作業平臺姿態調整裝置及高空作業車的製作方法

2023-06-15 03:12:24

本實用新型涉及工程機械技術領域，尤其涉及一種作業平臺姿態調整裝置及高空作業車。

背景技術：

目前，在高空救援時，消防車的應用越來越普遍，其結構如圖1所示，臂架102安裝在車身103上，工作鬥101設置在臂架102的頂端。

工作鬥101作為搶險救援的一種載人工具，在臂架102起落的整個過程中，必須相對於地面保持水平狀態，因此一般需要設置工作鬥的調平裝置。調平裝置的控制一般由液壓電氣控制系統來實現，即通過工作鬥101內的傾角傳感器檢測工作鬥101的水平傾角，並將所檢測的傾角信號轉化為電信號，以用於控制液壓控制系統，液壓控制系統驅動工作鬥101往水平方向(傾角為0°方向)運動，從而使工作鬥101保持水平狀態。

一般地，液壓控制系統安裝在工作鬥101內或者工作鬥101附近，用於控制工作鬥101的調平動作。由於工作鬥101的調平性能直接影響救援安全性，因此液壓控制系統除了具備自動調平的功能外，還需要帶有手動應急調平功能，即當自動調平的功能失效時，可進行人為應急操作，以使工作鬥101實現手動調平。

現有的高空救援類消防車，其工作鬥的調平裝置一般安裝在工作鬥101上，如圖2所示，而用於調平的液壓控制系統主要採用控制閥組，同時具備自動調平控制和應急手動控制兩個功能。如圖3所示，電比例換向閥104為自動調平控制閥，即當工作鬥101出現傾角時，傾角轉化成電信號控制該電比例換向閥104，進而驅動工作鬥101自動調平；如果自動調平功能失效，可以靠手搖泵106和手動換向閥105來控制工作鬥101調平，即手動調平。

具體來說，如圖3所示的液壓控制系統的調平原理為：

正常工作時，Po口接壓力油源，由電比例換向閥104控制壓力油供給方向。當電比例換向閥104的左位接通時，P2與A2接通，壓力油通過A2口到達A口，控制工作鬥101向上(或向下)調平；當電比例換向閥104的右位接通時，P2與B2接通，壓力油通過B2口到達B口，控制工作鬥101向下(或向上)調平。

當自動調平功能失效時，例如Po沒有壓力油源，或者電比例換向閥104不能工作等，此時需要人為搖動手搖泵106的手柄，供給壓力油，然後將手動換向閥105的手柄人為推至左位(或右位)，壓力油通過P1與B1口(或A1口)接通，再到達B口(或A口)，控制工作鬥101向上(或向下)調平。

在該現有技術中，從圖2可以看出，用於工作鬥的調平裝置各組成元件的布置比較分散，並且部件間需要靠液壓管路進行連接，安裝複雜；這些組成元件幾乎佔滿了工作鬥的整個側面，佔用空間大；當需要應急操縱手搖泵時，人站在工作鬥裡需要俯身用手操作，視野受限，不便於觀察；而且工作鬥的空間有限，俯身操作也不方便。

需要說明的是，公開於本實用新型背景技術部分的信息僅僅旨在增加對本實用新型的總體背景的理解，而不應當被視為承認或以任何形式暗示該信息構成已為本領域技術人員所公知的現有技術。

技術實現要素：

本實用新型的目的是提出一種作業平臺姿態調整裝置及高空作業車，以儘可能地減少作業平臺姿態調整裝置的佔用空間。

為實現上述目的，本實用新型提供了一種作業平臺姿態調整裝置，包括人工調整單元和電控調整單元，所述人工調整單元用於通過人工操作方式調整作業平臺的姿態，所述電控調整單元用於通過電控方式調整作業平臺的姿態，所述人工調整單元的各組成元件和/或所述電控調整單元的各組成元件至少部分地集成。

進一步地，所述人工調整單元的各組成元件和/或所述電控調整單元的各組成元件至少部分地集成在集成單元上。

進一步地，所述人工調整單元包括手動換向閥、手動泵和腳踏連杆機構，所述手動換向閥與所述手動泵的出油口連接，所述腳踏連杆機構與手動泵連接，以通過腳踏動作使所述手動泵輸出液壓油。

