毕业设计（论文）开题报告学生姓名系部汽车与交通工程学院专业、班级
指导教师姓名职称副教授从事
专业
车辆工程
交通工程
是否外聘□是□√否
一、课题研究现状、选题目的和意义
高空作业汽车是专用作业汽车的一种，可以运送工作人员和使用器材并进行高空作业，随着高空作业项目的不断增加，高空作业汽车成为一种必备设备，具有机动性好，适应作业需求的特点。
本课题的选择充分考虑了研究课题对汽车车辆工程专业学生学习和工作的指导作用，对本课题的研究能够使学生了解专用汽车改装设计方法，通过本课题的研究学生可以完成理论课程的实践总结，获得一定的工
程设计工作方法。
一、高空作业车的国外研究状况
国外高空作业机械属新兴行业，是在工程起重机械基础上发展起来的高新技术产业系统，只有二十几年的历史。但是发展速度很快，随着科学技术不断发展，尤其是电子技术在机械领域的应用，是高空作业更加智能化，更加人性化，操作更加方便，更加安全的方向发展，采用自动化控制，高空作业车的微动性能好，定位也来越来越准确。
目前，专业生产高空作业机械的公司比较少。近年来，由于汽车起重机销售量下降及市场平淡，一批汽车起重制造公司，相继发展高空作业机械，但总计年产量仍不能满足市场需求，正处于发展时期。
学习汽车改装国外高空作业机械，发展迅速，技术水平不断提高。我国在其主要差距在设计方法。其关键是电液比例操纵、微动性能问题，支腿调平技术问题，微机自动程序控制以及机电一体化问题等和国外有很大的差距。
为了提高我国高空作业的生产水平，从目前的状况来看应首先从如下的几个方面来进行。
1、解决工程汽车底盘问题，这样才可使高空作业车轻便、可靠，使用上既灵活又可承担繁重的工作任务；
2、提高液压元件的制造质量，这样就可以提高使用寿命和可靠性，相应的也就提高了高空作业车的质量和性能；
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3、改变高空作业车的生产方式，向规模化模块化发展，这不但可保证质量还可降低成本；
4、要扩大新型高空作业车的使用范围，可刺激本行业的发展，并投入力量加强对新产品的开发；
5、应用现代的设计方法和手段对现有的产品进行改造。
在目前的高空作业车的生产水平上，改进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的意义。
二、高空作业车的国内研究状况
1、概况
我国高空作业车行业起步较晚，自20世纪60年代开始研制、70年代才推出商业化样机，随着改革开放的深入，逐渐引入国外高新技术及其产品，开始在市政、园林、电力等行业推广使用，但最大作业高度只
有35m，且功能单一。在消防救援高空车产品中，锦州重型机械股份有限公司开发出50m产品，沈阳北方交通重工集团开发了53m 产品，徐州重型机械有限公司开发出68m产品。在高空作业车产品中，目前只有杭州爱知(日资控股)、徐州海伦哲等近30家企业生产，最大作业高度只有杭州爱知和徐州海伦哲达到35m，与欧美的差距较大。也正因为此，高空作业车目前还只是用于电力保障、城市道路照明保障、城市园林维护和公安、交通等行业。限制这一行业发展的主要因素是大高度复杂截面混合臂架技术、安全技术、智能化高效控制技术、可靠性等，缺乏前瞻性研究，缺少向更大高度发展的技术支撑。
2、应用情况
我国高空作业车的应用远远落后于发达国家和地区，尚处于初级阶段，目前仅在电力、国防、市政、通讯、园林、交通、造船、消防等行业使用，在电力、市政等少数行业普及使用，而且也只是在最近5年才进入快速发展阶段。进一步的发展将依赖于下面几个主要方面：
(1)更加重视文明、安全施工，需要相应出台有关政策、法规，限制传统落后、无安全保障、低效率、劳动强度大、能耗高的高空作业方式，更多地使用高空作业车。
(2)随着经济的发展和劳动力成本的上升，更多的高空作业依靠机械化，而不是靠更多的人工作业，促进高空作业车需求量的快速增长。
(3)随着经济发展水平的提高和社会保障要求的严格，高空作业车也将成为应急保障的必备设备。目前我国在应急保障方面远远落后于发达国家。
(4)目前高空作业车的应用多为市政、电力等公用部门，随着整个社会经济发展和企业经济效益的增长，高空作业车使用场合将大大拓宽，为高空作业车的发展带来极
为广阔的发展前景。
(5) 35m以上高度高空作业车目前基本依赖进口，也将为国产大高度高空作业车提供发展的机会。
高空作业车的工作装置包括支腿机构、举升机构、作业平台及其调平机构。
