高空作业平台的制作方法

1.本发明涉及工程机械技术领域，具体地，涉及一种高空作业平台。


背景技术：

2.高空作业平台的工作平台稳定性会直接影响作业人员的安全，在实际作业过程中，经常会遇到地势不平、地面松软或斜坡等路况，当高空作业平台随着地势倾斜，其工作平台也会随之倾斜，从而难以保证设备安全平稳地工作，严重时甚至会出现设备倾翻而导致安全事故的发生。正由于此，现有的高空作业平台的可工作坡度范围很小，通常不能超过3
°
，否则设备会自动报警而不能举升平台进行作业。因此，现有的高空作业平台在倾斜状态下工作时存在较大的局限性，且还存在安全性不足的问题。


技术实现要素：

3.针对现有技术的上述缺陷或不足，本发明提供了一种高空作业平台，能够在倾斜状态下将工作平台调节至水平状态，以增大设备的可工作坡度范围，使设备在不同路况下均可稳定作业，同时确保作业人员的人身安全。
4.为实现上述目的，本发明提供了一种高空作业平台，所述高空作业平台包括：
5.工作平台；
6.举升机构，支撑所述工作平台；和
7.底盘总成，包括底盘主体和调平机构，所述调平机构包括：
8.铰接支撑件，铰接于所述底盘主体且支撑所述举升机构；
9.斜面配合结构，包括相互形成斜面配合的上配合件和下配合件，所述上配合件和所述下配合件分别设置于所述铰接支撑件和所述底盘主体；
10.滑移驱动装置，能够驱动所述上配合件和所述下配合件沿配合斜面相对滑移以将所述工作平台调节至水平状态。
11.可选地，所述上配合件的配合斜面与水平面的夹角以及所述下配合件的配合斜面与水平面的夹角均为θ，所述上配合件的配合斜面与所述下配合件的配合斜面之间的静摩擦系数为μ，满足：μ＞tanθ。
12.可选地，所述滑移驱动装置被配置为在停止工作时自锁以维持所述上配合件和所述下配合件的当前相对位置不变。
13.可选地，所述上配合件固定连接于所述铰接支撑件，所述下配合件可滑移地设置于所述底盘主体，所述滑移驱动装置能够驱动所述下配合件滑移。
14.可选地，所述调平机构包括设置在所述底盘主体上的配合件滑轨，所述配合件滑轨形成有配合件滑槽，所述滑移驱动装置能够驱动所述下配合件在所述配合件滑槽内滑移。
15.可选地，所述配合件滑槽的槽底壁和槽侧壁均设置有光滑结构。
16.可选地，所述调平机构包括在所述下配合件的滑移方向上布置的限位开关，所述
滑移驱动装置能够在所述下配合件滑移至触发所述限位开关的位置时制停。
17.可选地，所述铰接支撑件沿直线延伸方向布置且两端分别形成为铰接于所述底盘主体的支撑件铰接端和能够绕所述支撑件铰接端上下摆动的支撑件摆动端，所述上配合件靠近所述支撑件摆动端设置。
18.可选地，所述铰接支撑件形成有沿所述直线延伸方向设置的支撑件滑轨段，所述举升机构为剪叉式举升机构且包括沿竖向依次铰接的多个剪叉臂组，位于最下方的所述剪叉臂组包括相互交叉铰接的第一连接臂和第二连接臂，所述第一连接臂的底端铰接于所述底盘主体，所述第二连接臂的底端连接有与所述支撑件滑轨段滑移配合的连接臂滑块。
19.可选地，所述底盘主体的顶部形成有底盘凹槽，所述下配合件设置在所述底盘凹槽内，所述铰接支撑件能够绕所述支撑件铰接端在所述底盘凹槽的上方上下摆动。
20.可选地，所述举升机构和所述滑移驱动装置互锁设置。
21.可选地，所述高空作业平台还包括：
22.底盘倾角传感器，用于检测所述底盘主体相对于水平面的倾角并输出相应的底盘倾角信号；
23.平台倾角传感器，用于检测所述工作平台相对于水平面的倾角并输出相应的平台倾角信号；和
24.控制器，分别与所述底盘倾角传感器、所述平台倾角传感器和所述滑移驱动装置通信，且配置为：
25.根据所述底盘倾角信号确定所述底盘主体相对于水平面倾斜，控制所述滑移驱动装置动作；
26.根据所述平台倾角信号确定所述工作平台处于水平状态，控制所述滑移驱动装置停止动作。
