CN103850215B - 一种洒水车冲洗控制装置、系统、方法和洒水车 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种洒水车冲洗控制装置、系统、方法和洒水车，其中该控制装置包括：接收器，用于接收带有喷嘴的洒水宽度设定值的信号和带有水泵的转速值的信号；以及控制器，与接收器连接，用于根据水泵的转速值、洒水宽度设定值确定洒水方向角，并输出控制角度调整器将喷嘴调整到洒水方向角的控制信号。通过上述方式，本发明的洒水车冲洗控制装置、系统、方法和洒水车可实现对洒水宽度的控制。

Description

一种洒水车冲洗控制装置、系统、方法和洒水车

技术领域

本发明涉及工程机械领域，特别是涉及一种洒水车冲洗控制装置、系统、方法和洒水车。

背景技术

洒水车是城市清洁广泛使用的一种工程车辆。作业时，用喷嘴将路面上的垃圾冲洗至路缘，污水沿路缘的排水孔流走，垃圾由用人工或机械收集。在作业过程中，如果水被冲得过远，在无绿化带的路面，对人行道上的行人干扰大，垃圾和污水到处飞溅；而在有绿化带的路面，垃圾会被喷进绿化带内，反而不便于收集，且对环境造成污染并易因此而产生纠纷。如果水被冲得过近，会带来清晰不彻底的问题，因此，冲洗宽度是洒水车的一项关键参数。

图1示出现有的洒水车结构图。如图1所示，洒水车底盘发动机1通过取力器2的啮合带动离心式水泵7运转，水源取自洒水车上装的水箱8；当左水阀3或右水阀4打开时，左喷嘴5或右喷嘴6进行洒水，以将路面上的垃圾冲洗至路缘。

图2示出现有的洒水车电路图。电源GB取至底盘车电瓶，经电源保护(如保险FU)为各控制线路提供电力。取力器开关S₁闭合，取力器电磁气阀YV₁得电，汽缸动作取力器2的啮合，发动机1带动离心式水泵7运转；取力器开关S₁断开，取力器电磁气阀YV₁失电，汽缸反动作取力器2分离，发动机1脱开，离心式水泵7不运转。左开关S₂或右开关S₃闭合，左电磁气阀YV₂或右电磁气阀YV₃得电，汽缸动作驱动左水阀3或右水阀4打开，对应的左喷嘴5或右喷嘴6喷水；左洒水开关S₂或右洒水开关S₃断开，左电磁气阀YV₂或右电磁气阀YV₃失电，汽缸反动作驱动左水阀3或右水阀4关闭，对应的左喷嘴5或右喷嘴6停止喷水。

通过图1和图2可以看出，现有的洒水车是利用电控制电磁气阀的通和断，由此，阀门在汽缸的推动下要么全开、要么全关。在其他条件不变(如，发动机转速)的情况下，喷嘴洒水的宽度恒定，无法实现根据实际道路来调节洒水宽度，造成水资源的浪费。此外，在发动机转速变化(即，水泵转速变化)的情况下，洒水宽度与发动机转速成正比，也就是说，现有的洒水车存在车速越快洒水宽度越宽、车速越慢洒水宽度越窄的弊病，无法实现在车速变化的情况下保持合适的洒水宽度。

发明内容

本发明提供一种洒水车冲洗控制装置、系统、方法和洒水车，以实现对洒水宽度的控制。

为实现上述目的，本发明提供一种洒水车冲洗控制装置，洒水车包括水泵、喷嘴以及用于调整喷嘴的洒水方向角的角度调整器，控制装置包括：接收器，用于接收带有喷嘴的洒水宽度设定值的信号和带有水泵的转速值的信号；以及控制器，与接收器连接，用于根据水泵的转速值、洒水宽度设定值确定洒水方向角，并输出控制角度调整器将喷嘴调整到洒水方向角的控制信号。

