[发明专利]一种高空作业车支腿反力计算方法及转台调平控制方法

说明书

本发明公开了一种高空作业车支腿反力计算方法及转台调平控制方法，先推导转台调平车辆在任意驻车坡度、方位角及回转角度下支腿反力的一般计算公式，在此基础上，提供了一种转台调平工况下高空作业车辆的稳定性控制方法，首先根据双轴倾角传感器计算出车辆驻车坡度及方位角，然后根据臂架回转方位与驻车斜面的相对位置关系，实现车辆幅度的分区域控制。本发明弥补了现有方法仅适用水平面作业高空作业车辆，无法计算转台调平车辆斜坡作业工况的不足，为转台调平车辆整车稳定性的计算和控制提供了依据；将任意方位角和回转角度下的复杂作业工况简化为斜坡作业和水平面作业两个区域控制，解决了转台调平工况下整车稳定性影响变量多、控制复杂的问题。

技术领域

本发明涉及一种高空作业车支腿反力计算方法及转台调平控制方法。

背景技术

高空作业车辆是一类具有高空救援、高空运输物料及高空工程作业等功能的特种车辆，在工程建设及抢险救援中有着广泛的应用。为提高车辆场地适用性，高空作业车辆通常具有支腿调平能力，即通过控制垂直支腿的不同伸长量，使车辆在斜坡驻车时转台下底面(上车安装平面)仍保持水平，由此保证车辆作业部分(工作平台)保持水平，实现安全作业。由于支腿跨距较大，而垂直支腿伸长量有限，因此支腿调平仅适用于小坡度斜面作业工况。我国幅员辽阔、地形复杂，在丘陵、山地等地区，车辆经常需要停驻在较大坡度的倾斜面上进行作业，因此近年来逐渐有厂家研发出调平范围更大的转台调平方式。

为防止作业时发生倾翻危险，整车稳定性是高空作业车辆设计过程中必须涉及的重要内容，对于不同形式的高空作业车辆，判断整车稳定性的标准略有区别，但均是基于支腿反力的正确计算。因此，正确计算车辆的支腿反力，是判断整车稳定性，进而实现车辆安全作业控制的基础。

采用支腿调平方式的车辆，尽管其支撑面为倾斜面，但支腿反力方向仍为竖直方向，因此支腿调平车辆驻车坡度对整车稳定性并无影响，其支腿反力与水平支撑面车辆计算方法相同。然而对于采用转台调平方式的车辆，其调平功能由副车架以上的转台结构实现，因此在斜坡作业时副车架不再保持水平状态，而支腿反力垂直于副车架上平面为倾斜方向，因此无法正确计算整车稳定性。因此，推导转台调平工况下支腿反力的一般计算方法，并提出相对应的控制策略，对确保转台调平车辆的整车稳定性，防止其在斜坡作业时发生倾翻危险具有十分重要的意义。

发明内容

针对上述现有技术存在的问题，本发明提供一种高空作业车支腿反力计算方法及转台调平控制方法，弥补了现有支腿反力计算方法仅适用于水平面作业高空作业车辆，无法计算转台调平车辆斜坡作业工况的不足，转台调平控制方法简单，便于实现。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种高空作业车支腿反力计算方法，根据平行移轴定理将上车受力平移至回转中心，并等效为重力G₀与力矩M，G₀为上车重力，M为上车倾翻力矩；

由于下车倾斜，此时G₀与G₂作用线不再经过OO’，G₂为下车重力，OO’为底盘纵向中面与支撑面的交线；

因此上车重力可根据副车架平面方向分解为G₀sinθ与G₀cosθ，下车重力分解为G₂sinθ与G₂cosθ，其中G₀cosθ和G₂cosθ与支腿受力方向一致，而G₀sinθ和G₂sinθ对交线OO’有附加力矩：

M′＝(G₀h+G₂h₂)·sinθ

式中M’为整车重力对交线OO’附加力矩；

h为回转中心距支撑面高度；

h₂为下车重心距支撑面高度；