高空作业平台电控系统及高空作业平台的制作方法

本实用新型涉及工程机械技术领域，尤其涉及一种高空作业平台电控系统及高空作业平台。

背景技术：

如图1所示，曲臂式高空作业平台由折叠臂3’、小臂2和伸缩臂3组成的臂架结构，能够利用自身动力在工作场地或场地之间短距离行走，用来运送工作人员和使用器材到指定高度进行作业。曲臂式高空作业平台的操作控制一般分为平台控制和转台控制，其中平台操作控制为主要操作方式，转台操作控制为辅助控制方式。

现有技术中高空作业平台所采用的电控系统如图2所示，在平台1和转台4上分别对应设置平台控制器1a和转台控制器2a，两者之间通过CAN总线进行通信，控制器可采用ECU(Electronic Control Unit)。平台控制器1a作为辅助控制器主要负责接收作业平台控制箱4a的输入信号，并传递给转台控制器2a。转台控制器2a作为主控制器，连接平台控制器1a、转台控制箱5a和比例阀、开关阀、警示灯等动作执行元件3a，从而实现整车的控制功能。作业平台控制箱4a和转台控制箱5a上设有手柄和开关等控制元件。

此种方案分别采用平台控制器1a和转台控制器2a来控制平台1和转台4动作，两个控制器之间通过CAN总线通信。在曲臂式高空作业平台工作的过程中，一旦平台控制器1a、转台控制器2a和CAN总线三者中有一个出现故障，就可能造成整车没有动作，影响整车作业的可靠性和安全性。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提出一种高空作业平台电控系统及高空作业平台，能够提高高空作业平台动作时电控的可靠性。

为实现上述目的，本实用新型第一方面提供了一种高空作业平台电控系统，包括设在平台上的作业平台控制箱、设在转台上的转台控制箱和总控制部件，所述作业平台控制箱和转台控制箱中的一个能够通过所述总控制部件控制所述平台和转台上的全部执行元件，另一个能够直接控制所述平台和转台上的部分执行元件。

进一步地，所述总控制部件为转台控制部件，所述转台控制部件能够接收所述转台控制箱的输入信号，并输出对所述平台和转台上全部执行元件的控制信号，所述作业平台控制箱能够直接控制所述平台上的执行元件。

进一步地，所述总控制部件为平台控制部件，所述平台控制部件能够接收所述作业平台控制箱的输入信号，并输出对所述平台和转台上全部执行元件的控制信号，所述转台控制箱能够直接控制所述转台上的执行元件。

进一步地，还包括检测部件，用于检测所述高空作业平台当前的工作状态，所述总控制部件还能够接收所述检测部件的检测信号，以调整对所述平台和转台上全部执行元件输出的控制信号。

进一步地，所述检测部件包括倾角开关、称重开关、臂架状态传感器和转台中间区域检测开关。

进一步地，还包括显示部件，用于监测所述总控制部件的工作状态、记录所述高空作业平台的工作状态、报警信息、故障诊断和/或接收外部对所述总控制部件的控制信号。

进一步地，所述总控制部件具有安全保护模块，所述安全保护模块用于实现车体倾斜保护和超载保护。

进一步地，所述平台控制部件提供的臂架变幅、转台回转、整车行驶和整车转向信号为模拟量信号，所述转台控制箱提供的臂架变幅和转台回转信号为开关量信号，所述转台控制箱上设有调节元件，用于调节所述转台控制箱为所述转台上的执行元件提供电信号的幅值。

进一步地，所述转台控制箱上设有电源切换单元，用于实现所述平台和转台的电源切换，以使平台控制和转台控制互锁。

为实现上述目的，本实用新型第二方面提供了一种高空作业平台，包括上述实施例所述的高空作业平台电控系统。

进一步地，所述高空作业平台为曲臂式高空作业平台。

基于上述技术方案，本实用新型的高空作业平台电控系统，包括作业平台控制箱、转台控制箱和总控制部件，作业平台控制箱和转台控制箱中的一个能够通过总控制部件控制平台和转台上的全部执行元件，另一个能够直接控制平台和转台上的部分执行元件。此种电控系统采用总控制部件对全部执行元件进行集中控制可减少信号传递环节，从而减少故障发生率以提高控制的可靠性，并降低控制成本；而且部分执行元件采用冗余控制，在其中一条控制路径发生故障时，可切换到另一条控制路径，这两个优点均能使整车可靠动作，提高作业的安全性。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本申请的一部分，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1为曲臂式高空作业平台的外形结构示意图；

