臂架水炮变姿态恒压控制方法、装置、系统和消防车与流程

1.本发明涉及消防领域，具体地涉及一种臂架水炮变姿态恒压控制方法、一种臂架水炮变姿态恒压控制装置、一种臂架消防系统和一种消防车。


背景技术：

2.举高类消防车常用于高层灭火救援工作，特别是举高喷射消防车，其主要救援任务为喷水灭火，其对操作打水作业操作快速性及简单化要求更高。常规举高车在进行打水作业操作臂架时，因为臂架动作可能导致水炮打水反力超过臂架所能承受力导致臂架结构件损坏，为了保证水炮出水压力在一定范围内维持相对稳定，所以都需要先将水泵转速降低再进行臂架动作，在臂架动作完成后再调整水泵转速，整个过程操作复杂且影响整体救援效率。


技术实现要素：

3.本发明实施方式的目的是提供一种臂架水炮变姿态恒压控制方法、一种臂架水炮变姿态恒压控制装置、一种臂架消防系统和一种消防车，以至少解决上述的水炮姿态变化时，水炮出水压力自动稳定的问题。
4.为了实现上述目的，本发明第一方面提供一种臂架水炮变姿态恒压控制方法，所述控制方法包括：
5.响应于水炮入口压力值超出压力阈值范围信号，根据底盘发动机转速和水炮姿态参数确定理论底盘发动机转速；
6.确定所述理论底盘发动机转速和所述底盘发动机转速满足预设条件，运用理论底盘发动机转速与底盘发动机转速的差值校正水炮入口压力值与底盘发动机转速的预设对应关系中的调节系数，得到水炮入口压力值与底盘发动机转速的第一对应关系，利用所述第一对应关系调节底盘发动机转速，以调节水炮入口压力值进入压力阈值范围内；
7.确定所述理论底盘发动机转速和所述底盘发动机转速不满足预设条件，运用水炮入口压力值与底盘发动机转速的预设对应关系调节底盘发动机转速，以调节水炮入口压力值进入压力阈值范围内。
8.可选的，所述水炮姿态参数包括水炮供水高度，所述根据底盘发动机转速和水炮姿态参数确定理论底盘发动机转速，包括：
9.将底盘发动机转速运用底盘发动机转速与水泵流量的对应关系，得到水泵流量；
10.运用水炮供水高度、水炮损失压力和水泵流量三者的对应关系，得到水炮损失压力值p
损失
；所述水炮损失压力值p
损失
为水泵出口压力值p
水泵
与水炮入口压力预设值之差；
11.将水泵出口压力值p
水泵
运用水泵转速、水泵流量和水泵出口压力值p
水泵
三者的对应关系，确定理论底盘发动机转速。
12.可选的，根据以下方式判断理论底盘发动机转速和底盘发动机转速是否满足预设条件：
13.计算理论底盘发动机转速与底盘发动机转速的差值的绝对值，若所述差值的绝对值大于差值预设范围的最大值或者所述差值的绝对值小于差值预设范围的最小值，确定理论底盘发动机转速和底盘发动机转速满足预设条件；
14.若所述差值的绝对值在差值预设范围内，确定理论底盘发动机转速和底盘发动机转速不满足预设条件。
15.可选的，所述差值预设范围的最大值为设定值，所述控制方法还包括：
16.若所述设定值超过水炮控制系统允许的最大压力值，将所述最大压力值作为所述差值预设范围的最大值。
17.可选的，所述控制方法还包括：
18.响应于切换指令，将水炮控制切换到手动控制模式，在所述手动控制模式下，通过手动控制信号调节所述底盘发动机转速。
19.本发明还提供一种臂架水炮变姿态恒压控制装置，所述控制装置包括：
20.控制模块，用于响应于水炮入口压力值超出压力阈值范围信号，根据底盘发动机转速和水炮姿态参数确定理论底盘发动机转速；
21.确定所述理论底盘发动机转速和所述底盘发动机转速满足预设条件，运用理论底盘发动机转速与底盘发动机转速的差值校正水炮入口压力值与底盘发动机转速的预设对应关系中的调节系数，得到水炮入口压力值与底盘发动机转速的第一对应关系，利用所述第一对应关系调节底盘发动机转速，以调节水炮入口压力值进入压力阈值范围内；
22.确定所述理论底盘发动机转速和所述底盘发动机转速不满足预设条件，运用水炮入口压力值与底盘发动机转速的预设对应关系调节底盘发动机转速，以调节水炮入口压力值进入压力阈值范围内。
