（机械制造及其自动化专业论文）伸缩臂高空作业平台轻量化设计及控制系统研究.pdf

i i i llll l l ll l l1 1 1 1i i1 8 y 2 1 8 3 7 6 0 d i s s e r t a t i o ns u b m i t t e df o rt h ea p p l i c a t i o no f m a s t e r sd e g r e eo fe n g i n e e r i n g s t r u c t u r el i g h t w e i g h td e s i g na n dc o n t r o ls y s t e mr e s e a r c h o ft e l e s c o p i cb o o m sa e r i a lw o r kp l a t f o r m c a n d i d a t e ：l i uq u a n z h e n g s u b j e c t ： m e c h a n i c a lm a n u f a c t u r i n ga n da u t o m a t i o n s u p e r v i s o r ：p r o f z h a n gj i n s h e n g m a y2 7 t h ，2 0 1 2 原创性声明 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进 行研究所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何 其他个人或集体已经发表或撰写过的科研成果。对本文的研究作出重要贡 献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本声明的法律责任由本人 承担。 论文作者签名： 骝一 e t期：垫! 兰：主翌 关于学位论文使用授权的声明 本人完全了解山东大学有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保 留或向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅 和借阅；本人授权山东大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关 数据库进行检索，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文和汇编本 学位论文。 ( 保密论文在解密后应遵守此规定) 论文作者签名：学导师签名：呈兰盘生1 日 期：蠢! ! ! ：尘：少 目录 目录 摘要i 第1 章绪论。l 1 1 课题研究的背景与意义1 1 2 高空作业平台的分类2 1 3 高空作业平台国内外发展现状。3 1 3 1 国外发展情况。3 1 3 2 国内发展情况5 1 4 课题概要。j 6 第2 章高空作业平台工作部分设计9 2 1 高空作业平台整体结构设计9 2 2 伸缩臂结构形式确定1 0 2 2 1 伸缩臂截面形状1 l 2 2 2 伸缩臂伸缩方式1 1 2 2 3 伸缩臂结构确定1 3 2 2 4 伸缩臂刚度校核1 6 2 3 臂架部分液压元件选型19 2 3 1 调平油缸选型1 9 2 3 2 伸缩油缸选型2 0 2 3 3 变幅油缸选型2l 2 4 本章小结2 4 第3 章伸缩臂结构有限元分析2 5 3 1 伸缩臂模型建立2 5 3 1 1 伸缩臂结构材料属性2 5 3 1 2 伸缩臂有限元模型建立2 5 3 1 3 伸缩臂模型网格划分2 6 3 1 4 载荷施加2 8 山东大学硕士学位论文 3 1 5 计算结果分析2 8 3 2 伸缩臂屈曲分析3 0 3 3 伸缩臂模态分析3 l 3 4 本章小结。3 3 第4 章高空作业平台轻量化设计3 5 4 1 轻量化设计基本方法3 5 4 2 变幅节点位置优化。3 5 4 2 1 设计变量的确定3 6 4 2 2 目标函数的确定3 6 4 2 3 约束条件的确定3 7 4 2 4 优化结果分析3 8 4 3 伸缩臂截面形式优化4 0 4 3 1 截面性能分析4 1 4 3 2 伸缩臂截面优化4 2 4 3 3 优化结果分析4 5 4 4 本章小结4 6 第5 章高空作业平台控制系统分析4 7 5 1 控制系统概述。