淺析國產(chǎn)直臂式隨車起重機(jī)的操縱方式改進(jìn)策略

摘 要：近年來，國產(chǎn)直臂式隨車起重機(jī)開始向多功能、自動(dòng)化和大噸位方向發(fā)展，這就對(duì)起重機(jī)的性能、操縱性和安全性提出了更高的要求。結(jié)合直臂式隨車起重機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，分析了傳統(tǒng)的起重機(jī)操縱方式的不足，并根據(jù)先進(jìn)操縱技術(shù)和控制技術(shù)，提出了直臂式隨車起重機(jī)操縱方式的改進(jìn)策略，對(duì)國產(chǎn)直臂式隨車起重機(jī)的設(shè)計(jì)和生產(chǎn)具有一定的參考價(jià)值。

關(guān)鍵詞：隨車起重機(jī)；直臂式；操縱方式；改進(jìn)策略

引言

隨車起重機(jī)，簡(jiǎn)稱隨車吊，是將起重作業(yè)裝置安置在駕駛室和汽車車廂之間的一種起重裝置，其集起重功能和載貨運(yùn)輸功能于一體，既可以實(shí)現(xiàn)對(duì)貨物的起吊和裝卸，又不會(huì)影響汽車底盤的載貨運(yùn)輸，具有機(jī)動(dòng)、靈活、高效的特點(diǎn)，在野外消防搶險(xiǎn)、市政建設(shè)、高空作業(yè)、物料搬運(yùn)等多種工況下得到廣泛的應(yīng)用，甚至在一定程度上可以取代中小噸位的汽車起重機(jī)。

根據(jù)起重臂結(jié)構(gòu)的差異，通?？梢詫㈦S車起重機(jī)分為直臂式和折臂式兩種。其中，對(duì)于直臂式隨車起重機(jī)，雖然其起重臂無法折疊，且無工作作業(yè)時(shí)會(huì)占用較大的空間，但是由于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、質(zhì)量輕、成本低等特點(diǎn)，在國內(nèi)隨車起重機(jī)市場(chǎng)中仍占有非常大是份額。如圖1所示，直臂式隨車起重機(jī)的起重作業(yè)部分主要由伸縮吊臂、立柱、變幅液壓油缸、鋼絲繩及卷揚(yáng)機(jī)構(gòu)、回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)和支柱機(jī)構(gòu)等構(gòu)成。在起吊作業(yè)過程中，由汽車變速箱帶動(dòng)液壓油泵旋轉(zhuǎn)，提供高壓油，并結(jié)合多路換向閥，實(shí)現(xiàn)各工作元件的運(yùn)動(dòng)。例如，驅(qū)動(dòng)變幅機(jī)構(gòu)，控制伸縮臂的擺角；推動(dòng)伸縮臂的伸出和縮回；驅(qū)動(dòng)鋼絲繩卷揚(yáng)機(jī)構(gòu)運(yùn)轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)貨物的起吊等。

目前，國產(chǎn)直臂式隨車起重機(jī)雖然在性能、外觀和可靠性方面取得了較大幅度的提高，但是由于技術(shù)水平和經(jīng)濟(jì)因素的限制，其在操縱性、功能性和安全性等方面仍與發(fā)達(dá)國家的直臂式隨車起重機(jī)存在較大差距。例如，國產(chǎn)直臂式隨車起重機(jī)的液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)仍大量使用手動(dòng)進(jìn)行操縱控制，這種手動(dòng)操縱方式需要操縱者邊指揮邊操縱，非常不方便，并且存在一定的安全隱患，在起重機(jī)意外傾翻時(shí)難以保證操縱者的安全。

