一种高空作业平台控制方法、高空作业平台及存储介质

技术领域

本发明涉及高空作业平台技术领域，尤其涉及一种高空作业平台控制方法、高空作业平台及存储介质。

背景技术

在计算高空作业平台的稳定性时，所给予的外部载荷是一个额定值，即小于此额定值的实际载荷值都以额定值进行计算。实际上，当实际载荷值小于额定值时，不同工况同一变幅角度下，臂架所能达到最大伸长量的值与额定载荷值所计算的臂架最大伸长量的值不同，以额定载荷值计算的臂架最大伸长量极大的限制了不同载荷下臂架所能达到的最大安全工作范围。因此，在高空作业平台的安全工作范围，小于额定载荷的实际载荷的情况下，高空作业平台的利用率低。

因此，亟需一种高空作业平台控制方法及高空作业平台，以解决上述技术问题。

发明内容

本发明的目的在于提出一种高空作业平台控制方法、高空作业平台及存储介质，能够根据当前工况和实际载荷获得当前臂架最大伸长量，以提高高空作业平台的利用率。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种高空作业平台控制方法，包括：

基于实际载荷在当前工况的臂架变幅角度，获得当前工况下高空作业平台力矩受臂架变幅角度影响的各要素的力矩总和M'和当前工况所允许的臂架最大伸长量之间的关系；

获取与当前工况下额定载荷对应的预设力矩总和M；

将预设力矩总和M赋值于实际力矩总和M'，计算当前工况下所允许的臂架最大伸长量；

控制臂架伸长所获得的当前臂架最大伸长量。

作为上述高空作业平台控制方法的一种优选技术方案，所述力矩受臂架变幅角度影响的各要素包括臂架、实际载荷、额定载荷、手动操作力、风载荷、特殊载荷和作业平台。

作为上述高空作业平台控制方法的一种优选技术方案，所述工况包括平地工况和坡度工况，高空作业平台处于所述平地工况时，所述高空作业平台的作业坡度为δ=0；

所述高空作业平台处于坡度工况时，所述高空作业平台的作业坡度δ＞0。

作为上述高空作业平台控制方法的一种优选技术方案，

定义所述高空作业平台的基坐标系以倾翻线为y轴，以轮胎与地面的接触点所处的水平线为x轴；所述臂架变幅角度为θ，额定载荷下对应的伸长量为Δ，所述手动操作力为F

所述作业平台的重量为S

所述额定载荷的重量为S

所述实际载荷的重量为

所述臂架的重量为S

所述手动操作力作用位置相对于基坐标系为

则手动操作力矩

将预设力矩总和M赋值于实际力矩总和M'，计算并获得

作为上述高空作业平台控制方法的一种优选技术方案，

当前工况下，所述高空作业平台的结构载荷力矩满足

不同额定载荷下对应的伸长量Δ基于公式

其中，所述K为安全系数，M

作为上述高空作业平台控制方法的一种优选技术方案，不同额定载荷下对应的伸 长量Δ基于公式

设定底盘的重量为S

设定转台的重量为S

在室内无特殊载荷的作业工况下，所述高空作业平台及额定载荷所受的风载荷总 力矩为

设定结构载荷力矩

由

所述K、θ和δ均为已知值，则在不同θ和不同δ的情况下，由上述公式获得所述Δ值。

作为上述高空作业平台控制方法的一种优选技术方案，所述高空作业平台作业的作业坡度通过倾角检测传感器进行信号采集并输出。

作为上述高空作业平台控制方法的一种优选技术方案，所述臂架的变幅角度通过安装在所述臂架上的角度传感器进行信号采集并输出。

本发明提供了一种高空作业平台，包括上述任一方案中的高空作业平台控制方法。

本发明还提供了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器运行时执行上述任一方案中的高空作业平台控制方法的步骤。

