一種電驅動折疊臂高空作業車及其調平系統和調平方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于工程機械領域，具體涉及一種電驅動折疊臂高空作業車及其調平系統和調平方法。
【背景技術】
[0002]近幾年來，高空作業車的應用日益廣泛，且主要工作于工況多變、環境復雜的應用場合，作業高度一般在10?30m范圍，保證高空作業車工作平臺在工作時水平，直接決定作業人員的人身安全保障及作業車的工作性能優劣。
[0003]高空作業車工作平臺調平技術主要有自重調平、平行四連桿調平、鏈條鏈輪式調平、靜液壓調平以及電液調平。自重式、機械式(平行四連桿及鏈條鏈輪)、靜液壓式、電液調平通常為單一控制對象的調平方式，只可在有限工作范圍實現較小輸出調平角度，調平輸出角度的不足導致這些調平方式難以滿足大空間舉升的復雜工況應用要求，而組合式調平方法則可有效彌補現有調平方式的不足。
[0004]傳統高空作業車大多采用的液壓傳動的方式，液壓傳動是以液體為工作介質，在相對運動表面間不可避免地存在泄漏，同時，液體又不是絕對不可壓縮的，故在傳動比要求嚴格的場合采用存在一定風險。液壓傳動在工作過程中有較多的能量損失(如摩擦損失、泄漏損失等)，故不宜于遠距離傳動；液壓傳動對油溫的變化比較敏感，油溫變化會影響運動的穩定性，因此，在低溫和高溫條件下，采用液壓傳動有一定的困難。此外，為了減少泄漏，液壓元件的制造精度要求高，增加了制造成本；液壓系統故障的診斷比較困難，因此對維修人員提出了更高的要求；隨著高壓、高速、高效率和大流量化，液壓元件和系統的噪聲很大。因此，對作業人員安全性、工作精準性等要求極高的高空作業車來說，液壓傳動存在的易泄漏、高成本、可壓縮性、溫度影響大、污染等不利因素都是應該盡力避免。
【發明內容】
[0005]本發明的目的在于克服上述不足，提供一種電驅動折疊臂高空作業車及其調平系統，在保證工作高度的條件下，能夠在擴大工作范圍的同時保證工作平臺連續、高效、平穩的自動調平。
[0006]為了達到上述目的，一種電驅動折疊臂高空作業車，包括底座，底座上設置有轉臺和通過第一步進電機控制的卷揚機，轉臺上設置有支撐架，支撐架上連接有下臂，下臂通過固定在支撐孔中的轉動軸使下臂和支撐架鉸接在一起，卷揚機通過鋼絲繩連接下臂的遠端，下臂的遠端通過第一轉動軸鉸接有上臂，上臂通過第二轉動軸鉸接有小臂，小臂通過第三轉動軸鉸接有平臺凸臺，平臺凸臺上固定有工作平臺，下臂上設置有控制上臂擺動的第二步進電機，上臂上設置有控制小臂擺動的第三步進電機，小臂上設置有驅動工作平臺轉動的第四步進電機。
[0007]所述底座上設置有立柱，立柱頂部設置有定滑輪，鋼絲繩的一端連接下臂的遠端，另一端經過定滑輪連接卷揚機。
[0008]所述第二步進電機固定在下臂內，第二步進電機的輸出軸連接有第二錐齒輪，下臂上開設有下臂軸承孔，第一轉動軸穿過上臂進入下臂軸承孔中，第一轉動軸的兩端設置有下臂限位蓋板，第一轉動軸上固定有與第二錐齒輪嚙合的第一錐齒輪。
[0009]所述第三步進電機固定在上臂內，第三步進電機的輸出軸連接有第四錐齒輪，上臂上開設有上臂軸承孔，第二轉動軸穿過小臂進入上臂軸承孔中，第二轉動軸的兩端設置有上臂限位蓋板，第二轉動軸上固定有與第四錐齒輪嚙合的第三錐齒輪。
[0010]所述第四步進電機固定在小臂內，第四步進電機的輸出軸連接有第六錐齒輪小臂上開設有小臂軸承孔，第三轉動軸穿過平臺凸臺進入小臂軸承孔中，第三轉動軸的兩端設置有小臂限位蓋板，第三轉動軸上固定有與第六錐齒輪嚙合的第五錐齒輪。
[0011]一種電驅動折疊臂高空作業車的調平系統，包括設置在工作平臺底部的水平傳感器和設置在第三轉動軸上的編碼器，水平傳感器連接第一放大器，編碼器連接第二放大器，第一放大器和第二放大器均連接控制器，控制器連接第三步進電機和第四步進電機。
