高空作业车概述

第二章高空作业车概述
2.1高空作业车综述
2.1.1高空作业车的分类及其各自特点
高空作业车有多种分类方式。

按臂架的形状分类，有直臂式和曲臂式两种基本型式；按工作臂的型式分类，有四种基本型式，分别为：垂直升降式、折叠臂式、伸缩臂式和混合臂式。

高空作业车一般设有变幅机构、回转机构、平衡机构和行走机构。

依靠变幅机构和回转机构实现载人工作斗在水平和垂直方向的移动；依靠平衡机构实现工作斗和水平面之间的夹角保持不变，依靠行走机构实现工作场所的转移。

(a)垂直升降式(b)伸缩臂式(c)折叠臂式
图1.1高空作业车结构形式
垂直升降式高空作业车的升降机构有剪叉式和套筒式两种，其中剪叉式应用较为广泛。

剪叉式升降机构由多组铰接成剪形的交叉连杆
框架组成，其结构形式如图1.1（a）所示（GENIE公司出品）。

剪叉式升降机构在连杆框架间装有液压缸通过液压缸的伸缩来改变连杆交叉的角度，从而达到改变升降高度的目的。

该型式的主要特点是结构简单、工作平稳、负载能力强，适合较低高度的作业，但其升降机构只能做垂直运动，这导致其作业范围狭小，所以它的使用场合较少。

伸缩臂式高空作业车的升降机构由多节套叠、可伸缩的箱形臂组成，其结构形式如图1.1（b）所示（京城重工机械有限责任公司出品）。

当行驶时，作业臂收缩套叠；当工作时，各节臂采用或独立、或顺序、或同步的方式伸缩，以此改变臂架的伸出长度来满足不同的作业需求。

该型式的主要特点是操作简单、动作平稳，同时可以获得较大的作业高度与作业幅度，因此应用非常广泛。

折叠臂式高空作业车的升降机构是由多节箱形臂铰接而成的，其结构形式如图1.1（c）所示（GENIE公司出品）。

折叠臂式通常采用2～3节折叠臂，各节臂的折叠和展开运动由各节臂的液压缸完成。

该型式的主要特点是适合较低高度的作业，升降机构灵活多样、适应性好、越障能力较强，因此它的应用也比较广泛。

目前，国内生产的高空作业车绝大多数是折叠臂式的。

将折叠臂和伸缩臂结合在一起组成的臂架型式被称为混合臂式，这种臂架型式融合了两种基本型式臂架的优点，不仅作业高度和作业幅度较大，越障能力也较强，但它的结构也最为复杂。

2.1.2高空作业车的主要性能参数
①作业高度H
作业高度是指工作平台底面离地高度与工作人员手臂所能到达的平均高度之和。

通常把作业高度分为最大作业高度Hmax和最大作业幅度时的作业高度H。

②作业幅度R
作业幅度是指高空作业车回转中心线（对于垂直升降式高空作业车为升降的中心线）至工作平台外边缘的水平距离R。

③作业速度V
高空作业车的作业速度包括工作平台在垂直方向起升的平均速度和下降的平均速度，以及工作平台的回转速度。

④工作平台的装载质量Q
高空作业车工作平台的装载质量是指标定装载质量，不包含工作平台的自身质量。

2.2高空作业车发展概述
2.2.1国内外高空作业车发展现状
高空作业车在世界上已有50多年的发展历史。

最早的高空作业车大约于1950年诞生于英国，由于是用于路灯维修，所以其作业高度集中于12～15m。

此后10年间，高空作业车的发展极其缓慢。

直到1960年美国开始使用高空作业车后，高空作业车的发展才有了较大突破，作业高度扩展到46m。

1973年，日本也加入到高空作业车的生产行列，并迅速成为产量最多的国家之一。

进入上世纪80年代以后，由于市场需求量的扩大以及技术水平的不断提高，高空作业机械行业进入快速发展期。

目前，高空作业车在国外已形成一个完整的专用产品研发、生产体系，尤其是在美国、英国、日本、意大利、德国等发达国家，一般都有专门的公司和集团主营或兼营高空作业机械，其中较为著名的如美国CROVE公司和GENIE公司、英国COLES公司和SI-MON公司、意大利RICO公司、芬兰BRONTO公司以及日本多田野和爱知株式会社等。

