一种车载液压吊升系统及控制方法
阅读说明：本技术 一种车载液压吊升系统及控制方法 (Vehicle-mounted hydraulic lifting system and control method ) 是由 马佳 张念峰 于 2021-03-25 设计创作，主要内容包括：本发明属于救援设备技术领域,公开了一种车载液压吊升系统及控制方法,包括用于通过承载车辆对吊升系统进行承载移动的移动模块、用于通过多关节机械臂进行支撑的支撑模块、用于通过控制器对系统的整体工作进行智能控制的控制模块、用于通过液压传动系统对吊钩的升降进行控制的液压传动模块。本发明中的吊升液压系统,能够加装在抢险救援车起重臂上,从而更大程度上缩小救援空间、节省救援器材、提高救援效率,更好的贴合基于实战,服务于基层。本发明可以直接对施救人员进行有效缓慢下放,钢索强度远高于绳索,液压输出系统的功率也大大强于人工提拉,所以在救援现场,可以很好的节省救援力量,简约救援装备,提高救援效率。(The invention belongs to the technical field of rescue equipment, and discloses a vehicle-mounted hydraulic lifting system and a control method thereof. The lifting hydraulic system can be additionally arranged on a cargo boom of the emergency rescue vehicle, so that the rescue space is reduced to a greater extent, rescue equipment is saved, the rescue efficiency is improved, and the lifting hydraulic system is better attached to a foundation based on actual combat. The invention can directly and slowly put down rescue workers, the strength of the steel cable is far higher than that of the rope, and the power of the hydraulic output system is greatly stronger than that of manual lifting, so that the rescue force can be well saved, the rescue equipment can be simplified and the rescue efficiency can be improved on the rescue site.)
技术领域
本发明属于救援设备技术领域，尤其涉及一种车载液压吊升系统及控制方法。
背景技术
目前，根据我们平时出警遇到的特殊情况，比如立交桥车辆事故救援、崖璧救援、深井救援等等，在被困人员受困于低于平面的受限空间的情况下，就要考虑在高点制作可靠锚点，并将救援人员进行下放施救然后再提拉，从而达到安全高效的救援。那么在车辆无法抵达事故救援现场或者事故现场周围环境无可靠锚点的情况下，经常借助人工制作的锚点进行救援，但是人工制作的锚点的结构强度和稳定性没有保证，这类救援多数存在较大安全隐患，对被困人和施救人都有风险隐患。
通过上述分析，现有技术存在的问题及缺陷为：在立交桥车辆事故救援、崖璧救援、深井救援等车辆无法抵达事故救援现场或者事故现场周围环境无可靠锚点的情况下，存在难以施救的问题。
解决以上问题及缺陷的难度为：存在锚点支点制作时间长、难度大，制作的救援系统复杂繁琐、存在安全隐患，现场救援人员力量需求多、效率低下，同时对被困人和施救人都有风险隐患。
解决以上问题及缺陷的意义为：到达救援现场可直接利用该设备展开救援行动，无需制作锚点支点，减少救援所需器材，节省救援时间；同时液压吊升取代人工提拉，极大减少了救援现场所需的救援人员力量。利用该设备救援效率高、安全性能好。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种车载液压吊升系统及控制方法。
