坡道速度控制装置及控制方法、高空作业平台与流程

本发明涉及高空作业平台领域，具体地涉及坡道速度控制装置及控制方法、高空作业平台。
背景技术：
：目前常见的液压驱动剪叉式高空作业平台的行走、升降功能均通过操纵平台手柄实现。液压马达驱动行走的剪叉式高空作业平台，执行行走动作时，其行走车速通过平台手柄控制，且一般是单手操作手柄，用户较难掌握好手柄行程，也很难将手柄行程保持在固定位置。如果平台手柄移动，车速也会随着变动，容易因操作不当导致车速过大，尤其是车辆行驶在下坡工况，特别是在坡度较大时，车辆速度很难控制在安全范围内，容易出现车辆失控，存在较大安全隐患。技术实现要素：为了解决单纯依靠平台手柄控制高空作业平台的行走速度，在车辆处于下坡工况时存在车速不稳且容易出现车辆失控的问题，本发明实施例提供一种坡道速度控制装置，用于高空作业平台，且所述坡道速度控制装置包括：坡度检测单元，用于检测所述高空作业平台的底盘相对于水平面的当前坡度；控制单元，与所述坡度检测单元信号连接，用于结合所述坡度检测单元所检测的坡度确定所述高空作业平台当前所处的工况，并根据所述当前坡度和所述当前所处的工况，控制所述高空作业平台的行走速度。可选的，所述控制单元用于结合所述当前坡度检测单元所检测的坡度确定所述高空作业平台当前所处的工况包括：确定所述高空作业平台的当前的行走方向为前进方向或后退方向，并且根据所述坡度确定所述高空作业平台当前的车辆状态为上坡状态或下坡状态；以及根据所述行走方向与所述车辆状态对应关系，确定所述高空作业平台当前所处的工况为以下任意一者：前进上坡、后退下坡、后退上坡、前进下坡。可选的，所述控制单元用于控制所述高空作业平台的行走速度包括：将所述高空作业平台的底盘相对于水平面的坡度划分为若干个坡度区间，且为每一坡度区间配置一限速策略；以及在所述高空作业平台处于前进下坡和后退下坡工况时，根据与当前坡度所处的坡度区间对应的限速策略，限制所述高空作业平台的电机输出功率，以控制所述高空作业平台的行走速度。可选的，所述根据与当前坡度所处的坡度区间对应的限速策略限制所述高空作业平台的电机输出功率包括：在所述当前坡度处于所述坡度区间的临界点时，采取零阶保持器方式控制所述高空作业平台的电机输出功率；在所述当前坡度稳定在所述坡度区间时，根据与所述当前坡度所处的坡度区间对应的限速策略限制所述高空作业平台的电机输出功率。根据本发明实施例的另一方面，还提供一种坡道速度控制方法，所述坡道速度控制方法应用于高空作业平台，所述坡道速度控制方法包括：获取所述高空作业平台相对于水平面的当前坡度；结合所述当前坡度确定所述高空作业平台当前所处的工况；根据所述坡度和所述高空作业平台当前所处的工况，控制所述高空作业平台的行走速度。可选的，所述确定所述高空作业平台当前所处的工况包括：确定所述高空作业平台的当前的行走方向为前进方向或后退方向；根据所述高空作业平台的底盘相对于水平面的当前坡度确定所述高空作业平台当前车辆状态为上坡状态或下坡状态；以及根据所述行走方向与所述车辆状态对应关系，确定所述高空作业平台当前所处的工况为以下任意一者：前进上坡、后退下坡、后退上坡、前进下坡。可选的，所述控制所述高空作业平台的行走速度包括：将所述高空作业平台的底盘相对于水平面的坡度划分为若干个坡度区间，且为每一坡度区间配置一限速策略；以及在所述高空作业平台处于前进下坡和后退下坡工况时，根据与当前坡度所处的坡度区间对应的限速策略，限制所述高空作业平台的电机输出功率，以控制所述高空作业平台的行走速度。可选的，所述根据与当前坡度所处的坡度区间对应的限速策略限制所述高空作业平台的电机输出功率包括：在所述当前坡度处于所述坡度区间的临界点时，采取零阶保持器方式控制所述高空作业平台的电机输出功率；在所述当前坡度稳定在所述坡度区间时，根据与所述当前坡度所处的坡度区间对应的限速策略限制所述高空作业平台的电机输出功率。根据本发明实施例的第三方面，还提供一种高空作业平台，所述高空作业平台包括上述坡道速度控制装置。