金属结构是高空作业车的重要组成部分。高空作业车的各工作机构的零部件都是安装或支承在这些金属结构上的。金属结构是高空作业车的骨架。它承受高空作业车的自重以及作业时的各种外载荷。组成高空作业车金属结构的构件较多，其重量通常占整机重量的一半以上，耗钢量大。因此，高空作业车金属结构的合理设计，对减轻高空作业车自重，提高作业性能，节约钢材，提高高空作业车的可靠性都有重要意义。
支腿机构是大多数高空作业车所必备的工作装置，目前均采用液压支腿。这类装置时从外接动力驱动液压泵，通过控制阀把液压泵产生的液压油供给液压支腿的工作缸，实现支腿伸缩。在作业车的两侧，一
般备有操纵机构，可以使前、后、左、右四个液压支腿单独的伸出或缩回，所以即使在不平整或者倾斜的地面上，也能把车体调整到水平状态，安全作业。
举升机构的作用是实现作业平台的升降和变幅，变幅是指改变工作斗到回转中心轴线之间的距离，这个距离称为幅度。其结构型式有垂直升降式和动臂式。
垂直升降式举升机构按转动方式，可分为液压传动和机械传动；按其结构分交叉剪刀式和套筒式交叉见导师是按交叉布置，铰接成剪刀形的连杆框架结构，当改变连杆交叉的角度就可以实现升降运动。套筒有桁架式、箱式和圆筒式等型式，通过多节套筒的伸缩完成升降运动，驱动方式也可以采用液压传动和钢丝滑轮传动，垂直升降式举升机构作业高度有限，工作范围小，但作业平台较大，且支撑稳定。
动臂式举升机构可以分为伸缩臂式或直臂式、折叠式或者曲臂式、伸缩和折叠混合组成的混合臂式等三种型式。伸缩臂式是由多节套装、可伸缩的箱形臂结构，包括基本臂和伸缩臂两部分。伸缩臂可以一节或多节，各节间装有液压缸，液压缸工作是，各节臂可以伸缩，从而改变臂架的长度。整个臂架系统职称在液压缸底部的铰支座和变幅液压缸的两端，通过变幅液压缸的伸缩实现臂架摆动，从而达到变幅和升降的目的，这种型式的最大作业高度可达60～80m。折臂式是由多节箱型臂折叠而成，一般采用2～3节折叠臂组成，折叠方式可分为上折式和下折式两种，各节臂的折叠和展开都是由各节液压缸完成，这种型式的举升机构可以完成一定高度和幅度的作业，还可以完成地平面以下空间的作业。混合臂式举升
机构是由折叠臂式和伸缩式混合组成，这种型式组合上诉两种举升机构的优点，使这种型式的举升机构具有更大的作业空间。
高空作业车变幅是指改变工作斗到回转中心轴线之间的距离，这个距离称为幅度。
变幅机构扩大了高空作业车的作业范围，由垂直上下的直线作业范围扩大为一个面的作业范围。高空作业车变幅机构一般采用液压油缸变幅。高空作业车的一部分（一般指上车部分或回转部分）相对于另一部分（一般指下车部分或非回转部分）做相对的旋转运动称为回转。为实现高空作业车的回转运动而设置的机构称为回转机构。它是由液压马达经减速器将动力传递到回转小齿轮上，小齿轮既作自转又作沿着固定在底架上的回转支承大齿圈公转，从而带动整个上车部分回转。有了回转运动，从而使高空作业车从面作业范围又扩大为一定空间的作业范围。高空作业车在工作臂起伏时，工作斗与水平面夹角必须保持相对稳定，才能保证工作人员正常工作。平衡机构就是为了实现这一功能。对于伸缩臂或混合臂型式的高空作业车，通常有自重平衡、液压伺服缸平衡、电液平衡几种方式。
高空作业车的行走机构就是通用或专用汽车底盘。
工作臂、副车架（车架大梁，门架、支腿等），金属结构是高空作业车的重要组成部分。高空作业车的各工作机构的零部件都是安装或支承在这些金属结构上的。金属结构是高空作业车的骨架。它承受高空作业车的自重以及作业时的各种外载荷。组成高空作业车金属结构的构件较多，其重量通常占整机重量
的一半以上，耗钢量大。因此，高空作业车金属结构的合理设计，对减轻高空作业车自重，提高作业性能，节约钢材，提高高空作业车的可靠性都有重要意义。
二、设计（论文）的基本内容、拟解决的主要问题
设计的主要内容：
（1）研究高空作业车的组成、结构与设计；
（2）进行高空作业车的总体结构布置；
（3）进行二类底盘选择；
（4）举升机构详细设计、液压系统设计、辅助装置设计；
（5）整车性能计算分析。
技术要求（研究方法）：
（1）整车总质量：5 000Kg；举升质量：300Kg（以上）；最大高度：8 000mm；满足专用汽车相关设计要求；
（2）要求正确进行二类底盘的选择、主要参数数据齐备、进行二类底盘选型分析、产生具有实践意义的选型总结；
（3）要求进行车辆的总体布置，用总布置草图表达主要底盘部件的改动和重要工作装置的布置；
（4）要求进行工作装置的详细设计，在正确计算的基础上，完成部部件设计选型，要求工艺合理、小批量加工容易、成本低、可靠性高；
（5）要求进行操作和安全保护装置设计计算选型；
（6）完成总装配图，清楚表达设计。
（7）要求完成整车性能分析计算，以评价和分析整车设计情况。
三、技术路线（研究方法）
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