液压连杆调平机构在绝缘高空作业车上的应用.pdf

T E CHNI C F OR UM／ 技 术论 坛 I 2 o 1 2 ／ o 8 液压连杆调平机构在绝缘高空作业车上的应用 Ap pl i c a t i o n o f H y d r a u l i c a n d C on n e i n g Ro d 於 晓 宇 YU Xi a o- yu 杭州爱知工程车辆 有限公 司 浙江杭州 3 1 0 0 1 8 L e v e l i n g Me c h a n i s m o n I n s u l a t e d Ae r i a l W o r k P l a tfo r m 摘 要针对折 叠加伸缩 式非绝缘 高空作业车 的工作斗平衡 系统 易受干扰 、稳定性差 、安全性低 的 问题 ，开发了一种 液压、连杆调平机构 ，解决 了折叠双伸缩式绝缘臂高空作业车在带 电作业 时 ，保 持工作 斗平衡 的问题 。该工作斗调平机构结构紧凑、合理、安全可靠。 关键词 调平平衡连杆液压 Ab s t r a c t F o r t he d e fic o f e a s y d i s t u r be d ，u n s t a b l i t y ,a n d s a fle y r e a s o n o f t h e s t a c k i n g t e l e s c o p i n g n o n i n s u l a t e d a e r i a l wo r k p l a t f o r m ，a h y d r a u l i c ，c o n n e c t i n g r o d l e ve l i ng a e r i a l wo r k p l a t f o rm wa s inv e n t e d wh i c h c a n ke e p ba l a n c e wh i l e wo r k i n g wi t h e l e t r i e i t y wi t h i mp a c t ， r e a s o n a b l e a n d s a f e s t r u c tur e ． Ke y wo r d s l e v e l ； b a l a n c e ； c o n n e c e t i n g r o d ；h y d r a u l i e 中图分类号 U 4 6 9 ．6 ．0 3 文 献标识码 A 文章编 号1 0 0 4 0 2 2 6 2 0 1 2 0 8 0 0 9 5 0 2 1 前言 通常情况下 ，折叠加伸缩式非绝缘高空作业车的工作斗调平 一 般采用 电液调平系统 ，该系统由电信号控制 ，在带电作业线路 中使用时会受到高电场、高磁场的干扰 ，容易出现错误信号 ，给 带 电作业带来安全隐患。早期开发的类似产品工作斗平衡机构采 用吊篮式 自重平衡 ，这种平衡系统稳定性差、晃动大，无法保证 操作人员的高空作业安全 ，也不符合现行的法规和政策。 为了解决这一难题 ，考虑在折叠加双伸缩臂结构的绝缘高空 作业车上采用液压连杆调平机构 。要求该机构能够在作业高度高 高度 2 6 m、幅度大 幅度 1 1 m、车辆行驶方便 总长 1 0 m的工况下实现工作斗 自动调平 ，同时还可在1 1 0 k V电力 线路中进行带电作业。 2 原高空作业车工作斗调平系统 现有 的高空作业车工作斗调平功能比较单一 ，如工作斗电液 调平系统只适用于非绝缘的高空作业车 ，受高电场、高磁场的干 扰影响大，信号容易出错 ，影响安全 平行四边形平衡结构只适 用于不带伸缩臂的折 叠臂结构的高空作业车 ，工作斗存在 自重平 衡差 ，晃动大 ，稳定性差等问题。单臂直伸式高空作业车普遍采 用油缸静压调平方式，调平难度高、可靠性较好 。但双伸缩折叠 臂形式且需满足 1 1 0 k V 带电作业要求的高空作用车 ，其工作斗调 平问题 目前在 国内乃至国际上都很难实现 。下面对双调平系统如 何实现工作斗自动调平进行详细介绍。 2调平机构结构及工作原理 2 ． 1 调平机构 的结构 第一作者 於晓宇 ，男 ，1 9 6 0 年 生 ，工程师 ，从事高空作业车研 发工作。 工作斗调平机构由转台平衡油缸、下臂平衡油缸、转台、下 臂 带伸缩臂 、上臂平衡油缸、工作斗平衡油缸、上臂 带伸 缩臂、第一组连杆、第二组连杆、工作斗支架等组成。 该机构通过性能参数相同的转台平衡油缸和下臂平衡油缸保 证组合连杆与水平面夹角不变 ，并通过性能参数相 同的工作斗平 衡油缸和上臂平衡油缸与上下臂连接部连杆组、工作斗部连杆组 配合 ，形成一套平衡系统。该系统能够在折叠加双伸缩臂结构的 高空作业车上使用 ，攻 克了折叠双伸缩式高空作业车无法实现工 作斗 自动平衡的难题 ，同时解决了工作斗自重平衡差 ，晃动大 ， 稳定性差 的问题 。该车型工作斗调平机构结构紧凑、合理、安全 可靠。平衡机构图如图1 所示。 