27.通过上述技术方案，当本发明的高空作业平台需要在倾斜路况下作业时，可控制滑移驱动装置驱动上配合件和下配合件沿配合斜面相对滑移，在两个配合件的相对滑移过程中，通过上配合件支撑的铰接支撑件相对于水平面的夹角发生变化，从而使通过铰接支撑件间接支撑的工作平台相对于水平面的夹角同步发生变化，在合理控制滑移驱动装置的位移量的情况下，可将工作平台调节至水平状态。因此，本发明的高空作业平台可在坡度更大的地面上作业，同时，处于水平状态的工作平台可提高设备整体稳定性，从而有效降低安全事故发生的风险。
28.本发明的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
29.附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：
30.图1为本发明具体实施方式中的一种高空作业平台的示意图；
31.图2为图1中的高空作业平台在斜坡行走时的受力分析图；
32.图3为本发明具体实施方式中的一种高空作业平台的局部示意图；
33.图4为图3中的高空作业平台的剖视图a-a；
34.图5为图3中的上配合件和下配合件的整体受力分析图；
35.图6为图5中的上配合件的受力分析图；
36.图7为图5中的下配合件的受力分析图；
37.图8为本发明具体实施方式中的一种高空作业平台的结构示意图。
38.附图标记说明：
39.100
ꢀꢀꢀꢀ
高空作业平台
[0040]1ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
工作平台
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ2ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
举升机构
[0041]3ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
底盘主体
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ4ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
铰接支撑件
[0042]5ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
上配合件
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ6ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
下配合件
[0043]7ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
滑移驱动装置
ꢀꢀꢀꢀꢀ8ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
配合件滑轨
[0044]9ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
侧部滑块
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
10
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
底部滑块
[0045]
11
ꢀꢀꢀꢀꢀ
底盘倾角传感器
ꢀꢀꢀ
12
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
平台倾角传感器
[0046]
13
ꢀꢀꢀꢀꢀ
操控设备
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
14
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
控制器
[0047]
15
ꢀꢀꢀꢀꢀ
驱动器
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
16
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
转向电动缸
[0048]
