CN112977291B - 一种车载水泵系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种车载水泵系统，包括水泵、控制装置、用水终端、供水管路以及设置在供水管路中的水压传感器，所述水压传感器用于实时检测供水管路中的水压，且水压传感器与控制装置电连接；所述水泵的电源线用于与车载电源电连接，所述控制装置串接在水泵的电源线中；所述水泵的出水口、供水管路和用水终端顺次相连；所述控制装置被配置为执行如下控制方法：判断水压传感器所获取的水压是否处于预设水压范围内；当所获取的水压未处于预设水压范围内，调节控制装置的输出电压和/或输出电流，使水泵的运行功率稳定在预设功率范围内。本发明可以使水泵以稳定水压供水，且水泵和电源系统可以低功耗、安全、环保地工作。

Description

一种车载水泵系统

技术领域

本发明涉及水泵控制技术领域，尤其是一种车载水泵系统。

背景技术

随着人们生活质量的不断提升，越来越多的人喜爱户外活动，随之而来的户外用水需求也不断增加。如何保持供水稳定，如何低电源功率又大水流量供水，对于户外活动是十分重要的。为此，市场上推出了车载水泵，这种水泵平时可放置在车上，在需要使用时，将水泵的电源线与汽车上的电源接口连接，通过车载电源向水泵供电，水泵就可以从湖中或者河中抽水。抽取的水可输送至户外燃气热水器，由户外燃气热水器将水加热，用户即可使用到热水。

但是，目前市场很少有针对车载水泵的调控措施，现有的水泵通常直接通过电源线与车载电源连接，当用户关闭水龙头，实际负载变小，水泵的运行功率变的异常的大，水压也异常的大，这使得水泵无法提供稳定的水压，反而有损毁用水设备、烧毁汽车电源的危险，严重影响了用户的用水体验。

发明内容

本发明提供一种车载水泵系统，本发明可以使水泵以稳定水压供水。

为解决上述问题，本发明采用如下技术方案：

本发明的实施例提供一种车载水泵系统，包括水泵、控制装置、用水终端、供水管路以及设置在供水管路中的水压传感器，所述水压传感器用于实时检测供水管路中的水压，且水压传感器与控制装置电连接；所述水泵的电源线用于与车载电源电连接，所述控制装置串接在水泵的电源线中；所述水泵的出水口、供水管路和用水终端顺次相连；所述控制装置被配置为执行如下控制方法：判断水压传感器所获取的水压是否处于预设水压范围内；当所获取的水压未处于预设水压范围内，调节控制装置的输出电压和/或输出电流，使水泵的运行功率稳定在预设功率范围内。

在一些实施例中，所述控制装置包括电流检测模块、电压检测模块、控制模块和变频模块，所述水压传感器、电流检测模块、电压检测模块和变频模块均与控制模块电连接。

在一些实施例中，所述控制模块被配置为执行所述控制方法，且所述控制方法具体包括：判断水压传感器所获取的水压与预设水压范围的大小关系；当所获取的水压高于预设水压范围的最大值，进一步判断输出电流是否大于预设电流，若大于预设电流，控制变频模块改变输出电压，直至输出电流降低至预设电流；当所获取的水压低于预设水压范围的最小值，进一步判断输出电流是否小于预设电流，若小于预设电流，控制变频模块改变输出电压，直至输出电流提升至预设电流。

在一些实施例中，所述控制装置还包括外壳、显示器和控制按钮，所述显示器和控制按钮均与控制模块电连接，且显示器和控制按钮均固定在外壳表面，所述电流检测模块、电压检测模块、控制模块和变频模块均固定在外壳内。

在一些实施例中，所述控制装置还包括GPS定位模块和无线通讯模块，所述GPS定位模块和无线通讯模块均与控制模块电连接，且GPS定位模块和无线通讯模块均设置在外壳内。

在一些实施例中，所述车载水泵系统还包括汽车，所述水泵为膜片式水泵，所述汽车具有装载物品的货箱，所述膜片式水泵、控制装置、用水终端和供水管路均固定在所述货箱内。

在一些实施例中，所述货箱内设置有收纳箱，所述收纳箱用于放置所述膜片式水泵的抽水管。

在一些实施例中，所述用水终端包括热水器和水龙头。

在一些实施例中，所述用水终端还包括混水阀和花洒，所述混水阀设置有第一进水口、第二进水口和出水口，所述花洒与出水口连接，所述热水器的热水出口与第一进水口连接，所述供水管路与第二进水口连接。

