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.实时获取水炮入口压力值；
6.若所述水炮入口压力值不属于预设范围，通过调节发动机的转速来调节所述水泵的出口压力值，以将所述水炮入口压力值控制在预设范围内；所述水炮入口压力值与所述水泵的出口压力值具有对应关系。
7.可选的，所述预设范围的最大值小于等于水炮控制系统允许的最大压力值。
8.可选的，所述方法还包括：
9.响应于切换指令，将所述水炮控制系统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发动机的转速值，以将所述水炮入口压力值控制在预设范围内。
10.可选的，所述通过调节发动机的转速来调节所述水泵的出口压力值，以将所述水炮入口压力值控制在预设范围内，包括：
11.计算并根据水炮入口压力值与预设范围的平均值的差值，调节所述发动机的转速值来调节所述水泵的出口压力值，以将所述水炮入口压力值控制在所述预设范围内。
12.可选的，所述通过调节发动机的转速来调节所述水泵的出口压力值，以将所述水炮入口压力值控制在预设范围内，包括：
13.获取当前的水炮供水高度和水泵流量，根据水炮供水高度、水炮损失压力和水泵流量三者的对应关系，计算得到水炮损失压力值p
损失
；
14.利用水泵出口压力值p
水泵
、当前的水泵流量以及水泵转速、水泵流量和水泵出口压
力值p
水泵
三者的对应关系，确定当前的理论底盘发动机转速；所述水炮损失压力值p
损失
为水泵出口压力值p
水泵
与水炮入口压力设定值之差；
15.按照当前的理论底盘发动机转速调节所述发动机的转速值，从而调节所述水泵的出口压力值，以将所述水炮入口压力值控制在所述预设范围内。
16.本发明还提供一种用于臂架变姿态的水炮恒压控制装置，所述控制装置包括：
17.获取模块，用于实时获取水炮入口压力值；
18.控制模块，用于当所述水炮入口压力值不在预设范围时，通过调节所述发动机的转速值来调节所述水泵的出口压力值，以将所述水炮入口压力值控制在所述预设范围内；所述水炮入口压力值与所述水泵的出口压力值具有对应关系。
19.可选的，所述预设范围的最大值小于等于水炮控制系统允许的最大压力值。
20.可选的，所述控制模块还用于响应于切换指令，将所述水炮控制系统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发动机的转速值，以将所述水炮入口压力值控制在预设范围内。
21.可选的，所述控制模块具体用于计算并根据实时获取水炮入口压力值与预设范围的平均值的差值，调节所述发动机的转速值来调节所述水泵的出口压力值，以将所述水炮入口压力值控制在所述预设范围内。
22.可选的，所述控制模块具体用于获取当前的水炮供水高度和水泵流量，根据水炮供水高度、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
；
23.利用水泵出口压力值p
水泵
以及水泵转速、水泵流量和水泵出口压力值p
水泵
三者的对应关系，确定当前的理论底盘发动机转速；所述水炮损失压力值p
损失
为水泵出口压力值p
水泵
、当前的水泵流量与水炮入口压力预设值之差；
24.通过当前的理论底盘发动机转速，调节所述发动机的转速值，从而调节所述水泵的出口压力值，以将所述水炮入口压力值控制在所述预设范围内。
25.本发明还提供一种用于臂架变姿态的水炮恒压控制系统，所述控制系统包括驱动装置、水炮和发动机，所述发动机通过所述驱动装置向所述水炮提供水压，水炮恒压控制系统还包括：
26.控制器、水炮入口压力传感器和水炮操作器；
27.所述控制器用于设置上述的控制装置；
28.所述水炮入口压力传感器用于实时采集所述水炮的水泵入口压力值；
29.所述水炮操作器用于输入水炮的水泵入口压力的预设范围；
30.所述控制器用于调节所述水泵的出口压力值，以将所述水炮入口压力值控制在所述预设范围内。
31.本发明还提供一种消防车，包括上述的臂架消防系统。
32.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。
33.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
34.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：
35.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；
36.图2是本发明又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
37.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。
38.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：
39.实时获取水炮入口压力值；若所述水炮入口压力值不属于预设范围，通过调节发动机的转速来调节所述水泵的出口压力值，以将所述水炮入口压力值控制在预设范围内；所述水炮入口压力值与所述水泵的出口压力值具有对应关系。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属于预设范围时；通过调节发动机的转速来调节所述水泵的出口压力值，以将所述水炮入口压力值控制在预设范围内；发动机的转速和底盘发动机转速相同，快速的调节水炮入口压力值到压力预设范围(水炮入口压力设定值的
±
5％)内。
40.进一步的，如图1所示，一种可能的实施例中，所述通过调节发动机的转速来调节所述水泵的出口压力值，以将所述水炮入口压力值控制在预设范围内，包括：
