基于倾翻角的高空作业平台稳定性主动控制系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了基于倾翻角的高空作业平台稳定性主动控制系统及方法，属于高空作业平台技术领域，其技术方案为：包括高空作业平台本体、信息采集模块和控制模块，信息采集模块与高空作业平台本体固定，用于获取工作状态信息并发送至控制模块；控制模块用于计算高空作业平台本体的配重位置并发送至配重的驱动模块，以使驱动模块控制配重移动至设定位置。本发明专利技术综合考虑力矩平衡和动态效应的影响，实现对配重位置的快速调节，既能减轻配重的重量，又能改善高空作业平台工作的稳定性和安全性。改善高空作业平台工作的稳定性和安全性。改善高空作业平台工作的稳定性和安全性。

【技术实现步骤摘要】
基于倾翻角的高空作业平台稳定性主动控制系统及方法


[0001]本专利技术涉及高空作业平台
，尤其涉及一种基于倾翻角的高空作业平台稳定性主动控制系统及方法。

技术介绍

[0002]高空作业平台在臂架变幅和伸缩的过程中会产生较大倾翻力矩，为了保证作业时的稳定性，通常在转台尾部增加配重，以平衡载荷和臂架的质量所产生的倾翻力矩。将臂架前端工作平台的方位看作是设备的前方，则目前在设置配重重量时，是以平衡最大前倾力矩的工况来设置的。然而，随着臂架被逐渐举起，载荷和臂架的质量都向后移，使得前倾力矩逐渐减小，如果配重保持不变，则整机发生后仰的力矩将会增大，可能会出现向后失稳的状态，为防止出现向后失稳的情况，臂架仰起的角度一般都做一定的限制，但是这样减小了设备的最大工作高度。
[0003]在另一方面，高空作业平台的稳定性计算中，是在最不利工况下，例如通常用规定的最大载重量、最大风载荷、最大手操作力和运动部件的动载系数来计算设备的稳定性，这样保证了最危险工况下设备的稳定性，但是会造成其他工况下稳定力矩的浪费，不利于设备的轻量化。
[0004]高空作业平台在工作时重心位置高，对于风载荷、动态冲击载荷等特别敏感，特别是工作平台上有操作人员，人在平台上的活动产生的不规律的运动力对稳定性有很大的影响，所以在进行稳定性主动控制时，需要考虑这种动态力。但是一方面，对动态载荷的测量需要设置大量的传感器，增加设备成本；另一方面，动态载荷往往是瞬间发生的，可能稳定性主动控制系统还没来得及移动配重，设备便发生了失稳。
[0005]现有技术公开了具有自稳定系统的高空作业车及自稳定控制方法、可自动调节配重位置的曲臂式高空作业车，均通过臂架长度、臂架变幅角度、变幅油缸压力等传感器反馈信号，经控制器计算输出控制信号，经配重移动装置将配重移动至需要的位置。其考虑了载荷和臂架自重产生的倾翻力矩，底盘自重、转台自重以及配重产生的稳定力矩，依据力矩平衡的原理，计算配重的理想位置，驱动移动装置将配重移动至相应的位置。但是计算过程没有考虑运动冲击载荷以及人在平台上的活动产生的动态力对稳定性的影响。且其配重驱动机构均采用油缸直接推动配重沿着转台轨道移动，配重移动的行程取决于油缸的行程，在大行程移动时需要较大的油缸，配重的移动速度较慢，想提高配重的速度需要较大的流量，这会增加系统的能耗。

