一种高空作业平台及其可调底盘配重机构的制作方法

1.本发明涉及工程设备技术领域，特别涉及一种可调底盘配重机构。本发明还涉及一种高空作业平台。


背景技术：

2.高空作业平台(aerial work platform)是服务于各个行业高空作业、设备安装、检修等可移动性高空作业的产品。根据结构特性的区别，高空作业平台主要包括臂式高空作业平台、剪叉式高空作业平台、拖车式高空作业平台、越野式高空作业平台、套缸式高空作业平台、蜘蛛式高空作业平台等。
3.以臂式高空作业平台为例，此种高空作业平台主要包括底盘、转台和臂架三大部分。其中，底盘通常搭配轮胎、履带等实现行走功能。转台设置在底盘上，可进行水平旋转运动，以便调整作业方向。臂架设置在转台上，可进行垂直翻转运动和轴向伸缩运动，以便调整变幅角度和伸长量，从而使臂架的顶端被举升至目标位置，方便工人进行高空作业或将物体运送至高空。
4.目前，安全是高空作业平台最需要考虑的问题之一，而稳定性则是安全性能的直接体现。对于臂式高空作业平台，整机稳定性分为前倾稳定性和后倾稳定性。在现有技术中，前倾稳定性可通过缩短臂架长度的方式来提高，而后倾稳定性只能通过限制臂架变幅角度来提高。然而，若降低臂架的变幅角度，则会导致整机的后倾工作高度难以满足设计值，整机性能不达标。一般的，在高空作业平台的各项性能指标中，整机水平延伸长度的减小可以接受，然而若由于臂架变幅角度减小而造成整机的工作高度降低，会直接导致整机质量不合格。
5.因此，如何在避免降低臂架的变幅角度的基础上，提高高空作业平台整机的后倾稳定性，是本领域技术人员面临的技术问题。


技术实现要素：

6.本发明的目的是提供一种可调底盘配重机构，能够在避免降低臂架的变幅角度的基础上，提高高空作业平台整机的后倾稳定性。本发明的另一目的是提供一种高空作业平台。
7.为解决上述技术问题，本发明提供一种可调底盘配重机构，包括底盘，还包括可移动地设置于所述底盘上的配重块、设置于所述底盘上并用于驱动所述配重块沿所述底盘的宽度方向往复运动的驱动部件、用于检测所述底盘相对于地面的倾斜角度的第一角度传感器、用于检测臂架相对于所述底盘的变幅角度的第二角度传感器，以及与所述第一角度传感器、所述第二角度传感器、所述驱动部件的控制端信号连接的控制器，所述控制器用于通过公式：g1l1cosβ g2l2cosβ g3(l3 δl)cosβ [g4l4 g4l5(1-sinα)]cosβ＝g5l6(1 sinβ)计算所述配重块相对于所述底盘的宽度方向中心的目标移动距离，并据此控制所述驱动部件对所述配重块的驱动状态；
[0008]
其中，α为变幅角度，β为倾斜角度；
[0009]
g1为底盘的重量，g2为转台的重量，g3为配重块的重量，g4为臂架的重量，g5为转台配重的重量；
[0010]
l1为底盘的重心与高空作业平台的倾翻线之间的距离；
[0011]
l2为转台的重心与倾翻线之间的距离；
[0012]
l3为配重块在底盘的宽度方向上居中时的重心与倾翻线之间的距离；
[0013]
l4为α＝90
°
时的臂架的重心与倾翻线之间的距离；
[0014]
l5为α＝90
°
时的臂架的重心与α＝0
°
时的臂架的重心之间的距离；
[0015]
l6为转台配重的重心与倾翻线之间的距离；
[0016]
δl为配重块相对于底盘的宽度方向中心的目标移动距离。
[0017]
优选地，所述配重块包括多个沿所述底盘的长度方向并列分布且保持同步运动状态的子块，各所述子块分列所述底盘的长度方向两端。
[0018]
优选地，所述底盘上还设置有沿其宽度方向延伸的滑轨，且所述配重块可滑动地设置于所述滑轨上。
[0019]
优选地，所述驱动部件为驱动缸，所述驱动缸的输出端与所述配重块相连，且所述驱动缸的输出端的伸缩方向为所述底盘的宽度方向。
[0020]
优选地，所述驱动缸同时分布于所述配重块的两侧，且各所述驱动缸的输出端分别与所述配重块的两侧侧壁相连。
[0021]
