本發(fā)明涉及一種高空作業(yè)車控制方法，具體是一種可實(shí)現(xiàn)車身防自損的下折式高空作業(yè)車控制方法，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(yùn)送工作人員和使用器材至高空對(duì)位于高空的設(shè)備進(jìn)行安裝、維護(hù)、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(diǎn)，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)。

目前高空作業(yè)車按臂架類型通常分為三類：折疊臂高空作業(yè)車、伸縮臂高空作業(yè)車和由折疊臂和伸縮臂組成的混合臂高空作業(yè)車，由于混合臂高空作業(yè)車兼具折疊臂和伸縮臂的作業(yè)靈活、適用多樣性工況、易于跨越障礙物到達(dá)工作位置的優(yōu)點(diǎn)，因此逐漸普及應(yīng)用。

隨著高空作業(yè)車行業(yè)的發(fā)展，大高度以及越來越復(fù)雜的臂架結(jié)構(gòu)成為未來發(fā)展的趨勢(shì)，這就對(duì)高空作業(yè)車安全保護(hù)的要求越來越高，而高空作業(yè)車的車身防自損功能也越來越顯現(xiàn)出其重要性。

針對(duì)工作臂結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單的伸縮臂高空作業(yè)車，車身防自損控制運(yùn)算相對(duì)簡(jiǎn)單、也較易實(shí)現(xiàn)，通常僅需要控制工作臂變幅下落以及計(jì)算當(dāng)前轉(zhuǎn)臺(tái)的回轉(zhuǎn)角度就可以有效實(shí)現(xiàn)自身防撞，但針對(duì)工作臂結(jié)構(gòu)較復(fù)雜的折疊臂高空作業(yè)車和混合臂高空作業(yè)車，車身防自損控制運(yùn)算就相對(duì)復(fù)雜、不易實(shí)現(xiàn)，如圖1所示的下折式混合臂高空作業(yè)車是在下折式折疊臂的內(nèi)部還設(shè)置有伸縮臂，在圖1所示的狀態(tài)下不僅僅是一級(jí)臂變幅下降可以撞到車身，同時(shí)回轉(zhuǎn)動(dòng)作二級(jí)臂變幅和二級(jí)臂縮回、伸出都有可能撞到車身，在這種情況下僅僅依靠簡(jiǎn)單的控制工作臂變幅下落以及計(jì)算當(dāng)前轉(zhuǎn)臺(tái)的回轉(zhuǎn)角度的車身防自損控制已經(jīng)無法解決問題，而依靠定點(diǎn)控制不僅定點(diǎn)量大而且不能覆蓋整個(gè)車身，通常是操作人員根據(jù)經(jīng)驗(yàn)?zāi)繙y(cè)進(jìn)行操作以完成車身防自損控制，若操作人員對(duì)現(xiàn)場(chǎng)工況或作業(yè)車操作不熟會(huì)導(dǎo)致臂架操作變得較復(fù)雜、困難，工作效率低。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)上述問題，本發(fā)明提供一種可實(shí)現(xiàn)車身防自損的下折式高空作業(yè)車控制方法，可實(shí)現(xiàn)下折式高空作業(yè)車自動(dòng)判斷每節(jié)工作臂可進(jìn)行的安全動(dòng)作以實(shí)現(xiàn)車身防自損，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)化操作、提高工作效率。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本可實(shí)現(xiàn)車身防自損的下折式高空作業(yè)車控制方法所使用的下折式高空作業(yè)車包括車體總成、臂架總成、工作平臺(tái)、動(dòng)作控制液壓閥組、控制器、節(jié)臂傾角傳感器、節(jié)臂長(zhǎng)度傳感器、臂架總成回轉(zhuǎn)角度傳感器；所述的臂架總成安裝在所述的車體總成的轉(zhuǎn)臺(tái)上，包括下折結(jié)構(gòu)的一節(jié)臂、二節(jié)臂和曲臂，一節(jié)臂和/或二節(jié)臂的內(nèi)部設(shè)有伸縮臂；所述的節(jié)臂傾角傳感器的數(shù)量與節(jié)臂的數(shù)量配合、并分別安裝在每節(jié)節(jié)臂上；所述的節(jié)臂長(zhǎng)度傳感器的數(shù)量與節(jié)臂的數(shù)量配合、并分別安裝在每節(jié)節(jié)臂上；所述的工作平臺(tái)通過自動(dòng)調(diào)平裝置安裝在曲臂的末端；所述的動(dòng)作控制液壓閥組安裝在所述的車體總成的轉(zhuǎn)臺(tái)上；所述的臂架總成回轉(zhuǎn)角度傳感器安裝在所述的車體總成的轉(zhuǎn)臺(tái)上；所述的控制器安裝在所述的車體總成的轉(zhuǎn)臺(tái)上，包括節(jié)臂傾角數(shù)據(jù)采集回路、節(jié)臂長(zhǎng)度數(shù)據(jù)采集回路、臂架回轉(zhuǎn)角度數(shù)據(jù)采集回路、臂架控制回路、數(shù)據(jù)計(jì)算比較判斷回路和臂架安全控制及報(bào)警回路，控制器分別與節(jié)臂傾角傳感器、節(jié)臂長(zhǎng)度傳感器、臂架總成回轉(zhuǎn)角度傳感器、動(dòng)作控制液壓閥組電連接；

