中国矿业大学机电工程学院胡元
关键词：高空作业车作业平台调平机构
高空作业车是电力、通讯、交通、市政、消防、救
援、建筑等行业进行施工、维护修理等作业的理想设
备。随着我国国民经济的蓬勃发展，高空作业车的需
求量迅速上升。高空作业车的升降方式有折叠式、伸
缩式和混合式等多种形式，作业高度从十几米到几
十米不等，其工作平台的调平方式经历了从自重调
平到电液调平的发展过程［１１２１３１。本文介绍高空作业车
工作平台常用的调平技术。
１利用平台自重的调平机构
利用平台自重调平是出现最早、结构最简单的
一种工作平台调平方式，其原理见图１，平台的重心
在作业平台１与臂杆３连接的转动铰点２的正下
方，且靠近底部，利用工作平台和载荷的重力作用使
平台无论如何升降都能自动保持水平状态。该方法
结构简单、重量轻、调整维修方便、成本低，但易晃
动，特别是当操作人员在平台中的位置变动时，平台
产生摇动，操作人员有不安全的感觉，因此在平台达
到作业位置后要使用锁紧机构防止摇动，操作起来
－－－——３４－－－——ｌ，作业平台２．铰点３．臂杆
图１自重调平机构示意图比较麻烦，只在工作高度较低、技术性能低的作业车
上使用，现在已较少采用。
２平行四连杆调平机构
平行四连杆调平机构由一组或多组平行四边形
连杆机构组成，原理见图２，调平机构一端与工作平
台４相连，另一端与回转台１连接，上平行四边形３
和下平行四边形２相连处的短边固联在一起，利用
平行四边形在变形过程中两组对边始终分别保持平
行的原理，无论折叠臂如何升降，工作平台始终保持
水平状态。其调平过程是连续的，具有调平可靠、同
步眭好的特点。且在实际应用中折叠臂本身可以作
为平行四边形的一个边，因此结构比较简单，主要用
在折叠臂式高空作业车上。缺点是平行四连杆机构
只能在臂杆外侧布置，结构不紧凑，由于平行四连杆
的限制，臂杆之间的工作角度范围小于１８０。。
１．回转台２．下平行四边形３．上平行四边形４．工作平台
图２平行四连杆调平机构示意图
３链条链轮式调平机构
链条链轮式调平机构是由平行四连杆调平机构
万
方数据演变而来的，原理见图３，链轮３固定在工作平台２
上，链轮６固定在回转台１上，４和５都是双联链
轮，所有链轮齿数和齿形参数均相同，链轮之间绕有
链条。由于链轮３和６分别固定在工作平台和回转
台上，当臂杆变幅时，链条强制带动工作平台作相应
的反方向角度变化，无论臂杆如何升降都能保证平
台处于水平状态。
１．回转台２．工作平台３、６．链轮４、５．双联链轮７链条
图３链条链轮式调平机构示意图
链条链轮式调平机构比平行四连杆调平机构的
工作角度更大，臂杆之间的工作角度范围大于
１８０。，且链条、链轮可以安装在臂杆内部，结构紧
凑，易于安装、调整和维护。
根据实际需要，可以用平行四连杆和链条链轮
组成混合式调平机构，布置更加灵活，如图４所示，
链轮４与上平行四边形３的短边固联在一起，在臂
杆的升降过程中，工作平台始终保持水平。
４静液压调平机构
静液压调平也称为液压伺服液压缸调平，如图
５所示，主体部分由两只结构尺寸完全相同的调平
液压缸Ｉ和调平液压缸Ⅱ组成。两根液压缸的无杆
腔与无杆腔相连，有杆腔与有杆腔相连，能保证一只１．回转台２．下平行四边形３．上平行四边形４、５．链轮６．工作
平台７．链条
图４混合式调平机构示意图
液压缸伸长（缩短）一定长度，另一只液压缸缩短（伸
长）相同的长度。调平液压缸Ｉ连接在回转台１与臂
杆２之间，调平液压缸Ⅱ连接在臂杆２与工作平台
３之间。当臂杆变幅时，调平液压缸Ｉ长度发生改
变，与工作平台相连的调平液压缸Ⅱ发生相反方向
的长度改变。调平液压缸Ｉ伸长一段距离，／ＡＢＣ
增加；调平液压缸Ⅱ缩短相同的距离，厶４’Ｂ’Ｃ’减
少。合理设计ＡＡＢＣ和△Ａ’Ｂ７ｃ７的边长，厶４’Ｂ’Ｃ７减
少的角度约等于／＿ＡＢＣ增加的角度，从而使工作平