图2为现有技术高空作业平台电控系统的功能模块示意图；

图3为本实用新型高空作业平台电控系统的一个实施例的功能模块示意图；

图4为本实用新型高空作业平台电控系统中平台控制控制部件的一个实施例的端口信号连接示意图。

附图标记说明

1a、平台控制器；2a、转台控制器；3a、执行元件；4a、作业平台控制箱；5a、转台控制箱；1、平台；2、小臂；3、伸缩臂；3’、折叠臂；4、转台；5、作业平台控制箱；6、检测部件；7、转台控制箱；8、平台控制部件；9、显示部件。

具体实施方式

以下详细说明本实用新型。在以下段落中，更为详细地限定了实施例的不同方面。如此限定的各方面可与任何其他的一个方面或多个方面组合，除非明确指出不可组合。尤其是，被认为是优选的或有利的任何特征可与其他一个或多个被认为是优选的或有利的特征组合。

本实用新型中出现的“第一”、“第二”等用语仅是为了方便描述，以区分具有相同名称的不同组成部件，并不表示先后或主次关系。

在本实用新型的描述中，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“内”和“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型，而不是所指的装置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实用新型保护范围的限制。

为了克服现有技术中高空作业平台存在的电控系统不可靠的问题，以提高作业的可靠性与安全性，本实用新型提出了一种改进的高空作业平台电控系统，在一个实施例中，结合图1和图3所示，包括设在高空作业平台中平台1上的作业平台控制箱5、设在转台4上的转台控制箱7和总控制部件，作业平台控制箱5和转台控制箱7中的一个能够通过总控制部件控制平台1和转台4上的全部执行元件，另一个能够直接控制平台1和转台4上的部分执行元件。具体地，此种高空作业平台在作业时，通过与总控制部件连接的控制箱完成主要操作，另一个控制箱只进行配合操作，以保证高空作业平台的作业安全性。

总控制部件的位置与作业平台控制箱5和转台控制箱7中能够控制全部执行元件的控制箱所处的位置相对应，位置相对应是指均位于平台1上或者均位于转台4上，但不限定具体设置位置。其中，总控制部件可以是ECU、PLC、集成电路或相关部件组成的硬件控制器。

总控制部件将现有技术中的作业平台控制器1a、转台控制器2a和连接在两者之间的CAN总线集成在一起，能够对全部执行元件进行集中控制，这样可减少信号传递环节，从而降低故障发生率以提高高空作业平台电控系统的可靠性，并降低控制成本。而且部分执行元件采用冗余控制，在其中一条控制路径发生故障时，可切换到另一条控制路径，能够保证整车可靠动作，从而提高作业的安全性。

该实施例中“平台1和转台4上的部分执行元件”是指与作业平台控制箱5和转台控制箱7所处位置相对应的执行元件。平台1和转台4上的执行元件可包括设在平台1和转台4上的电磁阀、警示灯和蜂鸣器等。作业平台控制箱5和转台控制箱7上设有手柄、开关和按钮等电气元件，用于向平台1或转台4上的执行元件输入所需的控制信号。

在一个优选的实施例中，如图3所示，总控制部件为设置在平台1上的平台控制部件8，平台控制部件8能够接收作业平台控制箱5的输入信号，并输出对平台1和转台4上全部执行元件的控制信号，操作者可通过作业平台控制箱5发出对平台1和转台4上全部执行元件的控制信号，转台控制箱7能够直接控制转台4上的执行元件，能够通过平台1上的操作者控制作业平台控制箱5完成高空作业平台的主要操作，并通过地面工作人员控制转台控制箱7进行配合操作。

具体地，此种高空作业平台在作业时，由在平台1上作业的操作者通过作业平台控制箱5完成主要操作，当其因为视野不佳或者平台操作故障等原因导致在平台1上不便或不能操作时，可以由地面工作人员通过转台控制箱7进行配合操作，以使平台1上的工作人员到达指定位置或者紧急降落至地面。