本可實(shí)現(xiàn)車身防自損的下折式高空作業(yè)車控制方法具體包括以下步驟：

a.臂架控制：臂架控制回路開始工作，臂架總成開始展開，當(dāng)一節(jié)臂未升起至設(shè)定的展開安全角度時(shí)，控制器控制動(dòng)作控制液壓閥組關(guān)閉控制二節(jié)臂和曲臂的閥路、限制二節(jié)臂和曲臂的所有動(dòng)作輸入；當(dāng)一節(jié)臂升起至大于設(shè)定的展開安全角度時(shí)，控制器控制動(dòng)作控制液壓閥組打開控制二節(jié)臂和曲臂的閥路、允許二節(jié)臂和曲臂的動(dòng)作輸入；

b.傾角數(shù)據(jù)采集：臂架總成工作過程中，節(jié)臂傾角數(shù)據(jù)采集回路、節(jié)臂長(zhǎng)度數(shù)據(jù)采集回路、臂架回轉(zhuǎn)角度數(shù)據(jù)采集回路同步開始工作，控制器實(shí)時(shí)分別讀取各節(jié)臂的傾角數(shù)據(jù)、節(jié)臂長(zhǎng)度數(shù)據(jù)和臂架總成回轉(zhuǎn)角度數(shù)據(jù)并存儲(chǔ)；

c.數(shù)據(jù)計(jì)算比較與判斷：臂架總成展開過程中，當(dāng)節(jié)臂的變幅角度或伸縮長(zhǎng)度、轉(zhuǎn)臺(tái)的回轉(zhuǎn)角度未達(dá)到設(shè)定的臨界安全數(shù)值時(shí)，控制器控制動(dòng)作控制液壓閥組使節(jié)臂或轉(zhuǎn)臺(tái)按正常運(yùn)行速度動(dòng)作；當(dāng)節(jié)臂的變幅角度或伸縮長(zhǎng)度、轉(zhuǎn)臺(tái)的回轉(zhuǎn)角度大于臨界安全數(shù)值后，控制器控制動(dòng)作控制液壓閥組使節(jié)臂或轉(zhuǎn)臺(tái)降低運(yùn)行速度直至達(dá)到設(shè)定的極限安全數(shù)值；

數(shù)據(jù)計(jì)算比較判斷回路開始工作，控制器根據(jù)設(shè)定程序?qū)?shí)時(shí)的各節(jié)臂的傾角數(shù)據(jù)、節(jié)臂長(zhǎng)度數(shù)據(jù)和臂架總成回轉(zhuǎn)角度數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算并三維建模，并將建模數(shù)值與預(yù)置設(shè)定的模型數(shù)據(jù)參考數(shù)值進(jìn)行差異比較，并根據(jù)比較結(jié)果及預(yù)置設(shè)定的安全動(dòng)作程序的防撞區(qū)域和防撞數(shù)值判定各節(jié)臂安全動(dòng)作的變幅方向和/或伸縮方向、臂架總成安全回轉(zhuǎn)動(dòng)作的回轉(zhuǎn)方向；