本发明具有如下有益效果：本发明在水泵的电源线上设置有控制装置，并在供水管路中设置有水压传感器，控制装置可以根据水压传感器检测到的水压变化，调节水泵的电压和/或电流，使水泵的运行功率稳定在预设功率范围内，从而保持水泵供水的水压稳定。

附图说明

图1为本发明一种实施例的车载水泵系统的结构示意图；

图2为本发明一种实施例的某一水源位置附近的用水位置分布示意图。

其中，附图标记为：水泵100，电源线110，控制装置200，供水管路300，水压传感器310，热水器410，水龙头420，混水阀430，花洒440，汽车500。

具体实施方式

本公开提供以下参照附图的描述来帮助全面理解如权利要求及其等同物所限定的本公开的各种实施例。描述包括各种具体细节以帮助理解，但这些细节应被视为只是示范性的。因此，本领域普通技术人员将会认识到，在不脱离本公开的范围和精神的情况下，能够对本文描述的各种实施例进行各种改变和修改。此外，为了清楚和简明，可省略对公知的功能和构造的描述。

在以下描述和权利要求中使用的术语和字词不受限于字面含义，而只是被发明人用来使得能够对于本公开有清楚且一致的理解。因此，本领域技术人员应当清楚，提供以下对本公开的各种实施例的描述只是为了说明，而不是为了限制如所附权利要求及其等同物所限定的本公开。

本公开的各种实施例中使用的术语“具有”、“可具有”、“包括”或“可包括”指示公开的相应功能、操作、元素等等的存在，但不限制额外的一个或多个功能、操作、元素等等。此外，应当理解，本公开的各种实施例中使用的术语“包括”或“具有”是要指示说明书中描述的特征、数字、操作、元素、部件或者其组合的存在，但并不排除一个或多个其他特征、数字、操作、元素、部件或其组合的存在或添加。

虽然本公开的各种实施例中使用的诸如“第一”和“第二”之类的术语可修饰各种实施例的各种元素，但这些术语并不限制相应的元素。例如，这些术语不限制相应元素的顺序和/或重要性。这些术语可区分一个元素与另一元素。例如，在不脱离本公开的各种实施例的权利范围的情况下，第一元素可被命名为第二元素，并且类似地，第二元素可被命名为第一元素。应理解，当一元素(例如第一元素)与另一元素(例如第二元素)“连接”时，该元素可直接与另一元素连接，或者在该元素和另一元素之间可以有居间的元素(例如第三元素)。

本发明的实施例提供一种车载水泵系统，如图1所示，其包括水泵100、控制装置200、用水终端、供水管路300以及设置在供水管路300中的水压传感器310，水压传感器310用于实时检测供水管路300中的水压，且水压传感器310与控制装置200电连接，水压传感器310将实时检测到的水压发送至控制装置200。水泵100的电源线110用于与汽车500的车载电源电连接，水泵100可内置或外置于汽车500。控制装置200串接在电源线110中，控制装置200可调节输入到水泵100的电流和电压。水泵100的出水口、供水管路300和用水终端顺次相连，水泵100抽取的水将供用水终端使用。

在使用前，用户可连接好相关的管路和线路，打开水泵100的电源开关，水泵100即可开始抽水工作。在工作过程中，由于负载发生变化，供水管路300中的水压会出现波动。本实施例的控制装置200被配置为执行如下控制方法：

S101：判断水压传感器所获取的水压是否处于预设水压范围内。

该预设水压范围是一个范围值，具有最大值和最小值，只要水压处于该最大值和最小值之间，可无需对水泵100进行调节。该预设水压范围可以由用户自行设定，或者是水泵100的预设值，例如该预设水压范围是0.19MPa-0.21MPa。本实施例允许水压在一定范围内变动，避免对水泵100的干预过于频繁，且降低了水泵100的设计要求，可以降低水泵100的制造成本。

S102：当所获取的水压未处于预设水压范围内，调节控制装置的输出电压和/或输出电流，使水泵的运行功率稳定在预设功率范围内。

如果所获取的水压未处于预设水压范围内，说明供水管路300中的水压出现明显波动，此时，就需要对水泵100进行调控。其控制原理如下：F＝S*P1，P2＝U*I，F＝α*P2，其中，S为固定参数，由水泵决定；P1为水压，P2为电机的运行功率，α为磁场转化系数，通常相同型号的水泵100的磁场转化系数为固定值，F为电机扭力，U为电机的工作电压，I为电机的工作电流。推理得到P1＝(α/S)*P2，因此当水泵100以恒定功率工作，就能够提供稳定水压。