其中，在洒水方向角大于最大调节值的情况下，控制器输出转速过高报警信号；在洒水方向角小于最小调节值的情况下，控制器输出转速过低报警信号。

其中，控制器还用于：在洒水方向角大于最大调节值的情况下，减小水泵的转速；在洒水方向角小于最小调节值的情况下，增大水泵的转速。

其中，角度调整器包括电动推杆和旋转接头，旋转接头固定喷嘴，电动推杆推动喷嘴绕旋转接头的中心点旋转，从而改变喷嘴的洒水方向角。

其中，控制器用于：根据水泵的转速值、洒水宽度设定值以及电动推杆的长度之间的函数关系计算出电动推杆的长度，并输出将电动推杆调节到所计算出的长度的控制信号。

本发明还提供一种洒水车冲洗控制系统，包括：转速传感器，用于采集水泵的转速信号；洒水宽度设定器，用于设定喷嘴的洒水宽度；以及上述的洒水车冲洗控制装置。

本发明还提供一种洒水车，洒水车包括上述的洒水车冲洗控制系统。

本发明还提供一种洒水车冲洗控制方法，洒水车包括水泵和喷嘴，该方法包括：接收带有喷嘴的洒水宽度设定值的信号和带有水泵的转速值的信号；根据水泵的转速值、洒水宽度设定值确定洒水方向角；将喷嘴调整到洒水方向角。

其中，在洒水方向角大于最大调节值的情况下，输出转速过高报警信号；在洒水方向角小于最小调节值的情况下，输出转速过低报警信号。

其中，控制器还用于：在洒水方向角大于最大调节值的情况下，减小水泵的转速；在洒水方向角小于最小调节值的情况下，增大水泵的转速。

在上述技术方案中，通过角度调整器调整喷嘴的洒水方向角，以此控制从喷嘴喷出的水的宽度。可以根据实际道路情况设定洒水宽度，在车速不变的情况下，通过角度调整器调节喷嘴的洒水方向角以使得从喷嘴喷出的水的宽度与所设定的洒水宽度一致；以及在车速变化的情况下，可以通过角度调整器调节喷嘴的洒水方向角使得从喷嘴喷出的水的宽度保持在所设定的洒水宽度，从而实现对水资源的合理利用。

附图说明

图1是现有的洒水车结构图；

图2是现有的洒水车电路图；

图3是根据本发明的实施方式的洒水车的结构图；

图4是根据本发明的实施方式的洒水车冲洗控制装置的结构图；

图5是根据本发明的实施方式的洒水车与路面的位置关系示意图；

图6是根据本发明的实施方式的角度调整器在一个洒水方向角上的结构图；

图7是根据本发明的实施方式的角度调整器在另一个洒水方向角上的结构图；

图8是根据本发明实施方式的洒水车冲洗控制系统的结构图；

图9是根据本发明实施方式的洒水车冲洗控制方法的流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，均属于本发明保护的范围。

图3示出了根据本发明的实施方式的洒水车的结构图。如图3所示，在水泵7与喷嘴12之间加装有一角度调整器11。本发明的洒水车冲洗控制装置10是基于这种洒水车的结构来进行洒水宽度控制的。

图4示出了根据本发明的实施方式的洒水车冲洗控制装置的结构图，其中，洒水车包括水泵7、喷嘴12以及角度调整器11，角度调整器11用于调整喷嘴12的洒水方向角。如图4所示，洒水车冲洗控制装置10具体包括：接收器101，用于接收带有喷嘴12的洒水宽度设定值的信号和带有水泵7的转速值的信号；以及控制器102，与接收器101连接，用于根据水泵7的转速值、洒水宽度设定值确定洒水方向角，并输出控制角度调整器11将喷嘴12调整到洒水方向角的控制信号。

值得注意的是，本发明的喷嘴12可为左喷嘴或右喷嘴。

由于喷嘴12的射程(水平喷射距离)D＝K1*V，其中V为喷口速度、K1为比例系数。在喷嘴12的开口和的离地高度不变情况下，喷口速度V与流入喷嘴12的流量Q成正比。因此，水平喷射距离D与流量Q成正比即D＝K2*Q，其中K2为比例系数。

图5示出了根据本发明的实施方式的洒水车与路面的位置关系示意图。如图5所示，洒水车20在路面30上，在洒水车20的喷嘴(其位置在图5中以0标示)的喷射方向垂直于洒水车20的纵向方向时，洒水宽度W＝水平喷射距离D，此时洒水宽度W为最大值。

