高空作业平台作业斗称重装置的研究

　　高空作业平台是高空作业车的重要工作装置，由于工作人员要在 20 m，甚至更高的高空进行作业，安全性就显得尤其重要。研究出一种具有准确称重功能的作业斗，能更好地确保作业人员的安全。本文对传统及新型称重装置进行分析计算，为高空作业车和高空作业平台的设计提供参考。

　　1传统称重装置

　　1.1传统称重装置组成及原理

　　传统的称重装置是根据随动液压缸的压力变化来计算人或重物的重量的，其结构如图 1 所示，主要由大臂、随动液压缸、控制面板、作业斗、随动液压缸铰点和作业斗铰点等组成，其中随动液压缸上加装有压力传感器。当人站在作业斗中时，重量通过作业斗传到随动液压缸，液压缸推力的变化由传感器传送到控制器，经 PLC 计算后得出所称的重量。

　　2传统称重装置称重的计算

　　当作业斗内任意位置上有一个重量为 P(忽略作业斗的重量，其重量在标定时可预设，所以称量不受作业斗重量影响，以下均相同)的物体时，所产生的液压缸推力 Fc为：

　　式中：P———物体的重量，N;

　　l———物体与作业斗铰点间的水平距离，mm;

　　M———随动液压缸到作业斗铰点的力臂，mm。

　　则压力传感器所产生的压力 p 的计算公式为：

　　式中：A———随动液压缸大腔面积，mm²。

　　在公式(2)中，随动液压缸到作业斗铰点的力臂M的值，会随着大臂角度的不同而变化，但在分析任意一个大臂角度下随动液压缸的压力时，与其变化无关。

　　1.3传统称重装置的分析结果

　　由式(2)及图 1 可知，压力传感器处所测得的压力与物体的位置有很大的关系，当位置发生变化时，其压力值也发生了变化，而且从图 1 可见，位置最大值比最小值大 1 倍多，因此传统称重装置的计量结果是不准确的。

　　此外，除测量随动液压缸压力外，也有些作业斗采用传感器测量上铰点销轴受力来测量作业斗负载，但是，同样无法解决负载位置变化所引起的问题，这些方法都会受负载力臂的影响，测量误差较大。

　　3新型称重装置

　　3.1新型称重装置的结构组成及原理

　　新型称重装置结构如图 2 所示，主要由大臂、随动液压缸、固定铰座、上铰接体、控制面板、作业斗、测力传感器、碟形弹簧以及下铰接体等组成。上、下铰接体的外观形状如图 3 所示，图 4 为新型称重装置的结构简化图。