專利名稱：高空作業(yè)車智能控制系統(tǒng)及其高空作業(yè)車的制作方法
技術領域：
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本實用新型涉及一種絕緣高空作業(yè)車智能控制系統(tǒng)和帶該智能控制系統(tǒng)的高空作業(yè)車。
技術背景
隨著市場經濟的迅速發(fā)展，高空作業(yè)車在我國許多領域得到了廣泛的應用。在輸配電線 路帶電檢修作業(yè)中，需要有一種作業(yè)高度26米，作業(yè)幅度ll米，并能在高壓電線空隙中穿 過作業(yè)的絕緣高空作業(yè)車，傳統(tǒng)車輛在轉臺用機械調速閥對機構進行操作，精確動作性能差。 轉臺操作人員必須憑經驗控制高空作業(yè)人員的作業(yè)位置，由于距離遠，操控難度相當大，而 離作業(yè)環(huán)境更近的高空作業(yè)人員卻無法控制車輛。另外為滿足整車的穩(wěn)定性，原車型體積龐 大，重量重。而折疊臂加雙伸縮臂絕緣高空車來說，智能控制作業(yè)范圍控制仍存在較大困難。 因此，開發(fā)一種高空作業(yè)車全智能控制系統(tǒng)，使得操作人員只需經過簡單的培訓即可安全平 穩(wěn)的操作車輛，有著極其重要的意義。
發(fā)明內容
本實用新型所要解決的技術問題是提供一種全智能高效方便的高空作業(yè)車智能控制系 統(tǒng)和帶該智能控制系統(tǒng)的高空作業(yè)車。
本實用新型解決上述技術問題所采用的技術方案是該高空作業(yè)車智能控制系統(tǒng)，其特 征在于設置有無線遙控裝置、上臂長度傳感器、上下臂夾角編碼器、轉臺回轉角度編碼器、 支腿接地檢測行程開關、水平伸出檢測行程開關、控制器、下臂角度傳感器、下臂長度傳感 器、臂托架行程開關、程序下載端口、液晶顯示屏、五聯(lián)比例闊組、油路切換閥、轉臺操作 開關、支腿動作開關、轉臺電位器手柄，無線遙控裝置包括無線發(fā)射裝置和無線接收裝置兩 部分，無線發(fā)射裝置安裝在絕緣斗上，無線接收裝置設置在轉臺操作箱內，無線發(fā)射裝置的
動作信號通過無線方式傳送至無線接收裝置，控制器設置有CAN總線端口、模擬量輸入口、
p觀信號輸出口、開關量輸入口、開關量輸出口，無線接收裝置、上下臂夾角編碼器、轉臺
回轉角度編碼器、程序下載端口、液晶顯示屏均與控制器的CAN總線端口連接，上臂長度傳 感器、下臂角度傳感器、下臂長度傳感器、轉臺電位器手柄均與控制器的模擬量輸入口連接， 五聯(lián)比例閥組、油路切換閥均與控制器的P麗信號輸出口連接，支腿接地檢測行程開關、水 平伸出檢測行程開關、臂托架行程開關、轉臺操作開關、支腿動作開關均與控制器的開關量 輸入口連接，控制器的開關量輸出口與工程燈、系統(tǒng)故障報警燈、作業(yè)范圍限制燈、應急泵、 發(fā)動機連接，上臂長度傳感器安裝在上臂上并用來檢測絕緣伸縮臂的伸縮位置，下臂長度傳 感器安裝在下臂上并用來檢測下伸縮臂的伸縮位置，上下臂夾角編碼器安裝在上臂與下伸縮臂連接部并用來檢測上臂與下臂之間的夾角，下臂角度傳感器安裝在下臂的尾部并用來檢測 下臂與水平面的仰角角度,轉臺回轉角度編碼器安裝在轉臺內部的電刷里并用來檢測轉臺回
轉的角度，轉臺操作箱安裝在轉臺上，轉臺操作箱設置有轉臺操作開關、轉臺電位器手柄、 液晶顯示屏、控制器、無線接收裝置，臂托架行程開關安裝臂托架上并用來檢測下臂是否已 復位，支腿動作開關安裝在車架上并用來檢測是否進行支腿操作，四個支腿接地檢測行程開 關分別安裝在四個水平支腿上并用來檢測垂直支腿是否可靠接地，八個水平伸出檢測行程開 關安裝在車架上并用來檢測四個水平支腿的伸出位置，控制器通過PWM信號來控制五聯(lián)比例 閥組和油路切換閥，五聯(lián)比例閥組直接控制上臂升降油缸、上臂伸縮油缸、下臂升降油缸、 下臂伸縮油缸、轉臺回轉馬達，油路切換閥用來控制支腿動作與上部機構動作的油路切換， 控制器與調試電腦連接，以便用調試軟件對高空作業(yè)車進行調試，控制器與轉臺操作開關中 的發(fā)動機起動熄火開關、應急泵開關、發(fā)動機油門自動控制開關、緊急停止幵關、作業(yè)范圍 限制解除開關連接，轉臺電位器手柄用來實現(xiàn)在轉臺上對上部機構動作的控制。
本實用新型所述無線發(fā)射裝置設置有遙控自動油門開關、遙控應急泵開關、遙控發(fā)動機 起動熄火開關、遙控緊急停止開關、遙控上臂升降手柄、遙控上臂伸縮手柄、遙控下臂升降 手柄、遙控下臂伸縮手柄、遙控轉臺回轉手柄。