進一步地，所述手動換向閥和所述手動泵集成在集成單元上。

進一步地，所述腳踏連杆機構設置在所述集成單元上。

進一步地，所述電控調整單元包括比例換向閥，所述比例換向閥用於對所述電控調整單元中的供油油路進行換向，所述比例換向閥也集成在所述集成單元內。

進一步地，還包括驅動機構，所述人工調整單元包括第一液壓控制系統，所述電控調整單元包括第二液壓控制系統，所述第一液壓控制系統的輸出油路和所述第二液壓控制系統的輸出油路之間設有壓力選擇機構，所述壓力選擇機構用於選取對應地兩條輸出油路中壓力較大的油路，並使所述壓力較大的油路與所述驅動機構的供油油路連通，以通過所述驅動機構驅動所述作業平臺轉動，進而調整所述作業平臺的姿態。

進一步地，所述壓力選擇機構包括梭閥。

進一步地，所述腳踏連杆機構包括第一連接杆和腳踏板，所述第一連接杆的第一端能夠相對於所述作業平臺轉動，所述第一連接杆的第二端與所述腳踏板連接，所述手動泵與所述第一連接杆連接，以通過踩踏所述腳踏板來使得所述第一連接杆相對於所述作業平臺轉動，並在踏下所述腳踏板時打開所述手動泵。

進一步地，所述腳踏連杆機構還包括支撐杆和第二連接杆，所述支撐杆的第一端與所述作業平臺連接，所述支撐杆的第二端與所述第一連接杆的第一端可轉動地連接，所述第一連接杆通過所述第二連接杆與所述手動泵連接。

進一步地，還包括彈性機構，所述彈性機構用於在解除對所述腳踏連杆機構的踩踏之後使所述腳踏連杆機構自動復位。

進一步地，所述人工調整單元包括第一液壓控制系統和為所述第一液壓控制系統提供液壓油的第一動力源，所述電控調整單元包括第二液壓控制系統和為所述第二液壓控制系統提供液壓油的第二動力源，所述第二動力源與所述第一動力源相對獨立。

為實現上述目的，本實用新型還提供了一種高空作業車，包括上述的作業平臺姿態調整裝置。

進一步地，高空作業車為救援類消防車。

基於上述技術方案，本實用新型將通過人工操作方式調整作業平臺姿態的人工調整單元的各組成元件和/或通過電控方式調整作業平臺姿態的電控調整單元的各組成元件至少部分地集成，使得人工調整單元的各組成元件和/或電控調整單元的各組成元件之間可以分別通過內部油路對應連通，而不需要通過外部液壓管路進行連通，這樣不僅可以減小作業平臺姿態調整裝置的整體體積，減少佔用空間，還可以簡化安裝，縮短油路，提高油路反應靈敏性。

附圖說明

此處所說明的附圖用來提供對本實用新型的進一步理解，構成本申請的一部分，本實用新型的示意性實施例及其說明用於解釋本實用新型，並不構成對本實用新型的不當限定。在附圖中：

圖1為現有技術中消防車的結構示意圖。

圖2為現有技術中工作鬥調平裝置的安裝示意圖以及工作鬥調平裝置的放大圖。

圖3為現有技術中工作鬥調平裝置的液壓原理圖。

圖4為本實用新型作業平臺姿態調整裝置一個實施例的安裝示意圖。

圖5為本實用新型作業平臺姿態調整裝置一個實施例的結構示意圖。

圖6為本實用新型作業平臺姿態調整裝置一個實施例中腳踏連杆機構的結構示意圖。

圖7為本實用新型作業平臺姿態調整裝置一個實施例中液壓控制系統的原理圖。

圖中：101-工作鬥，102-臂架，103-車身，104-電比例換向閥，105-手動換向閥，106-手搖泵；

1-作業平臺，2-集成單元，3-腳踏連杆機構，21-比例換向閥，22-手動泵，23-手動換向閥，24-梭閥，241-第一梭閥，242-第二梭閥，25-溢流閥，251-第一溢流閥，252-第二溢流閥，26-濾油器，27-單向閥，31-支撐杆，32-第二連接杆，33-第一連接杆，34-腳踏板。

