本發(fā)明涉及一種高空作業(yè)車及控制方法，具體是一種具有自穩(wěn)定系統(tǒng)的高空作業(yè)車及其自穩(wěn)定控制方法，屬于高空作業(yè)車技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

高空作業(yè)車是運送工作人員和使用器材至高空對位于高空的設(shè)備進行安裝、維護、清洗的專用特種車輛，與搭腳手架、梯子等傳統(tǒng)的作業(yè)方式相比具有作業(yè)性能好、作業(yè)效率高、作業(yè)安全等優(yōu)點，目前廣泛應(yīng)用于電力、交通、石化、通信、園林等基礎(chǔ)設(shè)施行業(yè)。

目前國內(nèi)的高空作業(yè)車在作業(yè)穩(wěn)定性方面主要是通過車身自重對支腿形成的反力矩來平衡作業(yè)平臺產(chǎn)生的力矩來實現(xiàn)其作業(yè)的穩(wěn)定，但隨著行業(yè)中大高度、大跨距設(shè)備設(shè)施的不斷增加，要求高空作業(yè)車的作業(yè)高度和幅度也不斷增加，進而造成高空作業(yè)車的支腿跨距也越來越大，但較大的支腿跨距不僅需要占用較大的作業(yè)場地空間，而且較大的支腿跨距還容易造成車架變形、進而影響作業(yè)安全性。

現(xiàn)有的高空作業(yè)車為了適應(yīng)不同的作業(yè)環(huán)境，通常將水平支腿的跨距進行分級管理，通常分為水平支腿的全伸出、半伸出和不伸出三種作業(yè)工況，三種作業(yè)工況對應(yīng)產(chǎn)生三種不同的作業(yè)性能曲線，這往往是犧牲作業(yè)高度和作業(yè)幅度得到適應(yīng)的作業(yè)環(huán)境，以18米高空作業(yè)車為例，水平支腿完全伸出狀態(tài)下最大作業(yè)幅度是12米、最大作業(yè)高度是18米，在作業(yè)幅度是9米時作業(yè)高度為12.5米，在作業(yè)幅度是6米時作業(yè)高度為16米；水平支腿半伸出狀態(tài)下的最大作業(yè)幅度是9米，此時的作業(yè)高度僅為6米；水平支腿不伸出狀態(tài)下的最大作業(yè)幅度6米，此時的作業(yè)高度也只有6米，且只能在后方區(qū)域工作，當(dāng)高空作業(yè)車需要在狹窄路面或空間較狹小的場地進行高空作業(yè)時，往往水平支腿半伸出和不伸出狀況下對應(yīng)的作業(yè)高度和幅度不能滿足使用要求，只能借助登高梯或其它設(shè)備來完成高空作業(yè)，這嚴(yán)重違反了高空作業(yè)安全操作規(guī)程，作業(yè)極不安全，具有很高的安全隱患，嚴(yán)重時會出現(xiàn)人身傷亡事故。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對上述問題，本發(fā)明提供一種具有自穩(wěn)定系統(tǒng)的高空作業(yè)車及其自穩(wěn)定控制方法，通過控制自穩(wěn)定系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)在不同的水平支腿跨距下得到水平支腿完全伸出狀態(tài)下的最大作業(yè)高度和作業(yè)幅度，特別適用于狹窄路面或空間較狹小的場地進行高空作業(yè)。

為實現(xiàn)上述目的，本具有自穩(wěn)定系統(tǒng)的高空作業(yè)車包括車體總成、臂架支撐、臂架總成、液壓支腿和自穩(wěn)定控制系統(tǒng)；

所述的車體總成包括駕駛室、底盤、副車架和行走裝置，副車架固定連接在底盤上；

所述的臂架支撐底端通過臂架支撐回轉(zhuǎn)機構(gòu)與副車架連接，臂架支撐回轉(zhuǎn)機構(gòu)包括回轉(zhuǎn)支承和回轉(zhuǎn)驅(qū)動；