17
ꢀꢀꢀꢀꢀ
行走电机
[0049]
2a
ꢀꢀꢀꢀꢀ
第一连接臂
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
2b
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
第二连接臂
[0050]
2c
ꢀꢀꢀꢀꢀ
连接臂滑块
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
2d
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
举升电动缸
[0051]
3a
ꢀꢀꢀꢀꢀ
底盘凹槽
具体实施方式
[0052]
以下结合附图对本发明实施例的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明实施例，并不用于限制本发明实施例。
[0053]
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0054]
在本发明实施例中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下、顶、底”通常是针对附图所示的方向而言的或者是针对竖直、垂直或重力方向上而言的各部件相互位置关系描述用词。
[0055]
下面将参考附图并结合示例性实施例来详细说明本发明。
[0056]
如图1至图8所示，本发明示例性实施例提供了一种高空作业平台100，其包括工作平台1、举升机构2和底盘总成。
[0057]
具体地，工作平台1用于承载作业人员，举升机构2支撑工作平台1，底盘总成支撑举升机构2且用于实现高空作业平台100的行走和转向。底盘总成主要包括底盘主体3和调平机构，底盘主体3中设有用于实现行走和转向的车轮和转向机构等结构，调平机构用于将工作平台1调节至水平状态。
[0058]
对于调平机构而言，其包括铰接支撑件4、斜面配合结构和滑移驱动装置7。其中，铰接支撑件4铰接于底盘主体3且支撑举升机构2，由于举升机构2的顶部通常与工作平台1固定连接，因此当铰接支撑件4枢转以使得其自身与水平面的夹角发生变化时，工作平台1与水平面的夹角也同步变化。斜面配合结构包括相互形成斜面配合的上配合件5和下配合件6，上配合件5设置于铰接支撑件4，下配合件6设置于底盘主体3，当上配合件5和下配合件6沿二者之间的配合斜面相对滑移时，通过上配合件5支撑的铰接支撑件4即可相对于水平
面枢转。上配合件5和下配合件6沿配合斜面的相对滑移通过滑移驱动装置7驱动实现，本示例性实施例不限制滑移驱动装置7的具体结构组成。
[0059]
需要特别说明的是，本示例性实施例也不限制上配合件5和下配合件6的具体相对滑移方式，只要保证上配合件5和下配合件6中的至少一者形成为滑移件即可。
[0060]
在说明本示例性实施例的技术效果之前，先对高空作业平台100行走在斜坡时使得工作平台1保持在水平状态的重要性进行说明。
[0061]
参照图2，高空作业平台100正在斜坡上作业，现对其进行力矩平衡分析。首先，图示中的竖直虚线为倾翻线，其始终保持竖向延伸，角度不随底盘主体3倾斜而发生变化，由于当高空作业平台100倾翻时，整机会以图示中前侧轮与斜坡面的接触点作为支点向前倾翻，因此倾翻线应过该前侧轮与斜坡面的接触点。高空作业平台100受到的重力为s，整机重心与倾翻线的垂直距离为l1，整机重心与斜坡面的垂直距离为h1。站立于工作平台1的前侧延伸平台上的作业人员的重量为me，作业人员的重心与倾翻线的垂直距离为le。放置在工作平台1的后侧固定平台上的工具的最大重量为mq，该工具的重心位于倾翻线的前侧且与倾翻线的垂直距离为lq。作业人员在对目标作业对象进行维修等操作时受到该目标作业对象的最大反作用力为f，该最大反作用力f相对于支点(即前侧轮与斜坡面的接触点)的力臂长度为h2。斜坡面的坡度角为α。
[0062]