23.可选的，所述水炮姿态参数包括水炮供水高度，所述控制装置具体用于，将底盘发动机转速运用底盘发动机转速与水泵流量的对应关系，得到水泵流量；
24.运用水炮供水高度、水炮损失压力和水泵流量三者的对应关系，得到水炮损失压力值p
损失
；所述水炮损失压力值p
损失
为水泵出口压力值p
水泵
与水炮入口压力预设值之差；
25.将水泵出口压力值p
水泵
运用水泵转速、水泵流量和水泵出口压力值p
水泵
三者的对应关系，确定理论底盘发动机转速。
26.可选的，所述控制模块具体用于计算理论底盘发动机转速与底盘发动机转速的差值的绝对值，在所述差值的绝对值大于差值预设范围的最大值或者所述差值的绝对值小于差值预设范围的最小值时，确定理论底盘发动机转速和底盘发动机转速满足预设条件；
27.在所述差值的绝对值在差值预设范围内时，确定理论底盘发动机转速和底盘发动机转速不满足预设条件。
28.可选的，所述差值预设范围的最大值为设定值，所述控制装置还用于，在所述设定值超过水炮控制系统允许的最大压力值时，将所述最大压力值作为所述差值预设范围的最大值。
29.可选的，所述控制装置还用于，响应于切换指令，将所述水炮控制切换到手动控制模式，在所述手动控制模式下，通过手动控制信号调节所述底盘发动机转速。
30.本发明还提供一种臂架消防系统，所述系统包括驱动装置、底盘发动机和安装在臂架上的水炮，所述底盘发动机通过所述驱动装置向所述水炮提供水压，臂架消防系统还
包括：
31.水炮入口压力传感器，用于实时采集所述水炮的水炮入口压力值；
32.水炮操作器，用于输入水炮入口压力预设值；
33.以及上述的臂架水炮变姿态恒压控制装置，上述的臂架水炮变姿态恒压控制装置用于在水炮入口压力值超出压力阈值范围的情况下，通过调节底盘发动机转速，以调节水炮入口压力值进入压力阈值范围内。
34.本发明还提供一种消防车，包括上述的臂架消防系统。
35.通过上述技术方案，举高类消防车在打水作业时，底盘发动机转速与水泵转速同步，随着臂架动作自动调节水炮的入口压力，从而保持水炮出口压力稳定，实现水炮灭火喷射水的稳定在设置的范围内，提高了救援效率。
36.本发明实施方式的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
37.附图是用来提供对本发明实施方式的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明实施方式，但并不构成对本发明实施方式的限制。在附图中：
38.图1是本发明一种实施方式提供的一种臂架水炮变姿态恒压控制方法的流程示意图。
具体实施方式
39.以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
40.如图1所示，本发明实施方式提供一种臂架水炮变姿态恒压控制方法，所述控制方法包括：
41.响应于水炮入口压力值超出压力阈值范围信号，根据底盘发动机转速和水炮姿态参数确定理论底盘发动机转速；水炮入口压力值超出压力阈值范围信号，具体是在水炮入口设置水炮入口压力传感器，控制模块通过水炮入口压力传感器检测到水炮入口压力值不在压力阈值范围(水炮入口压力预设值
±
5％)时产生；在确定所述理论底盘发动机转速和所述底盘发动机转速满足预设条件(表征调节系数不符合水炮高度变化速率)，运用理论底盘发动机转速与底盘发动机转速的差值校正水炮入口压力值与底盘发动机转速的预设对应关系中的调节系数，得到水炮入口压力值与底盘发动机转速的第一对应关系，利用所述第一对应关系调节底盘发动机转速，以调节水炮入口压力值进入压力阈值范围内；水炮入口压力值与底盘发动机转速的预设对应关系中的调节系数具体是正比例系数为k的正比例函数，正比例系数k为所述的调节系数；上述运用理论底盘发动机转速与底盘发动机转速的差值校正水炮入口压力值与底盘发动机转速的预设对应关系中的调节系数，包括：理论底盘发动机转速与底盘发动机转速的差值增大时，相应增大正比例系数k，使得底盘发动机转速根据水炮入口压力值快速的调节水炮入口压力值到压力阈值范围内；
