一种液压控制单元及使用其的消防车的制作方法

本发明涉及工程机械技术领域，尤其涉及一种液压控制单元及使用其的消防车。

背景技术：

目前，在高空救援时，消防车的应用越来越普遍，其结构如图1所示，臂架102安装在车身103上，工作斗101设置在臂架102的顶端。

工作斗101作为抢险救援的一种载人工具，在臂架102起落的整个过程中，必须相对于地面保持水平状态，因此一般需要设置工作斗的调平装置。调平装置的控制一般由液压电气控制系统来实现，即通过工作斗101内的倾角传感器检测工作斗101的水平倾角，并将所检测的倾角信号转化为电信号，以用于控制液压控制系统，液压控制系统驱动工作斗101往水平方向(倾角为0°方向)运动，从而使工作斗101保持水平状态。

一般地，液压控制系统安装在工作斗101内或者工作斗101附近，用于控制工作斗101的调平动作。由于工作斗101的调平性能直接影响救援安全性，因此液压控制系统除了具备自动调平的功能外，还需要带有手动应急调平功能，即当自动调平的功能失效时，可进行人为应急操作，以使工作斗101实现手动调平。

现有的高空救援类消防车，其工作斗的调平装置一般安装在工作斗101上，如图2所示，而用于调平的液压控制系统主要采用控制阀组，同时具备自动调平控制和应急手动控制两个功能。如图3所示，电比例换向阀104为自动调平控制阀，即当工作斗101出现倾角时，倾角转化成电信号控制该电比例换向阀104，进而驱动工作斗101自动调平；如果自动调平功能失效，可以靠手摇泵106和手动换向阀105来控制工作斗101调平，即手动调平。

具体来说，如图3所示的液压控制系统的调平原理为：

正常工作时，Po口接压力油源，由电比例换向阀104控制压力油供给方向。当电比例换向阀104的左位接通时，P2与A2接通，压力油通过A2口到达A口，控制工作斗101向上(或向下)调平；当电比例换向阀104的右位接通时，P2与B2接通，压力油通过B2口到达B口，控制工作斗101向下(或向上)调平。

当自动调平功能失效时，例如Po没有压力油源，或者电比例换向阀104不能工作等，此时需要人为摇动手摇泵106的手柄，供给压力油，然后将手动换向阀105的手柄人为推至左位(或右位)，压力油通过P1与B1口(或A1口)接通，再到达B口(或A口)，控制工作斗101向上(或向下)调平。

在该现有技术中，从图2可以看出，用于工作斗的调平装置各组成元件的布置比较分散，并且部件间需要靠液压管路进行连接，安装复杂；这些组成元件几乎占满了工作斗的整个侧面，占用空间大；当需要应急操纵手摇泵时，人站在工作斗里需要俯身用手操作，视野受限，不便于观察；而且工作斗的空间有限，俯身操作也不方便。

需要说明的是，公开于本发明背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。

技术实现要素：

本发明的目的是提出一种作业平台姿态调整装置及高空作业车，以尽可能地减少作业平台姿态调整装置的占用空间。

为实现上述目的，本发明提供了一种作业平台姿态调整装置，包括人工调整单元和电控调整单元，所述人工调整单元用于通过人工操作方式调整作业平台的姿态，所述电控调整单元用于通过电控方式调整作业平台的姿态，所述人工调整单元的各组成元件和/或所述电控调整单元的各组成元件至少部分地集成。

进一步地，所述人工调整单元的各组成元件和/或所述电控调整单元的各组成元件至少部分地集成在集成单元上。

进一步地，所述人工调整单元包括手动换向阀、手动泵和脚踏连杆机构，所述手动换向阀与所述手动泵的出油口连接，所述脚踏连杆机构与手动泵连接，以通过脚踏动作使所述手动泵输出液压油。

进一步地，所述手动换向阀和所述手动泵集成在集成单元上。

进一步地，所述脚踏连杆机构设置在所述集成单元上。

进一步地，所述电控调整单元包括比例换向阀，所述比例换向阀用于对所述电控调整单元中的供油油路进行换向，所述比例换向阀也集成在所述集成单元内。

进一步地，还包括驱动机构，所述人工调整单元包括第一液压控制系统，所述电控调整单元包括第二液压控制系统，所述第一液压控制系统的输出油路和所述第二液压控制系统的输出油路之间设有压力选择机构，所述压力选择机构用于选取对应地两条输出油路中压力较大的油路，并使所述压力较大的油路与所述驱动机构的供油油路连通，以通过所述驱动机构驱动所述作业平台转动，进而调整所述作业平台的姿态。