优选地，还包括设置于所述底盘上、用于检测所述配重块的实际移动距离的位移传感器，且所述位移传感器与所述控制器信号连接。
[0022]
优选地，所述位移传感器包括若干个沿所述底盘的宽度方向分布并朝向所述配重块的接近开关。
[0023]
优选地，还包括用于检测所述转台相对于所述底盘的旋转角度的第三角度传感器，所述第三角度传感器与所述控制器信号连接，以在所述转台处于预设角度范围内且伸长量为零时激活所述控制器对所述驱动部件的控制。
[0024]
优选地，还包括用于检测所述臂架的伸长量的距离传感器，所述距离传感器与所述控制器信号连接，以在所述转台处于预设角度范围内时将所述臂架的伸长量调节至零。
[0025]
本发明还提供一种高空作业平台，包括转台、臂架和可调底盘配重机构，其中，所述可调底盘配重机构具体为上述任一项所述的可调底盘配重机构。
[0026]
本发明所提供的可调底盘配重机构，适用于臂式高空作业平台，主要包括底盘、配重块、驱动部件、第一角度传感器、第二角度传感器和控制器。其中，底盘为本机构的主体部件，主要用于安装转台和其余零部件。配重块设置在底盘上，并且可在底盘上沿着其宽度方向进行往复运动。驱动部件设置在底盘上，其输出端与配重块形成动力连接，主要用于驱动配重块进行定向运动。第一角度传感器主要用于检测底盘相对于地面(即用于支承底盘的支承面)的倾斜角度，该倾斜角度随地面的不平整度而变化。第二角度传感器主要用于检测臂架相对于底盘的变幅角度，即仰角，在作业过程中，臂架的变幅角度可随时变化。控制器与第一角度传感器、第二角度传感器、驱动部件的控制端均保持信号连接，主要用于通过力矩平衡公式：
[0027]
g1l1cosβ g2l2cosβ g3(l3 δl)cosβ [g4l4 g4l5(1-sinα)]cosβ＝g5l6(1 sinβ)
[0028]
计算配重块相对于底盘的宽度方向中心的目标移动距离，并根据计算结果控制驱动部件对配重块的驱动状态，以使驱动部件带动配重块快速运动至目标移动距离位置处。如此，本发明所提供的可调底盘配重机构，在高空作业平台的作业过程中处于后倾工况时，利用控制器对驱动部件的控制，精确调整配重块在底盘宽度方向上的位置，从而精细调节底盘的重心位置，进而使高空作业平台整机趋于力矩平衡状态，避免倾翻风险，相比于现有技术，能够在无需降低臂架的变幅角度的基础上，提高高空作业平台整机的后倾稳定性。
附图说明
[0029]
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
[0030]
图1为本发明所提供的一种具体实施方式的整体结构示意图。
[0031]
图2为图1的俯视图。
[0032]
图3为控制器的控制结构图。
[0033]
图4为高空作业平台整机处于后倾工况时的状态示意图。
[0034]
图5为高空作业平台整机处于后倾工况时的转台位置示意图。
[0035]
其中，图1—图5中：
[0036]
倾翻线—a；
[0037]
底盘—1，转台—2，臂架—3，配重块—4，驱动部件—5，第一角度传感器—6，第二角度传感器—7，控制器—8，滑轨—9，位移传感器—10，第三角度传感器—11，距离传感器—12；
[0038]
转台配重—21，接近开关—101。
具体实施方式
[0039]
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0040]
请参考图1、图3、图4，图1为本发明所提供的一种具体实施方式的整体结构示意图，图3为控制器8的控制结构图，图4为高空作业平台整机处于后倾工况时的状态示意图，
[0041]
在本发明所提供的一种具体实施方式中，可调底盘配重机构主要包括底盘1、配重块4、驱动部件5、第一角度传感器6、第二角度传感器7和控制器8。
[0042]
其中，底盘1为本机构的主体部件，主要用于安装转台2和其余零部件。
[0043]
配重块4设置在底盘1上，并且可在底盘1上沿着其宽度方向进行往复运动。
