在工程作业中时常要用到液压顶升设备,而液压缸顶升重物时往往需要额外的保护措施,以防液压缸发生故障后导致顶升重物突然坍落,因此工作人员在实际顶升作业中经常采用叠加不同高度的钢架作为保险支撑,这样不仅导致顶升效率低下,并且工作人员在操作吊车或者叉车安装钢架时也极易发生安全事故。针对上述弊端,本文研究设计一款带有自动跟随机械保险装置的液压顶升机,该顶升机中的机械装置可以在液压缸作业时自动跟随顶升重物进行保险支撑,既提高了顶升的效率,又保障了顶升的安全性。论文查阅大量关于预防和解决液压设备出现故障方面的文献,确定采用四根带自锁的螺旋机构作为保险支撑,利用齿圈齿轮进行传动,整个机械保险装置由直流电机驱动,并从结构设计、有限元分析、控制系统设计、原理样机制作和实验验证五个方面,对顶升机中的机械保险装置进行研究设计。在结构设计方面,从零件的强度和刚度出发,对螺杆、螺母、承重顶板、固定顶板、承重立柱等零件的尺寸进行设计,在此基础上通过Pro/E软件完成机械保险装置的三维建模。借助ANSYS有限元分析软件,对机械保险装置中的关键零部件进行应力仿真,求解出零件的最大应力值和危险区域,进一步验证零件的强度和刚度。另外,以机械保险装置中的四杆支撑架为研究对象,计算四杆支撑架的临界载荷与支撑架中单杆的临界载荷,通过MATLAB软件来分析揭示二者临界载荷间的数值关系。在控制系统设计方面,从机械保险装置要求实现的功能入手,采用STM32来设计装置的控制系统,完成主控制板、直流电机驱动器、接近开关以及无线遥控等电子元器件的选型,另外在IAR软件上编写相应的功能程序,使机械保险装置可以实现自动跟随上升、自动跟随下降、手动上升、手动下降、无线通讯等功能。设计制作原理样机并搭建实验平台进行相关实验,以确保设计的机械保险装置能够跟随顶升机构灵活地上升和下降,控制系统能够实现自动跟随、无线遥控、电机调速等功能。实验结果表明,整个机械保险装置在液压缸进行顶升作业时可以起到保险支撑的作用。