电力作业平台车防倾倒预警装置研制

代显忠，沈燚，刘勇波，杨春欢，尹洪朗

（云南电网有限责任公司楚雄供电局，云南  楚雄，675000）

摘要：高空作业车在电力运维和检修工作中应用广泛，但其高处作业带来了倾覆和失控的安全风险。为了解决这一问题，本论文研究了高空作业车防倾倒装置的设计。首先，分析了设计要求，包括安全性、稳定性和实用性。重点讨论了倾斜传感器技术的选择和设计，并介绍了控制系统的设计和算法。此外，还探讨了稳定支撑装置、报警系统和自动刹车系统的设计原理和实现方法。为了确保系统的可靠性，还考虑了自检功能和故障诊断机制。本研究对于提高高空作业车的安全性和稳定性具有重要意义。

关键词：作业平台；防倾倒装置；高空作业

DevelopmentofFridayantitippingwarningdeviceforelectricpower

operationplatformvehicles

DaiXianzhong,YinHonglang,YangChunhuan,XuZhengjiao
(ChuxiongPowerSupplyBureauofYunnanPowerGridCo.,Ltd.,Chuxiong,Yunnan,675000)

Abstract:Aerial work platform is widely used in power emergency repair， but its work at heights brings safety risks of overturning and runaway. In order to solve this problem, this paper studies the design of anti tipping device of Aerial work platform. Firstly, the design requirements were analyzed, including safety, stability, and practicality. The selection and design of tilt sensor technology were emphasized, and the design and algorithm of the control system were introduced. In addition, the design principles and implementation methods of stability support devices, alarm systems, and automatic braking systems were also explored. In order to ensure the reliability of the system, self checking function and fault diagnosis mechanism have also been considered. This study is of great significance for improving the safety and stability of Aerial work platform.
Keywords:Work Platform; Anti dumping device; Working at heights

0引言

随着电力运维和检修作业对高空作业需求的增加，高空作业车的应用日益普遍。然而，高空作业车在高处作业时面临着倾覆和失控的严重安全风险，可能导致人员伤亡和财产损失。因此，研发高空作业车防倾倒装置成为保障工作人员安全的关键。本论文的目的是设计一种可靠、高效的防倾倒装置，以确保高空作业车在各种工作条件下保持稳定和安全。在设计过程中，首先分析了高空作业车防倾倒装置的设计要求，包括安全性、稳定性和实用性。然后，重点研究了倾斜传感器技术的选择和设计，这是实现防倾倒功能的核心。倾斜传感器能够准确测量车辆的倾斜角度，并及时将数据传输给控制系统进行处理。为了保持车辆的稳定性，本论文还介绍了控制系统的设计和算法。控制系统能够根据倾斜传感器的数据实时调节车辆的姿态和平衡，通过控制稳定支撑装置的伸缩和调整来保持车辆的稳定性。

1高空作业车防倾倒装置的设计要求

高空作业车防倾倒装置的设计要求涵盖了安全性、稳定性、实用性、可靠性和兼容性等方面。通过满足这些要求，可以提高高空作业车的安全性，减少事故风险，并确保工作人员的安全。

（1）安全性要求

装置必须能够确保高空作业车在任何工作条件下保持稳定和安全，防止倾覆和失控的风险。装置应具备可靠的故障检测和自动切断吊臂伸展功能，以及紧急停止按钮，以应对紧急情况。

（2）稳定性要求

装置应能够准确测量高空作业车的倾斜角度，并通过控制系统及时调整车辆的姿态，确保其保持在安全范围内。装置应具备快速响应能力，能够在车辆发生倾斜时迅速采取相应的措施，保持车辆的平衡稳定。

（3）实用性要求

装置的设计应简洁、紧凑，不妨碍高空作业车的正常操作和移动。装置应具备便捷的安装和拆卸能力，以适应不同型号和规格的高空作业车。装置应具备可调节性能，以满足不同工作环境和需求下的稳定性要求。

