CN114404857B - 用于臂架的控制装置、臂架和消防车 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供一种用于臂架的控制装置、臂架和消防车，用于臂架的控制装置包括：臂架操作装置，被配置成发送臂架操作命令；接近传感器，被配置成检测臂架主体收回到位的情况下发出收到位信号；角度传感器，被配置成检测所述臂架主体与水平方向之间的角度；电机，被配置成驱动所述臂架主体摆动；以及控制器，分别与所述臂架操作装置、所述接近传感器、所述角度传感器和所述电机电连接。本发明实施例可以实现如下部分或全部技术效果：减轻臂架重量，简化臂架结构，提高可靠性和驱动速度，自动、实时、准确、精细化识别臂架状态并进行安全控制。

Description

用于臂架的控制装置、臂架和消防车

技术领域

本发明涉及消防车技术领域，具体地涉及一种用于臂架的控制装置、臂架和消防车。

背景技术

目前，消防车臂架采用的连杆结构，零件数量多结构复杂，臂架及水路结构复杂，水路为独立水路，整体质量大，同时也带来了可靠性低、驱动速度慢的缺陷，且消防车臂架的操作缺乏自动的安全控制，臂架要执行的操作存在无法保证臂架整体状态甚至是消防车整体状态的稳定性的风险。因此，急需提出一种技术方案来解决现有技术中的上述部分或全部技术问题。

发明内容

本发明实施例的目的是提供一种用于臂架的控制装置、臂架和消防车，解决现有技术中的上述部分或全部技术问题。

为了实现上述目的，本发明第一方面提供一种用于臂架的控制装置，臂架应用于消防车，控制装置包括：臂架操作装置，被配置成发送臂架操作命令；接近传感器，被配置成检测臂架主体收回到位的情况下发出收到位信号；角度传感器，被配置成检测臂架主体与水平方向之间的角度；电机，被配置成驱动臂架主体摆动；以及控制器，分别与臂架操作装置、接近传感器、角度传感器和电机电连接。

在本发明实施例中，控制器被配置成：确定接收到臂架操作命令；在臂架操作命令指示收回臂架的情况下，确定是否接收到接近传感器发出的收到位信号；在未接收到接近传感器发出的收到位信号或臂架操作命令指示展开臂架的情况下，获取角度传感器检测到的角度；根据角度确定臂架操作命令的执行是否受限制；以及在臂架操作命令的执行未受限制的情况下，根据臂架操作命令控制电机转动，以驱动臂架主体摆动。

在本发明实施例中，控制器还被配置成：根据角度确定臂架操作命令的下一步执行是否会使臂架的末端超出预设运动范围；在臂架操作命令的下一步执行会使臂架的末端超出预设运动范围的情况下，确定臂架操作命令的执行受限制；以及在臂架操作命令的下一步执行不会使臂架的末端超出预设运动范围的情况下，确定臂架操作命令的执行未受限制。

在本发明实施例中，预设运动范围为臂架的工作曲线所包括的臂架的末端在正常工作状态下的运动范围。

在本发明实施例中，控制器还被配置成：确定未接收到臂架操作命令；以及对电机进行制动，以使臂架主体停止摆动。

在本发明实施例中，控制器还被配置成：在接收到接近传感器发出的收到位信号的情况下，对电机进行制动，以使臂架主体停止摆动，并提示臂架操作命令执行受限。

在本发明实施例中，控制器还被配置成：在臂架操作命令的执行受限制的情况下，对电机进行制动，以使臂架主体停止摆动，并提示臂架操作命令执行受限。

本发明第二方面提供一种臂架，包括：臂架主体，臂架主体内部为空心管，空心管被配置成输送水；旋转接头，旋转接头的一端连通空心管，旋转接头的另一端被配置成外接输水管路；减速机，被配置成将控制装置的电机输出的扭矩传动给臂架主体，以带动臂架主体摆动；以及前述实施例的用于臂架的控制装置。

本发明第三方面提供一种消防车，包括：水炮，被配置成喷射水；以及前述实施例的臂架。

本发明实施例通过前述技术方案，可以实现如下部分或全部技术效果：减轻臂架重量，简化臂架结构，提高臂架可靠性和驱动速度，可以实现自动、实时、准确、精细化地臂架状态识别和安全控制，更好地保障臂架整体甚至是消防车整体的稳定性。

本发明实施例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

附图是用来提供对本发明实施例的进一步理解，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例，但并不构成对本发明实施例的限制。在附图中：

