專利名稱：消防車恒壓控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種智能控制裝置，特別涉及一種用于控制消防車出水壓力的消 防車恒壓控制裝置。
背景技術(shù)：
目前，消防車領(lǐng)域中在實(shí)施救火或救援的過程中，消防水槍通常與水泵連接，水泵 連接水源，水泵通過發(fā)動(dòng)機(jī)來帶動(dòng)，并通過發(fā)動(dòng)機(jī)油門控制裝置控制發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，從而控制 控制水泵的輸出壓力。而實(shí)際的工作中，經(jīng)常會(huì)遇到需要多個(gè)水槍同時(shí)噴射的情況，而在多 個(gè)水槍同時(shí)使用時(shí)，流量的增大會(huì)使得水泵內(nèi)壓力變小，使得每個(gè)水槍的噴射力變小，導(dǎo)致 壓力不足，進(jìn)而影響消防效率。而在多個(gè)水槍同時(shí)應(yīng)用時(shí)，突然關(guān)掉其中的多個(gè)水槍時(shí)，導(dǎo) 致水泵內(nèi)壓力突然增大，導(dǎo)致持有未關(guān)閉的水槍的消防人員在壓力的沖擊下出現(xiàn)危險(xiǎn)。另 外，在出現(xiàn)消防管路出現(xiàn)斷裂、水泵故障、軟管脫落等情況時(shí)，也會(huì)導(dǎo)致水壓不穩(wěn)，而保證消 防管路的水壓穩(wěn)定、及時(shí)、準(zhǔn)確地調(diào)整壓力成為消防滅火領(lǐng)域的一個(gè)需要解決的問題。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種消防車恒壓控制裝置，以解決現(xiàn)有消防車出水口壓 力不穩(wěn)定的問題。本實(shí)用新型提出一種消防車恒壓控制裝置，用于控制消防車的出水口壓力，包括 控制面板、控制器和油門控制單元，控制面板用于通過按鍵方式輸入壓力控制信號(hào)，控制器 分別與控制面板和油門控制單元相連，用于將控制面板輸出的壓力控制信號(hào)傳輸給油門控 制單元，并由油門控制單元控制發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速來改變消防車出水口壓力。其中，控制面板又進(jìn)一步包括按鍵電路、第一處理器、第一通信電路和顯示屏接口 電路。按鍵電路用于電壓控制信號(hào)的輸入，第一處理器與按鍵電路相連，用于對(duì)輸入的電壓 控制信號(hào)進(jìn)行處理，第一通信電路與第一處理器相連，用于輸出第一處理器處理后的電壓 控制信號(hào)。顯示屏接口電路與第一處理器相連，并連接到顯示器。控制器又進(jìn)一步包括第二通信電路、第二處理器和控制信號(hào)輸出電路。第二通信 電路與第一通信電路相連，用于接收電壓控制信號(hào)，第二處理器與第二通信電路相連，用于 對(duì)第二通信電路接收到的電壓控制信號(hào)進(jìn)行處理，控制信號(hào)輸出電路分別與第二處理器及 油門控制單元相連，用于將電壓控制信號(hào)輸出給油門控制單元，以對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速進(jìn)行控制。優(yōu)選的，所述的消防車恒壓控制裝置還包括壓力傳感器，其設(shè)置在消防車的出水 口處，用于感測(cè)當(dāng)前出水口的壓力；控制器還包括模擬信號(hào)輸入接口電路，分別與第二處理 器及壓力傳感器相連，用于將壓力傳感器檢測(cè)到的當(dāng)前壓力信號(hào)傳輸給第二處理器，并進(jìn) 一步傳輸給控制面板進(jìn)行顯示。優(yōu)選的，所述的消防車恒壓控制裝置還包括轉(zhuǎn)速傳感器，其與消防車的發(fā)動(dòng)機(jī)相 連，用于測(cè)量發(fā)動(dòng)機(jī)的當(dāng)前轉(zhuǎn)速；控制器還包括開關(guān)信號(hào)輸入接口，其分別與第二處理器及 轉(zhuǎn)速傳感器相連，用于將轉(zhuǎn)速傳感器測(cè)量到的發(fā)動(dòng)機(jī)當(dāng)前轉(zhuǎn)速信號(hào)傳輸給第二處理器，并進(jìn)一步傳輸給控制面板進(jìn)行顯示。優(yōu)選的，控制面板還包括揚(yáng)聲器，其與第一處理器相連，用于在消防員按鍵時(shí)發(fā)出
