项目研究目标及主要产品或技术介绍 一、项目简介（包括国内外市场现状及本项目立项必要性） 1、项目的目的和必要性 现有的剪式升降台虽然能够实现载人升降、平移，但不完全适合与横向超长构件有关的操作，例如，在铁路客车车厢、飞机等横向超长构件的装配，或者其外部挂件的安装以及外部表面处理等。 随着经济的发展，科学技术的进步，在市场经济的竞争大潮中，为了提高企业生产速度，人们想法设法了可以减少人力物力并且能够出色完成任务的设备，这其中最容易实现就是经常会用到的升降平台。升降平台的种类比较繁多，根据不同的用途，升降平台的结构、动力传递形式以及规格会有不同的选择和设计。目前，大部分企业在生产制造过程中，对于需要辅助载人的场合基本采用铝合金梯或者其他现场简易搭接平台。这些装置简单方便，使用完毕即可拆卸，但升降尺寸不可连续调整、操作工人上下不便、特别是在精加工或操作工具笨重时候操作人员由于支撑位置不便而劳动强度大。现有剪叉式升降机更适合于作业位置相对固定和作业高度较高的情况，其多层结构必然增加成本、降低稳固性。 2、国内研究状况 我国的载人升降机发展的起步较晚 ， 在20世纪90年代引进国外的产品技术生产的， 在国内最早研究剪式升降机的 是上海宝得宝。1999 年开始，宝得宝机型比较笨重，主要的质量问题集中在油管易爆和平台不同步，2000年后质晕有了改进。但由于不是批量，所以价格偏高。目前升降机市场上中外产品品性能还不够稳定， 故障多， 可靠性差， 外观不够美观， 在产品设计、 技术开发等方面都还有很多地方有待改进。从国内情况来看，生产升降平台比国外起步晚．主要分二大类：一类是生产多节剪叉或液压升降平台。主要应用在高空作业中： 如清冼、安装、维修等方面。另一类生产单节剪叉式液压升降平台，主要应用在生产流水线中配套使用、当然也有应用在其它方面的。目前生产升降平台的单位较多．但应用在商业系统仓库装卸货物作业方面的，据不完全了解还没有一家专业生产创造厂家。 3、国外研究状况 目前，发达国家（如美国）生产的载人升降机质晕较好、性能较稳定、设备操作简单，但是价格昂贵，再后续维修保养价格和技术难度高。在经销商中口碑良好。比如美国普雷斯特（Snorkel-UpRight）S3215E 剪叉式升降平台等。 二、项目研究目标（包括流水、纳税、带动学生及教师数量，是否获得专利等知识产权） 现有的剪式升降台虽然能够实现载人升降、平移，但不完全适合与横向超长构件有关的操作，例如，在铁路客车车厢、飞机等横向超长构件的装配，或者其外部挂件的安装以及外部表面处理等。我国升降机的生产研发起步较晚，基础较差，但是随着我国经济的快速发展，升降机使用的不断扩大，现在处千快速发展的阶段。但是国内升降机制造行业发展不均衡， 一些厂家为了满足市场需求， 生产大量不符合国家或行业标准的产品， 使得许多劣质产品充斥升降机的市场，这不但扰乱了市场秩序，还给维修人员和企业带来巨大的安全和财产隐患。在2007 、2008年交通部对交通产品的质量进行了监督抽查， 其中包括升降机， 检查结果显示升降机的合格率仅40%左右，发生事故的升降机绝大多数为国产。升降机坠落的原因较多 ：一是机械结构设计的不合理， 举升臂的强度不满足要求发生变形，自锁失效，安装基础不牢等； 第二是液压系统设计不合理，使得两液压缸的起升速度不等， 管路发生爆裂等；第三方面是加 工工艺无法满足要求。因此，进一步提高剪式升降机产品的安全性能和可靠性，改善我国升降机的设计方法是国内升降机任重道远且需要改进的地方，其主要研究内容有：（1）通过市场调研，设计产品，设计产品尺寸参数；（2）建立剪式升降机的力学模型， 对升降机进行受力分析 ， 对升降机的支架选择合适的钢材， 运用Pro/ENGINEER对结构进行三维建模和运动仿真分析 ， 验证儿何模型的正确性。运用ANSYS Workbench 对支架进行有限元分析；（3）对剪式升降机的液压系统进行静态分析， 分析系统的流量和压力， 液压系统进行零件选型， 建立泵站的三维模型。