CN109650302A - 高空作业设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及工程机械领域，公开了一种高空作业设备，其中，所述高空作业设备包括底盘(100)、升降装置(300)和工作平台(400)，升降装置安装于底盘，以带动设置在升降装置上的工作平台升降，底盘包括车架(110)、横置式摆臂(120)和行走装置(200)，行走装置包括麦克纳姆轮(210)和减振单元(220)，麦克纳姆轮用于带动底盘全方位移动，减振单元的一端与车架铰接，另一端与横置式摆臂铰接。麦克纳姆轮能够带动底盘进行全方位移动。通过设置连接横置式摆臂和车架的减振单元，可以配合所提升的移动性能相应提高高空作业设备的稳定性。

Description

高空作业设备
技术领域
本发明涉及工程机械领域，具体地涉及一种高空作业设备。
背景技术
现有技术中，高空作业设备通常包括工作平台、升降装置(例如剪叉臂)、底盘装置等。其中，底盘装置包括行走***。行走***包括左右轮毂电机和车轮，车轮为硬橡胶实心轮胎或泡沫填充轮胎，例如可以包括两个前轮和两个后轮。以前轮驱动转向为例，左、右轮毂电机可以分别安装在两个前轮的内侧。在这种布置中，高空作业设备只能实现简单的前后、转向移动，不能实现全方位移动(例如左右横向移动、斜向直行、零半径原地转向等)。因此，高空作业设备的移动受限，使得正常作业受到限制。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术存在的高空作业设备移动受限的问题，提供一种高空作业设备，该高空作业设备能够实现全方位移动。
为了实现上述目的，本发明一方面提供一种高空作业设备，其中，所述高空作业设备包括底盘、升降装置和工作平台，所述升降装置安装于所述底盘，以带动设置在所述升降装置上的工作平台升降，所述底盘包括车架、横置式摆臂和行走装置，所述行走装置包括麦克纳姆轮和减振单元，所述麦克纳姆轮用于带动所述底盘全方位移动，所述减振单元的一端与所述车架铰接，另一端与所述横置式摆臂铰接。
优选地，所述行走装置包括第一麦克纳姆轮和第二麦克纳姆轮，所述第一麦克纳姆轮的滚子的排列方向与所述第二麦克纳姆轮的滚子的排列方向相反，所述底盘的同一侧交替设置所述第一麦克纳姆轮和第二麦克纳姆轮，所述底盘的同一侧的麦克纳姆轮的数量为偶数，所述底盘的不同侧的对应位置分别设置所述第一麦克纳姆轮和第二麦克纳姆轮。
优选地，所述减振单元包括液压阻尼器和套设在所述液压阻尼器外侧的减振弹簧，所述液压阻尼器的一端与所述车架铰接，另一端与所述横置式摆臂铰接。
优选地，所述行走装置包括用于驱动所述麦克纳姆轮的行走驱动电机，所述高空作业设备包括用于控制所述行走驱动电机的控制单元，所述高空作业设备还包括与所述控制单元电连接的激光雷达和/或超声避障传感器。
优选地，所述控制单元包括底盘控制器和设置在所述工作平台上的平台操控器，所述底盘控制器用于控制所述行走驱动电机，所述平台操控器能够接收所述底盘控制器的信号并能够通过所述底盘控制器控制所述行走驱动电机的操作。
优选地，所述高空作业设备包括设置在所述工作平台上的显示器和与所述显示器电连接的摄像头。
优选地，所述激光雷达与所述平台操控器电连接，所述超声避障传感器与所述底盘控制器电连接。
优选地，所述升降装置包括泵电机，所述底盘控制器还用于控制所述泵电机。
优选地，所述高空作业设备包括安装于所述底盘并能够伸缩的支腿。
通过上述技术方案，麦克纳姆轮能够带动底盘进行左右横向移动、斜向直行、零半径原地转向以及沿任意曲线轨迹行进的全方位移动，大大提升了高空作业设备的移动性能和范围，从而能够适应各种作业情况。另外，配合所提升的移动性能，通过设置连接横置式摆臂和车架的减振单元，可以相应提高高空作业设备的稳定性。
附图说明
图1是根据本发明的高空作业设备的一种实施方式的示意图；
图2是图1中高空作业设备下部主要部件的示意图；
图3是图2的左视图；
图4是说明本发明的高空作业设备的控制单元和相关部件的关系的框图。