本发明有益效果：

为了保证高空作业在工作中的安全，由于当前工况下所允许的臂架最大伸长量为未知，故可以获得当前工况下高空作业平台力矩受臂架变幅角度影响的各要素的力矩总和M'和当前工况所允许的臂架最大伸长量之间的关系，由于额定载荷大于实际载荷，因此实际力矩总和M'被赋值为预设力矩总和M，这样可以在保证高空作业安全的前提下得到臂架最大伸长量，此臂架伸长量即为保证此当前工况下高空作业平台安全作业的最大伸长量，从而实现在实际载荷下高空作业平台最大安全工作范围的控制。这样可以实现在不同工况及不同载荷下，保证高空作业平台安全不倾翻时臂架可以达到最大伸长量，从而增大高空作业平台的安全工作范围，提升高空作业平台的利用率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对本发明实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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，还可以根据本发明实施例的内容和这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的高空作业平台控制方法的流程示意图；

图2是本发明实施例提供的高空作业平台的结构示意图；

图3是本发明实施例提供的高空作业平台在平地工况下的位置示意图；

图4是本发明实施例提供的高空作业平台在坡度工况下的位置示意图。

图中：

1、底盘；2、转台；3、臂架；4、作业平台；5、臂架变幅角度检测单元；6、臂架长度检测单元；7、变幅油缸；8、多路阀；9、控制单元；10、载荷称重单元。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。

在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“右”、等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。

高空作业平台在工作过程中，额定载荷大于实际载荷时，不同工况同一变幅角度下，臂架所能达到最大伸长量的值与额定载荷值所计算的臂架最大伸长量的值不同，以额定载荷值计算的臂架最大伸长量极大的限制了不同载荷下臂架所能达到的最大安全工作范围。

为此，本发明的实施例中提供了一种高空作业平台控制方法，该方法能够根据实际载荷在不同工况下对于同一变幅角度确定不同的臂架所能达到的最大安全工作高度。

图1是本发明实施例提供的高空作业平台控制方法的流程示意图。如图1所示，高空作业平台控制方法包括如下步骤：

S1、基于实际载荷在当前工况的臂架变幅角度，获得当前工况下高空作业平台力矩受臂架变幅角度影响的各要素的力矩总和M'和当前工况所允许的臂架最大伸长量之间的关系；

S2、获取与当前工况下额定载荷对应的预设力矩总和M；

S3、将预设力矩总和M赋值于实际力矩总和M'，计算当前工况下所允许的臂架最大伸长量；

通常情况下，实际载荷小于额定载荷，在同一工况下为了满足高空作业平台安全不倾翻时臂架可以伸长到最大的伸长量，高空作业平台在实际载荷的情况下，预设力矩总和M为高空作业平台安全的最大力矩，当前工况实际力矩总和M'应等于当前工况下预设力矩总和M，这样能够获得高空作业平台安全不倾翻时臂架可以达到的最大伸长量。提高高空作业的利用率。

S4、控制臂架伸长所获得的当前臂架最大伸长量。

由于当前工况下所允许的臂架最大伸长量为未知，故可以获得当前工况下高空作业平台力矩受臂架变幅角度影响的各要素的力矩总和M'和当前工况所允许的臂架最大伸长量之间的关系，由于额定载荷大于实际载荷，因此实际力矩总和M'被赋值为预设力矩总和M，这样可以在保证高空作业安全的前提下得到臂架最大伸长量，从而实现高空作业平台最大安全工作范围的控制。这样可以实现在不同工况及不同载荷下，保证高空作业平台安全不倾翻时臂架可以达到的最大伸长量，从而增大高空作业平台的安全工作范围，提升高空作业平台的利用率。

可选地，考虑到臂架的伸缩只对高空作业平台的某些要素的力矩有影响，为了减少控制器的计算量，在本实施中选取力矩在每一臂架变幅角度下受影响的要素。具体地，力矩受臂架变幅角度影响的各要素包括臂架、实际载荷、额定载荷、手动操作力、风载荷、特殊载荷和作业平台等。其中实际载荷为除工作平台外人、工具和材料的总重量。

图2是本发明实施例提供的高空作业平台的结构示意图；图3是本发明实施例提供的高空作业平台在平地工况下的位置示意图。工况是指设备在和其动作有直接关系的条件下的工作状态。可选地，在本实施例中，工况包括平地工况和坡度工况。其中平地工况是指该高空作业平台在平地时的工作状态，高空作业平台处于平地工况时，如图2所示，高空作业平台的作业坡度为δ=0。坡度工况是指高空作业平台在具有坡度的地面时的工作状态，高空作业平台处于坡度工况时，如图3所示，高空作业平台的作业坡度为δ＞0。