提不首。優(yōu)選的，第一處理器和第二處理器均為單片機(jī)。優(yōu)選的，按鍵電路包括四個(gè)按鍵開關(guān)，均直接與第一處理器相連。優(yōu)選的，第一通信電路和第二通信電路分別包括一個(gè)MAX1483芯片，用于實(shí)現(xiàn)TTL 電平和485電平的轉(zhuǎn)換。優(yōu)選的，控制面板還包括電源電路，其與第一處理器及外圍接口電路相連，用于為 第一處理器以及外圍接口電路供電。相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，本實(shí)用新型的有益效果是本實(shí)用新型可以通過對(duì)直觀測(cè)量數(shù)據(jù)的觀察，來設(shè)定消防車出水口的出水壓力， 并使其保持在一個(gè)穩(wěn)定的范圍內(nèi)，特別對(duì)于一些經(jīng)驗(yàn)不足的消防員來說，本實(shí)用新型可以 有效的避免因出水口壓力不穩(wěn)定而造成的傷害。

圖1為本實(shí)用新型消防車恒壓控制裝置的一種實(shí)施例結(jié)構(gòu)圖；圖2為本實(shí)用新型消防車恒壓控制裝置的一種外部連接示意圖；圖3為本實(shí)用新型第一處理器的一種實(shí)施例電路圖；圖4為本實(shí)用新型按鍵電路106的一種實(shí)施例電路圖；圖5為本實(shí)用新型顯示屏接口電路的一種實(shí)施例電路圖；圖6為本實(shí)用新型第一通信電路的一種實(shí)施例電路圖；圖7為本實(shí)用新型第二處理器的一種實(shí)施例電路圖；圖8為本實(shí)用新型第二通信電路的一種實(shí)施例電路圖；圖9為本實(shí)用新型控制信號(hào)輸出電路的一種實(shí)施例電路圖；圖10為本實(shí)用新型開關(guān)信號(hào)輸入接口電路的一種實(shí)施例電路圖；圖11為本實(shí)用新型模擬信號(hào)輸入接口電路的一種實(shí)施例電路圖。
具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型的主要思想是運(yùn)用單片機(jī)輸出的電壓控制消防車油門，并改變消防車 發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，從而控制消防泵轉(zhuǎn)速來改變消防車出水口壓力。
以下結(jié)合附圖，具體說明本實(shí)用新型。請(qǐng)參見圖1，其為本實(shí)用新型消防車恒壓控制裝置的一種實(shí)施例結(jié)構(gòu)圖。此消防車 恒壓控制裝置包括控制面板101、控制器102、油門控制單元103、壓力傳感器104和轉(zhuǎn)速傳 感器105。控制面板101用于通過按鍵方式輸入壓力控制信號(hào)，并顯示當(dāng)前的系統(tǒng)壓力、設(shè) 定壓力以及泵轉(zhuǎn)速。控制器102分別與控制面板101、油門控制單元103、壓力傳感器104和 轉(zhuǎn)速傳感器105相連，用于將控制面板101輸出的壓力控制信號(hào)傳輸給油門控制單元103， 并由油門控制單元103控制發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速來改變消防車出水口壓力，以及將壓力傳感器104 和轉(zhuǎn)速傳感器105測(cè)量的當(dāng)前壓力信號(hào)和發(fā)動(dòng)機(jī)當(dāng)前轉(zhuǎn)速信號(hào)傳輸給控制面板101，并進(jìn) 行顯不。
4[0030]其中，控制面板101又進(jìn)一步包括按鍵電路106、第一處理器107、顯示屏接口電路 108、揚(yáng)聲器109、第一通信電路110和電源電路111。電源電路111分別與按鍵電路106、第 一處理器107、顯示屏接口電路108、揚(yáng)聲器109和第一通信電路110相連，用于為第一處理 器107以及各個(gè)外圍接口電路供電。第一處理器107分別與按鍵電路106、顯示屏接口電路 108、揚(yáng)聲器109和第一通信電路110相連，用于完成各種信號(hào)的處理和傳輸。第一通信電 路110與控制器102相連，用于實(shí)現(xiàn)與控制器102之間的通信?？