消防炮的控制方法、控制系统和消防车技术方案

本发明专利技术提供了一种消防炮的控制方法、控制系统和消防车，控制方法包括如下步骤：设定消防炮的反作用力极限值F’；获取消防炮当前的反作用力值F；判断F是否达到F’；根据判断结果控制消防炮的喷射姿态和喷射流量。本发明专利技术提供的消防炮的控制方法基于对消防炮反作用力的实时检测，并通过消防炮反作用力的检测结果和反作用力极限值的比较结果相应控制消防炮的喷射流量和喷射姿态，以使消防炮在允许的安全工作范围内的旋转角度和改变喷射流量，而不受限于为消防炮预设的限制条件，从而使消防炮与消防车总体性能之间更加匹配，进而使消防炮具有更好的消防效果。

Control method, control system and fire truck of fire monitor

【技术实现步骤摘要】
消防炮的控制方法、控制系统和消防车
本专利技术涉及消防炮的控制
，具体而言，涉及一种消防炮的控制方法、控制系统和包含上述控制系统的消防车。
技术介绍
目前，消防车上最常使用的带执行机构的消防炮，既可做上下俯仰转动，也可绕回转中心左右摆动。不同的消防车因设计要求不同，通常会限制消防炮在固定的俯仰(或旋转)角度区间内转动，使消防炮不能具有更大的转动幅度，进而导致未能充分发挥消防炮本身应具有的喷射角度和喷射流量，限制了消防炮的消防能力。
技术实现思路
为了解决上述技术问题至少之一，本专利技术的一个目的在于提供一种消防炮的控制方法。本专利技术的另一个目的在于提供一种消防炮的控制系统。本专利技术的再一个目的在于提供一种具有上述控制系统的消防车。本专利技术第一方面的技术方案提供的消防炮的控制方法，包括如下步骤：设定所述消防炮的反作用力极限值F’；获取所述消防炮当前的反作用力值F；判断反作用力值F是否达到反作用力极限值F’；根据判断结果控制所述消防炮的喷射姿态和喷射流量。具体而言，首先启动消防炮，使消防炮以一定喷射姿态进行喷射，其中喷射姿态主要包括消防炮的喷射流量和喷射角度。消防炮在喷射的过程中会对和其连接的结构件，比如消防剂供应管道施加一定的反作用力。从而需要设定消防炮的反作用力极限值F’并对消防炮在喷射时的反作用力F进行实时检测，以控制消防炮在喷射时的反作用力F小于等于反作用力极限值F’。这是由于消防炮反作用力的大小会影响到消防车的结构稳定性，如果消防炮在喷射时的反作用力F大于消防车的设计范围，则可能影响到消防效果。在实际应用中，不同的消防车结构设计不同，使得不能充分发挥消防车配置的消防炮的喷射能力。通过检测消防炮的反作用力F，并将检测到的反作用力F与反作用力极限值F’进行比较，从而以消防炮反作用力为控制目标，实现对消防炮喷射姿态和喷射流量的控制，以使消防炮在允许的安全工作范围内的旋转角度和改变喷射流量，而不受限于为消防炮预设的限制条件，从而使消防炮与消防车总体性能之间更加匹配，并根据判断结果实时控制消防炮的喷射姿态以使消防炮喷射的覆盖面增加，从而具有更好的消防效果。本专利技术所提供的消防炮的控制方法，适用的消防炮的类型不限，既可以是固定式消防炮也可以是移动式消防炮；喷射的消防剂的类型也没有限制，可以是水、泡沫或是干粉。因此，该控制方法对各种消防炮均能适用，且控制原理简单、检测方式直接、控制方式简便，并通过对消防炮反作用力的检测结果相应控制包括消防炮流量、消防炮喷射角度等参数在内的喷射姿态，使消防炮在消防车的设计范围内尽可能的增加消防炮可能的转动范围和喷射流量，从而相应增加了消防炮喷射的覆盖面，提高了消防炮的灭火效率。另外，本专利技术提供的上述技术方案中的控制方法还可以具有如下附加技术特征：在上述技术方案中，所述“设定所述消防炮的反作用力极限值F’”的步骤包括：设定消防炮反作用力在X轴、Y轴和Z轴方向上的极限值Fx’、Fy’、Fz’；所述“获取所述消防炮当前的反作用力值F”的步骤包括：获取所述消防炮的反作用力在三维坐标系的X轴、Y轴和Z轴方向上的分力Fx、Fy、Fz；所述“判断反作用力值F是否达到反作用力极限值F’”的步骤具体包括：分别判断Fx是否达到Fx’，Fy是否达到Fy’，Fz是否达到Fz’。