一种电驱动折叠臂高空作业车及其调平系统和调平方法
【技术领域】
[0001]本发明属于工程机械领域，具体涉及一种电驱动折叠臂高空作业车及其调平系统和调平方法。
【背景技术】
[0002]近几年来，高空作业车的应用日益广泛，且主要工作于工况多变、环境复杂的应用场合，作业高度一般在10?30m范围，保证高空作业车工作平台在工作时水平，直接决定作业人员的人身安全保障及作业车的工作性能优劣。
[0003]高空作业车工作平台调平技术主要有自重调平、平行四连杆调平、链条链轮式调平、静液压调平以及电液调平。自重式、机械式(平行四连杆及链条链轮)、静液压式、电液调平通常为单一控制对象的调平方式，只可在有限工作范围实现较小输出调平角度，调平输出角度的不足导致这些调平方式难以满足大空间举升的复杂工况应用要求，而组合式调平方法则可有效弥补现有调平方式的不足。
[0004]传统高空作业车大多采用的液压传动的方式，液压传动是以液体为工作介质，在相对运动表面间不可避免地存在泄漏，同时，液体又不是绝对不可压缩的，故在传动比要求严格的场合采用存在一定风险。液压传动在工作过程中有较多的能量损失(如摩擦损失、泄漏损失等)，故不宜于远距离传动；液压传动对油温的变化比较敏感，油温变化会影响运动的稳定性，因此，在低温和高温条件下，采用液压传动有一定的困难。此外，为了减少泄漏，液压元件的制造精度要求高，增加了制造成本；液压系统故障的诊断比较困难，因此对维修人员提出了更高的要求；随着高压、高速、高效率和大流量化，液压元件和系统的噪声很大。因此，对作业人员安全性、工作精准性等要求极高的高空作业车来说，液压传动存在的易泄漏、高成本、可压缩性、温度影响大、污染等不利因素都是应该尽力避免。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于克服上述不足，提供一种电驱动折叠臂高空作业车及其调平系统，在保证工作高度的条件下，能够在扩大工作范围的同时保证工作平台连续、高效、平稳的自动调平。
[0006]为了达到上述目的，一种电驱动折叠臂高空作业车，包括底座，底座上设置有转台和通过第一步进电机控制的卷扬机，转台上设置有支撑架，支撑架上连接有下臂，下臂通过固定在支撑孔中的转动轴使下臂和支撑架铰接在一起，卷扬机通过钢丝绳连接下臂的远端，下臂的远端通过第一转动轴铰接有上臂，上臂通过第二转动轴铰接有小臂，小臂通过第三转动轴铰接有平台凸台，平台凸台上固定有工作平台，下臂上设置有控制上臂摆动的第二步进电机，上臂上设置有控制小臂摆动的第三步进电机，小臂上设置有驱动工作平台转动的第四步进电机。
[0007]所述底座上设置有立柱，立柱顶部设置有定滑轮，钢丝绳的一端连接下臂的远端，另一端经过定滑轮连接卷扬机。
[0008]所述第二步进电机固定在下臂内，第二步进电机的输出轴连接有第二锥齿轮，下臂上开设有下臂轴承孔，第一转动轴穿过上臂进入下臂轴承孔中，第一转动轴的两端设置有下臂限位盖板，第一转动轴上固定有与第二锥齿轮啮合的第一锥齿轮。
[0009]所述第三步进电机固定在上臂内，第三步进电机的输出轴连接有第四锥齿轮，上臂上开设有上臂轴承孔，第二转动轴穿过小臂进入上臂轴承孔中，第二转动轴的两端设置有上臂限位盖板，第二转动轴上固定有与第四锥齿轮啮合的第三锥齿轮。
[0010]所述第四步进电机固定在小臂内，第四步进电机的输出轴连接有第六锥齿轮小臂上开设有小臂轴承孔，第三转动轴穿过平台凸台进入小臂轴承孔中，第三转动轴的两端设置有小臂限位盖板，第三转动轴上固定有与第六锥齿轮啮合的第五锥齿轮。
[0011]一种电驱动折叠臂高空作业车的调平系统，包括设置在工作平台底部的水平传感器和设置在第三转动轴上的编码器，水平传感器连接第一放大器，编码器连接第二放大器，第一放大器和第二放大器均连接控制器，控制器连接第三步进电机和第四步进电机。
