CN104676264A - 车载应急抢险救援照明装置及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种车载应急抢险救援照明装置及其控制方法，该照明装置包括控制系统、升降机构、旋转俯仰总成和至少两个照明灯，升降机构包括丝杠和与之螺纹连接的套管，旋转俯仰总成包括多个分别通过俯仰转轴与照明灯连接的俯仰电机、以及与左右旋转转轴连接的旋转电机，俯仰转轴和左右旋转转轴上分别设置有多级限位总成。该装置功能强大，适应性强，既能满足同向照射，又能满足异向照射的需求，升降动作更加平稳可靠，并且具有自锁功能，多级限位总成实现了照明灯360度以上的大角度旋转和定位，保障了抢险救援过程中对大角度旋转照明的需求，方便抢险作业；其控制方法通过升降机构的限位传感保障装置运行的安全，并实现自动复位。

Description

车载应急抢险救援照明装置及其控制方法

技术领域

本发明属于车载照明装置技术领域，尤其涉及一种车载应急抢险救援照明装置及其控制方法。

背景技术

随着我国经济和城镇化建设的飞速发展，电力、通信、交通、消防以及市政、供水、供气等行业也得到了快速发展，随之而来的是各种事故的抢险救援工作也在不断增加，特别是在野外夜晚抢险救援缺乏照明条件的场所，提供全方位应急照明设备，可以极大地提高应急救援效率，将各种安全事故造成的损失降到最低，避免造成灾难性事故发生。

在市场的需求下，随之出现了各种各样的抢险应急照明车，集车辆运输、照明、救援工具和设备于一体，极大地方便了抢险救援作业。如申请人于2009年4月7日申请的专利号为200920089447.5的抢险照明车和2002年10月29日申请的02270469.8多功能应急电源车，以及2014年4月2日公开的公告号为CN 203517565 U的专利名称为车载移动照明设备，这些传统车载照明设备存在的缺陷是：1）照明灯的旋转角度有限，难以实现360度以上的大角度旋转；2）通常都是两盏照明灯只能同步一起俯仰旋转，并且照明范围有限，无法实现两盏灯分别向不同的方向旋转，分别向两个不同的方向进行照明；3）升降机构采用钢丝绳滑轮机构，稳定性差，容易出现钢丝绳滑脱或缠绕情况，甚至在长期使用后，存在着钢丝绳断裂的安全隐患。

发明内容

本发明的目的是针对上述现有技术的不足，提供一种结构简单、动作稳定，既能实现照明灯的同向照射，又能实现照明灯的异向照射，并有效实现照明灯360度以上的大角度旋转和定位的车载应急抢险救援照明装置，同时，提供一种该装置的控制方法。

为实现本发明的目的所采用的技术方案是：该照明装置包括控制系统、升降机构、旋转俯仰总成和至少两个照明灯，其特征在于：升降机构包括丝杠和与之螺纹连接的套管，丝杠或套管顶端与所述旋转俯仰总成连接，所述旋转俯仰总成包括至少两个分别通过俯仰转轴与所述照明灯连接的俯仰电机、以及与左右旋转转轴连接的旋转电机，俯仰转轴和左右旋转转轴上分别设置有多级限位总成。

所述升降机构上至少设置上、中、下三个限位传感器。

所述升降机构还包括设置在所述套管外的外套管，外套管与套管间设置有导向机构。

所述导向机构包括导向筒，导向筒上设置有固定架和防水盖板。

所述旋转俯仰总成通过连接件与所述升降机构连接。

所述连接件为空心结构，所述左右旋转转轴为空心转轴、与连接件连通，连接件的侧部设置有防水穿线孔。

所述俯仰转轴为T形结构，一端与俯仰电机的电机转轴连接，另一端设置有安装孔作为固定座用于固定照明灯。

所述多级限位总成包括与所述俯仰转轴或左右旋转转轴固定连接的一级限位块、套设在俯仰转轴或左右旋转转轴外与其相对转动的二级限位块、以及对二级限位块进行限位阻挡的限位开关。