另一方面，本发明提供一种机器可读存储介质，该机器可读存储介质上存储有指令，该指令用于使得机器执行本申请上述坡道速度控制方法。本发明的上述技术方案，通过检测当前所述高空作业平台的底盘相对于水平面的坡度，并根据所述高空作业平台的底盘相对于水平面的坡度和当前所处的工况，控制所述高空作业平台的行走速度，有效避免在下坡时因操作不当、设备行驶速度过快造成危险的情况，提高了设备的安全性。本发明实施例的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。附图说明附图是用来提供对本发明实施例的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明实施例，但并不构成对本发明实施例的限制。在附图中：图1是常规的剪叉式高空作业平台结构示意图；图2是本发明实施例提供的坡道速度控制装置的结构示意图；图3是本发明实施例的具体应用示例提供的坡度检测单元在高空作业平台上的安装位置示意图；图4是本发明实施例提供的不同工况下高空作业平台与地面的相对位置示意图；图5是本发明实施例提供的具体应用示例的结构和原理示意图；图6是本发明实施例提供的坡道速度控制方法的流程图。附图标记说明1、坡度检测单元2、控制单元具体实施方式以下结合附图对本发明实施例的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明实施例，并不用于限制本发明实施例。在本发明实施例中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下、左、右”是指附图中的相对位置，前进是指朝向车头方向运动，后退是指朝向车尾方向运动，上坡是指高空作业平台整机朝向相对于水平面地势更高的方向运动，下坡是指高空作业平台整机朝向相对于水平面地势更高的方向运动。图1是常规的剪叉式高空作业平台结构示意图，如图1所示，高空作业平台的车身较高，如果车速过大容易发生较大幅度的摇摆甚至倾倒。而且目前常见的液压驱动剪叉式高空作业平台的行走、升降功能均通过操纵平台手柄实现，在执行行走动作时，其行走车速通过平台手柄控制，且一般是单手操作手柄，用户较难掌握好手柄行程，也很难将手柄行程保持在固定位置。如果平台手柄移动，车速也会随着变动，容易因操作不当导致车速过大，尤其是车辆行驶在下坡工况，特别是在坡度较大时，车辆速度很难控制在安全范围内，容易出现车辆失控，存在较大安全隐患。因此，对高空作业平台的车速进行自动控制是非常有必要的。本发明实施例将以本发明所述的坡道速度控制装置和控制方法应用于高空作业平台为例介绍本发明的技术方案，需要说明的是，本发明所述的坡道速度控制装置和控制方法也可以应用于其他任何适用的设备。图2是本发明实施例提供的坡道速度控制装置的结构示意图；如图2所示，坡道速度控制装置包括坡度检测单元1，用于检测当前高空作业平台的底盘相对于水平面的坡度；控制单元2，与坡度检测单元信号连接，用于结合坡度检测单元1所检测的坡度确定高空作业平台当前所处的工况，并根据当前高空作业平台的底盘相对于水平面的坡度和当前所处的工况，控制高空作业平台的行走速度。其中，坡度检测单元1安装于高空作业平台的底盘平面上，可实时检测当前高空作业平台的底盘相对于水平面的坡度(也即高空作业平台的底盘前后倾斜角度)。坡度检测单元1的安装位置能够根据实际需求调整，只要能够较好的检测设备底盘倾斜角度即可，图3是本发明实施例的具体应用示例提供的坡度检测单元在高空作业平台上的安装位置示意图，如图3所示，可以将坡度检测单元1安装于高空作业平台底盘平面上靠近车头部位左右居中的位置。