CN112938853B - 高空作业平台实施稳定作业的优化控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种高空作业平台实施稳定作业的优化控制方法，针对已满足在三个预设工作状态下均不发生倾翻的曲臂式高空作业平台，将折臂角度β的最大角度β_max代入其已知的第一稳定性控制函数L＝g(α，β，S)，从而得到优化的第二稳定性控制函数L＝f(α，S)。上述三个预设工作状态分别为：状态一，折臂最大角度全伸，主臂最大角度全缩；状态二，折臂最小角度全缩，主臂最大角度全缩；状态三，折臂最大角度全缩，主臂水平全缩。本发明提供的优化控制方法通过将更为简化的稳定性控制函数与简单的折臂调整方法相配合，保证了曲臂式高空作业平台的稳定性，有利于简化控制程序，从而提高可靠性。

Description

高空作业平台实施稳定作业的优化控制方法

技术领域

本发明涉及高空作业平台技术领域，特别是涉及一种高空作业平台实施稳定作业的优化控制方法。

背景技术

如图1所示，曲臂式高空作业平台主要由底架1、转台2、折臂3、主臂4和平台5五部分组成，底架1为整车提供与地面的着力点，以底架1具有四个轮胎为例，要让高空作业平台在作业过程中不发生倾翻，需使整车的重心落在四个轮胎围绕而成的矩形框内。在臂架伸展作业过程中，底架1和转台2的重心位置不发生变化且位于上述矩形框内，但折臂3和主臂4的重心位置随着折臂角度β、折臂伸出长度S、主臂角度α和主臂伸出长度L的变化而变化，因此，为了保证整车稳定，需要合理地调整上述α、β、L和S四个变量。为了保证安全，常预先构建稳定性控制函数，以便参照稳定性控制函数的计算结果来协调变量的大小，例如，通常将α、β和S作为自变量，L作为因变量，可根据临界倾翻时的力矩关系式∑M_稳定＝∑M_倾翻构建稳定性控制函数L＝g(α，β，S)，然后实施作业时，控制主臂的实际伸出长度L_实际小于L＝g(α，β，S)的计算值即可保证整车稳定。

然而，以α、β、L和S中的三个量为自变量，另一个为因变量构建的稳定性控制函数仍然不够简化，因此，如何能以更少的量作为自变量来构建稳定性控制函数，成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种高空作业平台实施稳定作业的优化控制方法，该优化控制方法通过将更为简化的稳定性控制函数与简单的折臂调整方法相配合，保证了曲臂式高空作业平台的稳定性，有利于简化控制程序，从而提高可靠性。

为了达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

高空作业平台实施稳定作业的优化控制方法，所述高空作业平台为曲臂式高空作业平台，所述高空作业平台满足在三个预设工作状态下均不发生倾翻，所述优化控制方法是将折臂角度β的最大角度β_max代入所述高空作业平台的已知的第一稳定性控制函数L＝g(α，β，S)，从而得到优化的第二稳定性控制函数L＝f(α，S)，实施作业时参照所述第二稳定性控制函数调整主臂的实际伸出长度L_实际，而且，按照以下方法调整折臂：臂架展开过程中，折臂伸出长度S在折臂变幅至最大角度β_max之前始终保持为零；臂架回收过程中，折臂角度β在折臂缩回至零伸长量之前始终保持为最大角度β_max；

所述三个预设工作状态分别为：

状态一，折臂角度β达到最大角度β_max，折臂伸出长度S达到最大长度S_max，主臂角度α达到最大角度α_max，主臂伸出长度L为零；

状态二，折臂水平，折臂伸出长度S为零，主臂角度α达到最大角度α_max，主臂伸出长度L为零；以及

状态三，折臂角度β达到最大角度β_max，折臂伸出长度S为零，主臂水平，主臂伸出长度L为零；

其中，最大角度α_max、最大角度β_max和最大长度S_max均为所述高空作业平台的结构设计值。

根据上述技术方案可知，本发明提供的优化控制方法针对的是曲臂式高空作业平台，且该高空作业平台满足在三个预设工作状态下均不发生倾翻，在此条件下，再结合简单的折臂调整方法，便能确保将折臂角度β的最大角度β_max代入任意一已知的稳定性控制函数L＝g(α，β，S)后得到的新函数L＝f(α，S)同样是稳定性控制函数，实施作业时参照该新函数调整主臂的实际伸出长度L_实际，由于稳定性控制函数L＝f(α，S)只与主臂角度α和折臂伸出长度S这两个自变量有关，因此有利于简化控制程序，使程序的可靠性更高。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1是本发明提供的优化控制方法所针对的高空作业平台的结构示意图；

