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电子电路设计与方案
高空作业平台，它是用来将人员、工具、材料等运送到指定位置工作的高空作业设备，按照GB/T9465-2008《高空作业车》规定分伸缩臂式、折叠臂式、混合式和垂直升降 式四类。本文旨在设计一款6m 平台高度的安全可靠高效的高空作业平台。
1 高空作业平台的类型选择
根据设计要求，对比了四类高空作业平台的优缺点，本
文拟选用垂直升降式。其中，剪叉式高空作业平台通过伸展结构的举升、收缩来实现工作平台的升降，紧凑性好，还可以采用多种可延伸的工作平台来增大操作人员的作业区域。因此，本文选用剪叉式高空作业平台，如图1所示。 “平台”具有收藏、伸展两种状态，非工作情况时收藏起来便于运输、储存；工作情况时可以快速地举升到指定位置。本“平台”是一款新型的高空作业设备，主要结构有可
快速更换的工作平台、剪叉式伸展结构及自行式工作底盘。它是在现有“平台”的基础上的升级，不仅实现了自动控制行走，而且可以原地旋转取代了回转机构，利用可延伸的工作平台取代伸缩臂。所以它具有机动灵活、结构紧凑、操作简单、安全可靠，通过性、稳定性好等优点[1]。因此，广泛
很黄很的动态图580期用于电力/通信、市政/园林、造船、装潢、车站/机场、
港口码头等场合
[2]。
图1 “平台”结构示意图 图2 水平置式液压缸伸展结构 2“平台”的整车结构研究
（1）工作平台结构方案研究
工作平台主要承载作业人员、物品器材等，既要安全可
靠、防滑防水、宜人，又要操作简便、可快速更换，主要工
作附件有延伸平台、平台、平台脚踏锁、坚实耐用的控制盒、不锈钢材质的操作面板及安全带等。操作者的作业区
域取决于工作平台的空间大小，其结构方面应满足国标GB/ T9465-2008要求。在传统“平台”的基础上，采用模块化设计了双向可延伸、单向可延伸（图1）和不可延伸三种工作平台实现快速更换，以适应不同的作业区域要求，大大提
高了“平台”的适用场所。
（2）伸展结构方案研究
伸展结构是“平台”实现升降的主要结构，也是升降的
执行结构，主要结构附件有4组剪叉臂、1个升降液压缸、2对液压缸支架、4个铰链支座、滑块及销轴等。剪叉式伸展结构采用液压缸双铰布置的液压缸，工作时液压缸活塞杆逐渐伸出，使剪叉臂的初始夹角逐渐增大，从而实现工作平台起升到目标位置。在伸展结构起升过程中，不断提高液压缸液压油工作压力，增大驱动力将工作平台逐渐举起。为使 工作平台的升降速度可控，可调节液压缸的输出流量实现液压缸活塞杆升降速度的比例控制。
剪叉式伸展结构按照剪叉臂个数可分为单层、多层，本文研究的6m 平台高度采用四层剪叉臂；按照液压缸的位置分为斜置式（图1）、水平置式（图2）两种。液压缸的布
置方式很大程度上决定了“平台”升降性能和伸展结构的力学性。斜置式液压缸的驱动力P 1的大小取决于外载荷W，当剪叉臂的水平夹角α小于45°时，P 1大于W。当超载时液压缸就要采用更大型号的液压缸，这将增加“平台”成本、增大整车重量[3]。此外，销轴所受剪力随W 的增大而递增，
当W 较大时，销轴将要承受更大的剪力，这将影响它的寿命，影响“平台”的可靠性。水平置式液压缸销轴所受剪力、P 1均与W 成正比，也与液压缸布置的位置、角度有关。斜置式液压缸的竖直方向分
力较大，可以更“省劲”的实现“平台”升降，力学性能更好，而水平置式液压缸承受竖直方向分力较小，不利于“平台”升降。所以，斜置式液压缸优于
水平置式。
（3）工作底盘结构方案研究
工作底盘主要是为“平台”提供驱动力和举升动力，实
现自动行走、原地回转、坑洞保护等功能，比拖车式和车载
一款剪叉式高空作业平台的设计研究
牛文欢，尚德波，王晓军，许宗磊，王丽
男性功能内裤顾婷婷是什么梗（潍坊职业学院机电工程学院，山东潍坊，262737）
