高空作业车防倾翻控制方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种高空作业车防倾翻控制方法，主要适用于高空作业车信号实时监测和趋势分析方法与趋势控制。
【背景技术】
[0002]目前伸缩臂式高空作业车(含举高类消防车)的防倾翻控制采用幅度限制或力矩限制的方法，需要检测的物理量较多:臂的伸出长度、臂的俯仰角度或工作斗的载荷、各条水平支腿的伸出长度(支腿跨距检测)、转台平面的水平度(要求车架调平)、转台的回转角度等，相对应的控制系统和控制程序均较为复杂，需要事先按照理想的典型工况计算出幅度限制数据表，送入控制器的程序中，将一种或几种典型的作业范围固定下来，作业时由控制程序根据检测到的支腿工况和工作斗载荷选择适合的作业范围，实现防倾翻控制。
[0003]幅度限制和力矩限制的计算方法是:假设转台回转轴线垂直于水平面，相邻垂直支腿着地点的连线被定义为”倾翻线”，计算臂架在各种典型姿态时整车重心在水平面上投影的位置；判据:该位置如果在4条”倾翻线”围成的区域内整车稳定，在线上是临界状态，在区域外就是会倾翻的状态。加上一定的安全系数后，就形成一种或几种典型的作业范围。
[0004]随着复杂臂架结构(多关节、多运动自由度)的出现，重心计算方程异常复杂，对测量各节臂伸缩长度和角度的传感器的误差要求异常严苛，成本提高的难以接受，因此，采用传统的幅度限制或力矩限制的方法，已很难完成防倾翻控制。
【发明内容】
[0005]本发明所要解决的技术问题是克服现有技术存在的不足，提供一种高空作业车防倾翻控制方法，大幅度降低高空作业车(含举高类消防车)防倾翻控制系统的复杂程度，实现复杂臂架结构车型的防倾翻控制，自动适应复杂场地(不平、狭窄)环境下高空作业时的防倾翻控制(自适应作业范围)。
[0006]本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是:一种高空作业车防倾翻控制方法，高空作业车四条支腿上部均安装有用来检测支腿的反作用力的压力传感器，高空作业车的控制器与四个压力传感器连接并控制高空作业车的操作，其特征是所述高空作业车防倾翻控制方法包括以下步骤:
一、读取四条支腿的压力传感器数据并转换成反作用力；
二、四条支腿的反作用力之和不等于整车重量则进行故障处理；
三、当臂架有动作时计算各相邻支腿的反作用力之和；
四、任何一个相邻支腿的反作用力之和不小于限速报警值时转第七步骤；
五、当前动作减速并报警；
六、任何一个相邻支腿的反作用力之和小于限动值时进行紧急处理；
七、臂架收回到位则停机，否则转第一步。
[0007]由于高空作业车面临向某一侧倾翻风险时，其另一侧的两条支腿的受力必然倾向于零，故本发明通过检测四个支腿的受力情况，计算各相邻支腿的反作用力之和，即可判断高空作业车的倾翻风险，并根据倾翻风险的大小分为两档，第一档为预警的情形，此时进行限速报警，即任何两个相邻支腿的反作用力之和小于限速报警值时进行当前动作减速并报警；第二档为非常紧急的情形，即任何两个相邻支腿的反作用力之和小于限动值时进行紧急处理，立即停止当前动作，报警和或允许(当前动作的)反向操作。
[0008]本发明所述故障处理步骤包括:压力传感器故障处理，启动应急系统并停机。
[0009]本发明所述限速报警值为减速安全系数与整车重量的乘积，其取值范围为
0.08-0.15 ;所述限动值为停止安全系数与整车重量的乘积，其取值范围为0.05-0.1 ;可根据具体车型，通过风载试验确定。
[0010]本发明的优点是:通过简洁明确的控制方法直接确定高空作业车向任一侧的倾翻风险，提取预警并处理，大幅度简化了控制复杂度。
【附图说明】
[0011]图1为本发明实施例的原理示意图。
[0012]图2为本发明实施例的控制流程图。
[0013]图中:G_工作斗，S-水平回转臂，B3-第三伸缩臂，B2-第二伸缩臂，B1-第一伸缩臂，Qlf-左前支腿压力传感器，Qrf-右前支腿压力传感器，Qlr-左后支腿压力传感器，Qrr-右后支腿压力传感器，N-转台，NL-转台平面。
【具体实施方式】
[0014]参见图1，本发明实施例高空作业车防倾翻控制方法的主要思路基于如下两点基本事实:1、当相邻两条支腿的支反力(支腿反作用力)之和趋近于O时，整车有向对侧倾翻的危险；2、所有支腿的支反力之和为一个常量等于整车重量。在臂架运动过程中，通过连续实时监测4条垂直支腿支反力的变化，由含有趋势分析模型的各动作控制程序，分析当前的臂架运动对整车稳定性产生的影响(有利或不利趋势)及程度，当达到限速报警值时，对不利动作降速，同时发出报警信号，当达到限动值时，约束(停止)该不利动作，升级为警告信号，同时放开该动作反方向的约束(约束的退出机制)，从而实现防倾翻控制。