本发明是这样实现的，一种车载液压吊升系统包括：
移动模块，用于通过承载车辆对吊升系统进行承载移动，吊升系统接收到控制器发送的需要承载的指令时，自动生成对承载车辆进行控制的指令，指令以数字信号的形式生成，在系统中传播，到达D/A转换器，数字信号指令转化为电信号，电信号通过无线传感器发送至承载车辆的无线传感器处，无线传感器接收到电信号指令，电信号在系统内传播到达承载车辆的电控制芯片处，由电芯片解析电信号指令，对控制器进行操作，即对承载车辆进行控制承载移动；
支撑模块，用于通过多关节机械臂进行支撑，支撑模块接收到控制器发送的支撑指令，支撑指令以电信号的形式到达支撑模块的无线传感器处，支撑模块将接收到的电信号指令通过A/D转换器转换为数字信号进行解析，支撑模块对指令进行解析后生成对多关节机械臂的操作指令，生成的指令是多条的，每一条指令是对多关节机械臂的每一步操作，生成的指令为数字信号的形式，由于有多条控制指令，将所有生成的控制指令按顺序进行打包，经由D/A转换器转换为电信号传送至多关节机械臂的接收器处，到达电芯片，由电芯片对指令包进行解包，然后对多关节机械臂进行操作；
控制模块，用于通过控制器对系统的整体工作进行智能控制，主控制器对外部信号(各模块传输的数据以及请求)进行采集，通过分析处理后输出给输出通道，当外部需要模拟量输出时，系统经过D/A转换器转换成标准电信号进行输出用于控制各个模块正常工作；
液压传动模块，用于通过液压传动系统对吊钩的升降进行控制，液压传动系统的无线传感器端接收到控制器的电信号指令，经过A/D转换器将其转换为数字信号，由内部服务器对其解析，将解析出的需要进行的升降控制操作，按照升降操作生成相应的数字指令，由D/A转化器将指令转换为电信号，经电线传输至无线传感器端，发送至吊钩的接收器端，到达电芯片处，由电芯片对吊钩进行操作。
进一步，所述多关节机械臂设置有安装座，安装座通过螺栓固定在承载车辆后端；
安装座上侧固定有第一节基本臂，第一节基本臂另一端与第二节基本臂连接，第二节基本臂另一端与第一节伸缩臂连接；
第一节伸缩臂另一端中间穿设有第二节伸缩臂连接，第二节伸缩臂另一端中间穿设有第三节伸缩臂。
进一步，所述液压传动系统包括液压控制部分、液压输出部分、钢索绞盘、吊钩。
进一步，所述液压输出部分包括依次连接的液压油箱、液压泵、换向阀、双向平衡阀和液压马达。
进一步，所述钢索绞盘包括减速阀和卷扬机，减速阀的输入轴与液压马达的输出轴连接，减速阀的输出轴与卷扬机的驱动轴连接，卷扬机外侧缠绕有钢丝绳，钢丝绳外端头与挂钩连接。
本发明的另一目的在于提供一种车载液压吊升系统的控制方法，所述车载液压吊升系统的控制方法包括：
在抢险救援车后操作悬臂，将悬臂的挂钩放置水平面处；利用挂钩、绳索将人员和装备固定在挂钩上；
然后对悬臂进行操作、下放，在固定好被困人员后一起通过吊升系统进行上升。
进一步，所述悬臂进行运行的过程为：
液压操作中的硬件结构包括：操作杆、换向阀、液压油管、液压油泵、液压油缸操作杆控制换向阀动作，液压油泵将液压油分配到不同的液压油缸，从而进行臂架的升降、收缩作业。
进一步，所述遥控控制具体过程为：
遥控硬件结构包括：遥控器、遥控接收器、推杆电机、涡轮涡杆、换向阀、液压油管、液压油泵、液压油缸；通过操作遥控器，遥控接收器收到动作信号后，启动推杆电机控制涡轮涡杆带动换向阀动作，液压油泵将液压油分配到不同的液压油缸，从而进行臂架的升降、收缩作业。
进一步，所述车辆到达救援现场，救援作业点在车载液压吊升系统作业范围之外，通过在作业点上架设救援之架，扩大车载液压吊升系统作业范围。
进一步，所述通过在作业点上架设救援之架，扩大车载液压吊升系统作业范围方法为：
车载液压吊升系统的绳索通过救援之架的万向轮，改变绳索方向，从而实现吊升功能。
结合上述的所有技术方案，本发明所具备的优点及积极效果为：
本发明中的车载液压吊升系统在抢险救援车的车载液压系统上加装了吊升液压系统，此器材不仅能够加装在抢险救援车起重臂上，从而更大程度上缩小救援空间、节省救援器材、提高救援效率，更好的贴合基于实战，服务于基层。