刂破?02又進(jìn)一步包括第二通信電路112、第二處理器113、控制信號(hào)輸出電路 114、模擬信號(hào)輸入接口電路115和開關(guān)信號(hào)輸入接口電路116。第二通信電路112與第一 通信電路110相連，用于實(shí)現(xiàn)控制器102和控制面板101之間的數(shù)據(jù)傳輸。模擬信號(hào)輸入 接口電路115與壓力傳感器104傳感器相連，用于接收壓力傳感器104檢測(cè)到的出水口當(dāng) 前壓力信號(hào)，并傳輸給第二處理器113。開關(guān)信號(hào)輸入接口電路116與轉(zhuǎn)速傳感器105相 連，用于接收轉(zhuǎn)速傳感器105測(cè)量到的發(fā)動(dòng)機(jī)當(dāng)前轉(zhuǎn)速信號(hào)，并傳輸給第二處理器113。第 二處理器113分別與第二通信電路112、控制信號(hào)輸出電路114、模擬信號(hào)輸入接口電路115 和開關(guān)信號(hào)輸入接口電路116相連，用于處理壓力和轉(zhuǎn)速信號(hào)，并通過第二通信電路112傳 輸給控制面板101進(jìn)行顯示，以及將控制面板101傳輸過來的壓力控制信號(hào)傳輸給控制信 號(hào)輸出電路114，進(jìn)而傳輸給油門控制單元103，以實(shí)現(xiàn)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的控制。請(qǐng)參見圖2，其為本實(shí)用新型消防車恒壓控制裝置的一種外部連接示意圖?？刂泼?板101和控制器102采用485通信，可以通過電纜連接，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離控制，操控方便。控制 面板101外部安裝有顯示屏201，與內(nèi)部的顯示屏接口電路108相連，用于顯示系統(tǒng)壓力、設(shè) 定壓力和泵轉(zhuǎn)速。控制面板101外部還安裝有四個(gè)按鍵202，分別表示“自動(dòng)”、“手動(dòng)”、“增 大”和“減小”，與內(nèi)部的按鍵電路106連接，實(shí)現(xiàn)電壓控制的輸入功能?？刂破?02外部安裝有一個(gè)電源開關(guān)203和多個(gè)接口，其中，油門控制單元103連 接到“Vout+”端和“Vout-”端，壓力傳感器104連接到“Ail+”端和“Ail-”端，轉(zhuǎn)速傳感器 105連接到“Dil+”端和“Dil-”端。使用時(shí)，可以根據(jù)工作要求，按“手動(dòng)”、“自動(dòng)”功能鍵切換手動(dòng)和自動(dòng)工作狀態(tài)。 進(jìn)入“自動(dòng)”工作狀態(tài)后，壓力設(shè)定顯示區(qū)顯示要設(shè)定的壓力值，此時(shí)可以按壓力設(shè)定的“增 大”、“減小”按鈕增加或減少要設(shè)定的壓力值。自動(dòng)工作狀態(tài)下，油門的輸出控制電壓由系 統(tǒng)自動(dòng)控制。進(jìn)人“手動(dòng)”工作狀態(tài)后，壓力設(shè)定顯示區(qū)顯示“手動(dòng)”，此時(shí)可以按油門的“增 大”、“減小”按鈕增加或減少油門控制端的輸出電壓。為便于充分理解本實(shí)用新型，申請(qǐng)人揭示了各個(gè)關(guān)鍵部分的較佳的電路圖，并進(jìn) 一步說明本實(shí)用新型。請(qǐng)參見圖3，其為本實(shí)用新型第一處理器的一種實(shí)施例電路圖。第一 處理器107采用了單片機(jī)(即芯片U2)，并通過接口連接外圍各接口電路。由于單片機(jī)內(nèi)部 有AD轉(zhuǎn)換功能，可以省去外部的AD轉(zhuǎn)換芯片；單片機(jī)還有PWM輸出，可通過單片機(jī)口線輸 出PWM信號(hào)，經(jīng)濾波電路輸出一個(gè)電壓信號(hào)，可作為外部執(zhí)行器的控制信號(hào)，省去DA轉(zhuǎn)換芯 片；這樣的設(shè)計(jì)，可簡化電路，提高電路的復(fù)雜度，使電路更可靠，同時(shí)也降低電路的成本。請(qǐng)參見圖4，其為本實(shí)用新型按鍵電路的一種實(shí)施例電路圖。