台保持水平。两只调平液压缸组成闭环系统，不受外
部系统的影响，为防止密封和接头处泄漏影响工作
平台的调平性能，需在系统中安装补油装置。这种调
平机构具有结构简单、成本低、精度高的特点，适用
于伸缩臂式高空作业车。但存在滞后现象，且滞后现
象随着高度的增加而更加明显。
５电液调平机构
电液调平的基本工作原理是通过安装在工作平
台上的水平传感器来感知平台的状态，并产生一个
相应的电流，控制调平液压缸的动作，最终使平台保
１．回转台２．臂杆３．工作平台４．调平液压缸Ｉ５．有杆腔连接油路６．无杆腔连接油路７调平液压缸Ⅱ
图５静液压式调平机构示意图
一３５—
万
方数据持水平状态。电液调平机构又分为电液自动调平和
电液比例调平。
如图６所示，电液自动调平机构主要部件包括
水平传感器１、调平液压缸５和电磁换向阀７。其中
水平传感器１安装在工作平台２上，当工作平台处
于水平状态时，水平传感器输出电流为零，当工作平
台发生倾斜时，水平传感器产生控制电流，电流的大
小不随工作平台的倾斜角度变化而改变。根据工作
平台倾斜方向的不同，控制电流进入电磁换向阀７
的２个电磁线圈中的１个，使电磁换向阀工作，调平
液压缸５伸长或缩短，带动链轮链条传动机构４运
动，最终使工作平台趋于水平。调平是不连续的，适
用于折叠臂式和伸缩臂式高空作业车。
１．水平传感器２．工作平台３臂杆４．链条链轮传动机构５．
调平液压缸６．液压锁７．电磁换向阀
图６电液自动调平机构示意图
如图７所示，电液比例调平机构由水平传感器
１、调平液压缸５、电液比例伺服阀７和放大比较器
８组成。与电液自动调平机构不同的是，水平传感器
输出信号的大小与工作平台的倾斜角度成正比。当
臂杆变幅时，工作平台与水平面产生一定的夹角，
水平传感器输出相应大小的信号，经放大比较器放
大、判定方向后，由驱动电路输入到电液比例伺服
阀７中相应的比例电磁铁，比例伺服阀的阀芯产生
位移，输出压力液体，压力液体的流量与控制电流
成比例，即与工作平台的倾斜角度成正比，压力液
体作用于调平液压缸５两腔中的一腔，使活塞杆伸
长或缩短，控制工作平台发生与原倾斜方向相反的
转动，工作平台恢复到水平状态。在工作平台倾斜
角度减小的过程中，水平传感器输出信号变小，压
力液体的流量减少，工作平台与水平面之间夹角大
一３６—１．水平传感器２．工作平台３．臂杆４．链条链轮传动机构５．调平
液压缸６．液压锁７．电液比例伺服阀８．放大比较器
图７电液比例调平机构示意图
时恢复水平的速度快，工作平台与水平面之间夹角
小时恢复水平的速度慢，因此其调平过程连续、平
稳，调平性能好、控制精度高、动态响应快，适用于各
种形式的大高度的高空作业车。
参考文献
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通信地址：江苏徐州中国矿业大学机电学院（２２１００８）（收稿日期：２００６—０９—０５）
万
方数据高空作业车工作平台调平机构
作者：胡元， Hu Yuan
作者单位：江苏徐州中国矿业大学机电学院,221008
刊名：
工程机械
英文刊名：CONSTRUCTION MACHINERY AND EQUIPMENT
年，卷(期)：2006，37(12)
被引用次数：5次
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当高空作业车最大作业高度大于20m时,通常作业平台装有防碰撞装置,以防止作业平台与建筑物等物体在空中相碰.我公司从1986年研制GKZ-32型高
空作业车的作业平台防碰撞装置雏型至今,经过多次改进,作业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以下的高空作业车上也要求增加作业平台防碰撞装置.笔者经归纳整理后,将几次典型的改进介绍给读者.