上述力矩平衡分析是基于高空作业平台100的极限受力情况而做出的，只要满足高空作业平台100在该极限受力情况下也不会向前倾翻，那么在其他非极限受力情况下，其也能够处于力矩平衡状态，即满足以下关系式：
[0063]
s*l1-me*le-mq*lq-f*h2≥0。
[0064]
由此关系式可以看出，随着坡度角α的增大，工作平台1随着底盘主体3向倾翻线的前侧进一步偏离，因此le、lq会增大，l1会变小。当坡度角α足够大时，力矩平衡就会被打破，此时高空作业平台100就有倾翻风险。
[0065]
但如果能够将工作平台1始终保持在水平状态，那么即使坡度角α增大，le、lq也不会随之增大，l1也不会随之变小，从而始终保持高空作业平台100的力矩平衡，可有效降低其倾翻风险。
[0066]
而本示例性实施例的高空作业平台100就显然能够将工作平台1始终保持在水平状态。具体地，当高空作业平台100在倾斜路况下作业时，可控制滑移驱动装置7驱动上配合件5和下配合件6沿配合斜面相对滑移，在两个配合件的相对滑移过程中，铰接支撑件4相对于水平面的夹角发生变化，从而使工作平台1相对于水平面的夹角同步发生变化。只要合理控制滑移驱动装置7的位移量，无论当前高空作业平台100所处的斜坡面的坡度如何，都可将工作平台1调节至水平状态。
[0067]
换言之，高空作业平台100可在坡度更大的地面上稳定作业。而高空作业平台100在工作平台1处于水平状态时不易整体倾翻，因此可有效降低安全事故发生的风险，确保作业人员能够安全作业。
[0068]
在一种可选或优选的实施例中，上配合件5和下配合件6通过二者之间的配合斜面自锁，下面具体说明该自锁原理：
[0069]
1)整体受力分析
[0070]
参照图5，f1的大小等于工作平台1的重量、举升机构2的重量和工作平台1上的载
荷重量的总和，g1为上配合件5的自重，g2为下配合件6的自重，f2为作用在下配合件6的底面上的支持力。当上配合件5和下配合件6自锁时，二者均保持静止，因此可得出以下关系式：
[0071]
f2＝f1 g1 g2。
[0072]
2)上配合件5受力分析
[0073]
参照图6，fn为下配合件6的配合斜面对上配合件5的支持力，ff为作用在上配合件5的配合斜面的静摩擦力，θ为上配合件5的配合斜面与水平面的夹角，作用在上配合件5的配合斜面的最大静摩擦力为f1，上配合件5的配合斜面与下配合件6的配合斜面之间的静摩擦系数为μ，且满足以下关系式：
[0074]fn
＝(f1 g1)cosθ；
[0075]ff
＝(f1 g1)sinθ；
[0076]
f1＝μfn；
[0077]
要保证上配合件5静止，需满足f1＞ff，从而可得到：
[0078]
μ(f1 g1)cosθ＞(f1 g1)sinθ；
[0079]
化简得到：
[0080]
μ＞tanθ。
[0081]
3)下配合件6受力分析
[0082]
参照图7，下配合件6在竖直方向上受到的合力为f
2-g2＝f1 g1，图7中的fn与图6中的fn互为作用力和反作用力，故数值相等，图7中的ff与图6中的ff互为作用力和反作用力，故数值相等，下配合件6的配合斜面与水平面的夹角同样为θ，作用在下配合件6的配合斜面的最大静摩擦力为f2，上配合件5的配合斜面与下配合件6的配合斜面之间的静摩擦系数为μ。
[0083]
要保证下配合件6静止，需满足f2＞ff，从而可依次得到：
[0084]
μ(f
2-g2)cosθ＞(f1 g1)sinθ；
[0085]
μ(f1 g1)cosθ＞(f1 g1)sinθ；
[0086]
μ＞tanθ。
[0087]
综上受力分析可知，要实现上配合件5和下配合件6的自锁，只需保证μ＞tanθ即可。
[0088]
在上配合件5和下配合件6自锁的情况下，相当于将铰接支撑件4固定，从而能够将工作平台1稳定地保持在水平状态，提高调平机构的可靠性和高空作业平台100的安全性。
[0089]
在一种可选或优选的实施例中，滑移驱动装置7被配置为在停止工作时自锁以维持上配合件5和下配合件6的当前相对位置不变。通过滑移驱动装置7自锁的方式，同样可将上配合件5和下配合件6的相对位置锁定，也就同样可将工作平台1稳定地保持在水平状态。
[0090]