具體實施方式

下面將結合本實用新型實施例中的附圖，對實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述。顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型的一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本實用新型的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本實用新型保護的範圍。

在本實用新型的描述中，需要理解的是，術語「中心」、「橫向」、「縱向」、「前」、「後」、「左」、「右」、「上」、「下」、「豎直」、「水平」、「頂」、「底」、「內」、「外」等指示的方位或位置關係為基於附圖所示的方位或位置關係，僅是為了便於描述本實用新型和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本實用新型保護範圍的限制。

為解決現有技術中工作鬥的調平裝置所存在的安裝複雜、佔用空間較大的問題，本實用新型提出一種結構改進的作業平臺姿態調整裝置。

如圖4和圖5所示，該作業平臺姿態調整裝置包括人工調整單元和電控調整單元，人工調整單元用於通過人工操作方式調整作業平臺1的姿態，電控調整單元用於通過電控方式調整作業平臺1的姿態。其中，人工調整單元採用純人工調整方式對作業平臺1的姿態進行調整，電控調整單元可以採用人工加電控的混合調整方式對作業平臺1的姿態進行調整，也可以採用純電控的調整方式自動對作業平臺1的姿態進行調整。

當電控調整單元由於動力源供應或者組成部件中某個閥出現故障而無法正常工作時，可以利用人工調整單元通過人工操作對作業平臺1的姿態進行應急調整。

無論電控調整單元還是人工調整單元，均可以按照預設的要求對作業平臺1的姿態(比如，傾斜角度)進行調整，這裡預設的要求既包括將作業平臺1調整為常規的水平狀態，以保證操作人員的平衡和操作安全性，也包括特殊工況下需要將作業平臺1調整為相對於水平面具有特殊角度的姿態。

人工調整單元的各組成元件和/或電控調整單元的各組成元件至少部分地集成。通過將通過人工操作方式調整作業平臺姿態的人工調整單元的各組成元件和/或通過電控方式調整作業平臺姿態的電控調整單元的各組成元件至少部分地集成，使得人工調整單元的組成元件和電控調整單元的組成元件可以分別通過內部油路對應連通，無需通過外部液壓管路進行連通，並且在集成時可以減小作業平臺姿態調整裝置中各組成元件的尺寸，進而減小作業平臺姿態調整裝置的整體體積，減輕了調整裝置的重量；同時，採用集成設置之後，省略了現有技術中所採用的液壓管路，使作業平臺姿態調整裝置的整體佔用空間顯著減小，為作業平臺節省了大量的空間；另外，集成後的作業平臺姿態調整裝置還可以簡化安裝，縮短油路，提高油路反應靈敏性。

在上述實施例中，可以將人工調整單元的部分或全部組成元件集成，也可以將電控調整單元內的部分或全部組成元件集成，或者同時將人工調整單元的部分或全部組成元件和電控調整單元內的部分或全部組成元件均集成；同時，這些元件可以集成在同一個集成單元上，也可以集成在兩個或兩個以上不同的集成單元上。

在一個優選的實施例中，人工調整單元的各組成元件和/或電控調整單元的各組成元件至少部分地集成在集成單元2上。

對於人工調整單元來說，可以包括第一液壓控制系統和第一動力源，第一動力源用於為第一液壓控制系統提供液壓油，第一動力源輸出液壓油的動作通過腳踏來實現。

具體地，第一液壓控制系統包括手動換向閥23，第一動力源為手動泵22，人工調整單元還包括腳踏連杆機構3，所述手動換向閥23與所述手動泵22的出油口連接，所述腳踏連杆機構3與手動泵22連接，以通過腳踏動作使所述手動泵22輸出液壓油。

相比於現有技術中通過操作人員俯身手搖的方式，通過腳踏方式來使第一動力源輸出液壓油，可以使人工調整單元的操作更加方便，操作人員站在作業平臺1上只需通過腳踏就可以完成使第一動力源輸出液壓油的動作，減少了操作人員俯身的動作，並且在空間有限的作業平臺1上，站立操作更加方便，更便於在腳踏的同時隨時觀察作業平臺1的姿態，視野開闊，也更便於施力。