进一步地，所述压力选择机构包括梭阀。

进一步地，所述脚踏连杆机构包括第一连接杆和脚踏板，所述第一连接杆的第一端能够相对于所述作业平台转动，所述第一连接杆的第二端与所述脚踏板连接，所述手动泵与所述第一连接杆连接，以通过踩踏所述脚踏板来使得所述第一连接杆相对于所述作业平台转动，并在踏下所述脚踏板时打开所述手动泵。

进一步地，所述脚踏连杆机构还包括支撑杆和第二连接杆，所述支撑杆的第一端与所述作业平台连接，所述支撑杆的第二端与所述第一连接杆的第一端可转动地连接，所述第一连接杆通过所述第二连接杆与所述手动泵连接。

进一步地，还包括弹性机构，所述弹性机构用于在解除对所述脚踏连杆机构的踩踏之后使所述脚踏连杆机构自动复位。

进一步地，所述人工调整单元包括第一液压控制系统和为所述第一液压控制系统提供液压油的第一动力源，所述电控调整单元包括第二液压控制系统和为所述第二液压控制系统提供液压油的第二动力源，所述第二动力源与所述第一动力源相对独立。

为实现上述目的，本发明还提供了一种高空作业车，包括上述的作业平台姿态调整装置。

进一步地，高空作业车为救援类消防车。

基于上述技术方案，本发明将通过人工操作方式调整作业平台姿态的人工调整单元的各组成元件和/或通过电控方式调整作业平台姿态的电控调整单元的各组成元件至少部分地集成，使得人工调整单元的各组成元件和/或电控调整单元的各组成元件之间可以分别通过内部油路对应连通，而不需要通过外部液压管路进行连通，这样不仅可以减小作业平台姿态调整装置的整体体积，减少占用空间，还可以简化安装，缩短油路，提高油路反应灵敏性。

附图说明

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

图1为现有技术中消防车的结构示意图。

图2为现有技术中工作斗调平装置的安装示意图以及工作斗调平装置的放大图。

图3为现有技术中工作斗调平装置的液压原理图。

图4为本发明工作斗姿态调整装置一个实施例的安装示意图。

图5为本发明工作斗姿态调整装置一个实施例的结构示意图。

图6为本发明工作斗姿态调整装置一个实施例中脚踏连杆机构的结构示意图。

图7为本发明工作斗姿态调整装置一个实施例中液压控制系统的原理图。

图中：101-工作斗，102-臂架，103-车身，104-电比例换向阀，105-手动换向阀，106-手摇泵；

1-作业平台，2-集成单元，3-脚踏连杆机构，21-比例换向阀，22-手动泵，23-手动换向阀，24-梭阀，241-第一梭阀，242-第二梭阀，25-溢流阀，251-第一溢流阀，252-第二溢流阀，26-滤油器，27-单向阀，31-支撑杆，32-第二连接杆，33-第一连接杆，34-脚踏板。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“横向”、“纵向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“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发明和简化描述，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保护范围的限制。

为解决现有技术中工作斗的调平装置所存在的安装复杂、占用空间较大的问题，本发明提出一种结构改进的作业平台姿态调整装置。

如图4和图5所示，该作业平台姿态调整装置包括人工调整单元和电控调整单元，人工调整单元用于通过人工操作方式调整作业平台1的姿态，电控调整单元用于通过电控方式调整作业平台1的姿态。其中，人工调整单元采用纯人工调整方式对作业平台1的姿态进行调整，电控调整单元可以采用人工加电控的混合调整方式对作业平台1的姿态进行调整，也可以采用纯电控的调整方式自动对作业平台1的姿态进行调整。

当电控调整单元由于动力源供应或者组成部件中某个阀出现故障而无法正常工作时，可以利用人工调整单元通过人工操作对作业平台1的姿态进行应急调整。

无论电控调整单元还是人工调整单元，均可以按照预设的要求对作业平台1的姿态(比如，倾斜角度)进行调整，这里预设的要求既包括将作业平台1调整为常规的水平状态，以保证操作人员的平衡和操作安全性，也包括特殊工况下需要将作业平台1调整为相对于水平面具有特殊角度的姿态。