图2是图1所示高空作业平台的状态一示意图；

图3是图1所示高空作业平台的状态二示意图；

图4是图1所示高空作业平台的状态三示意图。

图中标记为：

1、底架；2、转台；3、折臂；4、主臂；5、平台；α、主臂角度；β、折臂角度；L、主臂伸出长度；S、折臂伸出长度。

具体实施方式

为了便于理解，下面结合附图对本发明作进一步的描述。

参见图1，本发明提供的高空作业平台实施稳定作业的优化控制方法应用于曲臂式高空作业平台，该曲臂式高空作业平台在结构设计阶段已满足图2～图4三个状态下均不发生倾翻，其中，图3所示的状态一为：折臂角度β达到最大角度β_max，折臂伸出长度S达到最大长度S_max，主臂角度α达到最大角度α_max，主臂伸出长度L为零；图2所示的状态二为：折臂水平，折臂伸出长度S为零，主臂角度α达到最大角度α_max，主臂伸出长度L为零；图4所示的状态三为：折臂角度β达到最大角度β_max，折臂伸出长度S为零，主臂水平，主臂伸出长度L为零。需要说明的是，最大角度α_max、最大角度β_max和最大长度S_max均为高空作业平台的结构设计值。

对于结构设计已经确定的曲臂式高空作业平台，通过现有技术即可根据临界倾翻时的力矩关系式∑M_稳定＝∑M_倾翻构建稳定性控制函数L＝g(α，β，S)，应当理解，L＝g(α，β，S)的具体结构式因高空作业平台的设计尺寸及重量分布而定，不过，只要高空作业平台能够满足图2～图4三个状态下均不发生倾翻，就可通过本发明提供的优化控制方法将其稳定性控制函数L＝g(α，β，S)优化为更少的自变量，具体地，将折臂角度β的最大角度β_max代入上述已知的稳定性控制函数L＝g(α，β，S)，消除变量β，从而得到新的稳定性控制函数L＝f(α，S)，其只有两个自变量，即α和S。

实施作业时，参照L＝f(α，S)调整主臂的实际伸出长度L_实际，即L_实际应当小于L＝f(α，S)的计算值，而且，按照以下方法调整折臂：臂架展开过程中，折臂伸出长度S在折臂变幅至最大角度β_max之前始终保持为零；臂架回收过程中，折臂角度β在折臂缩回至零伸长量之前始终保持为最大角度β_max。整车的稳定性只与折臂伸出长度S、主臂角度α、主臂伸出长度L三个因素有关，既保证了稳定性，同时保证了作业范围。

参见图1，随着折臂角度β的增大，主臂4、折臂3重心前移；随着折臂伸出长度S的增大，主臂4、折臂3重心后移；主臂角度α＞0时，随着主臂角度α的增大，主臂4重心后移；主臂角度α＜0时，随着主臂角度α的减小，主臂4重心后移；随着主臂伸出长度L的增大，主臂4重心前移。由此可知，当遵循上述调整折臂的方法实施作业时，图2和图3所示的状态即为后向稳定性最差的状态，如前所述，已知此两种状态是稳定的，所以机器后向稳定性始终满足要求，即机器始终不会朝后倾翻。另一方面，图4所示的状态是稳定的，保证了函数L＝f(α，S)有非负数解。当折臂角度β减小或折臂伸出长度S增大或主臂角度α变化时，臂架重心后移，同时结合前面提到的使机器后向稳定性始终满足要求的限制条件，保证了L＝f(α，S)在(0，L_max)范围内一定有解，即总能通过控制主臂长度来保证整车稳定。需要说明的是，最大长度L_max是高空作业平台的结构设计值。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (1)

1.高空作业平台实施稳定作业的优化控制方法，所述高空作业平台为曲臂式高空作业平台，其特征在于，所述高空作业平台满足在三个预设工作状态下均不发生倾翻，所述优化控制方法是将折臂角度β的最大角度β_max代入所述高空作业平台的已知的第一稳定性控制函数L＝g(α，β，S)，从而得到优化的第二稳定性控制函数L＝f(α，S)，实施作业时参照所述第二稳定性控制函数调整主臂的实际伸出长度L_实际，而且，按照以下方法调整折臂：臂架展开过程中，折臂伸出长度S在折臂变幅至最大角度β_max之前始终保持为零；臂架回收过程中，折臂角度β在折臂缩回至零伸长量之前始终保持为最大角度β_max；

所述三个预设工作状态分别为：

状态一，折臂角度β达到最大角度β_max，折臂伸出长度S达到最大长度S_max，主臂角度α达到最大角度α_max，主臂伸出长度L为零；

状态二，折臂水平，折臂伸出长度S为零，主臂角度α达到最大角度α_max，主臂伸出长度L为零；以及

状态三，折臂角度β达到最大角度β_max，折臂伸出长度S为零，主臂水平，主臂伸出长度L为零；

其中，最大角度α_max、最大角度β_max和最大长度S_max均为所述高空作业平台的结构设计值。

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