其中，转台控制箱7通过转台控制器控制转台4上的执行元件，由于转台4上的执行元件主要为电磁阀形式的液压主阀，包括平台调平电磁阀、平台回转电磁阀、臂架伸缩电磁阀和臂架变幅电磁阀等，因而转台控制器相应地可以是设在转台控制箱7中的继电器，通过转台控制箱7发出的开关量控制信号控制继电器动作，以控制液压主阀是否得电。该实施例中，平台调平电磁阀、平台回转电磁阀、臂架伸缩电磁阀和臂架变幅电磁阀既能够通过平台控制部件8进行控制，也能够直接通过转台控制箱7进行控制。

由于转台控制箱7和平台控制部件8均能够向转台4上的执行机构输出控制信号，且转台控制器和平台控制部件8相互独立，由此对于转台4上的执行机构形成冗余控制。转台4的控制主要包括平台左右回转、平台上下调平、臂架变幅、臂架伸缩和转台左右回转等，对高空作业平台的安全动作起到非常重要的作用，因而对转台4上的执行机构进行冗余控制能够极大程度地提高整机控制的可靠性和安全性，且能降低控制成本。而且，由于转台4上用以控制各种动作的执行机构均为设在转台4上的液压主阀，通过转台控制箱7直接控制转台4上的执行机构，不需要通过上下车之间的电回转体进行转接，在降低控制难度的同时还能够提高控制可靠性。

可替代地，总控制部件也可为设在转台4上的转台控制部件，转台控制部件能够接收转台控制箱7的输入信号，并输出对平台1和转台4上全部执行元件的控制信号，作业平台控制箱5能够直接控制平台1上的执行元件，操作者可通过转台控制箱7发出对平台1和转台4上全部执行元件的控制信号。

优选地，在总控制部件中可设置安全保护模块，安全保护模块用于实现车体倾斜保护和超载保护，能够为高空作业平台的安全作业进一步提供保障。

为了能够根据高空作业平台的工作情况实时地调整总控制部件输出的控制信号，参考图3，本实用新型的电控系统还可包括检测部件6，用于检测高空作业平台当前的工作状态，总控制部件还能够接收检测部件6的检测信号，以根据整车当前的工作状态调整对平台1和转台4上全部执行元件输出的控制信号。依据控制箱和检测部件6输入的信号，总控制部件通过内部程序的逻辑运算，输出开关量或者模拟量信号，以实现对电磁阀、警示灯和蜂鸣器等执行元件的控制。

对于图3所示的总控制部件为平台控制部件8的实施例，由平台控制部件8接收检测部件6的检测信号。对于总控制部件为转台控制部件的实施例，由转台控制部件接收检测部件6的检测信号。

检测部件6可以是各类传感器或开关等。优选地，根据控制需求，与本实用新型高空作业平台电控系统相关的检测部件6包括倾角开关、称重开关、臂架状态传感器和转台中间区域检测开关，这些检测部件6位于转台4、伸缩臂3和折叠臂3’上。

其中，倾角开关设在与水平面平行的转台底板上，用以检测车体倾斜的状态。倾角开关是一个具备信号处理功能的传感器，可输出开关量信号，当车体倾斜超过预设角度(例如3°)时，开关动作，可使总控制部件输出及时调整车体倾斜角度的控制信号。称重开关设在平台1与小臂2的结合的位置，用来检测平台1的载重量，一旦平台1超载即触发动作，可使总控制部件输出控制警示灯和蜂鸣器告警的信号，提醒操作人员平台1超载。转台中间区域检测开关设在转台4下部，当平台1处在正前方区域时，开关闭合，当超过该区域，开关断开，以使总控制部件输出控制警示灯和蜂鸣器告警的信号，辅助操作人员判断平台1所处的方位。臂架状态检测开关包括伸缩臂3缩到位检测(位于伸缩臂3后方)以及折叠臂3’变幅检测(位于折叠臂3’前铰点处)，这两个开关串联组合，用来判别车辆是否处于作业状态，以使总控制部件输出控制警示灯和蜂鸣器告警的信号，告知操作人员如果车辆处于作业状态不能行驶。