下面，具体介绍当前工况所允许的臂架最大伸长量

假设高空作业平台处于坡度工况时，定义高空作业平台的基坐标系以倾翻线为y轴，以轮胎与地面的接触点所处的水平线为x轴；臂架变幅角度为θ，额定载荷下对应的伸长量为Δ，手动操作力为F

设定底盘的重量为S

设定转台的重量为S

设定作业平台的重量为S

设定额定载荷的重量为S

设定实际载荷的重量为

设定臂架的重量为S

手动操作力作用位置相对于基坐标系为

则手动操作力矩

将预设力矩总和M赋值于实际力矩总和M'，计算并获得

需要说明的是，手动操作力矩根据GB25849-2010，以手动操作力最小值400N进行计算，此时手动操作力矩

需要说明的是，倾翻线应按照GB/T19924来决定，但对于实心轮胎和泡沫填充轮胎，倾翻线可看作位于轮胎与地面接触宽度往内1/4处。

臂架长度为l+，其中l为臂架全缩状态下的长度，为额定载荷下保证工作平台稳定性的臂架最大可伸长量。

由于高空作业平台在平地工况工作时δ=0，故上述获得

其中，

需要说明的是，结构载荷为高空作业平台构件的重量。风载荷为高空作业平台和操作人员所受到的总风力载荷。特殊载荷和力为高空作业平台在使用特殊的工作方法和使用条件下会产生的特殊载荷和力，包括但不仅限于在工作平台之外承载物体、工作平台上承载的大型物体承受的风力等。特殊载荷可根据相关的工作手册获得，特殊载荷是本领域技术人员已知的，故特殊载荷如何获得的不再赘述。

在室内无特殊载荷的作业工况下，高空作业平台及额定载荷所受的风载荷总力矩 为

在同一工况下，不同的臂架变幅角度对应臂架不同的伸长量。需要说明的是，不论在何种工况下，高空作业平台的结构载荷力矩与额定载荷力矩、风载荷力矩、手动操作力力矩和特殊载荷力矩的总和之比应大于等于安全系数K，其中K值为一经验值，根据实际需要选定。

由上述公式可知，当前工况下预设力矩总和依靠额定载荷下保证工作平台稳定性的臂架最大可伸长量获得，为此，该方法在执行前，需要获得额定载荷下不同变幅角度所对应的臂架最大可伸长量，这样可在额定载荷下获得不同变幅角度所对应的预设力矩总和，获得的预设力矩总和可直接写入控制器中。

当前工况下，高空作业平台的结构载荷力矩满足

不同额定载荷下对应的伸长量Δ基于公式

其中，K为安全系数，M

由于K、θ和δ均为已知值，则在不同θ和不同δ的情况下，可由公式

具体地，不同额定载荷下对应的伸长量Δ基于公式

设定结构载荷力矩

由

K、θ和δ均为已知值，且各要素对应的重心的坐标也为已知，这样，在不同臂架变幅角度θ和不同作业坡度δ的情况下，由上述公式获得Δ值。Δ值的获得是在安全系数满足要求的情况下获得的，故Δ值是额定载荷下保证高空作业平台安全不倾翻时臂架可以达到的最大伸长量。

需要说明的是，对于额定载荷下对应的伸长量Δ的获取，不论是平地工况还是坡度工况，均可以通过上述技术方式获得。

可选地，在本实施例中，高空作业平台作业的作业坡度通过倾角检测传感器进行信号采集并输出。可选地，在本实施例中，臂架的变幅角度通过安装在臂架上的角度传感器进行信号采集并输出。倾角检测传感器和角度传感器均为现有技术，其工作原理和具体结构不再赘述。

在本实施例中，还提供了一种高空作业平台，该高空作业平台采用本发明中提供的高空作业平台控制方法进行臂架的上升工作。

具体地，如图4所示，该高空作业平台具体包括底盘1、转台2、臂架3、平台、臂架变幅角度检测单元、臂架长度检测单元、臂架伸缩变幅执行单元和控制单元9，其中底盘1下方设置有轮胎，底盘1上设置有转台2，转台2能够相对于底盘1转动，以适应不同任务的需要。臂架3设置在转台2上，臂架3能够伸长或者缩短，臂架3一端能够根据实际需要自由伸缩，而平台则设置在臂架3能够自由伸缩的一端，平台根据臂架3伸长或者缩短高度发生改变。操作人员站于平台内进行作业，平台内还可以放工具和其他物料，以便于操作人员使用。