第一動力源優選地但不限於為手動泵22，這裡手動泵22的含義是可以採用現有技術中已有的通過手搖方式來實現出油的泵，並不代表本實用新型中也通過手動方式對其進行操作，本實用新型實施例中通過腳踏連杆機構3使手動泵22的手搖出油方式轉換為腳踏出油方式。

其中，在一個優選的實施例中，手動換向閥23和手動泵22可以集成在集成單元2上。

在另一個優選的實施例中，腳踏連杆機構3也可以設置在集成單元2上，以進一步增強集成效果，進一步減少佔用空間。

進一步地，電控調整單元包括比例換向閥21，比例換向閥21用於對電控調整單元中的供油油路進行換向，比例換向閥21也集成在集成單元2內。

為實現腳踏控制，腳踏連杆機構3安裝在作業平臺1上並且與第一動力源連接，以通過腳踏該腳踏連杆機構3來使第一動力源輸出液壓油。

通過設置腳踏連杆機構3，可以儘可能地減少對現有調平裝置的改造，比如若現有的調平裝置中已經設置了通過手搖方式操作的手動泵，則只需在原有手動泵的結構上加裝腳踏連杆機構3，就可以將手動泵的手動控制方式改造為腳踏控制方式，這樣可以避免原有零部件的浪費，節省成本。

作為腳踏連杆機構3的一個具體實施例，如圖6所示，腳踏連杆機構3包括第一連接杆33和腳踏板34，第一連接杆33的第一端能夠相對於作業平臺1轉動，第一連接杆33的第二端與腳踏板34連接，第一動力源包括啟動器，啟動器與第一連接杆33連接，以通過踩踏腳踏板34來使得第一連接杆33相對於作業平臺1轉動，並在踏下腳踏板34時打開啟動器。

其中，第一連接杆33為彎折結構，具體的彎折次數和彎折角度可以根據需要靈活設置，只要能夠方便操作人員通過踩踏腳踏板34就可以打開第一動力源的啟動器即可。在圖5所示的實施例中，第一連接杆33大致呈Z字型，圖中虛線部分為腳踏板34被踏下的情形，此時為出油狀態。第一連接杆33主要起到轉接作用，在其他實施例中，如果將腳踏板34直接連接在第一動力源的啟動器上也可以方便操作人員的踩踏的話，也可以省略該第一連接杆33。

進一步地，腳踏連杆機構3還包括支撐杆31和第二連接杆32，支撐杆31的第一端與作業平臺1連接，支撐杆31的第二端與第一連接杆33的第一端可轉動地連接，支撐杆31可以為第一連接杆33提供支撐，並相對於集成單元2抬高該支撐點，以為操作人員提供踩踏空間；第一連接杆33通過第二連接杆32與啟動器連接，如圖5所示，第二連接杆32可以連接在第一連接杆33的前端，以節省操作人員踩踏腳踏板34的力。

作為上述實施例的進一步優選，作業平臺姿態調整裝置還包括彈性機構，彈性機構用於在解除對腳踏連杆機構3的踩踏之後使腳踏連杆機構3自動復位。

比如，彈性機構可以為彈簧，彈簧可以設置在手動泵22的內部，以控制其啟動器的自動關閉。當踩下腳踏板34時，彈簧被壓縮，手動泵22的出油口被打開，液壓油可以順利輸出；當操作人員的腳離開腳踏板34時，彈簧自動復位，手動泵22的出油口被關閉，液壓油停止輸出。操作人員通過連續踩踏腳踏板34，可以實現液壓油的連續輸出。

以上是對作業平臺姿態調整裝置結構的具體介紹，下面將介紹作業平臺姿態調整裝置的液壓控制原理，具體可參見如圖7所示的一個實施例。

首先，電控調整單元包括第二液壓控制系統，通過該第二液壓控制系統實現作業平臺1的姿態的自動調整。具體地，第二液壓控制系統包括比例換向閥21、控制器、姿態檢測裝置和第二動力源，其中，比例換向閥21的進油口P1與系統進油口P0連通，出油口T1與系統回油口T0連通，工作油口A1、B1分別與系統工作油口A、B連通。

姿態檢測裝置用於檢測作業平臺1的姿態信息，控制器與姿態檢測裝置和比例換向閥21連接，控制器用於接收姿態檢測裝置的姿態信息，並根據姿態信息控制比例換向閥21，以通過比例換向閥21的換向對作業平臺1的姿態進行調整。