本實用新型所述轉臺電位器手柄包括上臂升降手柄、上臂伸縮手柄、下臂升降手柄、下 臂伸縮手柄、轉臺回轉手柄，上臂升降手柄、上臂伸縮手柄、下臂升降手柄、下臂伸縮手柄、 轉臺回轉手柄均與控制器連接。
本實用新型智能控制系統(tǒng)根據(jù)水平支腿和垂直支腿的具體位置確定上部機構有效動作 范圍。
本實用新型智能控制系統(tǒng)在下臂、下伸縮臂、上臂、絕緣伸縮臂、轉臺動作接近設定位 置時進行自動速度控制。
本實用新型所述液晶顯示屏對高空作業(yè)車作業(yè)狀況進行全面顯示，包括下臂長度、下臂 仰角、上臂長度、上臂仰角、轉臺回轉角度、作業(yè)高度、作業(yè)幅度以及水平支腿和垂直支腿 的伸出和接地狀態(tài)，且在系統(tǒng)故障時顯示故障情況。
本實用新型所述控制器采用TTC200控制器，控制器采用獨立的看門狗電路監(jiān)視程序運 行，內置CPU溫度檢測功能，具有輸入輸出端口的短路保護及自診斷功能和電磁比例閥的P麵 信號的內部電流反饋功能。
本實用新型解決上述技術問題所采用的技術方案還包括一種帶上述智能控制系統(tǒng)的高 空作業(yè)車，該高空作業(yè)車設置有高空作業(yè)車智能控制系統(tǒng)、絕緣斗、絕緣伸縮臂、上臂、上 臂升降油缸、下伸縮臂、下臂、下臂升降油缸、轉臺、轉臺操作箱、垂直支腿、水平支腿、車架、臂托架、工程燈、系統(tǒng)故障報警燈、作業(yè)范圍限制燈、應急泵、發(fā)動機、上臂伸縮油 缸、下臂伸縮油缸，絕緣伸縮臂與絕緣斗鉸接，絕緣伸縮臂與上臂活動連接，上臂伸縮油缸 安裝在上臂里并用來推動絕緣伸縮臂的伸縮，上臂與下伸縮臂頭部連接，下伸縮臂與下臂活 動連接，下臂伸縮油缸安裝在下臂里并用來推動下伸縮臂的伸縮，上臂升降油缸安裝在上臂 上并與下伸縮臂頭部的連桿連接，下臂起伏油缸安裝在轉臺上并與下臂連接，轉臺操作箱安
裝在轉臺上，轉臺、臂托架均安裝在車架上，發(fā)動機通過取力器驅動液壓泵來提供整車液壓 動力，四個水平支腿與車架活動連接，每個水平支腿與安裝在其上的垂直支腿活動連接。
本實用新型針對整車控制系統(tǒng)實施的整車調試系統(tǒng)，主要包括CAN設備的設定，傳感器 起終點的參數(shù)標定，電位器手柄的中位、死區(qū)、輸出曲線設定，比例閥起點電流、終點電流， 上升斜坡、下降斜坡設定，車體結構參數(shù)設定，減速緩沖位置及減速系數(shù)設定，動作范圍限 制參數(shù)設定。
本實用新型采用的智能控制系統(tǒng)，通過控制器實施對整車作業(yè)狀況的控制，作業(yè)范圍大， 安全可靠，取代了傳統(tǒng)折疊臂加多節(jié)式伸縮臂式高空作業(yè)車人為控制車輛安全的作業(yè)方式。


圖1為本實用新型實施例的結構示意圖。 圖2為本實用新型實施例的電路控制圖。 圖3為本實用新型實施例的控制程序框圖。
圖中1、絕緣斗1 2、無線遙控裝置3、絕緣伸縮臂4、上臂長度傳感器5、上臂 6、上臂升降油缸7、上下臂夾角編碼器8、下伸縮臂9、下臂10、下臂升降油缸11、 轉臺12、轉臺回轉角度編碼器13、轉臺操作箱14、垂直支腿15、支腿接地檢測行程 開關16、水平支腿17、水平伸出檢測行程開關18、控制器19、下臂角度傳感器20、 下臂長度傳感器21、車架22、臂托架行程開關23、臂托架24、程序下載端口 25、液 晶顯示屏26、五聯(lián)比例閥組27、油路切換閥28、調試電腦29、通訊轉換接口 30、 工程燈31、系統(tǒng)故障報警燈32、作業(yè)范圍限制燈33、應急泵34、發(fā)動機35、連桿37、 轉臺操作開關38、支腿動作開關39、轉臺電位器手柄。
具體實施方式
參見圖l、圖2，本實用新型實施例高空作業(yè)車智能控制系統(tǒng)包括無線遙控裝置2、上臂 長度傳感器4、上下臂夾角編碼器7、轉臺回轉角度編碼器12、支腿接地檢測行程開關15、 水平伸出檢測行程開關17、控制器18、下臂角度傳感器19、下臂長度傳感器20、臂托架行 程開關22、程序下載端口24、液晶顯示屏25、五聯(lián)比例閥組26、油路切換閥27、調試電腦 28、通訊轉換接口29、轉臺操作開關37、支腿動作開關38、轉臺電位器手柄39,無線遙控裝置2包括無線發(fā)射裝置2_1和無線接收裝置2一2兩部分，無線發(fā)射裝置2一1安裝在絕緣斗 1上，無線接收裝置2一2設置在轉臺操作箱13內，無線發(fā)射裝置2_1的動作信號通過無線方 式傳送至無線接收裝置2一2。