所述控制系统包括：

一个有线操控器和\或一个无线遥控器：向主控制器发送控制指令；

一个主控制器：不断获取升降、俯仰、旋转状态信息、接收控制指令，即时进行处理并向升降电机、俯仰控制器和旋转控制器发出控制指令；

至少两个分别与俯仰电机连接的俯仰控制器：接收主控制器的指令，控制俯仰电机旋转，并向主控制器反馈俯仰状态信息；

一个与旋转电机连接的旋转控制器：接收主控制器的指令，控制旋转电机旋转，并向主控制器反馈旋转状态信息；

一个照明开关控制器：接收接收主控制器的指令，控制照明灯电源的开关。

一种上述车载应急抢险救援照明装置的控制方法，包括以下步骤:

1）照明装置电源开启后，通过有线操控器或无线遥控器向主控制器发出上升指令，主控制器控制升降电机驱动升降机构进行上升动作、并不断通过限位传感器获取升降机构的状态信息；

a.当上升高度在下限位传感器和中限位传感器之间时，主控制器接收到有线操控器或无线遥控器的旋转、俯仰和照明指令时，主控制器不发出旋转、俯仰和照明指令；

b.当上升高度在中限位传感器和上限位传感器之间时，主控制器根据接收到有线操控器或无线遥控器发出旋转、俯仰、照明指令，分别向旋转控制器、俯仰控制器和照明开关控制器发出旋转、俯仰、照明指令，进行旋转、俯仰、照明控制；

所述俯仰指令包括各照明灯同步俯仰指令和分别针对每个照明灯的非同步俯仰指令；

旋转控制器、俯仰控制器和照明开关控制器分别控制旋转电机、俯仰电机和照明开关动作，并向主控制器反馈旋转状态、俯仰状态和照明开关状态；

2）主控制器接收到有线操控器或无线遥控器发出下降指令时，主控制器控制升降电机驱动升降机构进行下降运动、并不断通过限位传感器获取升降机构的状态信息；

当下降高度在中限位传感器以上位置时，主控制器获取的各照明灯的旋转、俯仰、照明状态不在初始位置，则下降到中限位时主控制器控制升降电机停转，暂停下降，并向旋转控制器、俯仰控制器和照明开关控制器发出指令使各照明灯返回旋转、俯仰初始位置并断开照明开关，而后继续执行下降动作；反之，则不作暂停，直接下降至下限位传感器位置。

本发明的有益效果是：

1）          功能更加强大，适应性强，既能实现照明灯的同步俯仰动作，又能实现照明灯的分别俯仰，因此，既能满足同向照射，又能满足异向照射的需求。

2）          升降机构采用螺纹连接的丝杠和套管，结构更加简单，升降动作更加平稳、可靠，并且有效利用丝杠的自锁功能，避免电机停转后旋转俯仰总成和照明灯自动下降。更进一步地，在升降机构外加设外套管，并在外套管与套管间设置导向机构，可进一步有效提高装置升降过程中的稳定性，同时，外套管兼具保护作用，避免灰尘或雨水进入丝杠与套管间，避免丝杠与套管磨损、锈蚀或卡塞，从而提高设备性能和使用寿命。

3）          俯仰转轴和左右旋转转轴通过采用多级限位总成，一级限位块随俯仰转轴或左右旋转转轴旋转一周后，带动二级限位块继续旋转一定角度，从而有效实现了照明灯360度以上的大角度旋转和定位，保障了抢险救援过程中对大角度旋转照明的需求，方便抢险作业。

4）          升降机构通过设置上、中、下三个限位传感器，一方面实现了对升降上下极限的控制，避免电机过度旋转，造成对丝杠和套管的损坏和电机烧毁情况的发生，另一方面通过中间传感器，实现了对装置升降过程的分段控制，保障装置的安全，使其上升过程中，完全伸出车箱后再进行左右旋转和上下俯仰动作，下降的过程中，在进入车箱前，恢复至设定的标准位置，与车箱出口和安放位置相适应，动作更加科学、安全。