摘要：本文根据用户的设计要求，设计了一款6m的自行走剪叉式高空作业平台（以下简称“平台”），从工作平台、伸展结构、工作底盘对其结构进行研究，从动力源选择、电源选择和驱动方案等方面对其驱动系统研究。关键词：自行走；剪叉式高空作业平台；结构设计研究；驱动系统研究
14 | 电子制作 2018年10月
“平台”更加机动灵活，主要结构有坑洞保护、转向机构、电机、整体式抽屉、蓄电池、液压油箱及爬梯等[4]。工作底盘的转向系统图3（a）采用了转向液压缸驱动成官宝
平行四边形转向机构，可实现原地回转，液压助力可操控性好；坑洞保护系统图3（c）是一种新型防护装置，设置于工作底盘轮廓内部，结构紧凑提高了整车的机动灵活性，“平台”在伸展状态行驶到坑洞等危险场所时实现自动展开，提高了“平台”行走在道路崎岖不平工况时的作业安全。另外，
工作底盘的蓄电池、液压油箱、控制电路等附件采用整体抽屉结构，有效提高了工作底盘的防水性能。
3“平台”的驱动系统研究按摩鞋垫
驱动系统的研究从确定“平台”的动力源、电源、驱动系统方案对比等方面进行。
（1）选择动力源
高空作业平台驱动系统的动力源，有三种常见的方式：
电机驱动、内燃机驱动及马达驱动[5]。内燃机与电机、马达相比体积大、动力强劲，通常用于越野式高空作业设备。考虑到制造成本、工作温度、噪声、速度稳定性及环境清洁等
因素，驱动系统动力源选用直流电机驱动，如表1所示。
表1 驱动系统动力源优缺点分析
序号方案
钢帘线
优点
缺点
1
交流电机驱动
效率高，运行可靠，过载能力强，易控制自动化等
工作短时间会热保护，需要经常维护保养，体积大，噪音大
2直流电
机驱动电能利用率更高，调速性好，柔性特性好，高可靠性，小型化，成本低
换向困难，要经常维护3
液压马达驱动动力性能好，传动简便，工作平稳，转速可调性、输出扭矩可调性、缓冲平衡性好等
对油温比较敏感，易漏油；零部件精度高、成本高；单独的动力源；可靠性差，维修保压麻烦
4
气动马达驱动
工作安全，具有防爆性能，不受高温及振动的影响；可长期满载工作，而温升较小；结构简单，操纵方便，维修容易，成本低
速度稳定性差；噪声大，易产
生振动；输出功率小，效率低，耗气量大；驱动力偏小，不能实现精确的中间位置调节（2）确定驱动系统电源
驱动电源常见方式有外接电缆、蓄电池，由于设计要求
为自行式，且电机功率小，为直流电机，拟采用蓄电池供电。（3）驱动系统方案研究蓄电池带动直流电机驱动“平台”两个后轮行走，有两种方案：
方案一：两个直流电机，每个电机分别驱动一个后轮图3（b）。
方案二：一个直流电机连接减速器带动传动轴，每个传
动轴分别驱动后轮，如图4所示。
图4 采用一个直流电机连接减速器实现后轮驱动
通过对比，方案一的驱动系统结构紧凑、传动链少、效
率高，而方案二有两个传动轴，需要安全防护，传动链多，结构繁琐。故选方案一。
4 结论
本文从“平台”三个主要结构方面进行整体结构、驱动
系统研究，特别是底盘坑洞保护系统的设计，为后续同类的产品研究、开发提供了参考。该“平台”实现了传统的产品
升级：自动行走，原地旋转取代回转机构；延伸的工作平台
取代伸缩臂；使整车操作简单、结构紧凑、更加灵活机动、安全可靠稳定等。
参考文献
＊ [1] GB/T9465—2008，中华人民共和国国家标准 高空作业车[M].北京：中国标准出版社，2008.
＊ [2] 刘伟.剪叉式高空作业平台升降装置结构优化设计[D].秦皇岛：燕山大学，2017:3-10.＊ [3] 郑文，周忠尚.剪叉式高空平台运动学与动力学分析及铰点优化[J].建筑机械，2015，11：9.＊ [4] 殷彬.剪叉式机动平台的设计与结构优化[D].长沙理工大学，2012：1-4.
＊ [5] 齐文虎.液压缸双梁铰接式剪叉升降平台布置方式优化设计[D].兰州：兰州理工大学，2011:6-7.
（a）工作底盘的转向系统 （b）工作底盘的驱动系统 （c）工作底盘的坑洞保护系统
3 “平台”的工作底盘典型结构示意图
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