d.臂架安全控制：臂架安全控制及報(bào)警回路開始工作，控制器根據(jù)判定的各節(jié)臂安全動(dòng)作的變幅方向和/或伸縮方向、臂架總成安全回轉(zhuǎn)動(dòng)作的回轉(zhuǎn)方向控制動(dòng)作控制液壓閥組關(guān)閉各節(jié)臂非安全動(dòng)作的變幅方向和/或伸縮方向的閥路、關(guān)閉非安全動(dòng)作的臂架總成回轉(zhuǎn)方向的閥路、允許打開各節(jié)臂安全動(dòng)作的變幅方向和/或伸縮方向的閥路、允許打開安全動(dòng)作的臂架總成回轉(zhuǎn)方向的閥路。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步控制方案，步驟c中所述的預(yù)置設(shè)定的安全動(dòng)作程序的防撞區(qū)域和防撞數(shù)值在臂架仰俯防撞方面，若H1>H2，則進(jìn)入設(shè)定的防撞區(qū)域，當(dāng)L3-L2>L1時(shí)則到達(dá)防撞數(shù)值，其中，H1是以二節(jié)臂為斜邊的三角形體系的垂直高度，H2是以一節(jié)臂為斜邊的三角形體系的垂直高度，L1是以二節(jié)臂為斜邊、H2為高的三角形體系的水平底邊長(zhǎng)度，L2是以一節(jié)臂為斜邊、H2為高的三角形體系的水平底邊長(zhǎng)度，L3是車頭至轉(zhuǎn)臺(tái)中心的水平長(zhǎng)度。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步控制方案，步驟c中所述的預(yù)置設(shè)定的安全動(dòng)作程序的防撞區(qū)域和防撞數(shù)值在臂架回轉(zhuǎn)防撞方面，當(dāng)R1>R2，則此時(shí)在回轉(zhuǎn)安全范圍，當(dāng)R1<R2，則到達(dá)防撞數(shù)值；其中，R1是工作平臺(tái)的作業(yè)半徑，R2是極限安全回轉(zhuǎn)半徑。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)方案，所述的節(jié)臂傾角傳感器、節(jié)臂長(zhǎng)度傳感器和臂架總成回轉(zhuǎn)角度傳感器通過CAN總線與控制器電連接。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本可實(shí)現(xiàn)車身防自損的下折式高空作業(yè)車控制方法在下折式高空作業(yè)車工作過程中，控制器結(jié)合實(shí)時(shí)的工況通過對(duì)每節(jié)節(jié)臂的變幅角度或伸縮長(zhǎng)度、轉(zhuǎn)臺(tái)的回轉(zhuǎn)角度與預(yù)設(shè)參數(shù)比較計(jì)算，判斷每節(jié)節(jié)臂可進(jìn)行的安全動(dòng)作，同時(shí)禁止危險(xiǎn)動(dòng)作輸入，在不切斷上車動(dòng)作的情況下，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)判斷安全動(dòng)作，繼續(xù)下折式高空作業(yè)車工作，控制器可以在無需操作人員經(jīng)驗(yàn)和人為判斷的情況下實(shí)現(xiàn)自動(dòng)判斷進(jìn)行防自損保護(hù)，安全可靠、自動(dòng)化程度高，可實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)化操作、提高工作效率、防止誤操作導(dǎo)致的車身自損。

附圖說明

圖1是本發(fā)明下折式高空作業(yè)車的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明在臂架防撞方面計(jì)算的示意圖；

圖3是本發(fā)明在回轉(zhuǎn)防撞方面計(jì)算的示意圖；

圖4是本發(fā)明的控制原理圖。

圖中：1、臂架總成，11、一節(jié)臂，12、二節(jié)臂，13、曲臂，2、工作平臺(tái)，3、動(dòng)作控制液壓閥組，4、控制器；

H1-以二節(jié)臂為斜邊的三角形體系的垂直高度；

H2-以一節(jié)臂為斜邊的三角形體系的垂直高度；

L1-以二節(jié)臂為斜邊、H2為高的三角形體系的水平底邊長(zhǎng)度；

L2-以一節(jié)臂為斜邊、H2為高的三角形體系的水平底邊長(zhǎng)度；

L3-車頭至轉(zhuǎn)臺(tái)中心的水平長(zhǎng)度；

R1-工作平臺(tái)的作業(yè)半徑；

R2-極限安全回轉(zhuǎn)半徑。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明通過對(duì)下折式高空作業(yè)車設(shè)置自身安全范圍，如圖4所示，通過控制器4采集下折式高空作業(yè)車姿態(tài)信息計(jì)算出臂架總成1的位置，并通過比較臂架總成1位置與自身安全范圍的關(guān)系來限制或允許某些臂架的運(yùn)動(dòng)軌跡，從而達(dá)到防止臂架總成1和車身相撞的目的。

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說明。

如圖1所示，本可實(shí)現(xiàn)車身防自損的下折式高空作業(yè)車控制方法所使用的下折式高空作業(yè)車包括車體總成、臂架總成1、工作平臺(tái)2、動(dòng)作控制液壓閥組3、控制器4、節(jié)臂傾角傳感器、節(jié)臂長(zhǎng)度傳感器、臂架總成回轉(zhuǎn)角度傳感器。

