淺析國產直臂式隨車起重機的操縱方式改進策略

摘 要：近年來，國產直臂式隨車起重機開始向多功能、自動化和大噸位方向發展，這就對起重機的性能、操縱性和安全性提出了更高的要求。結合直臂式隨車起重機的結構特點，分析了傳統的起重機操縱方式的不足，并根據先進操縱技術和控制技術，提出了直臂式隨車起重機操縱方式的改進策略，對國產直臂式隨車起重機的設計和生產具有一定的參考價值。

關鍵詞：隨車起重機；直臂式；操縱方式；改進策略

引言

隨車起重機，簡稱隨車吊，是將起重作業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輸功能于一體，既可以實現對貨物的起吊和裝卸，又不會影響汽車底盤的載貨運輸，具有機動、靈活、高效的特點，在野外消防搶險、市政建設、高空作業、物料搬運等多種工況下得到廣泛的應用，甚至在一定程度上可以取代中小噸位的汽車起重機。

根據起重臂結構的差異，通常可以將隨車起重機分為直臂式和折臂式兩種。其中，對于直臂式隨車起重機，雖然其起重臂無法折疊，且無工作作業時會占用較大的空間，但是由于結構簡單、質量輕、成本低等特點，在國內隨車起重機市場中仍占有非常大是份額。如圖1所示，直臂式隨車起重機的起重作業部分主要由伸縮吊臂、立柱、變幅液壓油缸、鋼絲繩及卷揚機構、回轉機構和支柱機構等構成。在起吊作業過程中，由汽車變速箱帶動液壓油泵旋轉，提供高壓油，并結合多路換向閥，實現各工作元件的運動。例如，驅動變幅機構，控制伸縮臂的擺角；推動伸縮臂的伸出和縮回；驅動鋼絲繩卷揚機構運轉，實現貨物的起吊等。

目前，國產直臂式隨車起重機雖然在性能、外觀和可靠性方面取得了較大幅度的提高，但是由于技術水平和經濟因素的限制，其在操縱性、功能性和安全性等方面仍與發達國家的直臂式隨車起重機存在較大差距。例如，國產直臂式隨車起重機的液壓驅動系統仍大量使用手動進行操縱控制，這種手動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，在起重機意外傾翻時難以保證操縱者的安全。

1 直臂式隨車起重機常規操縱方式的不足

對于傳統的手動操縱，根據操縱工位的不同，主要分為上位操縱、下位操縱和中位操縱三種形式。對于上位操縱，主要由隨車起重機下部的支腿閥和立柱頂部手動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各個支腿的伸縮與支撐操縱，然后通過梯子爬到頂部座椅處，利用手動多路換向閥來控制吊鉤升降、變幅、吊臂伸縮、回轉等動作。該方式操縱者的視野開闊，便于指揮和操縱，但是實際作業過程中，需要操縱者上下攀爬，效率較低，不利于大批量起重作業。對于下位操縱，操縱人員全程站在起重機兩側地面上，利用手動多路換向閥和連桿即可對起重機進行各項動作控制，但是該方式作業中，操縱人員處于較低的位置，視野會受到駕駛室和起重機車廂的遮擋，起吊貨物不方便，且一旦隨車起重機意外傾覆，容易造成操縱人員傷亡。對于中位操縱，通常操縱座椅和手動多路換向閥均設置在立柱底部，可以隨立柱整體旋轉，該方式在一定程度上彌補了上位操縱和下位操縱的不足，但是中位操縱結構較復雜，回轉結構占用較大的空間，使得起重機發生故障時不易拆卸維修。

2 直臂式隨車起重機操縱方式的改進

為了提高直臂式隨車起重機的操縱便捷性和作業安全系數，采用先進的設計理念和控制技術對隨車起重機的操縱方式進行改進，彌補現有操縱方式的不足之處，對提高國產直臂式隨車起重機的市場競爭力具有重要的意義。

2.1 中位-下位聯動操縱

對于采用傳統的中位操縱設計的隨車起重機，在進行中位操縱的同時，一般不能進行下位的雙邊操縱。因此，在下位操縱設計的基礎上，保留下位多路換向閥結構，同時在直臂式隨車起重機橫梁的一側設計中位操縱裝置（座椅、操縱桿、支撐平臺等），中位操縱裝置與下位多路換向閥之間通過機械連桿機構或雙向推拉軟軸機構相連接，從而操縱人員僅需爬上中位操縱平臺，使用操縱手柄即可控制下位多路換向閥聯動，以實現隨車起重機的臂架伸縮、起升、變幅、回轉和支腿伸縮等多項作業動作。這種中位-下位聯動操縱設計，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，安全系數和作業效率均較高。

2.2 有線遙控和無線遙控操縱

國產的直臂式隨車起重機一般由操縱人員通過操縱手柄手動控制起重機各個機構動作，操縱手柄的位置（上位、下位、中位）和起吊貨物的方向都會決定操縱位置，即使通過中位-下位聯動操縱設計，也需要操縱者一邊指揮一邊操縱，長時間工作容易疲勞，并且手動操縱模式下，操縱人員一般需乘坐在隨車起重機的操縱座椅上，一旦起重機穩定性不夠，發生傾覆意外，會對操縱人員的人身安全造成很大危害。因此，對直臂式隨車起重機加裝有線遙控或無線遙控部件，采用遙控操縱起重機動作成為隨車起重機的必然發展趨勢。

有線遙控直臂式隨車起重機的基本原理示意圖，如圖2所示。有線遙控控制柜通常設置在隨車起重機底盤上，通過通信電纜與遙控器相連，控制柜內設置有可控編程控制器和數據傳輸接口，重量、長度和角度傳感器采集的信號經可編程控制器進行處理，通過力矩限制計算、垂直起吊計算、伸縮動作的檢測計算，然后根據計算結果發送信號到執行元件，控制多路換向閥進行變幅、伸縮、回轉、起吊等規定操縱。

相對于有線遙控，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的遙控裝置主要包括發射機、接收機和液壓閥三部分。操縱者的控制指令通過數字化信號處理，經發射機編碼、調制和信號放大后，通過發射天線將指令進行發射，隨車起重機上的接收機裝置接收到無線電指令，通過解調、譯碼后轉換為控制指令，然后經輸出電路輸出到電磁比例多路換向閥等執行元件，驅動各部件進行相應的作業動作。

通過對直臂式隨車起重機加裝遙控裝置，可以顯著提高起重機的自動化程度和可操縱性，并且遙控系統操縱并不會干擾原來的手動操縱方式，二者互補，可以根據實際工況進行快速切換作業。

3 結束語

綜上所述，直臂式隨車起重機操縱方式的改進涉及了機械、電動、液壓控制等多方面的內容。通過對原有設計的改造，以及引入先進的遙控技術，可以大大提高直臂式隨車起重機的可操縱性和安全性，使其朝著人性化、自動化、操縱便捷化的方向不斷發展，從而不斷縮小與發達國家之間的技術差距，提高國產隨車起重機的市場價值和核心競爭力。

參考文獻

[1]金領釗.直臂式隨車起重機操作方式分析和改進[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輸車[J].裝備制造技術，2014（4）：255-256.

[3]任志杰.國內隨車起重機的發展態勢[J].起重運輸機械，2009（1）：1-3.

[4]呂正德.日本MOMOCO隨車起重機的結構特點和性能[J].起重運輸機械，1993（8）：32-34.

作者簡介：楊小姜（1986-），男，山東鄆城人，工程師，研究方向：起重機械的監督檢驗。