本實用新型實施例高空作業(yè)車包括高空作業(yè)車智能控制系統(tǒng)以 及絕緣斗l、絕緣伸縮臂3、上臂5、上臂升降油缸6、下伸縮臂8、下臂9、下臂升降油缸 10、轉臺ll、轉臺操作箱13、垂直支腿14、水平支腿16、車架21、臂托架23、工程燈30、 系統(tǒng)故障報警燈31、作業(yè)范圍限制燈32、應急泵33 (應急泵33是發(fā)動機故障時提供備用動 力的裝置)、發(fā)動機34、連桿35、上臂伸縮油缸、下臂伸縮油缸。無線發(fā)射裝置2」安裝在 絕緣斗1上，無線接收裝置2—2設置在轉臺操作箱13內，絕緣伸縮臂3與絕緣斗1鉸接， 絕緣伸縮臂3與上臂5活動連接，上臂伸縮油缸安裝在上臂5里并用來推動絕緣伸縮臂3的 伸縮，上臂長度傳感器4安裝在上臂5上并用來檢測絕緣伸縮臂3的伸縮位置，上臂5與下 伸縮臂8頭部絞接，下伸縮臂8與下臂9活動連接，下臂伸縮油缸安裝在下臂9里并用來推 動下伸縮臂8的伸縮，下臂長度傳感器20安裝在下臂9上并用來檢測下伸縮臂8的伸縮位 置，上下臂夾角編碼器7安裝在上臂5與下伸縮臂8連接部，上臂升降油缸6安裝在上臂5 上，伸縮時推動下伸縮臂8頭部的連桿35，使得上下臂夾角編碼器7轉動軸旋轉，檢測出上 臂5與下臂9之間的夾角，下臂起伏油缸10安裝在轉臺11上并與下臂9連接，下臂角度傳 感器19安裝在下臂9的尾部并用來檢測下臂9與水平面的傾斜角度，轉臺回轉角度編碼器12 安裝在轉臺11內部的電刷里并用來檢測轉臺11回轉的角度，轉臺操作箱13安裝在轉臺n 上，轉臺操作箱13設置有轉臺操作開關37、轉臺電位器手柄39、液晶顯示屏25、控制器 18、無線接收裝置2_2，轉臺操作箱13上的系統(tǒng)故障報警燈31、作業(yè)范圍限制燈32用來提 醒操作人員安全操作，臂托架行程開關22安裝臂托架23上，用來檢測下臂9是否已復位， 支腿動作開關38檢測是否進行支腿操作，轉臺11安裝在車架21上，臂托架23安裝在車架 21上，四個水平支腿16與車架21活動連接，安裝在汽車底盤上的發(fā)動機34通過取力器驅 動液壓泵，提供上臂升降油缸6、上臂伸縮油缸、下臂升降油缸IO、下臂伸縮油缸、轉臺回 轉馬達、水平支腿油缸、垂直支腿油缸的液壓動力，每個水平支腿16與安裝在其上的垂直 支腿14活動連接，四個支腿接地檢測行程開關15分別安裝在四個水平支腿16上并用來檢 測垂直支腿14是否可靠著地，八個水平伸出檢測行程開關17安裝在車架21上并用來檢測 四個水平支腿16的伸出位置。
本實用新型實施例的無線發(fā)射裝置2一1有五個遙控手柄(遙控上臂升降手柄、遙控上臂 伸縮手柄、遙控下臂升降手柄、遙控下臂伸縮手柄、遙控轉臺回轉手柄)和四個遙控開關(遙 控自動油門開關、遙控應急泵開關、遙控發(fā)動機起動熄火開關、遙控緊急停止開關)，遙控 手柄與開關動作信號通過無線方式傳送至無線接收裝置2—2。控制器18通過CAN總線端口CAN—A與無線接收裝置2—2連接，接收無線操作信號。程序下載端口24、液晶顯示屏25、轉 臺回轉角度編碼器12、上下臂夾角編碼器7均與控制器18通過CAN總線端口 CAN—A連接， 程序下載端口 24可以進行控制程序的下載。下臂長度傳感器20、上臂長度傳感器4、下臂 角度傳感器19的模擬量信號分別輸入到控制器18的模擬量輸入口的EA01、 EA02、 EA03端 口?？刂破?8的P麗(脈沖寬度調制)信號輸出口的LA24、 LA25、 LAOO、 LAOl、 LA02、 LA03、 LA04、 LA05端口與五聯(lián)比例闊組26連接，控制器18的PWM信號輸出口的LA26、 LA27端口 與油路切換閥27連接，五聯(lián)比例閥組26直接控制上臂升降油缸6、上臂伸縮油缸、下臂升 降油缸IO、下臂伸縮油缸、轉臺回轉馬達，控制器18用脈沖寬度調制信號通過五聯(lián)比例閥 組26分別實現(xiàn)上臂升降動作、上臂伸縮動作、下臂升降動作、下臂伸縮動作、轉臺回轉動 作，控制器18用脈沖寬度調制信號通過油路切換閥27控制支腿(包括水平支腿16、垂直支 腿14)動作與上部機構(絕緣臂3、上臂5、下伸縮臂8、下臂9、轉臺ll)動作的油路切 換?？刂破?8通過aN總線端口CAN—B經過通訊轉換接口29與調試電腦28連接，以便用 調試軟件對整車進行調試?？刂破?8的開關量輸出口的LA17、 LA18、 LA19端口與發(fā)動機34 連接，分別輸出發(fā)動機高速信號、發(fā)動機中速信號、發(fā)動機起動熄火信號，控制器18的開 關量輸出口的LA20、 LA21、 LA22、 LA120端口分別輸出應急泵33、作業(yè)范圍限制燈32、系 統(tǒng)故障報警燈31、工程燈30的控制信號?？