附图说明

下面结合附图对本发明做进一步的说明：

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明的侧视结构示意图；

图3是本发明旋转俯仰总成和照明灯的结构示意图；

图4是本发明限位总成的结构示意图；

图5是本发明的控制系统方框图。

具体实施方式

如图1-5所示：一种车载应急抢险救援照明装置，包括控制系统、升降机构、旋转俯仰总成9和两个照明灯8，升降机构包括丝杠3和与之螺纹连接的套管4、以及套设在套管4外的外套管5，外套管5可以为圆管、方管或其他多边形管件，外套管5与丝杠3通过固定架2固定在车箱或横梁上，并且丝杠5的下端连接有升降电机1，外套管5的顶端设置有导向筒6，导向筒6的下端与外套管5固定连接，导向筒6内设置有套于套管4上的滑套，导向筒6的上端通过固定架与车箱的箱体11连接，并于固定架上设置有防水盖板7。

所述旋转俯仰总成9包括外部的防雨罩壳体19，以及通过支架设置在壳体19内的两个俯仰电机15和一个旋转电机16，升降电机1、旋转电机16和俯仰电机15分别连接有电机控制器，通过两个俯仰电机15分别控制两个照明灯8的俯仰运动，可同步，可异步，通过旋转电机16控制整个旋转俯仰总成9的左右水平旋转。壳体19两侧分别通过轴承座设置有用于连接俯仰电机15和照明灯8的俯仰转轴13，俯仰转轴13为T形结构，一端与俯仰电机15的电机转轴连接，另一端设置有安装孔作为固定座用于固定照明灯8的灯座，照明灯8采用金卤灯。旋转电机16的电机转轴与通过轴承座设置在壳体19底部的左右旋转转轴17连接，左右旋转转轴17为空心过线转轴，左右旋转转轴17通过连接件10与套管4顶端连接，连接件10为空心结构，上下两端分别通过销栓螺钉与左右旋转转轴17和套管4连接，侧壁设置有穿线孔18，穿线孔18上设置有防水进线尼龙护圈，电源线和控制线路由此进入旋转俯仰总成9内部。

所述外套管5与套管4间设置有上、中、下三个限位传感器12，传感器可以进一步增加，如在上、中限位置间增加传感器12，使上升过程中，到达此位置时，自动打开照明灯电源，下降过程中自动关闭照明灯电源。

俯仰转轴13和左右旋转转轴17上分别设置有多级限位总成14，所述多级限位总成14包括与所述俯仰转轴13或左右旋转转轴17固定连接的一级限位块22和套设在俯仰转轴13或左右旋转转轴17外与其相对转动的二级限位块21，并在旋转俯仰总成9的壳体19或内部架体上设置限位开关20，旋转过程中，二级限位块21作为一级限位块22的挡块，转轴旋转的过程中，带动一级限位块22旋转，一级限位块22与二级限位块接21触后，再一起旋转运动，至二级限位块21接触到限位开关20时，到达旋转极限，停止旋转。

所述控制系统包括：

一个有线操控器和\或一个无线遥控器：向主控制器发送升降指令、俯仰指令、俯仰复位指令、旋转指令、旋转复位指令、照明灯开关指令和自动复位指令等控制指令；

一个主控制器：不断通过限位传感器12获取升降机构的状态信息、通过俯仰控制器获取俯仰状态信息、通过旋转控制器获取旋转状态信息、接收有线操控器和\或无线遥控器的控制指令信息，结合获取的状态信息和接收的指令信息即时进行运算处理，根据运算结果，向升降电机1、俯仰控制器和旋转控制器发出控制指令信号；

两个俯仰控制器：接收主控制器的俯仰指令和俯仰复位指令等指令，控制俯仰电机15旋转，实现照明灯8的俯仰动作，并向主控制器反馈俯仰状态信息，通过限位开关20确定俯仰动作的极限位置，并向主控制器反馈极限位置信息，通过主控制器下达停止指令，控制俯仰电机15停转，停止俯仰动作；

一个与旋转电机16连接的旋转控制器：接收主控制器的旋转指令和旋转复位指令，控制旋转电机16旋转，实现照明灯8的水平转向动作，并向主控制器反馈旋转状态信息，通过限位开关20确定水平旋转动作的极限位置，并向主控制器反馈极限位置信息，通过主控制器下达停止指令，控制旋转电机16停转，停止水平转向动作；