所述的臂架總成1安裝在所述的車體總成的轉(zhuǎn)臺(tái)上，包括下折結(jié)構(gòu)的一節(jié)臂11、二節(jié)臂12和曲臂13，一節(jié)臂11和/或二節(jié)臂12的內(nèi)部設(shè)有伸縮臂；所述的節(jié)臂傾角傳感器的數(shù)量與節(jié)臂的數(shù)量配合、并分別安裝在每節(jié)節(jié)臂上，用來檢測(cè)每節(jié)節(jié)臂的傾角；所述的節(jié)臂長(zhǎng)度傳感器的數(shù)量與節(jié)臂的數(shù)量配合、并分別安裝在每節(jié)節(jié)臂上，用來檢測(cè)每節(jié)節(jié)臂的長(zhǎng)度。

所述的工作平臺(tái)2通過自動(dòng)調(diào)平裝置安裝在曲臂13的末端。

所述的動(dòng)作控制液壓閥組3安裝在所述的車體總成的轉(zhuǎn)臺(tái)上，用于控制各節(jié)臂的動(dòng)作和轉(zhuǎn)臺(tái)的回轉(zhuǎn)。

所述的臂架總成回轉(zhuǎn)角度傳感器安裝在所述的車體總成的轉(zhuǎn)臺(tái)上，用于檢測(cè)臂架總成的回轉(zhuǎn)角度。

所述的控制器4安裝在所述的車體總成的轉(zhuǎn)臺(tái)上，用來采集臂架總成回轉(zhuǎn)角度傳感器、節(jié)臂傾角傳感器、和節(jié)臂長(zhǎng)度傳感器的反饋信號(hào)并控制動(dòng)作控制液壓閥組3，控制器4包括節(jié)臂傾角數(shù)據(jù)采集回路、節(jié)臂長(zhǎng)度數(shù)據(jù)采集回路、臂架回轉(zhuǎn)角度數(shù)據(jù)采集回路、臂架控制回路、數(shù)據(jù)計(jì)算比較判斷回路和臂架安全控制及報(bào)警回路，控制器4分別與節(jié)臂傾角傳感器、節(jié)臂長(zhǎng)度傳感器、臂架總成回轉(zhuǎn)角度傳感器、動(dòng)作控制液壓閥組3電連接。

如圖2、圖3所示，本可實(shí)現(xiàn)車身防自損的下折式高空作業(yè)車控制方法具體包括以下步驟：

a.臂架控制：臂架控制回路開始工作，臂架總成1開始展開，當(dāng)一節(jié)臂11未升起至設(shè)定的展開安全角度時(shí)，控制器4控制動(dòng)作控制液壓閥組3關(guān)閉控制二節(jié)臂12和曲臂13的閥路、限制二節(jié)臂12和曲臂13的所有動(dòng)作輸入；當(dāng)一節(jié)臂11升起至大于設(shè)定的展開安全角度時(shí)，控制器4控制動(dòng)作控制液壓閥組3打開控制二節(jié)臂12和曲臂13的閥路、允許二節(jié)臂12和曲臂13的動(dòng)作輸入。

b.傾角數(shù)據(jù)采集：臂架總成工作過程中，節(jié)臂傾角數(shù)據(jù)采集回路、節(jié)臂長(zhǎng)度數(shù)據(jù)采集回路、臂架回轉(zhuǎn)角度數(shù)據(jù)采集回路同步開始工作，控制器4實(shí)時(shí)分別讀取各節(jié)臂的傾角數(shù)據(jù)、節(jié)臂長(zhǎng)度數(shù)據(jù)和臂架總成回轉(zhuǎn)角度數(shù)據(jù)并存儲(chǔ)。

c.數(shù)據(jù)計(jì)算比較與判斷：臂架總成1展開過程中，當(dāng)節(jié)臂的變幅角度或伸縮長(zhǎng)度、轉(zhuǎn)臺(tái)的回轉(zhuǎn)角度未達(dá)到設(shè)定的臨界安全數(shù)值時(shí)，控制器4控制動(dòng)作控制液壓閥組3使節(jié)臂或轉(zhuǎn)臺(tái)按正常運(yùn)行速度動(dòng)作；當(dāng)節(jié)臂的變幅角度或伸縮長(zhǎng)度、轉(zhuǎn)臺(tái)的回轉(zhuǎn)角度大于臨界安全數(shù)值后，控制器4控制動(dòng)作控制液壓閥組3使節(jié)臂或轉(zhuǎn)臺(tái)降低運(yùn)行速度直至達(dá)到設(shè)定的極限安全數(shù)值；