所述的臂架總成鉸接安裝在臂架支撐上，包括基礎(chǔ)臂、臂架變幅油缸和工作平臺，臂架變幅油缸一端鉸接安裝在臂架支撐上、另一端鉸接安裝在臂架總成的基礎(chǔ)臂上，臂架變幅油缸通過控制閥組與車載液壓系統(tǒng)連接；

所述的液壓支腿設(shè)置為四件，四件液壓支腿中心對稱設(shè)置在底盤或副車架上，液壓支腿包括水平變距液壓缸和豎直加載液壓缸，水平變距液壓缸和豎直加載液壓缸通過控制閥組與車載液壓系統(tǒng)連接；

所述的自穩(wěn)定控制系統(tǒng)包括平衡配重裝置、控制盒、液壓支腿水平變距位移傳感器、臂架變幅角度傳感器和臂架變幅油缸壓力傳感器；

平衡配重裝置包括平衡配重、滑移導(dǎo)向機構(gòu)和平衡配重推拉液壓缸；平衡配重通過滑移導(dǎo)向機構(gòu)與臂架支撐連接，且平衡配重和滑移導(dǎo)向機構(gòu)相對于臂架總成位于臂架總成的正后方；平衡配重推拉液壓缸一端與平衡配重鉸接連接、另一端與臂架支撐鉸接連接，且平衡配重推拉液壓缸的伸縮方向與滑移導(dǎo)向機構(gòu)的滑移方向一致，平衡配重推拉液壓缸通過控制閥組與車載液壓系統(tǒng)連接；

液壓支腿水平變距位移傳感器設(shè)置在液壓支腿上，臂架變幅角度傳感器設(shè)置在臂架總成與臂架支撐的鉸接連接位置，臂架變幅油缸壓力傳感器設(shè)置在臂架變幅油缸上；

控制盒包括控制器、信號處理模塊、控制模塊，液壓支腿水平變距反饋回路、臂架變幅角度反饋回路、臂架變幅油缸壓力反饋回路、平衡配重控制回路、數(shù)值比較回路；控制器分別與信號處理模塊和控制模塊電連接；信號處理模塊分別與液壓支腿水平變距位移傳感器、臂架變幅角度傳感器和臂架變幅油缸壓力傳感器電連接；控制模塊與平衡配重推拉液壓缸的控制閥組電連接。

作為本發(fā)明的優(yōu)選方案，所述的平衡配重裝置的滑移導(dǎo)向機構(gòu)是套筒結(jié)構(gòu)的導(dǎo)向平移機構(gòu)，包括滑移伸縮臂和固定臂，固定臂一端配合套接安裝在滑移伸縮臂的一端上、另一端固定連接在臂架支撐上，滑移伸縮臂的另一端固定連接在平衡配重上。

作為本發(fā)明的進一步改進方案，所述的滑移伸縮臂和固定臂在平衡配重的寬度方向上至少左右平行對稱設(shè)置為兩套。

作為本發(fā)明的進一步改進方案，所述的平衡配重裝置的滑移導(dǎo)向機構(gòu)水平設(shè)置。

作為本發(fā)明的進一步改進方案，所述的液壓支腿的豎直加載液壓缸上設(shè)有豎直加載液壓缸壓力傳感器，豎直加載液壓缸壓力傳感器與平衡配重裝置的信號處理模塊電連接。

一種具有自穩(wěn)定系統(tǒng)的高空作業(yè)車的自穩(wěn)定控制方法，其特征在于，包括以下步驟：

a.液壓支腿水平變距位移數(shù)據(jù)采集：將本具有自穩(wěn)定系統(tǒng)的高空作業(yè)車定位于工作地點后根據(jù)場地需要通過車載液壓系統(tǒng)直接控制液壓支腿的豎直加載液壓缸伸出使液壓支腿穩(wěn)固支撐于地面上、或先控制液壓支腿的水平變距液壓缸使液壓支腿水平伸出至場地允許的伸出長度后再控制液壓支腿的豎直加載液壓缸伸出使液壓支腿穩(wěn)固支撐于地面上，液壓支腿動作的過程中液壓支腿水平變距位移傳感器反饋液壓支腿水平位移信息至平衡配重裝置的信號處理模塊；