一个照明开关控制器：接收接收主控制器的照明灯开关指令，控制照明灯8电源的开关K，可以是两个照明灯8通过同一个开关K控制电源通断，也可以是通过两个开关K分别进行控制。

主控制器与有线操控器、旋转控制器和各俯仰控制器间分别通过RS485串行通讯连接，与无线遥控器间通过无线数据连接，无线控制距离不低于30米。

一种上述车载应急抢险救援照明装置的控制方法，包括以下步骤:

1）照明装置电源开启后，通过有线操控器或无线遥控器向主控制器发出上升指令，主控制器控制升降电机1驱动升降机构进行上升动作、并不断通过限位传感器12获取升降机构的高度状态信息；

a.当上升高度在下限位传感器和中限位传感器之间时，主控制器接收到有线操控器或无线遥控器的旋转、俯仰和照明指令时，主控制器不发出旋转、俯仰和照明指令；

b.当上升高度在中限位传感器和上限位传感器之间时，主控制器根据接收到有线操控器或无线遥控器发出旋转、俯仰、照明指令，分别向旋转控制器、俯仰控制器和照明开关控制器发出旋转、俯仰、照明指令，旋转控制器、俯仰控制器和照明开关控制器分别对旋转电机16、俯仰电机15和照明开关K进行旋转、俯仰、照明控制；

所述俯仰指令包括各照明灯8同步俯仰指令和分别针对每个照明灯8的非同步俯仰指令,即主控制器可以同步通过两个俯仰控制器控制两个俯仰电机同步俯仰，也可以通过其中一个俯仰控制器控制与其对应的俯仰电机旋转，而另一个静止，或者，分别向相反的两个方向旋转，或者，二者同向不同步旋转。

旋转控制器、俯仰控制器分别控制旋转电机、俯仰电机动作，并向主控制器反馈旋转状态、俯仰状态；

旋转（俯仰）控制过程中，当主控制器接收到有线操控器或无线遥控器发出旋转（俯仰）指令时，主控制器首先向旋转控制器（俯仰控制器）发出查询指令，旋转控制器（俯仰控制器）通过限位开关20判断旋转（俯仰）限位总成14是否在极限位置，若得到回复该旋转电机16（俯仰电机15）在极限位置的信息，则不发出旋转（俯仰）指令；当回复获取该旋转电机16（俯仰电机15）不在极限位置的信息后再发出旋转（俯仰）指令，旋转控制器（俯仰控制器）获取旋转指令后，一边控制旋转电机16（俯仰电机15）旋转，一边向主控制器回复旋转电机16（俯仰电机15）的位置信息，当有线操控器或无线遥控器的控制操作停止或回复的位置信息是在极限位置的信息时，主控制器停止发送旋转（俯仰）指令，旋转电机16（俯仰电机15）停转。

上升动作可以随时停止，旋转、俯仰、照明动作可以在上升至所需位置后进行，也可以在上升高度超过中限位传感器之后，上升的同时，进行旋转、俯仰、照明操作。

2）主控制器接收到有线操控器或无线遥控器发出下降指令时，主控制器控制升降电机1驱动升降机构进行作下降运动、并不断通过限位传感器获取升降机构的状态信息；

当下降高度在中限位传感器以上位置时，主控制器获取的各照明灯的旋转、俯仰、照明状态不在初始位置，则下降到中限位传感器位置时主控制器控制升降电机1停转，暂停下降，并向旋转控制器、俯仰控制器和照明开关控制器发出指令使各照明灯8返回旋转、俯仰初始位置并断开照明开关，而后继续执行下降动作；反之，则不作暂停，直接下降至下限位传感器位置，可有效实现一键复位。

本发明的照明装置还可以上下设置4个或6个照明灯，一侧2个或3个，每个照明灯分别通过一个俯仰电机进行控制，从而进一步提高照射范围。

本发明的技术方案并不限制于本发明所述的实施例的范围内。本发明未详尽描述的技术内容均为公知技术。

Claims (10)