附图标记说明
100-底盘，110-车架，120-横置式摆臂，200-行走装置，210-麦克纳姆轮，220-减振单元，221-液压阻尼器，222-减振弹簧，230-行走驱动电机，300-升降装置，310-泵电机，320-剪叉臂，400-工作平台，500-激光雷达，600-超声避障传感器，710-底盘控制器，720-平台操控器，800-摄像头，900-支腿，B-电池。
具体实施方式
以下结合附图对本发明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，并不用于限制本发明。
在本发明中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下、左、右”通常是指参考附图所示的上、下、左、右；“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内、外。下面将参考附图并结合实施方式来详细说明本发明。
本发明提供一种高空作业设备，其中，所述高空作业设备包括底盘100、升降装置300和工作平台400，所述升降装置300安装于所述底盘100，以带动设置在所述升降装置300上的工作平台400升降，所述底盘100包括车架110、横置式摆臂120和行走装置200，所述行走装置200包括麦克纳姆轮210和减振单元220，所述麦克纳姆轮210用于带动所述底盘100全方位移动，所述减振单元220的一端与所述车架110铰接，另一端与所述横置式摆臂120铰接。
其中，麦克纳姆轮210能够带动底盘进行左右横向移动、斜向直行、零半径原地转向以及沿任意曲线轨迹行进的全方位移动，大大提升了高空作业设备的移动性能和范围，从而能够适应各种作业情况，从而能够适应各种作业情况，例如可以在各自道路(包括土地、沙地、砂石滩等非城市道路)。
麦克纳姆轮210包括机轮和沿机轮的周向设置的多个偏斜的滚子，行走时通过滚子接触地面，以在机轮自身的方向不变的情况下通过滚子沿不同方向移动。
其中，为带动底盘100进行全方位移动，所述行走装置200包括第一麦克纳姆轮和第二麦克纳姆轮，所述第一麦克纳姆轮的滚子的排列方向与所述第二麦克纳姆轮的滚子的排列方向相反(举例来说，如果第一麦克纳姆轮的滚子的前端相对于后端沿机轮的顺时针方向偏移设置，则第二麦克纳姆轮的滚子的前端相对于后端沿机轮的逆时针方向偏移设置)，所述底盘100的同一侧交替设置所述第一麦克纳姆轮和第二麦克纳姆轮，所述底盘100的同一侧的麦克纳姆轮的数量为偶数，所述底盘100的不同侧的对应位置分别设置所述第一麦克纳姆轮和第二麦克纳姆轮。具体的，如图3所示，第一麦克纳姆轮的滚子R1与第二麦克纳姆轮的对应位置的滚子R2的轴线基本垂直。
举例而言，行走装置200可以包括四个麦克纳姆轮210，其中，两个麦克纳姆轮210为第一麦克纳姆轮，另外两个麦克纳姆轮210为第二麦克纳姆轮，底盘100的一侧(例如左侧)设置一个第一麦克纳姆轮作为前轮和一个第二麦克纳姆轮作为后轮，底盘的另一侧(右侧)设置一个第二麦克纳姆轮作为前轮和一个第一麦克纳姆轮作为后轮；再例如，行走装置200可以包括八个麦克纳姆轮210，其中，四个麦克纳姆轮210为第一麦克纳姆轮，另外四个麦克纳姆轮210为第二麦克纳姆轮，沿从前到后的顺序，底盘100的左侧可以交替设置第一麦克纳姆轮、第二麦克纳姆轮、第一麦克纳姆轮和第二麦克纳姆轮，底盘100的右侧可以交替设置第二麦克纳姆轮、第一麦克纳姆轮、第二麦克纳姆轮和第一麦克纳姆轮。
另外，配合所提升的移动性能，通过设置连接横置式摆臂120和车架110的减振单元220，可以相应提高高空作业设备的稳定性。具体的，麦克纳姆轮210具有一定的越野性能，因此可能需要设置独立悬架结构(即减振单元220)来减小越野时的脉动冲击载荷。通过使减振单元220铰接于横置式摆臂120，可以进一步提高高空作业设备的越障能力。另外，可以理解的，对应各个麦克纳姆轮210，可以设置对应数量的减振单元220。