例如，滑移驱动装置7可以是电动缸，现有的电动缸通常内置有电机以驱动电动缸的伸缩杆动作，伸缩杆的外端连接上配合件5和下配合件6中的至少一者以直接驱动两个配合件相对位移。为实现电动缸的自锁，可将电动缸中的电机配置为自带刹车功能，从而在电机断电情况下(即滑移驱动装置7停止工作的情况下)将伸缩杆锁定在当前位置。
[0091]
进一步地，还可将滑移驱动装置7的自锁功能以及上配合件5和下配合件6的自锁功能同时应用。如此设置，即便出现电机刹车故障或电动缸故障而导致电动缸自锁功能失效的情况，通过上配合件5和下配合件6的自锁，依然能够保持工作平台1的稳定。换言之，此
时的调平机构具备双重自锁保护功能。
[0092]
另一方面，在采用电动缸而非液压缸作为滑移驱动装置7的情况下，由于节省了液压油和复杂的液压管路，调平机构不会存在漏油风险。再者，若高空作业平台100采用转向电动缸16控制转向，采用行走电机17驱动行走，采用举升电动缸2d控制举升机构升降，加上设有电动缸的调平机构，就可形成为纯电动高空作业平台。由于纯电动高空作业平台完全不存在漏油风险，其适应性得以大大提高，例如可在对环境要求较高的场所中使用。
[0093]
在一种可选或优选的实施例中，参照图3和图4，上配合件5固定连接于铰接支撑件4或一体成型在铰接支撑件4上，下配合件6可滑移地设置于底盘主体3，滑移驱动装置7能够驱动下配合件6滑移。
[0094]
进一步地，调平机构还可包括设置在底盘主体3上的配合件滑轨8，该配合件滑轨8形成有配合件滑槽，下配合件6设置在配合件滑槽内以能够更稳定地滑移，从而使工作平台1调平时更加稳定。此外，配合件滑槽的槽底壁和槽侧壁上均可设置光滑结构以减少下配合件6的滑移阻力，从而延缓结构磨损，使滑移更加顺畅。例如，可分别在配合件滑槽的槽侧壁和槽底壁上设置侧部滑块9和底部滑块10，这样在下配合件6滑移时，下配合件6的侧壁和底壁能够分别与侧部滑块9和底部滑块10的表面光滑接触。
[0095]
为了精准把控下配合件6的行程范围，可在下配合件6的滑移方向上布置限位开关，使得滑移驱动装置7能够在下配合件6滑移至触发限位开关的位置时制停，以免下配合件6强行碰撞底盘主体3中的其他结构。例如，当设有配合件滑轨8时，可在配合件滑轨8的两端均布置限位开关，以此限定出下配合件6的两个极限位置。
[0096]
在一种可选或优选的实施例中，参照图3，铰接支撑件4沿直线延伸方向布置且两端分别形成为支撑件铰接端和支撑件摆动端，支撑件铰接端铰接于底盘主体3，支撑件摆动端能够绕支撑件铰接端上下摆动，上配合件5靠近支撑件摆动端设置。当上配合件5和下配合件6相对滑移时，能够驱动支撑件摆动端上下摆动。
[0097]
进一步地，举升机构2可以是剪叉式举升机构，其包括沿竖向依次铰接的多个剪叉臂组，位于最下方的剪叉臂组包括相互交叉铰接的第一连接臂2a和第二连接臂2b，铰接支撑件4形成有沿直线延伸方向设置的支撑件滑轨段。其中，第一连接臂2a的底端铰接于底盘主体3，第二连接臂2b的底端连接有与支撑件滑轨段滑移配合的连接臂滑块2c。
[0098]
在剪叉式举升机构展开或折叠以举升或降低工作平台1时，连接在第二连接臂2b底端的连接臂滑块2c能够沿支撑件滑轨段滑移，以保证举升机构的展开状态和折叠状态可切换。因此，铰接支撑件4既能用于调节工作平台1相对于水平面的夹角，又能保证举升机构2的功能可实现，相当于简化了高空作业平台100的结构。
[0099]
此外，底盘主体3的顶部可形成有底盘凹槽3a，下配合件6可设置在底盘凹槽3a内，铰接支撑件4能够绕支撑件铰接端在底盘凹槽3a的上方上下摆动。通过设置底盘凹槽3a放置下配合件6，可充分利用底盘主体3中的空间，即使在底盘主体3中设有调平机构，从外观上看，也不会造成明显的体积变化。当调平机构设有前述的配合件滑轨8时，可相应地将配合件滑轨8固定安装在底盘凹槽3a内。
[0100]
在一种可选或优选的实施例中，将举升机构2和滑移驱动装置7互锁设置。即，在举升机构2展开或折叠的过程中，限定滑移驱动装置7暂时不能工作，在滑移驱动装置7驱动上配合件5和下配合件6相对滑移以调平工作平台1时，限定举升机构2暂时不能展开或折叠。