[0044]
驱动部件5设置在底盘1上，其输出端与配重块4形成动力连接，主要用于驱动配重块4进行定向运动。
[0045]
第一角度传感器6主要用于检测底盘1相对于地面(即用于支承底盘1的支承面)的倾斜角度，该倾斜角度随地面的不平整度而变化。一般的，当地面为光滑面时，倾斜角度为
零，相当于高空作业设备整机水平放置于地面。
[0046]
第二角度传感器7主要用于检测臂架3相对于底盘1的变幅角度，即仰角，在作业过程中，臂架3的变幅角度可随时变化。一般的，在初始状态下，臂架3保持与底盘1表面或地面平行，此时变幅角度为零。
[0047]
控制器8与第一角度传感器6、第二角度传感器7、驱动部件5的控制端均保持信号连接，主要用于通过力矩平衡公式：
[0048]
g1l1cosβ g2l2cosβ g3(l3 δl)cosβ [g4l4 g4l5(1-sinα)]cosβ＝g5l6(1 sinβ)
[0049]
计算配重块4相对于底盘1的宽度方向中心的目标移动距离，并根据计算结果控制驱动部件5对配重块4的驱动状态，以使驱动部件5带动配重块4快速运动至目标移动距离位置处。
[0050]
其中，α为变幅角度，β为倾斜角度；g1为底盘1的重量，g2为转台2的重量，g3为配重块4的重量，g4为臂架3的重量，g5为转台配重21的重量；l1为底盘1的重心与高空作业平台的倾翻线之间的距离，l2为转台2的重心与倾翻线之间的距离，l3为配重块4在底盘1的宽度方向上居中时的重心与倾翻线之间的距离，l4为α＝90
°
时的臂架3的重心与倾翻线之间的距离，l5为α＝90
°
时的臂架3的重心与α＝0
°
时的臂架3的重心之间的距离，l6为转台配重21的重心与倾翻线之间的距离，δl为配重块4相对于底盘1的宽度方向中心的目标移动距离。
[0051]
上述α与β的具体值在作业过程中实时测量，g1、g2、g3、g4、g5均为定值，倾翻线与高空作业平台的整机结构相关，而l1、l2、l3、l4、l5、l6是预先测量的定值，可提前导入到控制器8中。并且，根据臂架3在底盘1上的连接位置与倾翻线的相对位置关系，l4存在正负值的区别。
[0052]
同理，控制器8的计算结果δl也存在正负值的区别，具体的，当δl为正值时，配重块4需要沿着底盘1的宽度方向并朝远离转台配重21的方向移动δl距离；反之，当δl为负值时，配重块4需要沿着底盘1的宽度方向并朝靠近转台配重21的方向移动δl距离。
[0053]
如此，本实施例所提供的可调底盘配重机构，在高空作业平台的作业过程中处于后倾工况时，利用控制器8对驱动部件5的控制，精确调整配重块4在底盘1宽度方向上的位置，从而精细调节底盘1的重心位置，进而使高空作业平台整机趋于力矩平衡状态，避免倾翻风险，相比于现有技术，能够在无需降低臂架3的变幅角度的基础上，提高高空作业平台整机的后倾稳定性。
[0054]
如图2所示，图2为图1的俯视图。
[0055]
在关于配重块4的一种可选实施例中，该配重块4包括多个子块。具体的，各个子块均分布在底盘1的表面上，并且沿着底盘1的长度方向呈并列分布或直线分布，同时，各个子块在底盘1的宽度方向上的运动状态均保持一致。一般的，各个子块可分别位于底盘1的长度方向两端区域。如此设置，各个子块的总重量与单个配重块4的重量保持不变，并且各个子块的分布形式不会影响公式中的力矩计算值，此外还均衡了底盘1的重量分布。
[0056]
为保证配重块4在驱动部件5的驱动下能够准确地沿着底盘1的宽度方向进行往复运动，本实施例中增设了滑轨9。具体的，该滑轨9在底盘1上沿其宽度方向延伸，而配重块4设置在滑轨9上，与其形成滑动配合。如此设置，利用滑轨9对配重块4的限制，可在配重块4受到驱动部件5的驱动时，对配重块4形成运动导向作用，防止配重块4的实际运动轨迹产生偏差。
[0057]