因此，在水平喷射距离D确定的情况下，改变喷嘴12喷射方向，假设喷嘴12的喷射方向与垂直于车辆的纵向方向之间的角度为β，值得注意的是，在本发明实施例中，将角度β定义为洒水方向角β。则洒水宽度W＝D*COSβ。因此通过改变此洒水方向角β可以调节洒水宽度W的大小。

由于洒水车的水泵7为离心水泵，水泵7流量Q＝K3*n，其中K3为比例系数，n为转速。因此，洒水宽度W＝K2*K3*n*COSβ。由于K2、K3为比例系数，因此洒水宽度W具体可由转速n和洒水方向角β决定。

洒水宽度W可以设定为洒水宽度设定值，其为可设定的已知值，转速n的值、比例系数K2、K3已知，因此，控制器102可根据以下等式确定所述洒水方向角β：

W＝K2*K3*n*COSβ

W为洒水宽度设定值、n为转速值、K2、K3为比例系数，β为洒水方向角，其中K2为喷嘴的水平喷射距离与水泵的流量的比例关系，K3为水泵的流量与转速值的比例关系。

因此，通过本发明提供的洒水车冲洗控制装置10，可以根据实际道路情况设定洒水宽度，在车速不变的情况下，通过角度调整器11调节喷嘴12的洒水方向角以使得从喷嘴12喷出的水的宽度与所设定的洒水宽度一致；以及在车速变化的情况下，可以通过角度调整器11调节喷嘴12的洒水方向角使得从喷嘴12喷出的水的宽度保持在所设定的洒水宽度，从而实现对水资源的合理利用。

本发明采用的角度调整器11可以包括电动推杆111和旋转接头112，其结构如图6所示。其中，图6是根据本发明的实施方式的角度调整器在一个洒水方向角上的结构图。如图6所示，旋转接头112固定喷嘴12，电动推杆111推动喷嘴12绕旋转接头112的中心点旋转，从而改变喷嘴12的洒水方向角。

具体而言，L为电动推杆111的长度变量、A为电动推杆111的铰点121到旋转接头112的中心点1121的距离、R为旋转接头112的中心点1121到电动推杆111的支撑点阀122的长度。θ为线段A与线段R之间夹角。可通过改变电动推杆111的长度变量L来改变θ，从而可改变喷嘴12喷洒方向(即改变喷嘴12的洒水方向角β)。根据三角原理可知，电动推杆111与洒水方向角有如下等式关系：

L²＝A²+R²-2*A*R*cosθ。

在电动推杆111内有电位器型长度传感器，其对应的电阻值对应相应的长度变量值。

请参见图7，图7是根据本发明的实施方式的角度调整器在另一个洒水方向角上的结构图。如图7所示，假设喷嘴12喷洒方向与车辆纵向方向垂直，喷嘴12与管道成一线，电动推杆111的长度为最短，此时θ＝θ₁(常数)，那么β＝θ－θ₁＝0。因此：

L²＝A²+R²-2*A*R*cos(β+θ₁)

对以上等式进行变换可得：

$cos(\mathrm{\β}+{\mathrm{\θ}}_1)=\frac{A^2+R^2-L^2}{2*A*R}$

进一步对以上等式进行变换可得：

$\mathrm{\β}=arccos\left(cos\frac{A^2+R^2-L^2}{2*A*R}\right)-{\mathrm{\θ}}_1$

因此，电动推杆111的实际长度L与洒水宽度W之间具有以下函数关系：

$W=K2*K3*n*cos\[arccos\left(cos\frac{A^2+R^2-L^2}{2*A*R}\right)-{\mathrm{\θ}}_1\]$

因此，控制器102可根据上式所示的水泵的转速值、洒水宽度设定值以及电动推杆的长度之间的函数关系根据转速值、洒水宽度设定值计算出电动推杆的长度，并输出将电动推杆调节到所计算出的长度的控制信号至电动推杆111，电动推杆111将其长度调节为所计算出的长度。