42.当确定所述理论底盘发动机转速和所述底盘发动机转速不满足预设条件(表征调节系数符合水炮高度变化速率)，运用水炮入口压力值与底盘发动机转速的预设对应关系
调节底盘发动机转速，以调节水炮入口压力值进入压力阈值范围内。在所述理论底盘发动机转速和所述底盘发动机转速不满足预设条件时，不会触发水炮入口压力值与底盘发动机转速应关系中的调节系数矫正过程；所述理论底盘发动机转速和所述底盘发动机转速满足预设条件时，表示理论底盘发动机转速和底盘发动机转速相差大，需要重新确定调节系数，从而确定出第一对应关系来调节转速调节发动机，从而更准确和快速的调节水炮入口压力值到压力阈值范围内，保证了灭火的效率。
43.可选的，所述水炮姿态参数包括水炮供水高度，所述根据底盘发动机转速和水炮姿态参数确定理论底盘发动机转速，包括：
44.将底盘发动机转速运用底盘发动机转速与水泵流量的对应关系，得到水泵流量；
45.运用水炮供水高度、水炮损失压力和水泵流量三者的对应关系，得到水炮损失压力值p
损失
；所述水炮损失压力值p
损失
为水泵出口压力值p
水泵
与水炮入口压力预设值之差；具体的，水泵出口压力值p
水泵
＝水炮入口压力预设值 水炮损失压力值p
损失
；将水泵出口压力值p
水泵
运用水泵转速、水泵流量和水泵出口压力值p
水泵
三者的对应关系，确定理论底盘发动机转速。水泵转速、水泵流量和水泵出口压力值p
水泵
三者的对应关系为水泵转速、水泵流量和水泵出口压力值p
水泵
三者的关系曲线数据，根据其中任意2中变量的值，可以得到剩余第三者的数值。例如，水炮供水高度为30米时，则由于高度差引起的压力损失p
高
＝0.3mpa，根据gb/t 7956可以查出，水泵流量为80l/s时由于管道沿层损失允许的最大值为0.3mpa；水炮损失压力值p
损失
的压力为p
高
p
管
＝0.6mpa；当水炮入口压力预设值为1mpa时，水炮供水高度为30米时，根据水泵的型号gb10
‑
100可以确定水泵转速、水泵流量和水泵出口压力值p
水泵
三者的对应关系，进一步得到叶轮转速为4000r/min；如果水泵的增速比为1.5且底盘取力器的增速比为1.5时，得到底盘转速为1780r/min也即是底盘发动机的转速。初始化时，有设定一个水炮损失压力值p
损失
，在整个过程中控制系统会根据实际情况自动进行修正，以保证系统整体运行的可靠性。
46.可选的，根据以下方式判断理论底盘发动机转速和底盘发动机转速是否满足预设条件：
47.计算理论底盘发动机转速与底盘发动机转速的差值的绝对值，若所述差值的绝对值大于差值预设范围的最大值或者所述差值的绝对值小于差值预设范围的最小值，确定理论底盘发动机转速和底盘发动机转速满足预设条件；若所述差值的绝对值在差值预设范围内，确定理论底盘发动机转速和底盘发动机转速不满足预设条件。这样设计触发条件，可以使得水炮入口压力值与底盘发动机转速的预设对应关系中的调节系数在不能满足灭火需求时，才进行校正，有效的减少了发动机变速过程又保证了水炮入口压力值的相对稳定，有利于工程运用。
48.可选的，所述差值预设范围的最大值为设定值，所述控制方法还包括：
49.若所述设定值超过水炮控制系统允许的最大压力值，将所述最大压力值作为所述差值预设范围的最大值。当设定值不合理时，系统将自动修正，以保证车辆的安全。具体的，水炮入口压力设定值为一个操作员可自行设置值，当设定压力值超过控制系统允许的最大压力值时，系统将自动修正设定值，更改为系统允许最大压力值，以保证车辆本身的安全。
50.可选的，所述控制方法还包括：
51.响应于切换指令，将水炮控制切换到手动控制模式，在所述手动控制模式下，通过
手动控制信号调节所述底盘发动机转速。此处设计，方便消防员对灭火现场进行控制模式的选择，可以更好的适应突发的控制需求。消防员可以通过水炮操作器上切换按钮进行切换指令的输入，然后停止自动的控制模式，通过手动触发的控制信号，控制底盘发动机的转速。
52.对应的，本发明还提供一种臂架水炮变姿态恒压控制装置，所述控制装置包括：