刂破?8的開關量輸入口的ET00、 ETOl、 ET02、 ET03、 ET04端口分別與轉臺操作開關37中的發(fā)動機起動熄火開關、應急泵開關、發(fā)動機油 門自動控制開關、緊急停止開關、作業(yè)范圍限制解除開關連接，用來完成相應的動作。控制 器18的開關量輸入口的EAD11與臂托架行程開關22連接，控制器18的開關量輸入口的EAD05 與支腿動作開關38連接。水平伸出檢測行程開關17 (包括車輛左側前后兩只水平支腿16 全伸檢測行程開關、車輛右側前后兩只水平支腿16全伸檢測行程開關、車輛左側前后兩只 水平支腿16半伸檢測行程開關、車輛右側前后兩只水平支腿16半伸檢測行程開關)共有八 只，安裝在車架21上，分別用來檢測車輛左側前后和右側前后水平支腿16的全伸、半伸狀 態(tài)，當沒有全伸和半伸信號時判斷水平支腿16處于全縮狀態(tài)，車輛左側前后兩只水平支腿 16全伸檢測行程開關串聯(lián)后與控制器18的開關量輸入口的EAD06連接，車輛右側前后兩只 水平支腿16全伸檢測行程開關串聯(lián)后與控制器18的開關量輸入口的EAD07連接，車輛左側 前后兩只水平支腿16半伸檢測行程開關串聯(lián)后與控制器18的開關量輸入口的EAD08連接， 車輛右側前后兩只水平支腿16半伸檢測行程開關串聯(lián)后與控制器18的開關量輸入口的 EAD09連接。四只支腿接地檢測行程開關15串聯(lián)后與控制器18的開關量輸入口的EAD10連 接。轉臺電位器手柄39包括上臂升降手柄、上臂伸縮手柄、下臂升降手柄、下臂伸縮手柄、 轉臺回轉手柄五個，分別與控制器18的模擬量輸入口的EADOO、 EADOl、 EAD02、 EAD03、 EAD04連接，用來檢測轉臺電位器手柄信號的輸入。
本實施例通過八只水平伸出檢測行程開關17檢測四只水平支腿16伸出的狀態(tài)，判斷左 右側水平支腿16在全縮狀態(tài)，半伸出狀態(tài)，還是全伸出狀態(tài)。四只支腿接地行程開關15檢 測四只垂直支腿14是否可靠著地。通過回轉電刷內安裝的轉臺回轉角度編碼器12檢測轉臺 ll的回轉角度，通過下臂角度傳感器19檢測下臂9仰角，通過上下臂夾角編碼器7檢測上 下臂之間的夾角。通過拉線式下臂長度傳感器20檢測下臂5伸出長度，通過拉線式上臂長 度傳感器4檢測絕緣臂3伸出長度。
本實施例在轉臺操作箱13上設置了五只轉臺電位器手柄39控制整車的動作，另外設有 轉臺操作幵關37。轉臺操作部還配置了一款CAN總線接口的液晶顯示屏25，對整車的作業(yè) 狀況全面顯示，包括下臂長度、下臂仰角、上臂長度、上臂仰角、回轉角度、作業(yè)高度、作 業(yè)幅度、以及四只水平支腿16和垂直支腿14的伸出和接地狀態(tài)，同時也是系統(tǒng)故障時顯示 故障情況的界面。
本實施例的無線遙控裝置2可在絕緣斗1內操作無線發(fā)射裝置2_1，無線接收裝置2一2 接收到無線信號，并通過CAN總線將信號傳輸給控制器18，實現(xiàn)對整車機構的操作，操作功 能與轉臺操作箱13相同，但轉臺操作具有動作優(yōu)先權。
依據(jù)水平支腿伸出的狀態(tài)，控制器18根據(jù)程序內部設定的允許作業(yè)范圍，對各種機構 動作進行控制，實現(xiàn)在整車有效作業(yè)范圍的安全動作，當超出有效作業(yè)范圍時，作業(yè)范圍限 制指示燈32點亮，危險操作動作自動被禁止。依據(jù)檢測到的各種信號判斷整車的工作姿態(tài)， 實現(xiàn)對五聯(lián)比例閥組26控制信號進行自動調整，從而控制機構的最大動作速度，實現(xiàn)高空 作業(yè)的平穩(wěn)操作。當各機構動作時，控制器18根據(jù)機構動作情況，自動給出發(fā)動機高速信 號和發(fā)動機中速信號，控制發(fā)動機34轉速改變。當檢測到傳感器系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，系統(tǒng)故 障報警燈31點亮，所有動作將停止，此時只允許通過轉臺操作開關37的作業(yè)范圍限制解除 開關強行操作機構，此時的操作無法受到控制器18的安全保障控制，必須人為控制車輛的 安全，此項功能是在傳感器系統(tǒng)出現(xiàn)故障時進行收車的保障辦法。另外在控制系統(tǒng)出現(xiàn)異常 時，通過無線發(fā)射裝置2一1上的遙控緊急停止開關或轉臺操作開關37的緊急停止開關使控 制器18的所有輸出全部停止，確保整車的安全。