虽然本发明出于成本的考虑，采用了电动推杆111和旋转接头112形式的角度调整器11，但本发明不限于此，其他具有类似功能的角度调整器11均可以被使用。

根据本发明提供的洒水车冲洗控制装置10，控制器102还可以在所计算出的洒水方向角大于最大调节值的情况下，增大水泵7的转速。且在所计算出的洒水方向角小于最小调节值的情况下，减小水泵7的转速。

进一步地，控制器102还可以在所计算出的洒水方向角大于最大调节值的情况下，输出转速过高报警信号。且在所计算出的洒水方向角小于最小调节值的情况下，输出转速过低报警信号。

例如，假设最大调节值为60度，控制器102计算出的洒水方向角β为65度，其大于最大调节值，此时，无法将洒水宽度保持在洒水宽度设定值。在这种情况下控制器102会输出转速过高报警信号。由于水泵7的转速是由发送机控制的，因此，当驾驶员看到此转速过高报警信号时，其应当减小油门，降低发送机的转速。或者可替换地，控制器102自动降低水泵7的转速，以保证角度调整器11在可调节的范围之内。在所计算出的洒水方向角小于最小调节值时进行报警、以及调整水泵7的转速的原理和方法同上面类似，此处不再赘述。

因此，通过上述技术方案，可以通过角度调整器11调整喷嘴12的洒水方向角，并通过最大调节值和最小调节值来判断当前的水泵7转速(也就是发送机转速)是否合适，提醒驾驶员合理控制发动机转速，节约燃油消耗，防止转速超速损坏取力器。

图8示出了根据本发明实施方式的洒水车冲洗控制系统的结构图。如图8所示，该系统包括：转速传感器200，用于采集水泵7的转速值；洒水宽度设定器300，用于设定喷嘴12的洒水宽度值；以及上述的洒水车冲洗控制装置10。转速传感器200、洒水宽度设定器300将带有水泵7的转速值的信号和带有洒水宽度值的信号传送至洒水车冲洗控制装置10，洒水车冲洗控制装置10根据转速值、洒水宽度设定值确定洒水方向角。其中，洒水宽度设定器300可以是电位器、多档选择开关、或其他具有类似功能的电子装置。

此外，该系统还可以包括电动推杆长度传感器500和电机800，电动推杆长度传感器500与洒水车冲洗控制装置10的输入端连接，用于感测电动推杆111的当前长度，洒水车冲洗控制装置10的控制器102在计算出电动推杆111的长度之后，将计算出的长度与所感测的当前长度进行比较，并在两个长度不一致的情况下，驱动电动推杆111的电机800正转或反转，以将电动推杆111伸长或缩短到所计算的长度。

因此，通过本发明提供的洒水车冲洗控制系统，可以通过调节角度调整器11以使得从喷嘴12喷出的水的宽度与所设定的洒水宽度一致，实现对水资源的合理利用。

该系统还可以包括一个或多个与洒水车冲洗控制装置10连接的洒水控制开关100，用于启动和关闭洒水车冲洗控制装置10工作。

该系统还可以包括转速过高报警器600和转速过低报警器700，与洒水车冲洗控制装置10的输出端连接，用于在确定转速过高或过低的情况下进行报警，以提醒驾驶员合理控制发动机转速，节约燃油消耗，防止转速超速损坏取力器。

本发明还提供一种包括上述系统的洒水车。

图9示出了根据本发明实施方式的洒水车冲洗控制方法的流程图。如图9所示，该方法包括：

步骤702：接收带有喷嘴的洒水宽度设定值的信号和带有水泵7的转速值的信号；步骤703：根据水泵的转速值、洒水宽度设定值确定洒水方向角；以及步骤706：将喷嘴调整到洒水方向角。

