高空作业平台的控制方法与流程

1.本发明涉及工程机械技术领域，更具体地，涉及一种高空作业平台的控制方法。


背景技术：

2.高空作业平台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。现有的高空作业平台的驱动采用液驱或有刷电机，这些驱动噪音大、效率低，特别是有刷电机需要更换电刷，给使用带来不便。
3.现有的高空作业平台不同于乘用车，高空作业平台无能量回收，电机制动功能，在高速行使，需要制动时，直接抱闸（制动器）制动，惯性较大，冲击力大；不具有刹车和差速器功能，转向时没有差速。
4.专利号为202110612588.6，专利名称为一种剪叉式高空作业平台及其控制方法的中国发明专利，提供一种剪叉式高空作业平台及其控制方法，所述剪叉式高空作业平台包括行走机构，其包括行走车轮和行走交流电机，所述行走交流电机与所述行走车轮驱动连接，所述行走交流电机适用于获取行走执行数据并驱动所述行走车轮进退或停止；和/或，升降机构，其包括升降臂架和升降交流电机，所述升降交流电机与所述升降臂架驱动连接，所述升降交流电机适用于获取升降执行数据并驱动所述升降臂架升降或停止。本发明通过行走交流电机和升降交流电机代替直流电机和液压马达实现行走动作和升降动作，不仅可提升调速性能和工作效率，而且还可保证剪叉式高空作业平台的防水防尘性，减少漏油风险，扩大使用工况。该发明针对直流电机存在电机碳刷防水防尘性能较差，调速性能差、工作效率较低等缺点，同时液压马达存在液压油泄露风险的缺点的情况，使用了三相交流永磁同步电机驱动，解决的问题是如何扩展剪叉式高空作业平台的使用工况。该发明实际解决的技术问题是：调速性能和工作效率，这是永磁同步电机本身具有的功能。该发明中并没有解决高空作用平台如驻车、上坡启动容易发生事故，存在安全隐患的问题。