本實施例的核心控制部件是TTC200控制器。它是一款專用于特種工程車輛控制的高可 靠性的可編程序控制器，能適用于長期惡略工作環(huán)境。它硬件資源豐富，具有20路模擬量 輸入、12路開關量輸入、12路P麗信號輸出、19路開關量輸出、2路C緒總線接口，另外 還能提供2個5V的傳感器標準電源和一個10V的電位器手柄的標準電源。除此之外，控制 器18采用獨立的看門狗電路監(jiān)視程序運行，內置CPU溫度檢測功能，還有輸入輸出端口的短路保護及自診斷功能，電磁比例閥的PWM信號的內部電流反饋功能，大幅提高了控制系統(tǒng) 安全可靠性及控制輸出的準確性。TTC200的編程平臺采用了符合IEC61131-3標準的CODESYS 軟件，可采用ST結構化文本語言進行編程，能適用于各種復雜的控制運算系統(tǒng)。TTC200共 提供高達160K的程序代碼空間，和2K用戶參數(shù)存儲空間。另外豐富的程序庫文件可以使控 制程序精煉有效。TTC200的控制程序下載通過CAN總線，調試電腦28與CAN總線的連接轉 換采用了通信轉換接口 29，它實現(xiàn)了調試電腦28的USB端口與CAN總線的通訊。
參見圖3，本實用新型實施例的控制方法包括以下步驟讀取控制器18的EEPR0M中的 系統(tǒng)參數(shù)值，CAN總線初始化，系統(tǒng)參數(shù)賦值，CAN數(shù)據(jù)讀取，智能控制系統(tǒng)調試，讀輸入 信號(包括各類傳感器及行程開關信號)，傳感器故障判斷，計算車體姿態(tài)，動作速度系數(shù) 計算，手柄信號處理，作業(yè)范圍計算，系統(tǒng)故障判斷，當系統(tǒng)故障情形存在時進入緊急處理 機制，沒有系統(tǒng)故障情形或者緊急處理機制完成后進入PWM信號處理，控制信號輸出，顯示 數(shù)據(jù)發(fā)送。
本實用新型的智能控制系統(tǒng)調試步驟包括調試軟件聯(lián)機判斷，當檢測到調試軟件請求 時，依據(jù)調試軟件發(fā)出的修改指令，可對控制器18的2K EEPROM進行系統(tǒng)參數(shù)的初始化， 將車輛控制的經驗參數(shù)存儲到控制器中，也可對當前EEPROM中的數(shù)據(jù)進行讀取，通過調試 軟件顯示當前EEPROM中的參數(shù)值，可以對EEPROM中的任何單個參數(shù)進行更改，同時通過調 試軟件的監(jiān)控指令對控制系統(tǒng)的各種輸入輸出信號，及相關運算參數(shù)進行讀取，以作為系統(tǒng) 檢查及故障檢修時的依據(jù)。
控制流程中的主要工作包括
系統(tǒng)開機后，程序讀取EEPROM中的數(shù)據(jù)，對系統(tǒng)參數(shù)進行賦值，啟動系統(tǒng)中的CAN設 備，接受CAN總線數(shù)據(jù)，讀取各類傳感器及行程開關信號，并檢測傳感器故障情況，計算車 體姿態(tài)，計算有效作業(yè)范圍，計算當前車體狀態(tài)下的所有動作的速度系數(shù)，處理操作手柄控 制信號，對五聯(lián)比例閥組和油路切換閥相應端口進行P麗控制信號處理及輸出，對其它控制 信號端口進行輸出，通過CAN總線對液晶顯示屏發(fā)送顯示數(shù)據(jù)。當控制系統(tǒng)檢測到系統(tǒng)故障 (包括傳感器故障，作業(yè)范圍故障)時，執(zhí)行緊急處理程序，控制所有動作停止并發(fā)出故障 報警信號，此時可以通過作業(yè)范圍解除開關，進行收車動作。程序中留有調試軟件的接口， 可以根據(jù)調試軟件的修改指令和監(jiān)控指令執(zhí)行相應的功能。，
專用調試軟件
整車裝配完成后，須采用調試軟件對整車進行調試，使其性能優(yōu)化。調試軟件主要完成 以下功能。
1、通過該調試軟件對TTC200內的2K Byte EEPROM進行改寫，從而對車輛進行全面的性能調試。主要包括傳感器起終點的參數(shù)標定，電位器手柄的中位、死區(qū)、輸出曲線設定， 比例閥起點電流、終點電流，上升斜坡、下降斜坡設定，車體結構參數(shù)設定，減速緩沖位置 及減速系數(shù)設定，動作范圍限制參數(shù)設定。在車輛初次調試時導入近三百個經驗數(shù)據(jù)，然后 對所有動作逐一進行檢查，并適當修改參數(shù)，可以滿足車輛性能全面提升。另外調試軟件具 有強大監(jiān)視功能，對程序內部數(shù)據(jù)進行顯示。包括傳感器的輸入，電位器手柄的輸入，各種 開關的輸入，無線遙控信號的輸入，速度控制系數(shù)當前值，比例閥輸出，開關量的輸出，以 及車體當前姿態(tài)的顯示，及系統(tǒng)故障情況的顯示。通過監(jiān)視系統(tǒng)內部數(shù)據(jù)可以對車輛出現(xiàn)故 障時進行全面又方便檢測。
