杭州恒宏机械有限公司 张继刚 王国忠 绍益龙

无论是载有高水平度要求的精密仪器车辆，还是一般水平度要求的应急移动通讯车、应急电源车、临时指挥车、流动医疗急救车或其他带斗载人举高作业车等，都必须配备稳定可靠的调平地面支撑，以保证车身在作业过程中释放轮胎并使车身保持稳定可靠的水平状态。对于带斗载人举高作业车来说，在举升高度或幅度较大的极限工况下作业时，整车的水平度、稳定性都是不容忽视的安全因素，而且为了增加其作业稳定性、可靠性和平稳性，还需布置支腿方位，尽管支腿的形式多种多样，但大都是沿用手动调平方式，分别调整各支腿的高低，根据水平仪目测整车的水平度。这种调平方法时间长、精度差、且不易控制，在操作不妥时，还会出现支腿到达极限行程，而整车仍未符合调平要求的情况，这样就必须进行二次调平，调平时间则会更长。随着国内外特种车辆的日益增加，手动调平方式与快速满足水平度调节要求不相适应，而一种具有触屏控制（按键控制、遥控控制）的电动千斤顶，并兼有微调功能的车辆自动调平支承装置已由杭州恒宏机械有限公司研制成功。为此，本文将对这种专用汽车自动调平支承装置的结构与分类进行介绍，并简略分析其行业现状与市场前景。

专用汽车自动调平支承装置的分类形式

专用汽车自动调平支承装置按支腿形式分类可分为转角腿及直伸腿两类（见图1），转角腿主要考虑车辆行驶过程中的通过性；按负载分类可分为2 t、4 t、6 t、8 t、12 t五个规格，除了12 t使用伺服电机外，其余所有规格均使用直流12/24V有刷电机；按调平精度分类可分为高精度（精度在0.01°以上），中等精度（精度在0.01°～0.09°），低精度（精度在0.1°～0.5°）；按使用功能分类，可分为静、动态调平两大类。

自动调平支承装置的组成及工作方式

自动调平支承装置系统由人机界面、控制系统、执行机构三大部分组成，如图2所示。

1.调平支腿系统总体构架

系统总体构架分为四个主要部分，如图3所示。调平支腿系统主要由电动千斤顶及调平执行机构组成，下位机控制系统主要由单片机系统构成，液晶屏服务系统主要由嵌入式系统和触摸液晶屏组成，遥控器无线系统主要由无线收发模块和指令系统组成。

2.支腿机械传动

支腿机械传动由动力系统、减速系统、顶升系统、转角系统、信号传输系统和垂直定位系统六部分组成。

（1）动力系统：由DC12V或DC24V直流有刷（无刷）电机承担（电机功率根据顶升负载不同而有所不同）。动力系统主要负责系统动力的供给，考虑到产品的工作、使用特点，系统采用DC12V或DC24V的直流有刷电机，根据产品使用功能、精度要求、使用场所、额定顶升载荷的不同，也可使用直流无刷电机、伺服电机。

（2）减速系统：通过齿轮箱减速，使系统转速由电机输出的较高转速减至设计要求的较低转速，同时传递增大了的扭矩。减速系统的主要任务是把电机输出的较高转速降低至适宜于系统运动要求的低转速，同时逐级传递并放大系统的扭矩，使各项参数符合系统设计要求的数值，以保证系统处于正常、平稳的工作状态。

（3）顶升系统：由减速系统输出轴带动丝杆副运动，丝杆副使系统的旋转运动变成直线运动，达到顶升需要的运动形式。顶升系统的主要工作是把动力系统经过减速系统后的低转速、大扭矩的工况转化成上下的举升运动，以达到系统要求的运动工况；考虑到系统使用的是有限的车载电源，因此在这里撇开了传统的磨擦传动副，而使用了高效率的滚动传动副，以提高效率，降低能源消耗。