其中，由于洒水宽度W可以设定为洒水宽度设定值，其为可设定的已知值，而转速n的值、比例系数K2、K3已知，因此，控制器102可根据以下等式确定所述洒水方向角β：

W＝K2*K3*n*COSβ

W为洒水宽度设定值、n为转速值、K2、K3为比例系数，β为洒水方向角，其中K2为喷嘴的水平喷射距离与水泵的流量的比例关系，K3为水泵的流量与转速值的比例关系。

该方法还包括步骤701：在步骤702之前，判断是否接收到洒水开关指令，在接收到洒水开关指令的情况下，执行步骤702，否则，继续等待，直到接收到洒水开关指令为止。

该方法还包括步骤704：在步骤703之后，判断洒水方向角是否小于最小调节值，如果是，执行步骤707，进行转速过低报警以表示转速过低，并执行步骤709，增大水泵7的转速；如果否，执行步骤708，进行报警过高报警以表示转速过高，并执行步骤709，减小水泵7的转速。

因此，本发明提供的一种洒水车冲洗控制装置、系统、方法和洒水车中，通过角度调整器调整喷嘴的洒水方向角，以此控制从喷嘴喷出的水的宽度。可以根据实际道路情况设定洒水宽度，在车速不变的情况下，通过角度调整器调节喷嘴的洒水方向角以使得从喷嘴喷出的水的宽度与所设定的洒水宽度一致；以及在车速变化的情况下，可以通过角度调整器调节喷嘴的洒水方向角使得从喷嘴喷出的水的宽度保持在所设定的洒水宽度，从而实现对水资源的合理利用。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (8)

1.一种洒水车冲洗控制装置，其特征在于，所述洒水车包括水泵、喷嘴以及用于调整所述喷嘴的洒水方向角的角度调整器，所述控制装置包括：

接收器，用于接收带有所述喷嘴的洒水宽度设定值的信号和带有所述水泵的转速值的信号；以及

控制器，与所述接收器连接，用于根据所述水泵的转速值、所述洒水宽度设定值确定所述洒水方向角，并输出控制所述角度调整器将所述喷嘴调整到所述洒水方向角的控制信号；其中，

所述角度调整器包括电动推杆和旋转接头，所述旋转接头固定所述喷嘴，所述电动推杆推动所述喷嘴绕所述旋转接头的中心点旋转，从而改变所述喷嘴的洒水方向角；以及

所述控制器用于：

根据所述水泵的转速值、所述洒水宽度设定值以及所述电动推杆的长度之间的函数关系计算出所述电动推杆的长度，并输出将所述电动推杆调节到所计算出的长度的控制信号。

2.根据权利要求1所述的洒水车冲洗控制装置，其特征在于，

在所述洒水方向角大于最大调节值的情况下，所述控制器输出转速过高报警信号；

在所述洒水方向角小于最小调节值的情况下，所述控制器输出转速过低报警信号。

3.根据权利要求1所述的洒水车冲洗控制装置，其特征在于，所述控制器还用于：

在所述洒水方向角大于最大调节值的情况下，减小所述水泵的转速；

在所述洒水方向角小于最小调节值的情况下，增大所述水泵的转速。

4.一种洒水车冲洗控制系统，其特征在于，包括：

转速传感器，用于采集水泵的转速信号；

洒水宽度设定器，用于设定喷嘴的洒水宽度；以及

根据权利要求1至3任意一项权利要求所述的洒水车冲洗控制装置。

5.一种洒水车，其特征在于，所述洒水车包括权利要求4所述的洒水车冲洗控制系统。

6.一种用于根据权利要求1-3中任一项权利要求所述的洒水车冲洗控制装置的洒水车冲洗控制方法，所述洒水车包括水泵和喷嘴，其特征在于，所述方法包括接收带有所述喷嘴的洒水宽度设定值的信号和带有所述水泵的转速值的信号；

根据所述水泵的转速值、所述洒水宽度设定值确定所述洒水方向角；

将所述喷嘴调整到所述洒水方向角。

7.根据权利要求6所述的洒水车冲洗控制方法，其特征在于，

在所述洒水方向角大于最大调节值的情况下，输出转速过高报警信号；

在所述洒水方向角小于最小调节值的情况下，输出转速过低报警信号。

8.根据权利要求6所述的洒水车冲洗控制方法，其特征在于，所述控制器还用于：

在所述洒水方向角大于最大调节值的情况下，减小所述水泵的转速；

在所述洒水方向角小于最小调节值的情况下，增大所述水泵的转速。