本实施例可调节控制装置200的输出电压和/或输出电流，使水泵100的运行功率稳定在预设功率范围内，从而使得水压稳定。通过上述控制原理可知，预设功率范围与预设水压范围呈比例关系，控制装置200可预存有预设功率范围与预设水压范围的映射关系，通过用户需要的预设水压范围即可推导出预设功率范围。同时，本实施的水泵和电源系统具有低功耗的特点，水泵和电源系统均可安全、环保地工作。

在一些实施例中，控制装置200具体包括电流检测模块、电压检测模块、控制模块和变频模块，电流检测模块用于检测控制装置200输出的电流，电压检测模块用于检测控制装置200输出的电压。水压传感器、电流检测模块、电压检测模块和变频模块均与控制模块电连接。控制模块可包括单片机等控制芯片，变频模块用于通过频率控制来改变输出电压和/或输出电流。

在一些实施例中，控制模块被配置为执行上述实施例的控制方法，且步骤S102具体包括：

S202：当所获取的水压高于预设水压范围的最大值，进一步判断输出电流是否大于预设电流，若大于预设电流，控制变频模块改变输出电压，直至输出电流降低至预设电流。当供水管路300中的水压力增加，输出电流会加大，控制模块可将获取到的输出电流与预设电流比对，如果输出电流大于预设电流，就控制变频模块对输出电压进行调节，使输出电流下降，直至输出电流降低至预设电流，这就可以稳定水压。

S203：当所获取的水压低于预设水压范围的最小值，进一步判断输出电流是否小于预设电流，若小于预设电流，控制变频模块改变输出电压，直至输出电流提升至预设电流。当供水管路300中的水压力减小，输出电流会减小，控制模块可将获取到的输出电流与预设电流比对，如果输出电流小于预设电流，就控制变频模块对输出电压进行调节，使输出电流上升，直至输出电流上升至预设电流，以稳定水压。

在一些实施例中，控制装置200还包括外壳、显示器和控制按钮，显示器和控制按钮均与控制模块电连接，且显示器和控制按钮均固定在外壳表面，电流检测模块、电压检测模块、控制模块和变频模块均固定在外壳内，具体的，电流检测模块、电压检测模块、控制模块和变频模块均可集成在外壳内部的电路板上。显示器和控制按钮提供人机交互功能，显示器可以显示相关菜单界面，用户可通过控制按钮设定预设压力范围。

在一些实施例中，控制装置200还包括GPS定位模块和无线通讯模块，GPS定位模块和无线通讯模块均与控制模块电连接，且GPS定位模块和无线通讯模块均设置在外壳内。GPS定位模块可定位用户使用水泵100时控制装置200所处的位置，无线通信模块使得控制装置200可与远程服务器通讯。

用户在使用本实施例的车载水泵系统时，通常是临近湖或河等水源，服务器可基于大数据技术，记录每个用户在每个水源附近的用水记录，该用水记录可包含在水源附近的具体用水位置、用水时间等信息，服务器可根据具体用水位置的出现次数，对水源附近的具体用水位置进行排序，并可形成水源附近的具体用水位置热力分布图。

显示屏可以显示预设的地图界面，用户可在该界面点击“用水地点推荐”按钮，控制装置200将向服务器发送用水地点推送请求，该用水地点推送请求包含控制装置200所处的位置信息。服务器可根据该用水地点推送请求中的控制装置200所处的位置信息确定控制装置200所处的水源，即控制装置处于哪个水源附近。在控制装置200所处的水源确定后，服务器可查询该水源的历史用水记录，依据出现次数对该水源中的具体用水位置进行排序，确定出出现次数最多的具体用水位置，多个用户在同一用水位置用水，说明该用水位置适宜取水或者便于取水。服务器可向控制装置200反馈该出现次数最多的具体用水位置，控制装置200可在显示器的地图界面显示该出现次数最多的具体用水位置，用户可以导航前往该位置。这样，系统可向用户推荐适宜取水或者便于取水的位置，方便用户使用。

如图2所示，对于图中的水源，服务器记录有多个用户分别在水源的A位置、B位置、C位置和D位置有过用水，A位置在用水记录中出现了10次，B位置在用水记录中出现了200次，C位置在用水记录中出现了32次，D位置在用水记录中出现了3次，则B位置为出现次数最多的具体用水位置，表面B位置可能适宜取水或者便于取水，则在用户请求推荐该水源的用水位置时，可向用户反馈图中水源的B位置。

在一些实施例中，车载水泵系统还包括汽车，汽车可以是货车、皮卡车或轿车等，其具有装载物品的货箱。水泵可以选用膜片式水泵，无需将水泵放入水中，只需要将抽水管放入水源中即可抽水，这就无需用户搬运水泵。膜片式水泵、控制装置、用水终端和供水管路均固定在汽车的货箱内，具体可在货箱内固定一个固定架，膜片式水泵、控制装置、用水终端和供水管路可固定在固定架上。