其中，减振单元220可以采用各种适当形式，例如，如图3所示，所述减振单元220可以包括液压阻尼器221和套设在所述液压阻尼器221外侧的减振弹簧222，所述液压阻尼器221的一端与所述车架110铰接，另一端与所述横置式摆臂120铰接。通过使减振弹簧222套设在液压阻尼器221外侧，可以使减振单元220的结构更加紧凑。
本发明中，所述行走装置200可以包括用于驱动所述麦克纳姆轮210的行走驱动电机230，所述高空作业设备可以包括用于控制所述行走驱动电机230的控制单元。由此，可以通过控制单元控制行走驱动电机230的操作，继而控制麦克纳姆轮210的动作，从而控制行走装置200的移动。
优选地，如图2所示，所述高空作业设备还可以包括与所述控制单元电连接的激光雷达500。通过设置激光雷达500，可以扫描高空作业设备即将通过的地面部分并由此构建地图。为提高地图的精准性，可以沿高空作业设备的高度和宽度方向设置多个激光雷达500，或者使激光雷达500可沿高度和宽度方向移动地设置。通过激光雷达500构建地图对于室内环境尤其有利，具体的，可以构建出地图，以通过地图呈现室内的环境，标示出障碍物的形状(例如宽度)，以便在高空作业设备进入时能够避让。其中，构建的地图可以传送到控制单元，以便控制单元根据所指定的目的地自动巡航到达目的地。另外，高空作业设备(例如工作平台400上)可以设置有显示器，构建的地图可以通过显示器显示，以便工作平台400上的人员按照地图自行驾驶。
此外，如图2所示，所述高空作业设备还可以包括与所述控制单元电连接的超声避障传感器600。超声避障传感器600可以通过检测反射的超声避障传感器600来感应障碍物，通过设置超声避障传感器600，控制单元可以根据超声避障传感器600的信号控制行走装置200的移动，以避让障碍物。由于本发明的高空作业设备能够全方位移动，优选在高空作业设备的外周的各个侧面都设置至少一个超声避障传感器600，以配合全方位移动实现全方位自动避让。
本发明中，所述控制单元可以包括底盘控制器710，所述底盘控制器710用于控制所述行走驱动电机230。优选地，为便于工作平台400上的操作人员操控高空作业设备，所述控制单元包括设置在所述工作平台400上的平台操控器720，所述平台操控器720能够接收所述底盘控制器710的信号并能够通过所述底盘控制器710控制所述行走驱动电机230的操作。更具体的，平台操控器720可以设置有操作面板，操作面板上可以设置各种操作按钮和/或方向盘，以便工作平台400上的操作人员进行操作。
其中，本发明的控制框图可以如图4所示，本发明的高空作业设备可以设置有与麦克纳姆轮210的数量相对应的行走驱动电机230，底盘控制器710可以分别控制各个。
此外，优选地，所述高空作业设备包括设置在工作平台400上的显示器和与所述显示器电连接的摄像头800，以便操作人员根据摄像头800观察的情况操作高空作业设备。其中，摄像头800可以是可操作移动的，以便操作摄像头800移动到不易观察到的位置查看是否存在障碍物，从而实时监控高空作业设备的周边环境。
另外，为便于向操作人员显示构建的地图，所述激光雷达500可以与所述平台操控器720电连接。为便于根据超声避障传感器600的信号及时作出避让反应，所述超声避障传感器600可以与所述底盘控制器710电连接。
此外，本发明的控制单元还可以控制高空作业设备的其他电动装置。例如，所述升降装置300包括泵电机310，所述底盘控制器710还用于控制所述泵电机310。另外，本发明的高空作业设备可以具有用于向电动装置(例如行走驱动电机230和泵电机310)供电的电池B。
由于本发明的高空作业设备具有更灵活的移动性和越野性，为确保高空作业的安全性，优选地，所述高空作业设备包括安装于所述底盘100并能够伸缩的支腿900。由此，在高空作业设备移动时，支腿900收起而不与地面接触；当高空作业设备移动到位，通过升降装置300升起工作平台400，操作人员准备进行高空作业时，为确保工作平台400的稳定，可以先将支腿900伸出而支撑于地面，优选使麦克纳姆轮210脱离地面，以确保底盘100能够相对于地面不会移动。由此，能够提高高空作业设备入坑作业的稳定性以及操作人员在作业平台400上的移动的安全性。