（4）转角系统：根据设计需要，使支腿在一定的位置通过特定的装置，使支腿转角，以达到预定的运动需要。由于车架离地高度有限，因此系统在不工作时支腿应收起并紧贴在车架下面，以保证支腿与地面保持一定的距离。

（5）信号传输系统：根据电子控制的需要，在一些特定的位置设置电信号传送装置，以告知控制系统支腿的运动状况。如在支腿运动到极端位置时，设置了位置信号，以配合电气控制系统正确判断支腿的工作状态及工作进程，防止系统的误动作。

（6）垂直定位系统：转角腿垂直定位系统的设置，可保证系统工作的稳定性和可靠性，以避免横向受力对系统平衡的破坏。为保证系统在正常工作时支腿的垂直、稳定、可靠，避免支腿工作过程中向同一方向倾倒而发生危险，因此在机构中须设置垂直定位装置，当系统在垂直方向受力后，支腿会自动锁定垂直方向，以避免任一方向横向力的施加而使系统失衡。一旦系统退出工作状态，锁定则自行解除。

3.电子控制系统

电子控制系统分为四部分：下位机、液晶屏控制、遥控器和远程通讯系统。

（1）下位机：下位机主要负责四个支腿电压电流信息的采集、支腿位置状态的采集和支腿接触器的继电器控制，由Atmega64单片机总体负责下位机的运行，下位机软件流程如图4所示。

（2）液晶屏控制：提供四个支腿状态信息的显示和四个支腿动作的控制，以Atmel ARM9为处理核心，提供自动控制和手动控制两种方式。液晶屏的软件编程基于WINCE操作系统，采用EVC编程工具进行。液晶屏EVC软件流程如图5所示。

（3）遥控器：提供手动控制按钮，即支腿上行、支腿下行、停止等功能按钮。遥控器选用声表面波模块进行无线数据传输，并利用PT2262和PT2272实现对按键的编码解码。接收模块采用高性能的超外差接收芯片，外加低噪声前置高频放大电路和窄带陶瓷滤波器，本振采用声表面谐振器，使其性能全面超越目前市面上所有的调幅接收模块。具有极高的接收灵敏度和极强的抗干扰能力（已广泛应用于要求较高的工业控制场合）高频可以分别工作在315 M和433.92 M，具有良好的电磁兼容性，很容易通过FCC、CE国际认证。

（4）远程通讯系统：如图6为远程通讯结构图，7英寸液晶屏控制部分与下位机通过RS485通信，与MCU接口板通过RS232通信，主要负责下位机参数采集、下位机控制、遥控器命令转发和系统维护等。

行业现状与市场前景

目前，从行业特点及市场情况来看，精度要求较高的专用汽车自动调平支承装置只在军工行业需求较大，且现在的情况基本上是自产自销，成本奇高；而在要求调平精度不高的低端市场，只需求低精度的专用汽车自动调平支承装置，比如房车行业、民用特种车行业等，且数量庞大，但基本上是靠进口或手动装置，效率低、成本高。随着专用汽车行业持续多样化发展，专用汽车自动调平支承装置的应用领域将会越来越广，前景可观。

目前国内已有多家企业生产专用汽车自动调平支承装置，他们大多采用的是电流采样方式调平，其调平精度及稳定性方面还需要进一步的提升。杭州恒宏机械有限公司是国内一家长期专注于电（手）动千斤顶的研发与制造的企业，其产品在欧美等国家和地区已有一定的市场份额。该公司已开发研制出具有完全自主知识产权的专用汽车自动调平支承装置，其产品特点是可利用多个电动千斤顶协同工作，实现特种车辆的手动或自动平衡状态调整，集电动千斤顶、单片机技术、嵌入式系统、WINCE、无线通信技术等高新技术于一身，实现对特种车辆的自动或手动水平调节。该套系统具有安全可靠、结构合理、工艺严谨、操作便捷等优点，应用前景广泛。