4 7 5 1 1 控制面板设计4 7 5 1 2 整车控制流程图5 2 5 2 调平系统控制5 3 5 2 1 高空作业平台调平方式5 4 5 2 2 调平机构设计5 5 5 2 3 调平误差分析5 9 5 3 转向系统控制6 1 5 3 1 两轮转向系统分析6 l 5 3 2 四轮转向系统分析6 4 目录 5 3 3 转向控制流程图6 5 5 4 驱动系统分析6 6 5 4 1 驱动控制分析6 6 5 4 2 驱动流程图6 7 5 5 本章小结6 8 结论与展望6 9 参考文献7 l 攻读学位期间发表的学术论文7 5 致澍7 7 i i i c o n t n t s c o n t e n t s a b s t r a c t i ii n t r o d u c t i o n 1 1 1t h eb a c k g r o u n da n ds i g n i f i c a n c eo f t h er e s e a r c h 1 1 2c l a s s i f i c a t i o no f a e r i a lw o r k p l a t f o r m s 2 1 3d e v e l o p m e n t si nt h ew o r l do fa e r i a lw o r kp l a t f o r m s 3 1 3 1o v e r s e a sd e v e l o p m e n ts 觚s 3 1 3 2d o m e s t i cd e v e l o p m e n ts t a t u s j “5 1 4t o p i cs u m m a r y 6 2p a r td e s i g no fa e r i a lw o r kp l a t f o r m 9 2 1t h eo v e r a l ls t r u c t u r eo f t h ea e r i a lw o r kp l a t f o r m 9 2 2t e l e s c o p i cb o o ms t r u c t u r e 10 2 2 1t e l e s c o p i cb o o ms e c t i o ns h a p e i 1 2 2 2t e l e s c o p i cb o o ms t r e t c hm o d e 11 2 2 3s t r u c t u r ed e t e r m i n a t i o no fb o o m 。13 2 2 4r i g i d i t yc h e c k i n go f a r m 16 2 3h y d r a u l i cs y s t e md e s i g no f b o o mp a r t 1 9 2 3 1s e l e c t i o no f l e v e l i n gc y l i n d e r 1 9 2 3 2s e l e c t i o no fr e t r a c t a b l ec y l i n d e r 2 0 2 3 3s e l e c t i o no f p r i m a r yl i f tc y l i n d e r 2 1 2 4c h a p t e rs u m m a r y 2 4 3f i n i t ee l e m e n ta n a i y s i sf o rt e l e s c o p i cb o o m ”2 5 3 1e s t a b l i s h m e n to f t e l e s c o p i cm o d e l “2 5 3 1 1s t r u c t u r em o d e lo ft e l e s c o p i cb o o m 2 5 3 1 2f i n i t ee l e m e n tm o d e l i n go f t h et e l e s c o p i cb o o m 2 5 3 1 3t e l e s c o p i cb o o mm o d e lm e s h i n g ”2 6 3 1 4l o a da p p l y 2 8 3 1 5r e s u l t sa n a l y s i s 2 8 3 2b u c k l i n ga n a l y s i so fb o o m 3 0 3 3m o d e la n a l y s i so fb o o m ”31 3 4c h a p t e rs u m m a r y ”3 3 4l i g h t w e i g h td e s i g no fa e r i a lw o r kp l a t f o r m 3 5 4 1m e t h o d so fl i g h t w e i g h td e s i g n 3 5 4 2e s t a b l i s hl u f f i n gn o d em o d e l 3 5 4 2 1t h ed e t e r m i n a t i o no fd e s i g nv a r i a b l e s 3 6 4 2 2t h ed e t e r m i n a t i o no fo b j e c tf u n t i o n 3 6 4 2 3t h ed e e r m i n a t i o no fc o n s t r a i n t s 3 7 4 2 4a n a l y s i so fo p t i m i z a t i o nr e s u l t s 3 8 4 3b o o ms e c t i o nf o r m so fo p