[0012]一种电驱动折叠臂高空作业车调平系统的调平方法，下臂和上臂分别由第一步进电机和第二步进电机驱动，随着下臂和上臂的位置变化，工作平台将会偏离原先的水平位置，位于工作平台底部的水平传感器此时将会感应到信号，并将检测到的工作平台变化所产生的信号经第一放大器放大后，传递给控制器；同时，位于平台凸台的轴上的编码器也将获得一个信号，并将获得的信号经第二放大器放大后，传递给控制器，控制器带动第三步进电机和第四步进电机转动。
[0013]若编码器检测的信号为第三转动轴未达到极限位置，则控制器带动第四步进电机驱动工作平台转动，实现工作平台水平。
[0014]若编码器检测的信号为第三转动轴已达到极限位置，则控制器带动第三步进电机驱动小臂转动，实现工作平台水平。
[0015]与现有技术相比，本发明的装置通过步进电机带动各个部件运动，能够在高空作业环境下，高效、平稳的调整，显著改善了现有液压驱动的不足，提供了一种高精度、高效节能的新型驱动方式，这样采用全电驱动提高了系统的应答反映，可以实现在更加复杂工况环境下灵活作业。
[0016]进一步的，本发明能够经过立柱扩大力矩，连续平稳拉动或放松下臂上端，实现下臂的举升动作。
[0017]本发明的调平系统包括水平传感器、编码器、控制器和两个放大器，该系统调平输出角度大，过程平稳连续，消除因调平产生的抖动，确保作业平台的安全性，充分改善了目前国际上普遍采用的几种调平技术的不足，充分保证高空作业车作业平台调平倾角不超过容许值。
[0018]本发明的调平方法能够在高空作业环境下，高效、平稳的自动调平，充分改善了目前国际上普遍采用的几种调平技术的不足，充分保证高空作业车作业平台调平倾角不超过容许值，显著改善了液压驱动的不足，提供了一种高精度、高效节能的新型驱动方式。
【附图说明】
[0019]图1为一种电驱动折叠臂高空作业车的结构示意图；
[0020]图2为本发明中下臂和上臂间的结构连接示意图；
[0021]图3为本发明中上臂和小臂间的结构连接示意图；
[0022]图4为本发明中小臂和工作平台间的结构连接示意图；
[0023]图5为调平系统的控制方式示意图。
【具体实施方式】
[0024]下面结合附图对本发明做进一步说明。
[0025]参见图1，一种电驱动折叠臂高空作业车包括底座1，底座I上设置有转台2和通过第一步进电机11控制的卷扬机12，转台2上设置有支撑架3，支撑架上连接有下臂6，下臂6通过固定在支撑孔4中的转动轴使下臂6和支撑架3铰接在一起，卷扬机12通过钢丝绳37连接下臂6的远端，下臂6的远端通过第一转动轴25铰接有上臂7，上臂7通过第二转动轴30铰接有小臂8，小臂8通过第三转动轴35铰接有平台凸台9，平台凸台9上固定有工作平台10，下臂6上设置有控制上臂7摆动的第二步进电机14，上臂7上设置有控制小臂8摆动的第三步进电机15，小臂8上设置有驱动工作平台10转动的第四步进电机16，底座I上设置有立柱5，立柱5顶部设置有定滑轮13，钢丝绳37的一端连接下臂6的远端，另一端经过定滑轮13连接卷扬机12。
[0026]参见图2，第二步进电机14固定在下臂6内，第二步进电机14的输出轴连接有第二锥齿轮23，下臂6上开设有下臂轴承孔24，第一转动轴25穿过上臂7进入下臂轴承孔24中，第一转动轴25的两端设置有下臂限位盖板26，第一转动轴25上固定有与第二锥齿轮23啮合的第一锥齿轮22。
[0027]参见图3，第三步进电机15固定在上臂7内，第三步进电机15的输出轴连接有第四锥齿轮28，上臂7上开设有上臂轴承孔29，第二转动轴30穿过小臂8进入上臂轴承孔29中，第二转动轴30的两端设置有上臂限位盖板31，第二转动轴30上固定有与第四锥齿轮28啮合的第三锥齿轮27。
[0028]参见图4，第四步进电机16固定在小臂8内，第四步进电机16的输出轴连接有第六锥齿轮33小臂8上开设有小臂轴承孔34，第三转动轴35穿过平台凸台9进入小臂轴承孔34中，第三转动轴35的两端设置有小臂限位盖板36，第三转动轴35上固定有