b.臂架變幅角度數(shù)據(jù)采集：臂架總成通過臂架變幅油缸伸出變幅，臂架總成變幅過程中臂架變幅角度傳感器反饋臂架總成的變幅角度信息至平衡配重裝置的信號處理模塊；

c.臂架變幅油缸的承載壓力數(shù)據(jù)采集：臂架總成變幅后根據(jù)需要繼續(xù)伸出或展開使工作平臺上升至工作高度、并根據(jù)需要控制臂架支撐回轉(zhuǎn)驅(qū)動使臂架支撐帶動臂架總成水平回轉(zhuǎn)至工作位置，臂架總成變幅展開的過程中臂架變幅油缸壓力傳感器反饋臂架變幅油缸的承載壓力信息至平衡配重裝置的信號處理模塊；

d.數(shù)據(jù)處理：信號處理模塊即將液壓支腿水平位移信息、臂架總成的變幅角度信息和臂架變幅油缸的承載壓力信息這三個數(shù)值信息根據(jù)設(shè)定程序分析和計算出需要平衡配重提供的反力矩后將此數(shù)據(jù)與程序設(shè)定的穩(wěn)定力矩進行比較、并選擇更接近此反力矩數(shù)值的穩(wěn)定力矩數(shù)值實時輸出反饋給控制器；

e.平衡作業(yè)平臺產(chǎn)生的傾翻力矩：控制器根據(jù)信號處理模塊輸出的數(shù)據(jù)計算出平衡配重推拉液壓缸的伸縮量，并實時發(fā)出控制指令使控制模塊控制平衡配重推拉液壓缸的控制閥組動作使平衡配重推拉液壓缸根據(jù)伸縮量數(shù)值進行實時伸縮，平衡配重推拉液壓缸帶動平衡配重伸出或縮入實現(xiàn)改變平衡配重的重心位置使其產(chǎn)生穩(wěn)定力矩以平衡作業(yè)平臺產(chǎn)生的傾翻力矩。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本具有自穩(wěn)定系統(tǒng)的高空作業(yè)車的自穩(wěn)定控制系統(tǒng)由于包括平衡配重裝置、控制盒、液壓支腿水平變距位移傳感器、臂架變幅角度傳感器和臂架變幅油缸壓力傳感器，平衡配重裝置包括平衡配重、滑移導(dǎo)向機構(gòu)和平衡配重推拉液壓缸，因此工作狀態(tài)時，液壓支腿水平變距位移傳感器首先反饋液壓支腿水平位移信息至平衡配重裝置的信號處理模塊，然后臂架變幅角度傳感器和臂架變幅油缸壓力傳感器反饋臂架總成的變幅角度信息和臂架變幅油缸的承載壓力信息至平衡配重裝置的信號處理模塊，信號處理模塊再將此三個數(shù)據(jù)信息根據(jù)設(shè)定程序分析和計算出需要平衡配重提供的反力矩后將此數(shù)據(jù)與程序設(shè)定的穩(wěn)定力矩進行比較、并選擇輸出更接近此反力矩數(shù)值的穩(wěn)定力矩數(shù)值實時反饋給控制器，控制器根據(jù)信號處理模塊輸出的數(shù)據(jù)計算出平衡配重推拉液壓缸的伸縮量并實時發(fā)出控制指令使控制模塊控制平衡配重推拉液壓缸的控制閥組動作使平衡配重推拉液壓缸帶動平衡配重伸出或縮入以改變平衡配重的重心位置、并使其產(chǎn)生穩(wěn)定力矩以平衡作業(yè)平臺產(chǎn)生的傾翻力矩，從而實現(xiàn)在較大作業(yè)高度和作業(yè)幅度的工況下使作業(yè)車始終在安全工況下工作的自動穩(wěn)定；平衡配重裝置的設(shè)置可提高高空作業(yè)車的整體作業(yè)性能，實現(xiàn)相同的作業(yè)高度和作業(yè)幅度的情況下縮小液壓支腿的跨距、相同的液壓支腿跨距的情況下增大作業(yè)高度和作業(yè)幅度，本具有自穩(wěn)定系統(tǒng)的高空作業(yè)車通過合理設(shè)置平衡配重的伸縮長度可以實現(xiàn)在不同的水平支腿跨距下得到水平支腿完全伸出狀態(tài)下的最大作業(yè)高度和作業(yè)幅度，特別適用于狹窄路面或空間較狹小的場地進行高空作業(yè)。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是圖1的A向視圖。