人工调整单元的各组成元件和/或电控调整单元的各组成元件至少部分地集成。通过将通过人工操作方式调整作业平台姿态的人工调整单元的各组成元件和/或通过电控方式调整作业平台姿态的电控调整单元的各组成元件至少部分地集成，使得人工调整单元的组成元件和电控调整单元的组成元件可以分别通过内部油路对应连通，无需通过外部液压管路进行连通，并且在集成时可以减小作业平台姿态调整装置中各组成元件的尺寸，进而减小作业平台姿态调整装置的整体体积，减轻了调整装置的重量；同时，采用集成设置之后，省略了现有技术中所采用的液压管路，使作业平台姿态调整装置的整体占用空间显著减小，为作业平台节省了大量的空间；另外，集成后的作业平台姿态调整装置还可以简化安装，缩短油路，提高油路反应灵敏性。

在上述实施例中，可以将人工调整单元的部分或全部组成元件集成，也可以将电控调整单元内的部分或全部组成元件集成，或者同时将人工调整单元的部分或全部组成元件和电控调整单元内的部分或全部组成元件均集成；同时，这些元件可以集成在同一个集成单元上，也可以集成在两个或两个以上不同的集成单元上。

在一个优选的实施例中，人工调整单元的各组成元件和/或电控调整单元的各组成元件至少部分地集成在集成单元2上。

对于人工调整单元来说，可以包括第一液压控制系统和第一动力源，第一动力源用于为第一液压控制系统提供液压油，第一动力源输出液压油的动作通过脚踏来实现。

具体地，第一液压控制系统包括手动换向阀23，第一动力源为手动泵22，人工调整单元还包括脚踏连杆机构3，所述手动换向阀23与所述手动泵22的出油口连接，所述脚踏连杆机构3与手动泵22连接，以通过脚踏动作使所述手动泵22输出液压油。

相比于现有技术中通过操作人员俯身手摇的方式，通过脚踏方式来使第一动力源输出液压油，可以使人工调整单元的操作更加方便，操作人员站在作业平台1上只需通过脚踏就可以完成使第一动力源输出液压油的动作，减少了操作人员俯身的动作，并且在空间有限的作业平台1上，站立操作更加方便，更便于在脚踏的同时随时观察作业平台1的姿态，视野开阔，也更便于施力。

第一动力源优选地但不限于为手动泵22，这里手动泵22的含义是可以采用现有技术中已有的通过手摇方式来实现出油的泵，并不代表本发明中也通过手动方式对其进行操作，本发明实施例中通过脚踏连杆机构3使手动泵22的手摇出油方式转换为脚踏出油方式。

其中，在一个优选的实施例中，手动换向阀23和手动泵22可以集成在集成单元2上。

在另一个优选的实施例中，脚踏连杆机构3也可以设置在集成单元2上，以进一步增强集成效果，进一步减少占用空间。

进一步地，电控调整单元包括比例换向阀21，比例换向阀21用于对电控调整单元中的供油油路进行换向，比例换向阀21也集成在集成单元2内。

为实现脚踏控制，脚踏连杆机构3安装在作业平台1上并且与第一动力源连接，以通过脚踏该脚踏连杆机构3来使第一动力源输出液压油。

通过设置脚踏连杆机构3，可以尽可能地减少对现有调平装置的改造，比如若现有的调平装置中已经设置了通过手摇方式操作的手动泵，则只需在原有手动泵的结构上加装脚踏连杆机构3，就可以将手动泵的手动控制方式改造为脚踏控制方式，这样可以避免原有零部件的浪费，节省成本。

作为脚踏连杆机构3的一个具体实施例，如图6所示，脚踏连杆机构3包括第一连接杆33和脚踏板34，第一连接杆33的第一端能够相对于作业平台1转动，第一连接杆33的第二端与脚踏板34连接，第一动力源包括启动器，启动器与第一连接杆33连接，以通过踩踏脚踏板34来使得第一连接杆33相对于作业平台1转动，并在踏下脚踏板34时打开启动器。

其中，第一连接杆33为弯折结构，具体的弯折次数和弯折角度可以根据需要灵活设置，只要能够方便操作人员通过踩踏脚踏板34就可以打开第一动力源的启动器即可。在图5所示的实施例中，第一连接杆33大致呈Z字型，图中虚线部分为脚踏板34被踏下的情形，此时为出油状态。第一连接杆33主要起到转接作用，在其他实施例中，如果将脚踏板34直接连接在第一动力源的启动器上也可以方便操作人员的踩踏的话，也可以省略该第一连接杆33。

进一步地，脚踏连杆机构3还包括支撑杆31和第二连接杆32，支撑杆31的第一端与作业平台1连接，支撑杆31的第二端与第一连接杆33的第一端可转动地连接，支撑杆31可以为第一连接杆33提供支撑，并相对于集成单元2抬高该支撑点，以为操作人员提供踩踏空间；第一连接杆33通过第二连接杆32与启动器连接，如图5所示，第二连接杆32可以连接在第一连接杆33的前端，以节省操作人员踩踏脚踏板34的力。