t i m i z a t i o n 4 0 4 3 1a n a l y s i so fs e c t i o np e r f o r m a n c e 4 1 4 3 2s e c t i o no p t i m i z a t i o n 4 2 4 3 3a n a l y s i so f o p t i m i z a t i o nr e s u l t s 4 5 4 4c h a p t e rs u m m a r y ”4 6 5a n a l y s i so fa e r i a lw o r kp l a t f o r mc o n t r o ls y s t e m 4 7 5 1o v e r v i e wo f t h ec o n t r o ls y s t e m 4 7 5 1 1c o n t r o lp a n ed e s i g n 4 7 5 1 2v e h i c l ec o n t r lf l o w c h a r t 5 2 5 2l e v e l i n gs y s t e mc o n t r o l 5 3 5 2 1m e t h o do f l e v e l i n g 5 4 5 2 2d e s i n go f l e v e l i n g ”5 5 5 2 3a n a l y s i so fl e v e l i n gd e v i a t i o n 5 9 5 3s t e e r i n gs y s t e mc o n t r o l 6 1 5 3 1a n a l y s i so f t w ow h e e ls t e e r i n gs y s t e m s 6 1 5 3 2a n a l y s i so f f o u r - w h e e ls t e e r i n gs y s t e m s ”6 4 c o n 丁e n t s 5 3 3s t e e r i n gs y s t e m sc o n t r o lf l o w c h a r t 6 5 5 4a n a y l s i so f d r i v es y s t e m 6 6 5 4 1a n a y l s i so fd r i v ec o n t r o ls y s t e m 6 6 5 4 2d r i v es y s t e mc o n t r o lf l o w c h a r t 6 7 5 5c h a p t e rs u m m a r y 6 8 c o n c l u s i o na n dp r o s p e c t 6 9 r e f e r e n c e s 7 1 a c a d e m i cp a p e r si ns t u d y i n g 7 5 a c k n o w l e d g e m e n t s 7 7 i i i 摘要 摘要 高空作业平台是用来运送工作人员和工作装备到指定高度进行作业的一种大 型工程机械设备，是服务于各行业高空作业、设备安装、检修等可移动性高空作 业的工程装备。近年来，机动灵活的高空作业平台设备作为一类特殊的工程机械， 开始广泛应用于建筑装饰、桥梁、公路等施工行业，并成为造船、电力、场馆、 飞机等生产、检验和维护的必备设备，多功能高空作业平台在酒店、会展中心、 市政工程等维护中也扮演着重要角色。随着我国经济建设的高速发展，高空作业 机械的供需矛盾日益突出。 本文以g k s 2 5 型高空作业平台为基础，对国内外相近产品的结构做出了简要 分析后，利用s o l i d w o r k s 软件建立高空作业平台的三维建模。分析了工作部 分节点位置的受力情况，借助m a t l a b 软件对节点位置进行优化，选择合理的 节点位置，使各元件受力最小，根据计算结果选择了合理的液压元件规格。在 a n s y s 环境下利用a p d l 语言对伸缩臂结构进行参数化建模，分别计算了三种 典型工况下伸缩臂结构的应力分布、变形情况，以及工作部分进行稳定性分析和 模态分析，分析结果表明伸缩臂结构满足强度设计要求，且稍有余量。在参数化 建模的基础上，参考其他产品的截面形式及板厚尺寸，对伸缩臂结构的截面尺寸 进行优化，实现了伸缩臂结构的轻量化设计，取得了理想的效果。 最后简要地分析了高空作业平台控制系统，选择了合理的控制器，设计高空 作业平台的上车控制面板和下车控制面板；参考国内外相近型号的产品调平、驱 动、转向等方案，确定了调平转向的控制原理，解决了调平，驱动等问题，并对 调平机构做出了详细的设计和实现方案。 通过对伸缩臂结构的有限元分析及优化设计，实现了整车的轻量化，提高了 作业平台的整体性能和安全性，同时也降低了能耗，使整车更加低碳节能环保。 本文的研究工作为高空作业平台设计提供了一定的设计基础和理论依据，研究方 法也可为相关研究提供参考。 