高空作业汽车的用途分类及结构解析

高空作业汽车的用途分类及结构

一、高空作业汽车的用途、分类及使用参数

1.高空作业汽车的定义与用途

高空作业汽车是用来运送工作人员和使用器材到达指定现场，进行作业的专用汽车。

高空作业汽车广泛用于邮电通讯、市政建设、消防救护、建筑装饰、高空摄影以及造船、石油、化工、航空等行业。它具有机动灵活、转移迅速、覆盖面广、便于接近、到达作业地点能迅速投入工作等优点。而且高空作业汽车结构较简单，改装较容易，因而发展较快。

2.高空作业汽车的分类

高空作业汽车按其举升机构的型式分为：伸缩臂式（直臂式）、折叠臂式（曲臂式）、剪式、套筒式和云梯式等，如图11-17所示。

3.高空作业汽车的使用参数

（1）作业高度：作业高度为作业斗（作业平台）地平面离地高度与作业人员进行安全作业所能达到的高度（国标规定为1.7米）之和。通常把作业高度分为最大作业高度和最大作业幅度时的作业高度。

（2）作业范围：作业范围是指高空作业汽车在不移位的条件下，其工作装置（如作业斗）将工作人员和器材送达作业场点进行作业的范围。

（3）作业斗装载质量：高空作业汽车斗装载质量是指额定装载质量，但不含作业斗（作业平台）自身的质量。

（4）作业幅度：作业幅度是指高空作业汽车旋转中心线（对于垂直升降的高空作业汽车为升降的中心线）至平台外边缘的水平距离。它表示在高空作业汽车不移动的条件下，将作业人员和器材送达水平距离的远近程度。一般表现为最大作业幅度和最大作业高度时的作业幅度。

（5）工作速度：高空作业汽车的工作速度包括作业斗垂直升、降的平均速度和回转速度。国际GB94652-88中规定：作业斗升、降速度≤0.5米/秒，回转机构的最大回转速度≤2转/分。

二、高空作业汽车的结构

高空作业汽车主要由基车车型底盘、回转机构、举升机构、支腿及控制系统等组成，有许多地方与起重汽车相似。因此，本节仅对高空作业汽车的部分总成和装置予以叙述。

1.举升机构

（1）伸缩臂式举升机构（见图11-17a）：是由多节套装、可伸缩的箱型臂构成的。它与汽车起重机伸缩式起重臂一样，也包括基本臂、伸缩臂和液压缸等。只不过在其末端装有作业斗或其他作业装置，而不是起重吊钩而已。它也有变幅液压缸和伸缩液压缸，以实现臂架的变幅和伸缩。伸缩臂节数依据高空作业汽车的最大作业高度而异，对于作业高度不大的汽车，只有1~2节伸缩臂。这种型式的作业车最大作业高度可达60~80米。由于伸缩臂式举升机构可获得较大的作业高度和变幅，因此，被广泛地用于各种高空作业汽车上。但是，这种作业车的越障能力差。

（2）折叠臂式举升机构（见图11-17b）：是通过多节箱形臂折叠而成。一般采用2~3节折叠臂。其折叠方式可分为上折式和下折式两种。各节臂的折叠与展开运动均由各节间的液压缸来完成。这种举升机构可完成一定高度和幅度的作业，下折式举升机构还可以完成地平面以下的空间作业（如立交桥涵下的维修与装饰等作业），扩大了高空作业汽车的作业范围。由于折叠臂式举升机构具有灵活多样、适应性好、越障能力强等优点；因此，应用非常广泛。

（3）剪式举升机构（见图11-17c）：是多组交叉连杆框架铰接成剪形。一般是通过装在连杆框架间的液压缸的伸缩来改变连杆交叉的角度，从而改变举升机构的升降高度。这种垂直升降的剪式举升机构，能完成较低高度的作业，工作平稳，作业平稳，作业平台较大，被广泛地用于飞机、船舶制造、室内维修、清洁电车线路维修等作业场地。但是，这种作业车越障能力差、工作范围小。

（4）套筒式举升机构（见图11-17d）：是由桁架式、箱式或圆筒式套筒套合在一起，利用液压缸、钢丝绳或链条带动多节套筒的伸缩，完成升降动作。这种举升机构的使用特点与剪式举升机构相似。

（5）云梯式举升机构（见图11-17e）：是由多节桁架式梯子套合在一起，利用液压缸和钢索控制云梯的升降，通过变幅液压缸控制云梯的变幅。这种举升机构结构简单，质量小，功能全，适应性强，工作可靠，能迅速达到作业场地，被广泛地用在消防汽车上，即云梯消防车。

2.作业斗的平衡机构

为了保证高空作业汽车斗（作业平台）的底平面在动臂的任一位置，始终处于水平状态，使工作者能正常作业，且有安全感，必须设有作业斗平衡机构。常用的平衡机构有重力平衡式、液压缸等容积式、四杆平衡式和电液自动调平式。

（1）重力平衡式：重力平衡式平衡机构（如图11-18a所示）是靠作业斗自重保持平衡的。它是将动臂末端与作业斗的质心铅重线上方的某一点相铰接，无论动臂在任何位置，作业斗在重力的作用下始终处于平衡状态，其底平面保持水平。到达工作位置时，工作人员可将作业斗锁紧在动臂上。这种机构结构简单，但由于举升过程中的惯性力，工作人员的质心不能与作业斗的质心完全重合，作业台会出现偏移和偏摆现象，使工作人员缺乏安全感，一般很少采用。

（2）液压缸等容积式：液压缸等容积式平衡机构（如图11-18b所示）一般用于伸缩式动臂。在基本臂与转台之间及伸缩臂与作业斗之间分别装有等容积的两个液压缸。两个液压缸的有杆腔和无杆腔分别相通。当变幅液压缸4的活塞杆伸缩时，则带动主调液压缸5的活塞杆伸缩；与此同时，与液压缸5形成闭式回路的副调液压缸2的活塞杆相应产生伸缩运动，满足条件 ad=bf,ad=ae,bf=bg ，因此无论工作臂处于任何位置，作业斗的底面始终保持水平。

（3）四杆平衡式：四杆平衡式机构（如果11-18c所示）是利用平行四杆机构调平的。当上、下折叠分别或同时作起伏运动的，四杆机构中的ef与po、og与mn始终保持平行，从而使作业斗的底平面始终保持水平。

四杆平衡式机构用于折叠式动臂。其平衡精确，制造简单，工作可靠，使用非常广泛。图示丝杆平衡机构的折叠臂铰接点连线与平衡拉杆平行。还有一种折叠臂的铰接点连线与平衡拉杆交叉，其上折叠臂末端与作业斗的上半部铰接，有利于安全。

（4）电液自动调平式：在动臂与作业斗之间，通过重力元件取得电信号，由电磁阀控制液压缸工作，形成单独的调平系统，使作业斗自动保持平衡。

三、高空作业汽车的发展

随着高空作业汽车作业范围的增大，促进了高空作业汽车向重型底盘发展，并且采用了一些新技术。

有些高空作业汽车的操纵采用了液压与电器比例控制方式，还有的采用光导纤维来传递信号，并能实现遥控。

采取特殊措施，从面满足在有坡度的地面上自动控制液压支腿、自动找平。

作业人员在作业斗内操纵水平全回转，全方位接近作业对象，进行灭火救援及其他作业。

为了保证作业中的安全，防止作业汽车倾翻，设置了力矩限制装置，并能自动地予以调整。

高空作业汽车及其作业斗上的专用设备的控制，向微机化、遥控化、无人化的方向发展。