图1是本发明实施例的用于臂架的控制装置100的结构示意图；

图2是本发明实施例的臂架200的结构示意图；

图3是本发明实施例的消防车300的结构示意图；

图4是本发明示例提供的臂架的局部结构的侧视图；以及

图5是本发明示例提供的臂架的局部结构的俯视图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明实施例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实施例，并不用于限制本发明实施例。

需要说明，若本申请实施方式中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，若本申请实施方式中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施方式之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本申请要求的保护范围之内。

如图1所示，在本发明实施例中，提供一种用于臂架的控制装置100，臂架应用于消防车，用于臂架的控制装置100包括：控制器110、接近传感器130、角度传感器150、电机170和臂架操作装置190。

其中，接近传感器130例如被配置成检测臂架主体收回到位的情况下发出收到位信号。具体地，接近传感器130在检测臂架主体收回到位的情况下例如输出电信号作为收到位信号。接近传感器130例如与控制器110电连接。接近传感器130的设置方式可参考现有技术，只要能够实现检测臂架主体收回到位的情况下发出收到位信号即可。

角度传感器150例如被配置成检测臂架主体与水平方向之间的角度。角度传感器150例如与控制器110电连接。角度传感器150例如设置在臂架主体的侧面上，随臂架主体运动。当然，本发明实施例并不局限于此，角度传感器150例如还可设置在其他合适的位置，只要能够检测臂架主体与水平方向之间的角度即可。

电机170例如被配置成驱动臂架主体摆动。电机170例如与控制器110电连接。

臂架操作装置190例如被配置成发送臂架操作命令。具体地，臂架操作装置190例如为手柄、摇杆和/或按键等操控设备。臂架操作装置190例如与控制器110电连接。当然，本发明实施例并不局限于此，臂架操作装置190例如还可通过其他有线方式或通过无线方式实现与控制器110之间的信号连接。

如此一来，控制器110通过与接近传感器130、角度传感器150、电机170和臂架操作装置190信号连接，便可以获取接近传感器130、角度传感器150和臂架操作装置190的输出信号，并根据接近传感器130、角度传感器150和臂架操作装置190的输出信号的情况控制电机170的工作情况，进而实现对臂架主体摆动情况的控制。

具体地，控制器110例如被配置成：

(a1)确定接收到臂架操作命令。

(a2)在臂架操作命令指示收回臂架的情况下，确定是否接收到接近传感器130发出的收到位信号。

(a3)在未接收到接近传感器130发出的收到位信号或臂架操作命令指示展开臂架的情况下，获取角度传感器150检测到的角度。

(a4)根据角度确定臂架操作命令的执行是否受限制。以及

(a5)在臂架操作命令的执行未受限制的情况下，根据臂架操作命令控制电机170转动，以驱动臂架主体摆动。

进一步地，控制器110例如还被配置成：

(a41)根据角度确定臂架操作命令的下一步执行是否会使臂架的末端超出预设运动范围。

(a42)在臂架操作命令的下一步执行会使臂架的末端超出预设运动范围的情况下，确定臂架操作命令的执行受限制。以及

(a43)在臂架操作命令的下一步执行不会使臂架的末端超出预设运动范围的情况下，确定臂架操作命令的执行未受限制。

具体地，预设运动范围例如可为臂架的工作曲线所包括的臂架的末端在正常工作状态下的运动范围。

进一步地，控制器110例如还被配置成：

(a6)确定未接收到臂架操作命令。以及

(a7)对电机进行制动，以使臂架主体停止摆动。

进一步地，控制器110例如还被配置成：

(a8)在接收到接近传感器发出的收到位信号的情况下，对电机进行制动，以使臂架主体停止摆动，并提示臂架操作命令执行受限。具体地，例如可通过声光或图文等形式进行提示。

进一步地，控制器110例如还被配置成：

(a9)在臂架操作命令的执行受限制的情况下，对电机进行制动，以使臂架主体停止摆动，并提示臂架操作命令执行受限。

具体地，控制器110例如可为车载计算机、工控机、嵌入式系统、微处理器和可编程逻辑器件等控制设备。

另外值得一提的是，在其他一些实施例中，电机170例如还可以替换为液压马达。

本发明实施例的用于臂架的控制装置100通过前述技术方案可以实现如下部分或全部效果：减轻臂架重量，简化臂架结构，提高臂架可靠性和驱动速度，可以实现自动、实时、准确、精细化地臂架状态识别和安全控制，更好地保障臂架整体甚至是消防车整体的稳定性。