41.计算并根据水炮入口压力值与预设范围的平均值的差值，调节所述发动机的转速值来调节所述水泵的出口压力值，以将所述水炮入口压力值控制在所述预设范围内。具体的，根据水炮入口压力值与设定值的差值与发动机的转速之间的经验数据调节发动机调节发动机的转速。从而更快速的调节水炮入口压力值到压力预设范围内，保证了灭火的效率。
42.进一步的，如图2所示，又一种可能的实施例中，所述通过调节发动机的转速来调节所述水泵的出口压力值，以将所述水炮入口压力值控制在预设范围内，包括：
43.获取当前的水炮供水高度和水泵流量，根据水炮供水高度、水炮损失压力和水泵流量三者的对应关系，计算得到水炮损失压力值p
损失
；
44.利用水泵出口压力值p
水泵
、当前的水泵流量以及水泵转速、水泵流量和水泵出口压力值p
水泵
三者的对应关系，确定当前的理论底盘发动机转速；所述水炮损失压力值p
损失
为水泵出口压力值p
水泵
与水炮入口压力设定值之差；
45.按照当前的理论底盘发动机转速，调节所述发动机的转速值，从而调节所述水泵的出口压力值，以将所述水炮入口压力值控制在所述预设范围内。具体的，在水炮上设置的高度传感器来检测水炮供水高度以及在水泵出口管道上设置流量传感器来检测水泵流量，当水炮入口压力值不属于预设范围，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
。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，根据其中任意两种变量的值，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gb10
‑
100型号水泵的水泵转速、水泵流量和水泵出口压力值p
水泵
三者的对应关系，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也即是底盘发动机理论转速。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如水炮供水高度自动进行修正，以保证系统整体运行的可靠性。根据计算出的理论转速，调节发动机转速，使得水炮入口压力在设定值的
±
5％之内，保证了水炮供水的可靠性。
46.进一步的，所述预设范围的最大值小于等于水炮控制系统允许的最大压力值。具体的，水炮入口压力设定值为一个操作员可自行设置值，当预设范围的最大值超过控制系统允许的最大压力值时，系统将自动修正预设范围的最大值，更改为系统允许最大压力值，以保证车辆本身的安全。
47.可选的，一种臂架水炮变姿态恒压控制方法还包括：响应于切换指令，将所述水炮控制系统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发动机的转速值，以将所述水炮入口压力值控制在预设范围内。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。
48.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：所述控制装置包括：
49.获取模块，用于实时获取水炮入口压力值；
50.控制模块，用于当所述水炮入口压力值不在预设范围内时，通过调节所述发动机的转速值，调节所述水泵的出口压力值，以将所述水炮入口压力值控制在所述预设范围内；所述水炮入口压力值与所述水泵的出口压力值具有对应关系。
51.可选的，所述预设范围的最大值小于等于水炮控制系统允许的最大压力值。
52.可选的，所述控制模块还用于响应于切换指令，将所述水炮控制系统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发动机的转速值，以将所述水炮入口压力值控制在预设范围内。
53.可选的，所述控制模块具体用于计算并根据水炮入口压力值与预设范围的平均值的差值，调节所述发动机的转速值来调节所述水泵的出口压力值，以将所述水炮入口压力值控制在所述预设范围内。
54.可选的，所述控制模块具体用于获取当前的水炮供水高度和水泵流量，根据水炮供水高度、水炮损失压力和水泵流量三者的对应关系，计算得到水炮损失压力值p
损失
；
55.利用水泵出口压力值p
水泵
、当前的水泵流量以及水泵转速、水泵流量和水泵出口压力值p
水泵
三者的对应关系，确定当前的理论底盘发动机转速；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；
56.按照所述当前的理论底盘发动机转速调节所述发动机的转速值，从而调节所述水泵的出口压力值，以将所述水炮入口压力值控制在所述预设范围内。
57.本实施例还提供一种用于臂架变姿态的水炮恒压控制系统，所述控制系统包括驱动装置、水炮和发动机，所述发动机通过所述驱动装置如水炮供水系统向所述水炮提供水压，控制系统还包括：
58.控制器、水炮入口压力传感器和水炮操作器；
59.所述控制器用于设置上述的控制装置；控制器可以选用消防车的中央控制器，也可以选用发动机的ecu控制器。
60.所述水炮入口压力传感器用于实时采集所述水炮的水泵入口压力值；
61.所述水炮操作器用于输入水炮的水泵入口压力的预设范围；
62.所述控制器用于调节所述水泵的出口压力值，以将所述水炮入口压力值控制在所述预设范围内。
63.优选的，控制系统还包括流量传感器，用于检测水泵流量；所述控制器用于获取当前的水炮供水高度和水泵流量，根据水炮供水高度、水炮损失压力和水泵流量三者的对应关系，计算得到水炮损失压力值p
损失
；
64.利用水泵出口压力值p
水泵
、当前的水泵流量以及水泵转速、水泵流量和水泵出口压力值p
水泵
三者的对应关系，确定当前的理论底盘发动机转速；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；
65.按照所述当前的理论底盘发动机转速调节所述发动机的转速值，从而调节所述水泵的出口压力值，以将所述水炮入口压力值控制在所述预设范围内。
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。