作为上述实施例的进一步优选，作业平台姿态调整装置还包括弹性机构，弹性机构用于在解除对脚踏连杆机构3的踩踏之后使脚踏连杆机构3自动复位。

比如，弹性机构可以为弹簧，弹簧可以设置在手动泵22的内部，以控制其启动器的自动关闭。当踩下脚踏板34时，弹簧被压缩，手动泵22的出油口被打开，液压油可以顺利输出；当操作人员的脚离开脚踏板34时，弹簧自动复位，手动泵22的出油口被关闭，液压油停止输出。操作人员通过连续踩踏脚踏板34，可以实现液压油的连续输出。

以上是对作业平台姿态调整装置结构的具体介绍，下面将介绍作业平台姿态调整装置的液压控制原理，具体可参见如图7所示的一个实施例。

首先，电控调整单元包括第二液压控制系统，通过该第二液压控制系统实现作业平台1的姿态的自动调整。具体地，第二液压控制系统包括比例换向阀21、控制器、姿态检测装置和第二动力源，其中，比例换向阀21的进油口P1与系统进油口P0连通，出油口T1与系统回油口T0连通，工作油口A1、B1分别与系统工作油口A、B连通。

姿态检测装置用于检测作业平台1的姿态信息，控制器与姿态检测装置和比例换向阀21连接，控制器用于接收姿态检测装置的姿态信息，并根据姿态信息控制比例换向阀21，以通过比例换向阀21的换向对作业平台1的姿态进行调整。

第二动力源用于为第二液压控制系统提供液压油，并且第二动力源与第一动力源相对独立，这样设置的目的是使得电控调整单元与人工调整单元的动力供应能够相对独立，以在其中一个发生故障时保证另一个仍能够正常使用。

其中，姿态检测装置可以为倾角传感器，用于检测作业平台1的倾斜角度。第二动力源可以采用承载该作业平台姿态调整装置的整车的动力供应源，比如发动机等，当然，第二动力源也可以是与整车的动力供应源相对独立的其他动力源。

如图7中所示，第二动力源可以连接在进油口P0处。为了防止第二液压控制系统中的油路过载，在进油口P0和比例换向阀21的进油口P1之间的连接油路与回油口T0和比例换向阀21的回油口T1之间的连接油路之间设有第一溢流阀251，以防止进油油路上的压力过大，使其在压力较大时能够及时通过回油油路溢流。

比例换向阀21为电磁阀，通过与姿态检测装置和控制器的相互配合，能够实现对作业平台1的倾斜角度的自动调整。当然，比例换向阀21也可以是手动控制的比例阀，即通过操作人员操控手柄来控制开口大小的阀，这样操作人员可以根据姿态检测装置的检测数据手动控制比例换向阀21的开口及换向，这时电控调整单元即为手动与电控相结合的混合控制方式。

其次，人工调整单元包括第一液压控制系统，通过该第一液压控制系统实现作业平台1的姿态的自动调整。具体地，第一液压控制系统包括手动泵22和手动换向阀23，手动换向阀23的进油口P2与手动泵22的出油口连通，出油口T2与系统回油口T0连通，工作油口A2、B2分别与系统工作油口A、B连通。

为避免进油油路上的油液倒流，对手动泵22造成损坏，在手动泵22的出油口与手动换向阀23的进油口P2之间可以设置单向阀27，以防止油液倒流。

在手动泵22的进油口之前还可以设置滤油器26，以对进入手动泵22的液压油进行过滤除尘，避免灰尘或杂质进入手动泵22造成堵塞。

手动泵22的进油口与出油口之间还可以并联第二溢流阀252，以对进油油路进行过载保护。

系统工作油口A、B可以与驱动机构的工作油口连接，驱动机构用于驱动作业平台1发生偏转，以调整作业平台1的姿态。驱动机构可以为液压油缸，通过液压油缸的活塞杆的伸缩来实现作业平台1的姿态调整。

第一液压控制系统的输出油路和第二液压控制系统的输出油路之间设有压力选择机构，该压力选择机构用于选取对应地两条输出油路中压力较大的油路，并使压力较大的油路与驱动机构的供油油路连通，以通过驱动机构驱动作业平台1转动，进而调整作业平台1的姿态。

压力选择机构可以使得通过系统工作油口A、B进入驱动机构的液压油来自于压力较大的油路，即，压力选择机构可以起到选择作用，到底是通过人工调整单元进行调整还是通过电控调整单元进行调整，压力选择机构可以在两者均可以正常工作时选择其中一种；压力选择机构在选择其中一种调整单元的同时，还可以阻断另一种调整装置，以防止两种调整单元之间发生干涉。