四個(gè)開關(guān)Si、S2、S3 和S4分別連接控制面板101外部的“自動(dòng)”、“手動(dòng)”、“增大”和“減小”四個(gè)控制按鍵202， 且四個(gè)開關(guān)S1、S2、S3和S4的一端共同連接5V的電壓，另一端依次連接到芯片U2的P22、 P23、P32和P33接線端。[0037]請(qǐng)參見圖5，其為本實(shí)用新型顯示屏接口電路的一種實(shí)施例電路圖。根據(jù)控制器要 求，本接口電路可連接160*160點(diǎn)陣的液晶顯示器。請(qǐng)參見圖6，其為本實(shí)用新型第一通信電路的一種實(shí)施例電路圖。這里采用 MAX1483芯片(即芯片U3)實(shí)現(xiàn)TTL電平和485電平的轉(zhuǎn)換。請(qǐng)參見圖7，其為本實(shí)用新型第二處理器的一種實(shí)施例電路圖。與第一處理器107 相同，本實(shí)施例的第二處理器也采用了單片機(jī)(即芯片U9)，并通過接口連接外圍各接口電 路。由于單片機(jī)內(nèi)部有AD轉(zhuǎn)換功能，可以省去外部的AD轉(zhuǎn)換芯片；單片機(jī)還有PWM輸出， 可通過單片機(jī)口線輸出PWM信號(hào)，經(jīng)濾波電路輸出一個(gè)電壓信號(hào)，可作為外部執(zhí)行器的控 制信號(hào)，省去DA轉(zhuǎn)換芯片；這樣的設(shè)計(jì)，可簡化電路，提高電路的復(fù)雜度，使電路更可靠，同 時(shí)也降低電路的成本。請(qǐng)參見圖8，其為本實(shí)用新型第二通信電路的一種實(shí)施例電路圖。與第一通信電路 相同，本實(shí)施例也采用MAX1483芯片(即芯片U10)來實(shí)現(xiàn)TTL電平和485電平的轉(zhuǎn)換。請(qǐng)參見圖9，其為本實(shí)用新型控制信號(hào)輸出電路的一種實(shí)施例電路圖。放大器 LM358的正向輸入端連接芯片U9的PWMO輸出端，用于接收芯片U9輸出的PWM控制信號(hào)， 然后經(jīng)放大器LM358放大后輸入到接插件J5的YO端，最后通過接插件J5的“Vout+”端和 “Vout-”端輸入給油門控制單元103。請(qǐng)參見圖10，其為本實(shí)用新型開關(guān)信號(hào)輸入接口電路的一種實(shí)施例電路圖。芯片 U6的“1”端連接24V輸入電壓，“2”端連接到"Dil+"端(即與轉(zhuǎn)速傳感器105相連)，芯 片U6的“3”端連接到芯片U9的P32端。芯片U6可以通過內(nèi)部的接近開關(guān)或光電開關(guān)將 輸入的外部開關(guān)信號(hào)轉(zhuǎn)換為5V或OV的電平信號(hào)，并之戒傳送到芯片U9進(jìn)行處理，從而實(shí) 現(xiàn)轉(zhuǎn)速的檢測(cè)。請(qǐng)參見圖11，其為本實(shí)用新型模擬信號(hào)輸入接口電路的一種實(shí)施例電路圖。放大 器LM358的正向輸入端連接到“Ail+”端(即連接到壓力傳感器104)，放大器LM358的輸出 端連接到芯片U9的PlO腳。本實(shí)施例的電路把外部壓力傳感器104輸入的4-20mA信號(hào)轉(zhuǎn) 換為1-5V電壓，并輸入給單片機(jī)芯片U9，并由單片機(jī)對(duì)信號(hào)進(jìn)行處理。下面結(jié)合上述電路圖詳述其工作過程上電后，壓力傳感器104將出水口的測(cè)量 信號(hào)傳輸給模擬信號(hào)輸入接口電路115，然后經(jīng)模擬信號(hào)輸入接口電路115轉(zhuǎn)換為1-5V電 壓后輸入到第二處理器113進(jìn)行處理。同時(shí)，轉(zhuǎn)速傳感器105將測(cè)量到的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速傳輸 給開關(guān)信號(hào)輸入接口電路116，并由開關(guān)信號(hào)輸入接口電路116轉(zhuǎn)換為5V或OV的電平信號(hào) 后輸入到第二處理器113進(jìn)行處理。然后第二處理器113將壓力傳感器104和轉(zhuǎn)速傳感器 105的輸入信號(hào)通過485通信線傳輸給控制面板101，并在顯示屏上進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示。