关键词： 高空作业平台；伸缩臂；优化设计；控制系统 a b s t r a c t a b s t r a c t a e r i a lw o r kp l a t f o r mi sak i n do fe n g i n e e r i n gm a c h i n e r ye q u i p m e n t ，w h i c hu s e dt o t r a n s p o r tw o r k e r sa n dw o r k i n ge q u i p m e n t t ot h es p e c i f i e dh e i g h tf o rw o r k i n g ，s e r v e ri n v a r i o u si n d u s t r i e sa e r i a lw o r k i n g ，s u c ha se q u i p m e n ti n s t a l l a t i o n ，m a i n t e n a n c e i n r e c e n ty e a r s ，f l e x i b l ea e r i a lw o r kp l a t f o r me q u i p m e n ta sas p e c i a lk i n do fc o n s t r u c t i o n m a c h i n e r y , h a v eb e e nw i d e l yu s e di na r c h i t e c t u r a ld e c o r a t i o n ，b r i d g e s ，h i g h w a y sa n d o t h e rc o n s t r u c t i o n i n d u s t r y a n ds h i p b u i l d i n g ，e l e c t r i c p o w e r ，v e n u e s ，a i r c r a f t p r o d u c t i o n ，i n s p e c t i o na n dm a i n t e n a n c eo fe s s e n t i a le q u i p m e n lm u l t i - f u n c t i o n a la e r i a l w o r kp l a t f o r m si nh o t e l s ，c o n v e n t i o nc e n t e r s ，m u n i c i p a le n g i n e e r i n g ，m a i n t e n a n c ea l s o p l a ya ni m p o r t a n tr o l e w i t ht h er a p i dd e v e l o p m e n to fe c o n o m i cc o n s t r u c t i o n ，s u p p l y a n dd e m a n df o ra e r i a lw o r km a c h i n e r yi sb e c o m i n gi n c r e a s i n g l yp r o m i n e n t t h i sp a p e rb a s e do nt h em o d e lo fg k s 2 5t e l e s c o p i cb o o ma e r i a lw o r kp l a t f o r m ， m a k eab r i e fa n a l y s i so ft h eb a s i ct y p e sa n ds t r u c t u r e so ft h ea e r i a lw o r kp l a t f o r m ，a n d b u i l dt h et h r e e d i m e n s i o n a lm o d e lo ft h ew o r kp l a t f o r mu n d e rs l o i d w o r k s ， c a l c u l a t e dt h ef o r c eo nt h en o d eo ft h ew o r kp a r t ，a n dm a k ea no p t i m i z a t i o nd e s i g no f t h en o d ep o s i t i o ni nm a t l a bs ot h a te a c hf o r c eo nc o m p o n e n te x e r t e dt h es m a l l e s t ， a n dc h o o s et h er i g h th y d r a u l i cc o m p o n e n t s p a r a m e t r i cm o d e l i n go ft h et e l e s c o p i c b o o ms t r u c t u r ew a sb u i l ti nt h ea n s y se n v k o n