一种臂架式高空作业车行走动平衡控制装置及方法与流程

本发明涉及一种动态平衡控制装置，属工程机械领域,具体是一种臂架式高空作业车行走动平衡控制装置。

背景技术：

自行走高空作业车主要应用在建筑施工、钢结构、场馆等行业，大多时工作场地的地面条件较差，斜坡、坑洼和障碍物较多，而车辆在作业过程中又需要经常改变工作位置或转场，因此对车辆的行走性能及稳定性有很高的要求。行业内自行走高空作业车的爬坡能力普遍在40%以上，爬坡能力较强，此工况风险大。

车辆在行驶过程中，进行爬坡作业时，如果坡度较大，倾覆力矩的变化很大，车辆的稳定性大幅降低，很有可能发生倾覆，严重影响了工作人员的人身安全性。

技术实现要素：

针对上述现有技术存在的问题，本发明提供一种臂架式高空作业车行走动平衡控制装置，可自动实现车辆的动态平衡。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种臂架式高空作业车行走动平衡控制装置，包括信号收集装置、控制器以及调控装置；所述信号收集装置用于实时测量车辆部件倾斜角度，并且与控制器连接；所述控制器用于接收信号收集装置反馈的角度信号，并计算出举升角度的补偿量，并传输信号至调控装置；所述调控装置用于接收控制器发出的补偿量信号并进行补偿工作。

进一步，所述信号收集装置包括倾角传感器以及臂架角度传感器；所述倾角传感器固定在车辆底盘，用于实时测量车辆底盘倾斜角度，测出的角度即为车辆爬坡角度；所述臂架角度传感器固定在车辆臂架上，用于实时测量车辆臂架倾斜角度；所述倾角传感器以及臂架角度传感器将各自测得的角度传输至控制器。

进一步，所述调控装置包括举升电磁阀以及变幅油缸；所述举升电磁阀用于接收控制器信号并且通过油路连接至变幅油缸，通过控制器对控制做出开、合动作，通过开、合动作进而控制变幅油缸进行升降；所述变幅油缸通过举升电磁阀的控制进而做出升降动作。

一种臂架式高空作业车行走动平衡控制方法，其包括步骤如下：

A、相关参数收集：

通过倾角传感器以及臂架角度传感器分别测量车辆底盘倾斜角度以及车辆臂架倾斜角度并传输角度信号至控制器；

B、控制器信号处理：

控制器将受到的信号进行处理，并根据公式计算出需要进行补偿的臂架举升的角度值，并发送信号至举升电磁阀；

C、补偿操作：

若需进行臂架举升角度的补偿，则通过控制器控制举升电磁阀进而使变幅油缸做出升降动作；

D、补偿复检：

当控制器控制调控装置进行臂架举升角度补偿的同时，控制器正常接收车辆底盘倾斜角度以及车辆臂架倾斜角度的值，进而计算当前车辆重心是否处于安全位置，是否还需继续进行臂架举升角度的补偿，并控制调控装置继续进行补偿动作转入步骤C或停止补偿动作。

进一步，所述步骤D中安全位置的定义为：车量重心位于车辆前后轮之间。

本发明的有益效果是：通过对车辆底盘倾斜角度、臂架举升角度的实时监测，并对举升角度进行补偿来实现车辆爬坡的动态平衡，提高工作人员的安全性；特有的举升角度补偿，来实现车辆动态平衡，无需额外增加设备，不增加成本。

附图说明

图1为本发明结构框图；

图2为本发明结构示意图；

图3为本发明平地示意图；

图4为本发明坡度示意图；

图5为图4补偿后示意图。

图中：101、信号收集装置，102、调控装置，1、倾角传感器，2、臂架角度传感器，3、控制器，4、举升电磁阀，5、变幅油缸。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明。

如图1和图2所示，一种臂架式高空作业车行走动平衡控制装置，包括信号收集装置101、控制器3以及调控装置102；所述信号收集装置101用于实时测量车辆部件倾斜角度，并且与控制器3连接；所述控制器3用于接收信号收集装置101反馈的角度信号，并计算出举升角度的补偿量，并传输信号至调控装置102；所述调控装置102用于接收控制器3发出的补偿量信号并进行补偿工作。

进一步，所述信号收集装置101包括倾角传感器1以及臂架角度传感器2；所述倾角传感器1固定在车辆底盘，用于实时测量车辆底盘倾斜角度，测出的角度即为车辆爬坡角度；所述臂架角度传感器2固定在车辆臂架上，用于实时测量车辆臂架倾斜角度；所述倾角传感器1以及臂架角度传感器2将测得的角度值传输至控制器3。

进一步，所述调控装置102包括举升电磁阀4以及变幅油缸5；所述举升电磁阀4用于接收控制器3的信号并且通过油路连接至变幅油缸5，通过控制器3控制举升电磁阀4做出开、合动作，通过开、合动作进而控制变幅油缸5进行升降；所述变幅油缸5通过举升电磁阀4的控制进而做出升降动作。

一种臂架式高空作业车行走动平衡控制方法，其包括步骤如下：

A、相关参数收集：

通过倾角传感器以及臂架角度传感器分别测量车辆底盘倾斜角度以及车辆臂架倾斜角度并传输角度信号至控制器；

B、控制器信号处理：

控制器将受到的信号进行处理，并根据公式计算出需要进行补偿的臂架举升的角度值，并发送信号至举升电磁阀；

C、补偿操作：

若需进行臂架举升角度的补偿，则通过控制器控制举升电磁阀进而使变幅油缸做出升降动作；

D、补偿复检：

当控制器控制调控装置进行臂架举升角度补偿的同时，控制器正常接收车辆底盘倾斜角度以及车辆臂架倾斜角度的值，进而计算当前车辆重心是否处于安全位置，是否还需继续进行臂架举升角度的补偿，并控制调控装置继续进行补偿动作转入步骤C或停止补偿动作。

进一步，所述步骤D中安全位置的定义为：车量重心位于车辆前后轮之间。

本发明的工作原理为：

控制器3通过实时检测的底盘倾斜角度，即车辆的爬坡角度，控制器3经过运算得出再次实现平衡时，臂架所需的举升补偿角度，进而控制臂架举升电磁阀4，使得执行部件臂架变幅油缸5做出相应动作，调整臂架举升的角度，控制器实时判断调整是否到位，最终实现车辆的动态平衡。

具体为：如图3所示，当车辆停靠在水平地面时，车轮处的A、B两点构成整车的支撑面，整车的重心位于C点，重力G作用于A、B两点之间，此时车辆处于一个稳定状态；此时臂架相对于车体的举升角度为θ；

再如4所示，当车辆驶上一个角度为α的斜坡时，在臂架举升角度θ不变的情况下，重心C同样保持不变，此时重心作用力的方向已经超出B点，不再位于A、B两点之间，此时车辆就有倾覆的危险。

如图5所示，当车辆驶上一个角度为α的斜坡时，在控制系统自动计算出此时臂架需要补偿的角度值β，通过控制变幅油缸使臂架的角度增加β，此时举升角度变为θ+β；整车重心随着臂架部分重心的变化移动到达D点，此时重心作用力的方向重新回到A、B两点中间，车辆稳定性得以重新恢复。这一过程在车辆爬坡的过程动态实现，实现车辆的动态平衡。

综上所述，本发明结构简单，效果明显，通过对车辆底盘倾斜角度、臂架举升角度的实时监测，并对举升角度进行补偿来实现车辆爬坡的动态平衡，提高工作人员的安全性；特有的举升角度补偿，来实现车辆动态平衡，无需额外增加设备，不增加成本。