第二動力源用於為第二液壓控制系統提供液壓油，並且第二動力源與第一動力源相對獨立，這樣設置的目的是使得電控調整單元與人工調整單元的動力供應能夠相對獨立，以在其中一個發生故障時保證另一個仍能夠正常使用。

其中，姿態檢測裝置可以為傾角傳感器，用於檢測作業平臺1的傾斜角度。第二動力源可以採用承載該作業平臺姿態調整裝置的整車的動力供應源，比如發動機等，當然，第二動力源也可以是與整車的動力供應源相對獨立的其他動力源。

如圖7中所示，第二動力源可以連接在進油口P0處。為了防止第二液壓控制系統中的油路過載，在進油口P0和比例換向閥21的進油口P1之間的連接油路與回油口T0和比例換向閥21的回油口T1之間的連接油路之間設有第一溢流閥251，以防止進油油路上的壓力過大，使其在壓力較大時能夠及時通過回油油路溢流。

比例換向閥21為電磁閥，通過與姿態檢測裝置和控制器的相互配合，能夠實現對作業平臺1的傾斜角度的自動調整。當然，比例換向閥21也可以是手動控制的比例閥，即通過操作人員操控手柄來控制開口大小的閥，這樣操作人員可以根據姿態檢測裝置的檢測數據手動控制比例換向閥21的開口及換向，這時電控調整單元即為手動與電控相結合的混合控制方式。

其次，人工調整單元包括第一液壓控制系統，通過該第一液壓控制系統實現作業平臺1的姿態的自動調整。具體地，第一液壓控制系統包括手動泵22和手動換向閥23，手動換向閥23的進油口P2與手動泵22的出油口連通，出油口T2與系統回油口T0連通，工作油口A2、B2分別與系統工作油口A、B連通。

為避免進油油路上的油液倒流，對手動泵22造成損壞，在手動泵22的出油口與手動換向閥23的進油口P2之間可以設置單向閥27，以防止油液倒流。

在手動泵22的進油口之前還可以設置濾油器26，以對進入手動泵22的液壓油進行過濾除塵，避免灰塵或雜質進入手動泵22造成堵塞。

手動泵22的進油口與出油口之間還可以並聯第二溢流閥252，以對進油油路進行過載保護。

系統工作油口A、B可以與驅動機構的工作油口連接，驅動機構用於驅動作業平臺1發生偏轉，以調整作業平臺1的姿態。驅動機構可以為液壓油缸，通過液壓油缸的活塞杆的伸縮來實現作業平臺1的姿態調整。

第一液壓控制系統的輸出油路和第二液壓控制系統的輸出油路之間設有壓力選擇機構，該壓力選擇機構用於選取對應地兩條輸出油路中壓力較大的油路，並使壓力較大的油路與驅動機構的供油油路連通，以通過驅動機構驅動作業平臺1轉動，進而調整作業平臺1的姿態。

壓力選擇機構可以使得通過系統工作油口A、B進入驅動機構的液壓油來自於壓力較大的油路，即，壓力選擇機構可以起到選擇作用，到底是通過人工調整單元進行調整還是通過電控調整單元進行調整，壓力選擇機構可以在兩者均可以正常工作時選擇其中一種；壓力選擇機構在選擇其中一種調整單元的同時，還可以阻斷另一種調整裝置，以防止兩種調整單元之間發生幹涉。

壓力選擇機構的具體結構形式有多種，只要能夠實現其作用即可。優選地，壓力選擇機構為梭閥24。

具體地，如圖7所示，壓力選擇機構包括第一梭閥241和第二梭閥242，第一梭閥241設置在比例換向閥21的工作油口A1與手動換向閥23的工作油口A2之間，第一梭閥241的兩個進油口分別與油口A1和油口A2連通，第一梭閥241的出油口與系統工作油口A連通；第二梭閥242設置在比例換向閥21的工作油口B1與手動換向閥23的工作油口B2之間，第二梭閥242的兩個進油口分別與油口B1和油口B2連通，第二梭閥242的出油口與系統工作油口B連通。