举例说明，坡度检测单元1为倾角传感器(图中未示出)，倾角传感器2的输出信号可以是0～5vdc或0.5～4.5vdc或4～20madc，测量范围从0°～±90°可调整，以输出信号为0.5～4.5vdc、测量范围为±30°为例，倾角传感器与控制单元2信号连接，控制单元2根据倾角传感器的输出信号确定当前高空作业平台的底盘相对于水平面的坡度，倾角传感器的输出信号为模拟量信号且与坡度呈线性关系，倾角传感器的输出信号与高空作业平台的底盘相对于水平面的坡度对应关系如下表1所示：表1优选的，控制单元2用于结合坡度检测单元1所检测的坡度确定高空作业平台当前所处的工况包括：确定高空作业平台的当前的行走方向为前进方向或后退方向，并且根据坡度确定高空作业平台当前的车辆状态为上坡状态或下坡状态；以及根据行走方向与车辆状态对应关系，确定所述高空作业平台当前所处的工况为以下任意一者：前进上坡、后退下坡、后退上坡、前进下坡。举例说明，可以首先根据高空作业的平台手柄(图中为示出)的输出信号确定高空作业平台的当前行走方向。控制单元2与平台手柄信号连接，从平台手柄获取的模拟量信号，并将所获取的模拟量信号对应于控制高空作业平台的电机功率的模拟量信号，两者既可以是一一对应的线性关系，也可以是阶梯式的非线性关系。例如，可以将平台手柄的输出信号范围设置为0.5-4.5v，当其实际输出在0.5-2.5v之间时，判定当前高空作业平台的行车方向为后退；当其实际输出在2.5-4.5v之间时，判定当前高空作业平台的行车方向为前进。其次，结合坡度检测单元1所检测的坡度确定当前高空作业平台的车辆状态为上坡状态或下坡状态。图4是本发明实施例提供的不同工况下高空作业平台与地面的相对位置示意图，如图4所示，高空作业平台的当前工况可以为以下任一者：前进上坡、后退下坡、后退上坡、前进下坡。需要说明的是，本发明实施例中将高空作业平台的工况划分为上述几者，但本发明的技术方案并不限于该划分方法。例如可以将高空作业平台的工况划分为朝上坡方向行进和朝下坡方向行进。控制单元2采用如下方法控制高空作业平台的行走速度：首先，将高空作业平台与水平地面的坡度划分为若干个坡度区间，且为每一坡度区间配置一限速策略；在高空作业平台处于前进下坡和后退下坡工况时，根据与当前坡度所处的坡度区间对应的限速策略，限制所述高空作业平台的电机输出功率，以控制所述高空作业平台的行走速度。举例说明，参考上述坡度检测单元1采用倾角传感器且倾角传感器的输出信号与高空作业平台的底盘前后倾斜角度对应关系如表1所示的数据，当控制单元2检测到倾角传感器输出信号为0.5～2.5v之间范围时，说明高空作业平台处于前进上坡或者后退下坡工况，将高空作业平台的底盘相对于水平面的坡度采用区间划分法按如下表2所示划分为多个区间。坡度区间可以根据实际需要进行划分。表2坡度0°～5°5°～15°+15°～25°＞+25°前进上坡100％100％100％100％后退下坡100％50％30％10％在高空作业平台的当前坡度处于表2中的不同区间时，对高空作业平台实施不同的限速控制策略。其中高空作业平台处于前进上坡工况时，不做限速控制，并且在高空作业平台处于后退下坡的工况且当前坡度处于0°～5°区间时，不做限速控制，在当前坡度处于其他坡度区间且高空作业平台处于后退下坡工况时，按表2中当前坡度所处的坡度区间与限速策略的对应关系控制高空作业平台的行走速度。表2中的百分制数值表示，将高空作业平台的电机的功率控制在电机额定功率的某个百分比以下，例如，在高空作业平台处于后退下坡工况，当前坡度处于5°～15°之间，则控制高空作业平台的电机功率不大于其额定功率的50％。当控制单元2检测到倾角传感器输出信号为2.5～4.5v之间范围时，说明高空作业平台处于前进上坡或者后退下坡工况，将高空作业平台的底盘相对于水平面的坡度采用区间划分法按如下表3所示划分为多个区间。表3坡度﹣5°～0°﹣15°～-5°-25°～-15°＜-25°后退上坡100％100％100％100％前进下坡100％50％30％10％同理，在高空作业平台的当前坡度处于表3中的不同区间时，对高空作业平台实施不同的限速控制策略。