m e n tb ya p d l ，a n da l s oc a l c u l a t e dt h e s t r e s sd i s t r i b u t i o na n dd e f o r m a t i o no ft h et e l e s c o p i cb o o ms t r u c t u r ei nv a r i o u st y p i c a l c o n d i t i o n s ，t h es t a b i l i t ya n a l y s i sa n dm o d a la n a l y s i so ft h eb o o ms t r u c t u r ei sa l s od o n e t h er e s u l ts h o w st h a tt h ed e s i g ni sm e e tt h er e q u i r e m e n t , a n dt h es a f e t yf a c t o r si s l a r g e rt h a ns t a n d a r dp r e s c r i b e d b a s e do np a r a m e t r i cm o d e l i n ga n dr e f e r e n c et ot h e c r o s s - s e c t i o n a lf o r ma n dp l a t et h i c k n e s sd i m e n s i o n so ft h eo t h e rp r o d u c t s ，o p t i m i z et h e d e s i g no ft h et e l e s c o p i cb o o ms t r u c t u r e t oa c h i e v eal i g h t w e i g h td e s i g no ft h e t e l e s c o p i cb o o m s t r u c t u r e c o n t r o ls y s t e mo ft h ea e r i a lw o r kp l a t f o r mi sa n a l y z e db r i e f l y , a n dar e a s o n a b l e c o n t r o l l e ri ss e l e c t e d ，a l s og r o u n dc o n t r o lp a n e la n dp l a t f o r mc o n t r o lp a n e lw e r e d e s i g n e d r e f e r e n c et od o m e s t i ca n df o r e i g ns i m i l a rp r o d u c tl e v e l i n ga n ds t e e r i n g p r o g r a mt od e t e r m i n et h el e v e l i n g s t e e r i n gc o n t r o lm e t h o d ，a n dl e v e l i n gm e c h a n i s m w a s m a k ead e t a i l e dd e s i g na n di m p l e m e n t a t i o np r o g r a m l i g h t w e i g h td e s i g na c h i e v e da f t e rf i n i t ee l e m e n ta n a l y s i sa n do p t i m i z a t i o nd e s i g n o ft e l e s c o p i cb o o m ，i m p r o v eo v e r a l lp e r f o r m a n c ea n ds e c u r i t yo ft h ew o r kp l a t f o r m ， b u ta l s or e d u c e se n e r g yc o n s u m p t i o n ，m a k i n gt h ep l a t f o r mm o r el o w c a r b o ne n e r g y s a v i n ga n de n v i r o n m e n t a lp r o t e c t i o n t h ew o r kp r o v i d e sd e s i g nf o u n d a t i o na n dt h e o r y g i s tf o rf u r t h e rr e s e a r c h e sa b o u ta e r i a lw o r kp l a t f o r m ，a n dt h em e t h o d sp r o v i d e s r e f e r