压力选择机构的具体结构形式有多种，只要能够实现其作用即可。优选地，压力选择机构为梭阀24。

具体地，如图7所示，压力选择机构包括第一梭阀241和第二梭阀242，第一梭阀241设置在比例换向阀21的工作油口A1与手动换向阀23的工作油口A2之间，第一梭阀241的两个进油口分别与油口A1和油口A2连通，第一梭阀241的出油口与系统工作油口A连通；第二梭阀242设置在比例换向阀21的工作油口B1与手动换向阀23的工作油口B2之间，第二梭阀242的两个进油口分别与油口B1和油口B2连通，第二梭阀242的出油口与系统工作油口B连通。

作为本发明作业平台姿态调整装置的优选实施例，第一液压控制系统、第二液压控制系统、第一动力源和脚踏连杆机构3均集成在集成单元2上。

具体地，手动泵22、比例换向阀21、手动换向阀23、梭阀24(包括第一梭阀241和第二梭阀242)、溢流阀25(包括第一溢流阀251和第二溢流阀252)、滤油器26、单向阀27以及整个脚踏连杆机构3都可以集成在集成单元2上，这样可以大大减少作业平台姿态调整装置的占用空间，为操作人员提供更大的活动空间，如图4中标号A所示的部分，采用集成单元2之后，作业平台姿态调整装置的整体占用空间显著减小，相比于现有技术中通过液压管路连接的工作斗调平装置需要占用工作斗的整个侧面，本发明中作业平台姿态调整装置只需占用作业平台1很小的一部分空间，比如可以将其安装在作业平台1上控制台的下方，充分利用现有的未被利用的空间，提高空间利用率。

除了上述作业平台姿态调整装置外，本发明还提供一种高空作业车，包括上述任一实施例所述的作业平台姿态调整装置。

高空作业车还包括底盘车、作业平台1和伸缩臂架，作业平台1安装在伸缩臂架的顶端，由伸缩臂架送至不同的高度以完成登高作业。

高空作业车可以为完成各类高空作业的车辆，特别是救援类消防车。

下面结合附图4～7对本发明作业平台姿态调整装置及高空作业车的一个实施例的工作过程进行说明：

如图4所示，为实现作业平台1的姿态调整，该作业平台姿态调整装置包括人工调整单元和电控调整单元。如图5所示，人工调整单元包括手动泵22和脚踏连杆机构3。如图6所示，脚踏连杆机构3包括支撑杆31、第一连接杆33、第二连接杆32和脚踏板34。

操作者用脚踩下脚踏板34后，便完成一次手动泵22的供油，松开后，脚踏板34可自动复位，再次踩踏脚踏板34即完成第二次供油，如此连续踩踏，便可实现连续供油。

如图7所示，正常工作时，油口Po、To接第二动力源，由比例换向阀21控制压油方向。当比例换向阀21左位(或右位)接通时，P1与A1(或B1)接通，压力油通过A1(或B1)口到达第一梭阀241(或第二梭阀242)，通过第一梭阀241(或第二梭阀242)到达A(或B)口，控制作业平台1向上(或向下)调平；

当电控调平装置的调节功能失效时，例如Po没有压力油源，或者比例换向阀21不能工作等，此时只需人为搬动手动换向阀23的手柄，使手动换向阀23的右位(或左位)接通，操作人员就可以站在作业平台1里连续踩踏脚踏板34，手动泵22的压力油通过P2与A2(或B2)口接通，到达第一梭阀241(或第二梭阀242)，通过第一梭阀241(或第二梭阀242)再到达A(或B)口，控制作业平台1向上(或向下)调平。

通过对本发明作业平台姿态调整装置及高空作业车的多个实施例的说明，可以看到本发明作业平台姿态调整装置及高空作业车实施例至少具有以下一种或多种优点：

1、通过将人工调整单元和电控调整单元至少部分地集成，结构紧凑，不仅减小了尺寸和安装空间，不影响作业平台上工作人员的活动，而且还减轻了重量，简化了管路安装；

2、人工调整单元中设置了脚踏连杆机构，将手动调整的动力方式改为用脚踩踏的动力方式，操作者只需站在工作斗内连续踩踏脚踏板便可实现应急调平功能，视野开阔，操作方便；

3、通过设置弹性机构使手动泵具备自动复位功能，使操作更为方便；

4、通过设置压力选择机构，减少人工调整单元和电控调整单元之间的干涉。

最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本发明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。