53.控制模块，用于响应于水炮入口压力值超出压力阈值范围信号，根据底盘发动机转速和水炮姿态参数确定理论底盘发动机转速；
54.确定所述理论底盘发动机转速和所述底盘发动机转速满足预设条件，运用理论底盘发动机转速与底盘发动机转速的差值校正水炮入口压力值与底盘发动机转速的预设对应关系中的调节系数，得到水炮入口压力值与底盘发动机转速的第一对应关系，利用所述第一对应关系调节底盘发动机转速，以调节水炮入口压力值进入压力阈值范围内；
55.确定所述理论底盘发动机转速和所述底盘发动机转速不满足预设条件，运用水炮入口压力值与底盘发动机转速的预设对应关系调节底盘发动机转速，以调节水炮入口压力值进入压力阈值范围内。
56.可选的，所述水炮姿态参数包括水炮供水高度，所述控制装置具体用于，将底盘发动机转速运用底盘发动机转速与水泵流量的对应关系，得到水泵流量；
57.运用水炮供水高度、水炮损失压力和水泵流量三者的对应关系，得到水炮损失压力值p
损失
；所述水炮损失压力值p
损失
为水泵出口压力值p
水泵
与水炮入口压力预设值之差；
58.将水泵出口压力值p
水泵
运用水泵转速、水泵流量和水泵出口压力值p
水泵
三者的对应关系，确定理论底盘发动机转速。
59.可选的，所述控制模块具体用于计算理论底盘发动机转速与底盘发动机转速的差值的绝对值，在所述差值的绝对值大于差值预设范围的最大值或者所述差值的绝对值小于差值预设范围的最小值时，确定理论底盘发动机转速和底盘发动机转速满足预设条件；
60.在所述差值的绝对值在差值预设范围内时，确定理论底盘发动机转速和底盘发动机转速不满足预设条件。
61.可选的，所述差值预设范围的最大值为设定值，所述控制装置还用于，在所述设定值超过水炮控制系统允许的最大压力值时，将所述最大压力值作为所述差值预设范围的最大值。
62.可选的，所述控制装置还用于，响应于切换指令，将所述水炮控制切换到手动控制模式，在所述手动控制模式下，通过手动控制信号调节所述底盘发动机转速。
63.本发明还提供一种臂架消防系统，所述系统包括驱动装置、底盘发动机和安装在臂架上的水炮，所述底盘发动机通过所述驱动装置向所述水炮提供水压，驱动装置可以选择泵送装置，泵送装置通过水泵向臂架上的水炮进行供水，水泵通过底盘发动机直接驱动；底盘用于承载上装臂架以及通过传动轴等驱动水泵进行打水作业，水炮入口压力传感器，用于实时采集所述水炮的水炮入口压力值；臂架消防系统还包括：
64.水炮操作器，用于输入水炮入口压力预设值；
65.以及上述的臂架水炮变姿态恒压控制装置，上述的臂架水炮变姿态恒压控制装置用于在水炮入口压力值超出压力阈值范围的情况下，通过调节底盘发动机转速，以调节水炮入口压力值进入压力阈值范围内。
66.本发明还提供一种消防车，包括上述的臂架消防系统。在臂架根据需求调整的过程中，产生水炮入口压力值超出压力阈值范围信号的间隔时间，远大于底盘转速对应水炮入口压力值回复到预设范围的调节时间，从而可以使得水炮入口压力值在臂架调整过程，可以自动调节在预设范围内，保证水炮灭火的高效率。
67.本发明实施方式的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
68.以上结合附图详细描述了本发明的可选实施方式，但是，本发明实施方式并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明实施方式的技术构思范围内，可以对本发明实施方式的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明实施方式的保护范围。另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明实施方式对各种可能的组合方式不再另行说明。
69.此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明实施方式的思想，其同样应当视为本发明实施方式所公开的内容。