數(shù)據(jù)計(jì)算比較判斷回路開始工作，控制器4根據(jù)設(shè)定程序?qū)?shí)時(shí)的各節(jié)臂的傾角數(shù)據(jù)、節(jié)臂長(zhǎng)度數(shù)據(jù)和臂架總成回轉(zhuǎn)角度數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算并三維建模，并將建模數(shù)值與預(yù)置設(shè)定的模型數(shù)據(jù)參考數(shù)值進(jìn)行差異比較，并根據(jù)比較結(jié)果及預(yù)置設(shè)定的安全動(dòng)作程序的防撞數(shù)值判定各節(jié)臂安全動(dòng)作的變幅方向和/或伸縮方向、臂架總成安全回轉(zhuǎn)動(dòng)作的回轉(zhuǎn)方向。

d.臂架安全控制：臂架安全控制及報(bào)警回路開始工作，控制器4根據(jù)判定的各節(jié)臂安全動(dòng)作的變幅方向和/或伸縮方向、臂架總成安全回轉(zhuǎn)動(dòng)作的回轉(zhuǎn)方向控制動(dòng)作控制液壓閥組3關(guān)閉各節(jié)臂非安全動(dòng)作的變幅方向和/或伸縮方向的閥路、關(guān)閉非安全動(dòng)作的臂架總成回轉(zhuǎn)方向的閥路、允許打開各節(jié)臂安全動(dòng)作的變幅方向和/或伸縮方向的閥路、允許打開安全動(dòng)作的臂架總成回轉(zhuǎn)方向的閥路，即使非安全動(dòng)作的輸入和輸出失效、只可以向安全方向動(dòng)作，當(dāng)操作人員輸入非安全動(dòng)作時(shí)控制器4輸出報(bào)警，操作人員既使誤操作高空作業(yè)車也不會(huì)響應(yīng)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)車身防自損。

如圖2所示，在臂架防撞方面，若H1>H2，則進(jìn)入設(shè)定的防撞區(qū)域，當(dāng)L3-L2>L1時(shí)則到達(dá)防撞數(shù)值，此時(shí)應(yīng)允許二節(jié)臂12和一節(jié)臂12升幅輸入、限制二節(jié)臂12和一節(jié)臂12降幅等相應(yīng)有撞向車身趨勢(shì)的動(dòng)作輸入，操作者既使誤操作本下折式高空作業(yè)車也不會(huì)響應(yīng)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)車身防自損。

如圖3所示，在回轉(zhuǎn)防撞方面，R2可根據(jù)車身的長(zhǎng)度和設(shè)定的安全空間范圍設(shè)置為包括回轉(zhuǎn)中心至車頭的長(zhǎng)度、回轉(zhuǎn)中心至安全空間范圍邊角的長(zhǎng)度等不同的數(shù)值，當(dāng)R1>R2，則認(rèn)為此時(shí)在回轉(zhuǎn)安全范圍，可允許轉(zhuǎn)臺(tái)回轉(zhuǎn)；當(dāng)R1<R2，則到達(dá)防撞數(shù)值，此時(shí)應(yīng)限制相應(yīng)有撞向車身趨勢(shì)的回轉(zhuǎn)動(dòng)作，操作者既使誤操作本下折式高空作業(yè)車也不會(huì)響應(yīng)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)車身防自損。

由于CAN總線具有較高的性能和可靠性，因此作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)方案，所述的節(jié)臂傾角傳感器、節(jié)臂長(zhǎng)度傳感器和臂架總成回轉(zhuǎn)角度傳感器通過CAN總線與控制器4電連接。

本可實(shí)現(xiàn)車身防自損的下折式高空作業(yè)車控制方法在下折式高空作業(yè)車工作過程中，控制器4結(jié)合實(shí)時(shí)的工況通過對(duì)每節(jié)節(jié)臂的變幅角度或伸縮長(zhǎng)度、轉(zhuǎn)臺(tái)的回轉(zhuǎn)角度與預(yù)設(shè)參數(shù)比較計(jì)算，判斷每節(jié)節(jié)臂可進(jìn)行的安全動(dòng)作，同時(shí)禁止危險(xiǎn)動(dòng)作輸入，在不切斷上車動(dòng)作的情況下，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)判斷安全動(dòng)作，繼續(xù)下折式高空作業(yè)車工作，控制器4可以在無需操作人員經(jīng)驗(yàn)和人為判斷的情況下實(shí)現(xiàn)自動(dòng)判斷進(jìn)行防自損保護(hù)，安全可靠、自動(dòng)化程度高，可實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)化操作、提高工作效率、防止誤操作導(dǎo)致的車身自損。