圖中：1、車體總成，2、臂架支撐，3、液壓支腿，4、平衡配重裝置，41、平衡配重，42、滑移伸縮臂，43、固定臂，44、平衡配重推拉液壓缸。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進一步說明。

如圖1所示，本具有自穩(wěn)定系統(tǒng)的高空作業(yè)車包括車體總成1、臂架支撐2、臂架總成、液壓支腿3和自穩(wěn)定控制系統(tǒng)。

所述的車體總成1包括駕駛室、底盤、副車架和行走裝置，副車架固定連接在底盤上。

所述的臂架支撐2底端通過臂架支撐回轉(zhuǎn)機構(gòu)與副車架連接，臂架支撐回轉(zhuǎn)機構(gòu)包括回轉(zhuǎn)支承和回轉(zhuǎn)驅(qū)動，回轉(zhuǎn)驅(qū)動可以驅(qū)動臂架支撐2沿回轉(zhuǎn)支承的回轉(zhuǎn)中心軸向360°旋轉(zhuǎn)。

所述的臂架總成鉸接安裝在臂架支撐2上，包括基礎(chǔ)臂、臂架變幅油缸21和工作平臺，臂架變幅油缸21一端鉸接安裝在臂架支撐2上、另一端鉸接安裝在臂架總成的基礎(chǔ)臂上，臂架變幅油缸21通過控制閥組與車載液壓系統(tǒng)連接。

所述的液壓支腿3設(shè)置為四件，四件液壓支腿3中心對稱設(shè)置在底盤或副車架上，液壓支腿3包括水平變距液壓缸和豎直加載液壓缸，水平變距液壓缸和豎直加載液壓缸通過控制閥組與車載液壓系統(tǒng)連接。

所述的自穩(wěn)定控制系統(tǒng)包括平衡配重裝置4、控制盒、液壓支腿水平變距位移傳感器、臂架變幅角度傳感器和臂架變幅油缸壓力傳感器。

如圖2所示，平衡配重裝置4包括平衡配重41、滑移導(dǎo)向機構(gòu)和平衡配重推拉液壓缸44；平衡配重41通過滑移導(dǎo)向機構(gòu)與臂架支撐2連接，且平衡配重41和滑移導(dǎo)向機構(gòu)相對于臂架總成位于臂架總成的正后方；平衡配重推拉液壓缸44一端與平衡配重41鉸接連接、另一端與臂架支撐2鉸接連接，且平衡配重推拉液壓缸44的伸縮方向與滑移導(dǎo)向機構(gòu)的滑移方向一致，平衡配重推拉液壓缸44通過控制閥組與車載液壓系統(tǒng)連接，通過控制平衡配重推拉液壓缸44的伸縮可以實現(xiàn)平衡配重41通過滑移導(dǎo)向機構(gòu)沿背離臂架總成的方向伸出或縮入。

液壓支腿水平變距位移傳感器設(shè)置在液壓支腿3上，臂架變幅角度傳感器設(shè)置在臂架總成與臂架支撐2的鉸接連接位置，臂架變幅油缸壓力傳感器設(shè)置在臂架變幅油缸21上。