其中高空作业平台处于后退上坡工况时，不做限速控制，并且在高空作业平台处于前进下坡的工况且当前坡度处于-5°～0°区间时，不做限速控制，在当前坡度处于其他坡度区间且高空作业平台处于后退下坡工况时，按表3中当前坡度所处的坡度区间与限速策略的对应关系控制高空作业平台的行走速度。表3中的百分制数值表示将高空作业平台的电机的功率控制在电机额定功率的某个百分比以下，例如，在高空作业平台处于后退下坡工况，当前坡度处于5°～15°之间，则控制高空作业平台的电机功率不大于其额定功率的50％。控制单元2通过控制对应高空作业平台的电机功率的模拟量输出信号，控制电机功率的大小。百分比值越大，电机输出功率越大，反之越小。控制单元可以根据高空作业平台的当前工况按上表2、表3中当前同步调整。优选的，在所述当前坡度处于所述坡度区间的临界点时，采取零阶保持器方式控制所述高空作业平台的电机输出功率；在所述当前坡度稳定在所述坡度区间时，根据与所述当前坡度所处的坡度区间对应的限速策略限制所述高空作业平台的电机输出功率。举例说明，为了防止高空作业平台的行走速度在限速值临界点的频繁跳动，对于临界点±5°、±15°、±25°，控制单元2采用零阶保持器方式对高空作业平台的电机的功率进行控制，以使高空作业平台的行走速度不会发生频繁跳动，保持高空作业平台的行驶平稳性。需要说明的是，表2、表3中的百分比值为示例值，实际应用中可以根据实际情况进行调整。以下以具体实施例的应用示例说明本发明坡道速度控制装置的其他结构和工作原理。图5是本发明实施例提供的具体应用示例的结构和原理示意图，需要说明的是具体应用示例中控制装置包括pcu(platformcontrolunit，平台控制单元)和ecu(electroniccontrolunit，电子控制单元)，坡度检测装置可以为一个倾角传感器。如图5所示，高空作业平台的平台手柄与pcu集成在一起，放置于工作平台上，有前后两个动作方向，可通过pcu上的按键在升降、行走两个功能之间切换。当通过pcu上的按键选择行走功能时，平台手柄向前推动则高空作业平台整机前进，平台手柄向后推动则高空作业平台整机后退。平台手柄具体输出为模拟量信号，手柄拨动不同行程对应于不同的信号输出，可调节高空作业平台的行走速度。pcu用于采集平台手柄的输入信号，同时pcu与ecu之间有通讯，pcu可将平台手柄的输出信号实时传输给ecu。ecu一般放置于高空作业平台的底盘抽屉里，用于接收pcu传送过来的平台手柄信号，也可接收剪叉角度传感器、倾角开关、坡度检测装置、压力传感器的信号，同时输出控制液压阀、电机驱动器等设备的控制信号。电机驱动器设置在底盘内部，用于驱动泵电机。电机驱动器通过接收ecu输出的模拟量信号，输出对应的不同大小电流，用于调节电机的功率。电机输出功率越大，泵流量越大，行走马达转速越快，高空作业平台的行驶速度越高。平台手柄的模拟量输入信号，对应于ecu输出给电机驱动器的模拟量信号，既可以是一一对应的线性(直线或曲线)关系，也可以是阶梯式的非线性关系。剪叉角度传感器设置于高空作业平台的剪叉臂上或者剪叉臂底部轴上，用于检测剪叉臂角度。压力传感器安装于举升油缸的液压阀上，用于检测设备举升时系统的压力。剪叉角度传感器与压力传感器共同用于检测工作平台位于不同高度时所承担的载荷，实现系统的超载报警功能，其中，剪叉角度传感器通常也选用倾角传感器。剪叉角度传感器与压力传感器以及通过此元件实现的超载报警功能，为本发明所述技术方案中的非必须配置，实际应用中可以不设置。倾角开关安装在高空作业平台的剪叉底盘上，用于测量剪叉设备的底盘左右方向的倾斜度(参考图3中的设备前后左右方向)，当底盘倾斜超过一定角度时，倾角开关输出一个开关量信号至ecu，ecu限制设备的举升高度，避免设备在左右倾斜的地面上出现因举升过高而倾翻的危险。举升油缸安装于高空作业平台的剪叉臂中间，用于实现平台升降。应用示例的其他实施细节同上述坡道速度控制装置，此处不再赘述。本发明实施例提供的坡道速度控制方法主要应用于高空作业平台，图6是本发明实施例提供的坡道速度控制方法的流程图。