e n c ef o rc o r r e l a t i v er e s e a r c h k e yw o r d ：a e r i a lw o r kp l a t f o r m ；t e l e s c o p i cb o o m ；o p t i m i z a t i o nd e s i g n ；c o n t r o l i i s y s t e m 第l 章绪论 m i | 曼鼍置量量曼曼量皇鼻鼍量罾鲁曼皇旨舅量量曼吕曼曼鼍曼曼鼍置鲁邑量曼置| 舅皇量皇量舅 1 1 课题研究的背景与意义 第1 章绪论 高空作业平台是用来运送工作人员和工作装备到指定高度进行作业的一种大 型工程机械设备f 1 ，2 ，3 1 。高空作业平台广泛用于电力、路灯、市政、园林、通信、 机场、造( 修) 船、交通、广告、摄影等高空作业领域。随着社会的高速前进和经 济的飞速发展，城市建设进程的加快，不断涌现的大型建筑物，市政电力部门等 各种养护，城市消防，港e l ，造船等行业都离不开高空作业设备【4 ，5 ，6 1 。工程机械 作为机械行业的一个分支，越来越受到人们的关注，工程机械的发展直接影响到 城市化建设的进程。工程机械在发达工业国家都作为一个重点行业来发展【刀。 本课题以g k s 2 5 型自行式伸缩臂高空作业平台为研究对象，在建立三维模型 的基础上，对工作部分进行有限元分析及轻量化设计。该作业平台作业高度为2 5 米左右，作业臂的性能直接影响到作业人员的安全性，传统的计算方法是在起重 机的伸缩臂的计算方法基础上，再对高空作业平台受力进行简化，逐一求出各节 臂的受力大小及应力分布情况，这样计算使得计算过程变得复杂，而且整个产品 的设计周期较长，计算结果的准确性也难以保证，为了保证结构安全，通常需要 取较大的安全系数，这就使得材料的性能没有得到充分利用，造成了浪费，产品 的生产成本也相应的升高了。 本文利用a n s y s 有限元软件对高空作业平台工作部分进行整体建模，然后 将实际载荷加载到工作部分的受力节点上，能够很好的模拟伸缩臂结构在工作过 程中的受力情况，计算结果的准确性也是可以得到保证的。在伸缩臂结构有限元 分析的基础上，对伸缩臂结构进行轻量化设计，使得伸缩臂结构的质量在满足工 作要求的条件下达到最小，从而达到减少能源消耗，降低排放，实现低碳的目的。 山东大学硕士学位论文 1 2 高空作业平台的分类 高空作业平台主要由工作平台、臂架结构、车身及底盘等部分构成，根据 g b t 9 6 4 5 2 0 0 8 高空作业车中规定：高空作业车按照伸展结构可以分为垂直 升降式，折叠臂式，伸缩臂式，混合式。 各种结构的高空作业平台如图1 1 所示。 ( a ) 剪叉式 ( b ) 折叠臂式( c ) 伸缩臂式( d ) 混合臂式 图l - 1 各种形式的高空作业平台 垂直升降式高空作业平台主要有两种结构形式，一种是剪叉式高空作业平台， 臂架的结构特点是由相同的几根工作臂相互铰接，形成剪叉结构，工作过程中， 依靠液压缸伸缩来实现工作平台的升降。这种高空作业平台在升降过程中，工作 平台始终保持水平，无需调平，其结构简单，工作安全可靠，承载量大，一般作 业高度不超过2 0 m ，是发展最早的一种高空作业平台。另一种垂直升降式高空作 业平台是桅柱式高空作业平台，桅柱式高空作业平台又可分为单桅柱式和多桅柱 式高空作业平台，其臂架是由铝合金组成，由钢丝绳牵拉实现工作平台的上升或 下降，工作平台升降过程中工作平台始终保持水平，无需调平，结构简单，但是 承载量和作业高度都较小，主要用于更换电灯等小载荷工作环境。 折叠臂式高空作业平台的各节作业臂末端铰接，形成转动副连接。由于结构 尺寸限制，通常折叠臂式高空作业平台的工作臂不超过三节，作业高度也受到限 制。折叠臂式高空作业平台采用平行四连杆结构调平，故调平精度高，能实现自 动调平，安全性、可靠性较高，国内发展的高空作业平台多数采用这种结构。 伸缩臂式高空作业平台由多节伸缩臂构成，在作业时，可将作业臂伸出，以 第l 章绪论 满足大高度作业要求，不工作时，可将作业臂收起，以减小收藏尺寸。这种结构 的高度作业平台操作简单，运行平稳，工作效率高，需要独立的调平机构，大高 度的高空作业平台上广泛采用伸缩臂结构，2 0 1 0 年上海宝马展上展出的高度超过 3 0 m 的高度作业平台的臂架形式全部都使用了伸缩臂结构。 混合臂式高空作业平台的臂架结构是同时采用伸缩结构和折叠结构，因而同 时具有两者的优点，但是其结构比较复杂，不能实现自动调平功能，需要配备独 立的调平机构。目前作业高度超过4 5 米的高空作业车基本上都采用这种臂架结 构，如美国j l g 的j s l 3 5 0 和g e n i e 的z 1 3 5 两种型号的高空作业平台都采用混 合臂结构，其平台高度为1 3 5 m c h ( 4 1 m ) 。如图1 2 所示。 图1 - 2j l gj s 3 5 0 和g e n i ez 1 3 5 高空作业平台 1 3 高空作业平台国内外发展现状 1 3 1 国外发展情况 在发达工业国家和地区，高空作业车的发展已有近百年历史。