在本发明实施例中，提供一种臂架200，包括：控制装置210、臂架主体230、旋转接头250和减速机270。

其中，控制装置210例如为根据任意一项前述实施例的用于臂架的控制装置100。控制装置210的具体功能和细节可参考前述实施例的相关描述，在此不再赘述。

臂架主体230内部例如为空心管，空心管例如被配置成输送水。臂架主体230内部例如为空心管是指臂架主体230的内部形成空心管状结构，可以使得臂架主体可以作为一个输水管道使用。

旋转接头250的一端例如连通空心管，旋转接头250的另一端例如被配置成外接输水管路。旋转接头250的设置可以使得在臂架主体230进行摆动的过程中，外接输水管路可以不被臂架主体230带动着一起扭转，避免因为外接输水管路被扭转损坏或者导致水无法从输水管路顺畅流通到空心管中。

减速机270例如被配置成将控制装置210的电机输出的扭矩传动给臂架主体230，以带动臂架主体230摆动。具体地，减速机270例如为行星齿轮减速机。

进一步地，臂架200例如还包括安装座，臂架200可通过安装座安装在消防车的相应结构上。

本发明实施例的臂架200由于具有前述实施例的用于臂架的控制装置100同样具有如下部分或全部效果：可以减轻臂架重量，简化臂架结构，提高臂架可靠性和驱动速度，可以实现自动、实时、准确、精细化地臂架状态识别和安全控制，更好地保障臂架整体甚至是消防车整体的稳定性。

在本发明实施例中，提供一种消防车300，包括：臂架310和水炮330。

其中，臂架310例如为根据任意一项前述实施例的臂架200。臂架310的具体功能和细节可参考前述实施例的相关描述，在此不再赘述。

水炮330例如被配置成喷射水。水炮330例如与臂架200的控制器电连接，控制器控制水炮330是否喷射水。

本发明实施例的消防车300由于具有前述实施例的臂架200同样具有如下部分或全部效果：可以减轻臂架重量，简化臂架结构，提高臂架可靠性和驱动速度，可以实现自动、实时、准确、精细化地臂架状态识别和安全控制，更好地保障臂架整体甚至是消防车整体的稳定性。

下面结合一具体示例来说明本发明实施例的用于臂架的控制装置100的结构和工作过程，本发明示例的具体内容如下：

如图4所示，为本发明示例所提供的臂架的局部结构的侧视图，如图5所示为本发明示例所提供的臂架的局部结构的俯视图。

如图4和图5所示，本发明示例的臂架由旋转接头1、安装座2、行星齿轮减速机3、电机4、角度传感器5、臂架主体6、水炮7、臂架收到位传感器8、臂架操作装置9和车载计算机10构成。

其中，旋转接头1的一端固定在安装座2上，旋转接头1的另一端与臂架主体6连接。

电机4固定在安装座2上。电机4输出的扭矩通过行星齿轮减速机3传动给臂架主体6。行星齿轮减速机3的一端与臂架主体6连接，行星齿轮减速机3的另一端固定安装安装座2上。

臂架主体6的内部为空心管，空心管通过旋转接头1与水路连接，因此臂架主体6可直接作水管使用以将水输送至水炮7。

臂架收到位传感器8的主体安装在安装座2的侧面上，臂架收到位传感器8的检测板安装在臂架主体6的下方，臂架收到位传感器8的检测板随着臂架主体6运动。臂架收到位传感器8为一种接近传感器。

电机4、角度传感器5、水炮7、臂架收到位传感器8及臂架操作装置9分别与车载计算机10电连接。

角度传感器5、臂架收到位传感器8、臂架操作装置9和车载计算机10构成臂架的控制系统。

当通过臂架操作装置9操作臂架时，车载计算机10会获取角度传感器5和臂架收到位传感器8的检测数据，经过运算后输出转动控制信号发送到电机4，电机4转动再通过行星齿轮减速机3转动从而带动臂架主体6转动。在臂架操作装置9操作臂架运动的过程中，车载计算机10会实时获取角度传感器5和臂架收到位传感器8的检测数据，以根据实时获取的检测数据控制臂架的工作情况。