警 篓 击 翥 盖上 臂 起 伏 油 缸 上 伸 缩 臂 图1平 衙机构 图 工作斗调平机构中，将第一组油缸中的转台平衡油缸和下臂 平衡油缸的有杆腔、无杆腔通过油管 液压软管相连 将第二 组油缸中的工作斗平衡油缸和上臂平衡油缸的有杆腔、无杆腔用 液压绝缘软管相连 ，工作时两组油缸各 自形成一个闭合 回路。第 一 组油缸 中，转台平衡油缸 主动油缸和下臂平衡油缸 被动 T E CHNI C F ORUM／ 技术 论坛1 2 0 1 2 ／ 0 8 油缸的性能参数完全相同。系统工作时，当转台平衡油缸全缩 时 ，下臂平衡油缸全伸 ，反之亦然。液压原理如图2 所示。 转台平衡油缸 下臂平衡油缸 上臂平衡油缸 工作斗平衡油缸 P T P T 图2 液压 原理 图 第一组油缸的结构原理如图3 所示。当转台平衡油缸和下臂平 衡油缸分别处于全伸或全缩时 ， 、B 、c 三点所构成的AA B C fl E 、D、F 的三点 所构 成的 △E D F 全等 三角形 ，即 c 与E 、 B C 与D F 对应相等。A B 与E D 在转台平衡油缸全缩、下臂平衡油缸 全伸和转台平衡油缸全伸、下臂平衡油缸全缩时分别对应相等 ， 故二支油缸形成互补。 D 固3第一组 油缸结构 原理 丽图 同理 ，第二组油缸中 ，上臂平衡油缸 主动油缸与工作斗 平衡油缸 被动油缸的性能和参数也完全相同。当上臂平衡油 缸全缩时 ，工作斗平衡油缸全伸 ，反之亦然。当工作斗平衡油缸 和上臂平衡油缸分别处于全伸或全缩时 ，H、I 、j --_点所构成的 ／ x H I J [J M、N 、o 三 点所 构成的 AMN O 是全等 三角形 ，即 与 MN、 与D Ⅳ 对应相等 ， H J -- MO 在工作斗平衡油缸全缩、上臂平 衡油缸全伸和工作斗平衡油缸全伸、上臂平衡油缸全缩时分别对 应相等 ，故二支油缸形成互补。 最后 ，通过组合连杆将第一组油缸与第二组油缸建立传递关 系。在系统结构中，任意位置的H、， 、F 、G 四点所构成的四边形 H I F G 和M、Ⅳ、 、 的四点所构成的四边形MN K L 是全等的 四边 形 ，即 、I F、F G 、G H 分别与MN．N K、K L 、 M对应相等。第 二组油缸及连杆结构原理简图见图4 。 2 。 2 工作原理 a ． 下臂起 伏时 ，油缸伸缩带动下臂做升降运动。下臂上升 时 ， A C B 增大A O ，组合连杆与水平面夹角在假设下臂平衡浊缸 不伸缩的情况下，会受下臂上升的影响而缩／ J x A O ， ，此时转台平衡 油缸伸长△ f ，由于转台平衡油缸和下臂平衡油缸是闭合回路 ，故 图4第二组 油缸及连 杆结构原 理面 图 下臂平衡油缸缩短△ f ． 。 同理 ，组合连杆与水平面夹角在下臂平衡油缸缩短△ t ， 时，其 夹角增大A O ，最终使得组合连杆作平行运动 ，如图3 所示。 b ． 上臂起伏时 ，油缸伸缩带动上臂做升降运动。上臂上升 时，上下臂夹角增大△ ，而组合连杆与水平面的夹角始终保持不 变 ，则 I F G 增大△ ，而上臂 的K L 段与水平面 的夹 角同时增大 6 o 2 。由于上臂的运动使上臂平衡油缸被缩短△ ， m 碱 少△ 即 H I J一 HT J ，贝 0 H I F ,ff -A 少6 o 3 即 r ， F一 Hr， ， 由于 上臂平衡 油缸和 工作斗平 衡油缸 是闭合 回路 ，即工作 斗 平衡 油缸伸长△ f ， MNO 增大A O 即 MN O 一 M．Ⅳ D ，则 ／K N M,J 小 △ 即 K N M- ．ⅣM ，因初 始 位 置 四 边 形 H I F G Y 四边形MN K L 全 等 ，即 H K N M， G L K N， 所 以上 臂 上升 时 ，保 证 变 动 的 H， ，仍然 等 于相 应变 动 的 K N M，根据三角函数关系 ， J 大△ ，也即上臂上升导致上 臂 的L K段 与水平 面 的 夹角增 大被 工 作斗 平衡 油 缸伸 长 导致 ， J Ⅳ 增大所抵消 ，使得工作斗支架的 段与水平面的夹角保持 不变，从而保证安装在工作斗支架上的工作斗与水平面的夹角保 持不变。同理 ，上臂下降时，工作斗与水平面的夹角也保持不变。 c ． 同理 ，上臂和下臂复合动作时，工作斗与水平面的夹角也 保持不变。 3 使用效果 此平衡系统能够满足高空操作人员在高压电场中对线路及设 施的维护和安装。由于本机构为纯液压驱动机构，在高空作业时 不会受到高电场、高磁场的干扰影响，能使工作斗保持水平 ，确 保了安全。攻克了电液调平系统只适用于非绝缘高空作业车 ，而 平行四边形平衡结构只适用于不带伸缩臂的折叠臂结构高空作业 车二项难题。 4 结语 本调平机构为国 内首创 ，首次应用于杭 州爱知 自主开发的 H Y L 5 1 4 0 J G K高空作业车上 ，取得 了很好的效果 ，该产品已批量 投放市场。该车为双伸缩折叠臂形式 1 1 0 k V 带电作业车。通过本 调平机构对工作斗进行自动调平 ，既满足了产品对带电作业的要 求，同时调平精度达到 了3 。，优于 G B ／ T 9 4 6 5 2 0 0 8 高空作业 车中对工作斗倾斜不得超过5 。的要求。 收稿 日期 2 O 1 2 0 6 2 1