2、通過調試軟件可對CAN總線旋轉編碼器進行元件ID號設定，數(shù)據(jù)通訊速度設定， 零點位置設定，旋轉方向設定。
該智能控制系統(tǒng)的幾個創(chuàng)新點包括
一、各種工作情況下的作業(yè)范圍自動控制。
檢測水平支腿16的六種狀態(tài)，左側水平支腿16的全縮狀態(tài)，即左側兩只垂直支腿14 的中心與轉臺11的中心之間的距離均大于等于1100mm，但其中一只或兩只垂直支腿14的中 心與轉臺11的中心之間的距離小于1555mm;左側水平支腿16的半伸狀態(tài)，即左側兩只垂直 支腿14的中心與轉臺11的中心之間的距離均大于等于1555ram,但其中一只或兩只垂直支腿 14的中心與轉臺11的中心之間的距離小于2120mm;左側水平支腿16的全伸狀態(tài)，即左側 兩只垂直支腿14的中心與轉臺11的中心之間的距離均大于等于2120mm;右側水平支腿16 的全縮狀態(tài)，即右側兩只垂直支腿14的中心與轉臺11的中心之間的距離均大于等于 IIOO咖，但其中一只或兩只垂直支腿14的中心與轉臺11的中心之間的距離小于1555mm;右 側水平支腿16的半伸狀態(tài)，即右側兩只垂直支腿14的中心與轉臺11的中心之間的距離均 大于等于1555mm,但其中一只或兩只垂直支腿14的中心與轉臺11的中心之間的距離小于 2120咖；右側水平支腿16的全伸狀態(tài)，即右側兩只垂直支腿14的中心與轉臺11的中心之 間的距離均大于等于2120mm。
整車作業(yè)范圍分為四個區(qū)域，正前方4(T范圍、正后方40°范圍、正左側14(T范圍、 正右側14(T范圍，水平支腿16的全縮，半伸，全伸狀態(tài)決定了上部機構(指轉臺ll以上 機構)在正左側、正右側兩個區(qū)域內的有效動作范圍。正前方、正后方的作業(yè)范圍與兩側水 平支腿16全伸狀態(tài)時的正左側、正右側的作業(yè)范圍相同，即當下臂9仰角超出45。后，下 伸縮臂8可伸出0 5000mm，絕緣伸縮臂3可伸出0 1900mm，此時作業(yè)范圍最大；當下臂9 仰角小于等于45°時正前方、正后方的作業(yè)范圍與兩側水平支腿16全縮時的正左側、正右 側的作業(yè)范圍相同，即絕緣伸縮臂3與下伸縮臂8均不能夠伸出。正左側、正右側兩個區(qū)域內的有效動作范圍根據(jù)左右側水平支腿16伸出狀態(tài)不同以水平支腿16伸出較小的一側確定 作業(yè)范圍，水平支腿16在半伸狀態(tài)下當下臂9仰角超出6(T時，下伸縮臂8可伸出0 5000mm，絕緣伸縮臂3可伸出0 1900ram，當下臂9仰角小于等于60°而大于45°時，下伸 縮臂8可伸出0 2000mm，絕緣伸縮臂3可伸出0 900mm;當下臂9仰角小于等于45°時絕 緣伸縮臂3與下伸縮臂8均不能夠伸出；水平支腿16在全縮狀態(tài)下時，不管下臂9仰角如 何絕緣伸縮臂3與下伸縮臂8均不能夠伸出。該方案使車輛能適應了各種狹小道路環(huán)境，最 大限度的發(fā)揮車輛的作業(yè)能力。
二、 動作速度的人性化控制
為了滿足絕緣斗1操作人員操作的平穩(wěn)舒適性，對以下三個方面的做了速度控制。
1、 在計算完車體姿態(tài)后，將在允許機械機構接近設定位置時進行自動速度控制，使其在 設定位置時能準確停止而沒有沖擊狀況的產生。在下伸縮臂8，絕緣伸縮臂3伸縮到設定位 置前200mm時，通過控制器18控制，使得相應動作P麗信號的占空比逐漸減小，進行減速 控制，在接近設定位置時動作速度逐漸減小為0，從而實現(xiàn)動作的平穩(wěn)停止。
2、 在油缸勻速伸縮時，各動作機構因絞點位置原因造成絕緣斗l運動速度差異較大，給 操作人員操作帶來不便。在上下臂夾角從O。到140°的全范圍升降動作時，由機械機構造 成的絕緣斗1速度差異最大達到4倍，為此依據(jù)上下臂夾角的不同范圍，控制器18對上臂 升降動作P麗信號的占空比進行不同的系數(shù)修正，從而使得絕緣斗1的運動速度基本不變， 確保絕緣斗1操作人員操作的舒適平穩(wěn)性。