对升降机的臂架进行受力分析，确定理论上需要的液压缸的最大输出力；（4）确定液压系统的压力值，完成液压零件的选型，绘制液压原理图，完成液压泵站的设计；（5）利用Workbench对升降机的臂架进行强度校核 ，优化三维结构； （6）建立升降机液压系统的数学模型， 运用MATLAB进行仿真， 优化系统性能；（7）完成整体结构的二维图纸，加工制造自配轨道剪式升降机；（8）进行试验，检测升降机的稳定性、准确性、快速性及其同步性；（9）本产品已经获得实用新型专利。 1、基础理论研究 （1）论文，自配轨道低阻平移剪式载人升降工作台 ； （2）专利，一种智能剪叉式载人升降工作台； （3）原理性模型； （4）带有技术参数的图纸； 2、应用技术成果 （1）自主研发新产品原型：自配轨道能够低阻平移剪式载人升降工作台； （2）3D打印缩放比例实物图； 三、产品或技术介绍 在本产品之自配轨道能够平稳低阻平移的剪式升降载人工作台中，剪式升降机构安装在底架上部，四个轮子安装在底架下部，工作平台安装在剪式升降机构的上部，其特征在于，所述剪式升降机构为单层两组式，该剪式升降机构由两组单层剪式结构并列组成，所述单层剪式结构由一对剪臂在中间铰接构成，两组单层剪式结构中的四根剪臂两两平行，两组单层剪式结构共用一根铰接轴；所述四个轮子两两分布在两条平行直线轨道上。本产品其技术效果在于，由于本实用新型中的剪式升降机构为单层两组式，其中的两组结构使得本实用新型之剪式升降载人工作台具备基本的稳定性；而其中的单层结构则简化了剪式升降机构的结构，降低了成本，相对于多层结构而言其稳固性固然提高。更重要的是单层剪式结构已经能够完全满足与横向超长构件有关的各项操作的要求，例如，当剪臂设计为2.5米长时，在剪式升降机构收缩到剪臂与水平方向夹角为15度时，剪式结构的两个剪臂的上端点水平间距能够达到2.4米，据此，工作平台的长度至少可以为2.4米；当在剪式升降机构伸展到剪臂与水平方向夹角为60度时，剪式结构的两个剪臂上端点与下端点垂直间距能够达到2.2米，据此，工作平台的高度至少可以达到2.2米。这样的工作平台长度和高度使其完全能够适用于诸如铁路客车车厢、大型A型房车甚至飞机等横向超长构件的装配，或者其外部挂件的安装以及外部表面处理等项作业。再有，本产品独有的自创自配轨道，而现实中的横向超长构件作业场地的地面情况应该已经比较平坦，便于轨道的临时或者长久铺设，此时，本产品之剪式升降载人工作台的四个轮子采用与钢轨配合的钢轮，平移阻力相当小，不论动力驱动还是人力推动，都十分容易和平稳。轨道的长短可根据作业对象确定，如10
 30米（可根据需求自配轨道长度）。 本次设计技术参数如下，额定承载量:300kg，长:4.9m（可以根据实际需要扩展），宽:（1.5—2.0）m，平台最低高度:1.5m，升降高度:4m。伺服电机0.178KW，电源为220V标配。根据所需平台的设计要求和技术参数，在额定承载量给定的情况下，齿轮齿条式和钢丝绳式的升降平台尽管结构简单，经济性好，但由于受到承载能力、爬坡度、使用寿命以及空间位置的影响，它们不能满足实际要求，故不能采纳； 选材如下： 1.导轨装置采用方钢10*10； 2.角接触球轴承71907AC； 3.小圆螺母M30*1.5； 4.防护栏踩板采用45#钢结构； 5.轴向运动改为直线运动连接件采用镁铝合金矩形方管； 6.运动构件采用大扭矩步进电机0.18KW； 7.电气系统：控制部分选用MCGS昆仑通态触摸屏与西门子S7—200系列ST30PLC； 8.液压系统； 四、主要关键技术或创新点（该项目在哪些方面进行突破或创新，采用何种研究方法） 创新使用自配轨道，重点实现了左右横向精确移动，控制方式采用PLC，触摸板显示，适合于横向超长构建的载人升降平台，易于长距离稳定平移，作业时工作平台稳固，为此，我们设计了一种自配轨道能够平稳低阻平移的剪式升降载人工作台。 关键技术：下一步将重点研发，采用伺服电机替换液压泵，实现产品轻量化，位移精度化。 实施方案：创新自配轨道，PLC控制触摸屏显示，后期我们还将优化本产品，用伺服电机替代液压泵作为动力源。设计本产品的目的在于提供一种适合于横向超长构建的载人升降平台，易于长距离稳定平移，作业时工作平台稳固，为此，我们设计了一种自配轨道能够平稳低阻平移的剪式升降载人工作台。 |