作為本實用新型作業平臺姿態調整裝置的優選實施例，第一液壓控制系統、第二液壓控制系統、第一動力源和腳踏連杆機構3均集成在集成單元2上。

具體地，手動泵22、比例換向閥21、手動換向閥23、梭閥24(包括第一梭閥241和第二梭閥242)、溢流閥25(包括第一溢流閥251和第二溢流閥252)、濾油器26、單向閥27以及整個腳踏連杆機構3都可以集成在集成單元2上，這樣可以大大減少作業平臺姿態調整裝置的佔用空間，為操作人員提供更大的活動空間，如圖4中標號A所示的部分，採用集成單元2之後，作業平臺姿態調整裝置的整體佔用空間顯著減小，相比於現有技術中通過液壓管路連接的工作鬥調平裝置需要佔用工作鬥的整個側面，本實用新型中作業平臺姿態調整裝置只需佔用作業平臺1很小的一部分空間，比如可以將其安裝在作業平臺1上控制臺的下方，充分利用現有的未被利用的空間，提高空間利用率。

除了上述作業平臺姿態調整裝置外，本實用新型還提供一種高空作業車，包括上述任一實施例所述的作業平臺姿態調整裝置。

高空作業車還包括底盤車、作業平臺1和伸縮臂架，作業平臺1安裝在伸縮臂架的頂端，由伸縮臂架送至不同的高度以完成登高作業。

高空作業車可以為完成各類高空作業的車輛，特別是救援類消防車。

下面結合附圖4～7對本實用新型作業平臺姿態調整裝置及高空作業車的一個實施例的工作過程進行說明：

如圖4所示，為實現作業平臺1的姿態調整，該作業平臺姿態調整裝置包括人工調整單元和電控調整單元。如圖5所示，人工調整單元包括手動泵22和腳踏連杆機構3。如圖6所示，腳踏連杆機構3包括支撐杆31、第一連接杆33、第二連接杆32和腳踏板34。

操作者用腳踩下腳踏板34後，便完成一次手動泵22的供油，鬆開後，腳踏板34可自動復位，再次踩踏腳踏板34即完成第二次供油，如此連續踩踏，便可實現連續供油。

如圖7所示，正常工作時，油口Po、To接第二動力源，由比例換向閥21控制壓油方向。當比例換向閥21左位(或右位)接通時，P1與A1(或B1)接通，壓力油通過A1(或B1)口到達第一梭閥241(或第二梭閥242)，通過第一梭閥241(或第二梭閥242)到達A(或B)口，控制作業平臺1向上(或向下)調平；

當電控調平裝置的調節功能失效時，例如Po沒有壓力油源，或者比例換向閥21不能工作等，此時只需人為搬動手動換向閥23的手柄，使手動換向閥23的右位(或左位)接通，操作人員就可以站在作業平臺1裡連續踩踏腳踏板34，手動泵22的壓力油通過P2與A2(或B2)口接通，到達第一梭閥241(或第二梭閥242)，通過第一梭閥241(或第二梭閥242)再到達A(或B)口，控制作業平臺1向上(或向下)調平。

通過對本實用新型作業平臺姿態調整裝置及高空作業車的多個實施例的說明，可以看到本實用新型作業平臺姿態調整裝置及高空作業車實施例至少具有以下一種或多種優點：

1、通過將人工調整單元和電控調整單元至少部分地集成，結構緊湊，不僅減小了尺寸和安裝空間，不影響作業平臺上工作人員的活動，而且還減輕了重量，簡化了管路安裝；

2、人工調整單元中設置了腳踏連杆機構，將手動調整的動力方式改為用腳踩踏的動力方式，操作者只需站在工作鬥內連續踩踏腳踏板便可實現應急調平功能，視野開闊，操作方便；

3、通過設置彈性機構使手動泵具備自動復位功能，使操作更為方便；

4、通過設置壓力選擇機構，減少人工調整單元和電控調整單元之間的幹涉。

最後應當說明的是：以上實施例僅用以說明本實用新型的技術方案而非對其限制；儘管參照較佳實施例對本實用新型進行了詳細的說明，所屬領域的普通技術人員應當理解：依然可以對本實用新型的具體實施方式進行修改或者對部分技術特徵進行等同替換；而不脫離本實用新型技術方案的精神，其均應涵蓋在本實用新型請求保護的技術方案範圍當中。