当用户需要使用本实施例的车载水泵系统时，可开车前往水源所在位置，将抽水管放入到水源中，接通电源后即可开始使用水泵，这就无需用户搬运水泵和用水终端等设备，大大提升了用水的便利性。

同时，在货箱内可以设置与汽车的车载电源电连接的插座，插座可由用户购置后自行固定在货箱内，在连接电源线时，只需要将电源线插接在该插座上，即可接通电源，使用更加方便。

考虑到有些水源附近不便于停车，抽水管有必要设置得更长，本实施例可在货箱内设置收纳箱，收纳箱可专用于放置膜片式水泵的抽水管，避免抽水管杂乱放置。

膜片式水泵的水流量通常较小。而户外生活用水需要的是更大的水流量。本实施例的膜片式水泵可配置为大水流量低压力，把膜片式水泵的流道大幅度加大，使水流量达到6-12L/mi n，更方便用户使用。

在一些实施例中，用水终端包括热水器410和水龙头420，水龙头420可直接输出水泵100抽取的水，热水器410可将水泵100抽取的水加热，就可以向用户供应热水和冷水，更方便用户使用。

有些用户有在户外洗澡的需求，用水终端还可包括混水阀430和花洒440，混水阀430设置有第一进水口、第二进水口和出水口，花洒440与出水口连接，热水器410的热水出口与第一进水口连接，供水管路300与第二进水口连接。热水器410供应热水，供水管路300供应冷水，用户可调节混水阀430，以调节花洒440流出的水的水温。

以上内容是结合具体的实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换。

Claims (7)

1.一种车载水泵系统，其特征在于：包括水泵、控制装置、用水终端、供水管路以及设置在供水管路中的水压传感器，所述水压传感器用于实时检测供水管路中的水压，且水压传感器与控制装置电连接；所述水泵的电源线用于与车载电源电连接，所述控制装置串接在水泵的电源线中；所述水泵的出水口、供水管路和用水终端顺次相连；所述控制装置被配置为执行如下控制方法：判断水压传感器所获取的水压是否处于预设水压范围内；当所获取的水压未处于预设水压范围内，调节控制装置的输出电压和/或输出电流，使水泵的运行功率稳定在预设功率范围内；

所述控制装置包括电流检测模块、电压检测模块、控制模块和变频模块，所述水压传感器、电流检测模块、电压检测模块和变频模块均与控制模块电连接；

所述控制模块被配置为执行所述控制方法，且所述当所获取的水压未处于预设水压范围内，调节控制装置的输出电压和/或输出电流，使水泵的运行功率稳定在预设功率范围内，具体包括：判断水压传感器所获取的水压与预设水压范围的大小关系；当所获取的水压高于预设水压范围的最大值，进一步判断输出电流是否大于预设电流，若大于预设电流，控制变频模块改变输出电压，直至输出电流降低至预设电流；当所获取的水压低于预设水压范围的最小值，进一步判断输出电流是否小于预设电流，若小于预设电流，控制变频模块改变输出电压，直至输出电流提升至预设电流。

2.根据权利要求1所述的车载水泵系统，其特征在于：所述控制装置还包括外壳、显示器和控制按钮，所述显示器和控制按钮均与控制模块电连接，且显示器和控制按钮均固定在外壳表面，所述电流检测模块、电压检测模块、控制模块和变频模块均固定在外壳内。

3.根据权利要求2所述的车载水泵系统，其特征在于：所述控制装置还包括GPS定位模块和无线通讯模块，所述GPS定位模块和无线通讯模块均与控制模块电连接，且GPS定位模块和无线通讯模块均设置在外壳内。

4.根据权利要求1所述的车载水泵系统，其特征在于：所述车载水泵系统还包括汽车，所述水泵为膜片式水泵，所述汽车具有装载物品的货箱，所述膜片式水泵、控制装置、用水终端和供水管路均固定在所述货箱内。

5.根据权利要求4所述的车载水泵系统，其特征在于：所述货箱内设置有收纳箱，所述收纳箱用于放置所述膜片式水泵的抽水管。

6.根据权利要求1-5任一项所述的车载水泵系统，其特征在于：所述用水终端包括热水器和水龙头。

7.根据权利要求6所述的车载水泵系统，其特征在于：所述用水终端还包括混水阀和花洒，所述混水阀设置有第一进水口、第二进水口和出水口，所述花洒与出水口连接，所述热水器的热水出口与第一进水口连接，所述供水管路与第二进水口连接。

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