在上述任一技术方案中，控制方法还包括如下步骤：获取所述消防炮的喷射流量Q，获取消防炮的喷射角度θ；所述“根据判断结果控制所述消防炮的喷射姿态和喷射流量”的步骤具体包括：根据所述判断结果控制消防炮的喷射角度θ和喷射流量Q。在上述技术方案中，所述“根据所述判断结果控制消防炮的喷射角度θ和喷射流量Q”的步骤包括：若F达到F’，则保持喷射流量Q不变，并控制消防炮向反作用力F减小的角度方向转动，或保持消防炮的喷射角度θ不变，并减小喷射流量Q，或同时控制消防炮向反作用力F减小的角度方向转动且减小喷射流量Q；若F未达到F’，则允许增大消防炮的喷射流量Q或允许控制消防炮向反作用力F增大的角度方向转动，并返回至“获取所述消防炮当前的反作用力F”的步骤。在上述技术方案中，对于所述消防炮反作用力包括朝向空间上三个方向上的作用力的情况，所述消防炮的喷射角度θ包括俯仰角度参数α和水平旋转角度参数β；其中，β为在X-Y轴限定的平面上消防炮的初始位置和当前位置间的夹角，α为垂直于X-Y轴限定的平面上消防炮的初始位置和当前位置间的夹角；所述“根据所述判断结果控制消防炮的喷射角度θ和喷射流量Q”的步骤具体包括：若Fx达到Fx’，则控制消防炮向反作用力Fx减小的角度方向转动，和/或减小喷射流量Q；若Fy达到Fy’，则控制消防炮向反作用力Fy减小的角度方向转动，和/或减小喷射流量Q；若Fz达到Fz’，则控制消防炮向反作用力Fz减小的角度方向转动，和/或减小喷射流量Q；若Fx未达到Fx’、Fy未达到Fy’且Fz未达到Fz’则允许增大消防炮的喷射流量Q或允许控制消防炮向反作用力Fx、Fy、Fz增大的角度方向转动。在上述技术方案中，在“若F达到F’，则保持喷射流量Q不变，控制消防炮向反作用力F减小的角度方向转动”的步骤之后还包括如下步骤：减小消防炮的喷射流量Q；允许控制消防炮向反作用力F增大的角度方向转动；返回至“获取所述消防炮当前的反作用力F”的步骤。本专利技术第二方面的技术方案提供了一种消防炮的控制系统，包括：检测装置，用于检测所述消防炮的反作用力，并反馈检测结果；消防炮转动机构，用于驱动所述消防炮进行转动；消防泵，用于控制所述消防炮的喷射流量；控制装置，与所述检测装置、所述消防炮转动机构以及消防泵电连接，用于根据所述检测结果驱动所述消防炮转动机构和所述消防泵进行动作。具体而言，本技术方案提供的控制系统包括检测装置、消防炮转动机构、消防泵和控制装置。消防炮转动机构设置在消防炮上用于控制消防炮的旋转角度，消防炮的旋转角度包括消防炮与沿竖直方向上与地平线之间的夹角，和消防炮在水平方向摆动产生的旋转角度。消防泵与消防炮相连向消防炮提供消防剂，消防泵的转速决定了提供的消防剂的多少，从而决定了消防炮的喷射流量。通过驱动消防炮转动机构和消防泵可以控制消防炮的旋转角度和喷射流量。消防炮的喷射流量越大消防炮的覆盖范围越大，同时消防炮能够旋转的角度范围越大消防炮覆盖范围也越大。在不同的喷射流量和旋转角度，消防炮作用在消防车与其连接的消防剂供应管道等结构件上的作用力也是不同的，不同消防车结构设计考虑的不同，使消防炮不能在任意角度、任意流量下工作。通过设置检测装置可以检测消防炮的反作用力，通过控制装置根据检测结果驱动消防炮转动机构和消防泵使消防炮尽可能在极限工作角度和极限工作流量状态下进行喷射，使消防炮与消防车总体性能之间更加匹配，以使消防炮具有更好的消防效果。在上述技术方案中，所述检测装置包括三维力传感器，所述三维力传感器用于检测消防炮在X轴、Y轴和Z轴三个方向上的反作用力；所述控制装置包括人机交互单元和运算控制单元，所述人机交互单元用于设定消防炮在X轴、Y轴和Z轴三个方向上的反作用力极限值，所述运算控制单元与所述三维力传感器本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种消防炮的控制方法，其特征在于，包括如下步骤：/n设定所述消防炮的反作用力极限值F’；/n获取所述消防炮当前的反作用力值F；/n判断反作用力值F是否达到反作用力极限值F’；/n根据判断结果控制所述消防炮的喷射姿态和喷射流量。/n