控制盒包括控制器、信號處理模塊、控制模塊，液壓支腿水平變距反饋回路、臂架變幅角度反饋回路、臂架變幅油缸壓力反饋回路、平衡配重控制回路、數(shù)值比較回路；控制器分別與信號處理模塊和控制模塊電連接；信號處理模塊分別與液壓支腿水平變距位移傳感器、臂架變幅角度傳感器和臂架變幅油缸壓力傳感器電連接；控制模塊與平衡配重推拉液壓缸44的控制閥組電連接。

本具有自穩(wěn)定系統(tǒng)的高空作業(yè)車在正常行駛狀態(tài)時，平衡配重41貼近臂架支撐2處于完全縮入狀態(tài)、液壓支腿3完全縮入至底盤或副車架內(nèi)部，不影響正常行駛。

本具有自穩(wěn)定系統(tǒng)的高空作業(yè)車在工作狀態(tài)時是通過各傳感器的反饋控制平衡配重41的移動以實現(xiàn)自動穩(wěn)定控制：首先將本具有自穩(wěn)定系統(tǒng)的高空作業(yè)車定位于工作地點，然后根據(jù)場地需要通過車載液壓系統(tǒng)直接控制液壓支腿3的豎直加載液壓缸伸出使液壓支腿3穩(wěn)固支撐于地面上、或先控制液壓支腿3的水平變距液壓缸使液壓支腿3水平伸出至場地允許的伸出長度后再控制液壓支腿3的豎直加載液壓缸伸出使液壓支腿3穩(wěn)固支撐于地面上，液壓支腿3動作的過程中液壓支腿水平變距位移傳感器反饋液壓支腿水平位移信息至平衡配重裝置4的信號處理模塊，直接控制液壓支腿3的豎直加載液壓缸伸出時液壓支腿水平變距位移傳感器反饋的液壓支腿水平位移信息即為零，信號處理模塊對液壓支腿水平位移信息進行暫存待命處理，然后臂架總成通過臂架變幅油缸21伸出變幅后根據(jù)需要繼續(xù)伸出或展開使工作平臺上升至工作高度、并根據(jù)需要控制臂架支撐2回轉(zhuǎn)驅(qū)動使臂架支撐2帶動臂架總成水平回轉(zhuǎn)至工作位置，臂架總成變幅展開的過程中臂架變幅角度傳感器和臂架變幅油缸壓力傳感器反饋臂架總成的變幅角度信息和臂架變幅油缸21的承載壓力信息至平衡配重裝置4的信號處理模塊，信號處理模塊即將液壓支腿水平位移信息、臂架總成的變幅角度信息和臂架變幅油缸21的承載壓力信息這三個信息根據(jù)設(shè)定程序分析和計算出需要平衡配重41提供的反力矩后將此數(shù)據(jù)與程序設(shè)定的穩(wěn)定力矩進行比較、并選擇輸出更接近此反力矩數(shù)值的穩(wěn)定力矩數(shù)值實時反饋給控制器，控制器根據(jù)信號處理模塊輸出的數(shù)據(jù)計算出平衡配重推拉液壓缸44的伸縮量并實時發(fā)出控制指令使控制模塊控制平衡配重推拉液壓缸44的控制閥組動作使平衡配重推拉液壓缸44伸縮，進而實現(xiàn)平衡配重41伸出或縮入以改變平衡配重41的重心位置、并使其產(chǎn)生穩(wěn)定力矩以平衡作業(yè)平臺產(chǎn)生的傾翻力矩，從而實現(xiàn)在較大作業(yè)高度和作業(yè)幅度的工況下使作業(yè)車始終在安全工況下工作的自動穩(wěn)定。

所述的平衡配重裝置4的滑移導(dǎo)向機構(gòu)可以采用導(dǎo)向槽體結(jié)構(gòu)的導(dǎo)向平移機構(gòu)，也可以采用套筒結(jié)構(gòu)的導(dǎo)向平移機構(gòu)，由于前者為保證足夠的平移量需設(shè)置較長的槽體結(jié)構(gòu)、額外伸出的槽體結(jié)構(gòu)占用較多的空間，而后者可不用占用較多的空間，因此優(yōu)選后者，即，作為本發(fā)明的優(yōu)選方案，所述的平衡配重裝置4的滑移導(dǎo)向機構(gòu)是套筒結(jié)構(gòu)的導(dǎo)向平移機構(gòu)，包括滑移伸縮臂42和固定臂43，固定臂43一端配合套接安裝在滑移伸縮臂42的一端上、另一端固定連接在臂架支撐2上，滑移伸縮臂42的另一端固定連接在平衡配重41上。