（4）可靠性要求

装置应具备高度可靠性，能够在长时间、高强度的工作条件下稳定运行，不易发生故障和失效。装置的部件和材料选择应经过严格的测试和验证，具备耐用性和抗腐蚀性能。

（5）兼容性要求

装置的设计应考虑与现有高空作业车的兼容性，能够与车辆的控制系统和其他安全装置进行有效集成。装置应具备灵活性，以便在需要时能够进行升级和改进，以适应未来的技术发展和需求变化。

2倾斜传感器技术及选型

2.1原理和工作机制

倾斜传感器的工作原理可以基于多种技术，包括电阻、电容、光学、MEMS（微电子机械系统）等。常用的倾斜传感器主要有电阻式传感器和光学式传感器。电阻式传感器利用电阻值的变化来测量倾斜角度，电容式传感器则通过电容值的变化来实现测量。光学式传感器利用光束的偏转来测量倾斜角度，MEMS传感器则利用微小的机械结构感知倾斜角度。

2.2选型考虑因素

倾斜传感器是高空作业车防倾倒装置中至关重要的组成部分，用于测量车辆的倾斜角度并提供准确的数据供控制系统使用。在倾斜传感器的选型中主要考虑以下因数：

（1）精度和灵敏度：选择倾斜传感器时，精度和灵敏度是重要考虑因素。较高的精度可以提供更准确的倾斜角度测量，而较高的灵敏度可以实现更快的响应速度。

（2）可靠性和耐用性：在高空作业车等苛刻环境中使用的倾斜传感器需要具备较高的可靠性和耐用性，能够承受振动、冲击和恶劣的工作条件。

（3）温度和环境适应性：考虑到倾斜传感器的工作环境，选型时需要确保传感器能够在广泛的温度范围内正常运行，并具备良好的抗湿度和防尘性能。

（4）输出接口和兼容性：倾斜传感器通常通过模拟电压输出或数字信号输出来提供测量结果。选型时需要确保传感器的输出接口与控制系统兼容。

尺寸和安装要求：倾斜传感器的尺寸和安装要求应与高空作业车的结构相匹配，以便方便安装和集成到防倾倒装置中。

3控制系统设计

3.1控制系统

本文提出的电力作业平台防倾倒装置硬件架构主要包含输入单元、控制单元、输出单元3个部分，如图1所示。输入单元由位移传感器和角度传感器组成，用于测量作业平台重心偏移值，控制单元对采集数据进行处理和判断，当平台重心偏移值超出安全范围外，通过控制单元发出声光报警，并控制作业平台车停止操作。

图1   控制系统

3.2软件控制流程

电力作业平台防倾倒装置的软件控制逻辑如图2所示，将重心偏移允许范围设置为3个档，当重心偏移且还在允许范围内时，传感器发出声光报警，提醒作业人员暂停并对平台车进行必要的调整后再继续作业。第一档为中心有偏移后依然在安全范围内，发出预警。第二档为中心偏移角依然在增加，需要尽快控制，发出告警，提示平台操作人员尽快采取措施。第三挡为重心偏移较为严重，随时会出现倾倒风险，除发出急促的声光报警外，提供控制输出接口，可控制作业平台车停止操作或收缩吊臂。

图2 软件控制流程

4  结束语

本论文主要研究了高空作业车防倾倒装置的设计要求以及控制系统的实现方式，旨在提高高空作业车的安全性和稳定性，减少意外事故的发生。实验结果表明，该装置能够准确地检测车辆的倾斜角度，并及时采取相应的措施，保持车辆的稳定状态。在今后的工作过程中，我们还需要不断的研究和创新，进一步完善装置的设计和功能，让装置可以在复杂的工作环境下正常工作，为高空作业提供更可靠、安全的解决方案，保护工作人员的生命和财产安全。

参考文献

[1]张义，汤家升，王晓飞，等。高空作业平台安全型车桥平衡控制系统研究[J].建筑机械，2020(10):3.DOI:10.14189/j.cnki.cm1981.2020.10.003.

[2]李响。中国高空作业平台市场需求到底有多少大[J].工程机械文摘，2016，10（01）：43-45。

[3]王晓飞，汤家升，唐玉晓，王啸天。曲臂式高空作业平台控制系统研究[J]. 建筑机械，2018（03）：29-31。