本发明的操作系统简便，方便驾驶员进行操作使用，并且负载能力大，将救援人员和救援装备可安全稳定的进行下放和提升。
本发明中的液压吊升系统的优势在于可以直接对施救人员进行有效缓慢下放，钢索强度远高于绳索，液压输出系统的功率也大大强于人工提拉，所以在救援现场，可以很好的节省救援力量，简约救援装备，提高救援效率。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对本申请实施例中所需要使用的附图做简单的介绍，显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例提供的多关节机械臂折叠状态和展开状态的结构示意图；
图2是本发明实施例提供的液压传动系统的结构示意图；
图中：1、安装座；2、第二节伸缩臂；3、第一节伸缩臂；4、第二节基本臂；5、第一节基本臂；6、连接支架；7、钢索绞盘；8、液压油箱；9、液压泵；10、换向阀；11、双向平衡阀；12、液压马达；13、减速阀；14、卷扬机；15、钢丝绳；16、吊钩；17、第三节伸缩臂。
图3是本发明实施例提供的第一节伸缩臂的结构示意图；
图3中：图(a)、第一节伸缩臂主视图；图(b)、第一节伸缩臂俯视图；图(c)、第一节伸缩臂剖视图。
图4是本发明实施例提供的连接支架的结构示意图。
图4中：图(a)、连接支架主视图；图(b)、连接支架侧视图；图(c)、连接支架俯视图。
图5是本发明实施例提供的模块结构示意图。
图5中：图(d)、移动模块图；图(e)、支撑模块图；图(f)、控制模块图；图(g)、液压传动模块图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种车载液压吊升系统及控制方法，下面结合附图对本发明作详细的描述。
如图1-图4所示，本发明实施例提供的车载液压吊升系统包括：
移动模块d，用于通过承载车辆对吊升系统进行承载移动，吊升系统接收到控制器发送的需要承载的指令时，自动生成对承载车辆进行控制的指令，指令以数字信号的形式生成，在系统中传播，到达D/A转换器，数字信号指令转化为电信号，电信号通过无线传感器发送至承载车辆的无线传感器处，无线传感器接收到电信号指令，电信号在系统内传播到达承载车辆的电控制芯片处，由电芯片解析电信号指令，对控制器进行操作，即对承载车辆进行控制承载移动；
支撑模块e，用于通过多关节机械臂进行支撑，支撑模块接收到控制器发送的支撑指令，支撑指令以电信号的形式到达支撑模块的无线传感器处，支撑模块将接收到的电信号指令通过A/D转换器转换为数字信号进行解析，支撑模块对指令进行解析后生成对多关节机械臂的操作指令，生成的指令是多条的，每一条指令是对多关节机械臂的每一步操作，生成的指令为数字信号的形式，由于有多条控制指令，将所有生成的控制指令按顺序进行打包，经由D/A转换器转换为电信号传送至多关节机械臂的接收器处，到达电芯片，由电芯片对指令包进行解包，然后对多关节机械臂进行操作；
控制模块f，用于通过控制器对系统的整体工作进行智能控制，主控制器对外部信号(各模块传输的数据以及请求)进行采集，通过分析处理后输出给输出通道，当外部需要模拟量输出时，系统经过D/A转换器转换成标准电信号进行输出用于控制各个模块正常工作；
液压传动模块g，用于通过液压传动系统对吊钩的升降进行控制，液压传动系统的无线传感器端接收到控制器的电信号指令，经过A/D转换器将其转换为数字信号，由内部服务器对其解析，将解析出的需要进行的升降控制操作，按照升降操作生成相应的数字指令，由D/A转化器将指令转换为电信号，经电线传输至无线传感器端，发送至吊钩的接收器端，到达电芯片处，由电芯片对吊钩进行操作。
多关节机械臂设置有安装座1，安装座1通过螺栓固定在承载车辆后端，安装座1上端转动固定有五节臂(二节基本臂、三节伸缩臂)，第一节基本臂5与安装座1连接，第一节基本臂5另一端与第二节基本臂4连接，第二节基本臂4另一端与第一节伸缩臂3连接，第一节伸缩臂3另一端中间穿设有第二节伸缩臂2连接，第二节伸缩臂2另一端中间穿设有第三节伸缩臂17。第一节伸缩臂3的臂架上通过连接支架6固定有钢索绞盘7，钢索绞盘7穿设有钢丝绳15。本发明中车载液压吊升系统在抢险救援车的车载液压系统上加装了吊升液压系统，此设备加装在抢险救援车起重臂上，从而更大程度上减少现场救援力量、节省救援所需器材、提高救援实战效率。