具体地，当车载计算机10接收到臂架操作装置9的操作命令后，先对命令做出判断，识别其指示的操作，如展开臂架或收回臂架。若操作命令指示收回臂架，会根据臂架收到位传感器8的检测信号，判断臂架当前是否收回到位。若操作命令指示展开臂架或者判断臂架未收回到位，会根据角度传感器5的检测信号判断臂架的操作命令的执行是否会受限，具体为下一步动作的姿态是否会超出安全范围，会判断臂架末端的位置是否会超出臂架的工作曲线所定义的臂架末端在正常工作状态下的运动范围，若超出工作曲线所定义的运动范围，判定下一步动作的姿态会超出安全范围也即操作命令的执行会受限，若未超出工作曲线所定义的运动范围，判定下一步动作的姿态不会超出安全范围也即操作命令的执行不会受限。若操作命令的执行不会受限则当前可以进行臂架操作装置9的操作命令所操作的臂架动作，则车载计算机10会发送与臂架操作装置9的操作命令相应的转动控制信号给电机4，控制电机4转动。在进行臂架操作装置9的操作命令所操作的臂架动作的过程中，车载计算机10会实时进行上述过程，直至臂架的操作命令停止，则控制电机4停止转动。操作命令指示收回臂架且臂架已经收回到位时，或下一步动作的姿态会超出安全范围也即操作命令的执行会受限时，则控制电机4停止转动并发出相应的声光提示。

另外值得一提的是，本发明示例的车载计算机10例如还可以进一步获取消防车的整车数据，判断整车状态，结合整车状态来判断臂架是否能动作。

综上所述，本发明实施例至少具有以下部分或全部优点：

(1)不再采用连杆机构，结构简单，零件少，可靠性高。水路与臂架为一体式，重量更轻，性能更好。

(2)由电机和减速机组合而不是连杆机构驱动臂架，驱动速度快，角度控制准确性高。

(3)针对不同的臂架操作命令对臂架状态进行收到位检测和/或角度检测，根据检测结果对臂架操作命令的执行是否受限进行判断，根据判断结果进行相应控制和提示，可以对臂架实现自动、实时、准确、精细化地状态识别和安全控制，更好地保障臂架整体甚至是消防车整体的稳定性。

还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上仅为本发明的实施例而已，并不用于限制本发明。对于本领域技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的权利要求范围之内。

Claims (7)

1.一种用于臂架的控制装置，其特征在于，所述臂架应用于消防车，所述控制装置包括：

臂架操作装置，被配置成发送臂架操作命令；

接近传感器，被配置成检测所述臂架主体收回到位的情况下发出收到位信号；

角度传感器，被配置成检测所述臂架主体与水平方向之间的角度；

电机，被配置成驱动所述臂架主体摆动；以及

控制器，分别与所述臂架操作装置、所述接近传感器、所述角度传感器和所述电机电连接；

其中，所述控制器被配置成：

确定接收到所述臂架操作命令；

在所述臂架操作命令指示收回臂架的情况下，确定是否接收到所述接近传感器发出的所述收到位信号；

在未接收到所述接近传感器发出的所述收到位信号或所述臂架操作命令指示展开臂架的情况下，获取所述角度传感器检测到的所述角度；

根据所述角度确定所述臂架操作命令的执行是否受限制；

在所述臂架操作命令的执行未受限制的情况下，根据所述臂架操作命令控制所述电机转动，以驱动所述臂架主体摆动；以及

在所述臂架操作命令的执行受限制的情况下，对所述电机进行制动，以使所述臂架主体停止摆动，并提示臂架操作命令执行受限。

2.根据权利要求1所述的控制装置，其特征在于，所述控制器还被配置成：

根据所述角度确定所述臂架操作命令的下一步执行是否会使所述臂架的末端超出预设运动范围；

在所述臂架操作命令的下一步执行会使所述臂架的末端超出所述预设运动范围的情况下，确定所述臂架操作命令的执行受限制；以及

在所述臂架操作命令的下一步执行不会使所述臂架的末端超出所述预设运动范围的情况下，确定所述臂架操作命令的执行未受限制。

3.根据权利要求2所述的控制装置，其特征在于，所述预设运动范围为所述臂架的工作曲线所包括的所述臂架的末端在正常工作状态下的运动范围。

4.根据权利要求1所述的控制装置，其特征在于，所述控制器还被配置成：

确定未接收到臂架操作命令；以及

对所述电机进行制动，以使所述臂架主体停止摆动。

5.根据权利要求1所述的控制装置，其特征在于，所述控制器还被配置成：

在接收到所述接近传感器发出的所述收到位信号的情况下，对所述电机进行制动，以使所述臂架主体停止摆动，并提示臂架操作命令执行受限。

6.一种臂架，其特征在于，包括：

臂架主体，所述臂架主体内部为空心管，所述空心管被配置成输送水；

旋转接头，所述旋转接头的一端连通所述空心管，所述旋转接头的另一端被配置成外接输水管路；

减速机，被配置成将所述控制装置的电机输出的扭矩传动给所述臂架主体，以带动所述臂架主体摆动；以及

根据权利要求1至5中任意一项所述的用于臂架的控制装置。

7.一种消防车，其特征在于，包括：

水炮，被配置成喷射水；以及

根据权利要求6所述的臂架。

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