产品呈现系列 化发展，规格齐全，结构型式较多，各具特色【8 1 。总体上看，产品技术成熟，市 场广泛，平台的载荷最大可以达到5 0 0 k g ，作业高度也早己超过l1 0 m 9 a o ，具有 多种安全保护措施，作业场地适应能力较强。在欧洲，高空作业机械多是以汽车 山东大学硕十学位论文 底盘为主的高空作业车形式，主要制造商有德国的r u t h m a n n ，芬兰的 b r o n t o ，法国的h a u l o t t e ，意大利的o i ls t e l l 、m e r l o 、a i r o 等。其 中德国的r u t h m a n n 生产的t t s1 0 0 0 型号高空作业车最大作业高度达 1 0 0 4 m 1 l 】承载质量为5 0 0 k g ，芬兰的b r o n t o 制造的用于消防的高空作业车f l l 2 h l a 采用奔驰的七轴底盘，最大高度达到11 2 m ，可实现每分种灌水量3 8 0 0 l 最 大承载质量达到7 0 0 k g l l 2 】，堪称世界之最。美国的高空作业机械多是以自行底盘 为载体的高空作业平台，其结构小巧紧凑，运动灵活。如j l g 和g e n i e 的产品 均以自行式底盘为主的高空作业平台形式，j l g 生产的1 5 0 h a x 和1 5 0 0 s j 高空 作业平台最大作业高度为1 5 0 英尺，g e n i e 生产的z 1 3 7 7 0 型高空作业平台最大 作业高度为1 3 5 英尺。不同生产厂商生产的产品各不相同，但是发达工业国家生 产的产品归纳起来，主要有以下特点【1 3 1 ： ( 1 ) 控制系统智能化程度高。例如，g e n i e 的高空作业平台大量采用比例控 制，对各种操作都有检测功能，可实现自动控制。某些作业高度较大的车型配备 可伸缩式车轴，以扩大底盘的尺寸，提高作业的稳定性和安全性。在车轴没有完 全伸出时，臂架伸缩和变幅功能被屏蔽，这就有效的防止了误操作的可能性，保 证了作业的安全。在操作上，上下操作面板均设有功能按钮，防止不当操作。上 控制面板由两个比例控制手柄和其他操作按钮组成，控制系统高度集成，只需两 个操作手柄就可以实现所有动作的控制，使得整车的操作极为简单，操作人员的 劳动强度也很小，保证了安全性和可靠性。 ( 2 ) 新型合金材料的大量应用。国外高空作业产品臂架结构设计合理，多采 用活动臂架支点，有效了增大了作业高度，减小了收收藏尺寸。高强度合金材料 的应用，有效的减小了工作臂的截面尺寸和臂架的自身重量，减小了或省去了配 重，对整车的轻量化设计极为有利。非主要受力部分采用轻质高强度铝合金材料， 如g e n i e 的t z 5 0 型拖车式高空作业平台，工作平台部分全部采用铝合金材料， 极大地降低了工作部分质量，减小了倾翻力矩，提高了底盘的稳定性能。相同作 业高度的国外高空作业车与国内产品相比，结构更加紧凑。 ( 3 ) 系统安全性高。国外高空作业平台产品设置了多种安全保护装置。主要 4 第1 章绪论 包括：采用实现泡沫填充轮胎，减少漏气的机率，防止爆胎的危险；采用摆动轴 系统，即使行驶于不平路面时，也可以保持车身的水平，以保证作业安全性；大 高度作业平台采用比例调平；臂架伸出及仰角变化超过一定值时，行驶速度自动 降低到安全值以内；关键部件表面镀锌处理，耐腐蚀。电缆内置，以减少损坏概 率；限位控制，平台的过载保护，高电压附近作业时的自动报警系统，车身倾斜 报警系统等。有了各种安全装置，有效地保证了工作人员的安全。 ( 4 ) 功能附件齐全。国外高空作业平台上配备许多功能附件，如焊机组件， 发电机组件，高级航空器碰撞组件等等。 ( 5 ) 做工精良。国外先进的制造技术和工艺水平用于高空作业平台的生产， 使得产品的性能较高，同时基础零部件制造水平高，整车的性能可靠。 ( 6 ) 市场成熟。在发达国家，高空作业平台以租赁为主，所有的高空作业必 须使用高空作业车，市场较为广泛。欧美国家和部分地区的年需求量均超过1 万 台【14 1 ，同时国外有较为完善的技术标准和培训体系。 1 3 2 国内发展情况 我国高空作业车行业从上世纪6 0 年代开始起步，随着改革开放的深入，逐渐 引入国外高新技术及其产品，高空作业机械在我国得到了较快发展，开始在市政、 园林，电力等行业推广使用。在消防救援高空机械产品中，主要产品是以高空作 业车为主。代表产品有锦州重型机械股份有限公司开发出5 0 m 产品，沈阳北方交 通重工集团开发了5 3 m 产品，徐州重型机械有限公司开发出9 0 m 产品。 在自行式高空作业平台产品中，国内起较晚，但是发展很快，诞生了许多新 型企业，比较有代表性的有浙江鼎力、湖南运想重工、湖南星邦重工、北京京城 重工等几家知名企业，其产品已经形成系列化。例如星邦重工生产的高空作业平 台已形成直臂系列、曲臂系列、剪叉系列、铝合金系列等多个系列，各系列之间 产品结构类似，其作业高度，作业范围和功能各有差异。浙江鼎力生产的高空作 业平台包含4 个系列，2 5 种机型，直臂系列产品广泛采用伸缩臂结构形式，作业