【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于云梯消防车，具体涉及云梯消防车平台超载控制系统及方法。
技术介绍
1、云梯消防车，是举高类消防车的重要组成部分，简称云梯车，以救援工作为主，同时兼具喷射灭火的功能。云梯消防车的梯架通常为伸缩式直臂结构，梯架底部与上车转台铰接，梯架前端与作业平台相连接，通过转台回转，梯架变幅和梯架伸缩等不同动作，实现不同幅度、不同作业范围内的救援工作。
2、云梯消防车救援过程中首先完成下车水平支腿、垂直支腿伸缩动作实现下车支腿分布力均布控制，根据下车提供的稳定力矩计算得到上车安全作业幅度范围。目前国内的云梯消防车仅能实现固定支腿跨距支撑后允许上车作业，且无法实时检测各支腿力分布情况，上车梯架仅能在理论计算的安全幅度曲线内作业，平台具备固定的承载能力，无法实现平台超载作业，限制了适应狭小作业场景下的超载作业能力，影响救援作业效率。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种云梯消防车平台超载控制系统及方法，以解决消防车支腿作业工况单一，平台仅具备固定的最大承载能力，无法实现平台超载作业，限制了适应狭小作业场景下的超载作业能力的技术问题。
2、为达到上述目的，第一方面本专利技术所采用的技术方案是：一种云梯消防车平台超载控制系统，包括总控制器、下车控制器、转台控制器和平台控制器；所述下车控制器、转台控制器和平台控制器通过can总线通信连接于总控制器；
3、所述下车控制器的输入端电性连接有水平支腿位移传感器和垂直支腿称重传感器，所述水平支腿位移传感器用于
4、所述转台控制器的输入端电性连接有角度传感器za、位移传感器zb和角度传感器zc，所述角度传感器za用于检测消防车的梯架角度α，所述位移传感器zb用于检测消防车的梯架总长度l；所述角度传感器zc用于检测消防车的转台回转角度
5、所述平台控制器的输入端电性连接有平台称重传感器；所述平台称重传感器用于检测消防车的平台负载gl；
6、所述总控制器基于垂直支腿承受压力fij判断消防车是否处于稳定状态，若消防车处于非稳定状态，控制消防车的梯架停止幅度增加的动作；
7、若消防车处于稳定状态；所述总控制器根据水平支腿伸缩位移li和转台回转角度计算消防车的下车稳定力矩ms，根据梯架角度α、梯架总长度l和平台负载gl计算消防车的上车倾翻力矩mz；所述总控制器基于下车稳定力矩ms和上车倾翻力矩mz控制消防车动作。
8、优选的，所述消防车设置有驱动水平支腿伸缩的水平液压缸；所述水平支腿位移传感器设置于所述水平支腿上；所述下车控制器与所述水平液压缸的控制阀电性连接。
9、第二方面本专利技术提供了一种云梯消防车平台超载控制方法，包括：
10、通过水平支腿位移传感器和垂直支腿称重传感器分别测量消防车的水平支腿伸缩位移li和垂直支腿承受压力fij；
11、基于垂直支腿承受压力fij判断消防车是否处于稳定状态，若消防车处于非稳定状态，控制消防车的梯架停止幅度增加的动作；
12、若消防车处于稳定状态；利用角度传感器za、位移传感器zb和角度传感器zc分别检测消防车的梯架角度α、梯架总长度l和转台回转角度利用平台称重传感器检测消防车的平台负载gl；
13、根据水平支腿伸缩位移li和转台回转角度计算消防车的下车稳定力矩ms，根据梯架角度α、梯架总长度l和平台负载gl计算消防车的上车倾翻力矩mz；
14、当λmz≤ms时，根据控制指令的输入参数控制消防车动作；λ表示为安全系数；当0.9ms≤λmz≤ms时，将控制指令的输入参数与减速系数s相乘后获取调控参数，根据调控参数控制消防车动作；当λmz＞ms时，控制消防车的梯架停止幅度增加的动作；
15、重复周期循环继续测量下一周期消防车的水平支腿伸缩位移li和垂直支腿承受压力fij。
16、优选的，基于垂直支腿承受压力fij判断消防车是否处于稳定状态的方法包括：
17、若min(fij_1+fij_2)≤0.06(gx+gs)时，则判断消防车处于非稳定状态，控制消防车的梯架停止幅度增加的动作；若min(fij_1+fij_2)＞0.06(gx+gs)时，则判断消防车处于稳定状态；其中，fij_1+fij_2表示为任意两条支腿承受压力fij之和，i∈[l，r]，j∈[q，h]；其中，flp为左前支腿力、flh为左后支腿力，frp为右前支腿力，frh为右后支腿力，gx+gs表示为整车整备质量，其中gx为车身总质量，gs为车身上设备的总质量。
18、优选的，根据水平支腿伸缩位移li和转台回转角度计算消防车的下车稳定力矩ms的方法包括：
19、
20、公式中，gx为车身总质量；为消防车的转台回转角度；ms为下车稳定力矩；li为下车水平支腿长度，i∈[l，r]；其中，ll和lr分别表示左水平支腿长度和右水平支腿长度；当回转角度取值范围为时，li＝ll；当回转角度取值范围为时，li＝lr。