1 直臂式隨車起重機(jī)常規(guī)操縱方式的不足

對(duì)于傳統(tǒng)的手動(dòng)操縱，根據(jù)操縱工位的不同，主要分為上位操縱、下位操縱和中位操縱三種形式。對(duì)于上位操縱，主要由隨車起重機(jī)下部的支腿閥和立柱頂部手動(dòng)多路換向閥來分步控制完成。操縱人員先在地面上完成起重機(jī)各個(gè)支腿的伸縮與支撐操縱，然后通過梯子爬到頂部座椅處，利用手動(dòng)多路換向閥來控制吊鉤升降、變幅、吊臂伸縮、回轉(zhuǎn)等動(dòng)作。該方式操縱者的視野開闊，便于指揮和操縱，但是實(shí)際作業(yè)過程中，需要操縱者上下攀爬，效率較低，不利于大批量起重作業(yè)。對(duì)于下位操縱，操縱人員全程站在起重機(jī)兩側(cè)地面上，利用手動(dòng)多路換向閥和連桿即可對(duì)起重機(jī)進(jìn)行各項(xiàng)動(dòng)作控制，但是該方式作業(yè)中，操縱人員處于較低的位置，視野會(huì)受到駕駛室和起重機(jī)車廂的遮擋，起吊貨物不方便，且一旦隨車起重機(jī)意外傾覆，容易造成操縱人員傷亡。對(duì)于中位操縱，通常操縱座椅和手動(dòng)多路換向閥均設(shè)置在立柱底部，可以隨立柱整體旋轉(zhuǎn)，該方式在一定程度上彌補(bǔ)了上位操縱和下位操縱的不足，但是中位操縱結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，回轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)占用較大的空間，使得起重機(jī)發(fā)生故障時(shí)不易拆卸維修。

2 直臂式隨車起重機(jī)操縱方式的改進(jìn)

為了提高直臂式隨車起重機(jī)的操縱便捷性和作業(yè)安全系數(shù)，采用先進(jìn)的設(shè)計(jì)理念和控制技術(shù)對(duì)隨車起重機(jī)的操縱方式進(jìn)行改進(jìn)，彌補(bǔ)現(xiàn)有操縱方式的不足之處，對(duì)提高國產(chǎn)直臂式隨車起重機(jī)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力具有重要的意義。

2.1 中位-下位聯(lián)動(dòng)操縱

對(duì)于采用傳統(tǒng)的中位操縱設(shè)計(jì)的隨車起重機(jī)，在進(jìn)行中位操縱的同時(shí)，一般不能進(jìn)行下位的雙邊操縱。因此，在下位操縱設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，保留下位多路換向閥結(jié)構(gòu)，同時(shí)在直臂式隨車起重機(jī)橫梁的一側(cè)設(shè)計(jì)中位操縱裝置（座椅、操縱桿、支撐平臺(tái)等），中位操縱裝置與下位多路換向閥之間通過機(jī)械連桿機(jī)構(gòu)或雙向推拉軟軸機(jī)構(gòu)相連接，從而操縱人員僅需爬上中位操縱平臺(tái)，使用操縱手柄即可控制下位多路換向閥聯(lián)動(dòng)，以實(shí)現(xiàn)隨車起重機(jī)的臂架伸縮、起升、變幅、回轉(zhuǎn)和支腿伸縮等多項(xiàng)作業(yè)動(dòng)作。這種中位-下位聯(lián)動(dòng)操縱設(shè)計(jì)，使得操縱人員的視野比較開闊，避開了車廂和駕駛室的遮擋，利于指揮和操縱貨物起吊，安全系數(shù)和作業(yè)效率均較高。

2.2 有線遙控和無線遙控操縱

國產(chǎn)的直臂式隨車起重機(jī)一般由操縱人員通過操縱手柄手動(dòng)控制起重機(jī)各個(gè)機(jī)構(gòu)動(dòng)作，操縱手柄的位置（上位、下位、中位）和起吊貨物的方向都會(huì)決定操縱位置，即使通過中位-下位聯(lián)動(dòng)操縱設(shè)計(jì)，也需要操縱者一邊指揮一邊操縱，長(zhǎng)時(shí)間工作容易疲勞，并且手動(dòng)操縱模式下，操縱人員一般需乘坐在隨車起重機(jī)的操縱座椅上，一旦起重機(jī)穩(wěn)定性不夠，發(fā)生傾覆意外，會(huì)對(duì)操縱人員的人身安全造成很大危害。因此，對(duì)直臂式隨車起重機(jī)加裝有線遙控或無線遙控部件，采用遙控操縱起重機(jī)動(dòng)作成為隨車起重機(jī)的必然發(fā)展趨勢(shì)。