【技术特征摘要】
1.一种消防炮的控制方法，其特征在于，包括如下步骤：
设定所述消防炮的反作用力极限值F’；
获取所述消防炮当前的反作用力值F；
判断反作用力值F是否达到反作用力极限值F’；
根据判断结果控制所述消防炮的喷射姿态和喷射流量。


2.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，
所述“设定所述消防炮的反作用力极限值F’”的步骤包括：设定消防炮反作用力在X轴、Y轴和Z轴方向上的极限值Fx’、Fy’、Fz’；
所述“获取所述消防炮当前的反作用力值F”的步骤包括：获取所述消防炮的反作用力在三维坐标系的X轴、Y轴和Z轴方向上的分力Fx、Fy、Fz；
所述“判断反作用力值F是否达到反作用力极限值F’”的步骤具体包括：分别判断Fx是否达到Fx’，Fy是否达到Fy’，Fz是否达到Fz’。


3.根据权利要求1或2所述的控制方法，其特征在于，还包括如下步骤：
获取所述消防炮的喷射流量Q，获取消防炮的喷射角度θ；
所述“根据判断结果控制所述消防炮的喷射姿态和喷射流量”的步骤具体包括：根据所述判断结果控制消防炮的喷射角度θ和喷射流量Q。


4.根据权利要求3所述的控制方法，其特征在于，所述“根据所述判断结果控制消防炮的喷射角度θ和喷射流量Q”的步骤包括：
若F达到F’，则保持喷射流量Q不变，并控制消防炮向反作用力F减小的角度方向转动，或保持消防炮的喷射角度θ不变，并减小喷射流量Q，或同时控制消防炮向反作用力F减小的角度方向转动且减小喷射流量Q；
若F未达到F’，则允许增大消防炮的喷射流量Q或允许控制消防炮向反作用力F增大的角度方向转动，并返回至“获取所述消防炮当前的反作用力F”的步骤。


5.根据权利要求4所述的控制方法，其特征在于，
对于所述消防炮反作用力包括朝向空间上三个方向上的作用力的情况，所述消防炮的喷射角度θ包括俯仰角度参数α和水平旋转角度参数β；其中，β为在X-Y轴限定的平面上消防炮的初始位置和当前位置间的夹角，α为垂直于X-Y轴限定的平面上消防炮的初始位置和当前位置间的夹角；
所述“根据所述判断结果控制消防炮的喷射角度θ和喷射流量Q”的步骤具体包括：
若Fx达到Fx’，则控制消防炮向反作用力Fx减小的角度方向转动，和/或减小喷射流量Q；
若Fy达到Fy’，则控制消防炮向反作用力Fy减小的角度方向转动，和/或减小喷射流量Q；
若Fz达到Fz’，则控制消防炮向反作用力Fz减小的角度方向转动，和/或减小喷射流量Q；
若Fx未达到Fx’、Fy未达到Fy...

【专利技术属性】
技术研发人员：李海亮，邓习树，谢艳群，
申请(专利权)人：三一汽车制造有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南;43