21、优选的，根据梯架角度α、梯架总长度l和平台负载gl计算消防车的上车倾翻力矩mz的方法包括：
22、基于梯架角度α、梯架总长度l和平台负载gl计算消防车的梯架臂尾等效力矩me、梯架倾翻力矩安全补偿项mt、梯架风载倾翻力矩mw和梯架力矩修正项md；
23、对梯架臂尾等效力矩me、梯架倾翻力矩安全补偿项mt、梯架风载倾翻力矩mw和梯架力矩修正项md进行求和获得上车倾翻力矩mz。
24、优选的，基于梯架角度α、梯架总长度l和平台负载gl计算消防车的梯架臂尾等效力矩me的方法包括：
25、
26、mk＝f(fk+1,δl,gk+1,lk+1,α)
27、mn＝f(gc,gl,lp1,lp2,α)
28、
29、公式中，δl为单节梯架伸出长度，l1为第一节梯架单元长度，n为梯架中包含梯架单元的数量；mk为第k节梯架单元臂头等效力矩，i取值范围为0～n-1；fk+1为第k+1节梯架单元臂头所受各梯架自重、平台自重及负载之和；gk+1为第k+1节梯架单元自重；lk+1为第k+1节梯架单元长度；
30、gc为消防车的梯架顶部平台自重，lp1为平台中心到平台与梯架旋转铰点的水平距离，lp2为平台旋转铰点和第n节梯架臂头连接杆的长度。
31、优选的，基于梯架角度α、梯架总长度l和平台负载gl计算消防车的梯架倾翻力矩安全补偿项mt的方法包括：
32、
33、mti＝f(u,gk,lk,δl)
34、
35、公式中，δl为单节梯架伸出长度，l1为第一节梯架单元长度，n为梯架中包含梯架单元的数量；mti为第i节梯架单元安全补偿力矩；u为安全补偿系数，取值0.1～0.3；gk为第k节梯架单元自重；lk为第k节梯架单元长本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种云梯消防车平台超载控制系统，其特征在于，包括总控制器、下车控制器、转台控制器和平台控制器；所述下车控制器、转台控制器和平台控制器通过CAN总线通信连接于总控制器；
2.根据权利要求1所述的云梯消防车平台超载控制系统，其特征在于，所述消防车设置有驱动水平支腿伸缩的水平液压缸；所述水平支腿位移传感器设置于所述水平支腿上；所述下车控制器与所述水平液压缸的控制阀电性连接。
3.一种云梯消防车平台超载控制方法，其特征在于，包括：
4.根据权利要求3所述的云梯消防车平台超载控制方法，其特征在于，基于垂直支腿承受压力Fij判断消防车是否处于稳定状态的方法包括：
5.根据权利要求3所述的云梯消防车平台超载控制方法，其特征在于，根据水平支腿伸缩位移Li和转台回转角度计算消防车的下车稳定力矩Ms的方法包括：
6.根据权利要求3所述的云梯消防车平台超载控制方法，其特征在于，根据梯架角度α、梯架总长度L和平台负载Gl计算消防车的上车倾翻力矩Mz的方法包括：
7.根据权利要求6所述的云梯消防车平台超载控制方法，其特征在于，基于
8.根据权利要求6所述的云梯消防车平台超载控制方法，其特征在于，基于梯架角度α、梯架总长度L和平台负载Gl计算消防车的梯架倾翻力矩安全补偿项Mt的方法包括：
9.根据权利要求6所述的云梯消防车平台超载控制方法，其特征在于，基于梯架角度α、梯架总长度L和平台负载Gl计算消防车的梯架风载倾翻力矩MW和梯架力矩修正项Md的方法包括：
10.根据权利要求3所述的云梯消防车平台超载控制方法，其特征在于，减速系数s值计算公式为：
...【技术特征摘要】
1.一种云梯消防车平台超载控制系统，其特征在于，包括总控制器、下车控制器、转台控制器和平台控制器；所述下车控制器、转台控制器和平台控制器通过can总线通信连接于总控制器；
2.根据权利要求1所述的云梯消防车平台超载控制系统，其特征在于，所述消防车设置有驱动水平支腿伸缩的水平液压缸；所述水平支腿位移传感器设置于所述水平支腿上；所述下车控制器与所述水平液压缸的控制阀电性连接。
3.一种云梯消防车平台超载控制方法，其特征在于，包括：
4.根据权利要求3所述的云梯消防车平台超载控制方法，其特征在于，基于垂直支腿承受压力fij判断消防车是否处于稳定状态的方法包括：
5.根据权利要求3所述的云梯消防车平台超载控制方法，其特征在于，根据水平支腿伸缩位移li和转台回转角度计算消防车的下车稳定力矩ms的方法包括：
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【专利技术属性】
技术研发人员：张小路，张国梁，赵旭，徐蕾，
申请(专利权)人：江苏徐工工程机械研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：
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