第1章 绪 论
汽车工业发展的经济效益不只是汽车本身，而是集中表现在汽车的使用和流通的全过程中，随着汽车工业的发展必然是汽车运输业的发展，从而对专用汽车的性能要求也越来越高，使用越来越专门化，品种也越来越多。并且社会对汽车的运输效率和经济性以及各种功能的要求也越来越高，这些是运输工具专用化发展成为必然趋势[1,2]。
专用车辆的主要作用在于提高运输效率，降低运输成本，减少运输途中的货损，节约燃料，在散装货物运输中还节约大量包装材料和包装费用，因而能够带来巨大的经济效益。
本设计所研究的折叠臂式高空作业车为起重举升汽车的一种。
1.1概述
高空作业机械是在工程起重机械基础上发展起来的高空作业设备，广泛应用在建筑、消防等行业。随着我国经济建设的不断发展，对高空作业车的需求越开越多，要求工作范围也越来越广泛。
目前，国内外折叠臂式高空作业车朝着多品种、系列化、小批量方向发展。尽管就汽车市场而言，折叠臂式高空作业车在今天甚至是在今后很长一段时间不可能占有太大的市场，但是，正因为折叠臂式高空作业车其独特的作用，它在工程建设中起着越来越重要的作用，其辐射范围也越来越大，邮电通讯、市政建设、消防救护、建筑装饰、高空摄影以及造船、石油、化工、航空等行业都将活跃着它的身影。
折叠臂式高空作业汽车提高了机械化程度，减少了劳动消耗，降低了成本，缩短了工作时间，提高了工作效率并且以满足各种特殊需要。
经调研发现，目前，折叠臂式高空作业车具有一定需求市场，但生产厂家相对较少，主要在于其结构较为复杂，因此难以形成批量生产，为使折叠臂式高空作业车能够完善其结构和性能，提高折叠臂式高空作业车的功能，形成小批量生产。本设计重点对折叠臂式高空作业车主要工作装置所采用的各种方案进行比较分析，分别列出各方案的优劣点，以便选择最合适方案。
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1.2折叠臂式高空作业车的定义、组成及功用
折叠臂式高空作业汽车是用来运送工作人员和使用器材到达指定现场并进行作业的专用汽车。
折叠臂式高空作业汽车除底盘部分外，为实现高空作业功能，还有动力传动装置、工作装置、安全装置及液压系统等。
折叠臂式高空作业车是用来运送工作人员和工作装备到指定高度进行作业的特种车辆，是将折叠臂式高空作业装置安装在汽车底盘上组成的。折叠臂式高空作业装置包括工作臂、回转平台、副车架、工作斗、液压系统和操纵装置等。现在的折叠臂式高空作业装置具有操作平顺、工作稳定、自动调速、安全可靠等优点，大大提高了折叠臂式空中作业的工作效率。折叠臂式高空作业车是利用汽车底盘作为行走机构，具有汽车的形势通过性能，机动灵活，行驶速度高，可快速转移，转移到工作场地后能迅速投入工作，因此被越来越多的应用在工程建设、工业安装、设备检修、物业管理、航空、船舶、石化、电力、影视、市政、园林等许多行业，是近几年来国内发展最快的专用汽车产品之一[4,5]。
1.3国内外折叠臂式高空作业车的发展概况
国外折叠臂式高空作业机械发展迅速，技术水平不断提高。工业发达国家一般都有专门的跨国公司和集团主营和兼营高空作业机械，如美国GROVE公司（格鲁夫）和GENIE（吉尼公司）、英国COLES公司、SI-MON公司（西蒙）、意大利RICO（利高）、芬兰BRONTO公司（波浪涛公司）、日本的多田野和爱知株式会社等[6]。
中国高空作业机械生产企业从20世纪70年代起步，至今已有30多年的历史。到目前为止，国内高空机械生产企业已由当时的7、8家发展到100余家，其中与合资或合作的企业有4家。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，都形成了各具特色的产品系列，企业的各项主要经济指标逐步上升，经济效益也逐年提高，基本能满足国内外市场大中小型高空作业机械的需要，并有部分产品出口。
根据协会对会员单位初步统计，2005年中国高空作业平台的产量1734台，出口150台；2006年为1890台，出口290台。2005年高空作业车的