参考图3，进一步地，本实用新型的高空作业平台电控系统还可包括显示部件9，主控制部件为平台控制部件8时，显示部件9设置在平台1上，例如显示器等。显示部件9可通过CAN总线等与总控制部件实现信息交互，两者之间可实现双向信号传递。

显示部件9至少可具备下列的一项或者多项功能：

(1)用于监测总控制部件或高空作业平台的工作状态，例如总控制部件接收的控制信号或者向各执行元件发出的控制信号等，即总控制部件各个端口的状态信息，通过监测高空作业平台的工作状态可以清楚直观地看出当前作业情况及信号传递情况。

(2)用于记录高空作业平台的工作状态和报警信息，例如：工作状态信息包括车辆的累积工作时间、当前的动作类型和幅度；报警信息包括超载报警信息和车体倾斜报警信息。

(3)用于实现高空作业平台的故障诊断功能，显示部件9能够以显示故障代码和故障描述的方式，实现故障诊断，例如CAN总线通信故障、控制箱上的操作手柄故障、检测部件6故障等。

(4)用于接收外部对总控制部件的控制信号，电控系统中除了通过作业平台控制箱5和转台控制箱7实现控制信号的输入，还可以将显示部件9作为人机交互的桥梁，操作者可以通过显示部件9设定高空作业平台动作的参数值，实现行驶速度、臂架变幅速度、转台回转速度和发动机转速的调节。

对于整车动作，转台4的控制主要实现平台1左右回转、平台1上下调平、小臂2上下变幅、二臂伸缩、二臂上下变幅、一臂上下变幅和转台4左右回转，其中，一臂为折叠臂3’，二臂为伸缩臂3，采用一臂和二臂的描述是为了在图4中描述ECU各管脚的信号连接时更方便。在通过转台控制箱7给出这些控制信号时，由于转台控制箱7上的指令输入开关与转台4上的执行元件直接连接，因而执行元件可以接收开关量的输出信号。

高空作业平台在进行转台4回转、一臂上下变幅和二臂上下变幅时，对于操作舒适度要求较高，如果转台回转过快或者臂架变幅太快时，可能会给操作者带来恐慌感，同时也存在一定的安全隐患。因而在执行这些动作时，最好能对动作的执行速度进行控制。对于总控制部件为平台控制部件8的实施例，臂架变幅和转台回转的动作既能通过平台控制部件8进行控制，也可以通过转台控制箱7直接控制。

其中，通过平台控制部件8进行控制时提供的控制信号为模拟量信号，可以通过作业平台控制箱5上手柄的操作或者显示部件9直接改变输入信号的大小，以改变臂架变幅和转台回转的速度。转台控制箱7提供的控制信号为开关量信号，在转台控制箱7上的开关打开时直接为执行元件提供电压，为了实现速度调节，转台控制箱7上可设置调节元件，用于调节转台控制箱7为转台4上的执行元件提供电信号的幅值。例如，调节元件为滑动变阻器，通过改变电阻值，就能调节加到如电磁阀等执行元件上的电压大小，进而调节电磁阀的开口度，从而实现动作速度的控制。

高空作业平台在工作时，从保证安全性的角度考虑，平台1和转台4最好不同时动作。为了实现这种需求，可在转台控制箱7上设置电源切换单元，例如钥匙开关等，用于平台1和转台4的电源切换，以使平台控制和转台控制在硬件上实现互锁。

对于图3所示的高空作业平台电控系统，图4给出了平台控制部件8为ECU时各个端口的输入输出信号。左侧为输入信号，其中DI为开关量输入，AI为模拟量输入，PI为频率量输入；右侧为各类输出信号，其中PWM为电液比例电磁阀控制信号，DO为数字量输出信号，平台控制部件8通过PWM输出端口和DO输出端口对平台1和转台4上全部的执行元件进行控制。