[0012]一種電驅動折疊臂高空作業車調平系統的調平方法，下臂和上臂分別由第一步進電機和第二步進電機驅動，隨著下臂和上臂的位置變化，工作平臺將會偏離原先的水平位置，位于工作平臺底部的水平傳感器此時將會感應到信號，并將檢測到的工作平臺變化所產生的信號經第一放大器放大后，傳遞給控制器；同時，位于平臺凸臺的軸上的編碼器也將獲得一個信號，并將獲得的信號經第二放大器放大后，傳遞給控制器，控制器帶動第三步進電機和第四步進電機轉動。
[0013]若編碼器檢測的信號為第三轉動軸未達到極限位置，則控制器帶動第四步進電機驅動工作平臺轉動，實現工作平臺水平。
[0014]若編碼器檢測的信號為第三轉動軸已達到極限位置，則控制器帶動第三步進電機驅動小臂轉動，實現工作平臺水平。
[0015]與現有技術相比，本發明的裝置通過步進電機帶動各個部件運動，能夠在高空作業環境下，高效、平穩的調整，顯著改善了現有液壓驅動的不足，提供了一種高精度、高效節能的新型驅動方式，這樣采用全電驅動提高了系統的應答反映，可以實現在更加復雜工況環境下靈活作業。
[0016]進一步的，本發明能夠經過立柱擴大力矩，連續平穩拉動或放松下臂上端，實現下臂的舉升動作。
[0017]本發明的調平系統包括水平傳感器、編碼器、控制器和兩個放大器，該系統調平輸出角度大，過程平穩連續，消除因調平產生的抖動，確保作業平臺的安全性，充分改善了目前國際上普遍采用的幾種調平技術的不足，充分保證高空作業車作業平臺調平傾角不超過容許值。
[0018]本發明的調平方法能夠在高空作業環境下，高效、平穩的自動調平，充分改善了目前國際上普遍采用的幾種調平技術的不足，充分保證高空作業車作業平臺調平傾角不超過容許值，顯著改善了液壓驅動的不足，提供了一種高精度、高效節能的新型驅動方式。
【附圖說明】
[0019]圖1為一種電驅動折疊臂高空作業車的結構示意圖；
[0020]圖2為本發明中下臂和上臂間的結構連接示意圖；
[0021]圖3為本發明中上臂和小臂間的結構連接示意圖；
[0022]圖4為本發明中小臂和工作平臺間的結構連接示意圖；
[0023]圖5為調平系統的控制方式示意圖。
【具體實施方式】
[0024]下面結合附圖對本發明做進一步說明。
[0025]參見圖1，一種電驅動折疊臂高空作業車包括底座1，底座I上設置有轉臺2和通過第一步進電機11控制的卷揚機12，轉臺2上設置有支撐架3，支撐架上連接有下臂6，下臂6通過固定在支撐孔4中的轉動軸使下臂6和支撐架3鉸接在一起，卷揚機12通過鋼絲繩37連接下臂6的遠端，下臂6的遠端通過第一轉動軸25鉸接有上臂7，上臂7通過第二轉動軸30鉸接有小臂8，小臂8通過第三轉動軸35鉸接有平臺凸臺9，平臺凸臺9上固定有工作平臺10，下臂6上設置有控制上臂7擺動的第二步進電機14，上臂7上設置有控制小臂8擺動的第三步進電機15，小臂8上設置有驅動工作平臺10轉動的第四步進電機16，底座I上設置有立柱5，立柱5頂部設置有定滑輪13，鋼絲繩37的一端連接下臂6的遠端，另一端經過定滑輪13連接卷揚機12。
[0026]參見圖2，第二步進電機14固定在下臂6內，第二步進電機14的輸出軸連接有第二錐齒輪23，下臂6上開設有下臂軸承孔24，第一轉動軸25穿過上臂7進入下臂軸承孔24中，第一轉動軸25的兩端設置有下臂限位蓋板26，第一轉動軸25上固定有與第二錐齒輪23嚙合的第一錐齒輪22。
[0027]參見圖3，第三步進電機15固定在上臂7內，第三步進電機15的輸出軸連接有第四錐齒輪28，上臂7上開設有上臂軸承孔29，第二轉動軸30穿過小臂8進入上臂軸承孔29中，第二轉動軸30的兩端設置有上臂限位蓋板31，第二轉動軸30上固定有與第四錐齒輪28嚙合的第三錐齒輪27。
[0028]參見圖4，第四步進電機16固定在小臂8內，第四步進電機16的輸出軸連接有第六錐齒輪33小臂8上開設有小臂軸承孔34，第三轉動軸35穿過平臺凸臺9進入小臂軸承孔34中，第三轉動軸35的兩端設置有小臂限位蓋板36，第三轉動軸35上固定有