技术实现要素：

5.本发明要解决的技术问题是针对以上不足，提供一种适用于高空作业平台调速、转弯、驻车、启动的控制方法。
6.一种高空作业平台包括电驱系统，高空作业平台包括电驱系统，电驱系统包括电机、控制器，减速器和制动器，电机为永磁同步电机或三相异步电机，电机上安装有检测电机角度的编码器；在行使过程中，控制器通过编码器读取的电机角度，采用转速环控制方法对电机转速进行控制。
7.电机转速的控制方式有转速环控制和转矩环控制，高空作业平台没有刹车，只有驻车，如果采用转矩环控制，下坡时速度会越来越快，停车时，只能靠紧急制动。采用转速环控制更适合高空作业平台，转速环控制时的调速过程为：在上坡时，车轮阻力变大，即整车负载变大，使电机速度下降，控制器通过编码器角度信号检测到电机转速降低，控制器调节输出电流加大，使电机速度维持目标速度；下坡时，车轮阻力变小，即整车负载变小，使电机
速度增大，控制器通过编码器角度信号检测到电机转速升高，控制器调节输出电流变小，使电机速度维持目标速度。转速环控制主要是控制电机的转速，使其达到既能调速又能稳速的目的。在车辆下坡速度较快时，控制器通过编码器读取的电机转速，自动对速度进行控制，无需手动、脚踩操作，避免了安全事故。
8.进一步地，高空作业平台的电驱系统在车辆转弯时，采用电子差速控制。
9.更进一步地，电子差速控制是指：高空作业平台上安装有用于检测左右轮转向角度的转向角度传感器，控制器接收转向角度传感器传来的角度差异信号，调整左右轮的转速差。
10.进一步地，驻车时，控制器控制电机进行能量回收，使电机降速，再控制制动器吸合制动，减小停车时的惯性，避免直接制动带来冲击，使车体平稳停车。
11.在制动时，如果直接制动，冲击力较大，本发明通过控制系统设置先电机降速，使车体缓慢制动，降速到一定速度再制动。
12.更进一步地，电机降速到r时，使制动器抱闸吸合制动，r≤20rpm。
13.控制器控制驱动电机输出转速与扭矩，控制器控制制动器的通断。制动时，先将速度降低到很小，再制动，减小停车时的惯性，能量回收的同时可以减缓冲击。控制器控制制动器吸合和松开，实际上就是控制制动器电路的通断。通电时，制动器松开；断电时，制动器吸合。停车后，制动器是吸合的，即驻车制动。
14.进一步地，当在坡路启动时，根据行使方向，先启动电机，再使制动器松开，防止溜坡。
15.进一步地，高空作业平台上安装有倾角传感器；启动时，控制器根据倾角传感器传来的路况信号，判断先启动电机还是先松开制动器；倾角传感器检测到在水平路面时，控制器先控制制动器松开，再启动电机；倾角传感器检测到在坡路启动时，控制器根据倾角传感器传来的信号，根据行使方向，判断输出扭矩的正负，使电机根据倾斜角度输出扭矩，再松开制动器。
16.上坡启动时，如果直接松开制动器，车辆还没有启动，车体会溜坡，因此在松开制动器前，先根据行使向，先启动电机给出一定转矩，再松开制动器，防止溜坡。
17.进一步地，高空作业平台为纯电动驱动。
18.本发明具有以下有益效果：本发明的高空作业平台的控制方法，电机的转速采用速度环控制，相比转矩环控制，在车辆上下坡时，速度环控制方法能自动调节车速，避免速度太快太慢带来的安全隐患。设置电子差速器，调节高空作业平台转弯时左右轮的速度差。驻车时，控制器先控制电机减速，再使制动器制动，使高空作业平台高速行驶时，先减速再制动，减小冲击力。在启动时，根据路况，控制器判断先启动电机还是先松开制动器；当上坡时，为防止上坡时溜坡，先启动电机输出一定的转矩后，再松开制动器，避免溜坡。
19.本发明提供了一种适用于高空作业平台调速、转弯、驻车、启动的控制方法。符合实际工况，使用便利，减少安全隐患。
具体实施方式
20.以下对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以由权利要求限定和覆盖的
多种不同方式实施。
21.实施例1一种高空作业平台的控制方法，高空作业平台包括电驱系统，电驱系统包括电机、控制器，减速器和制动器，电机为永磁同步电机或三相异步电机，电机上安装有检测电机角度的编码器；在行使过程中，控制器通过编码器读取的电机角度，采用转速环控制方法对电机转速进行控制。
22.移动调速手柄至目标转速60rpm处，高空作业平台包括以下工况：平地行驶、上坡、下坡、转弯、驻车、启动。
23.平地行驶时：整车负载基本无变化，转速环调节电流稳定输出，速度维持不变；上坡时：整车负载变大，控制器通过编码器角度信号检测到电机转速降低，转速环调节输出电流加大，使电机转速增大，满足给定目标转速需求；下坡时：整车负载变小，控制器通过编码器角度信号检测到电机转速升高，转速环调节输出电流变小，使电机转速减小，满足给定目标转速需求。
24.转弯时：高空作业平台的电驱系统在车辆转弯时，采用电子差速控制。控制器接收到转向角度传感器传来的左右轮角度差异信号，调整左右轮的转速差。
25.制动时：控制器进行能量回收，使电机降速到20rpm，再控制制动器断电，断电后，制动器吸合，减小停车时的惯性，使车体平稳停车。
26.启动时：高空作业平台上安装有倾角传感器；启动时，控制器根据倾角传感器传来的路况信号，判断先启动电机还是先松开制动器；倾角传感器检测到在水平路面时，无需防止溜坡，控制器先控制制动器松开，再启动电机；倾角传感器检测到在坡路启动时，需要防止溜坡，控制器根据倾角传感器传来的信号，根据行使方向，判断输出扭矩的正负，使电机根据倾斜角度输出扭矩，再松开制动器。
27.本实施例中，转速和转矩都是电机输出的，而电机是由控制器控制，控制器的信号来自传感器。所述电机带有编码器，可以实现速度反馈。控制器通过传感器获取高空作业平台的工况，控制电机的通断、转速和制动器电路的通断。其中，制动器的电路通时，制动器松开，制动器电路断开时，制动器抱紧，使高空作业平台驻车。
28.优选永磁同步电机，利用永磁同步电机高效、高功率密度、低噪音的性能。在永磁同步电机驱动的基础上，拓展高空作业平台的使用工况。分别在调速、转弯、驻车和启动方面进行控制，功能齐全，性能优越。
29.以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的包含范围之内。