消防員根據(jù)顯示的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，通過按動(dòng)按鍵202來輸入壓力控制信號(hào)，壓力控制 信號(hào)由按鍵電路106產(chǎn)生并傳輸給第一處理器107進(jìn)行處理，然后由第一處理器107通過 485通信線傳輸給第二處理器113。第二處理器113。接收到壓力控制信號(hào)后，以PWM控制信號(hào)的方式輸出給控制信號(hào) 輸出電路114，并經(jīng)控制信號(hào)輸出電路114放大后輸出給油門控制單元103，并由油門控制 單元103實(shí)現(xiàn)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的控制。本實(shí)用新型可以控制消防車的出水壓力，并保持自動(dòng)平衡，可以有效避免消防員 因水壓不穩(wěn)定而受到的傷害。
6[0048] 以上公開的僅為本實(shí)用新型的幾個(gè)具體實(shí)施例，但本實(shí)用新型并非局限于此，任 何本領(lǐng)域的技術(shù)人員能思之的變化，都應(yīng)落在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求一種消防車恒壓控制裝置，用于控制消防車的出水口壓力，其特征在于，包括一控制面板、一控制器和一油門控制單元，該控制器分別與該控制面板和該油門控制單元相連，其中，該控制面板又進(jìn)一步包括一第一處理器，與該按鍵電路相連；一第一通信電路，與該第一處理器相連；一顯示屏接口電路，其與該第一處理器相連，并連接到顯示器；該控制器又進(jìn)一步包括一第二通信電路，與該第一通信電路相連；一第二處理器，與該第二通信電路相連；一控制信號(hào)輸出電路，分別與該第二處理器及該油門控制單元相連。
2.如權(quán)利要求1所述的消防車恒壓控制裝置，其特征在于其還包括一壓力傳感器，其 設(shè)置在消防車的出水口處，該控制器還包括一模擬信號(hào)輸入接口，分別與該第二處理器及 該壓力傳感器相連。
3.如權(quán)利要求1所述的消防車恒壓控制裝置，其特征在于其還包括一轉(zhuǎn)速傳感器，其 與消防車的發(fā)動(dòng)機(jī)相連，該控制器還包括一開關(guān)信號(hào)輸入接口電路，其分別與該第二處理 器及該轉(zhuǎn)速傳感器相連。
4.如權(quán)利要求1所述的消防車恒壓控制裝置，其特征在于該控制面板還包括一揚(yáng)聲 器，其與該第一處理器相連。
5.如權(quán)利要求1所述的消防車恒壓控制裝置，其特征在于該第一處理器和該第二處 理器均為單片機(jī)。
6.如權(quán)利要求1所述的消防車恒壓控制裝置，其特征在于該按鍵電路包括四個(gè)按鍵 開關(guān)，該些按鍵開關(guān)均直接與第一處理器相連。
7.如權(quán)利要求1所述的消防車恒壓控制裝置，其特征在于該第一通信電路和該第二 通信電路分別包括一 MAX1483芯片。
8.如權(quán)利要求1所述的消防車恒壓控制裝置，其特征在于該控制面板還包括一電源 電路，其與該第一處理器及外圍接口電路相連。
專利摘要本實(shí)用新型提出一種消防車恒壓控制裝置，用于控制消防車的出水口壓力，包括控制面板、控制器和油門控制單元，控制面板用于通過按鍵方式輸入壓力控制信號(hào)，控制器分別與控制面板和油門控制單元相連，用于將控制面板輸出的壓力控制信號(hào)傳輸給油門控制單元，并由油門控制單元控制發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速來改變消防車出水口壓力；本實(shí)用新型可以將消防車出水口的壓力保持在一個(gè)穩(wěn)定的范圍內(nèi)，可以有效防止因出水口不穩(wěn)定而對(duì)消防員造成的傷害。
文檔編號(hào)G05B19/042GK201681312SQ20102018859
公開日2010年12月22日 申請(qǐng)日期2010年5月6日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月6日
發(fā)明者凌有鑄, 孫駟洲, 徐曉光, 楊會(huì)成, 王萍萍 申請(qǐng)人:徐曉光