如图6所示，所述坡道速度控制方法可以包括以下步骤：s101、获取当前所述高空作业平台相对于水平面的坡度。本发明实施例中通过获取坡道检测单元的模拟量输出信号，根据坡道检测单元的输出信号确定当前高空作业平台的底盘相对于水平面的坡度，倾角传感器的输出信号为模拟量信号且与坡度呈线性关系。s102、确定所述高空作业平台当前所处的工况。结合所述坡度确定所述高空作业平台当前所处的工况。优选的，首先确定高空作业平台的当前的行走方向为前进方向或后退方向；根据高空作业平台当前所处地面的坡度确定高空作业平台当前车辆状态为上坡状态或下坡状态；以及根据行走方向与车辆状态对应关系，确定高空作业平台当前所处的工况为以下任意一者：上坡前进、下坡后退、上坡后退、下坡前进。s103、控制高空作业平台的行走速度。根据坡度和高空作业平台当前所处的工况，控制高空作业平台的行走速度。具体来说，将高空作业平台的底盘相对于水平地面的当前坡度划分为若干个坡度区间，且为每一坡度区间配置一限速策略；以及在高空作业平台处于前进下坡和后退下坡工况时，根据与当前坡度所处的坡度区间对应的限速策略，限制高空作业平台的电机输出功率，以控制高空作业平台的行走速度。进一步的，在所述当前坡度处于所述坡度区间的临界点时，采取零阶保持器方式控制所述高空作业平台的电机输出功率；在所述当前坡度稳定在所述坡度区间时，根据与所述当前坡度所处的坡度区间对应的限速策略限制所述高空作业平台的电机输出功率。坡道速度控制方法的其他实施细节同上述坡道速度控制装置的实施细节，此处不再赘述。本发明实施例还提供一种高空作业平台，高空作业平台包括上述坡道速度控制装置，其具体实施细节同上述坡道速度控制装置，此处不再赘述。通过上述技术方案，实时检测当前所述高空作业平台的底盘相对于水平面的坡度，并根据高空作业平台的底盘相对于水平面的坡度和当前所处的工况，控制高空作业平台的行走速度，即使平台手柄操作不稳也能控制高空作业平台行走速度不会过大，有效避免了在下坡时因操作不当导致设备行驶速度过快从而造成危险的情况，提高了设备的安全性。此外，本发明在几乎不增加高空作业平台硬件成本的基础上，通过将高空作业平台的底盘相对于水平面的坡度划分为不同的区间进行精确控制，并充分考虑了车辆的后退上坡、前进下坡、后退下坡、前进上坡等工况，使得设备更加安全智能，方案简单可靠，能有效避免设备在下坡时出现的高速急刹工况，保护高空作业平台的液压驱动系统免受过大的冲击，降低因冲击过大造成的液压制动器、马达损坏，提高设备可靠性。以上结合附图详细描述了本发明实施例的可选实施方式，但是，本发明实施例并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明实施例的技术构思范围内，可以对本发明实施例的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明实施例的保护范围。另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明实施例对各种可能的组合方式不再另行说明。本领域技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得单片机、芯片或处理器(processor)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：u盘、移动硬盘、只读存储器(rom，read-onlymemory)、随机存取存储器(ram，randomaccessmemory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。此外，本发明实施例的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明实施例的思想，其同样应当视为本发明实施例所公开的内容。当前第1页12