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原文传递一种直伸臂式高空作业车的作业范围控制方法

专利名称：	一种直伸臂式高空作业车的作业范围控制方法
摘要：	本发明涉及一种直伸臂式高空作业车的作业范围控制方法。本发明中直伸臂式高空作业车包括起伏油缸、调平油缸、立柱转轴、斗部立柱、斗摆动托架、工作斗、摆臂、吊绳吊钩、吊臂、吊臂转轴、吊台、伸缩臂、主臂、主臂转轴、转台、控制器和车架，转台设置在车架上，主臂通过主臂转轴设置在转台上，伸缩臂设置在主臂上，斗部立柱通过立柱转轴设置在伸缩臂上，摆臂和吊台均转动设置在斗部立柱上，斗摆动托架转动设置在摆臂上，工作斗设置在斗摆动托架上，吊臂通过吊臂转轴设置在吊台上，吊绳吊钩设置在吊臂上，起伏油缸的缸筒与转台铰接，起伏油缸的活塞杆与主臂铰接，调平油缸的缸筒与伸缩臂铰接，调平油缸的活塞杆与斗部立柱铰接。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	浙江;33
申请人：	杭州爱知工程车辆有限公司
发明人：	毛立武;陈晓峰;张仁民;翁卫;许荆
专利状态：	有效
申请日期：	2023-08-22T00:00:00+0800
发布日期：	2023-11-14T00:00:00+0800
申请号：	CN202311062479.7
公开号：	CN117049438A
代理机构：	杭州天欣专利事务所(普通合伙)
代理人：	刘思远
分类号：	B66F11/00;B66F13/00;B66F17/00;B66C23/18;B66C1/14;F15B11/16;F15B19/00;F15B20/00;F15B21/08;B;F;B66;F15;B66F;B66C;F15B;B66F11;B66F13;B66F17;B66C23;B66C1;F15B11;F15B19;F15B20;F15B21;B66F11/00;B66F13/00;B66F17/00;B66C23/18;B66C1/14;F15B11/16;F15B19/00;F15B20/00;F15B21/08
申请人地址：	310018 浙江省杭州市钱塘区经济技术开发区5号大街17号
主权项：	1.一种直伸臂式高空作业车的作业范围控制方法，所述直伸臂式高空作业车包括立柱转轴（7）、斗部立柱（8）、斗摆动托架（9）、工作斗（10）、摆臂（11）、吊绳吊钩（12）、吊臂（13）、吊臂转轴（14）、吊台（15）、伸缩臂（16）、主臂（17）、主臂转轴（19）、转台（20）、控制器（21）和车架（22），所述转台（20）设置在车架（22）上，所述主臂（17）通过主臂转轴（19）设置在转台（20）上，所述伸缩臂（16）设置在主臂（17）上，所述斗部立柱（8）通过立柱转轴（7）设置在伸缩臂（16）上，所述摆臂（11）和吊台（15）均转动设置在斗部立柱（8）上，所述斗摆动托架（9）转动设置在摆臂（11）上，所述工作斗（10）设置在斗摆动托架（9）上，所述吊臂（13）通过吊臂转轴（14）设置在吊台（15）上，所述吊绳吊钩（12）设置在吊臂（13）上，其特征在于：所述直伸臂式高空作业车还包括起伏油缸（2）和调平油缸（6），所述起伏油缸（2）的缸筒与转台（20）铰接，所述起伏油缸（2）的活塞杆与主臂（17）铰接，所述起伏油缸（2）的无杆腔上安装有起伏油缸大腔压力传感器（1），所述起伏油缸（2）的有杆腔安装有起伏油缸小腔压力传感器（3），所述调平油缸（6）的缸筒与伸缩臂（16）铰接，所述调平油缸（6）的活塞杆与斗部立柱（8）铰接，所述调平油缸（6）的无杆腔上安装有调平油缸大腔压力传感器（4），所述调平油缸（6）的有杆腔上安装有调平油缸小腔压力传感器（5），所述主臂（17）上安装有主臂角度传感器（18），所述主臂角度传感器（18）、起伏油缸大腔压力传感器（1）、起伏油缸小腔压力传感器（3）、调平油缸大腔压力传感器（4）和调平油缸小腔压力传感器（5）均与控制器（21）连接；所述直伸臂式高空作业车的作业范围控制方法，如下：通过控制器（21）计算出起伏油缸（2）的无杆腔压力pea；通过控制器（21）计算出起伏油缸（2）的有杆腔压力peb；通过控制器（21）计算出调平油缸（6）的无杆腔压力pla；通过控制器（21）计算出调平油缸（6）的有杆腔压力plb；通过控制器（21）计算出起伏油缸（2）的受力：fe= pea×Sea -peb ×Seb；通过控制器（21）计算出调平油缸（6）的受力：fl = pla×Sla-plb ×Slb；计算出当前主臂（17）的起伏角度θ下的起伏油缸（2）的力臂le和调平油缸（6）的力臂ll，并绘制对应力臂曲线图，在控制器（21）中先存储参数点对应的起伏角度θ-力臂l，再根据当前主臂（17）的起伏角度θ，在对应直线段中采用线性插值方式计算起伏油缸（2）的力臂le和调平油缸（6）的力臂ll；采用线性插值方式计算出起伏油缸（2）的力臂le=fune（θ）；采用线性插值方式计算出调平油缸（6）的力臂ll=funl（θ）；通过控制器（21）计算出起伏油缸（2）承受的总力矩：me=fe×le；通过控制器（21）计算出调平油缸（6）承受的总力矩：ml =fl×ll；通过控制器（21）计算出综合控制力矩：mc =me-ml；确定斗部载荷0kg时，立柱转轴（7）可以到达的最大幅度，当斗部载荷为0kg时，主臂（17）的起伏角度为θ，此时将伸缩臂（16）逐步伸出，当立柱转轴（7）到达幅度曲线，此时通过控制器（21）测量得到综合控制力矩mc，此值即为安全力矩限值ms；或者通过计算获得安全力矩限值ms，按照斗部载荷为0kg，伸缩臂（16）伸出至幅度曲线，并将所有斗部的自重布置在立柱转轴（7）的中心时，计算起伏油缸（2）承受的总力矩，此值即为安全力矩限值ms；根据不同起伏臂角度θ对应的安全力矩限ms，绘制出安全力矩曲线；控制器（21）先存储参数点对应的起伏角度θ-力矩m，再根据当前主臂（17）的起伏角度θ，在对应直线段中采用线性插值方式计算安全力矩限值ms，安全力矩限值ms =funm（θ）；控制器（21）根据当前主臂（17）的起伏角度θ，分别计算安全力矩限值ms和综合控制力矩mc，当综合控制力矩mc＞安全力矩限值ms时，限制主臂（17）的降动作、伸缩臂（16）的伸动作、吊绳吊钩（12）的升动作；当主臂（17）的起伏角度θ＞主臂（17）允许升动作的最大角度θmax时，限制主臂（17）的升动作，当主臂（17）的起伏角度θ≤主臂（17）允许降动作的最小角度θmin时，限制主臂（17）的降动作。 2.根据权利要求1所述的直伸臂式高空作业车的作业范围控制方法，其特征在于：所述摆臂（11）通过OA轴设置在斗部立柱（8）上，所述斗摆动托架（9）通过OB轴设置在摆臂（11）上，所述吊台（15）通过OC轴设置在斗部立柱（8）上。 3.根据权利要求1所述的直伸臂式高空作业车的作业范围控制方法，其特征在于：所述起伏油缸大腔压力传感器（1）、起伏油缸小腔压力传感器（3）设置在起伏油缸（2）与起伏油缸平衡阀（23）之间，所述调平油缸大腔压力传感器（4）、调平油缸小腔压力传感器（5）设置在调平油缸（6）与调平油缸平衡阀（24）之间。 4.根据权利要求1所述的直伸臂式高空作业车的作业范围控制方法，其特征在于：在绘制力臂曲线图时，为简化控制器（21）的计算，分别采用12个参数点的折线段拟合各力臂曲线，为保证力臂曲线的拟合度，相邻两点间保证曲线段内单调递增或单调递减，参数点布置时可在线性度较差的地方密集一些，在线性度较好的区域适当稀疏一些。 5.根据权利要求1所述的直伸臂式高空作业车的作业范围控制方法，其特征在于：综合控制力矩mc的结果与主臂（17）的起伏角度θ、伸缩臂（16）的长度、臂部和斗部的自重、斗部载荷的大小相关，但却与斗部载荷的具体位置无关，即与摆臂（11）的摆动角度、斗摆动托架（9）的摆动角度、工作斗（10）内载荷的位置无关，也与吊臂（13）的俯仰角度和吊臂（13）的回转角度决定的吊重位置无关。 6.根据权利要求1所述的直伸臂式高空作业车的作业范围控制方法，其特征在于：在绘制安全力矩曲线图时，为简化控制器（21）的计算，采用12个参数点的折线段拟合安全力矩曲线。 7.根据权利要求5所述的直伸臂式高空作业车的作业范围控制方法，其特征在于：其中臂部由伸缩臂（16）、主臂（17）和调平油缸（6）构成，斗部由立柱转轴（7）、斗部立柱（8）、斗摆动托架（9）、工作斗（10）、摆臂（11）、吊绳吊钩（12）、吊臂（13）、吊臂转轴（14）和吊台（15）构成，斗部载荷由工作斗（10）内的载荷和吊绳吊钩（12）的吊重载荷构成。