本发明实施例中的液压传动系统包括液压控制部分、液压输出部分、钢索绞盘、吊钩等四大部分；
液压输出部分包括依次连接的液压油箱8、液压泵9、换向阀10、双向平衡阀11和液压马达12；
钢索绞盘包括减速阀13和卷扬机14，减速阀13的输入轴与液压马达12的输出轴连接，减速阀13的输出轴与卷扬机14的驱动轴连接，卷扬机14外侧缠绕有钢丝绳15，钢丝绳15外端头与吊钩16连接。
吊升钢丝绳为304不锈钢，长度70米，提升压力16Mpa，工作拉力根据工作臂的伸缩角度及幅度为，3150KG、1960KG、1280KG、860KG。系统重量为79kg，操作系统简便，方便驾驶员进行操作使用，并且负载能力大，将救援人员和救援装备可安全稳定的进行下放和提升。
其中，卷扬机技术参数和钢丝绳及吊钩技术参数如下表：
表1卷扬机技术参数
表2钢丝绳及吊钩技术参数
本发明的工作原理为：操作员在抢险救援车后操作悬臂，将悬臂的挂钩放置水平面处，然后救援人员利用挂钩、绳索将人员和装备可固定在挂钩上。然后由操作人员对悬臂进行操作、下放。在救援人员在固定好被困人员后可一起通过吊升系统进行上升。
液压操作中的硬件结构包括：操作杆、换向阀、液压油管、液压油泵、液压油缸操作杆控制换向阀动作，液压油泵将液压油分配到不同的液压油缸，从而进行臂架的升降、收缩等作业。
遥控操作中硬件结构包括：遥控器、遥控接收器、推杆电机、涡轮涡杆、换向阀、液压油管、液压油泵、液压油缸；通过操作遥控器，遥控接收器收到动作信号后，启动推杆电机控制涡轮涡杆带动换向阀动作，液压油泵将液压油分配到不同的液压油缸，从而进行臂架的升降、收缩等作业。
如果车辆到达救援现场，救援作业点在车载液压吊升系统作业范围之外，可以通过在作业点上架设救援之架，扩大车载液压吊升系统作业范围。具体方法是：车载液压吊升系统的绳索通过救援之架的万向轮，改变绳索方向，从而实现吊升功能。
在抢险救援车的车载液压系统上加装了吊升液压系统，它的组成为：液压控制部分、液压输出部分、钢索绞盘、挂钩等四大部分。目的就是在无法自然锚点施救的情况下，由抢险救援车后装的液压吊升系统，可以方便对施救人员进行下放及提拉工作。
液压吊升系统的优势在于到达救援现场可直接利用该设备展开救援行动，无需制作锚点支点，减少救援所需器材，节省救援时间；同时液压吊升取代人工提拉，极大减少了救援现场所需的救援人员力量。利用该设备救援效率高、安全性能好。钢索强度远高于绳索，液压输出系统的功率也大大强于人工提拉，所以在救援现场，可以很好的节省救援力量，简约救援装备，提高救援效率。
下面结合具体实施例对本发明的工作原理作进一步描述。
1、液压动力产生：
挂取力后，给液压大泵提供机械动力，驱动大泵齿轮运转，将无压力的液压油箱的液压油抽取并加载压力，为液压系统提供液压动力。
2、分配液压动力到各分系：
大泵输出的动力液压油，液压泵9供卷扬，伸缩臂上的泵体供变幅、伸缩臂，支腿上的泵体经操纵阀供支腿、转台回转进行液压动力分配。
3、动作执行机构运作原理
A：操纵支腿手柄，使动力液压油驱动支腿油缸，进行伸缩动作，使车辆支腿进行收、支动作。
B：操纵变幅手柄，使动力液压油驱动变幅油缸，进行大臂起降动作。
C：操纵伸缩臂手柄，使动力液压油驱动大臂油缸，进行伸缩动作，使大臂进行收、缩运作。
D：操纵转台旋转手柄，使动力液压油驱动液压回转马达、驱动转台左右运转。
F：操纵卷扬手柄，使动力液压油驱动卷扬液压马达运转、带动钢丝绳卷筒运转，完成钢丝绳收放动作。
G：操纵(加装的救援升降卷扬)手柄，使动力液压油驱动卷扬液压马达运转、带动钢丝绳卷筒运转，完成钢丝绳收放动作。
在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上；术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“前端”、“后端”、“头部”、“尾部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
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