随着各种新技术的大量应用，国外高空作业车的安全性、可靠性、舒适性及操作简易性都有了很大提高。

在德国慕尼黑举办的“Bauma2007”博览会上，约有30余家高空作业车生产厂家参会，他们展出的产品作业高度从8m到101m档次密集，不仅型式丰富，性能也十分优越，充分显示了欧、美、日等发达国家设计技术的成熟。

从各大知名公司推出的高空作业车新产品上可以发现国外高空作业车的主要发展趋势是实现产品的通用化、系列化、最优化（采用计算机辅助设计）、液压化、轻量化（采用高强度材料、减轻构件重量）和机电液一体化。

我国高空作业车的生产起步于20世纪70年代末，至今已有30多年的发展历史。

目前，我国的高空作业机械生产企业已由最初的7、8家增加到100余家，其中，有4家是与国外合资或者合作生产的企业。

在产品的种类上，国内生产的高空作业车主要是折叠臂式，产品品种规格较为单一。

但是随着我国经济和城市建设的快速发展，高空作业车的服务领域也在迅速扩大，为了满足不同行业和不同作业性能的需求，新产品的开发已经迫在眉睫。

针对这种情况，国内高空作业机械行业的一些骨干企业在原有产品的基础上，不断加大新产品的开
发力度。

如杭州爱知车辆有限公司在短时间内先后完成了绝缘型高空作业车等10多种系列高空作业车产品的研制，并开发了全液压驱动自行伸缩臂式高空作业平台，其最大作业高度为26.7m，填补了国内该型式产品的空白，为船舶修造、建筑、机场及工矿企业的安装检修等提供了新产品。

此外，锦州重型机械股份有限公司、抚顺起重机总厂、徐州工程机械集团以及重庆大江工业（集团）有限公司等也先后开发了30m以上的高空消防作业车，彻底打破了以往该类型产品只能依赖国外进口的局面。

在产品性能上，我国高空作业机械行业的一些骨干企业通过学习、引进和消化国外先进技术，不断提高新产品的技术水平和质量性能，已有部分产品达到或接近国际同类产品的水平。

这些企业新产品的开发对推动整个行业技术的进步起到了一定作用，但总体来说，国内生产的高空作业车与国外同类型产品相比仍存在一定的差距，主要表现为产品型谱未系列化、高空作业车专用底盘缺乏、基础零部件配套水平较差、关键技术不成熟等。

在今后的开发研制中，应针对这些问题采取有效措施，通过引进、学习、消化国外先进技术和企业自主技术攻关，不断提高产品的质量与技术水平，逐渐缩小国内外产品的差距。

2.2.2发展趋势
国外高空作业机械，发展迅速，技术水平不断提高。

工业发达国家，一般都有专门的跨国公司和集团主营和兼营高空作业机械，如美国GROVE公司(格鲁夫)和GENIE(吉尼公司)、英国CoLEs公司、51一MON公司(西蒙)、意大利RICO(利高)、芬兰BRoNTO公司(波浪涛
公司)、日本的多田野和爱知株式会社等。

高空作业机械的底盘分通用型和专用型，采用通用汽车底盘的高空作业机械，机动灵活，能快速转移，作业高度较高，采用专用底盘的高空作业机械，即自行式高空平台车，适用于固定场所作业，具有微动行驶，扩大作业半径特点。