一般的，在底盘1的表面上沿长度方向开设有凹槽，而配重块4、驱动部件5、滑轨9等部件均设置在该凹槽内。其中，在初始状态下，配重块4保持在凹槽的宽度方向中心位置，即底盘1的宽度方向中心位置。相应的，滑轨9的两端分别与凹槽的两侧槽壁抵接，驱动部件5的一端连接在凹槽的其中一侧槽壁上。如此设置，配重块4即可沿着滑轨9在凹槽的两侧槽壁内的宽度方向空间中往复运动，通过凹槽的两侧槽壁对配重块4的侧壁的抵接，限制配重块4的最大运动行程。
[0058]
在关于驱动部件5的一种可选实施例中，该驱动部件5具体为驱动缸，比如油缸、气缸等。同时，该驱动缸的输出端与配重块4相连，并且，驱动缸的输出端的伸缩方向平行于底盘1的宽度方向。一般的，驱动缸的缸体可连接在凹槽的槽壁上，而驱动缸的活塞杆的末端可与配重块4的侧壁相连，或者反过来，驱动缸的缸体与配重块4的侧壁相连，而驱动缸的活塞杆的末端连接在凹槽的槽壁上。
[0059]
当然，驱动部件5并不仅限于上述驱动缸，其余比如直线电机、丝杠传动机构等同样可以采用。
[0060]
进一步的，为提高驱动部件5对配重块4的驱动稳定性，在本实施例中，驱动缸可同时设置两个，并且分别分布在配重块4的两侧，两个驱动缸的输出端分别与配重块4的两侧侧壁相连，且输出状态保持同步。当然，两个驱动缸也可以分别分布在子块的两侧。如此设置，通过两个驱动部件5同时带动配重块4的两侧侧壁进行运动，可尽量保证配重块4的运动稳定性，防止配重块4产生旋转或摆动倾向。
[0061]
此外，为精确检测配重块4的实际移动距离和位置，本实施例中增设了位移传感器10。具体的，该位移传感器10主要包括若干个接近开关101，各个接近开关101均设置底盘1上，比如设置在底盘1表面上的凹槽内，同时，各个接近开关101沿着底盘1的宽度方向分布，并且均朝向配重块4，主要用于检测配重块4的位置变化，从而计算其位移。
[0062]
一般的，接近开关101可同时设置3个，分别位于底盘1的宽度方向的左侧区域、中心区域、右侧区域，可协同运行精确检测配重块4在底盘1上的实际位移和位置变化，并将数据实时发送给控制器8，以使控制器8根据位移传感器10的反馈数据修正控制指令，同时在初始状态下也可以使控制器8获知配重块4在底盘1上的位置，以判断其是否复位居中。
[0063]
如图4、图5所示，图5为高空作业平台整机处于后倾工况时的转台2位置示意图。
[0064]
另外，高空作业平台在作业过程中能够存在多种工况，一般仅有当整机处于后倾工况时才需要控制器8的介入控制。为准确判断高空作业平台的当前工况，本实施例中增设了第三角度传感器11。具体的，该第三角度传感器11主要用于检测转台2相对于底盘1的旋转角度(图示θ)，并与控制器8保持信号连接，以将检测结果实时发送给控制器8，且在转台2处于预设角度范围内时，才可判断为整机处于后倾工况，此时控制器8被激活，开始执行对驱动部件5的控制措施，以便调整底盘1重心。一般的，θ为45
°
～75
°
，比如60
°
等，并且整体位于底盘1的左侧或右侧(以底盘1的长度方向为基准)。
[0065]
进一步的，考虑到臂架3的长度也对整机工况具有影响，比如当臂架3伸出较长时，重心比较靠近臂架3的顶端，此时一般需要考虑前倾稳定性，因此，为提高对整机工况的判断结果精确性，本实施例中增设了距离传感器12。具体的，该距离传感器12主要检测臂架3的伸长量(图示x)，并与控制器8保持信号连接，以将检测结果实时发送给控制器8，当转台2处于上述θ范围内且x＝0时，才可判断为整机处于后倾工况，此时控制器8被激活，开始执行
对驱动部件5的控制措施，以便调整底盘1重心。
[0066]
本实施例还提供一种高空作业平台，主要包括转台2、臂架3和可调底盘配重机构，其中，该可调底盘配重机构的具体内容与上述相关内容相同，此处不再赘述。
[0067]
需要说明的是，本实施例所提供的可调底盘配重机构，尤其适用于臂式高空作业平台，但同时也可以适用于其余带有类似臂架结构的高空作业平台。
[0068]
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。