可选地，臂架变幅角度检测单元为两个角度传感器，两个角度传感器安装于臂架3的一节臂尾部，角度传感器单轴输出模拟量信号，并且实现双路校验，输出信号为电流信号。

可选地，臂架长度检测单元为拉线传感器，拉线传感器本体安装于臂架3的一节臂尾部，拉环固定于二节臂上，信号输出为模拟电流信号，且与拉线长度呈线性关系。

控制单元9存储有臂架伸缩控制指令，可与各检测单元实时通信，借助显示器等人机交互界面，实现指令参数的设定，并向臂架伸缩变幅执行单元输出控制信号。

臂架伸缩变幅执行单元包括伸缩油缸、变幅油缸7和多路阀8，伸缩油缸位于臂架3中，且与多路阀8连通，多路阀8接收控制单元9的控制信号，调节阀芯开度，从而控制伸缩油缸和/或变幅油缸7的进出油量，实现臂架3的伸缩变幅控制。对于伸缩油缸和多路阀8以及变幅油缸7与多路阀8的具体连接可为多种，且连接为现有技术，故不在此进行赘述。

该高空作业平台具体还包括载荷称重单元10，具体地，载荷称重单元10为称重传感器，本体安装于平台中，信号输出为模拟电流信号，且与拉线长度呈线性关系。

该高空作业平台具体还包括倾角检测单元，用于检测高空作业平台的作业坡度δ。倾角检测单元为倾角检测传感器，本体安装于转台2中，输出信号为电流信号。

实施例二

本发明的实施例中还提供了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器运行时执行高空作业平台控制方法的步骤。该方法包括：

基于实际载荷在当前工况的臂架变幅角度，获得高空作业平台受臂架变幅角度影响的各要素的当前工况力矩总和M'；

基于当前工况力矩总和M与额定载荷在当前工况下的预设力矩总和M之间的映射关系获得当前工况的臂架变幅角度对应的当前臂架最大伸长量；

控制臂架伸长获得的当前臂架最大伸长量。

本发明实施例的计算机存储介质，可以采用一个或多个计算机可读的介质的任意组合。计算机可读介质可以是计算机可读信号介质或者计算机可读存储介质。计算机可读存储介质例如可以是但不限于电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件，或者任意以上的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子（非穷举的列表）包括：具有一个或多个导线的电连接、便携式计算机磁盘、硬盘、随机存取存储器（RAM）、只读存储器（ROM）、可擦式可编程只读存储器（EPROM或闪存）、光纤、便携式紧凑磁盘只读存储器（CD-ROM）、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。在本文件中，计算机可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质，该程序可以被指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用。

计算机可读的信号介质可以包括在基带中或者作为载波一部分传播的数据信号，其中承载了计算机可读的程序代码。这种传播的数据信号可以采用多种形式，包括但不限于电磁信号、光信号或上述的任意合适的组合。计算机可读的信号介质还可以是计算机可读存储介质以外的任何计算机可读介质，该计算机可读介质可以发送、传播或者传输用于由指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用的程序。

计算机可读介质上包含的程序代码可以用任何适当的介质传输，包括——但不限于无线、电线、光缆、RF等等，或者上述的任意合适的组合。

可以以一种或多种程序设计语言或其组合来编写用于执行本发明实施例操作的计算机程序代码，程序设计语言包括面向对象的程序设计语言—诸如Java、Smalltalk、C++，还包括常规的过程式程序设计语言——诸如“C”语言或类似的程序设计语言。程序代码可以完全地在用户计算机上执行、部分地在用户计算机上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算机上部分在远程计算机上执行、或者完全在远程计算机或服务器上执行。在涉及远程计算机的情形中，远程计算机可以通过任意种类的网络——包括局域网（LAN）或广域网（WA N）—连接到用户计算机，或者，可以连接到外部计算机（例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接）。

此外，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。