为了满足实际工程的需要，高空作业车的作业高度越来越高，随之作业半径也越来越大。

如西蒙公司5600高度已达62m、芬兰BROTO 公司产品最高已达72m，自命为“天梯”，高空作业车的下车、工作斗均采用微机进行操纵。

操作越来越简单可靠，自动化程度不断提高。

如GENIE(吉尼公司)的自行式直臂式高空作业车、自行式曲臂式高空作业车、自行式剪型高空作业车。

由于采用自动化控制，高空作业车的微动性能好，定位也来越来越准确。

但根据不同的工况条件，考虑到造价等原因，拖动式和手动式很有实用价值，目前在一些场所仍被广泛使用。

此类高空作业车有拖动式曲臂高空作业车和手动式物料升降机。

2.2.3发展动向
高空作业车的发展主要动向是实现六化、三性，以提高高空作业机械的适用性。

六化:即液压化、最优化(采用计算机辅助设计)、轻量化(采用高强度材料、减轻构件重量)、机电液一体化(如安全保护、报警装置等)、通用化、系列化。

三性:可靠性、安全性和舒适性。

各大公司产品技术水平、品种、数量、质量均有较大发展和提高，竞争激烈，不断向世界各地推销，占领市场。

2.2.4新技术及其作用
为了满足高层建筑的复杂情况，要求人们不断改进举高车，以适应施工、灭火等需要，以及举高车制造公司间日趋激烈的竞争，促进了举高车技术的发展。

新技术的采用，使发达国家80年代的举高车在性能和安全上有较大的提高，这主要体现在三个方面:
(1)在公安消防上，提高救生和灭火能力。

在80年代，发达国家通过改进举高消防车的臂架结构和液压系统，使其救人和灭火能力有了大幅度的提高。

登高平台消防车，70年代的最大工作高度是40m，80年代后期，芬兰波浪涛公司又推出67.5m的登高平台消防车，而且这两种车的登高平台载重能力达450kg，显著地提高了救生能力。

(2)提高应付不利环境的能力。

在高层建筑火场上或在施工现场上，有时会遇到地面不平、场地狭窄等情况。

如何在这些不利情况下使举高车充分发挥救生和灭火能力或载人施工的能力，也是举高车新技术开发的主要方向之一。

在这方面比较突出的日本森田泵公司，在新一代云梯消防车上采用了电子计算机调平技术。

(3)提高安全性。

如在80年代德国的马基路斯、麦茨、森田和芬兰的波浪涛公司等纷纷采用了靠电子计算机控制举高消防车的支腿梯架的操作和显示等技术，这种技术提高了云梯操作自动化程度，从而避免了因操作人员的失误而导致的危险。

2.3宏观设想与需求
据不完全统计，国内各企业高空作业机械的总产量，远远不能满足国家济建设的需求，供需矛盾突出，其表现:船舶行业，当前我国造船业发展迅猛，己逐步进入了国际船舶市场。

船舶产量从80年代初的30多万t，提高到现在的200多万t，约占世界船舶市场份额的6%。

船舶的设计和建造，从建造万吨级散货船开始，发展到能建造六万吨级巴拿马型船舶和十五万吨级大型油船。

最近几年，又开始建造高速集装箱船、成品油船、液化气船和自卸式散货船等技术难度大、附加值高的船舶。

随着船舶行业的发展，大型船舶增多，造船和修船中越来越多的需要高空作业，因此高空作业车的应用也是与日增加l’“l。

中国船舶系统，需要直臂式16一25m高空作业平台大约80一100台左右。

公安消防系统，随着大中城市高层建筑增多，消防设施“滞后”，登高平台消防车己属紧迫需要。

我国百万人口城市30个，以平均每个城市需要作业高度30一50m大型登高平台消防车4台计算，需要量为120台左右。

全国几十万人口以上的城市近500个，以平均每个城市拥有16一20m中型登高平台消防车2台计算，需要量为1000台左右。

全国大型油田、炼油厂、大型储油库系统，对大型登高平台消防车的需要量约70台左右。

城乡电业部门。

电站、变电所、各种低压输电线路的建设维修带电作业迫切需要有绝缘性能的高空作业车，预计电力部门需要各类绝缘高空作业车（12m一30m）大约200台左右。

城市路灯园林部门。

需要6一16m中小型高空作业车大约1000台
左右。

国防军工系统。

对20一40m越野高空作业车需求量也较大，主要用于航天、导弹发射等。

综上所述，在目前的高空作业车的生产水平上，改进高空作业车的工作性能，开发研制机动灵活、技术含量高安全、可靠的高空作业机械具有重大的意义。