1.一种车载应急抢险救援照明装置，包括控制系统、升降机构、旋转俯仰总成和至少两个照明灯，其特征在于：升降机构包括丝杠和与之螺纹连接的套管，丝杠或套管顶端与所述旋转俯仰总成连接，所述旋转俯仰总成包括至少两个分别通过俯仰转轴与所述照明灯连接的俯仰电机、以及与左右旋转转轴连接的旋转电机，俯仰转轴和左右旋转转轴上分别设置有多级限位总成。

2.如权利要求1所述的照明装置，其特征在于：所述升降机构上至少设置上、中、下三个限位传感器。

3.如权利要求2所述的照明装置，其特征在于：所述升降机构还包括设置在所述套管外的外套管，外套管与套管间设置有导向机构。

4.如权利要求3所述的照明装置，其特征在于：所述导向机构包括导向筒，导向筒上设置有固定架和防水盖板。

5.如权利要求1所述的照明装置，其特征在于：所述旋转俯仰总成通过连接件与所述升降机构连接。

6.如权利要求5所述的照明装置，其特征在于：所述连接件为空心结构，所述左右旋转转轴为空心转轴、与连接件连通，连接件的侧部设置有防水穿线孔。

7.如权利要求1所述的照明装置，其特征在于：所述俯仰转轴为T形结构，一端与俯仰电机的电机转轴连接，另一端设置有安装孔作为固定座用于固定照明灯。

8.如权利要求1所述的照明装置，其特征在于：所述多级限位总成包括与所述俯仰转轴或左右旋转转轴固定连接的一级限位块、套设在俯仰转轴或左右旋转转轴外与其相对转动的二级限位块、以及对二级限位块进行限位阻挡的限位开关。

9.如权利要求1所述的照明装置，其特征在于：所述控制系统包括：

一个有线操控器和\或一个无线遥控器：向主控制器发送控制指令；

一个主控制器：不断获取升降、俯仰、旋转状态信息、接收控制指令，即时进行处理并向升降电机、俯仰控制器和旋转控制器发出控制指令；

至少两个分别与俯仰电机连接的俯仰控制器：接收主控制器的指令，控制俯仰电机旋转，并向主控制器反馈俯仰状态信息；

一个与旋转电机连接的旋转控制器：接收主控制器的指令，控制旋转电机旋转，并向主控制器反馈旋转状态信息；

一个照明开关控制器：接收接收主控制器的指令，控制照明灯电源的开关。

10.一种车载应急抢险救援照明装置的控制方法，包括以下步骤:

1）照明装置电源开启后，通过有线操控器或无线遥控器向主控制器发出上升指令，主控制器控制升降电机驱动升降机构进行上升动作、并不断通过限位传感器获取升降机构的状态信息；

a.当上升高度在下限位传感器和中限位传感器之间时，主控制器接收到有线操控器或无线遥控器的旋转、俯仰和照明指令时，主控制器不发出旋转、俯仰和照明指令；

b.当上升高度在中限位传感器和上限位传感器之间时，主控制器根据接收到有线操控器或无线遥控器发出旋转、俯仰、照明指令，分别向旋转控制器、俯仰控制器和照明开关控制器发出旋转、俯仰、照明指令，进行旋转、俯仰、照明控制；

所述俯仰指令包括各照明灯同步俯仰指令和分别针对每个照明灯的非同步俯仰指令；

旋转控制器、俯仰控制器和照明开关控制器分别控制旋转电机、俯仰电机和照明开关动作，并向主控制器反馈旋转状态、俯仰状态和照明开关状态；

2）主控制器接收到有线操控器或无线遥控器发出下降指令时，主控制器控制升降电机驱动升降机构进行下降运动、并不断通过限位传感器获取升降机构的状态信息；

当下降高度在中限位传感器以上位置时，主控制器获取的各照明灯的旋转、俯仰、照明状态不在初始位置，则下降到中限位时主控制器控制升降电机停转，暂停下降，并向旋转控制器、俯仰控制器和照明开关控制器发出指令使各照明灯返回旋转、俯仰初始位置并断开照明开关，而后继续执行下降动作；反之，则不作暂停，直接下降至下限位传感器位置。