本发明的高空作业设备可以是具有工作平台400的各种适于移动的具体设备。例如，根据升降装置300的具体形式，可以为桅杆式高空作业设备或剪叉式高空作业设备。图1所示即为剪叉式高空作业设备，升降装置300还包括通过泵电机310驱动的剪叉臂320，工作平台400设置在剪叉臂320的顶端。
以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于此。在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型。本发明包括各个具体技术特征以任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。但这些简单变型和组合同样应当视为本发明所公开的内容，均属于本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种高空作业设备，其特征在于，所述高空作业设备包括底盘(100)、升降装置(300)和工作平台(400)，所述升降装置(300)安装于所述底盘(100)，以带动设置在所述升降装置(300)上的工作平台(400)升降，所述底盘(100)包括车架(110)、横置式摆臂(120)和行走装置(200)，所述行走装置(200)包括麦克纳姆轮(210)和减振单元(220)，所述麦克纳姆轮(210)用于带动所述底盘(100)全方位移动，所述减振单元(220)的一端与所述车架(110)铰接，另一端与所述横置式摆臂(120)铰接。
2.根据权利要求1所述的高空作业设备，其特征在于，所述行走装置(200)包括第一麦克纳姆轮和第二麦克纳姆轮，所述第一麦克纳姆轮的滚子的排列方向与所述第二麦克纳姆轮的滚子的排列方向相反，所述底盘(100)的同一侧交替设置所述第一麦克纳姆轮和第二麦克纳姆轮，所述底盘(100)的同一侧的麦克纳姆轮的数量为偶数，所述底盘(100)的不同侧的对应位置分别设置所述第一麦克纳姆轮和第二麦克纳姆轮。
3.根据权利要求1所述的高空作业设备，其特征在于，所述减振单元(220)包括液压阻尼器(221)和套设在所述液压阻尼器(221)外侧的减振弹簧(222)，所述液压阻尼器(221)的一端与所述车架(110)铰接，另一端与所述横置式摆臂(120)铰接。
4.根据权利要求1所述的高空作业设备，其特征在于，所述行走装置(200)包括用于驱动所述麦克纳姆轮(210)的行走驱动电机(230)，所述高空作业设备包括用于控制所述行走驱动电机(230)的控制单元，所述高空作业设备还包括与所述控制单元电连接的激光雷达(500)和/或超声避障传感器(600)。
5.根据权利要求4所述的高空作业设备，其特征在于，所述控制单元包括底盘控制器(710)和设置在所述工作平台(400)上的平台操控器(720)，所述底盘控制器(710)用于控制所述行走驱动电机(230)，所述平台操控器(720)能够接收所述底盘控制器(710)的信号并能够通过所述底盘控制器(710)控制所述行走驱动电机(230)的操作。
6.根据权利要求5所述的高空作业设备，其特征在于，所述高空作业设备包括设置在所述工作平台(400)上的显示器和与所述显示器电连接的摄像头(800)。
7.根据权利要求5所述的高空作业设备，其特征在于，所述激光雷达(500)与所述平台操控器(720)电连接，所述超声避障传感器(600)与所述底盘控制器(710)电连接。
8.根据权利要求5所述的高空作业设备，其特征在于，所述升降装置(300)包括泵电机(310)，所述底盘控制器(710)还用于控制所述泵电机(310)。
9.根据权利要求1-8中任意一项所述的高空作业设备，其特征在于，所述高空作业设备包括安装于所述底盘(100)并能够伸缩的支腿(900)。
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