单片机在剪叉式高空作业平台控制系统中的应用研究_开题报告

一、  概述及国内外高空作业平台的发展现状

     1.概述

     高空作业是指人在离地面一定高度处进行的作业。国家标准GB/T3608-2008《高处作业分级》中规定:“ 在坠落高度2m 或者2m以上、有可能坠落的高处进行作业称为高空作业”。高空作业平台是指用来运送人员、工具和材料到指定位置进行工作的设备，包括带控制器的工作平台、伸展结构和底盘。随着国民经济的飞速发展，高空作业平台做为工程建设的一种重要装备机械， 已广泛应用于建筑、园林、市政建设、港口、消防等行业，具有非常广阔的发展前景。高空作业作业平台按行走方式可分为自行式、牵引式、车载式等， 按臂架形式可分为剪叉式、直臂伸缩式、曲臂式、混合臂式。自行式高空作业平台能在不同状态下进行高速或低速行走，作业人员在平台操作便可实现上下变幅、前后行走、左右转向等动作。

        2.高空作业平台国外发展现状

        随着高空作业平台的广泛应用，目前，国外高空作业平台生产企业主要

集中在欧美和日本等发达国家，比如，美国特雷克斯集团（美国吉尼Genie）、

美国JLG公司、法国(Haulotte)、加拿大Skyjack公司以及日本的日本爱知公司。

    欧洲不允许带电作业，几乎没有绝缘型高空作业车，而北美的法律法规

对多种高空作业平台有绝缘性要求，所以北美市场以生产绝缘型高空作业平

台为主，绝缘等级可达500KV。根据AccessInternational统计的数据，美国高

空作业车辆目前保有量约52万辆，欧洲整体保有量约24万辆。

    日本高空作业车使用较为普遍。日本高空作业车的作业高度较低，小巧、

灵活是其主要特点。日本高空作业车生产厂家高度集中，主要是AICHI（爱

知）和多田野。日本爱知做为日本最大的高空作业车、自行式高空作业车和

市政车辆生产商，专业生产高空作业车产品，在美国和中国有分公司生产高

空作业车，在欧洲和中国有分公司生产自行式高空作业车。爱知公司的高空

作业车在日本占领先地位，日本市场占有率达70%，电力行业份额82%，通

讯行业81%，建筑、造船和其它行业占68%。日本高空作业车整体保有量约

为10万辆。

       3.国内发展状况

我国高空作业行业从20世纪60年代开始研制，70年代开始生产，相比国

外起步较晚。随着近年来我国人口红利消退，劳动力出现短缺，人工成本随

之不断攀升，人力成本的不断提高给中国高空作业平台行业的发展提供了契机。国内

高空作业平台行业目前已进入高速成长期。2013-2017 年国内高空作业平台

销量 5 年平均增速约 40%，预计 2017 年行业销量 约 17000-18000 台，

同比增速 50%，于 2017 年底我国高空作业平台保有量约 6.5 万台，2018 年

国内市场整体需求增至 2.5 万台，同比增速约 39%-47%，租赁商对未来市

场需求普遍持乐观态度。国内主要的生产企业已由当时的几家发展到了现在

的上百家。其中以浙江鼎力、徐州重工、中联重科、湖南星邦等十几家公司。

各公司生产产品种类繁多，举升高度从几米到几十米不等。

近年来，国内外的高空作业平台的市场占有率一直扩大。各生产企业引

进和吸收国外领先技术，积极开发新产品，并且在高空作业平台研发制造上

取得了较快发展，但是比起国外差距比较大，很多产品都有国外产品的影子，

有些甚至是完全照搬。国内和国外的差距主要体现在以下几个方面：

（1）产品类型规格单一。国内市场上产品类型以剪叉式、桅柱式、臂架

式为主。臂架式又分为曲臂式、伸缩臂、折臂伸缩式，混合臂机型还处于空

白。

（2）作业高度小。最大作业高度不国外的一半，大高度高空作业平台基

本依赖国外进口。

（3）应用落后于国外。我国仅在车站、国防、市政、园林、交通、造

船、消防等行业使用，有些市场还没有挖掘出来，如电信、飞机等大型设备

维护，特别是应用在建筑施工中以替代脚手架。

（4）企业自主创新不够。国内的大部分产品还停留在模仿国外产品阶段，

自主创新能力不够，有待提高。

二、  ^范文的主要工作及内容

第一章介绍高空作业平台的总体概况，综述高空作业平台的国内外的发

展状况。第二章针对自行走剪叉式升降工作平台的电气控制，根据国家标准

GB/T25849-2010从平台的行走控制、升降控制、转向控制三个方面做详细介

绍。第三章介绍了单片机的品种及制造商的选择；详细介绍剪叉作业平台的

行走、升降及防倾翻控制的硬件设计。第四章以单片机的编程语言入手，介

绍三个控制单元的软件设计以及如何实现。

B. ^范文提纲

一、电气控制系统设计要求

（一）总体设计要求

（二）行走控制要求

（三）升降控制要求

（四）防倾翻控制要求

二、单片机硬件设计及实现

（一）单片机的选择

（二）行走控制硬件设计

（三）升降控制硬件设计

（四）防倾翻控制硬件设计

三、单片机软件设计

（一）单片机编程语言

（二）软件实现

C. 参考文献

[1]高空作业分级. GB/T 3608-2008.

[2]移动式升降工作平台-设计计算、安全要求和测试方法 GB/T 25849-2010

[3]高空作业车 GB/T 9465-2018

[4]ANSI A92.20-2018 Design, Calculation, Safety Requirements And Test 

  Methods For Mobile Elevating Work Platforms

[5]BS EN 280:2013+A12015 Mobile elevating work platforms—Design 

Calculations—Stability criteria—Construction-Safety—Examinations and tests

[6]JIS B 9690-2013 高所作業車－設計、計算、安全要求及び試験方法。

[7]国内外高空作业平台发展现状分析：爆发于中国  中商产业研究院

[8]2018年中国高空作业平台行业发展趋势及市场前景预测 中国产业信息网2018年01月17日 

[9]2018年中国高空作业平台行业发展现状分析 中国产业信息网2018年05月24日 

[10]2018年中国高空作业平台行业概况及发展趋势分析 中国产业信息网2018

   年04月03日 

[11]单片机微型计算机原理与接口技术 （第三版）高锋著