DI信号包括：能够通过作业平台控制箱5和转台控制箱7提供信号输入控制的二号臂伸、二号臂缩、平台上调平、平台下调平、平台左转、平台右转、小臂上变幅、小臂下变幅；通过作业平台控制箱5进行输入控制的脚踏开关、行驶使能、高低速控制；检测部件6倾角开关、转台中间区域检测开关、称重开关和臂架状态检测开关等检测部件6输入的信号。AI信号包括：通过第一手柄的X轴位移实现一臂变幅、通过第二手柄的X轴位移实现二臂变幅、通过第二手柄的Y轴位移实现转台回转、通过第三手柄的X轴位移实现整车行驶、通过第三手柄的Y轴位移实现整车转向。PI信号包括：发动机转速控制信号。其中，对于AI信号，如果通过平台控制部件8对执行元件进行控制，则输入的是模拟量信号，如果通过转台控制箱7直接对转台执行元件进行控制，则输入的是开关量信号。

DO输出信号用于控制下列执行元件：行驶使能指示灯、超载指示灯、蜂鸣器、发动机启动保护继电器、平台超载保护继电器、平台上调电磁阀、平台下调电磁阀、二臂伸电磁阀、二臂缩电磁阀、平台左转/小臂上变幅电磁阀、平台右转/小臂下变幅电磁阀、高低速阀、制动阀。PWM输出信号用于控制下列执行元件：位于转台4上的一臂上变幅电磁阀、一臂下变幅电磁阀、二臂上变幅电磁阀、二臂下变幅电磁阀、转台左回转电磁阀、转台右回转电磁阀。

对于各执行元件的设置位置，超载指示灯和蜂鸣器在平台1和转台4上都有，行驶使能指示灯、平台左转/小臂上变幅电磁阀、平台右转/小臂下变幅电磁阀位于平台1，其余执行元件均设置在转台4上。

其次，本实用新型提供了一种高空作业平台，包括上述实施例的高空作业平台电控系统，只要是具有平台1和转台4的高空作业平台都在本实用新型的保护范围之内。由于此种电控系统可采用总控制部件对全部执行元件进行集中控制以减少故障发生率，而且对执行元件采用了冗余控制以提高控制的可靠性，这些优点均能保障高空作业平台执行作业时的可靠性和安全性。

优选地，高空作业平台为曲臂式高空作业平台。曲臂式高空作业平台的臂架由多个臂节组成，动作比较复杂，为了控制各个臂节的动作，需要发出多路控制信号，应用本实用新型的高空作业平台电控系统时尤其能够降低整个电控系统的复杂程度，并提高控制可靠性。

下面将给出本实用新型高空作业平台电控系统的电控方法，在一个示意性的实施例中，电控方法包括如下步骤：

步骤101、作业平台控制箱5和转台控制箱7中的一个通过总控制部件控制平台1和转台4上的全部执行元件；

步骤102、作业平台控制箱5和转台控制箱7中的另一个直接控制平台1和转台4上的部分执行元件。

其中，步骤101和步骤102在执行时根据需求选择合适的控制路径，无先后顺序的限制。

在一个优选的实施例中，如图3所示，总控制部件为平台控制部件8，高空作业平台电控方法包括：

步骤101A、平台控制部件8接收作业平台控制箱5的输入信号，并输出对平台1和转台4上全部执行元件的控制信号；

步骤102A、转台控制箱7直接控制转台4上的执行元件。

此种电控方法对上车以控制部件集中控制，下车动作分散控制，两者互不影响，实现冗余功能，与上下车均采用控制器的控制方式相比，靠性更高，控制成本更低。

在一个可替代的实施例中，总控制部件为转台控制部件，高空作业平台电控方法包括：

步骤101B、转台控制部件接收转台控制箱7的输入信号，并输出对平台1和转台4上全部执行元件的控制信号；

步骤102B、作业平台控制箱5直接控制平台1上的执行元件。

在此基础上，参考图3，高空作业平台电控系统还可包括检测部件6，相应地，本实用新型的电控方法还可包括：

步骤103、检测部件6检测高空作业平台当前的工作状态；

步骤104、总控制部件接收检测部件6的检测信号，以调整对平台1和转台4上全部执行元件输出的控制信号。

为了使高空作业平台在工作时，平台1和转台4不能同时动作，在转台控制箱7上设有电源切换单元，高空作业平台电控方法还包括：

在需要对平台1进行控制时，将电源切换单元切换至为平台1供电；在需要对转台4进行控制时，将电源切换单元切换至为转台4供电。

以上对本实用新型的各个实施例进行了详细介绍。本文中应用了具体的实施例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。