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产量为672台，出口20台；2006年为778台，出口69台。高空作业机械工业总产值初步统计为2005年26822万元，2006年32600万元。2007年上半年产量产值、出口量就接近2006年的全年总数。虽然这些年国内高空作业机械发展很快，但是产品的技术水平相比国外的知名企业还有一定得差距，毕竟我们是处于起步阶段，开发的产品大多还停留在模仿阶段，几乎所有产品或多或少的留有国外产品的影子甚至是全盘照搬。
我国从80年代开始抚顺起重机总厂、武汉起重机总厂、四川度岩机械厂、四川长江起重机械有限责任公司、杭州园林机械厂、北京攀尼高空作业车有限公司、徐州重型机械厂等开始着手研制高空作业车和登高平台消防车，投放市场。抚顺起重机械总厂生产的CDZ32型登高平台消防车已出口泰国。四川长江起重机有限责任公司研制的QZC5120JGKS25型高空作业车是最近推向市场的一种新产品。该产品采用现代设计手段设计，填补了国内25m伸缩臂式高空作业车的空白[7]。
尽管我国在折叠臂式高空作业车设计制造上取得了一些成绩，但是国内生产制造的高空作业机械同国外同类型高空作业机械产品相比仍有一定差距，主要表现为技术含量低、大型的较结构笨重、作业时未动性能差等问题。在开发研制过程中，应采取有效措施、实验研究，逐项加以解决，以缩小差距。同时对目前存在的技术关键，有待于组织力量攻关解决，其关键是电液比例操纵、微动性能问题，支腿调平技术问题，数显微机自动程序控制以及机电一体化问题等[8,9]。
目前，折叠臂式高空作业车的发展动向是实现“六化”、“三性”，以提高折叠臂式高空作业机械的适用性。
“六化”：即液压化、最优化（采用计算机辅助设计）、轻量化（采用高强度材料、减轻构建重量）、机电液一体化（如安全保护、报警装置等）、通用化、系列化。
“三性”：可靠性、安全性和舒适性。
综上所述，在目前的折叠臂式高空作业车的生产水平上，改进折叠臂式高空作业车的工作性能，开发研制机动灵活、技术含量高、安全可靠的高空作业机械具有重大意义。
1.4设计目标和主要设计内容
本设计目标是设计载重300kg高空作业车，其性能参数与原车接近。
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本设计的主要研究内容有：支腿机构设计、举升机构设计、回转机构设计、液压传动装置设计以及整车的体布置。
主要解决的问题有：二类底盘的选择、高空作业车的总体布置、工作装置的设计、整车性能计算。
设计技术路线安排如下图：
图1-1 技术路线
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第2章 折叠臂式高空作业车总体方案分析
折叠臂式高空作业车主要由动力传动装置、工作装置（支腿机构、举升机构、回转机构、作业平台及调平机构）和液压系统等组成。
本章主要对折叠臂式高空作业车的各个机构的方案进行分析。
2.1动力传动装置设计与分析
2.1.1设计要求
动力传动装置包括折叠臂式高空作业汽车各工作装置的动力传动部分，其设计要求如下：
(1)对作业功能，在规定的载荷范围内，不论载荷大小，要求动力传动装置具有稳定的工作转速；
(2)在同一工作循环内，工作装置的回转机构、举升机构等是正向和逆向运动交替进行的，因此要求能适应运动方向的不断改变；
(3)在工作过程中，各工作装置的工作速度应能随作业进度及时调整，且调速范围大，如举升机构需要有很低的微动速度。
2.1.2动力传动装置类型
1、内燃机——机械传动
这种传动方式仅在用途单一的高空作业汽车上使用，如用于电力设施维修的垂直升降式高空作业汽车多采用这种形式。动力源为汽车发动机，动力经变速器传出后，还要经分动器、离合器、减速器、卷扬机、滑轮以及钢丝绳等传递到工作装置，传动路线长，结构较复杂。
2、电力——机械传动
这种传动方式是利用外接电源或车载电源（蓄电池），通过电动机将电能转换成机械能，再经机械传动装置将动力传递到各工作装置。由于电动机具有逆转性和在较大转速范围内实现无级调速等特点，并且各机
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