序依据采集的传感器信号,分析臂架的运动情况、工作斗的运动情况和机手的操纵情况,合理的控制调平油缸的动作量和动作方向,从逻辑上抑制扰动情况的产生,也就是设定基本的调平规则(当工作斗不水平,只允许臂架上变幅时,工作斗可以往下调平;臂架下变幅时,工作斗可以往上调平)。
同时利用f惯臂和f惯斗A方向相反,以及f弹臂和f惯斗A方向相反时可以较好的平衡臂头铰点的受力,起到抑制臂头的惯性运动和尽量减少臂头的弹性势能的效果。
为了捕获瞬间臂架臂头的运动情况,同时减少元器件的成本,本系
统使用普通的倾角传感器作为传感器件。
依据程序中设定的时间因素为基础,由程序实时分析臂架臂头运动的方向,估算臂头受到的冲量,估算臂头的弹性势能。
这部分程序,还同时实时分析臂头可能会产生振动的方向和振幅,将这些分析结果传给主程序,由主程序同时考虑机手的操纵信号和工作斗的情况后对系统可能会产生的扰动进行抑制。
工作斗判断程序依据工作斗倾角传感器的信号,实时分析工作斗相对水平面的夹角和方向,估算工作斗的惯性指标,并且将这些量传给主程序,再由主程序综合分析后,控制调平油缸的伸缩来保证工作斗的水平。
5 结论
以上,用简单适用的方法解决了高空作业车工作斗的调平问题。
对因系统扰动的原因引起工作斗调平效果不好,引起斗内工作人员感觉不适的问题,提出了解决方法,提高了高空作业车类产品工作的平稳性。
该方法对高空作业车的结构没有做任何改变,方便高空作业车的升级改造,升级成本低。
该方法的目的,是用程序控制来使高空作业车的各运动部件可以按设定的运动规律自动协同作业,利用高空作业车各运动部件的运动惯性,互相抵消惯性和液压冲击影响,使高空作业车工作的平稳性可以控制。
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