[0015]整车重量F=(Fa+Fb+Fc+Fd)*(l± Λ%)------(I);其中:Fa为左前支腿反作用力、Fb为左后支腿反作用力、Fe为右后支腿反作用力、Fd为右前支腿反作用力，Λ%-为传感器合理误差，用等式(I)连续监视支腿反作用力传感器的可信性，支腿反作用力简称支反力或反力。
[0016]向前倾翻临界:Fq=(Fb+Fc)*(l-A%)=0------(2)，式中Fq为后侧两支腿反作用力之和。
[0017]向后倾翻临界:Fh=(Fa+Fd)*(l-A%)=0------(3)，式中Fh为前侧两支腿反作用力之和。
[0018]向左倾翻临界:Fz=(Fc+Fd)*(l-A%)=0------(4)，式中Fz为右侧两支腿反作用力之和。
[0019]向右倾翻临界:Fy=(Fa+Fb)*(l-A%)=0------(5)，式中Fy为左侧两支腿反作用力之和。
[0020]式⑵一式(5)为防倾翻判据。
[0021 ]参考式(I)—式(5 )，当 Fq 或 Fh 或 Fz 或 Fy 彡 Fds--------(6)
当 Fq 或 Fh 或 Fz 或 Fy < Fxd--------(7)
假设:限速报警值Fds=d%XF，式中d为减速安全系数，d可取8~15 ;限动值Fxd=e%XF，式中e为停止安全系数，e可取5~10 ;可根据具体车型，通过风载试验确定。
[0022]本发明在高空作业车四条支腿上部均安装有压力传感器，四个压力传感器用来检测四个支腿的反作用力，控制程序梗概流程如图2所示，包括以下主要步骤:
1、读取四条支腿的压力传感器数据并转换成反作用力；
2、四条支腿的反作用力之和不等于整车重量则进行故障处理；
3、当臂架有动作时计算各相邻支腿的反作用力之和；
4、任何一个相邻支腿的反作用力之和不小于限速报警值时转第7步骤；
5、当前动作减速(限速)并报警；
6、任何一个相邻支腿的反作用力之和小于限动值时进行紧急处理；
7、臂架收回到位则停机，否则转第I步。
[0023]所述紧急处理步骤通常为停止当前动作，报警和或允许反向操作。
[0024]凡依本发明构思所述的构造、形状及特征所做的等效或简单变化，均包括于本发明专利的保护范围内。
【主权项】
1.一种高空作业车防倾翻控制方法，高空作业车四条支腿上部均安装有用来检测支腿的反作用力的压力传感器，高空作业车的控制器与四个压力传感器连接并控制高空作业车的操作，其持征是包括以下步骤: 一、读取四条支腿的压力传感器数据并转换成反作用力； 二、四条支腿的反作用力之和不等于整车重量则进行故障处理； 三、当臂架有动作时计算各相邻支腿的反作用力之和； 四、任何一个相邻支腿的反作用力之和不小于限速报警值时转第七步骤； 五、当前动作减速并报警； 六、任何一个相邻支腿的反作用力之和小于限动值时进行紧急处理； 七、臂架收回到位则停机，否则转第一步； 所述限速报警值为减速安全系数与整车重量的乘积，所述限动值为停止安全系数与整车重量的乘积。
2.根据权利要求1所述的高空作业车防倾翻控制方法，其持征是:所述减速安全系数为 0.08-0.15。
3.根据权利要求1所述的高空作业车防倾翻控制方法，其持征是:所述停止安全系数为 0.05-0.1。
4.根据权利要求1所述的高空作业车防倾翻控制方法，其持征是:所述故障处理步骤包括:压力传感器故障处理，启动应急系统并停机。
5.根据权利要求1所述的高空作业车防倾翻控制方法，其持征是:所述紧急处理步骤包括:立即停止当前动作，报警和或允许反向操作。
【专利摘要】本发明涉及一种高空作业车防倾翻控制方法，其持征是包括以下步骤：一、读取四条支腿的压力传感器数据并转换成反作用力；二、四条支腿的反作用力之和不等于整车重量则进行故障处理；三、当臂架有动作时计算各相邻支腿的反作用力之和；四、任何一个相邻支腿的反作用力之和不小于限速报警值时转第七步骤；五、当前动作减速并报警；六、任何一个相邻支腿的反作用力之和小于限动值时进行紧急处理；七、臂架收回到位则停机，否则转第一步。所述限速报警值为减速安全系数与整车重量的乘积，所述限动值为停止安全系数与整车重量的乘积。本发明通过简洁明确的控制方法直接确定高空作业车向任一侧的倾翻风险，提取预警并处理，大幅度简化了控制复杂度。
【IPC分类】B66F17-00, B66F11-04
【公开号】CN104591050
【申请号】CN201410701382
【发明人】王世光, 梁鲜琪
【申请人】杭州爱知工程车辆有限公司
【公开日】2015年5月6日
【申请日】2014年11月28日