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我国高空作业车行业发展与展望
-建筑机械（上半月）2009,""(12)
1 行业市场需求的主要特征
高空作业车是一种将作业人员、工具、材料等通过作业平台举升到空中指定位置进行各种安装、维修等作业的专用高空作业机械,既属于专用汽车,又属
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胡竟湘.魏建华.滕辉.Hu Jingxiang.Wei Jianhua.Teng Hui
高速开关阀的控制及应用
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发2008,28(4)
分析了高速开关阀脉宽调制(PWM)的控制原理和控制特性.在此基础上,设计了高空作业车的电液自动调平液压系统,该系统能使作业平台始终自动保
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杨晓波
一种调平传感器
-工程机械2004,35(2)
文章叙述一种新研制的调平传感器的工作原理和工作电路;并对调平传感器的结构、调试方法与实测性能作了介绍;最后说明在高空作业车作业平台
调平中的应用情况.
5.期刊论文
江创华.刘刚.苑爱娟.李彬.陈英晖
高空作业平台作业斗称重装置的研究
-工程机械2009,40(7)
高空作业车上的作业平台在工作过程中,如果不能准确称量作业斗内的重量,容易造成翻车的重大事故.传统的称重装置无法消除人或物体在斗内不同
位置时对称重精度的影响.介绍一种新型称重装置的结构组成和称重原理,该称重装置通过测量碟形弹簧处的受力值,经过计算得出物体的重量,测量值只
与两个铰接体的距离有关,不受负载在作业斗中位置的影响,能够准确地称出物体的重量,确保高空作业车的作业安全.
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许振保.赵春娥.XU Zhen-bao.ZHAO Chun-e
电液比例控制技术的研究
-机械制造与自动化2010,39(1)
电液比例控制用输入的电信号来调制液压参数,使之连续成比例的变化,具有控制原理简单、控制精度高、抗污染能力强、价格适中等特点,受到人们
的普遍重视.综述了电液比例控制技术的国内外发展现状及发展趋势.通过对配电带电作业机器人作业平台的高空作业车举升臂系统的分析与研究,提出了
电液比例技术适用于高空作业车举升臂液压驱动系统.
7.期刊论文
柏红专.罗亮平.BAI Hong-zhuan.LUO Liang-ping
GTBZ14型折叠臂架式橡胶履带高空作业平台
-建筑
机械化2006,27(1)
我国现有的高空作业平台普遍采用汽车底盘改装而成,行驶性能和驾驶性能取决于所选择的汽车底盘.现有产品注重高空作业车的行驶性能和驾驶性
能,但忽视了施工现场道路的复杂情况.而我国大部分变电站和建筑施工现场道路情况复杂,施工空间狭窄,因此迫切需要一种道路兼容性好、作业高度高
、使用成本低、对地面压强小的运载工具,并兼有一定的重物起吊能力.
8.学位论文
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高空作业车作业平台自动调平系统的研究
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自行式高空作业平台工业设
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以北京京城重工机械有限责任公司产品GTBZ系列高空作业车的转动平台外观造型设计为例,说明了应用计算机辅助工业设计技术.实现高空作业车外
观造型设计的设计程序以及其关键技术与方法.阐述了产品结构设计与外形设计同步进行的并行设计思想,并且说明了在计算机三维环境中实现产品的模
拟真实感表现的相关内容.根据产品形象设计原理及产品外观的语意学规律,完成了高空作业车的转动平台外观设计和整车的色彩设计.
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柏红专.罗亮平.BAI Hong-zhuan.LUO Liang-ping
国内高空作业机械行业现状及发展方向
-建筑机械
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我国高空作业机械的生产于20世纪70年代末开始起步,发展较快,目前生产经营企业已由原来的几家迅速增加到40余家,其中与国外合资或合作生产的
企业有5家.根据2004年和2005年《中国工程机械年鉴》,2003年高空作业机械工业总产值为32139万元,生产各类高空作业平台1906台,高空作业车740台
;2004年高空作业机械工业总产值为36340万元,生产各类高空作业平台2500台,高空作业车800台.行业几个骨干企业通过近几年的技术改造,其生产规模不
断扩大,形成了各自特色的产品系列,基本能满足国内市场高空作业机械的需要,企业的各项主要经济指标逐步上升,经济效益也逐年提高.