技术实现思路

[0006]针对现有技术存在的不足，本专利技术的目的是提供一种基于倾翻角的高空作业平台稳定性主动控制系统及方法，综合考虑力矩平衡和动态效应的影响，实现对配重位置的快速调节，既能减轻配重的重量，又能改善高空作业平台工作的稳定性和安全性。
[0007]为了实现上述目的，本专利技术是通过如下的技术方案来实现：
[0008]第一方面，本专利技术的实施例提供了一种基于倾翻角的高空作业平台稳定性主动控制系统，包括高空作业平台本体、信息采集模块和控制模块，信息采集模块与高空作业平台本体固定，用于获取工作状态信息并发送至控制模块；
[0009]控制模块用于计算高空作业平台本体的配重位置并发送至配重的驱动模块，以使驱动模块控制配重移动至设定位置。
[0010]作为进一步的实现方式，所述高空作业平台本体包括底盘、转动安装于底盘顶部的转台、与转台转动连接的臂架，所述臂架连接工作平台；
[0011]所述转台一侧通过驱动模块连接配重。
[0012]作为进一步的实现方式，所述信息采集模块包括安装于臂架一侧的长角传感器、安装于转台一侧的拉线传感器、安装于底盘的倾角传感器和安装于工作台平台的称重传感器。
[0013]作为进一步的实现方式，所述驱动模块包括交叉连接的第一驱动臂和第二驱动臂，第一驱动臂和第二驱动臂分别通过倾斜设置的驱动油缸与转台或配重连接。
[0014]作为进一步的实现方式，所另一端与配重滑动连接；第二驱动臂一端与转台滑动连接，另一端与配重转动连接。
[0015]第二方面，本专利技术的实施例还提供了一种基于倾翻角的高空作业平台稳定性主动控制方法，采用所述的控制系统，包括：
[0016]获取高空作业平台本体的工作状态信息；
[0017]根据工作状态信息及设备特征参数，计算得到重心位置；
[0018]根据重心位置，并结合倾翻线距离得出倾翻角；
[0019]基于倾翻角判断准则判断设备是否处于稳定状态。
[0020]作为进一步的实现方式，当倾翻角不满足判断准则时，控制模块将计算的配重理想位置发送至驱动模块，驱动模块控制配重移动至配重理想位置。
[0021]作为进一步的实现方式，所述工作状态信息包括通过拉线传感器测量的配重x轴坐标、长角传感器测量的臂架变幅角度和臂架长度、称重传感器测量的工作平台载重量、倾角传感器测量的设备坡度。
[0022]作为进一步的实现方式，所述设备特征参数包括底盘和转台的质量、重心位置、配重质量及z轴坐标、转台与臂架连接铰点的坐标、变幅油缸的重量、变幅油缸重心坐标与臂架变幅角度的对应关系、臂架和工作平台的空载重量、工作平台载重量重心距臂架前端铰点的距离、臂架长度与臂架重心的对应关系。
[0023]作为进一步的实现方式，所述倾翻角判断准则为：重心的铅垂线投影在倾翻线向内设定范围区域内，同时倾翻角不得小于设定值。
[0024]本专利技术的有益效果如下：
[0025](1)本专利技术的配重驱动模块通过油缸驱动臂架的展开与收拢来驱动配重的移动，相比油缸直接驱动配重移动的方案，能够用较短的油缸行程便能实现配重的大行程移动，配重移动速度更快，既减小了油缸的尺寸，又使稳定力矩更快的适应平衡力矩的变化；稳定力矩可随倾翻力矩的变化而变化，既减轻了配重的重量，又能满足各工况下设备的稳定性要求，有效提高了稳定性和安全性。
[0026](2)本专利技术的信息采集模块包括安装于臂架一侧的长角传感器、安装于转台一侧
的拉线传感器、安装于底盘的倾角传感器和安装于工作台平台的称重传感器，能够准确的获得高空作业平台本体的工作状态信息；通过工作状态信息和设备特征参数得到设备重心位置，根据重心位置和倾翻线距离能够得出倾翻角，从而判断系统是否处于稳定状态。
[0027](3)本专利技术的稳定性计算法既能满足力矩平衡的要求，又根据高空作业平台重心高、对设备动载和操作人员的动作敏感的特点，在计算时预留有足够的防倾翻势能；不需要安装加速度传感器，也不需要计算加速度冲击载荷，只考虑动态效应的影响，简化了计算方法。
附图说明
[0028]构成本专利技术的一部分的说明书附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。
[0029]图1是本专利技术根据一个或多个实施方式的结构示意图；
[0030]图2是本专利技术根据一个或多个实施方式的驱动模块主视图；
[0031]图3是本专利技术根据一个或多个实施方式的驱动模块俯视图；
[0032]图4和图5是本专利技术根据一个或多个实施方式在水平地面的倾翻角示意图；<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于倾翻角的高空作业平台稳定性主动控制系统，其特征在于，包括高空作业平台本体、信息采集模块和控制模块，信息采集模块与高空作业平台本体固定，用于获取工作状态信息并发送至控制模块；控制模块用于计算高空作业平台本体的配重位置并发送至配重的驱动模块，以使驱动模块控制配重移动至设定位置。2.根据权利要求1所述的基于倾翻角的高空作业平台稳定性主动控制系统，其特征在于，所述高空作业平台本体包括底盘、转动安装于底盘顶部的转台、与转台转动连接的臂架，所述臂架连接工作平台；所述转台一侧通过驱动模块连接配重。3.根据权利要求2所述的基于倾翻角的高空作业平台稳定性主动控制系统，其特征在于，所述信息采集模块包括安装于臂架一侧的长角传感器、安装于转台一侧的拉线传感器、安装于底盘的倾角传感器和安装于工作台平台的称重传感器。4.根据权利要求1或2所述的基于倾翻角的高空作业平台稳定性主动控制系统，其特征在于，所述驱动模块包括交叉连接的第一驱动臂和第二驱动臂，第一驱动臂和第二驱动臂分别通过倾斜设置的驱动油缸与转台或配重连接。5.根据权利要求4所述的基于倾翻角的高空作业平台稳定性主动控制系统，其特征在于，所述第一驱动臂一端与转台转动连接，另一端与配重滑动连接；第二驱动臂一端与转台滑动连接，另一端与配重转动连接。6.基于倾翻角的高空作业平台稳定性主动控制方法，其特征在于，采用如权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：张进生，方新，张文浩，康金有，
申请(专利权)人：山东大学，
类型：发明
国别省市：