3、 根據(jù)機構回轉半徑對回轉時絕緣斗l速度的影響，制定了機構回轉周速的控制方案， 當工作半徑從7000mm到11000mm的變化中，控制器18對回轉動作PWM信號的占空比進行不 同的系數(shù)修正，使得回轉動作的越來越慢，確保回轉動作時絕緣斗1的回轉線速度基本不變， 確保絕緣斗1操作人員操作的舒適平穩(wěn)性。
三、 采用上下臂夾角編碼器7測量上下臂夾角，通過下臂9尾部安裝的下臂角度傳感器 19測量下臂9仰角，從而計算得出上臂5與水平面之間的夾角實現(xiàn)上臂5的仰角動作范圍控 制，該方案避免了直接在上臂5上測量上臂5與水平面之間的夾角，最大限度的解決了機構 晃動造成的上臂5仰角檢測角度數(shù)據(jù)波動較大的情況。
四、 傳感器系統(tǒng)的高安全性控制。
對每一模擬量傳感器設定了其信號有效的范圍，系統(tǒng)工作時實時檢測傳感器數(shù)值，當超 出最大或最小設定值后出現(xiàn)傳感器故障信號。對CAN總線傳感器也實施定時數(shù)據(jù)回傳檢測， 在規(guī)定時間未接收到有效的回傳數(shù)據(jù)時，判斷CAN設備故障。在傳感器故障時停止所有危險 的動作，系統(tǒng)故障報警燈31報警提示，并通過液晶顯示屏25顯示故障情況。此時必須通過
12轉臺操作箱13內設置的作業(yè)范圍解除開關才可以進行強制操作，進行收車動作。 五、誤操作提醒功能。
整車作業(yè)范圍情況復雜，操作人員有時無法對操作方向的正確性做出判斷，當動作操作 方向錯誤時，機構不動作，作業(yè)范圍限制燈32會發(fā)出聲光報警，提醒操作者。此時只有不 報警的動作才是安全有效的動作。
六、 機構保護功能。
對絕緣伸縮臂3及絕緣斗1設定了干涉防止功能，可有效的防止人員操作不當對結構造 成損害。通過控制器18，計算絕緣斗1底面距離地面的位置，當小于最小安全距離200mm 時，控制絕緣斗1繼續(xù)向下的絕緣伸縮臂3的伸動作，上臂5的降動作，下伸縮臂8的縮動 作，下臂9的升動作全部停止，防止絕緣斗1與地面的碰撞。當上下臂夾角角度小于 3°時禁止絕緣伸縮臂3、下伸縮臂8的伸縮動作停止，防止絕緣伸縮臂3與下臂9的摩擦造 成絕緣伸縮臂3的磨損。當上下臂夾角小于10°時，計算絕緣斗1的位置，當絕緣斗1的位 置距離轉臺ll、下臂9的距離小于200mm時，控制絕緣伸縮臂3的縮動作，上臂6的降動 作，下伸縮臂8的伸動作停止，防止絕緣斗l與轉臺ll、下臂9的碰撞。
七、 發(fā)動機油門自動控制功能。
根據(jù)不同的動作狀況對供油量的需求不同，實施發(fā)動機轉速高中低三速控制，改變液壓 泵的轉速，提高供油的效率。當機構不動作時或人為要求低速操作時，油門為低速，充分降 低工作噪音、節(jié)約能源消耗。當上部機構進行單獨動作時或進行支腿操作時，油門為中速， 當上部機構進行多機構復合動作時，油門為高速，提高整車的作業(yè)效率。油門的控制可通過 無線發(fā)射裝置2-1、和轉臺操作開關37中的油門自動開關進行選擇，是進行低速操作還是 由控制器18自動控制油門的速度。
八、功能完善的調試軟件。
該控制系統(tǒng)另一主要特點是配置了強大的調試軟件，調試軟件可以對該車型控制功能進 行設定，使車輛性能最佳，同時也是該控制系統(tǒng)故障檢修的重要依據(jù)。
本實用新型提高了高空作業(yè)車在智能控制技術領域的先進性，大幅提高了高空作業(yè)人 員及車輛的安全性。隨著該產品的推廣，必將產生良好的社會效益和經濟利益。
權利要求1、一種高空作業(yè)車智能控制系統(tǒng)，其特征在于設置有無線遙控裝置、上臂長度傳感器、上下臂夾角編碼器、轉臺回轉角度編碼器、支腿接地檢測行程開關、水平伸出檢測行程開關、控制器、下臂角度傳感器、下臂長度傳感器、臂托架行程開關、程序下載端口、液晶顯示屏、五聯(lián)比例閥組、油路切換閥、轉臺操作開關、支腿動作開關、轉臺電位器手柄，無線遙控裝置包括無線發(fā)射裝置和無線接收裝置兩部分，無線發(fā)射裝置安裝在絕緣斗上，無線接收裝置設置在轉臺操作箱內，無線發(fā)射裝置的動作信號通過無線方式傳送至無線接收裝置，控制器設置有CAN總線端口、模擬量輸入口、PWM信號輸出口、開關量輸入口、開關量輸出口，無線接收裝置、上下臂夾角編碼器、轉臺回轉角度編碼器、程序下載端口、液晶顯示屏均與控制器的CAN總線端口連接，上臂長度傳感器、下臂角度傳感器、下臂長度傳感器、轉臺電位器手柄均與控制器的模擬量輸入口連接，五聯(lián)比例閥組、油路切換閥均與控制器的PWM信號輸出口連接，支腿接地檢測行程開關、水平伸出檢測行程開關、臂托架行程開關、轉臺操作開關、支腿動作開關均與控制器的開關量輸入口連接，控制器的開關量輸出口與工程燈、系統(tǒng)故障報警燈、作業(yè)范圍限制燈、應急泵、發(fā)動機連接，上臂長度傳感器安裝在上臂上并用來檢測絕緣伸縮臂的伸縮位置，下臂長度傳感器安裝在下臂上并用來檢測下伸縮臂的伸縮位置，上下臂夾角編碼器安裝在上臂與下伸縮臂連接部并用來檢測上臂與下臂之間的夾角，下臂角度傳感器安裝在下臂的尾部并用來檢測下臂與水平面的仰角角度，轉臺回轉角度編碼器安裝在轉臺內部的電刷里并用來檢測轉臺回轉的角度，轉臺操作箱安裝在轉臺上，轉臺操作箱設置有轉臺操作開關、轉臺電位器手柄、液晶顯示屏、控制器、無線接收裝置，臂托架行程開關安裝臂托架上并用來檢測下臂是否已復位，支腿動作開關安裝在車架上并用來檢測是否進行支腿操作，四個支腿接地檢測行程開關分別安裝在四個水平支腿上并用來檢測垂直支腿是否可靠接地，八個水平伸出檢測行程開關安裝在車架上并用來檢測四個水平支腿的伸出位置，控制器通過PWM信號來控制五聯(lián)比例閥組和油路切換閥，五聯(lián)比例閥組直接控制上臂升降油缸、上臂伸縮油缸、下臂升降油缸、下臂伸縮油缸、轉臺回轉馬達，油路切換閥用來控制支腿動作與上部機構動作的油路切換，控制器與轉臺操作開關中的發(fā)動機起動熄火開關、應急泵開關、發(fā)動機油門自動控制開關、緊急停止開關、作業(yè)范圍限制解除開關連接，轉臺電位器手柄用來實現(xiàn)在轉臺上對上部機構動作的控制。
2、 根據(jù)權利要求1所述的高空作業(yè)車智能控制系統(tǒng)，其特征在于所述無線發(fā)射裝置設 置有遙控自動油門開關、遙控應急泵開關、遙控發(fā)動機起動熄火開關、遙控緊急停止開關、遙 控上臂升降手柄、遙控上臂伸縮手柄、遙控下臂升降手柄、遙控下臂伸縮手柄、遙控轉臺回轉 手柄。
3、 根據(jù)權利要求1所述的高空作業(yè)車智能控制系統(tǒng)，其特征在于所述轉臺電位器手柄 包括上臂升降手柄、上臂伸縮手柄、下臂升降手柄、下臂伸縮手柄、轉臺回轉手柄，上臂升降 手柄、上臂伸縮手柄、下臂升降手柄、下臂伸縮手柄、轉臺回轉手柄均與控制器連接。
4、 根據(jù)權利要求1所述的高空作業(yè)車智能控制系統(tǒng)，其特征在于所述控制器采用TTC200 控制器。
5、 一種帶如權利要求1所述智能控制系統(tǒng)的高空作業(yè)車，其特征在于設置有高空作業(yè) 車智能控制系統(tǒng)、絕緣斗、絕緣伸縮臂、上臂、上臂升降油缸、下伸縮臂、下臂、下臂升降油 缸、轉臺、轉臺操作箱、垂直支腿、水平支腿、車架、臂托架、工程燈、系統(tǒng)故障報警燈、作 業(yè)范圍限制燈、應急泵、發(fā)動機、上臂伸縮油缸、下臂伸縮油缸，絕緣伸縮臂與絕緣斗鉸接， 絕緣伸縮臂與上臂活動連接，上臂伸縮油缸安裝在上臂里并用來推動絕緣伸縮臂的伸縮，上臂 與下伸縮臂頭部連接，下伸縮臂與下臂活動連接，下臂伸縮油缸安裝在下臂里并用來推動下伸 縮臂的伸縮，上臂升降油缸安裝在上臂上并與下伸縮臂頭部的連桿連接，下臂起伏油缸安裝在 轉臺上并與下臂連接，轉臺操作箱安裝在轉臺上，轉臺、臂托架均安裝在車架上，發(fā)動機通過 取力器驅動液壓泵來提供整車液壓動力，四個水平支腿與車架活動連接，每個水平支腿與安裝 在其上的垂直支腿活動連接。
專利摘要本實用新型涉及一種絕緣高空作業(yè)車智能控制系統(tǒng)和高空作業(yè)車。高空作業(yè)車智能控制系統(tǒng)設置有無線遙控裝置、上臂長度傳感器、上下臂夾角編碼器、轉臺回轉角度編碼器、支腿接地檢測行程開關、水平伸出檢測行程開關、控制器、下臂角度傳感器、下臂長度傳感器、臂托架行程開關、程序下載端口、液晶顯示屏、五聯(lián)比例閥組、油路切換閥、轉臺操作開關、支腿動作開關、轉臺電位器手柄。高空作業(yè)車控制器采用TTC200控制器，設有無線遙控手柄、電位器手柄控制機構動作，通過液晶顯示屏顯示車體工作狀態(tài)，通過調試軟件完成控制器內部各種重要參數(shù)的設定和調整。本實用新型通過控制器實施對整車作業(yè)狀況的控制，作業(yè)范圍大，安全可靠，自動化程度高。
文檔編號B66F11/04GK201236131SQ20082008717
公開日2009年5月13日 申請日期2008年5月23日 優(yōu)先權日2008年5月23日
發(fā)明者麟 姚, 毛立武, 衛(wèi) 翁 申請人:杭州愛知工程車輛有限公司