有線遙控直臂式隨車起重機(jī)的基本原理示意圖，如圖2所示。有線遙控控制柜通常設(shè)置在隨車起重機(jī)底盤上，通過通信電纜與遙控器相連，控制柜內(nèi)設(shè)置有可控編程控制器和數(shù)據(jù)傳輸接口，重量、長(zhǎng)度和角度傳感器采集的信號(hào)經(jīng)可編程控制器進(jìn)行處理，通過力矩限制計(jì)算、垂直起吊計(jì)算、伸縮動(dòng)作的檢測(cè)計(jì)算，然后根據(jù)計(jì)算結(jié)果發(fā)送信號(hào)到執(zhí)行元件，控制多路換向閥進(jìn)行變幅、伸縮、回轉(zhuǎn)、起吊等規(guī)定操縱。

相對(duì)于有線遙控，無線遙控徹底擺脫了電纜線的距離限制，操縱的靈活性更高。無線遙控直臂式隨車起重機(jī)的遙控裝置主要包括發(fā)射機(jī)、接收機(jī)和液壓閥三部分。操縱者的控制指令通過數(shù)字化信號(hào)處理，經(jīng)發(fā)射機(jī)編碼、調(diào)制和信號(hào)放大后，通過發(fā)射天線將指令進(jìn)行發(fā)射，隨車起重機(jī)上的接收機(jī)裝置接收到無線電指令，通過解調(diào)、譯碼后轉(zhuǎn)換為控制指令，然后經(jīng)輸出電路輸出到電磁比例多路換向閥等執(zhí)行元件，驅(qū)動(dòng)各部件進(jìn)行相應(yīng)的作業(yè)動(dòng)作。

通過對(duì)直臂式隨車起重機(jī)加裝遙控裝置，可以顯著提高起重機(jī)的自動(dòng)化程度和可操縱性，并且遙控系統(tǒng)操縱并不會(huì)干擾原來的手動(dòng)操縱方式，二者互補(bǔ)，可以根據(jù)實(shí)際工況進(jìn)行快速切換作業(yè)。

3 結(jié)束語

綜上所述，直臂式隨車起重機(jī)操縱方式的改進(jìn)涉及了機(jī)械、電動(dòng)、液壓控制等多方面的內(nèi)容。通過對(duì)原有設(shè)計(jì)的改造，以及引入先進(jìn)的遙控技術(shù)，可以大大提高直臂式隨車起重機(jī)的可操縱性和安全性，使其朝著人性化、自動(dòng)化、操縱便捷化的方向不斷發(fā)展，從而不斷縮小與發(fā)達(dá)國家之間的技術(shù)差距，提高國產(chǎn)隨車起重機(jī)的市場(chǎng)價(jià)值和核心競(jìng)爭(zhēng)力。

參考文獻(xiàn)

[1]金領(lǐng)釗.直臂式隨車起重機(jī)操作方式分析和改進(jìn)[J].科技傳播，2012（4）：139.

[2]周守艷，趙江鴻，劉玲.一種電器控制的隨車起重運(yùn)輸車[J].裝備制造技術(shù)，2014（4）：255-256.

[3]任志杰.國內(nèi)隨車起重機(jī)的發(fā)展態(tài)勢(shì)[J].起重運(yùn)輸機(jī)械，2009（1）：1-3.

[4]呂正德.日本MOMOCO隨車起重機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和性能[J].起重運(yùn)輸機(jī)械，1993（8）：32-34.

作者簡(jiǎn)介：楊小姜（1986-），男，山東鄆城人，工程師，研究方向：起重機(jī)械的監(jiān)督檢驗(yàn)。