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高空作业升降平台车防碰撞装置的改进

当高空作业升降平台

车最大作业高度大于20m时,通常升降平台装有防碰撞装置,以防止升降平台与建筑物等物体在空中相碰。我公司从1986年研制GKZ一32型高空作业升降平台车的升降平台防碰撞装置雏型至今,经过多次改进,升降平台防碰撞装置的性能、质量得到逐步提高。由于这种装置的实用性,有的用户在最大作业高度为20m以下的高空作业升降平台车上也要求增加升降平台防碰撞装置。笔者经归纳整理后,将几次典型的改进介绍给读者。

1 最初的升降平台防碰撞装置

这种防碰撞装置是直接利用触角式行程开关组成的。将2个3SE3—120R型触角式行程开关固定在升降平台左右两侧下沿的外端拐角处,开关的触角方向与垂直方向、车辆的横向和纵向分别向外为45°夹角,如图1a所示。它的保护范围仅限于平台外侧下沿的两端角处周围,范围较小。由于开关壳体外露,为防止开关被撞坏,在开关的安装板与升降平台之间加有缓冲弹簧,如图1b所示。即使这样开关也经常损坏,可见这种防碰撞装置的不足。

触角式行程开关属于机械式触点开关,当其触角与物体相碰时开关动作,开关的动作与碰物的方向无关。由于升降平台与高处物体相碰的方位与方向是随机的,当发生碰撞时,应使全车的所有动作停止,而复位时则所有动作均应被恢复。因此,电路应具备自保功能,只要有一个防碰撞开关动作(包括瞬间动作,下同),保护电路便接通,使电磁阀(常闭式)得电,液压系统卸荷,动作停止。

2 第一次改进

为了增加防碰撞装置的保护范围,在升降平台的下面增加了防碰框,如图2a所示。防碰框是用圆管焊接而成的矩形平面框架,其保护范围为整个升降平台下面的4个边缘,不论升降平台从哪个方位碰物,都能起到保护作用。防碰框与升降平台由钢丝绳连接,钢丝绳的作用是碰物时的缓冲及恢复时防碰框的复位。由于钢丝绳弯曲时的弹性较差,防碰框的复位性不好。为了避免钢丝绳与防碰框连接的夹板凸出,可将防碰框外沿内凹,防碰框的拐角处采用圆弧过渡,如图2b所示。当升降平台发生碰物时,通过防碰框使触角式行程开关动作,它们的位置关系如图2c所示。行程开关通常用2个,布置在升降平台底面对角线上,如图2d所示。

3 第二次改进

针对钢丝绳复位性差的弊端,参照芬兰勃朗涛(BRONTO)消防车升降平台防碰框的连接方式,将钢丝绳改为弹簧组件,如图3a所示。弹簧垂直布置,其复位效果几乎达到完全复位。弹簧组件如图3b所示,根据升降平台的大小可选用3~4个弹簧组件将防碰框连接。在未发生碰物时,弹簧为自由状态,防碰框由弹簧圈内的拉链与升降平台相连发生碰物时使弹簧变形。弹簧的刚度应适中并满足2项要求:

(1)运动惯性的影响不应使防碰物装置动作;(2)碰物时防碰框与物体的接触力不能过大。

为了提高防碰撞开关的可靠性,将2个行程开关改为一个电感式接近开关,接近开关固定于升降平台底面下(见图3c),当防碰框位移时,经传动杆带动传感圆盘,使其离开接近开关感应面,开关动作。传动杆与防碰框之间为销轴连接,在扭簧的作用下,使传动杆保持向上,而传感圆盘经万向节连接,不管防碰框如何位移,传感圆盘始终贴在有机玻璃上位移,并与接近开关感应面的垂直间隙保持不变。

4 第三次改进

①从造型上讲升降平台下面存在着防碰框;②防碰撞装置起作用时存在碰撞接触。用光电开关实现升降平台防碰撞,上述缺陷将不复存在。基于这种想法,我们近期完成了这种设计,结构十分简单,不需要任何机械零件,只需将数个光电开关布置于升降平台下沿外侧和左右两侧即可。

用于升降平台防碰撞的光电开关应选择漫反射式,漫反射式光电开关由发射器(发光二极管)发出的调制光落在任何形状、颜色的物体上时,光被漫反射,一部分返回开关的接收器,当被接收光的强度足够时开关动作。开关工作时的距离取决于物体的材质、形状、尺寸、颜色和表面纹理。对于高空作业升降平台车升降平台防碰撞装置而言,开关的检测物是以钢筋混凝土为主的建筑物,若考虑升降平台距离建筑物200~ 3()0mm时防碰撞装置起作用,应选择工作距离为600mm的光电开关。光电开关的安装形式很简单,基本上分为矩形体和圆形体二种形式,与接近开关一样,光电开关通常具有反接、短路等保护功能。

对于采用光电开关的升降平台防碰撞电路说明如下:当选用的光电开关可以直接并联时,可将数个光电开关并联:对于不能直接并联的光电开关,应在其输出端经二极管后再并联, 由 个二极管D ~D 组成正或门,使光电开关GK ~GK 中某一个导通时不影响其他光电开关,如图4所示。光电开关为三线式,PNP型,亮通即光线到达开关时导通。

5 小结

1.由2个触角式行程开关组成的升降平台防碰撞装置的优点是结构简单,成本较低。

2.增加防碰框并由2个触角式行程开关组成的防碰撞装置结构稍复杂,用钢丝绳连接的复位不好,改用拉链连接弹簧复位效果较好。

3.由接近开关代替触角式行程开关,使开关的可靠性和寿责明显增强,但接近开关价格较高。且其感矶构也较复杂。

4.使用光电开关不再需要防碰框等机械零件,防碰撞保护的物理碰撞亦将不存在,是一种新的防碰撞方式,但光电开关需要数个,无疑将增加成本。