為了保證平衡配重41的穩(wěn)固伸縮，作為本發(fā)明的進一步改進方案，所述的滑移伸縮臂42和固定臂43在平衡配重41的寬度方向上至少左右平行對稱設(shè)置為兩套。

為了保證平衡配重41更有效提供反力矩，作為本發(fā)明的進一步改進方案，所述的平衡配重裝置4的滑移導(dǎo)向機構(gòu)水平設(shè)置。

為了更準(zhǔn)確地使作業(yè)車始終在安全工況下工作，作為本發(fā)明的進一步改進方案，所述的液壓支腿3的豎直加載液壓缸上設(shè)有豎直加載液壓缸壓力傳感器，豎直加載液壓缸壓力傳感器與平衡配重裝置4的信號處理模塊電連接，臂架總成變幅展開的過程中豎直加載液壓缸壓力傳感器同時反饋豎直加載液壓缸的壓力信息至信號處理模塊，信號處理模塊同時根據(jù)豎直加載液壓缸的壓力數(shù)值根據(jù)設(shè)定程序分析和計算出需要平衡配重41提供的反力矩。

本具有自穩(wěn)定系統(tǒng)的高空作業(yè)車的自穩(wěn)定控制系統(tǒng)由于包括平衡配重裝置4、控制盒、液壓支腿水平變距位移傳感器、臂架變幅角度傳感器和臂架變幅油缸壓力傳感器，平衡配重裝置4包括平衡配重41、滑移導(dǎo)向機構(gòu)和平衡配重推拉液壓缸44，因此工作狀態(tài)時，液壓支腿水平變距位移傳感器首先反饋液壓支腿水平位移信息至平衡配重裝置4的信號處理模塊，然后臂架變幅角度傳感器和臂架變幅油缸壓力傳感器反饋臂架總成的變幅角度信息和臂架變幅油缸21的承載壓力信息至平衡配重裝置4的信號處理模塊，信號處理模塊再將此三個數(shù)據(jù)信息根據(jù)設(shè)定程序分析和計算出需要平衡配重41提供的反力矩后將此數(shù)據(jù)與程序設(shè)定的穩(wěn)定力矩進行比較、并選擇輸出更接近此反力矩數(shù)值的穩(wěn)定力矩數(shù)值實時反饋給控制器，控制器根據(jù)信號處理模塊輸出的數(shù)據(jù)計算出平衡配重推拉液壓缸44的伸縮量并實時發(fā)出控制指令使控制模塊控制平衡配重推拉液壓缸44的控制閥組動作使平衡配重推拉液壓缸44帶動平衡配重41伸出或縮入以改變平衡配重41的重心位置、并使其產(chǎn)生穩(wěn)定力矩以平衡作業(yè)平臺產(chǎn)生的傾翻力矩，從而實現(xiàn)在較大作業(yè)高度和作業(yè)幅度的工況下使作業(yè)車始終在安全工況下工作的自動穩(wěn)定；平衡配重裝置4的設(shè)置可提高高空作業(yè)車的整體作業(yè)性能，實現(xiàn)相同的作業(yè)高度和作業(yè)幅度的情況下縮小液壓支腿3的跨距、相同的液壓支腿3跨距的情況下增大作業(yè)高度和作業(yè)幅度，本具有自穩(wěn)定系統(tǒng)的高空作業(yè)車通過合理設(shè)置平衡配重41的伸縮長度可以實現(xiàn)在不同的水平支腿跨距下得到水平支腿完全伸出狀態(tài)下的最大作業(yè)高度和作業(yè)幅度，特別適用于狹窄路面或空間較狹小的場地進行高空作業(yè)。