通过这种互锁设置，可避免作业人员在工作平台1上站立不稳，从而进一步降低发生安全事故的风险。
[0101]
在一种可选或优选的实施例中，高空作业平台100具有根据路况自适应地调平工作平台1的功能。具体地，参照图8，高空作业平台100还包括底盘倾角传感器11、平台倾角传感器12和控制器14。其中，底盘倾角传感器11用于检测底盘主体3相对于水平面的倾角并输出相应的底盘倾角信号，平台倾角传感器12用于检测工作平台1相对于水平面的倾角并输出相应的平台倾角信号，控制器14分别与底盘倾角传感器11、平台倾角传感器12和滑移驱动装置7通信，且控制器14被配置为：1)根据底盘倾角信号确定底盘主体3相对于水平面倾斜，控制滑移驱动装置7动作；2)根据平台倾角信号确定工作平台1处于水平状态，控制滑移驱动装置7停止动作。
[0102]
可见，通过在高空作业平台100中设置底盘倾角传感器11和平台倾角传感器12，可实时监测底盘主体3和工作平台1的位置状态(水平状态或倾斜状态)，并且控制器14通过与底盘倾角传感器11和平台倾角传感器12互联，能够始终将工作平台1调节至水平状态，从而提升高空作业平台100的自动化和智能化程度。
[0103]
进一步地，可将前述的举升机构2和滑移驱动装置7的互锁方案糅合在本实施例的自适应调平工作平台方案中。
[0104]
例如，参照图8，高空作业平台100还可包括操控设备13和驱动器15，操控设备13通常为供作业人员操控的平台手柄，驱动器15用于将控制器14的控制信号传送至滑移驱动装置7。作为举例说明，下面将结合图8来描述一种可选的自适应调平工作平台方案，该方案的具体步骤为：
[0105]
步骤a：当高空作业平台100静止时，铰接支撑件4处于初始状态(即相对于底盘主体3无倾角)，当需要控制举升机构2执行举升动作时，先按下操控设备13上的举升使能按键；
[0106]
步骤b：底盘倾角传感器11将地面的前后向倾角信号(即底盘倾角信号)传输至控制器14，假定底盘主体3的后倾角度为负值，此时控制器14选择以下其中一种控制方式来执行：
[0107]
步骤b-1：当预设值1(如0
°
)≤前后向倾角≤预设值2(如5
°
)时，控制电动缸(即滑移驱动装置7)收缩，调整铰接支撑件4向下倾斜，平台倾角传感器12将平台倾角信号传输至控制器14，当平台倾角为0
°
时，电动缸停止动作；
[0108]
步骤b-2：预设值3(如-5
°
)≤前后向倾角≤预设值1(如0
°
)，控制电动缸伸长，调整铰接支撑件4向上倾斜，平台倾角传感器12将平台倾角信号传输至控制器14，当平台倾角为0
°
时，电动缸停止动作；
[0109]
步骤c：当铰接支撑件4调整到位后，操控设备13上的举升使能按键才能真正触发举升机构2执行举升动作；
[0110]
步骤d：当工作平台下降至最低位(即举升机构2处于完全折叠状态)时，分别检测底盘倾角传感器11和平台倾角传感器12的倾角信号，并计算两者差值，同时使电动缸动作，直至差值为0以使得铰接支撑件4复位至初始状态为止。
[0111]
最后还需要说明的是，本示例性实施例的调平机构适用于对工作平台1进行前后向、左右向或其他方向上的调平。
[0112]
以上结合附图详细描述了本发明实施例的可选实施方式，但是，本发明实施例并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明实施例的技术构思范围内，可以对本发明实施例的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明实施例的保护范围。
[0113]
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明实施例对各种可能的组合方式不再另行说明。
[0114]
此外，本发明实施例的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明实施例的思想，其同样应当视为本发明实施例所公开的内容。